当前位置: 轮机 >> 轮机资源 >> 何止光刻机操作系统,被卡脖的技术还有很
前不久美国针对华为实施了一系列的打压举措,并在芯片问题上减缓了中国5G发展的步伐。芯片问题只是冰山一角,但这次被牵制也引起了国人和国民企业对我国科技短板的重视。如果不在这些短板问题上钻研,我们在某些领域将有可能长期受到他国的控制。
在通信设备领域,中国因为人口优势,每年的手机产量和销售量都十分可观。高端射频芯片是手机主板的主要部分,但芯片市场被美国高通占有,射频器件的另一个关键元件滤波器的市场份额也完全归属于国外的器件巨头。光刻机用来制造芯片,对精度要求十分严格,国内的光刻机最好的加工精度只有90nm,而国外已经做到了十几纳米。我国LCD光刻胶也都依赖进口,核心技术被TOK、JSR等日本企业垄断。想要自主研发生产,技术难度却是非常高的。我国手机产量大,无法承担芯片断供的后果。在操作系统方面,安卓、苹果和微软也垄断了手机和电脑的操作系统。在这个数字化的今天,我们离不开手机,也离不开提供系统的国外公司。
手机屏幕里,微球和ITO靶材一样重要,它是支撑两块玻璃手机面板的骨架。而ITO靶材应用在各种电子产品显示器上。国内做出的靶材的宽度无法跟国外相比,并且产量不高。每年还要花大价钱去进口。飞机的舱室是航空推进系统最重要的核心部件之一,成本占比高。我国在这一方面并没有掌握技术。飞机的起落架对钢材要求也比较高,需要用特种钢。适用范围最广的M钢来自美国。目前的数字化设计阶段对航空设计软件的依赖程度高,这些软件几乎产自欧美。在适航标准方面,国产航空发动机型号的匮乏以及实际工程实践经验的短缺,因此我国不能胜任适航验证工作。
现代社会,一切都在向智能化发展。作为工业机器人的核心部件,在精确、稳定方面的要求是严苛的,我国还无法做到这样的地步。而我国智能机器人的核心算法领域的不足,现阶段还主要依赖于进口。中国的核心工业软件方面的落后也一定地减缓了智能制造发展速度。工业系统复杂到需要计算机辅助工业软件来减少人脑运算量。国产EDA跟美国主流EDA相比,在性能上存在较大的差距,暴露出先进技术和工艺的不足。
因此国内机器人的未定型、故障率、易用性远不如国际上的知名机器人厂家。“姿态估计”是计算机视觉广为人知的一个方面,它试图理解一个物体中各个节点的位置,比如人的胳膊和腿。激光雷达能够让他们演示自动驾驶汽车如何理解行人的肢体语言。这反过来又可以帮助机器预测行为和意图。这个领域我国涉足不多。
在生物工程领域,iCLIP技术是近几年来发现的一种新兴的实验技术,也是研发创新药的光剑技术之一。它能够使人们不借助精密的观测仪器,也能确定RNA和蛋白质在哪个位置“交汇”,甚至是读取密码子。目前国内还几乎没有这方面的研究竞赛。日本CanonTokki靠OLED面板制成的核心机器——真空蒸镀机独占高端市场多年。该产品年产太低,很难买到。该公司能把有机发光材料蒸镀到基板上的误差控制在5微米内,除它外没有任何一家公司能做到这个精准度,而我国在此领域无所建树。
我国的重型燃气轮机,还基本依赖进口,国际上大的重燃工厂中并没有中国的身影。跟国外合作时,仅被允许以许可证方式本土制造非核心部件,关于关键技术并不予以转让。同样,我国能源安全方面也是受制于人。电控柴油高压共轨系统也是如此,它对对柴油发动机相当重要,中国是全球柴油发动机的主要市场和生产国家,而国内的电控柴油机高压共轨系统市场大多被德国美国日本企业占据。在机械设备市场中,虽然我国在制轴工艺方面接近世界顶尖水平,但所用的高端轴承用钢几乎都需要进口。掘进机的主轴承作为刀盘驱动系统的关键部件,与传统滚动轴承相比,掘进机主轴承结构更细小更复杂。就掘进机整机制造能力而言,国产掘进机已接近世界最先进水平,但最关键的主轴承全部依赖进口。主要是德国企业占据市场。
中国作一年消耗的电子元器件不可计数。其中电容和电阻被广泛应用于电子工业,其数目也不可小觑。高端的电容电阻在同一批次应该尽量一致,日本的消费级的电容电阻就做到了这一点。液压系统是装备制造业的关键部件之一,高端柱塞泵作为高端液压装备的核心元件,在工程领域起着不可替代的作用。但我国相关产业大而不强,在许多功能上还无法与国外比肩,也还停留在上世纪90年代初水平。如今,国外的燃料电池车已实现量产,但我国车用燃料电池还处在技术验证阶段。我国没有相关企业,只有极少量商业运行燃料电池车。我国没有多项关键材料的批量生产线,燃料电池产业链依然梗阻,关键材料长期依赖进口。其中,国产锂离子电池为新能源车提供动力,但电池四大核心材料中,除其他三项外,隔膜仍是短板。高端隔膜技术不仅要投入巨额的资金,还需要有强大的研发和生产团队、纯熟的工艺技术和高水平的生产线。高端隔膜目前依然大量依赖进口。
冷冻电镜能够拍摄微观结构的高清3d照片,并且透射式电镜的生产能力是冷冻电镜制造能力的基础之一。在国内,没有一家企业生产透射式电镜。匹配冷冻电镜使用的工具需要原装,坏了之后要等待零件邮寄到货后才能更换。而广泛地应用于半导体等研究领域和工业部门的扫描电子显微镜,我国目前还严重依赖进口,每年我国花费超过1亿美元采购的几百台扫描电镜中,国产扫描电镜只占很小的一部分。同时,有些镜片还应用于生物医学领域,在医学影像设备元器件方面,大部分元器件还依赖进口。在传统医学成像和专利数量上,远落后于美国。整个产业已经完全掌握在国外企业的手里,知识产权、原创成果、科研积累中,中国只占很少的一部分。还有极为神秘的超精密抛光工艺也是被卡脖子的技术之一,美日牢牢把握了全球市场的主动权,即使我们购买其产品,也无法知晓其材料构成和制作工艺。火箭发动机对钢材的要求极高,但是不锈钢的强度和防锈性能,却是难以兼得的。如果生锈,后果很严重。我国目前的航天材料大多用的是国外上世纪六七十年代用的材料,但是国内厂家在生产过程中无法对严格控制杂质含量上,做得更严谨细致。高铁建设中的钢轨养护也是一大问题。目前我国正在自主研发双动力电驱铣磨维护机器人装备,但对铣刀制造过程中的配比合成不甚了解,其最核心的部件铣刀仍需从国外进口。
此外还有碳钎维。碳纤维其中关键的就是环氧树脂。目前国内生产所使用的环氧树脂全部都是进口的。我国已能生产T等较高端的碳纤维日本上世纪90年代就已掌握。对比起碳纤维,我国高端环氧树脂产业更为落后。人类可以通过水下连接器深入到水下去观测和认识海洋。水下连接器对海底观测网系统的建设、运行和维护有着不可替代的作用。同时,海里的设备一旦出现开裂等故障,就需要用焊接装备修补。深海焊接的实现靠水下机器人。我国的高端焊接电源和相关技术基本上被国外垄断,水下机器人焊接技术一直难以提升,因此在高端焊接电源技术受制于人。除上述之外,目前全世界最流行的两种数据库管理系统Oracle和MySQL再加上IBM公司以及微软公司等占据了大部分数据库管理系统的市场份额。国货的市场份额只是个零头,其稳定性、性能都无法满足安全要求较高的企业。
面对这些随时可能被卡脖子的技术和可能面临的困境。我们要思索“到底是什么卡住了我们的脖子”?诚然,我们的确在某些领域有所建树,但在主流科技方面,还是存在明显的空白。我们需要清醒地实事求是,并对中国科技发展抱有合理的预期。我们不必太过沮丧,因为我们能够进步,明白问题出在哪儿,才能治本。显然,中国当代的科学精神和基础科学教育的力度还有望更进一步地提高和加强。因为我国的基础科学教育还远远落后于西方国家,并且整个社会的氛围包括竞争压力并没有十足地把发展推向科学这一领域。很多人是看薪资择业的,很多民众缺乏足够的科学精神,即使是受过基础科学教育的,也没有完全去投身于科学发展。但科学技术就是时代发展的核心要素,时代风口的千变万化都是和科技息息相关的。并且越是科技发达的时代,科学就越显得作用巨大。因此,在当代社会,由于早年没有重视和没有条件重视发展的科学教育将会成为今后发展的硬伤。但能够意识到这一点,未来仍然可期。