“卡脖子(zi)”的35項關鍵技術總覽(lan)!
發布日期:
2020-10-13

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? 科技日報(bao)曾(ceng)推出(chu)系(xi)列文(wen)章報(bao)道制約我國工業發展的35項(xiang)“卡脖(bo)子(zi)”技術,引起(qi)了廣泛關注與討論。


? 9月16日,中(zhong)科院院長白春禮在中(zhong)國科學(xue)院“率先行動(dong)”計劃第一階段實施進展發布會上表示(shi):面臨美國對中國高科技產業的打壓,我們希望在這方面能做一些工作。我們把美國“卡脖子”的清單變成我們科研任務清單進行布局,比如航空輪胎、軸承鋼、光刻機,還有一些關鍵的核心技術、關鍵原材料等。


1.光刻機


《這些(xie)“細節”讓中國難望(wang)頂級光(guang)刻機(ji)項背》

“卡脖子”的35項關鍵技術總覽!


? 制造芯片(pian)的(de)(de)光刻機,其精度(du)決定了芯片(pian)性能(neng)的(de)(de)上限。在“十(shi)二五(wu)”科技成(cheng)就展覽上,中國生產的(de)(de)最好的(de)(de)光刻機,加工(gong)精度(du)是90納米。這相當于2004年上市的奔騰四CPU的水準。而國外已經做到了十幾納米。


? 光(guang)刻(ke)機里(li)有兩個(ge)(ge)同步運動的工(gong)(gong)件臺,一個(ge)(ge)載底片(pian),一個(ge)(ge)載膠片(pian)。兩者需始(shi)終同步,誤差(cha)在(zai)2納米以(yi)下(xia)。兩個(ge)(ge)工(gong)(gong)作(zuo)臺由靜到動,加速(su)度(du)跟(gen)導彈發射差(cha)不多。在(zai)工(gong)(gong)作(zuo)時,相當于兩架大飛機從起飛到降落,始(shi)終齊頭并進一架飛機上伸(shen)出一把刀(dao),在(zai)另一架飛機的米粒上刻(ke)字,不能刻(ke)壞了。


2.芯片


《中(zhong)興(xing)的(de)“芯(xin)”病(bing)(bing),中(zhong)國的(de)心(xin)病(bing)(bing)》

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? 低速(su)的光(guang)芯(xin)片和(he)電芯(xin)片已(yi)實現國(guo)產(chan),但(dan)高速(su)的仍全部依賴進口。國(guo)外最先進(jin)芯片(pian)量產精度為(wei)10納米,我國(guo)只(zhi)有28納米,差距兩(liang)代(dai)。據報道,在(zai)計算機系(xi)統、通(tong)用電子(zi)系(xi)統、通(tong)信設備、內存設備和顯示(shi)及(ji)視頻(pin)系(xi)統中(zhong)的多個領域中(zhong),我國(guo)國(guo)產芯片(pian)占有率(lv)為(wei)0。


3.操作系統


《喪失先機,沒有自研操作系統的大國之(zhi)痛》

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? 普通人看到中(zhong)國IT業繁榮,認為(wei)技術差距不(bu)大,實則(ze)不(bu)然。3家美(mei)國公司壟斷(duan)手機和個人電腦(nao)的操作系統。數據顯示,2017年安(an)卓系統市場占有率達(da)85.9%,蘋果IOS為(wei)14%。其(qi)他系統僅有0.1%。這0.1%,基(ji)本也是美(mei)國的微軟的Windows和黑莓。


? 沒有谷歌鋪路,智能手機不會如此普及,而中國手機廠商免費利用安卓的代價,就是隨時可能被“斷糧”。


4.航空發動機短艙


《居者無其屋,國產(chan)航空發動(dong)機(ji)的短艙之困》

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? 飛(fei)機(ji)上安放發(fa)動機(ji)的艙(cang)室,俗稱(cheng)“房子(zi)”,是(shi)航空推進(jin)系統最重要的核心部(bu)件(jian)之一,其成(cheng)本約(yue)占全部(bu)發(fa)動機(ji)的1/4左右。


? 短(duan)(duan)艙需要(yao)將(jiang)發動機(ji)包覆(fu),減少飛(fei)行阻力;其進氣道還(huan)要(yao)具(ju)有防(fang)、除冰的能(neng)力;飛(fei)行中(zhong),要(yao)保護發動機(ji)不受(shou)干擾正常工(gong)作(zuo);在(zai)地面,需要(yao)做到方便發動機(ji)的維(wei)護和維(wei)修,一(yi)旦短(duan)(duan)艙有損(sun),飛(fei)行中(zhong)可能(neng)會(hui)引(yin)起發動機(ji)嚴重事故。


? 短艙越大技術難度越高。我國在這一重要領域尚屬空白。查閱所有公開資(zi)料,我國尚無自主研制短艙的專門(men)機構,相關院校似乎也沒(mei)有設(she)置相關的學科。


5.觸覺傳感器


《傳感(gan)器(qi)疏察(cha),被愚鈍的機(ji)器(qi)人“國產觸覺”》

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? 觸(chu)覺傳(chuan)感器(qi)是(shi)工(gong)業機器(qi)人核心(xin)部(bu)件。精確(que)、穩定(ding)的嚴苛要求,攔住了(le)我國大(da)部(bu)分(fen)企業向觸(chu)覺傳(chuan)感器(qi)邁(mai)進的步(bu)伐(fa),目前國內傳(chuan)感器(qi)企業大(da)多從事氣體(ti)、溫度等類型傳(chuan)感器(qi)的生產。


? 在一個有著100多家企業的行業中,幾乎沒有傳感器制造商進行觸覺傳感器的生產。日(ri)本陣列(lie)式傳感器(qi)能在10厘米×10厘米大小的基質(zhi)中分布100個敏感元件,售(shou)價10萬元,而國內產品多(duo)為(wei)一點式,一般100元一個。


6.真空蒸鍍機


《真(zhen)空蒸(zheng)鍍(du)機匱缺(que):高端顯示屏(ping)上的陰(yin)影》

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? OLED面板制(zhi)程的(de)“心(xin)臟”。日本Canon Tokki獨(du)占高(gao)端(duan)市場,掌握著該產業(ye)的(de)咽(yan)喉。業(ye)界對(dui)它(ta)的(de)年產量預測通常在幾(ji)臺到(dao)十幾(ji)臺之間。有(you)錢也買不到(dao),說的(de)就是它(ta)。


? Canon Tokki能把有(you)(you)機發(fa)光材(cai)料蒸鍍到(dao)基板(ban)上的(de)誤差控制(zhi)在5微米內(1微米相當于頭發(fa)直(zhi)徑的(de)1%),沒有(you)(you)其他公司的(de)蒸鍍機能達到(dao)這個(ge)精(jing)準度(du)。目前我國還沒有生產蒸鍍機的企業,在這個領域我們沒什么發言權。


7.手機射頻器件


《射頻器(qi)件:仰(yang)給于人的手機(ji)尷尬(ga)》

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? 一塊手(shou)機(ji)的(de)主板上,1/3的(de)空(kong)間是(shi)(shi)射頻電路。手(shou)機(ji)發展趨(qu)勢是(shi)(shi)更(geng)輕薄(bo),功耗更(geng)小,頻段更(geng)多(duo),帶(dai)寬更(geng)大(da),這就向(xiang)射頻芯片提出了挑戰(zhan)。


? 射(she)(she)(she)頻(pin)芯片(pian)將數字信號轉化成電(dian)磁波,4G手機要(yao)支持十(shi)幾(ji)個(ge)頻(pin)段,信息(xi)帶寬幾(ji)十(shi)兆。2018年,射(she)(she)(she)頻(pin)芯片(pian)市(shi)場150億(yi)美元(yuan);高(gao)端(duan)市(shi)場基本被Skyworks、Qorvo和(he) 博通3家壟斷(duan),高(gao)通也占一席之(zhi)地。射(she)(she)(she)頻(pin)器件(jian)的(de)另一個(ge)關鍵元(yuan)件(jian)——濾波器,國內外差距(ju)更大。


? 手機使用的高端濾波器,幾十億美(mei)元的市場,完全(quan)歸屬Qorvo等國外射頻器件巨頭(tou)。中國是世界最大的手機生產國,但造不了高端的手機射頻器件。這(zhe)需要材(cai)料、工藝(yi)和設計經(jing)驗(yan)的踏實積累(lei)。


8.iCLIP技術


《“靶點”難尋,國產創新藥很迷惘》

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? iCLIP是(shi)一(yi)(yi)種新興的(de)實驗技術,是(shi)研發(fa)創新藥的(de)最關(guan)鍵的(de)技術之一(yi)(yi)。它(ta)的(de)發(fa)明,讓人們拋棄精密的(de)觀測儀器(qi),也能(neng)確(que)定RNA(核糖核酸)和蛋白質在(zai)哪個位(wei)置“交(jiao)匯”,甚(shen)至可以(yi)讀出位(wei)點“密碼”。


? iCLIP技(ji)術難,猶(you)如萬(wan)千人海中找(zhao)一個人,要從幾(ji)十億個堿基對找(zhao)到一個或幾(ji)個確(que)定的(de)結合(he)點,精確(que)度可(ke)想而知。國外(wai)研究團隊已在此領(ling)域展開“技(ji)術競(jing)賽”,研究論文以幾(ji)個月為周期輪番上(shang)演。國內實驗室卻極少有成熟經驗。


9.重型燃氣輪機


《“命門火衰”,重型燃(ran)氣輪機(ji)的(de)葉(xie)片之(zhi)殤(shang)》

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? 燃(ran)(ran)(ran)氣輪(lun)機廣泛應用于(yu)艦船(chuan)、火車和大型電站(zhan)。我國(guo)(guo)具(ju)備(bei)輕型燃(ran)(ran)(ran)機自主化能力;但重燃(ran)(ran)(ran)仍基本(ben)依(yi)賴引進。國(guo)(guo)際上大的重燃(ran)(ran)(ran)廠家,主要(yao)是美國(guo)(guo)GE、日(ri)本(ben)三菱、德國(guo)(guo)西門子、意大利(li)安薩爾多4家。


? 與中國合作都附帶苛刻條件:設計技(ji)術不轉讓,核(he)心的熱端部件制造(zao)技(ji)術也(ye)不轉讓,僅以許(xu)可證方式(shi)許(xu)可本土制造(zao)非核(he)心部件。沒有自主化能力,意味著我國能源安全的重要一環,仍然受制于人,存在被“卡脖子”的風險。


10.激光雷達


《激光雷達昏聵,讓自動駕駛很糾結》

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? 激光(guang)雷達是個傳(chuan)感器,自帶光(guang)源,主動發出激光(guang),感知周(zhou)圍環境,像(xiang)蝙蝠(fu)通(tong)過超聲波定位(wei)一樣。它是自動駕駛汽車的必備組件,決定著自動駕駛行(xing)業的進化水平。但在該(gai)領域,國貨幾(ji)乎沒(mei)有話語權。


? 目前能上路的自動駕駛(shi)汽(qi)車中(zhong),凡涉及激光雷(lei)達(da)者,使用的幾乎都是(shi)美(mei)國(guo)Velodyne的產品,其(qi)激光雷(lei)達(da)產品是(shi)行業標(biao)配,占八成(cheng)以上市場份額。


11.適航標準


《適航標準(zhun):國產(chan)航發(fa)又(you)一道(dao)難邁的坎兒》

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? 一款(kuan)航(hang)空發動機要想獲取一張(zhang)放飛證,必須(xu)經過一套非常嚴格(ge)的(de)“適(shi)航(hang)”標準體系驗證,涵蓋設計、制(zhi)造(zao)、驗證和管理(li)。但目前在國際上,以FAA和歐洲航空安全局(EASA)的適航審定影響力最大,認可度最高。


? 盡(jin)管在規(gui)章要求層面,中國(guo)(guo)與FAA基本一致,但由于國(guo)(guo)產航空發動機(ji)型號匱乏,缺(que)乏實(shi)際(ji)工(gong)程實(shi)踐經驗,使我國(guo)(guo)適(shi)航規(gui)章缺(que)少相應的(de)技術支撐。實(shi)際(ji)型號的(de)適(shi)航驗證工(gong)作,成為被卡(ka)在別(bie)國(guo)(guo)空域(yu)之外的(de)關(guan)隘。


12.高端電容電阻


《沒有這(zhe)些訣竅,我們夠不著高端電(dian)容電(dian)阻》

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? 電(dian)(dian)(dian)容和電(dian)(dian)(dian)阻是電(dian)(dian)(dian)子(zi)工業的(de)(de)黃金配角。中國(guo)是最大的(de)(de)基礎(chu)電(dian)(dian)(dian)子(zi)元件市場(chang),一年消耗的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻和電(dian)(dian)(dian)容,數以萬億計(ji)。但最好的(de)(de)消費級電(dian)(dian)(dian)容和電(dian)(dian)(dian)阻,來自日本。電(dian)(dian)(dian)容市場(chang)一年200多億美元,電(dian)(dian)(dian)阻也(ye)有百億美元量級。


? 所謂高端(duan)的電(dian)容電(dian)阻,最重要的是同一個批(pi)次(ci)應(ying)該(gai)盡量(liang)一致。日本這方(fang)面(mian)做得最好,國內企業差距大。國內企業的產品多屬于中低端,在工藝、材料、質量管控上,相對薄弱。


13.核心工業軟件


《核心工業軟件:智能制(zhi)造的中國“無人區”》

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? 中國的核心工(gong)業(ye)軟件(jian)領域,基(ji)本還是“無(wu)人區”。工(gong)業(ye)軟件(jian)缺位(wei),為智(zhi)能制造帶來(lai)了(le)麻煩。工(gong)業(ye)系統復雜到(dao)一定程度,就需(xu)要以計(ji)算(suan)機輔(fu)助的工(gong)業(ye)軟件(jian)來(lai)替(ti)代人腦(nao)計(ji)算(suan)。


? 譬如,芯片設計生產“必備神器”EDA工(gong)業軟(ruan)(ruan)件(jian),國(guo)產EDA與美國(guo)主流(liu)EDA工(gong)具相較,設計原理上并無差(cha)異,但軟(ruan)(ruan)件(jian)性能卻存(cun)在不(bu)小(xiao)差(cha)距,主要表現在對先(xian)進(jin)技術和工(gong)藝支持(chi)不(bu)足,和國(guo)外先(xian)進(jin)EDA工(gong)具之間(jian)存(cun)在“代差(cha)”。

? 國外EDA三大巨(ju)頭公司(si)Cadence、Synopsys及Mentor,占據了全球該行業(ye)每年總收入的(de)70%。發展自主工業(ye)操作系統+自主工業(ye)軟件體系,刻不容緩(huan)。


14.ITO靶材


《燒不出大號靶材(cai),平(ping)板顯示制造仰人鼻息(xi)》

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? ITO靶材不(bu)僅用于制(zhi)作液晶顯(xian)示(shi)(shi)器(qi)、平板顯(xian)示(shi)(shi)器(qi)、等離子顯(xian)示(shi)(shi)器(qi)、觸摸屏、電(dian)(dian)子紙、有機發(fa)光二極管,還用于太陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池和(he)抗靜電(dian)(dian)鍍膜、EMI屏蔽(bi)的透明傳導(dao)鍍膜等,在全(quan)球擁有廣泛的市場(chang)。


? ITO膜的(de)厚度(du)因功(gong)能需求(qiu)而有不同,一般在30納米(mi)至(zhi)200納米(mi)。在尺寸(cun)的(de)問(wen)題上,國內ITO靶材(cai)企業(ye)一直鮮(xian)有突破,而后(hou)端的(de)平(ping)板顯示制造(zao)企業(ye)也要仰人鼻息。燒結大尺寸(cun)ITO靶材(cai),需要有大型的(de)燒結爐。


? 國(guo)外可以(yi)做寬1200毫(hao)米(mi)(mi)、長近3000毫(hao)米(mi)(mi)的(de)單(dan)塊靶材,國(guo)內只能(neng)制(zhi)造不超過800毫(hao)米(mi)(mi)寬的(de)。產出效率方面,日式裝備月產量可達30噸至50噸,我們(men)年產量只有30噸——而進口一(yi)臺設(she)備價格要花(hua)一(yi)千萬元(yuan),這(zhe)對國(guo)內小企業來(lai)說無異于天價。


? 每年我國ITO靶材(cai)消耗量超(chao)過(guo)1千噸,一半(ban)左右靠進口,用于生產(chan)高端(duan)產(chan)品。


15.核心算法


《算法不精,國(guo)產工業機器人有點“笨(ben)”》

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? 中國已經連續5年(nian)成為世(shi)界第一大機器人(ren)應用市場,但高端機器人(ren)仍然依賴于進口(kou)。由于(yu)沒有(you)掌握核心(xin)算法,國(guo)產(chan)工(gong)業機(ji)器人穩(wen)定性(xing)、故障率、易用性(xing)等關鍵指標(biao)遠不(bu)如(ru)工(gong)業機(ji)器人“四大家族”發那科(ke)(日(ri)本)、ABB(瑞士)、安(an)川(日(ri)本)、庫卡(ka)(德國(guo))的產(chan)品。


? 核(he)心算法(fa)差(cha)距過大,導(dao)致國產機器(qi)人穩定性不佳,故障(zhang)率居高不下。算法(fa)的(de)(de)差(cha)距不只體現在核(he)心控制器(qi)上,更拖慢(man)了伺(si)服系(xi)統響(xiang)應的(de)(de)速度。


? 機(ji)器(qi)人(ren)(ren)每完成(cheng)一(yi)個動作(zuo),需要核(he)心控(kong)制器(qi)、伺(si)(si)服(fu)驅動器(qi)和伺(si)(si)服(fu)電機(ji)協(xie)同作(zuo)戰(zhan)。對(dui)于單(dan)臺伺(si)(si)服(fu)系統(tong),國產機(ji)器(qi)人(ren)(ren)動態與靜態精(jing)度都很高(gao),但高(gao)端機(ji)器(qi)人(ren)(ren)一(yi)般同時有(you)6臺以上(shang)伺(si)(si)服(fu)系統(tong),用(yong)傳統(tong)的控(kong)制方法(fa)難以取得好的控(kong)制效果。


16.航空鋼材


《為高(gao)鐵鋼軌“整容”,國產(chan)銑(xian)刀難堪重任》

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? 隨著我(wo)國近年來高(gao)鐵的迅猛建設,鋼軌養護問題(ti)也愈(yu)加讓業內專家憂心。若(ruo)養護不到位,不僅(jin)折損(sun)生(sheng)命周期,還存(cun)在高(gao)風險隱(yin)患。


? 我國自主創新研(yan)發的雙動力電驅銑(xian)磨維護(hu)機(ji)器人裝備(bei)——被稱為鋼(gang)軌‘急救車’的銑(xian)磨車可為鋼(gang)軌“保駕(jia)護(hu)航”。但(dan)銑(xian)磨車最(zui)核心部件銑(xian)刀仍需從國外進(jin)口。銑(xian)刀的材(cai)料是一種(zhong)超硬合(he)金材(cai)料。


? 對其中(zhong)金屬成分我(wo)們(men)已(yi)然了解,但(dan)就是不知人家(jia)是怎么配(pei)比、合成的(de),如(ru)同琢磨某種(zhong)中(zhong)藥的(de)祖(zu)傳秘方、各種(zhong)藥材比例(li)是多少(shao),都不甚明了。


18.高端軸承鋼


《高(gao)端(duan)軸(zhou)承鋼,難以補(bu)齊的中國制造業短板》


? 作為機(ji)械(xie)設備中不可或缺的核心(xin)零部件(jian),軸(zhou)承(cheng)支(zhi)撐(cheng)機(ji)械(xie)旋轉體(ti),降低其(qi)摩擦系(xi)數(shu),并(bing)保證其(qi)回轉精(jing)度。無論飛機(ji)、汽車(che)、高鐵,還是高精(jing)密機(ji)床、儀器儀表,都(dou)需(xu)要(yao)軸(zhou)承(cheng)。這就對其(qi)精(jing)度、性(xing)能、壽命和可靠性(xing)提(ti)出了(le)高要(yao)求(qiu)。


? 而(er)我國的制軸工藝已經接近世界(jie)頂尖水平(ping),但材質——也(ye)就是(shi)高(gao)端軸承用鋼幾乎全部依賴進口。


? 高端(duan)軸承(cheng)用鋼(gang)的(de)(de)研發(fa)、制造(zao)與銷售(shou)基本上被世界軸承(cheng)巨頭美國(guo)鐵姆(mu)肯、瑞典SKF所壟(long)斷。前幾年,他(ta)們分別在(zai)山東(dong)煙臺、濟南建(jian)立基地,采購(gou)中(zhong)國(guo)的(de)(de)低(di)端(duan)材質,運(yun)用他(ta)們的(de)(de)核心技術做成高端(duan)軸承(cheng),以十倍的(de)(de)價格賣(mai)給中(zhong)國(guo)市場。煉鋼(gang)過程中(zhong)加入稀土(tu),就(jiu)能使原本優(you)質的(de)(de)鋼(gang)變得更加“堅(jian)強”。


? 但(dan)怎么加,這(zhe)是(shi)世界軸承巨頭們(men)的核心(xin)秘密。


19.高壓柱塞泵


《高壓柱塞泵,鯁在中國裝(zhuang)備制造業咽喉(hou)的一根刺(ci)》

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? 液(ye)壓(ya)(ya)系(xi)(xi)統(tong)是(shi)裝(zhuang)(zhuang)備制造業(ye)的(de)關鍵部件(jian)之一,一切(qie)工(gong)程領域(yu),凡是(shi)有機(ji)械設備的(de)場合,都離不(bu)開液(ye)壓(ya)(ya)系(xi)(xi)統(tong)。高(gao)壓(ya)(ya)柱塞泵(beng)是(shi)高(gao)端(duan)液(ye)壓(ya)(ya)裝(zhuang)(zhuang)備的(de)核心元件(jian),被稱作液(ye)壓(ya)(ya)系(xi)(xi)統(tong)的(de)“心臟(zang)”。


? 中(zhong)國(guo)液壓工業的規模(mo)在2017年已經成為世界第(di)二,但產業大(da)而(er)不強(qiang),尤其是額(e)定壓力35MPa以(yi)上(shang)高(gao)壓柱塞泵,90%以(yi)上(shang)依賴進口。


? 國內生產的液壓柱塞泵與外國品牌相比,在技術先(xian)進性、工作可靠性、使用壽命、變(bian)量機(ji)構控(kong)制功能和動靜態性能指標上(shang)都有較(jiao)大差距,基本相當于(yu)國外上(shang)世紀(ji)90年(nian)代初水平(ping)。


20.航空設計軟件


《航空(kong)軟件(jian)困窘(jiong),國產(chan)飛(fei)機設計戴上(shang)“緊箍咒(zhou)”》


? 自上世紀80年代(dai)后,世界航空業就(jiu)邁入數字(zi)化設(she)計(ji)的(de)新(xin)階段,現在已經達(da)到離開軟件就(jiu)無法設(she)計(ji)的(de)高度依賴程(cheng)度。設(she)計(ji)一架飛機至少需要十幾(ji)種專業軟件,全是歐美國(guo)家(jia)產品(pin)。


? 國內設計單位不僅(jin)要(yao)投入(ru)巨資購買(mai)軟件(jian),而且(qie)頭戴鋼圈,一旦被念“緊箍(gu)咒”,整個航空產業(ye)將陷入(ru)癱瘓。據媒(mei)體報道,設計殲-10飛機時,主(zhu)起(qi)落(luo)架(jia)主(zhu)承力結(jie)構的整個金屬部(bu)件(jian)是委托國外制造(zao)。


? 但造(zao)完之(zhi)后(hou),起(qi)落(luo)架的收(shou)放(fang)出現問(wen)題,有5毫米的誤差,只(zhi)好重新(xin)訂貨制造(zao)。僅僅是這一點(dian)點(dian)的(de)(de)誤差,影響了殲-10首飛推遲了八(ba)九個(ge)月。沒有全(quan)數字化的(de)(de)軟件支(zhi)撐,任何一點(dian)細微的(de)(de)誤差,都可(ke)能成為制造業的(de)(de)夢魘。


21.光刻膠


《中國半導(dao)體產業因光刻膠失色》


? 我國雖然已成為世界半導體(ti)生(sheng)產大(da)國,但(dan)面板產業(ye)整體(ti)產業(ye)鏈仍較為落(luo)后。目前,LCD用光刻(ke)膠幾乎全(quan)部依(yi)賴進口,核心技術至今被TOK、JSR、住(zhu)友化(hua)學(xue)、信越化(hua)學(xue)等(deng)日本企業所壟斷。


? 就拿在國際上具有一定競爭實力的京東方來說,目前已建立17個面板顯示生產基地,其中有16個已經投產。


? 但京(jing)東方(fang)用(yong)于高(gao)(gao)端(duan)面板(ban)的(de)光(guang)刻膠,仍然由國外企業(ye)提(ti)供。光(guang)刻膠主(zhu)要成分(fen)有高(gao)(gao)分(fen)子樹脂、色漿、單(dan)體、感(gan)光(guang)引發劑(ji)、溶劑(ji)以(yi)及添加劑(ji),開發所涉及的(de)技(ji)術難(nan)題眾多,需從(cong)低聚(ju)物結構設計和(he)(he)(he)篩選(xuan)、合成工(gong)藝(yi)(yi)的(de)確定和(he)(he)(he)優(you)化(hua)、活性單(dan)體的(de)篩選(xuan)和(he)(he)(he)控制(zhi)、色漿細(xi)度控制(zhi)和(he)(he)(he)穩(wen)定、產(chan)品配方(fang)設計和(he)(he)(he)優(you)化(hua)、產(chan)品生產(chan)工(gong)藝(yi)(yi)優(you)化(hua)和(he)(he)(he)穩(wen)定、最終(zhong)使用(yong)條件匹配和(he)(he)(he)寬容(rong)度調(diao)整(zheng)等(deng)方(fang)面進(jin)行調(diao)整(zheng)。因此(ci),要自(zi)主(zhu)研(yan)發生產(chan),技(ji)術難(nan)度非常之高(gao)(gao)。


22.高壓共軌系統


《高壓(ya)共軌不中用,國(guo)產柴油機很受傷》

“卡脖子”的35項關鍵技術總覽!


? 電控柴(chai)(chai)油(you)高壓共軌系統相當于柴(chai)(chai)油(you)發動(dong)機(ji)的(de)“心臟”和“大腦(nao)”,其品(pin)質(zhi)的(de)好壞,嚴重影響(xiang)發動(dong)機(ji)的(de)使(shi)用。柴(chai)(chai)油(you)機(ji)產業是(shi)推(tui)動(dong)一個國(guo)家經濟增長、社(she)會運行的(de)重要裝備基礎。


? 中國是全球柴油發動機的主要市場和生產國家,而在國內的電控柴油機高壓共軌系統市場,德國、美國和日本等企業占據了絕大份額。和(he)國外先(xian)進公司的(de)產(chan)品相比,國產(chan)高壓共軌系統在性能、功能、質量及(ji)一(yi)致性上(shang)還(huan)存在一(yi)定(ding)的(de)差距,成(cheng)本上(shang)的(de)優勢也不明顯(xian)。


23.透射式電鏡


《我(wo)們的蛋白質3D高清照片仰(yang)賴舶來的透(tou)射式(shi)電(dian)鏡》


? 冷凍電(dian)鏡可以拍攝微觀結(jie)構高清3d“彩照(zhao)”,是生(sheng)命(ming)科學研究的(de)利器,透射式(shi)電(dian)鏡的(de)生(sheng)產能力是冷凍電(dian)鏡制(zhi)造能力的(de)基礎之一。


? 目(mu)前(qian)世界上生產透射電鏡的(de)(de)廠商只有3家,分別是日(ri)本電子(zi)、日(ri)立、FEI,國內沒有一家企業生產透射式電鏡。匹(pi)配冷凍電鏡使(shi)用(yong)的(de)(de)工(gong)具都需要原裝,零(ling)件壞了找不(bu)到人(ren)修(xiu)理,只能等(deng)待零(ling)件郵寄到貨后進行更(geng)換。


? 對于中國(guo)的冷(leng)凍電鏡(jing)使用者(zhe)們來說,這(zhe)樣的體驗(yan)可能還要(yao)持續(xu)不短的時間。


24.掘進機主軸承


《自家的(de)掘(jue)進機卻不得(de)不用別(bie)人的(de)主軸(zhou)承》

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? 主軸承(cheng),有全(quan)斷面隧道掘進機(ji)的“心臟(zang)”之稱(cheng),承(cheng)擔著掘進機(ji)運轉過程的主要載荷(he),是刀盤驅動系統的關鍵部(bu)件(jian),工作所處(chu)狀況十分惡(e) 劣。


? 與直(zhi)徑僅有幾百毫米(mi)的傳(chuan)統滾動(dong)軸承(cheng)相比,掘進機主軸承(cheng)直(zhi)徑一般(ban)為幾米(mi),是結(jie)構最復雜(za)的一種軸承(cheng),制造需(xu)要上百道工序。


? 就掘進(jin)機(ji)整機(ji)制造能力而言,國(guo)(guo)產掘進(jin)機(ji)已接近(jin)世界最(zui)先進(jin)水(shui)平,但最(zui)關鍵(jian)的(de)主軸承全部依賴進(jin)口。德國(guo)(guo)的(de)羅特艾德、IMO、FAG和瑞典的(de)SKF占(zhan)據(ju)市場。


25.微球


《微(wei)球:民(min)族工業不能(neng)承受之輕》


? 微(wei)球,直徑是(shi)頭發粗細的(de)三十分之一。手機(ji)屏幕里(li),每平(ping)方毫(hao)米要用(yong)一百(bai)個微(wei)球,撐起了兩塊(kuai)玻璃(li)面板,相當(dang)于(yu)骨(gu)架(jia),在兩塊(kuai)玻璃(li)面板的(de)縫隙里(li),再灌(guan)進液晶。


? 少了它,你正盯著的(de)液晶屏幕將無法(fa)生產。沒有(you)微球,芯(xin)片生產、食品安全檢(jian)測(ce)、疾病診斷(duan)、生物制藥(yao)、環境監測(ce)……許多行業都會陷入窘境。僅微電(dian)子領(ling)域(yu),中國每年就要進口(kou)價值幾百億(yi)元人(ren)民(min)幣的(de)微球。


? 2017年中國大陸的液晶面板出貨量(liang)達到全球(qiu)的33%,產業規模約千億美元,位居(ju)全球(qiu)第(di)一。但這(zhe)面板(ban)中的關(guan)鍵材(cai)料(liao)——間隔物微球(qiu),以及導電金球(qiu),全世界只有(you)日本(ben)一兩(liang)家公(gong)司可以提供。這(zhe)些(xie)材(cai)料(liao)也像芯片一樣,給人卡住了脖子。


26.水下連接器


《水下(xia)連接缺國產利器,海(hai)底觀測網傍人籬壁》

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? 除了船舶(bo)、遙感衛星(xing),海(hai)底觀測(ce)網已成(cheng)為第三種(zhong)海(hai)洋(yang)觀測(ce)平臺——通過它,人類可以深(shen)入到水下觀測(ce)和認(ren)識(shi)海(hai)洋(yang)。


? 如果將各(ge)類(lei)纜(lan)系觀測平(ping)臺比(bi)作胳(ge)膊、腿(tui),水(shui)下連接(jie)器就好比(bi)關節,對海底觀測網系統的建(jian)設、運行和維護有著不可替代的作用。目前我國水下連接器市場基本被外國壟斷。一旦該連接器成為禁運品,整個海底觀測網的建設和運行將被迫中斷。


27.燃料電池開關關鍵


《少(shao)了三(san)種關鍵材(cai)料(liao)(liao),燃料(liao)(liao)電池商業化難成文章》


? 國(guo)外的燃(ran)料(liao)電(dian)池車已實(shi)現量產,但我(wo)國(guo)車用(yong)燃(ran)料(liao)電(dian)池還處(chu)在(zai)技術驗證(zheng)階段。我(wo)國(guo)車用(yong)燃(ran)料(liao)電(dian)池的現狀是——幾(ji)乎無(wu)部(bu)件(jian)生(sheng)(sheng)產商,無(wu)車用(yong)電(dian)堆(dui)生(sheng)(sheng)產公司,只有(you)極少量商業運行(xing)燃(ran)料(liao)電(dian)池車。多(duo)項關鍵材料(liao),決定著燃(ran)料(liao)電(dian)池的壽命(ming)和性能。


? 這些(xie)材料(liao)我(wo)國(guo)并非完全(quan)沒有(you),有(you)些(xie)實驗室成果甚至已達(da)到國(guo)際水平。但是,沒有批量生產線,燃料電池產業鏈依然梗阻。關鍵材料長期依賴國外,一旦遭遇禁售,我國的燃料電池產業便沒有了基礎支撐。


28.高端焊接電源


《國產焊接(jie)電源(yuan)“啞火”,機器人水(shui)下作業有心無力(li)》


? 我國(guo)是海(hai)(hai)洋(yang)大國(guo),擁有(you)(you)300多萬平方公里(li)(li)海(hai)(hai)域(yu),正(zheng)在大力發展高(gao)端海(hai)(hai)洋(yang)資源開(kai)發和海(hai)(hai)洋(yang)維權裝備。海(hai)(hai)里(li)(li)的(de)設(she)備一旦出現開(kai)裂等(deng)故(gu)障,需要用(yong)有(you)(you)工業制造“縫紉機(ji)”之(zhi)稱(cheng)的(de)焊接裝備修補。深(shen)海(hai)(hai)焊接的(de)實現靠(kao)水下(xia)機(ji)器人。


? 雖然(ran)我國(guo)是(shi)全球最大焊接電(dian)(dian)源(yuan)制造基(ji)地,年產能已超(chao)1000萬臺(tai)套,但高(gao)端(duan)焊接電(dian)(dian)源(yuan)基(ji)本(ben)上仍被國(guo)外(wai)壟斷(duan)。我國(guo)水下機器人焊接技(ji)術一直難以(yi)提升,原因是(shi)高(gao)端(duan)焊接電(dian)(dian)源(yuan)技(ji)術受制于人。


? 國外焊接電源全數字化控制技術已相對成熟, 國內的仍以模擬控制技術為主。


29.鋰電池隔膜


《一層隔膜兩(liang)重天:國產(chan)鋰電池尚需(xu)撥(bo)云見日》

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? 作(zuo)為(wei)新能源(yuan)車的“心臟”,國(guo)(guo)產(chan)鋰離子電池(chi)(以下(xia)簡稱鋰電池(chi))目前(qian)“跳”得還(huan)不(bu)夠穩。電池(chi)四大(da)核心材料(liao)中,正(zheng)負(fu)極(ji)材料(liao)、電解液(ye)都已實現了國(guo)(guo)產(chan)化,唯獨隔膜仍是短板(ban)。


? 高端隔膜技術具有(you)相當高的(de)(de)門檻,不僅要投入巨額(e)的(de)(de)資金,還需要有(you)強(qiang)大的(de)(de)研發和(he)生產(chan)團隊(dui)、純熟(shu)的(de)(de)工藝技術和(he)高水平的(de)(de)生產(chan)線(xian)。高端隔膜目前依(yi)然(ran)大量(liang)依(yi)賴(lai)進口。


30.醫學影像設備元器件


《拙鈍(dun)的探測器模糊了醫學影像》


? 目前國(guo)(guo)產醫學影(ying)像設(she)備的(de)大部分元(yuan)器(qi)件依賴進口(kou),至少要花10年、20年才能達(da)到別人的(de)現(xian)有水平。在傳統醫學成(cheng)像(CT、磁共振等)上,中國(guo)(guo)最早的(de)專利比美(mei)國(guo)(guo)平均晚20年。在專利數量上,美(mei)國(guo)(guo)是我(wo)國(guo)(guo)的(de)10倍。

? 這意味著整個產業已經完全掌握在國外企業的手里了,所有的知識產權,所有的原創成果,所有的科研積累都在國外,中國只占很少的一部分。


31.超精密拋光工藝


《通往超精(jing)密拋光工藝之巔,路阻且(qie)長》

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? 超精密拋光工藝在現代制造業中有多重要,其(qi)應用的領域能夠直接說明問題:集成電路制造、醫療器械、汽車配件、數碼配件、精密模具、航空航天。“它是技術靈魂”。美日牢(lao)牢(lao)把握了全球市場(chang)的(de)主動權,其材料構成和制作工藝一直是(shi)個謎。換言之,購買和使用他(ta)們(men)(men)的(de)產品,并不代表(biao)可以仿制甚至復制他(ta)們(men)(men)的(de)產品。


32.環氧樹脂


環氧樹脂韌性不足,國產碳纖(xian)維缺股勁兒》


? 碳(tan)纖維(wei)質量能比金屬鋁輕(qing),但(dan)強度卻(que)高于鋼(gang)鐵,還具有耐(nai)(nai)高溫、耐(nai)(nai)腐蝕、耐(nai)(nai)疲(pi)勞、抗蠕變(bian)等(deng)特性,其中一個關鍵(jian)的復合(he)輔材就是(shi)環(huan)氧(yang)樹脂(zhi)。但(dan)目前國內生產的高端碳(tan)纖維(wei),所(suo)使(shi)用的環(huan)氧(yang)樹脂(zhi)全部都(dou)是(shi)進口的。


? 目前(qian),我(wo)(wo)國已(yi)能生(sheng)產T800等較高端(duan)(duan)的碳(tan)纖(xian)維,但日本東麗掌握這一技術的時間是(shi)上世紀90年代。相比于(yu)碳(tan)纖(xian)維,我(wo)(wo)國高端(duan)(duan)環(huan)氧(yang)樹脂(zhi)產業落后于(yu)國際的情況更為嚴重。


33.高強度不銹鋼


《去不掉的火箭發動機“銹疾”》


? 用(yong)于火箭發(fa)動機的(de)鋼材需具備(bei)多種特(te)性,其(qi)中高(gao)強(qiang)度(du)是必須滿足的(de)重要指標(biao)。然而(er),不(bu)銹(xiu)鋼的(de)強(qiang)度(du)和防(fang)銹(xiu)性能(neng),卻是魚(yu)和熊掌般難以兼(jian)得的(de)矛(mao)盾(dun)體。火箭發(fa)動機材料如(ru)果如(ru)果嚴(yan)重生銹(xiu),將(jiang)帶(dai)來(lai)很大影(ying)響(xiang)。


? 完全依靠(kao)材(cai)料(liao)自(zi)身(shen)實現高強(qiang)度和防銹(xiu)性能兼備,這是世界性難題(ti)。現在,我國(guo)航天材(cai)料大(da)多用的(de)是國(guo)外上(shang)世紀六七十年代(dai)用的(de)材(cai)料,發達國(guo)家在生產(chan)過(guo)程中會嚴(yan)格控(kong)制(zhi)雜(za)質含量,如(ru)果純度不達標,便(bian)重新回爐(lu),但(dan)國(guo)內廠家往(wang)往(wang)缺乏這種(zhong)嚴(yan)謹的(de)態(tai)度。


34.數據庫管理系統



《數(shu)據庫管理系統:中國還在尋找“正確打開方式”》


? 目前全世界最流行的兩種數據庫管(guan)理(li)系統是Oracle和(he)MySQL,都是甲骨文(wen)公(gong)司(si)旗下的產(chan)(chan)品。競爭者還有IBM公(gong)司(si)以及微軟(ruan)公(gong)司(si)的產(chan)(chan)品等。甲骨文(wen)、IBM、微軟(ruan)和(he)Teradata幾家(jia)美(mei)國公(gong)司(si),占了大部(bu)分市場份額。


? 數據庫管理系統國貨也有(you)市場份額,但只(zhi)是(shi)個零頭,其穩定性、性能都無(wu)法(fa)讓市場信(xin)服,銀行、電信(xin)、電力(li)等要求(qiu)極端穩妥的企(qi)業,不會考慮國貨。


35.掃描電鏡


《掃(sao)描電鏡“弱視”,工業制造難(nan)以明察秋毫》

“卡脖子”的35項關鍵技術總覽!


? 掃描(miao)電(dian)子(zi)顯微鏡(jing),一種高端的電(dian)子(zi)光學儀器,它被廣泛(fan)地應用于材料(liao)、生(sheng)物、醫學、冶(ye)金、化(hua)學和半導體等各(ge)個研究領域和工業部(bu)(bu)門,被稱為“微觀相(xiang)機”目(mu)前我國科研與工業部(bu)(bu)門所(suo)用的掃描(miao)電(dian)鏡(jing)嚴重依賴進口(kou),每年我國花(hua)費超過1億美(mei)(mei)元采購的幾百臺掃描(miao)電(dian)鏡(jing)中(zhong),主要(yao)產自(zi)美(mei)(mei)、日(ri)、德和捷克(ke)等國。國產掃描(miao)電(dian)鏡(jing)只占約5%—10%。


? 據介紹,中科院“率先行動”計劃2018年已啟動超(chao)算系統、網絡安全、潛航器3個專(zhuan)項,2019年已啟動處(chu)理(li)器芯(xin)片與基礎軟件、電磁測(ce)量(liang)、仿生合(he)成橡(xiang)膠、高(gao)端軸承(cheng)、多語音多語種技術5個專(zhuan)項。未來十年將(jiang)針(zhen)對一些“卡脖子”的關鍵問題做新(xin)的部署。