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光刻機(jī)、芯片35項(xiàng)卡脖子技術(shù)

來(lái)源：成都新德南光機(jī)械設(shè)備有限公司 | 發(fā)布時(shí)間：2019-05-25 |

除了那些核心技術(shù)，我們還缺什么?

我在中國(guó)科技會(huì)堂的科學(xué)傳播沙龍上，做了一個(gè)題為“除了那些核心技術(shù)，我們還缺什么“的即席演講，介紹了《科技日?qǐng)?bào)》推出“亟待攻克的核心技術(shù)”欄目的經(jīng)過(guò)和意義，然后指出一些中國(guó)科技界存在的問(wèn)題。

演講不到20分鐘，事先也沒(méi)有準(zhǔn)備講稿。沒(méi)想到，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)錄音整理的發(fā)言稿發(fā)布后，在網(wǎng)上網(wǎng)下、國(guó)內(nèi)國(guó)外引起軒然大波。許多知名微信公眾號(hào)、大型新聞網(wǎng)站以及傳統(tǒng)媒體紛紛轉(zhuǎn)載或發(fā)表評(píng)論，華爾街日?qǐng)?bào)和荷蘭國(guó)家電視臺(tái)等還對(duì)我做了專(zhuān)訪。


大家都在問(wèn)，這件事有啥背景?我說(shuō)沒(méi)啥背景，只是有感而發(fā)，說(shuō)了幾句實(shí)話而已。還有很多朋友和網(wǎng)友為我的處境擔(dān)憂，替我捏把汗。6月25日，我在朋友圈和微博上回應(yīng)說(shuō)：咖啡倒是喝了不少，不過(guò)沒(méi)有人請(qǐng)，全是自己買(mǎi)的。


今天出差途中得空，把《科技日?qǐng)?bào)》報(bào)道過(guò)的總共35項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)疏理成一個(gè)簡(jiǎn)版，通過(guò)我的個(gè)人微信公眾號(hào)“東不哩格愣”分享給諸位。


想說(shuō)明的只有一句話：這只是冰山一角!


1、光刻機(jī)


《這些“細(xì)節(jié)”讓中國(guó)難望頂級(jí)光刻機(jī)項(xiàng)背》(科技日?qǐng)?bào)4月19日)


制造芯片的光刻機(jī)，其精度決定了芯片性能的上限。在“十二五”科技成就展覽上，中國(guó)生產(chǎn)的最好的光刻機(jī)，加工精度是90納米。這相當(dāng)于2004年上市的奔騰四CPU的水準(zhǔn)。而國(guó)外已經(jīng)做到了十幾納米。


光刻機(jī)里有兩個(gè)同步運(yùn)動(dòng)的工件臺(tái)，一個(gè)載底片，一個(gè)載膠片。兩者需始終同步，誤差在2納米以下。兩個(gè)工作臺(tái)由靜到動(dòng)，加速度跟導(dǎo)彈發(fā)射差不多。在工作時(shí)，相當(dāng)于兩架大飛機(jī)從起飛到降落，始終齊頭并進(jìn)一架飛機(jī)上伸出一把刀，在另一架飛機(jī)的米粒上刻字，不能刻壞了。


2、芯片


《中興的“芯”病，中國(guó)的心病》(科技日?qǐng)?bào)4月20日)




低速的光芯片和電芯片已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)，但高速的仍全部依賴(lài)進(jìn)口。國(guó)外最先進(jìn)芯片量產(chǎn)精度為10納米，我國(guó)只有28納米，差距兩代。據(jù)報(bào)道，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通用電子系統(tǒng)、通信設(shè)備、內(nèi)存設(shè)備和顯示及視頻系統(tǒng)中的多個(gè)領(lǐng)域中，我國(guó)國(guó)產(chǎn)芯片占有率為0。


3、操作系統(tǒng)


《喪失先機(jī)，沒(méi)有自研操作系統(tǒng)的大國(guó)之痛》(科技日?qǐng)?bào)4月23日)


普通人看到中國(guó)IT業(yè)繁榮，認(rèn)為技術(shù)差距不大，實(shí)則不然。3家美國(guó)公司壟斷手機(jī)和個(gè)人電腦的操作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示，2017年安卓系統(tǒng)市場(chǎng)占有率達(dá)85.9%，蘋(píng)果IOS為14%。其他系統(tǒng)僅有0.1%。這0.1%，基本也是美國(guó)的微軟的Windows和黑莓。沒(méi)有谷歌鋪路，智能手機(jī)不會(huì)如此普及，而中國(guó)手機(jī)廠商免費(fèi)利用安卓的代價(jià)，就是隨時(shí)可能被“斷糧”。


4


航空發(fā)動(dòng)機(jī)短艙


《居者無(wú)其屋，國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的短艙之困》(科技日?qǐng)?bào)4月24日)


飛機(jī)上安放發(fā)動(dòng)機(jī)的艙室，俗稱(chēng)“房子”，是航空推進(jìn)系統(tǒng)最重要的核心部件之一，其成本約占全部發(fā)動(dòng)機(jī)的1/4左右。短艙需要將發(fā)動(dòng)機(jī)包覆，減少飛行阻力;其進(jìn)氣道還要具有防、除冰的能力;飛行中，要保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)不受干擾正常工作;在地面，需要做到方便發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)和維修，一旦短艙有損，飛行中可能會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重事故。短艙越大技術(shù)難度越高。我國(guó)在這一重要領(lǐng)域尚屬空白。查閱所有公開(kāi)資料，我國(guó)尚無(wú)自主研制短艙的專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)，相關(guān)院校似乎也沒(méi)有設(shè)置相關(guān)的學(xué)科。


5、觸覺(jué)傳感器


《傳感器疏察，被愚鈍的機(jī)器人“國(guó)產(chǎn)觸覺(jué)”》(科技日?qǐng)?bào)4月25日)


觸覺(jué)傳感器是工業(yè)機(jī)器人核心部件。精確、穩(wěn)定的嚴(yán)苛要求，攔住了我國(guó)大部分企業(yè)向觸覺(jué)傳感器邁進(jìn)的步伐，目前國(guó)內(nèi)傳感器企業(yè)大多從事氣體、溫度等類(lèi)型傳感器的生產(chǎn)。在一個(gè)有著100多家企業(yè)的行業(yè)中，幾乎沒(méi)有傳感器制造商進(jìn)行觸覺(jué)傳感器的生產(chǎn)。日本陣列式傳感器能在10厘米×10厘米大小的基質(zhì)中分布100個(gè)敏感元件，售價(jià)10萬(wàn)元，而國(guó)內(nèi)產(chǎn)品多為一點(diǎn)式，一般100元一個(gè)。


6、真空蒸鍍機(jī)


《真空蒸鍍機(jī)匱缺：高端顯示屏上的陰影》(科技日?qǐng)?bào)4月26日)


OLED面板制程的“心臟”。日本Canon Tokki獨(dú)占高端市場(chǎng)，掌握著該產(chǎn)業(yè)的咽喉。業(yè)界對(duì)它的年產(chǎn)量預(yù)測(cè)通常在幾臺(tái)到十幾臺(tái)之間。有錢(qián)也買(mǎi)不到，說(shuō)的就是它。 Canon Tokki能把有機(jī)發(fā)光材料蒸鍍到基板上的誤差控制在5微米內(nèi)(1微米相當(dāng)于頭發(fā)直徑的1%)，沒(méi)有其他公司的蒸鍍機(jī)能達(dá)到這個(gè)精準(zhǔn)度。目前我國(guó)還沒(méi)有生產(chǎn)蒸鍍機(jī)的企業(yè)，在這個(gè)領(lǐng)域我們沒(méi)什么發(fā)言權(quán)。


7、手機(jī)射頻器件


《射頻器件：仰給于人的手機(jī)尷尬》(科技日?qǐng)?bào)5月7日)


一塊手機(jī)的主板上，1/3的空間是射頻電路。手機(jī)發(fā)展趨勢(shì)是更輕薄，功耗更小，頻段更多，帶寬更大，這就向射頻芯片提出了挑戰(zhàn)。射頻芯片將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化成電磁波，4G手機(jī)要支持十幾個(gè)頻段，信息帶寬幾十兆。 2018年，射頻芯片市場(chǎng)150億美元;高端市場(chǎng)基本被Skyworks、Qorvo和 博通3家壟斷，高通也占一席之地。射頻器件的另一個(gè)關(guān)鍵元件——濾波器，國(guó)內(nèi)外差距更大。手機(jī)使用的高端濾波器，幾十億美元的市場(chǎng)，完全歸屬Q(mào)orvo等國(guó)外射頻器件巨頭。中國(guó)是世界最大的手機(jī)生產(chǎn)國(guó)，但造不了高端的手機(jī)射頻器件。這需要材料、工藝和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的踏實(shí)積累。


8、iCLIP技術(shù)


《“靶點(diǎn)”難尋，國(guó)產(chǎn)創(chuàng)新藥很迷惘》(科技日?qǐng)?bào)5月8日)


iCLIP是一種新興的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，是研發(fā)創(chuàng)新藥的最關(guān)鍵的技術(shù)之一。它的發(fā)明，讓人們拋棄精密的觀測(cè)儀器，也能確定RNA(核糖核酸)和蛋白質(zhì)在哪個(gè)位置“交匯”，甚至可以讀出位點(diǎn)“密碼”。iCLIP技術(shù)難，猶如萬(wàn)千人海中找一個(gè)人，要從幾十億個(gè)堿基對(duì)找到一個(gè)或幾個(gè)確定的結(jié)合點(diǎn)，精確度可想而知。國(guó)外研究團(tuán)隊(duì)已在此領(lǐng)域展開(kāi)“技術(shù)競(jìng)賽”，研究論文以幾個(gè)月為周期輪番上演。國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室卻極少有成熟經(jīng)驗(yàn)。


9、重型燃?xì)廨啓C(jī)


《“命門(mén)火衰”，重型燃?xì)廨啓C(jī)的葉片之殤》(科技日?qǐng)?bào)5月9日)


燃?xì)廨啓C(jī)廣泛應(yīng)用于艦船、火車(chē)和大型電站。我國(guó)具備輕型燃機(jī)自主化能力;但重燃仍基本依賴(lài)引進(jìn)。國(guó)際上大的重燃廠家，主要是美國(guó)GE、日本三菱、德國(guó)西門(mén)子、意大利安薩爾多4家。與中國(guó)合作都附帶苛刻條件：設(shè)計(jì)技術(shù)不轉(zhuǎn)讓?zhuān)诵牡臒岫瞬考圃旒夹g(shù)也不轉(zhuǎn)讓?zhuān)瑑H以許可證方式許可本土制造非核心部件。沒(méi)有自主化能力，意味著我國(guó)能源安全的重要一環(huán)，仍然受制于人，存在被“卡脖子”的風(fēng)險(xiǎn)。


10、激光雷達(dá)


《激光雷達(dá)昏聵，讓自動(dòng)駕駛很糾結(jié)》(科技日?qǐng)?bào)5月10日)


激光雷達(dá)是個(gè)傳感器，自帶光源，主動(dòng)發(fā)出激光，感知周?chē)h(huán)境，像蝙蝠通過(guò)超聲波定位一樣。它是自動(dòng)駕駛汽車(chē)的必備組件，決定著自動(dòng)駕駛行業(yè)的進(jìn)化水平。但在該領(lǐng)域，國(guó)貨幾乎沒(méi)有話語(yǔ)權(quán)。目前能上路的自動(dòng)駕駛汽車(chē)中，凡涉及激光雷達(dá)者，使用的幾乎都是美國(guó)Velodyne的產(chǎn)品，其激光雷達(dá)產(chǎn)品是行業(yè)標(biāo)配，占八成以上市場(chǎng)份額。


11、適航標(biāo)準(zhǔn)


《適航標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)產(chǎn)航發(fā)又一道難邁的坎兒》(科技日?qǐng)?bào)5月11日)


一款航空發(fā)動(dòng)機(jī)要想獲取一張放飛證，必須經(jīng)過(guò)一套非常嚴(yán)格的“適航”標(biāo)準(zhǔn)體系驗(yàn)證，涵蓋設(shè)計(jì)、制造、驗(yàn)證和管理。但目前在國(guó)際上，以FAA和歐洲航空安全局(EASA)的適航審定影響力最大，認(rèn)可度最高。盡管在規(guī)章要求層面，中國(guó)與FAA基本一致，但由于國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)匱乏，缺乏實(shí)際工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使我國(guó)適航規(guī)章缺少相應(yīng)的技術(shù)支撐。實(shí)際型號(hào)的適航驗(yàn)證工作，成為被卡在別國(guó)空域之外的關(guān)隘。


12、高端電容電阻


《沒(méi)有這些訣竅，我們夠不著高端電容電阻》(科技日?qǐng)?bào)5月14日)


電容和電阻是電子工業(yè)的黃金配角。中國(guó)是最大的基礎(chǔ)電子元件市場(chǎng)，一年消耗的電阻和電容，數(shù)以萬(wàn)億計(jì)。但最好的消費(fèi)級(jí)電容和電阻，來(lái)自日本。電容市場(chǎng)一年200多億美元，電阻也有百億美元量級(jí)。所謂高端的電容電阻，最重要的是同一個(gè)批次應(yīng)該盡量一致。日本這方面做得最好，國(guó)內(nèi)企業(yè)差距大。國(guó)內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品多屬于中低端，在工藝、材料、質(zhì)量管控上，相對(duì)薄弱。


13、核心工業(yè)軟件


《核心工業(yè)軟件：智能制造的中國(guó)“無(wú)人區(qū)”》(科技日?qǐng)?bào)5月17日)


中國(guó)的核心工業(yè)軟件領(lǐng)域，基本還是“無(wú)人區(qū)”。工業(yè)軟件缺位，為智能制造帶來(lái)了麻煩。工業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜到一定程度，就需要以計(jì)算機(jī)輔助的工業(yè)軟件來(lái)替代人腦計(jì)算。譬如，芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn)“必備神器”EDA工業(yè)軟件，國(guó)產(chǎn)EDA與美國(guó)主流EDA工具相較，設(shè)計(jì)原理上并無(wú)差異，但軟件性能卻存在不小差距，主要表現(xiàn)在對(duì)先進(jìn)技術(shù)和工藝支持不足，和國(guó)外先進(jìn)EDA工具之間存在“代差”。國(guó)外EDA三大巨頭公司Cadence、Synopsys及Mentor，占據(jù)了全球該行業(yè)每年總收入的70%。發(fā)展自主工業(yè)操作系統(tǒng)+自主工業(yè)軟件體系，刻不容緩。


14、ITO靶材


《燒不出大號(hào)靶材，平板顯示制造仰人鼻息》(科技日?qǐng)?bào)5月18日)


ITO靶材不僅用于制作液晶顯示器、平板顯示器、等離子顯示器、觸摸屏、電子紙、有機(jī)發(fā)光二極管，還用于太陽(yáng)能電池和抗靜電鍍膜、EMI屏蔽的透明傳導(dǎo)鍍膜等，在全球擁有廣泛的市場(chǎng)。ITO膜的厚度因功能需求而有不同，一般在30納米至200納米。在尺寸的問(wèn)題上，國(guó)內(nèi)ITO靶材企業(yè)一直鮮有突破，而后端的平板顯示制造企業(yè)也要仰人鼻息。燒結(jié)大尺寸ITO靶材，需要有大型的燒結(jié)爐。國(guó)外可以做寬1200毫米、長(zhǎng)近3000毫米的單塊靶材，國(guó)內(nèi)只能制造不超過(guò)800毫米寬的。產(chǎn)出效率方面，日式裝備月產(chǎn)量可達(dá)30噸至50噸，我們年產(chǎn)量只有30噸——而進(jìn)口一臺(tái)設(shè)備價(jià)格要花一千萬(wàn)元，這對(duì)國(guó)內(nèi)小企業(yè)來(lái)說(shuō)無(wú)異于天價(jià)。


每年我國(guó)ITO靶材消耗量超過(guò)1千噸，一半左右靠進(jìn)口，用于生產(chǎn)高端產(chǎn)品。


15、核心算法


《算法不精，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人有點(diǎn)“笨”》(科技日?qǐng)?bào)5月22日)


中國(guó)已經(jīng)連續(xù)5年成為世界第一大機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)，但高端機(jī)器人仍然依賴(lài)于進(jìn)口。由于沒(méi)有掌握核心算法，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人穩(wěn)定性、故障率、易用性等關(guān)鍵指標(biāo)遠(yuǎn)不如工業(yè)機(jī)器人“四大家族”發(fā)那科(日本)、ABB(瑞士)、安川(日本)、庫(kù)卡(德國(guó))的產(chǎn)品。核心算法差距過(guò)大，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)機(jī)器人穩(wěn)定性不佳，故障率居高不下。算法的差距不只體現(xiàn)在核心控制器上，更拖慢了伺服系統(tǒng)響應(yīng)的速度。


機(jī)器人每完成一個(gè)動(dòng)作，需要核心控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。對(duì)于單臺(tái)伺服系統(tǒng)，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人動(dòng)態(tài)與靜態(tài)精度都很高，但高端機(jī)器人一般同時(shí)有6臺(tái)以上伺服系統(tǒng)，用傳統(tǒng)的控制方法難以取得好的控制效果。


16、航空鋼材


《航空鋼材不過(guò)硬，國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)起落失據(jù)》(科技日?qǐng)?bào)5月23日)


無(wú)論起飛還是降落，起落架都是支撐飛機(jī)的唯一部件，尤其是在飛機(jī)降落階段，其承載的載荷不僅僅來(lái)自機(jī)身重量，還有飛機(jī)垂直方向的巨大沖力。因此，起落架的材料強(qiáng)度必須十分優(yōu)異，只能依靠特種鋼材才行。目前使用范圍最廣的是美國(guó)的300M鋼，該材料采用真空熱處理技術(shù)，避免了滲氫，零件表面光亮，無(wú)氧化脫碳、增碳和晶界氧化等缺陷，提高了表面質(zhì)量。而國(guó)內(nèi)用于制作起落架的國(guó)產(chǎn)超強(qiáng)度鋼材有時(shí)會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)狀缺陷、硫化物夾雜、粗晶、內(nèi)部裂紋、熱處理滲氫等問(wèn)題，這些問(wèn)題都與冶煉過(guò)程中純凈度不夠有關(guān)系。所以我國(guó)在高純度熔煉技術(shù)方面與美國(guó)還有較大差距，存在很大提升空間。


17、銑刀


《為高鐵鋼軌“整容”，國(guó)產(chǎn)銑刀難堪重任》(科技日?qǐng)?bào)5月24日)


隨著我國(guó)近年來(lái)高鐵的迅猛建設(shè)，鋼軌養(yǎng)護(hù)問(wèn)題也愈加讓業(yè)內(nèi)專(zhuān)家憂心。若養(yǎng)護(hù)不到位，不僅折損生命周期，還存在高風(fēng)險(xiǎn)隱患。我國(guó)自主創(chuàng)新研發(fā)的雙動(dòng)力電驅(qū)銑磨維護(hù)機(jī)器人裝備——被稱(chēng)為鋼軌‘急救車(chē)’的銑磨車(chē)可為鋼軌“保駕護(hù)航”。但銑磨車(chē)最核心部件銑刀仍需從國(guó)外進(jìn)口。銑刀的材料是一種超硬合金材料。對(duì)其中金屬成分我們已然了解，但就是不知人家是怎么配比、合成的，如同琢磨某種中藥的祖?zhèn)髅胤?、各種藥材比例是多少，都不甚明了。


18、高端軸承鋼


《高端軸承鋼，難以補(bǔ)齊的中國(guó)制造業(yè)短板》(科技日?qǐng)?bào)5月25日)


作為機(jī)械設(shè)備中不可或缺的核心零部件，軸承支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降低其摩擦系數(shù)，并保證其回轉(zhuǎn)精度。無(wú)論飛機(jī)、汽車(chē)、高鐵，還是高精密機(jī)床、儀器儀表，都需要軸承。這就對(duì)其精度、性能、壽命和可靠性提出了高要求。而我國(guó)的制軸工藝已經(jīng)接近世界頂尖水平，但材質(zhì)——也就是高端軸承用鋼幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。


高端軸承用鋼的研發(fā)、制造與銷(xiāo)售基本上被世界軸承巨頭美國(guó)鐵姆肯、瑞典SKF所壟斷。前幾年，他們分別在山東煙臺(tái)、濟(jì)南建立基地，采購(gòu)中國(guó)的低端材質(zhì)，運(yùn)用他們的核心技術(shù)做成高端軸承，以十倍的價(jià)格賣(mài)給中國(guó)市場(chǎng)。煉鋼過(guò)程中加入稀土，就能使原本優(yōu)質(zhì)的鋼變得更加“堅(jiān)強(qiáng)”。但怎么加，這是世界軸承巨頭們的核心秘密。


19、高壓柱塞泵


《高壓柱塞泵，鯁在中國(guó)裝備制造業(yè)咽喉的一根刺》(科技日?qǐng)?bào)5月28日)


液壓系統(tǒng)是裝備制造業(yè)的關(guān)鍵部件之一，一切工程領(lǐng)域，凡是有機(jī)械設(shè)備的場(chǎng)合，都離不開(kāi)液壓系統(tǒng)。高壓柱塞泵是高端液壓裝備的核心元件，被稱(chēng)作液壓系統(tǒng)的“心臟”。中國(guó)液壓工業(yè)的規(guī)模在2017年已經(jīng)成為世界第二，但產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)，尤其是額定壓力35MPa以上高壓柱塞泵，90%以上依賴(lài)進(jìn)口。 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的液壓柱塞泵與外國(guó)品牌相比，在技術(shù)先進(jìn)性、工作可靠性、使用壽命、變量機(jī)構(gòu)控制功能和動(dòng)靜態(tài)性能指標(biāo)上都有較大差距，基本相當(dāng)于國(guó)外上世紀(jì)90年代初水平。


20、航空設(shè)計(jì)軟件


《航空軟件困窘，國(guó)產(chǎn)飛機(jī)設(shè)計(jì)戴上“緊箍咒”》(科技日?qǐng)?bào)5月30日)


自上世紀(jì)80年代后，世界航空業(yè)就邁入數(shù)字化設(shè)計(jì)的新階段，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到離開(kāi)軟件就無(wú)法設(shè)計(jì)的高度依賴(lài)程度。設(shè)計(jì)一架飛機(jī)至少需要十幾種專(zhuān)業(yè)軟件，全是歐美國(guó)家產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位不僅要投入巨資購(gòu)買(mǎi)軟件，而且頭戴鋼圈，一旦被念“緊箍咒”，整個(gè)航空產(chǎn)業(yè)將陷入癱瘓。 據(jù)媒體報(bào)道，設(shè)計(jì)殲-10飛機(jī)時(shí)，主起落架主承力結(jié)構(gòu)的整個(gè)金屬部件是委托國(guó)外制造。但造完之后，起落架的收放出現(xiàn)問(wèn)題，有5毫米的誤差，只好重新訂貨制造。僅僅是這一點(diǎn)點(diǎn)的誤差，影響了殲-10首飛推遲了八九個(gè)月。沒(méi)有全數(shù)字化的軟件支撐，任何一點(diǎn)細(xì)微的誤差，都可能成為制造業(yè)的夢(mèng)魘。


21、光刻膠


《中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)因光刻膠失色》(科技日?qǐng)?bào)5月31日)


我國(guó)雖然已成為世界半導(dǎo)體生產(chǎn)大國(guó)，但面板產(chǎn)業(yè)整體產(chǎn)業(yè)鏈仍較為落后。目前，LCD用光刻膠幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口，核心技術(shù)至今被TOK、JSR、住友化學(xué)、信越化學(xué)等日本企業(yè)所壟斷。就拿在國(guó)際上具有一定競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的京東方來(lái)說(shuō)，目前已建立17個(gè)面板顯示生產(chǎn)基地，其中有16個(gè)已經(jīng)投產(chǎn)。但京東方用于高端面板的光刻膠，仍然由國(guó)外企業(yè)提供。光刻膠主要成分有高分子樹(shù)脂、色漿、單體、感光引發(fā)劑、溶劑以及添加劑，開(kāi)發(fā)所涉及的技術(shù)難題眾多，需從低聚物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和篩選、合成工藝的確定和優(yōu)化、活性單體的篩選和控制、色漿細(xì)度控制和穩(wěn)定、產(chǎn)品配方設(shè)計(jì)和優(yōu)化、產(chǎn)品生產(chǎn)工藝優(yōu)化和穩(wěn)定、最終使用條件匹配和寬容度調(diào)整等方面進(jìn)行調(diào)整。因此，要自主研發(fā)生產(chǎn)，技術(shù)難度非常之高。


22、高壓共軌系統(tǒng)


《高壓共軌不中用，國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)很受傷》(科技日?qǐng)?bào)6月4日)


電控柴油高壓共軌系統(tǒng)相當(dāng)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”和“大腦”，其品質(zhì)的好壞，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用。柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)是推動(dòng)一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、社會(huì)運(yùn)行的重要裝備基礎(chǔ)。中國(guó)是全球柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的主要市場(chǎng)和生產(chǎn)國(guó)家，而在國(guó)內(nèi)的電控柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)市場(chǎng)，德國(guó)、美國(guó)和日本等企業(yè)占據(jù)了絕大份額。和國(guó)外先進(jìn)公司的產(chǎn)品相比，國(guó)產(chǎn)高壓共軌系統(tǒng)在性能、功能、質(zhì)量及一致性上還存在一定的差距，成本上的優(yōu)勢(shì)也不明顯。


23、透射式電鏡


《我們的蛋白質(zhì)3D高清照片仰賴(lài)舶來(lái)的透射式電鏡》(科技日?qǐng)?bào)6月6日)


冷凍電鏡可以拍攝微觀結(jié)構(gòu)高清3d“彩照”，是生命科學(xué)研究的利器，透射式電鏡的生產(chǎn)能力是冷凍電鏡制造能力的基礎(chǔ)之一。目前世界上生產(chǎn)透射電鏡的廠商只有3家，分別是日本電子、日立、FEI，國(guó)內(nèi)沒(méi)有一家企業(yè)生產(chǎn)透射式電鏡。匹配冷凍電鏡使用的工具都需要原裝，零件壞了找不到人修理，只能等待零件郵寄到貨后進(jìn)行更換。對(duì)于中國(guó)的冷凍電鏡使用者們來(lái)說(shuō)，這樣的體驗(yàn)可能還要持續(xù)不短的時(shí)間。


24、掘進(jìn)機(jī)主軸承


《自家的掘進(jìn)機(jī)卻不得不用別人的主軸承》(科技日?qǐng)?bào)6月7日)


主軸承，有全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)的“心臟”之稱(chēng)，承擔(dān)著掘進(jìn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的主要載荷，是刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，工作所處狀況十分惡劣。與直徑僅有幾百毫米的傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承相比，掘進(jìn)機(jī)主軸承直徑一般為幾米，是結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的一種軸承，制造需要上百道工序。就掘進(jìn)機(jī)整機(jī)制造能力而言，國(guó)產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)已接近世界最先進(jìn)水平，但最關(guān)鍵的主軸承全部依賴(lài)進(jìn)口。德國(guó)的羅特艾德、IMO、FAG和瑞典的SKF占據(jù)市場(chǎng)。


25、微球


《微球：民族工業(yè)不能承受之輕》(科技日?qǐng)?bào)6月12日)


微球，直徑是頭發(fā)粗細(xì)的三十分之一。手機(jī)屏幕里，每平方毫米要用一百個(gè)微球，撐起了兩塊玻璃面板，相當(dāng)于骨架，在兩塊玻璃面板的縫隙里，再灌進(jìn)液晶。少了它，你正盯著的液晶屏幕將無(wú)法生產(chǎn)。 沒(méi)有微球，芯片生產(chǎn)、食品安全檢測(cè)、疾病診斷、生物制藥、環(huán)境監(jiān)測(cè)……許多行業(yè)都會(huì)陷入窘境。僅微電子領(lǐng)域，中國(guó)每年就要進(jìn)口價(jià)值幾百億元人民幣的微球。2017年中國(guó)大陸的液晶面板出貨量達(dá)到全球的33%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模約千億美元，位居全球第一。但這面板中的關(guān)鍵材料——間隔物微球，以及導(dǎo)電金球，全世界只有日本一兩家公司可以提供。這些材料也像芯片一樣，給人卡住了脖子。


26、水下連接器


《水下連接缺國(guó)產(chǎn)利器，海底觀測(cè)網(wǎng)傍人籬壁》(科技日?qǐng)?bào)6月13日)


除了船舶、遙感衛(wèi)星，海底觀測(cè)網(wǎng)已成為第三種海洋觀測(cè)平臺(tái)——通過(guò)它，人類(lèi)可以深入到水下觀測(cè)和認(rèn)識(shí)海洋。如果將各類(lèi)纜系觀測(cè)平臺(tái)比作胳膊、腿，水下連接器就好比關(guān)節(jié)，對(duì)海底觀測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)有著不可替代的作用。目前我國(guó)水下連接器市場(chǎng)基本被外國(guó)壟斷。一旦該連接器成為禁運(yùn)品，整個(gè)海底觀測(cè)網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)行將被迫中斷。


27、燃料電池關(guān)鍵材料


《少了三種關(guān)鍵材料，燃料電池商業(yè)化難成文章》(科技日?qǐng)?bào)6月14日)


國(guó)外的燃料電池車(chē)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但我國(guó)車(chē)用燃料電池還處在技術(shù)驗(yàn)證階段。我國(guó)車(chē)用燃料電池的現(xiàn)狀是——幾乎無(wú)部件生產(chǎn)商，無(wú)車(chē)用電堆生產(chǎn)公司，只有極少量商業(yè)運(yùn)行燃料電池車(chē)。多項(xiàng)關(guān)鍵材料，決定著燃料電池的壽命和性能。這些材料我國(guó)并非完全沒(méi)有，有些實(shí)驗(yàn)室成果甚至已達(dá)到國(guó)際水平。但是，沒(méi)有批量生產(chǎn)線，燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈依然梗阻。關(guān)鍵材料長(zhǎng)期依賴(lài)國(guó)外，一旦遭遇禁售，我國(guó)的燃料電池產(chǎn)業(yè)便沒(méi)有了基礎(chǔ)支撐。


28、高端焊接電源


《國(guó)產(chǎn)焊接電源“啞火”，機(jī)器人水下作業(yè)有心無(wú)力》(科技日?qǐng)?bào)6月20日)


我國(guó)是海洋大國(guó)，擁有300多萬(wàn)平方公里海域，正在大力發(fā)展高端海洋資源開(kāi)發(fā)和海洋維權(quán)裝備。海里的設(shè)備一旦出現(xiàn)開(kāi)裂等故障，需要用有工業(yè)制造“縫紉機(jī)”之稱(chēng)的焊接裝備修補(bǔ)。深海焊接的實(shí)現(xiàn)靠水下機(jī)器人。雖然我國(guó)是全球最大焊接電源制造基地，年產(chǎn)能已超1000萬(wàn)臺(tái)套，但高端焊接電源基本上仍被國(guó)外壟斷。我國(guó)水下機(jī)器人焊接技術(shù)一直難以提升，原因是高端焊接電源技術(shù)受制于人。國(guó)外焊接電源全數(shù)字化控制技術(shù)已相對(duì)成熟， 國(guó)內(nèi)的仍以模擬控制技術(shù)為主。


29、鋰電池隔膜


《一層隔膜兩重天：國(guó)產(chǎn)鋰電池尚需撥云見(jiàn)日》(科技日?qǐng)?bào)6月21日)


作為新能源車(chē)的“心臟”，國(guó)產(chǎn)鋰離子電池(以下簡(jiǎn)稱(chēng)鋰電池)目前“跳”得還不夠穩(wěn)。電池四大核心材料中，正負(fù)極材料、電解液都已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，唯獨(dú)隔膜仍是短板。高端隔膜技術(shù)具有相當(dāng)高的門(mén)檻，不僅要投入巨額的資金，還需要有強(qiáng)大的研發(fā)和生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)、純熟的工藝技術(shù)和高水平的生產(chǎn)線。高端隔膜目前依然大量依賴(lài)進(jìn)口。


30、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備元器件


《拙鈍的探測(cè)器模糊了醫(yī)學(xué)影像》(科技日?qǐng)?bào)6月25日)


目前國(guó)產(chǎn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的大部分元器件依賴(lài)進(jìn)口，至少要花10年、20年才能達(dá)到別人的現(xiàn)有水平。在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)成像(CT、磁共振等)上，中國(guó)最早的專(zhuān)利比美國(guó)平均晚20年。在專(zhuān)利數(shù)量上，美國(guó)是我國(guó)的10倍。這意味著整個(gè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)完全掌握在國(guó)外企業(yè)的手里了，所有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所有的原創(chuàng)成果，所有的科研積累都在國(guó)外，中國(guó)只占很少的一部分。


31、超精密拋光工藝


《通往超精密拋光工藝之巔，路阻且長(zhǎng)》(科技日?qǐng)?bào)6月26日)


超精密拋光工藝在現(xiàn)代制造業(yè)中有多重要，其應(yīng)用的領(lǐng)域能夠直接說(shuō)明問(wèn)題：集成電路制造、醫(yī)療器械、汽車(chē)配件、數(shù)碼配件、精密模具、航空航天?！八羌夹g(shù)靈魂”。美日牢牢把握了全球市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)，其材料構(gòu)成和制作工藝一直是個(gè)謎。換言之，購(gòu)買(mǎi)和使用他們的產(chǎn)品，并不代表可以仿制甚至復(fù)制他們的產(chǎn)品。


32、環(huán)氧樹(shù)脂


《環(huán)氧樹(shù)脂韌性不足，國(guó)產(chǎn)碳纖維缺股勁兒》(科技日?qǐng)?bào)6月27日)


碳纖維質(zhì)量能比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，還具有耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變等特性，其中一個(gè)關(guān)鍵的復(fù)合輔材就是環(huán)氧樹(shù)脂。但目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高端碳纖維，所使用的環(huán)氧樹(shù)脂全部都是進(jìn)口的。目前，我國(guó)已能生產(chǎn)T800等較高端的碳纖維，但日本東麗掌握這一技術(shù)的時(shí)間是上世紀(jì)90年代。相比于碳纖維，我國(guó)高端環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)業(yè)落后于國(guó)際的情況更為嚴(yán)重。


33、高強(qiáng)度不銹鋼


《去不掉的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)“銹疾”》(科技日?qǐng)?bào)6月28日)


用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的鋼材需具備多種特性，其中高強(qiáng)度是必須滿足的重要指標(biāo)。然而，不銹鋼的強(qiáng)度和防銹性能，卻是魚(yú)和熊掌般難以兼得的矛盾體。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)材料如果如果嚴(yán)重生銹，將帶來(lái)很大影響。完全依靠材料自身實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度和防銹性能兼?zhèn)洌@是世界性難題?，F(xiàn)在，我國(guó)航天材料大多用的是國(guó)外上世紀(jì)六七十年代用的材料，發(fā)達(dá)國(guó)家在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，如果純度不達(dá)標(biāo)，便重新回爐，但國(guó)內(nèi)廠家往往缺乏這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。


34、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)


《數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：中國(guó)還在尋找“正確打開(kāi)方式”》(科技日?qǐng)?bào)7月2日)


目前全世界最流行的兩種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是Oracle和MySQL，都是甲骨文公司旗下的產(chǎn)品。競(jìng)爭(zhēng)者還有IBM公司以及微軟公司的產(chǎn)品等。甲骨文、IBM、微軟和Teradata幾家美國(guó)公司，占了大部分市場(chǎng)份額。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)國(guó)貨也有市場(chǎng)份額，但只是個(gè)零頭，其穩(wěn)定性、性能都無(wú)法讓市場(chǎng)信服，銀行、電信、電力等要求極端穩(wěn)妥的企業(yè)，不會(huì)考慮國(guó)貨。


35、掃描電鏡


《掃描電鏡“弱視”，工業(yè)制造難以明察秋毫》(科技日?qǐng)?bào)7月3日)


掃描電子顯微鏡，一種高端的電子光學(xué)儀器，它被廣泛地應(yīng)用于材料、生物、醫(yī)學(xué)、冶金、化學(xué)和半導(dǎo)體等各個(gè)研究領(lǐng)域和工業(yè)部門(mén)，被稱(chēng)為“微觀相機(jī)”目前我國(guó)科研與工業(yè)部門(mén)所用的掃描電鏡嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口，每年我國(guó)花費(fèi)超過(guò)1億美元采購(gòu)的幾百臺(tái)掃描電鏡中，主要產(chǎn)自美、日、德和捷克等國(guó)。國(guó)產(chǎn)掃描電鏡只占約5%—10%。