制造“基石”如何激发科技创新？一种新质生产力的拆解分析

不论是过去200年人类历史上数次重要的工业革命，还是当下AI浪潮、新能源变革，全球每一轮科技创新大周期更迭的背后，都离不开作为重要支撑的制造业发展格局的重构。

以制造业的源头设备“工业母机”为例，它需要投入的周期长，成效慢，突破艰难，与“性感”的AI相比，它多数时候不容易被看见，甚至自身产值也不算高，但它却是科技创新的基石，战略意义极为重要。

这一点，从一家工业母机创新企业——摩方精密科技有限公司（以下简称“摩方”）——对当下前沿基础研究和产业应用创新的大规模、跨领域的赋能作用中，可见一斑。

作为全球最早抵达2微米级精度增材制造无人区的企业，摩方在精密增材制造细分领域做了一次看似“不起眼”的技术创新和突破，却带来了持续的连锁效应：它以颠覆性的精密制造技术“入侵”包括新能源、5G、精密医疗、高端分析仪器等前沿制造业领域，赋能基础科研的突破、产业技术的创新应用，并以开放式创新战略走出国门。

图：科研人员利用摩方的技术助力基础研究，相关研究成果被发表在各类国际顶级期刊上

公开学术网站上，包含“摩方（BMF）”字样的科研论文数量逐年递增，它出现在新能源、精准医疗、微流控、生命科学、超材料等众多领域。摩方在其中的角色，不是被研究者，而是重要的辅助研究工具。在工业领域，摩方则更为直观地给工业企业研发和生产带来能力和效率：帮助通信、电子等相关企业加速精密零部件更迭；为精准医疗领域开发出突破性的体外器官培养芯片，用于培养更仿真的人体组织；在精密医疗器械领域，制作出颠覆性的超薄强韧牙齿贴面；为高端分析测试仪器制作关键零部件的国产替代方案……

而今，作为行业先行者，同时掌握科研创新信息和丰富的产业应用需求的摩方，还在利用自身资金、信息、管理和平台优势，助力国内“产学研”转化，形成不同场景的创新孵化生态，促进国内诞生更多的“从0到1”。 

图：摩方的底层制造创新，为各行业带来赋能效应

摩方式的成长，是中国新兴硬科技企业“从0到1”原始创新的典型，它用突破性创新、延续性创新与开放式创新，给新时代新兴制造企业“怎样进行原始创新”做了注脚。剖开摩方这个案例，不仅能看到作为新质生产力的强大生命力，更可以窥见制造业创新对科技创新变革的重大意义。

牢牢把握住制造业转型升级的主线，是关系到国家战略方向的重大命题，也是资本市场发展不能忽视的重大使命。过去，中国涌现出华为、比亚迪、迈瑞等优质创新企业，在全球打出中国制造的响亮名片。而今，中国制造不仅需要龙头，在众多有战略意义的细分赛道，还需要像摩方一样的星星之火——只有源源不断地在基础制造领域持续诞生原始创新企业，才能形成经济转型的燎原之合力。

原始创新，找到自己的“1”

从实验室走向全球

当前，新能源、通用人工智（AGI）能进入人类创新主流，背后伴随的是制造业的底层技术逻辑的重构。无论是特斯拉的铸造一体化技术，还是AI之王英伟达的cuLitho计算光刻技术，背后都离不开制造业的不断升级和迭代。

纵观全球近200余年现代化历程，少量国家以制造业革新为内核，实现了“工业化起飞”，且无一例外，相继成为世界强国。以史为镜，搭上先进制造业的快车、取得制造业比较优势，是能在新一轮科技大周期内，走上和持续占据世界经济舞台中心的重要条件。

将新能源、新材料、AI、数据等进行融合的先进制造技术，正在带来制造的迭代与效率的指数级提升。摩方本身则是制造业创新的典型，其所在的赛道——增材制造，正是同时融合了上述要素，并在理论上足够颠覆既有制造业格局的前沿工具性技术与生产力平台之一。

图：摩方获得的国内外重要奖项一览

自问世40多年来，增材制造技术不断迭代，随着海外技术专利到期，近十多年来国内增材制造进入高速发展期。但多数企业逃脱不了中国制造旧有的“跟随者”模式：做组装或者代工厂，在全球市场巨大、国内用工和制造成本较低的背景下，获得一方生存之地。然而一旦红利接近尾声，跟随者就很难再造新的价值。过去中国制造熟悉的叙事是，如果没有核心技术，靠舶来品做组装，那么，一台个人电脑也只能赚“一捆大葱的钱”。   

成立于2016年的摩方，没有选择做资源整合，而是坚定地走 “从无到有”的创新之路。在留美博士创始人团队的带领下，摩方瞄准精密增材制造技术的无人区——0-30微米高精度、兼具高标准公差控制能力。摩方以自主研发、技术创新为基础，开发出“面投影微立体光刻”（PμSL）的专利技术，填补了全球高精度增材制造微米级精度的空白，实现了增材制造细分领域“从0到1”的原始创新。

与跟随者不同，创新者利用“从无到有”的首创性产品， 抢占未来经济和科技发展的制高点，掌握主动权，填补市场所需，带来实实在在的价值。以摩方精密为例，在5G、AI、新能源等发展如火如荼，零件微型化、精密化、高轻薄化、集成化趋势加速的当下，它非常及时地为精密制造业添上了一块重要拼图，成就了其技术的不可替代性，这也是它能被众多一流科研院所和企业积极引入的关键。

图：连接器是将电缆连接到运行无数电子电路的电路板的重要组件。图为摩方打印的电子连接器零件，在比拇指指甲还小的零件上设有细孔，无数的金属端子可以通过这些孔

跨越从1到N

以底层技术赋能应用创新，带来产业连锁效应

原始创新除了能帮企业拿到通往未来的船票，还能带来连锁反应，催化产业价值。原因在于，原始创新战略是以创造行业新技术为目的，并以此满足客户需求，确保企业在行业内的引领地位。这种创新战略具有一些显著优势，包括企业可以在市场中占领制高点和主动权，能够在早期独占市场，获得超额利润。此外，先入为主的消费心理，可以让原始创新企业获得更多的忠诚用户，获取场景、数据和建立生态。谷歌、苹果等知名企业都是原始创新的典型代表。

作为新兴产业创新的代表，摩方也是如此。创新战略为其奠定了良好的开局，依托足够的技术底蕴，摩方在设备、材料、工艺以及应用场景经验等方面构筑了高壁垒，尽管当下国内精密制造领域跟随者逐步增多，但依然无法撼动摩方在客户合作网络和应用生态系统方面的领先地位。   

摩方原创的高精度加工能力之关键，在于其兼具高标准公差控制力。一直以来，在工业界，“公差”是一个幽灵一样的存在，它决定了产品的精良程度、系统的准确性、管理的精确性……决定了企业乃至国家之间的竞争。一如苏格兰古老的民谣：“少了一个铁钉，亡了一个国家。”不断精进的公差控制能力的背后，是精密制造发展史，也是一部人类工业制造的进化史。

首套设备交付以来，摩方突破性的工业级加工能力，持续在工业制造应用层面展现出颠覆性的一面，发挥精密制造工业母机价值，为各行业底层技术创新添翼增彩。

在电子和光学领域，随着面向万物互联的5G通讯和新能源汽车等高端应用场景的深入普及，为了满足大容量数据传输和高速高密度信号传导，电子元器件的创新也在不断走向微型化、精密化和集成化，直接3D 打印电子器件正在成为传统制造工艺的可行替代方案。全球排名前10的精密连接器企业，已有9家与摩方建立了合作。

图：摩方制造的青光眼引流器，大幅缩短青光眼手术的时间和步骤

在医疗手术器械领域，从各类器件再到手术规划，叠加生物相容性材料的开发，3D打印技术已经可以为患者的临床手术和护理过程带来创新和优化。包括强生、GE医疗等在内的全球排名前10的医疗器械企业，以及包括默克、诺华等在内的全球排名前10的生物医药企业，全部与摩方建立了合作关系。

同时，摩方与北京一家医院携手合作，成功设计并生产了一种颠覆性的单向导流装置，有效帮助青光眼患者控制眼内压力，大大减少了治疗青光眼的手术步骤和时间。随后这一产品又被上海的一家宠物医院用于治疗宠物青光眼，收获了意外的正向效果。

在牙科领域，摩方精密生产了一种厚度最低可达40微米的强韧极薄氧化锆牙齿贴面，与传统方式生产的牙贴面普遍厚度普遍在400微米以上相比，摩方的应用不仅帮助齿科医生简化了牙齿矫正过程、让行业降低对医生的依赖，还能使患者在无痛、保留更多牙釉质的情况下，实现防龋齿及口腔美学修复。

2023年，由摩方牵头的“极薄牙齿贴面项目”获科技部批准立项国家“十四五”重点研发计划重点专项。摩方联合北京大学口腔医院等9家单位，形成研究+技术+产业合力，跨界联合攻坚“极薄强韧”牙齿贴面的技术和实际应用难点。2024年，摩方的重点工作之一，就是推动极薄牙齿贴面项目量产，这将大大提升摩方的企业营收规模，也将在牙科赛道掀起不小的产业链革新。

图：摩方牵头的国家重点研发计划项目实施方案论证及启动会现场

在精密仪器的制造方面，我国90%以上的高端精密仪器均需要依靠进口。其中大量精密仪器的关键零部件被国外掌握，无法靠传统生产方式实现突破。而利用精密3D打印技术，不仅可以直接一体成型一些精密器件，还有望实现超越性的设计和开发，帮助相关产品实现国产替代。

清华大学与摩方联合，利用自身的颠覆性技术，解决质谱仪内雾化器等核心部件的加工难题，帮助企业开发适用于质谱前端系统的新结构及新工艺，逐步形成系统解决方案。利用摩方的技术生产的雾化器，不仅能大幅降低成本，还有望打破高端分析测试仪器核心部件国外垄断，完成质谱高值耗材及核心部件的国产化，实现进口替代。

赋能基础研究突破

摩方无处不在

2018年底中美贸易冲突显性化，华为被推上风口浪尖，一向低调的任正非罕见地在2019年全年接受媒体逾百次采访，几乎在每一个适宜的场合，他都呼吁重视“科技创新”，尤其强调“基础研究”的重要性。

基础研究是产业创新和竞争的根本源头。那么在现实中，基础研究的进步和突破是如何体现的？

图：搭载摩方精密毛细血管器官芯片的培养系统，可模拟人体血液的营养和代谢物质输送功能

图：利用摩方毛细血管芯片培养的iPSC诱导心肌细胞，已连续跳动四周

图：在摩方毛细血管器官芯片中形成的体外肿瘤

透过摩方的案例，可以窥见一二。2024年4月，复旦大学国家重点实验室的科学家们，利用一种内含仿真毛细血管结构的新型生物培养皿（反应器），培养出了厘米级大型体外仿生实体瘤，突破了传统反应器培养出的类器官尺寸的极限。利用它培养的体外器官，具备更高细胞培养密度、更长培养时间、更仿真的功能和更高的可重复性。这对新药开发以及精准医疗的突破有巨大的价值。例如，通过体外培养特定患者的肿瘤，可以帮助患者更准确地了解药效以及针对个人的定制化治疗方案。

帮助科学家们实现这一突破的新型生物培养皿，正是由摩方利用颠覆性的高精度3D打印技术制作而成。目前，包括日本大阪大学、英国诺丁汉大学、复旦大学、南京鼓楼医院、哥伦比亚大学等在内的世界一流科研实验室、医疗单位，均已引入摩方的这一类器官芯片，用于前沿科学研究突破和医疗创新应用。

类器官芯片只是摩方利用技术帮助科研机构夯实基础研究、实现科研应用创新突破的其中一个案例。

公开学术网站搜索，包含“摩方”的相关论文数量逐年上升，仅2023年就达74篇，过去4年更是累计近200篇。摩方出现在包括仿生学、微机械、微流控、超材料、生物医疗、太赫兹、力学、精密电子等不同领域的全球顶尖科研机构的学术研究成果中，它们有的被发表在包括《science》《Nature》等在内的国际一流学术期刊上。摩方在其中的角色，无一例外，都是科学家们用于辅助前沿基础科研探索和突破的重要工具。   

在机器人/机器视觉方向，香港科技大学的研究团队利用摩方高精密3D打印设备制作用于机器视觉的超宽视场针孔仿生复眼结构，相关研究成果登上了《Science Robotics》2024年5月封面文章。在新能源领域，湖南大学的团队突破传统锌负极优化策略，借助摩方跨尺度高精度3D打印技术和化学沉积/电沉积技术，成功实现结构功能一体化锌负极的可靠制造。在力学基础研究领域，摩方的制造能力为香港理工大学的研究团队力学研究制备提供支持……

除此之外，摩方每天还会收到来自全球一流科研机构的大量打印制造需求，这些器件都是各领域用于辅助前沿科研的重要创新工具。

截至2023年底，来自全球的561家一流高校、科研机构，与摩方建立了合作关系，如卡耐基梅隆大学、宾夕法尼亚大学、东京大学、诺丁汉大学、德累斯顿大学等。在国内，超过60所一流大学，如清华大学、北京大学、浙江大学、上海交通大学、复旦大学等也均已采购摩方的设备。

通过摩方，我们能窥见，基础研究的进步，不是抽象的概念，而是藏在每一次的实验、理论、数据、应用的突破之中。它也不是孤立的创造，而是与多维度的创新紧密相连。其中，制造业的创新对基础创新起到重要支撑作用。摩方的案例是有力印证。        

发挥领头羊优势，以开放式创新思维助力“产学研”转化、

推动诞生更多“从0到1”

在大机会时代，不要机会主义，就得扎实投入。原始创新托起的底气，让摩方能够在赚快钱面前不为所动，依照自己的节奏，坚定地做实实体经济，把握住原始创新之锚。而今，摩方还在帮助基础研究诞生更多“从0到1”，加速科研领域创新和产业转化的步伐。

有学者认为，横向对比，当下国内高校以及科研院所的源头创新能力一点不弱，只是在产业化环节，缺乏既懂技术又懂商业运作的人。大量接触前沿科研方向、工业企业制造需求，同时具备运营管理能力的摩方，在意识到自身对基础科研和产业转化的之间巨大的赋能作用之后，开始积极主动地承担起从原始创新到产业化应用转化过程的桥梁角色。

摩方利用自身独特的技术、资金优势，丰富的产业化资源与管理经验，为众多高校不同学科/产业链提供新的技术支持和解决方案，协调促进技术与产业链深度融合，推动地方经济高质量发展。

例如，摩方携手北大口腔医院，联合攻关极薄牙齿贴面产品从技术到应用的关键点，推动产品从实验室到市场的批量化生产应用。   

图：摩方与北京大学南昌创新研究院携手成立精密增材制造技术联合实验室

摩方与北京大学南昌创新研究院合作，依托后者在力学、控制科学与工程、航空航天等领域的多学科优势，联合开展先进增材制造技术攻关和场景应用拓展，瞄准包括卫星陶瓷发动机点火装置、超均一载药微球制造、微通道超薄散热芯片、心血管介入医疗器械等在内的重大基础前沿应用，促进航空航天、太空通信、精密医疗等相关学科/产业的发展。

摩方还与东华大学材料科学与工程学院共同建设高端技术联合产业孵化基地，开展紧贴市场需求的新材料研究和开发工作，进一步提高高校的教学和科研水平，推动科研成果转化，加速企业技术进步和产品迭代。

在帮助越来越多基础科研实现从0到1的同时，摩方也成就了自身的从1到N。

图：摩方欧美市场员工在为客户做装机培训

征战全球市场

将高端精密制造设备

卖到日本、德国、美国

创新并不代表闭门造车。所有创新者的另一个显著共同点是，积极主动地融入全球创新网络，在开放合作中提升自身科技创新能力。

开放式创新是提高自主创新效率与效益的重要手段。纵观过去40多年来中国制造发展史，凡是勇于在开放的国际市场环境下竞争的行业，相关产业的技术在国际上都拥有相当强的竞争力。例如，中国的通信设备产业、家电产业、程控交换等。

作为新兴企业，摩方的快速发展，除了自身努力与持续不断的研发投入，还离不开前瞻的全球化布局。   

摩方在成立3年之后就启动了全球平台战略，先后在美国、日本、德国和英国设立了分支机构，聘用当地员工，组建海外销售网络。同时在美国圣地亚哥设立研发中心，与全球顶尖的医药企业深入合作，探索生物医药方向的前沿科技创新。

开放的创新战略，让摩方在短时间内建立了庞大的全球工业企业合作网络，形成了良好的工业应用发展生态。截至当前，摩方的设备和技术已服务全球35个国家约2200家客户。摩方海外设备销售收入占比逐年攀升，2023年达50%以上。

图：2024年4月摩方在日本医疗器械科技展上引来大量围观

过去，在经济尚不发达、企业尚不足以成为世界领先企业的对手时，企业靠市场换取需要的技术。但当下，经济发展到一定程度，能与世界领先企业形成竞争时，技术转让变得困难。从“追踪”到“赶超”，从“跟跑”到“领跑”，需要全力一跃，这一跃就是自主创新。   

与跟随者不同，创新者会带来很强的连锁效应，是经济转型的牵引器和变革器。可以说，摩方坚持自主创新、开放式创新，又不遗余力地帮助诞生更多基础创新和突破的公司，是不可多得的例证。

当下人们掀起对新质生产力的热烈讨论，剖开摩方这个案例，不仅可以窥见制造业创新对科技创新变革的重大意义，还能看到作为新质生产力的强大生命力。

事实证明，原始创新是万物之锚，能帮助企业锚定产业大机会，也是中国吸引外部研发资源的必要条件。再大的企业，一旦丧失自主创新能力，必然被市场抛弃；再小的企业，一旦掌握核心技术，也可能成为市场宠儿。掌握了核心技术，能在不确定中获得更多确定性，从而走得更稳、更远。

企业如此，国家更是如此。只有加强科技创新特别是原始创新，在关键领域不被“卡脖子”、掌握主动权，才能建立不受制于人的产业供应链，进而推动形成“以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进”的新发展格局。