利剑在手,中国卡脖子技术困境是否能解?
近期,华为、芯片、半导体、台积电、断供、光刻机、美国等关键词,比以前更频繁的出现在大众视野中,引起众多的讨论与热议。
而这热议与不安的背后,是因为很多人都知道我国在科技上面确实存在很多短板,这些短板让大家对我国科技不够自信,却又希望它们能够崛起,能够有所担当。
那么,今天我们就来谈谈,我国科技的短板到底有哪些?在美国对华为断供危机不断加大和我国科技动荡不断增加的境遇下,我们就真的只能坐以待毙,无路可走?不,我们有伟大的祖国可以依靠。
除了35项卡脖子技术,我国这18项优势和两大王炸底牌是否能打?
35项“卡脖子”技术
目前,我国在很多高新技术领域,仍然存在受制于人的短板和卡脖子的地方。“卡脖子”问题有的迫在眉睫,有的是心腹之患。
1.光刻机。制造芯片的光刻机,其精度决定了芯片性能的上限。中国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。
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2.芯片。低速的光芯片和电芯片已实现国产,但高速的仍全部依赖进口。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。
3.操作系统。普通人看到中国IT业繁荣,认为技术差距不大,实则不然,3家美国公司垄断手机和个人电脑的操作系统。没有谷歌铺路,智能手机不会如此普及,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”。
4.航空发动机短舱。短舱越大技术难度越高,我国在这一重要领域尚属空白,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。
5.触觉传感器。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。
6.真空蒸镀机。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。目前我国还没有生产蒸镀机的企业,在这个领域我们没什么发言权。
7.手机射频器件。射频器件的另一个关键元件——滤波器,国内外差距更大。手机使用的高端滤波器,几十亿美元的市场,完全归属Qorvo等国外射频器件巨头。中国是世界最大的手机生产国,但造不了高端的手机射频器件。
8.iCLIP技术。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展开“技术竞赛”,研究论文以几个月为周期轮番上演。国内实验室却极少有成熟经验。
9.重型燃气轮机。我国具备轻型燃机自主化能力;但重燃仍基本依赖引进。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。
10.激光雷达。目前能上路的自动驾驶汽车中,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。在该领域,国货几乎没有话语权。
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11,适航标准。但由于国产航空发动机型号匮乏,缺乏实际工程实践经验,使我国适航规章缺少相应的技术支撑。
12.高端电容电阻。但最好的消费级电容和电阻,来自日本。国内企业差距大。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。
13.核心工业软件。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。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%。
14.ITO靶材。在尺寸的问题上,国内ITO靶材企业一直鲜有突破,而后端的平板显示制造企业也要仰人鼻息。国外可以做宽1200毫米、长近3000毫米的单块靶材,国内只能制造不超过800毫米宽的。
15.核心算法。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。
16.航空钢材。目前使用范围最广的是美国的300M钢,而国内用于制作起落架的国产超强度钢材有时会出现点状缺陷、硫化物夹杂、粗晶、内部裂纹、热处理渗氢等问题,所以我国在高纯度熔炼技术方面与美国还有较大差距,存在很大提升空间。
17.铣刀。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。
18.高端轴承钢。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。高端轴承用钢的研发、制造与销售基本上被世界轴承巨头美国铁姆肯、瑞典SKF所垄断。
19.高压柱塞泵。国内生产的液压柱塞泵与外国品牌相比,在技术先进性、工作可靠性、使用寿命、变量机构控制功能和动静态性能指标上都有较大差距,基本相当于国外上世纪90年代初水平。
20.航空设计软件。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。
21.光刻胶。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。就拿在国际上具有一定竞争实力的京东方来说,仍然由国外企业提供。
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22.高压共轨系统。中国是全球柴油发动机的主要市场和生产国家,而在国内的电控柴油机高压共轨系统市场,德国、美国和日本等企业占据了绝大份额。
23.透射式电镜。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。
24.掘进机主轴承。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。
25.微球。这面板中的关键材料——间隔物微球,以及导电金球,全世界只有日本一两家公司可以提供。这些材料也像芯片一样,给人卡住了脖子。
26.水下连接器。目前我国水下连接器市场基本被外国垄断。一旦该连接器成为禁运品,整个海底观测网的建设和运行将被迫中断。
27.燃料电池关键材料。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。
28.高端焊接电源。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。
29.锂电池隔膜。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。
30.医学影像设备元器件。目前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。
除了35项卡脖子技术,我国这18项优势和两大王炸底牌是否能打?
31.超精密抛光工艺。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。换言之,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。
32.环氧树脂。目前,我国已能生产T800等较高端的碳纤维,但日本东丽掌握这一技术的时间是上世纪90年代。相比于碳纤维,我国高端环氧树脂产业落后于国际的情况更为严重。
33.高强度不锈钢。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。
34.数据库管理系统。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。数据库管理系统国货也有市场份额,但只是个零头,其稳定性、性能都无法让市场信服。
35.扫描电镜。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%。
很多人在看到这些“卡脖子”技术的时候,可能会进行抨击,说这是在“唱衰”我国科技,是懦弱胆小,是懦夫心理。其实,大家有不同的看法很正常,不过我们应该做的不是一味的抨击或者夸耀,而是应该理智看待我们的现状:既能看到自己的问题,又能看到自己的优势。
除了35项卡脖子技术,我国这18项优势和两大王炸底牌是否能打?
我国的18项战术优势
那么在面对美国的打压之下,我们的优势有哪些呢?
中国人民大学国际关系学院教授、美国问题专家金灿荣曾表示,如果仔细梳理,我们可以发现,我国不仅有长期的战略优势,而且有诸多现实和潜在的战术优势。说到反制措施,中国至少有以下18项战术选择:
第一是转口贸易。中国海关数据显示,2018年中国对美直接出口额4300亿美元,但美方坚持说中国对美出口5700多亿,美方将通过港澳台转口的1400多亿美元算到大陆名下了,而美国计算对华出口是只算1300亿美元的直接出口,通过港澳台等过来的数百亿不计算在内。因此对美国对华转口贸易部分可以列入潜在加税清单。
第二是服务贸易。美国在中国赚近1000亿美元,中国仅获取美国300亿美元,美国在这方面是顺差。比如,我国审计市场一半是由美国四大会计师事务所垄断的,可以考虑一定程度缩减他们的比例,留给国内会计师事务所。
第三是澳门博彩业。一张澳门博彩业许可证就意味着一年近100亿美元的收入。1999年前,两张澳门博彩业许可证在华人手上,之后,两张变成六张,其中三张由美国资本掌握。如果收回转给其他企业经营呢?
第四是对等列出美国不可靠企业或个人负面清单。比如疫情期间某些州议员放出“追责”中国等不当言论,中国可以选择切断对该州的救援物资,除非相关人员出来道歉。同样,对于美国企业,中国也可以有针对性地选择精准反制。
第五是供应链。中国同样也有垄断产品,例如稀土。多年前,中国科学院院士就已研制出新工艺,从稀土中一次性提炼出17种稀有金属的方法,中国在稀土提炼工艺方面领先世界;另外,美国医药业85%的基础原料由中国提供;美国国防部的评估表明,19种常规金属对中国的依赖超过50%,有14种超过30%。
第六是中国市场。2018年,美国在华分企业的销售额为3800多亿美元,中国在美国的分公司销售额为300多亿美元。如果其旗舰产业苹果和通用销售额受到影响,就必然会影响股市。美国企业80%的融资依靠股市,20%依靠银行(中国企业90%的融资依靠银行,只有10%依靠股市)。按照美国人的说法,中国股市崩盘相当于从二楼跳楼,可能会崴脚,但没生命危险;而美国股市崩盘等于从五十楼跳楼,必死无疑。
第七是加速推动互联网协议第六版(IPv6)。目前基本框架是第四版(IPv4),完全由美国主导,而IPv6是中美欧三方均衡主导。2020年是行动计划第二阶段的收官之年,我国IPv6规模部署将进一步提质增效、扩大范围,推动构建高速率、广普及、全覆盖、智能化的下一代互联网,为经济社会发展提供有力支撑。
第八是5G提速。近日,工信部发布《关于推动5G加快发展的通知》,这是落实加快5G等“新基建”发展的具体举措。中国5G发展再提速,不仅有助整个通信产业链保持持续领先,也对疫情之后加快行业数字化转型、推动全球经济社会高质量发展意义深远。
第九是扩大期货市场运营范围。去年,上海开辟了石油期货市场,大连开通了铁矿石期货,运作一年,结果非常出众。现在,煤炭、天然气、铜、铝等货物也可开辟期货市场。
第十是加快中国和一些国家的自贸区谈判(FTA)。截至到2018年3月,中国已经和24个国家或地区签署了16个自由贸易协定,并且还在与展开与其他贸易伙伴的谈判,未来可以加快进程,大幅增加贸易伙伴。
第十一是加快中日韩自贸区谈判。2019年,中国GDP总量14.4万亿美元,日本5万亿多,韩国2万亿,总和超过美国的21.4万亿美元。
第十二是加速建立区域全面经济伙伴关系(RCEP)。除了印度,东盟十国加上中、日、韩、澳大利亚、新西兰都统一尽快签署RCEP。
第十三是中国可以开始与日本商议,加入全面与进步跨太平洋伙伴关系协定(CPTPP)。原本TPP是美日用于对抗中国的举措,但特朗普总统上台后第二天就退出了这一协议,日本主导了11国加入的CPTPP,2018年12月30日已经生效。这对中国未尝不是机会。
第十四是加速湄公河区域开发。湄公河(中国境内称澜沧江)连接中国和东南亚,这一流域经济发展基础相对薄弱,中国、日本和印度对这一区域的经济活动最终都将推动区域经济的发展和一体化进程,为区域繁荣稳定做出重要贡献。
第十五是加速人民币货币互换。目前,我国已与38个国家和地区的中央银行或货币当局签署了双边本币互换协议,总金额达3.67万亿人民币。还有许多国家想同中国互换,因为人民币比较稳定,吸引力上升。
第十六是要求与石油国家在未来的结算中,适用一定比例的人民币。过去,美元与石油挂钩,用石油来稳定美元。需要注意的是,美国不再是石油进口国,目前只有中国是石油进口大国。中国可以利用市场垄断性地位与之谈判。3月31日,国务院批复同意了《关于支持中国(浙江)自由贸易试验区油气全产业链开放发展的若干措施》,提出全国第一个油品贸易试点地区的浙江自贸试验区要积极推进大宗商品贸易人民币计价结算。
第十七是在结算方面,加速跳出美元结算体系(SWIFT)。当前,全世界贸易的85%左右还是用美元结算,现在欧洲、中国、俄罗斯都在考虑建立一个新的结算系统。中国应当联合其他两方,并把印度纳入其中。
第十八是我们有巨量的美国国债和公司债券,具有影响美国股市和债市的能力。
当然,中国优势还有不少,以上18个方面是比较成熟的现实和潜在优势,虽然未必都会启用,但必须让美国人清晰地知晓它们的存在。
除了35项卡脖子技术,我国这18项优势和两大王炸底牌是否能打?
两大王炸底牌
除了以上的优势,我们还有着最保底的两大王炸底牌,这是我国最坚固的基础,是美国绝对无法企及的!
第一张牌就是稀土。稀土是17种金属元素金属的统称,各种各样的高科技零配件都需要用到稀土。中国的稀土储量居世界第一位。虽然稀土金属其实并不稀少,但中国凭借加工技术和专利优势、成本优势掌握着稀土产业的主导权。据媒体介绍,近几年中国大幅加快稀土相关专利的申请速度,共计比美企多申请逾2.3万个稀土专利,进一步稳固了中国在稀土加工领域的话语权。稀土是不可再生的重要战略物资,由于中国稀土专利和核心技术掌握得越来越多,已成为中国的一个重要筹码,在未来与美国的竞争中,争取掌握更多的主动权。假若中国限制稀土出口,将会对美国军事经济都产生重大影响,近期美国内重启稀土产业的呼声越发高涨就印证了这一点。但是,如需要真正重启美国国内稀土产业链,需要的时间可能会长达15年之久,美国可等不起这么长时间。
第二张牌就是我们的全球最大单一市场。中国已成为全球最大电子产品消费市场,并且市场还在快速增长。半导体市场由材料、装备、制造、设计、封装测试到市场,已经形成一个闭环生态圈。生态圈内的各个企业各司其职,赚取对应的利润,并且以此来维持技术上的优势。中国市场在生态圈内扮演着非常重要的角色,半导体被设计出来就是要卖掉,为各企业创造利润的,倘若把中国市场剥离出来,那这部分产品又能卖给谁呢?除了中国,真没有其他市场可以作为补充。目前半导体含义的技术难度越来越高,摩尔定律近乎失效,研发投入需求只会越来越多。倘若美国一意孤行,强行压制华为生产空间,中国政府为保障本国科技产业的生存发展权,可以将那些违背契约守则的公司列进不可靠实体清单,拒绝其进入中国市场。
无论如何,华为作为中国科技领域的排头兵,一定不能倒下。14亿中国人民会成为华为坚强后盾,我们万众一心,除了胜利,别无他选。
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张帅说传感
解读传感器发展趋势,洞悉传感器产业背后发展逻辑,关注企业、技术、市场、产品等。
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