除了那些核心技術(shù)，我們還缺什么

遠(yuǎn)望

01光刻機(jī)

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。

02芯片

低速的光芯片和電芯片已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)，但高速的仍全部依賴進(jìn)口。國外最先進(jìn)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(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，我國國產(chǎn)芯片占有率為0。

03操作系統(tǒng)

普通人看到中國IT業(yè)繁榮，認(rèn)為技術(shù)差距不大，實(shí)則不然。3家美國公司壟斷手機(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(jī)不會(huì)如此普及，而中國手機(jī)廠商免費(fèi)利用安卓的代價(jià)，就是隨時(shí)可能被“斷糧”。

04航空發(fā)動(dòng)機(jī)短艙

飛機(jī)上安放發(fā)動(dòng)機(jī)的艙室，俗稱“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(jī)構(gòu)，相關(guān)院校似乎也沒有設(shè)置相關(guān)的學(xué)科。

05觸覺傳感器

觸覺傳感器是工業(yè)機(jī)器人核心部件。精確、穩(wěn)定的嚴(yán)苛要求，攔住了我國大部分企業(yè)向觸覺傳感器邁進(jìn)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(gè)有著100多家企業(yè)的行業(yè)中，幾乎沒有傳感器制造商進(jìn)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(gè)敏感元件，售價(jià)10萬元，而國內(nèi)產(chǎn)品多為一點(diǎn)式，一般100元一個(gè)。

06水下連接器

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)——通過它，人類可以深入到水下觀測(cè)和認(rèn)識(shí)海洋。如果將各類纜系觀測(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。目前我國水下連接器市場(chǎng)基本被外國壟斷。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。

07高端焊接電源

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(jī)”之稱的焊接裝備修補(bǔ)。深海焊接的實(shí)現(xiàn)靠水下機(jī)器人。雖然我國是全球最大焊接電源制造基地，年產(chǎn)能已超1000萬臺(tái)套，但高端焊接電源基本上仍被國外壟斷。我國水下機(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。國外焊接電源全數(shù)字化控制技術(shù)已相對(duì)成熟，國內(nèi)的仍以模擬控制技術(shù)為主。

08醫(yī)學(xué)影像設(shè)備元器件

目前國產(chǎn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的大部分元器件依賴進(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，中國最早的專利比美國平均晚20年。在專利數(shù)量上，美國是我國的10倍。這意味著整個(gè)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(shí)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。

09核心算法

中國已經(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)器人仍然依賴于進(jìn)口。由于沒有掌握核心算法，國產(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）、庫卡（德國）的產(chǎn)品。核心算法差距過大，導(dǎo)致國產(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。

10手機(jī)射頻器件

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等國外射頻器件巨頭。中國是世界最大的手機(jī)生產(chǎn)國，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。