卡脖子的35個關(guān)鍵領(lǐng)域制造業(yè)

2020.4.20

　　“基礎(chǔ)研究決定一個國家科技創(chuàng)新的深度和廣度，‘卡脖子’問題根子在基礎(chǔ)研究薄弱。”李克強總理在9月2日主持召開的國家杰出青年科學(xué)基金工作座談會上指出。

　　“剛才幾位代表都在發(fā)言中都提到‘卡脖子’問題?！ú弊印瘑栴}根子在基礎(chǔ)研究薄弱，不是就事論事就能夠解決的?！崩羁藦娬f，“基礎(chǔ)研究站得穩(wěn)不穩(wěn)，站得牢不牢，直接關(guān)系我國科技創(chuàng)新發(fā)展的未來。”

　　制造業(yè)是我國“卡脖子”的重災(zāi)區(qū)，近年來美國對中興等中國企業(yè)的制裁更讓國人意識到加強基礎(chǔ)研究、夯實工業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)的重要性。我國工業(yè)基礎(chǔ)的現(xiàn)狀是中國制造業(yè)大而不強，原因有很多，主要是缺乏核心和關(guān)鍵共性技術(shù)。關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件元器件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、先進基礎(chǔ)工藝及相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，簡稱“四基”。“四基”已經(jīng)成為制約我國工業(yè)由大變強的關(guān)鍵，也是制約我國提高技術(shù)創(chuàng)新能力和全球競爭力的瓶頸所在。

　　35項“卡脖子”技術(shù) 制約中國創(chuàng)新發(fā)展

　　科技日報曾推出系列文章報道制約我國工業(yè)發(fā)展的35項“卡脖子”技術(shù)，引起行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注與討論。先進制造業(yè)公眾號現(xiàn)摘錄如下：

　　1、光刻機

　　《這些“細(xì)節(jié)”讓中國難望頂級光刻機項背》（科技日報4月19日）

　　制造芯片的光刻機，其精度決定了芯片性能的上限。在“十二五”科技成就展覽上，中國生產(chǎn)的最好的光刻機，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)。而國外已經(jīng)做到了十幾納米。

　　光刻機里有兩個同步運動的工件臺，一個載底片，一個載膠片。兩者需始終同步，誤差在2納米以下。兩個工作臺由靜到動，加速度跟導(dǎo)彈發(fā)射差不多。在工作時，相當(dāng)于兩架大飛機從起飛到降落，始終齊頭并進一架飛機上伸出一把刀，在另一架飛機的米粒上刻字，不能刻壞了。

　　2、芯片

　　《中興的“芯”病，中國的心病》（科技日報4月20日）

資料圖。（圖文無關(guān)）中新社記者泱波攝

　　低速的光芯片和電芯片已實現(xiàn)國產(chǎn)，但高速的仍全部依賴進口。國外最先進芯片量產(chǎn)精度為10納米，我國只有28納米，差距兩代。據(jù)報道，在計算機系統(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)中的多個領(lǐng)域中，我國國產(chǎn)芯片占有率為0。

　　3、操作系統(tǒng)

　　《喪失先機，沒有自研操作系統(tǒng)的大國之痛》（科技日報4月23日）

　　普通人看到中國IT業(yè)繁榮，認(rèn)為技術(shù)差距不大，實則不然。3家美國公司壟斷手機和個人電腦的操作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示，2017年安卓系統(tǒng)市場占有率達85.9%，蘋果IOS為14%。其他系統(tǒng)僅有0.1%。這0.1%，基本也是美國的微軟的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(fā)動機短艙

　　《居者無其屋，國產(chǎn)航空發(fā)動機的短艙之困》（科技日報4月24日）

　　飛機上安放發(fā)動機的艙室，俗稱“房子”，是航空推進系統(tǒng)最重要的核心部件之一，其成本約占全部發(fā)動機的1/4左右。短艙需要將發(fā)動機包覆，減少飛行阻力；其進氣道還要具有防、除冰的能力；飛行中，要保護發(fā)動機不受干擾正常工作；在地面，需要做到方便發(fā)動機的維護和維修，一旦短艙有損，飛行中可能會引起發(fā)動機嚴(yán)重事故。短艙越大技術(shù)難度越高。我國在這一重要領(lǐng)域尚屬空白。查閱所有公開資料，我國尚無自主研制短艙的專門機構(gòu)，相關(guān)院校似乎也沒有設(shè)置相關(guān)的學(xué)科。

　　5、觸覺傳感器

　　《傳感器疏察，被愚鈍的機器人“國產(chǎn)觸覺”》（科技日報4月25日）

　　觸覺傳感器是工業(yè)機器人核心部件。精確、穩(wěn)定的嚴(yán)苛要求，攔住了我國大部分企業(yè)向觸覺傳感器邁進的步伐，目前國內(nèi)傳感器企業(yè)大多從事氣體、溫度等類型傳感器的生產(chǎn)。在一個有著100多家企業(yè)的行業(yè)中，幾乎沒有傳感器制造商進行觸覺傳感器的生產(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個敏感元件，售價10萬元，而國內(nèi)產(chǎn)品多為一點式，一般100元一個。

　　6、真空蒸鍍機

　　《真空蒸鍍機匱缺：高端顯示屏上的陰影》（科技日報4月26日）

　　OLED面板制程的“心臟”。日本Canon Tokki獨占高端市場，掌握著該產(chǎn)業(yè)的咽喉。業(yè)界對它的年產(chǎn)量預(yù)測通常在幾臺到十幾臺之間。有錢也買不到，說的就是它。Canon Tokki能把有機發(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％），沒有其他公司的蒸鍍機能達到這個精準(zhǔn)度。目前我國還沒有生產(chǎn)蒸鍍機的企業(yè)，在這個領(lǐng)域我們沒什么發(fā)言權(quán)。

　　7、手機射頻器件

　　《射頻器件：仰給于人的手機尷尬》（科技日報5月7日）

　　一塊手機的主板上，1/3的空間是射頻電路。手機發(fā)展趨勢是更輕薄，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)字信號轉(zhuǎn)化成電磁波，4G手機要支持十幾個頻段，信息帶寬幾十兆。2018年，射頻芯片市場150億美元；高端市場基本被Skyworks、Qorvo和博通3家壟斷，高通也占一席之地。射頻器件的另一個關(guān)鍵元件——濾波器，國內(nèi)外差距更大。手機使用的高端濾波器，幾十億美元的市場，完全歸屬Q(mào)orvo等國外射頻器件巨頭。中國是世界最大的手機生產(chǎn)國，但造不了高端的手機射頻器件。這需要材料、工藝和設(shè)計經(jīng)驗的踏實積累。

　　8、iCLIP技術(shù)

　　《“靶點”難尋，國產(chǎn)創(chuàng)新藥很迷惘》（科技日報5月8日）

　　iCLIP是一種新興的實驗技術(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儀器，也能確定RNA（核糖核酸）和蛋白質(zhì)在哪個位置“交匯”，甚至可以讀出位點“密碼”。iCLIP技術(shù)難，猶如萬千人海中找一個人，要從幾十億個堿基對找到一個或幾個確定的結(jié)合點，精確度可想而知。國外研究團隊已在此領(lǐng)域展開“技術(shù)競賽”，研究論文以幾個月為周期輪番上演。國內(nèi)實驗室卻極少有成熟經(jīng)驗。

　　9、重型燃?xì)廨啓C

　　《“命門火衰”，重型燃?xì)廨啓C的葉片之殤》（科技日報5月9日）

　　燃?xì)廨啓C廣泛應(yīng)用于艦船、火車和大型電站。我國具備輕型燃機自主化能力；但重燃仍基本依賴引進。國際上大的重燃廠家，主要是美國GE、日本三菱、德國西門子、意大利安薩爾多4家。與中國合作都附帶苛刻條件：設(shè)計技術(shù)不轉(zhuǎn)讓，核心的熱端部件制造技術(shù)也不轉(zhuǎn)讓，僅以許可證方式許可本土制造非核心部件。沒有自主化能力，意味著我國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。

　　10、激光雷達

　　《激光雷達昏聵，讓自動駕駛很糾結(jié)》（科技日報5月10日）

　　激光雷達是個傳感器，自帶光源，主動發(fā)出激光，感知周圍環(huán)境，像蝙蝠通過超聲波定位一樣。它是自動駕駛汽車的必備組件，決定著自動駕駛行業(yè)的進化水平。但在該領(lǐng)域，國貨幾乎沒有話語權(quán)。目前能上路的自動駕駛汽車中，凡涉及激光雷達者，使用的幾乎都是美國Velodyne的產(chǎn)品，其激光雷達產(chǎn)品是行業(yè)標(biāo)配，占八成以上市場份額。

　　11、適航標(biāo)準(zhǔn)

　　《適航標(biāo)準(zhǔn)：國產(chǎn)航發(fā)又一道難邁的坎兒》（科技日報5月11日）

　　一款航空發(fā)動機要想獲取一張放飛證，必須經(jīng)過一套非常嚴(yán)格的“適航”標(biāo)準(zhǔn)體系驗證，涵蓋設(shè)計、制造、驗證和管理。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(rèn)可度最高。盡管在規(guī)章要求層面，中國與FAA基本一致，但由于國產(chǎn)航空發(fā)動機型號匱乏，缺乏實際工程實踐經(jīng)驗，使我國適航規(guī)章缺少相應(yīng)的技術(shù)支撐。實際型號的適航驗證工作，成為被卡在別國空域之外的關(guān)隘。

　　12、高端電容電阻

　　《沒有這些訣竅，我們夠不著高端電容電阻》（科技日報5月14日）

　　電容和電阻是電子工業(yè)的黃金配角。中國是最大的基礎(chǔ)電子元件市場，一年消耗的電阻和電容，數(shù)以萬億計。但最好的消費級電容和電阻，來自日本。電容市場一年200多億美元，電阻也有百億美元量級。所謂高端的電容電阻，最重要的是同一個批次應(yīng)該盡量一致。日本這方面做得最好，國內(nèi)企業(yè)差距大。國內(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，相對薄弱。

　　13、核心工業(yè)軟件

　　《核心工業(yè)軟件：智能制造的中國“無人區(qū)”》（科技日報5月17日）

　　中國的核心工業(yè)軟件領(lǐng)域，基本還是“無人區(qū)”。工業(yè)軟件缺位，為智能制造帶來了麻煩。工業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜到一定程度，就需要以計算機輔助的工業(yè)軟件來替代人腦計算。譬如，芯片設(shè)計生產(chǎn)“必備神器”EDA工業(yè)軟件，國產(chǎn)EDA與美國主流EDA工具相較，設(shè)計原理上并無差異，但軟件性能卻存在不小差距，主要表現(xiàn)在對先進技術(shù)和工藝支持不足，和國外先進EDA工具之間存在“代差”。國外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

　　《燒不出大號靶材，平板顯示制造仰人鼻息》（科技日報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、有機發(fā)光二極管，還用于太陽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。ITO膜的厚度因功能需求而有不同，一般在30納米至200納米。在尺寸的問題上，國內(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。國外可以做寬1200毫米、長近3000毫米的單塊靶材，國內(nèi)只能制造不超過800毫米寬的。產(chǎn)出效率方面，日式裝備月產(chǎn)量可達30噸至50噸，我們年產(chǎn)量只有30噸——而進口一臺設(shè)備價格要花一千萬元，這對國內(nèi)小企業(yè)來說無異于天價。

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

　　15、核心算法

　　《算法不精，國產(chǎn)工業(yè)機器人有點“笨”》（科技日報5月22日）

　　中國已經(jīng)連續(xù)5年成為世界第一大機器人應(yīng)用市場，但高端機器人仍然依賴于進口。由于沒有掌握核心算法，國產(chǎn)工業(yè)機器人穩(wěn)定性、故障率、易用性等關(guān)鍵指標(biāo)遠(yuǎn)不如工業(yè)機器人“四大家族”發(fā)那科（日本）、ABB（瑞士）、安川（日本）、庫卡（德國）的產(chǎn)品。核心算法差距過大，導(dǎo)致國產(chǎn)機器人穩(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。

　　機器人每完成一個動作，需要核心控制器、伺服驅(qū)動器和伺服電機協(xié)同作戰(zhàn)。對于單臺伺服系統(tǒng)，國產(chǎn)機器人動態(tài)與靜態(tài)精度都很高，但高端機器人一般同時有6臺以上伺服系統(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

　　《航空鋼材不過硬，國產(chǎn)大飛機起落失據(jù)》（科技日報5月23日）

　　無論起飛還是降落，起落架都是支撐飛機的唯一部件，尤其是在飛機降落階段，其承載的載荷不僅僅來自機身重量，還有飛機垂直方向的巨大沖力。因此，起落架的材料強度必須十分優(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，無氧化脫碳、增碳和晶界氧化等缺陷，提高了表面質(zhì)量。而國內(nèi)用于制作起落架的國產(chǎn)超強度鋼材有時會出現(xiàn)點狀缺陷、硫化物夾雜、粗晶、內(nèi)部裂紋、熱處理滲氫等問題，這些問題都與冶煉過程中純凈度不夠有關(guān)系。所以我國在高純度熔煉技術(shù)方面與美國還有較大差距，存在很大提升空間。

　　17、銑刀

　　《為高鐵鋼軌“整容”，國產(chǎn)銑刀難堪重任》（科技日報5月24日）

　　隨著我國近年來高鐵的迅猛建設(shè)，鋼軌養(yǎng)護問題也愈加讓業(yè)內(nèi)專家憂心。若養(yǎng)護不到位，不僅折損生命周期，還存在高風(fēng)險隱患。我國自主創(chuàng)新研發(fā)的雙動力電驅(qū)銑磨維護機器人裝備——被稱為鋼軌‘急救車’的銑磨車可為鋼軌“保駕護航”。但銑磨車最核心部件銑刀仍需從國外進口。銑刀的材料是一種超硬合金材料。對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，難以補齊的中國制造業(yè)短板》（科技日報5月25日）

　　作為機械設(shè)備中不可或缺的核心零部件，軸承支撐機械旋轉(zhuǎn)體，降低其摩擦系數(shù)，并保證其回轉(zhuǎn)精度。無論飛機、汽車、高鐵，還是高精密機床、儀器儀表，都需要軸承。這就對其精度、性能、壽命和可靠性提出了高要求。而我國的制軸工藝已經(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進口。

　　高端軸承用鋼的研發(fā)、制造與銷售基本上被世界軸承巨頭美國鐵姆肯、瑞典SKF所壟斷。前幾年，他們分別在山東煙臺、濟南建立基地，采購中國的低端材質(zhì)，運用他們的核心技術(shù)做成高端軸承，以十倍的價格賣給中國市場。煉鋼過程中加入稀土，就能使原本優(yōu)質(zhì)的鋼變得更加“堅強”。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，鯁在中國裝備制造業(yè)咽喉的一根刺》（科技日報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，凡是有機械設(shè)備的場合，都離不開液壓系統(tǒng)。高壓柱塞泵是高端液壓裝備的核心元件，被稱作液壓系統(tǒng)的“心臟”。中國液壓工業(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，尤其是額定壓力35MPa以上高壓柱塞泵，90%以上依賴進口。國內(nèi)生產(chǎn)的液壓柱塞泵與外國品牌相比，在技術(shù)先進性、工作可靠性、使用壽命、變量機構(gòu)控制功能和動靜態(tài)性能指標(biāo)上都有較大差距，基本相當(dāng)于國外上世紀(jì)90年代初水平。

　　20 、航空設(shè)計軟件

　　《航空軟件困窘，國產(chǎn)飛機設(shè)計戴上“緊箍咒”》（科技日報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)計的新階段，現(xiàn)在已經(jīng)達到離開軟件就無法設(shè)計的高度依賴程度。設(shè)計一架飛機至少需要十幾種專業(yè)軟件，全是歐美國家產(chǎn)品。國內(nèi)設(shè)計單位不僅要投入巨資購買軟件，而且頭戴鋼圈，一旦被念“緊箍咒”，整個航空產(chǎn)業(yè)將陷入癱瘓。據(jù)媒體報道，設(shè)計殲-10飛機時，主起落架主承力結(jié)構(gòu)的整個金屬部件是委托國外制造。但造完之后，起落架的收放出現(xiàn)問題，有5毫米的誤差，只好重新訂貨制造。僅僅是這一點點的誤差，影響了殲-10首飛推遲了八九個月。沒有全數(shù)字化的軟件支撐，任何一點細(xì)微的誤差，都可能成為制造業(yè)的夢魘。

　　21 、光刻膠

　　《中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)因光刻膠失色》（科技日報5月31日）

　　我國雖然已成為世界半導(dǎo)體生產(chǎn)大國，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進口，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(chǎn)基地，其中有16個已經(jīng)投產(chǎn)。但京東方用于高端面板的光刻膠，仍然由國外企業(yè)提供。光刻膠主要成分有高分子樹脂、色漿、單體、感光引發(fā)劑、溶劑以及添加劑，開發(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，國產(chǎn)柴油機很受傷》（科技日報6月4日）

　　電控柴油高壓共軌系統(tǒng)相當(dāng)于柴油發(fā)動機的“心臟”和“大腦”，其品質(zhì)的好壞，嚴(yán)重影響發(fā)動機的使用。柴油機產(chǎn)業(yè)是推動一個國家經(jīng)濟增長、社會運行的重要裝備基礎(chǔ)。中國是全球柴油發(fā)動機的主要市場和生產(chǎn)國家，而在國內(nèi)的電控柴油機高壓共軌系統(tǒng)市場，德國、美國和日本等企業(yè)占據(jù)了絕大份額。和國外先進公司的產(chǎn)品相比，國產(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)勢也不明顯。

　　23、透射式電鏡

　　《我們的蛋白質(zhì)3D高清照片仰賴舶來的透射式電鏡》（科技日報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，國內(nèi)沒有一家企業(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行更換。對于中國的冷凍電鏡使用者們來說，這樣的體驗可能還要持續(xù)不短的時間。

　　24 、掘進機主軸承

　　《自家的掘進機卻不得不用別人的主軸承》（科技日報6月7日）

　　主軸承，有全斷面隧道掘進機的“心臟”之稱，承擔(dān)著掘進機運轉(zhuǎn)過程的主要載荷，是刀盤驅(qū)動系統(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)滾動軸承相比，掘進機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。就掘進機整機制造能力而言，國產(chǎn)掘進機已接近世界最先進水平，但最關(guān)鍵的主軸承全部依賴進口。德國的羅特艾德、IMO、FAG和瑞典的SKF占據(jù)市場。

　　25、微球

　　《微球：民族工業(yè)不能承受之輕》（科技日報6月12日）

　　微球，直徑是頭發(fā)粗細(xì)的三十分之一。手機屏幕里，每平方毫米要用一百個微球，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，再灌進液晶。少了它，你正盯著的液晶屏幕將無法生產(chǎn)。沒有微球，芯片生產(chǎn)、食品安全檢測、疾病診斷、生物制藥、環(huán)境監(jiān)測……許多行業(yè)都會陷入窘境。僅微電子領(lǐng)域，中國每年就要進口價值幾百億元人民幣的微球。2017年中國大陸的液晶面板出貨量達到全球的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

　　《水下連接缺國產(chǎn)利器，海底觀測網(wǎng)傍人籬壁》（科技日報6月13日）

　　除了船舶、遙感衛(wèi)星，海底觀測網(wǎng)已成為第三種海洋觀測平臺——通過它，人類可以深入到水下觀測和認(rèn)識海洋。如果將各類纜系觀測平臺比作胳膊、腿，水下連接器就好比關(guān)節(jié)，對海底觀測網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)、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(wǎng)的建設(shè)和運行將被迫中斷。

　　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》（科技日報6月14日）

　　國外的燃料電池車已實現(xiàn)量產(chǎn)，但我國車用燃料電池還處在技術(shù)驗證階段。我國車用燃料電池的現(xiàn)狀是——幾乎無部件生產(chǎn)商，無車用電堆生產(chǎn)公司，只有極少量商業(yè)運行燃料電池車。多項關(guān)鍵材料，決定著燃料電池的壽命和性能。這些材料我國并非完全沒有，有些實驗室成果甚至已達到國際水平。但是，沒有批量生產(chǎn)線，燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈依然梗阻。關(guān)鍵材料長期依賴國外，一旦遭遇禁售，我國的燃料電池產(chǎn)業(yè)便沒有了基礎(chǔ)支撐。

　　28 、高端焊接電源

　　《國產(chǎn)焊接電源“啞火”，機器人水下作業(yè)有心無力》（科技日報6月20日）

　　我國是海洋大國，擁有300多萬平方公里海域，正在大力發(fā)展高端海洋資源開發(fā)和海洋維權(quán)裝備。海里的設(shè)備一旦出現(xiàn)開裂等故障，需要用有工業(yè)制造“縫紉機”之稱的焊接裝備修補。深海焊接的實現(xiàn)靠水下機器人。雖然我國是全球最大焊接電源制造基地，年產(chǎn)能已超1000萬臺套，但高端焊接電源基本上仍被國外壟斷。我國水下機器人焊接技術(shù)一直難以提升，原因是高端焊接電源技術(shù)受制于人。國外焊接電源全數(shù)字化控制技術(shù)已相對成熟，國內(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：國產(chǎn)鋰電池尚需撥云見日》（科技日報6月21日）

　　作為新能源車的“心臟”，國產(chǎn)鋰離子電池（以下簡稱鋰電池）目前“跳”得還不夠穩(wěn)。電池四大核心材料中，正負(fù)極材料、電解液都已實現(xiàn)了國產(chǎn)化，唯獨隔膜仍是短板。高端隔膜技術(shù)具有相當(dāng)高的門檻，不僅要投入巨額的資金，還需要有強大的研發(fā)和生產(chǎn)團隊、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進口。

　　30 、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備元器件

　　《拙鈍的探測器模糊了醫(yī)學(xué)影像》（科技日報6月25日）

　　目前國產(chǎn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的大部分元器件依賴進口，至少要花10年、20年才能達到別人的現(xiàn)有水平。在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)成像（CT、磁共振等）上，中國最早的ZL比美國平均晚20年。在ZL數(shù)量上，美國是我國的10倍。這意味著整個產(chǎn)業(yè)已經(jīng)完全掌握在國外企業(yè)的手里了，所有的知識產(chǎn)權(quán)，所有的原創(chuàng)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

　　《通往超精密拋光工藝之巔，路阻且長》（科技日報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)域能夠直接說明問題：集成電路制造、醫(yī)療器械、汽車配件、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的主動權(quán)，其材料構(gòu)成和制作工藝一直是個謎。換言之，購買和使用他們的產(chǎn)品，并不代表可以仿制甚至復(fù)制他們的產(chǎn)品。

　　32 、環(huán)氧樹脂

　　《環(huán)氧樹脂韌性不足，國產(chǎn)碳纖維缺股勁兒》（科技日報6月27日）

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

　　33 、高強度不銹鋼

　　《去不掉的火箭發(fā)動機“銹疾”》（科技日報6月28日）

　　用于火箭發(fā)動機的鋼材需具備多種特性，其中高強度是必須滿足的重要指標(biāo)。然而，不銹鋼的強度和防銹性能，卻是魚和熊掌般難以兼得的矛盾體?；鸺l(fā)動機材料如果如果嚴(yán)重生銹，將帶來很大影響。完全依靠材料自身實現(xiàn)高強度和防銹性能兼?zhèn)洌@是世界性難題?，F(xiàn)在，我國航天材料大多用的是國外上世紀(jì)六七十年代用的材料，發(fā)達國家在生產(chǎn)過程中會嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，如果純度不達標(biāo)，便重新回爐，但國內(nèi)廠家往往缺乏這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。

　　34 、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

　　《數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：中國還在尋找“正確打開方式”》（科技日報7月2日）

　　目前全世界最流行的兩種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是Oracle和MySQL，都是甲骨文公司旗下的產(chǎn)品。競爭者還有IBM公司以及微軟公司的產(chǎn)品等。甲骨文、IBM、微軟和Teradata幾家美國公司，占了大部分市場份額。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)國貨也有市場份額，但只是個零頭，其穩(wěn)定性、性能都無法讓市場信服，銀行、電信、電力等要求極端穩(wěn)妥的企業(yè)，不會考慮國貨。

　　35 、掃描電鏡

　　《掃描電鏡“弱視”，工業(yè)制造難以明察秋毫》（科技日報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)體等各個研究領(lǐng)域和工業(yè)部門，被稱為“微觀相機”目前我國科研與工業(yè)部門所用的掃描電鏡嚴(yán)重依賴進口，每年我國花費超過1億美元采購的幾百臺掃描電鏡中，主要產(chǎn)自美、日、德和捷克等國。國產(chǎn)掃描電鏡只占約5%—10%。

　　實施工業(yè)強基工程，走自主創(chuàng)新之路

　　中國制造業(yè)要想解決“卡脖子”問題實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，都需要工業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)的提高作支撐。制造強國戰(zhàn)略強調(diào)智能制造是主攻方向，但是如果我們的基礎(chǔ)技術(shù)沒有打牢固，智能制造就沒有了根基。工信部等部門也陸續(xù)出臺了一系列政策來推進工業(yè)強基的建設(shè)。

　　為解決制約我國工業(yè)發(fā)展的上述問題，工信部于2014年發(fā)布了《關(guān)于加快推進工業(yè)強基的指導(dǎo)意見》，提出加快推進工業(yè)強基，提升關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心基礎(chǔ)零部件(元器件)、先進基礎(chǔ)工藝、產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)(簡稱工業(yè)“四基”)發(fā)展水平，夯實工業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，推進工業(yè)大國向工業(yè)強國轉(zhuǎn)變。2015年，強化工業(yè)基礎(chǔ)能力列入制造強國戰(zhàn)略的九大戰(zhàn)略任務(wù)之一。2016年4月，工信部、發(fā)改委、科技部、財政部聯(lián)合發(fā)布了《工業(yè)強基工程實施指南（2016-2020年）》，工業(yè)強基戰(zhàn)略進入了全面實施階段。中國工程院也啟動了工業(yè)強基工程，其中聚焦八個領(lǐng)域：超大型構(gòu)件先進成形及加工制造工藝“一條龍”推進路線圖研究、先進軌道交通裝備用軸承以及IGBT“一條龍”推進路線圖研究、機器人關(guān)鍵部件“一條龍”推進路線圖研究、工程機械高壓油泵、多路閥、馬達“一條龍”推進路線圖研究、高性能難熔難加工合金大型復(fù)雜構(gòu)件增材制造“一條龍”推進路線圖研究、汽車發(fā)動機電噴系統(tǒng)“一條龍”推進路線圖研究、智能制造傳感器“一條龍”推進路線圖研究、稀土磁性材料“一條龍”推進路線圖研究。這些一條龍的推進計劃，包括超大型構(gòu)件（百噸級以上的）、高鐵先進軌道的軸承、機器人的關(guān)鍵技術(shù)、大型復(fù)雜部件增材制造等等。工信部陸續(xù)組織開展工業(yè)強基工程重點產(chǎn)品、工藝“一條龍”應(yīng)用計劃等工作，切實推進工業(yè)強基工作。

　　國外加強制造基礎(chǔ)能力舉措

　　近年來，美、英等國在“再工業(yè)化戰(zhàn)略”指引下，采取多種舉措加強制造領(lǐng)域競爭關(guān)鍵共性技術(shù)（關(guān)鍵部件、基礎(chǔ)材料及先進基礎(chǔ)工藝）的研發(fā)能力，同時，又特別強調(diào)加強制造基礎(chǔ)能力與信息化深度融合。

　　2015年，中國工程院組團去美國考察了美國先進制造的一些做法。美國要建一批制造創(chuàng)新研究院，正好和工業(yè)和信息化部建立一批指導(dǎo)中心的思路大體上吻合。美國創(chuàng)建新研究院主要的原因是在美國看來，它們的制造創(chuàng)新存在著缺位。他們考察了德國的制造創(chuàng)新是六個階段：第一、第二階段是基礎(chǔ)研究、概念研究；第三、第四階段是實驗室實驗和制造能力的驗證；第五、第六階段是生產(chǎn)的效率與考核。分析了美國的特點，高?；旧暇劢乖谝欢A段，企業(yè)重點是在五六階段，因此三四階段是個缺位。美國成立一批創(chuàng)新研究院組成網(wǎng)絡(luò)，就是要解決缺位的問題。美國制造創(chuàng)新研究院有四大特點：第一非營利；第二從事共性技術(shù)，為大中小企業(yè)服務(wù)；第三成果共享，現(xiàn)在很多國家成果不能共享；第四是建立強有力的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟。

　　美國有一百家企業(yè)、高校和社區(qū)學(xué)院都參加了創(chuàng)新研究院的組建。九個創(chuàng)新研究院，其中三個和智能制造有關(guān)；三個和技術(shù)材料、工藝有關(guān)，譬如輕量化材料、復(fù)合材料，甚至對各類型的紡織品都作為重要的方面委托麻省理工學(xué)院組織；三個和元器件動力電池有關(guān)。美國已經(jīng)是超級大國，但仍然十分重視基礎(chǔ)能力和融合建設(shè)。

　　再看英國。英國建立了八個技術(shù)創(chuàng)新中心，其中和制造有關(guān)的HVM（高端制造）任務(wù)就是加快英國制造業(yè)的發(fā)展。2010年，英國建立高價值制造（HVM）技術(shù)與創(chuàng)新中心，中心下成立了先進成形技術(shù)、先進制造、過程創(chuàng)新、制造技術(shù)、國家復(fù)合材料等7個高價值制造技術(shù)與創(chuàng)新中心，聚焦于先進和前沿制造技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化。其中5所聚焦先進基礎(chǔ)工藝與材料研發(fā)。

　　英國羅·羅公司參與了英國和美國的HVM技術(shù)與創(chuàng)新中心研究和開發(fā)。在建立創(chuàng)新中心的同時，美國、英國十分重視材料與工藝關(guān)鍵技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的融合。美國達帕是美國國防部的智庫，國防先進研究計劃所，以往研究一個產(chǎn)品到投入生產(chǎn)要12個月的時間，現(xiàn)在大大加快了研發(fā)進程，他們提出的口號是“用信息化技術(shù)把研發(fā)周期縮短一半，把研發(fā)經(jīng)費減少一半”。

　　美國通用電器研發(fā)航空發(fā)動機單晶葉片制造技術(shù)，將工藝模擬、組織模擬等等連接在一起，等于是在虛擬環(huán)境下已經(jīng)把葉片做成，然后再到物理環(huán)境下進行實驗。英國羅·羅公司全流程建模仿制渦輪盤全過程，從鍛造開片、熱處理、焊接一直到最后預(yù)測壽命。這些對我國航空發(fā)動機公司的技術(shù)發(fā)展路徑都有很大啟發(fā)。

　　再舉一例，美國通用電氣公司采用由10000個處理器組成的高性能計算機（HPC），模擬和優(yōu)化了航空發(fā)動機噴嘴設(shè)計，大大提高了發(fā)動機的效率。最后效果既省了油，又提高了效率，解決了問題。我國要加快提升工業(yè)技術(shù)，就要用新的方法，在過去基礎(chǔ)上做技術(shù)改進是試錯法，不利于工業(yè)技術(shù)的快速突破。

領(lǐng)域制造業(yè)

先進制造業(yè)

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