目前我国高铁、扫码支付、共亭单车，网购新四大发明己誉享全球。但2020年1月，在中国科技会堂的科学传播沙龙上，科技工作者做了一个题为“除了那些核心技术，我们还缺什么“的即席演讲，指出我国科技界还存在35项被卡脖子的关健技术。两年多过去了，现状如何呢？让我们对比一下，到底取得了那些突破？中国2020年生产的最好的光刻机，加工精度是90纳米，而国外已经做到了十几纳米。国外最先进芯片量产精度为10纳米，我国只有28纳米，差距两代。在计算机系统、通用电子系统、通信设备、内存设备和显示及视频系统中的多个领域中，我国国产芯片占有率为0。现状：2022年华为海思的芯片技术有了重大突破，国产14nm芯片将会在明年年底量产。数据显示，2017年安卓系统市场占有率达85.9%，苹果IOS为14%。其他系统仅有0.1%。这0.1%，基本也是美国的微软的Windows和黑莓。而中国手机厂商免费利用安卓的代价，就是随时可能被“断粮”现状：目前我国麒麟软件、统信软件是国产系统的代表，华为除了用于自家手机的鸿蒙系统，还联合创建了“开源鸿蒙”OpenHarmony系统，以及面向服务器的欧拉系统，其开源版本为openEuler。主渠道仍依赖微软。2020年我国在这一重要领域尚属空白。查阅所有公开资料，我国尚无自主研制短舱的专门机构，相关院校似乎也没有设置相关的学科。现状：2022年赛峰短舱与中航飞机的合资公司西安赛威短舱有限公司应该有参与C919短舱组件的生产。商发利用大飞机这个平台，正在通过CJ1000A把短舱能力培养起来。触觉传感器是工业机器人核心部件。精确、稳定的严苛要求，拦住了我国大部分企业向触觉传感器迈进的步伐，目前国内传感器企业大多从事气体、温度等类型传感器的生产。OLED面板制程的“心脏”。日本Canon Tokki独占高端市场，掌握着该产业的咽喉。Canon Tokki能把有机发光材料蒸镀到基板上的误差控制在5微米内（1微米相当于头发直径的1％），没有其他公司的蒸镀机能达到这个精准度。2020年我国还没有生产蒸镀机的企业，更沒有发言权。现状：目前，合肥莱德设备技术有限公司成功研发出OLED生产所需的核心设备真空蒸镀机，填补了国内在该领域的空白。从滤波器的全球竞争格局上看，美国和日本基本垄断了整个行业。日本企业Murata、TDK和TaiyoYuden合计占据大部分市场；Broadcom（博通）/Avago和Qorvo两家厂商占据部分市场。现状：2022年中科芯电产品包括射频用化合物半导体 PHEMT、HEMT 以及光电子用VCSEL 等产品。PHEMT、VCSEL 等产品的主要指标达到国际先进水平。iCLIP是一种新兴的实验技术，是研发创新药的最关键的技术之一。国外研究团队已在此领域已展开“技术竞赛”，研究论文以几个月为周期轮番上演。国际上大的重燃厂家，主要是美国GE、日本三菱、德国西门子、意大利安萨尔多4家。意味着我国能源安全的重要一环，仍然受制于人。我国具备轻型燃机自主化能力；但重燃仍基本依赖引进。现状：2021年底，中国已自主掌握了重型燃气轮机技术，据媒体报道，中国最新的R0110重型燃气轮机于2021年问世，这款燃气轮机的动力十分强劲，如果铺开列装到各种大型舰船上，海上飙航母也不在话下，同时，R0110型燃气轮机，也宣告中国打破了欧美近70年的封锁，并正式解决了困扰国产舰船已久的“心脏病”。激光雷达是个传感器，它是自动驾驶汽车的必备组件，决定着自动驾驶行业的进化水平。在该领域，凡涉及激光雷达者，使用的几乎都是美国Velodyne的产品，其激光雷达产品是行业标配，占八成以上市场份额现状：目前，炬光科技、永新光学、水晶光电、光库科技、庆长光华芯、天孚通信、北醒激光雷达、镭神智能等都在攻破此项技术。镭神智能以自主创新的核心技术树立了多个业界里程碑：是全球唯一一家同时掌握了TOF时间飞行法、相位法、三角法和调频连续波等四种测量原理的激光雷达公司，打造了市面最齐全的激光雷达产品矩阵。一架飞机要是想进行正常飞行，就必须要先拥有适航证才行。目前而言，世界上的绝大多数国家适航证的相关制度都是参照美国空管局的适航证（FFA）和欧洲航安局的适航证（EASA）制定的。虽然中国空管局也拥有自己的适航证（CCAR），但是CCAR在全球范围内的采信度远不如FFA和EASA，目前只在国内适用。成为被卡的理由和利益博弈的界线。现状：目前，我国还沒有取得EASA 、FAA适航证，只能使用自已（CCAR）适航标准。电容和电阻是电子工业的黄金配角。但最好的消费级电容和电阻来自日本。国内企业的产品多属于中低端，在工艺、材料、质量管控上，相对薄弱。现状：目前，风华高科、京东方科技集团正努力从国外竞争对手中获得份额。中国的核心工业软件领域，基本还是“无人区”。工业软件缺位，为智能制造带来了麻烦。工业系统复杂到一定程度，就需要以计算机辅助的工业软件来替代人脑计算。国产EDA与美国主流EDA工具相较，设计原理上并无差异，但软件性能却存在不小差距，主要表现在对先进技术和工艺支持不足，和国外先进EDA工具之间存在“代差”。国外EDA三大巨头公司Cadence、Synopsys及Mentor，占据了全球该行业每年总收入的70%，我国只占6%。现状：目前与发达国家相比，中国工业软件产业整体呈“小、散、差”的发展局面，国内企业市场份额小，产业链不完整，技术水平相对落后，离自主可控距离还比较远。发展自主工业操作系统+自主工业软件体系，刻不容缓。ITO靶材，全称为氧化铟锡靶材，是电子信息工业领域的关键材料之一。目前，全球的ITO靶材的生产和消费市场主要集中在日本、韩国与中国。不过由于生产制造ITO靶材的技术难度极高，长期以来只有日本和韩国的企业垄断了ITO靶材市场的生产和销售份额。现状：2022年4月，这种局面终于迎来了突破。郑州大学的何季麟院士带领着科研团队，在日以继日的艰辛钻研下，成功取得了“平板显示用高性能ITO靶材的关键技术及工程化”项目的成果，荣获国家技术发明奖二等奖，实现了中国在高端ITO靶材的制造生产领域从零到有的突破，打破了日韩企业在ITO靶材市场上的长期垄断。中国机器人全球市场份额第一，但日本要获取35%的利润。关键在于高端机器人仍然依赖进口。由于没有掌握核心算法，国产工业机器人稳定性、故障率、易用性等关键指标远不如工业机器人“四大家族”发那科（日本）、ABB（瑞士）、安川（日本）、库卡（德国）的产品。核心算法差距过大，导致国产机器人稳定性不佳，故障率居高不下。现状：近年，在国内工程师的不懈努力下，国产RV减速器已经成功研发，让中国避免了被国外卡脖子的局面，去年发射的天宫空间站上，也出现了太空机械臂的身影，而它所使用的，正是国产减速器，日本工厂想要从中国轻松赚钱的时代，已经彻底成为过去了。无论起飞还是降落，起落架都是支撑飞机的唯一部件，尤其是在飞机降落阶段，其承载的载荷不仅仅来自机身重量，还有飞机垂直方向的巨大冲力。因此，起落架的材料强度必须十分优异，只能依靠特种钢材才行。我国目前使用的美国300M钢材。中国钢材还存在较大差距现状：据专家介绍，中国钢研科技集团自投经费开展了预研工作，并借助先进的计算机模拟技术实现了300M钢直径1080毫米超大锭型冶炼、超大规格锻坯锻造工艺的精确量化和过程的可视化，缩短了我国关键航空主干材料研制应用周期，突破了超大规格300M钢锻坯的关键生产技术，初步建立了我国民机起落架用高品质超高强度钢超大锭型、超大规格锻坯研发制造平台，也为未来我国大型宽体客机起落架用300M钢超级锻坯的研制工作提供了坚实的技术积累。随着我国近年来高铁的迅猛建设，钢轨养护问题也愈加让业内专家忧心。若养护不到位，不仅折损生命周期，还存在高风险隐患。我国自主创新研发的双动力电驱铣磨维护机器人装备——被称为钢轨‘急救车’的铣磨车可为钢轨“保驾护航”。但铣磨车最核心部件铣刀仍需从国外进口。铣刀的材料是一种超硬合金材料。对其中金属成分我们已然了解，但就是不知人家是怎么配比、合成的，如同琢磨某种中药的祖传秘方、各种药材比例是多少，都不甚明了。现状：2021年，中国五矿所下属中钨高新金州公司成功突破0.01mm直径铣刀，并且破解了易折、难监控等难题，为我国的工业制造提供国产铣刀支持。作为机械设备中不可或缺的核心零部件，轴承支撑机械旋转体，降低其摩擦系数，并保证其回转精度。无论飞机、汽车、高铁，还是高精密机床、仪器仪表，都需要轴承。这就对其精度、性能、寿命和可靠性提出了高要求。而我国的制轴工艺已经接近世界顶尖水平，但材质——也就是高端轴承用钢几乎全部依赖进口。现状：目前，兴澄特钢轴承钢产量占国内轴承钢总产量的30%以上，很大一部分产品用于出口，是瑞典SKF、德国舍弗勒、日本NSK、NTN、KOYO等世界知名轴承制造企业的优秀战略供货商。液压系统是装备制造业的关键部件之一，一切工程领域，凡是有机械设备的场合，都离不开液压系统。高压柱塞泵是高端液压装备的核心元件，被称作液压系统的“心脏”。中国液压工业的规模在2017年已经成为世界第二，但产业大而不强，尤其是额定压力35MPa以上高压柱塞泵，90%以上依赖进口。国产技木只达到国外90年代水平。现状：目前，虽然我国可生产压力达到100MPa以上的高压柱塞泵的企业数量已有300多家，其中还不乏有江苏恒立液压等知名大企业，但在技术方面，中国明显还落后于美国、日本等国家。造是造得出的，但是在产品使用寿命、工作稳定性等方面，却无法达到国际上的标准水平。自上世纪80年代后，世界航空业就迈入数字化设计的新阶段，现在已经达到离开软件就无法设计的高度依赖程度。设计一架飞机至少需要十几种专业软件，全是欧美国家产品。国内设计单位不仅要投入巨资购买软件，而且头戴钢圈，一旦被念“紧箍咒”，整个航空产业将陷入瘫痪。现状：目前，中国的航空软件发展进入到了一个新阶段，南航教授姚卫星根据自己的研究理论开发出了结构疲劳分析软件，成为业内公认的“独门秘籍”。但要与欧美国家媲美，还要经过市场化检验。我国虽然已成为世界半导体生产大国，但面板产业整体产业链仍较为落后。目前，LCD用光刻胶几乎全部依赖进口，核心技术至今被TOK、JSR、住友化学、信越化学等日本企业所垄断。现状：目前，中国光刻胶技术已有突破性进展。在国家出台相关利好政策的背景下，中国光刻胶制造商在光刻胶研发技术上积极性革新，光刻胶的研发技术水平逐渐提高，在制造工艺技术和配方工艺领域积累了丰富经验，光刻胶行业正加速发展。未来，随着中国光刻胶企业对光刻胶的研发投入持续上升，光刻胶企业的技术水平将不断提高，中国有望打破国外企业在光刻胶市场的垄断格局，国产光刻胶有望迎来新突破。高压共轨系统是柴油发动机的“心脏”和“大脑”，是最关键的核心部件之一，我国90%以上市场份额被德国博世、日本电装等外资企业占据，是我国柴油发动机领域“卡脖子”的环节。现状：目前，“钧风电控科技公司是国内少数同时具备高压共轨四大关键部件自主研发制造能力，且能够提供系统级整体研发制造和配套能力的企业。2021年9月，国家制造业转型升级基金实施战略投资，希望该企业加快产品研发、产能建设、提高市场占有率，加速实现国产化替代。”冷冻电镜可以拍摄微观结构高清3d“彩照”，是生命科学研究的利器，透射式电镜的生产能力是冷冻电镜制造能力的基础之一。目前世界上生产透射电镜的厂商只有3家，分别是日本电子、日立、FEI，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都需要原装，零件坏了找不到人修理，只能等待零件邮寄到货后进行更换。现状：目前，国内还沒有企业研究出例似原装旳透射式电镜主轴承，有全断面隧道掘进机的“心脏”之称，承担着掘进机运转过程的主要载荷，是刀盘驱动系统的关键部件，工作所处状况十分恶劣。与直径仅有几百毫米的传统滚动轴承相比，掘进机主轴承直径一般为几米，是结构最复杂的一种轴承，制造需要上百道工序。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。德国的罗特艾德、IMO、FAG和瑞典的SKF占据市场微球，直径是头发粗细的三十分之一。手机屏幕里，每平方毫米要用一百个微球，撑起了两块玻璃面板，相当于骨架，在两块玻璃面板的缝隙里，再灌进液晶。少了它，你正盯着的液晶屏幕将无法生产。没有微球，芯片生产、食品安全检测、疾病诊断、生物制药、环境监测……，许多行业都会陷入窘境。全球只有日本一、两家企业供货。现状：结束长期垄断，目前，深圳纳微科技经过十多年的自主研发，成功掌握并突破微球精准制备的底层技术，并且，已经全面建成研发、应用和产业化的体系，能够根据客户不同的需求提供粒径范围从几纳米到上千微米等均匀性微球。除了船舶、遥感卫星，海底观测网已成为第三种海洋观测平台——通过它，人类可以深入到水下观测和认识海洋。如果将各类缆系观测平台比作胳膊、腿，水下连接器就好比关节，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。目前我国水下连接器市场基本被外国垄断。现状：哈工大与中海油海洋石油工程股份有限公司科研团队，合作研制国内首台深海水平式卡箍连接器，通过了挪威船级社（DNV）认证，并交付中海油南方某油气田工程项目，实现国内首台套国产化工程应用，该连接器可用于1500米的深海之下，实现海底油气田装备的快速连接，将我国海洋工程装备的国产化向前迈进一大步。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。我国车用燃料电池的现状是——几乎无部件生产商，无车用电堆生产公司，只有极少量商业运行燃料电池车。多项关键材料，决定着燃料电池的寿命和性能。这些材料我国并非完全没有，有些实验室成果甚至已达到国际水平。但是，没有批量生产线，燃料电池产业链依然梗阻，关键材料长期依赖国外。现状：目前燃料电池三大关键材料，国产化替代加速，最难啃的骨头只剩下碳纸。三大关键材料中，国产催化剂、质子交换膜已经上车， 2021年已进行批量化上车应用，而气体扩散层2022实现上车。深海焊接的实现靠水下机器人。虽然我国是全球最大焊接电源制造基地，年产能已超1000万台套，但高端焊接电源基本上仍被国外垄断。我国水下机器人焊接技术一直难以提升，原因是高端焊接电源技术受制于人。国外焊接电源全数字化控制技术已相对成熟， 国内的仍以模拟控制技术为庄。现状：目前国内高端焊接电源发展现在还在不断的研究和升级的过程中，相信在不久之后会有更加先进的技术和改善。作为新能源车的“心脏”，国产锂离子电池（以下简称锂电池）目前“跳”得还不够稳。电池四大核心材料中，正负极材料、电解液都已实现了国产化，唯独隔膜仍是短板。高端隔膜技术具有相当高的门槛，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。现状：目前，我国的锂离子电池隔膜市场严重供不应求，大部分市场被美国和日本产品占据，导致价格居高不下。经过十多年的研发，河南新乡市格林新能源材料有限公司的隔膜生产已经实现产业化，打破了国外隔膜主导我国市场。我国产医学影像设备的大部分元器件依赖进口，至少要花10年、20年才能达到别人的现有水平。在传统医学成像（CT、磁共振等）上，中国最早的专利比美国平均晚20年。在专利数量上，美国是我国的10倍。这意味着整个产业已经完全掌握在国外企业的手里了，所有的知识产权，所有的原创成果，所有的科研积累都在国外，中国只占很少的一部分。现状：目前，国内医学影像设备企业正在加大核心元器件研发投入，同时借力人工智能等前沿技术推动行业创新发展，并逐步向产业链下游延伸，提供整体解决方案，持续增强产业链供应链自主可控能力，医学影像设备国产替代进程正在加速推进。超精密抛光工艺在现代制造业中有多重要，其应用的领域能够直接说明问题：集成电路制造、医疗器械、汽车配件、数码配件、精密模具、航空航天。“它是技术灵魂”。美日牢牢把握了全球市场的主动权，其材料构成和制作工艺一直是个谜。即使是购买和使用他们的产品，并不代表可以仿制甚至复制他们的产品。现状：目前，金信天钛同西安理工大学产学研结合，将围绕精整加工和流体结构设计为主，精整系统化装备及自主研制高精尖产品为辅，以航空发动机、航空电传飞控及核动力为突破口，扩充航天、船舶、通信及医疗、新能源、汽车等民品领域。突破“超精密抛光工艺”的卡脖子问题。碳纤维质量能比金属铝轻，但强度却高于钢铁，还具有耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变等特性，其中一个关键的复合辅材就是环氧树脂。但目前国内生产的高端碳纤维，所使用的环氧树脂全部都是进口的。我国已能生产T800等较高端的碳纤维，但这是日本90年代的技术。相比于碳纤维，我国高端环氧树脂产业落后于国际。现状：2021年山东东营的特种环氧树脂项目投产运营，由山东泰特尔新材料科技有限公司投资建设，总投资额约10亿元，建成后年产量将达9500吨。率先打破先进电子化学品类高端材料大量依赖进口的局面，彻底结束了这个领域的国外垄断局面。用于火箭发动机的钢材需具备多种特性，其中高强度是必须满足的重要指标。火箭发动机材料如果如果严重生锈，将带来很大影响。完全依靠材料自身实现高强度和防锈性能兼备，这是世界性难题。现在，我国航天材料大多用的是国外上世纪六七十年代用的材料，发达国家在生产过程中会严格控制杂质含量，如果纯度不达标，便重新回炉，但国内厂家往往缺乏这种严谨的态度。现状：“不锈钢能不能不生锈？”这个有点黑色幽默的问题，几乎让中国航天科技集团六院发动机专家、长征五号运载火箭副总设计师陈建华落下心病。目前国内技术还未突破。目前全世界最流行的两种数据库管理系统是Oracle和MySQL，都是甲骨文公司旗下的产品。竞争者还有IBM公司以及微软公司的产品等。甲骨文、IBM、微软和Teradata几家美国公司，占了大部分市场份额。数据库管理系统国货也有市场份额，但只是个零头，其重要行业还不胜任。现状：目前，我国数据库领域，阿里OceanBase已爬上历史舞台，或许35项“卡脖子”技术可以减少一项。扫描电子显微镜，一种高端的电子光学仪器，它被广泛地应用于材料、生物、医学、冶金、化学和半导体等各个研究领域和工业部门，被称为“微观相机”。目前我国科研与工业部门所用的扫描电镜严重依赖进口，每年我国花费超过1亿美元采购的几百台扫描电镜中，主要产自美、日、德和捷克等国。国产扫描电镜只占约5%—10%。现状：因为较高的技术壁垒，我国目前扫描电子显微镜的生产企业不多，其主要有中科科仪、聚束科技、国仪量子、泽攸科技和善时仪器等。其中中科占世界市场的7%，其它占3%。我国仍需努力。随着我国科技事业的不断发展，只要国家和科研人员共同发力，“卡脖子”关键技术将会被我们逐一破解，“洋油”、“洋咸”时代一去不复返了，迎接我们的是一个万紫千红的科技強国新时代。
上一篇：
国内超快激光龙头企业奥创光子西南总部落户重庆
下一篇：
疫情难挡外资涌入,这家激光龙头有何不同？
