產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈亟待突破“卡脖子”難題

劉暢

中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議指出，要緊緊扭住供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革這條主線，注重需求側(cè)管理，打通堵點(diǎn)，補(bǔ)齊短板。

產(chǎn)業(yè)鏈的短板關(guān)系著中國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈的安全和穩(wěn)定，影響著中國(guó)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。在某些高端裝備、核心零部件等關(guān)鍵技術(shù)上受制于其他國(guó)家將成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大阻礙，是形成以國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體、國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局中最大的供給方障礙和堵點(diǎn)。

因此中國(guó)需要加快提升國(guó)內(nèi)科技創(chuàng)新能力，突破關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”短板，加快實(shí)現(xiàn)“卡脖子”技術(shù)自主可控，讓堵點(diǎn)暢通起來(lái)，保障國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全，提高科技對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)率和支撐力。

集成電路產(chǎn)業(yè)的光刻機(jī)

目前我國(guó)高端芯片產(chǎn)能之所以有限，就是因?yàn)槲覀儽还饪虣C(jī)這個(gè)核心零部件卡住“脖子”。光刻機(jī)是半導(dǎo)體芯片制造業(yè)中的最核心設(shè)備，以光刻機(jī)為代表的高端半導(dǎo)體裝備支撐著集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。光刻機(jī)通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)，把掩膜版上的精細(xì)集成電路圖形通過(guò)光線的曝光印制到硅片上，光刻工藝決定了半導(dǎo)體線路的線寬，同時(shí)也決定了芯片的性能和功耗，因此光刻機(jī)是集成電路制造中技術(shù)門檻最高、價(jià)格最昂貴的核心設(shè)備。

我國(guó)是全球范圍內(nèi)最先研發(fā)光刻機(jī)的國(guó)家之一，早在20世紀(jì)60年代末，我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)光刻機(jī)，而實(shí)際上到了20世紀(jì)80年代初的時(shí)候，與全球頂尖技術(shù)相比，我國(guó)光刻機(jī)技術(shù)已經(jīng)將差距縮小到兩到三年之內(nèi)。但是后來(lái)由于我國(guó)大部分企業(yè)相比于自主研發(fā)，更傾向于引進(jìn)國(guó)外的光刻機(jī)技術(shù)，所以導(dǎo)致我國(guó)對(duì)于光刻機(jī)的研發(fā)逐漸落后。

光刻機(jī)的研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)復(fù)雜，精密度要求極高，制造難度超乎想象。因此，雖然從2000年之后，我國(guó)又重新開(kāi)始重視光刻機(jī)的研發(fā)，近些年我國(guó)光刻機(jī)在基礎(chǔ)研究方面也已經(jīng)取得了較大進(jìn)步，但由于龍頭企業(yè)的技術(shù)發(fā)展速度非?？?，我國(guó)的研發(fā)水平和世界先進(jìn)水平的距離還是一直在拉大。在2007年，我國(guó)上海微電子成功研發(fā)出了第一臺(tái)90納米光刻機(jī)之后，我國(guó)光刻機(jī)的研發(fā)一直沒(méi)有取得太大的突破，所以我國(guó)真正投入量產(chǎn)的光刻機(jī)一直停留在90納米的水平。

當(dāng)前，全球光刻機(jī)市場(chǎng)的主要企業(yè)是ASML，尼康（Nikon）和佳能（Canon）三家，從光刻機(jī)銷售額來(lái)看，2019年三家企業(yè)的合計(jì)市場(chǎng)份額占到了全球光刻機(jī)市場(chǎng)的9 0 %以上。其中由于 ASML技術(shù)領(lǐng)先，獨(dú)占75%的市場(chǎng)份額，目前他們已經(jīng)成功量產(chǎn)第五代EUV？7納米光刻機(jī)，而且5納米和3納米光刻機(jī)都在研發(fā)當(dāng)中。這意味著我國(guó)光刻機(jī)跟國(guó)際頂尖技術(shù)水平至少差4代以上。光刻機(jī)研發(fā)是一個(gè)龐大的工程，荷蘭ASML公司為保證其高端光刻機(jī)的先進(jìn)性，在整個(gè)光刻機(jī)的不同位置同時(shí)使用了世界上最頂尖的技術(shù)，ASML光刻機(jī)中超過(guò)90%的零件都是向外采購(gòu)的。這些技術(shù)的提供者都是ASML的股東，享有光刻機(jī)的優(yōu)先供貨權(quán)?？梢哉f(shuō)，光刻機(jī)的高端市場(chǎng)已經(jīng)基本上被荷蘭ASML公司壟斷，我國(guó)生產(chǎn)的一些光刻機(jī)只能占領(lǐng)小部分中低端市場(chǎng)。并且，由于很多國(guó)家都對(duì)我國(guó)進(jìn)行技術(shù)封鎖，所以如果光刻機(jī)上的一些核心零部件我國(guó)無(wú)法直接從其他國(guó)家進(jìn)口的話，就只能自己進(jìn)行自主研發(fā)。在這種背景之下，我國(guó)光刻機(jī)技術(shù)想要在短期之內(nèi)縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距是十分困難的。

最近幾年，我國(guó)已經(jīng)意識(shí)到光刻機(jī)在芯片制造行業(yè)當(dāng)中的重要性，對(duì)于我國(guó)光刻機(jī)的研發(fā)也已經(jīng)到了非常關(guān)鍵的時(shí)刻。因此，我國(guó)需要持續(xù)加大對(duì)國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的研制投入，既要加大資金的投入，也要加強(qiáng)該領(lǐng)域?qū)ｍ?xiàng)人才的培養(yǎng)。為建立健全我國(guó)集成行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)建全面發(fā)展的合力，不僅僅是從中央到地方的政府政策支持，相關(guān)企業(yè)的持續(xù)研發(fā)，還需要各高校研究所的加入，并多多借鑒國(guó)外頂級(jí)水平的成功經(jīng)驗(yàn)，以加速縮小跟國(guó)際頂尖水平的差距。

通信裝備產(chǎn)業(yè)的高端芯片

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域還比較落后，其中光刻機(jī)就是制約我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要阻力之一。沒(méi)有先進(jìn)的光刻機(jī)制造能力，就沒(méi)有先進(jìn)的芯片加工工藝制程，就無(wú)法制造出具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的芯片。光刻機(jī)的指標(biāo)與性能決定了芯片生產(chǎn)的制程，芯片的制程則直接決定了芯片的集成度、功耗與性能。一個(gè)使用28nm制造的芯片，如果換成5nm的制造工藝，可以有效的降低芯片的功耗，極大的提高芯片的性能，這也是芯片設(shè)計(jì)廠商和芯片代工廠商追求先進(jìn)制程的最根本、直接的原因。而中國(guó)“國(guó)產(chǎn)芯”無(wú)法和其他國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)的主要原因便是國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)非常落后。以中芯國(guó)際為例，作為中國(guó)大陸技術(shù)最先進(jìn)的半導(dǎo)體制造龍頭，中芯國(guó)際目前已經(jīng)掌握了14nm制造工藝，當(dāng)前逐步開(kāi)始研制7nm工藝，而整個(gè)研發(fā)過(guò)程的延緩正是由于光刻技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，這嚴(yán)重地影響到了中芯國(guó)際的發(fā)展進(jìn)程。

芯片對(duì)于現(xiàn)代制造業(yè)來(lái)說(shuō)是非常重要的，我國(guó)是全球芯片消費(fèi)量最大的國(guó)家之一，每年消費(fèi)的芯片可達(dá)幾萬(wàn)億，但我國(guó)能夠真正實(shí)現(xiàn)自給自足的芯片較少，大多數(shù)高端芯片都依賴于進(jìn)口。目前，中國(guó)最大的進(jìn)口項(xiàng)目就是芯片，需求量已超越了石油消耗且逐年增加。芯片的生產(chǎn)制造過(guò)程極其復(fù)雜，每個(gè)環(huán)節(jié)步驟對(duì)技術(shù)的要求都非常嚴(yán)苛，即使我國(guó)有些芯片企業(yè)能夠設(shè)計(jì)出高端芯片，但還是需要委托給其他芯片代工企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)。以華為為例，雖然華為在芯片設(shè)計(jì)方面已經(jīng)躋身世界前列，但由于沒(méi)有制作工藝，只能靠外包代工。而反觀美國(guó)英特爾公司、韓國(guó)三星和中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)積電等其他少數(shù)幾家公司，正是擁有了世界上最先進(jìn)的荷蘭ASML公司研發(fā)的EUV光刻機(jī)，才能制造出高端復(fù)雜的芯片。在這種受其他國(guó)家技術(shù)限制的背景下，對(duì)于中國(guó)整個(gè)芯片行業(yè)來(lái)說(shuō)形勢(shì)都是非常嚴(yán)峻的，甚至影響著中國(guó)高科技未來(lái)的發(fā)展走勢(shì)。

芯片產(chǎn)業(yè)是一個(gè)國(guó)家高端制造能力的綜合體現(xiàn)，是提高一個(gè)國(guó)家國(guó)際高科技競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前，我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)迎來(lái)歷史上最好的黃金機(jī)遇期，我們需要抓住發(fā)展機(jī)遇，還要攻克諸多難題。芯片設(shè)計(jì)位于集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的前端，因此首先就是要不斷完善集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，重視扶持集成電路設(shè)計(jì)業(yè)。同時(shí)，政府還需要對(duì)企業(yè)的并購(gòu)重組提供指導(dǎo)和服務(wù)，以加快我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

芯片產(chǎn)業(yè)擁有極高的技術(shù)壁壘，需要大量的人力、物力投入，需要較長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)沉淀。目前無(wú)法生產(chǎn)出高端芯片的原因之一就在于研發(fā)投入不足。雖然我國(guó)也大力推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，甚至在2014年將其提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。但目前除了國(guó)家科技重大專項(xiàng)外，國(guó)家其他科技計(jì)劃基本上沒(méi)有集成電路相關(guān)的項(xiàng)目和經(jīng)費(fèi)投入。為了突破目前我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的瓶頸，我國(guó)需要不斷加大研發(fā)方面的投資規(guī)模，但同時(shí)，還應(yīng)增強(qiáng)資金投入對(duì)產(chǎn)出的效率。近幾年，各地為積極響應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略，紛紛建立集成電路產(chǎn)業(yè)基地，但其中重復(fù)無(wú)序建設(shè)和小規(guī)模低端投資成為當(dāng)下亟待解決的問(wèn)題。

同時(shí)，高端人才的稀缺也成為我國(guó)研發(fā)遇到阻礙的一大問(wèn)題。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)無(wú)論是初級(jí)人才還是經(jīng)驗(yàn)豐富的高端人才都處于嚴(yán)重缺乏的狀態(tài)，這與研究人才薪酬過(guò)低的因素也有關(guān)系。中國(guó)集成電路行業(yè)的薪酬競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)使我國(guó)高端科技人才都轉(zhuǎn)向人工智能和互聯(lián)網(wǎng)等更具有薪酬競(jìng)爭(zhēng)力的行業(yè)。人才培養(yǎng)需要時(shí)間。為了解決當(dāng)下人才總量嚴(yán)重不足的問(wèn)題，在迅速激發(fā)國(guó)內(nèi)集成電路人才從業(yè)激情的同時(shí)，還需要大力引進(jìn)海外高端人才，讓企業(yè)在管理和技術(shù)方面都能與世界領(lǐng)先企業(yè)靠近。同時(shí)要加大企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)、高校的合作融合，使市場(chǎng)和學(xué)術(shù)能夠真正結(jié)合起來(lái)。

軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)的軸承和運(yùn)行控制系統(tǒng)

軸承質(zhì)量已經(jīng)成為阻礙我國(guó)軌道交通發(fā)展的關(guān)鍵因素，其關(guān)鍵技術(shù)一直被日本、德國(guó)等少數(shù)國(guó)家所壟斷。我國(guó)軌道交通車輛系統(tǒng)中的軸承部件主要依賴于進(jìn)口，如果能夠?qū)崿F(xiàn)軸承技術(shù)的突破，將迅速推動(dòng)我國(guó)軸承技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化，不但可以大大降低采購(gòu)成本，同時(shí)還可以大幅度縮短采購(gòu)周期。

目前我國(guó)對(duì)于軸承技術(shù)的研發(fā)能力較弱，一些企業(yè)的軸承技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)尚未上升為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的核心體制和機(jī)制，企業(yè)研發(fā)投入力度較小，必要的檢測(cè)試驗(yàn)儀器設(shè)備缺口較大，國(guó)家級(jí)的軸承企業(yè)研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)未能發(fā)揮對(duì)整個(gè)行業(yè)的示范和引領(lǐng)作用。另一方面，我國(guó)軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平尚不能完全適應(yīng)高端軸承的研發(fā)，先進(jìn)的軸承鋼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)未能落實(shí)到位，使得高端軸承所需要的專用鋼材缺口較大，這與國(guó)際先進(jìn)水平有很大差距。同時(shí)，在引進(jìn)的軸承工藝裝備“消化吸收再創(chuàng)新”方面未取得突破性進(jìn)展。工藝裝備的性能穩(wěn)定性和精度保持性、自動(dòng)生產(chǎn)線的聯(lián)線技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平有較大差距。

未來(lái)，我國(guó)應(yīng)加大高端軸承的研發(fā)力度，迅速推進(jìn)高端軸承的產(chǎn)業(yè)化和工業(yè)化。盡快開(kāi)發(fā)出與我國(guó)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域相配套的高端軸承。盡快實(shí)現(xiàn)我國(guó)高端軌道交通軸承的國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)，制定出整個(gè)軌道交通行業(yè)相關(guān)軸承產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)相關(guān)配套的智能化、數(shù)字化工廠車間，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)軸承行業(yè)高端軸承的自主化和高質(zhì)量發(fā)展，和我國(guó)“制造強(qiáng)國(guó)”的戰(zhàn)略目標(biāo)。

電力裝備產(chǎn)業(yè)的燃?xì)廨啓C(jī)熱部件

中國(guó)電力系統(tǒng)的消耗量是全球最大的，2019年，中國(guó)全社會(huì)用電量72255億千瓦時(shí)，比排名第二的美國(guó)高出了64%。作為根本性支柱行業(yè)，電力對(duì)我們整個(gè)國(guó)家安全和發(fā)展都至關(guān)重要。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，我國(guó)電力行業(yè)絕大部分裝備和技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但仍有部分關(guān)鍵技術(shù)掌握在其他國(guó)家手中，這就卡住了我國(guó)能源電力的“脖子”。

在能源效率和環(huán)境保護(hù)的雙重需求下，燃?xì)廨啓C(jī)的市場(chǎng)前景越來(lái)越廣闊。燃?xì)廨啓C(jī)排放的污染水平較低，滿足當(dāng)今世界越來(lái)越嚴(yán)格的排放監(jiān)管要求。但目前我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)企業(yè)由于缺乏核心技術(shù)，不具備產(chǎn)品的自主研發(fā)和設(shè)計(jì)能力，以及熱端部件的制造和維修能力，在國(guó)際市場(chǎng)上處于劣勢(shì)狀態(tài)，無(wú)法與國(guó)外其他先進(jìn)企業(yè)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。目前全球僅有GE、西門子、三菱日立、安薩爾多能夠生產(chǎn)最高水平的H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)，這些企業(yè)已占據(jù)了國(guó)際市場(chǎng)將近90%的份額。

但近年來(lái)我國(guó)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的支持力度逐漸增強(qiáng)，出臺(tái)了一系列扶持燃?xì)廨啓C(jī)自主研發(fā)和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的相關(guān)政策。上海的燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)在我國(guó)處于前列位置。目前，上海已擁有F級(jí)、小F級(jí)、E級(jí)、H級(jí)四個(gè)級(jí)別的燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品研制能力，基本形成從部件供應(yīng)到整機(jī)設(shè)計(jì)、制造、維修和應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈。

國(guó)家電投上海電力閔行發(fā)電廠已啟動(dòng)H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)示范應(yīng)用項(xiàng)目，將在設(shè)備引進(jìn)和技術(shù)吸收等方面發(fā)揮重要作用。2018年11月初，國(guó)家電投上海電力公司與上海電氣、安薩爾多公司成功簽訂燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備及相關(guān)服務(wù)采購(gòu)框架協(xié)議。標(biāo)志著我國(guó)成功引進(jìn)首臺(tái)GT36-S5型H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)，將有力推進(jìn)我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)裝備應(yīng)用水平的提升。

另外，以建設(shè)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“高效低碳燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)裝置”為主要目標(biāo)的上海浦東先進(jìn)能源動(dòng)力研究中心已落戶臨港，擬從科學(xué)研究、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)驗(yàn)證和人才培養(yǎng)等多個(gè)方面，打造具有全球影響力的燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)基地。我國(guó)正式啟動(dòng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)重大專項(xiàng)，其中燃?xì)廨啓C(jī)專項(xiàng)的主要目標(biāo)為到2030年實(shí)現(xiàn)H級(jí)400MW燃機(jī)自主研制。隨著我國(guó)在燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)方面不斷技術(shù)創(chuàng)新，持續(xù)提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，目前我國(guó)已初步具備F級(jí)及以下等級(jí)的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的集成和性能優(yōu)化能力。

飛機(jī)、汽車等行業(yè)的設(shè)計(jì)和仿真軟件等

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，仿真技術(shù)逐漸發(fā)展成熟。計(jì)算機(jī)輔助軟件越來(lái)越多的服務(wù)于汽車行業(yè)，虛擬仿真技術(shù)也被大量地應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。虛擬仿真為整車開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大優(yōu)化，大大節(jié)省了開(kāi)發(fā)時(shí)間，也節(jié)約了研發(fā)成本。在我國(guó)汽車研發(fā)制造的過(guò)程中，需要大量使用軟件，但由于使用的計(jì)算機(jī)軟件大部分是國(guó)外軟件，就有可能會(huì)給汽車設(shè)計(jì)帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患。特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)尤其高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)領(lǐng)域，我國(guó)大部分企業(yè)用的都是國(guó)外廠商的開(kāi)發(fā)工具、模擬軟件，國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有替代品。有些國(guó)外零部件企業(yè)在供貨時(shí)產(chǎn)品附帶數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，這就意味著我國(guó)在開(kāi)發(fā)汽車時(shí)的一舉一動(dòng)，都有可能被國(guó)外企業(yè)所洞悉，這方面需要引起國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)的高度重視。

過(guò)去，國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)虛擬仿真軟件的重視程度不夠，并且前期開(kāi)發(fā)成本巨大，周期很長(zhǎng)，短期內(nèi)也無(wú)法很快獲得收益回報(bào)，很多沒(méi)有雄厚財(cái)力的小企業(yè)因此無(wú)法支撐較長(zhǎng)的研發(fā)過(guò)程，并且國(guó)外一些基礎(chǔ)性的仿真分析軟件已經(jīng)形成一定市場(chǎng)壁壘，成為我國(guó)企業(yè)自主研發(fā)推廣仿真軟件的阻礙。隨著打造自主可控的產(chǎn)業(yè)鏈成為汽車行業(yè)共識(shí)，國(guó)內(nèi)虛擬仿真軟件的發(fā)展也開(kāi)始提速。我國(guó)國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)合作，共同對(duì)研發(fā)中常用的軟件進(jìn)行擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并兼顧安全與效率問(wèn)題。對(duì)于國(guó)外一些已經(jīng)十分成熟的開(kāi)源軟件，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)合理高效地利用資源，結(jié)合行業(yè)實(shí)際需求，進(jìn)行適應(yīng)性開(kāi)發(fā)。

同樣，虛擬仿真技術(shù)發(fā)展帶動(dòng)了工程研發(fā)手段創(chuàng)新，仿真技術(shù)應(yīng)用體系在飛機(jī)研制的各個(gè)階段，特別是設(shè)計(jì)階段得到廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮了重要作用。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展和應(yīng)用驗(yàn)證，仿真技術(shù)本身的理論和算法已經(jīng)趨于穩(wěn)定，國(guó)內(nèi)主機(jī)單位在仿真硬件、軟件等“硬性”能力方面與國(guó)外差距并不大，未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在建設(shè)模式、應(yīng)用水平和體系創(chuàng)新上。

隨著飛機(jī)復(fù)雜度的大幅提升以及仿真技術(shù)應(yīng)用不斷深入，當(dāng)前仿真技術(shù)及應(yīng)用體系的“碎片化”建設(shè)、“單點(diǎn)式”應(yīng)用和“粗放式”管理模式已嚴(yán)重束縛飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)水平的提升。并且目前我國(guó)在仿真基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累、仿真建模標(biāo)準(zhǔn)和多系統(tǒng)綜合仿真等方面還面臨諸多挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)外仿真技術(shù)差距已經(jīng)不再是軟硬件工具，而是仿真技術(shù)的應(yīng)用模式、管理模式。我國(guó)要重點(diǎn)加強(qiáng)仿真可信度評(píng)估，加強(qiáng)多系統(tǒng)聯(lián)合仿真，多專業(yè)協(xié)同仿真技術(shù)研究。要由當(dāng)前“碎片化”投資向“體系化”建設(shè)轉(zhuǎn)變、由“單點(diǎn)式”應(yīng)用向綜合集成轉(zhuǎn)變、由部門“孤島式”向?qū)I(yè)協(xié)同式轉(zhuǎn)變，推動(dòng)仿真技術(shù)應(yīng)用水平邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

手機(jī)、電腦行業(yè)的操作系統(tǒng)

如果說(shuō)芯片是計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)信息世界的硬件“神經(jīng)中樞”，操作系統(tǒng)則是讓計(jì)算機(jī)硬件具備“靈魂”的基礎(chǔ)。中國(guó)工程院院士倪光南曾提到，誰(shuí)掌控了操作系統(tǒng)，誰(shuí)就掌握了小到一臺(tái)電腦、大到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“開(kāi)關(guān)鍵”。

但這事關(guān)信息技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力的操作系統(tǒng)卻長(zhǎng)期處在被國(guó)外企業(yè)壟斷的局面。

在PC操作系統(tǒng)方面，目前基本由美國(guó)微軟公司的Windows操作系統(tǒng)壟斷，據(jù)海外調(diào)研公司Netmarketshare數(shù)據(jù)顯示，截至2 0 2 0年第二季度末，微軟Windows操作系統(tǒng)市場(chǎng)份額為87%，蘋果Mac OS操作系統(tǒng)市場(chǎng)份額為9%，兩家美國(guó)公司合計(jì)壟斷了全球96%的市場(chǎng)份額。

在手機(jī)端的操作系統(tǒng)方面，基本上由安卓和蘋果iOS兩大操作系統(tǒng)壟斷。據(jù)艾媒咨詢數(shù)據(jù)顯示，2019年手機(jī)端安卓操作系統(tǒng)的市場(chǎng)份額達(dá)到68.63%，同期iOS操作系統(tǒng)的份額為30.99%。它們合計(jì)就占據(jù)了全球99.62%的市場(chǎng)份額。

一款操作系統(tǒng)能構(gòu)建起一個(gè)包括硬件開(kāi)發(fā)者、應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)者和用戶在內(nèi)的上下游生態(tài)鏈條和產(chǎn)業(yè)空間，圍繞操作系統(tǒng)形成“生態(tài)圈”。微軟為了維護(hù)自己的壟斷地位，與英特爾等硬件、軟件廠商共同組建了wintel聯(lián)盟組，形成了一個(gè)牢不可破的生態(tài)體系。這也為后來(lái)者構(gòu)筑了壁壘：即使研發(fā)出新的操作系統(tǒng)，也很難再去改變既有格局。

目前，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)大多基于LINUX開(kāi)源內(nèi)核開(kāi)發(fā)，較為出名的有統(tǒng)信UOS、麒麟、Deepin等。這些操作系統(tǒng)雖能滿足日常上網(wǎng)辦公的需求，但對(duì)常用或?qū)I(yè)軟件支持度不足，大多限于黨政機(jī)關(guān)使用，進(jìn)一步開(kāi)拓市場(chǎng)依然面臨瓶頸。由于沒(méi)能形成生態(tài)，沒(méi)有更多軟件適配，真正的用戶數(shù)量并不是很多。鑒于美國(guó)在操作系統(tǒng)領(lǐng)域的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，如果它真的對(duì)中國(guó)斷供，后果不堪設(shè)想。

目前國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的整體市場(chǎng)份額或許還達(dá)不到3%，為了打造中國(guó)操作系統(tǒng)軟件生態(tài)，統(tǒng)信軟件聯(lián)合華為、龍芯等30家公司，成立了中國(guó)版的“同心生態(tài)聯(lián)盟”，這樣可以迅速形成自己的軟件生態(tài)，為操作系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)替代創(chuàng)造條件。

2020年，華為遭遇美方打壓，限制華為使用谷歌的安卓系統(tǒng)，12月16日，華為鴻蒙OS2.0手機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)者Beta版發(fā)布。這是華為自主研發(fā)的系統(tǒng)，也體現(xiàn)著其對(duì)國(guó)內(nèi)操作系統(tǒng)共建生態(tài)的希望。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)短艙

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是世界上最復(fù)雜的工程機(jī)械系統(tǒng)之一，涉及氣動(dòng)熱力學(xué)、燃燒學(xué)、傳熱學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、控制理論等眾多學(xué)科，被稱為現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的鉆石”。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)為飛機(jī)提供動(dòng)力，技術(shù)難度極高。如果說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的核心，那么發(fā)動(dòng)機(jī)短艙則是確保核心能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的保護(hù)罩，是飛機(jī)飛行的關(guān)鍵設(shè)備。

短艙是在飛機(jī)上安放發(fā)動(dòng)機(jī)的艙室，主要由發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、整流罩、內(nèi)部固定裝置、反推裝置和尾噴口組成。短艙的集成技術(shù)要求非常高，涉及飛機(jī)性能、操作安全性、系統(tǒng)可靠性、重量、成本和環(huán)保相關(guān)的關(guān)鍵航空技術(shù)，需要在多重限制的極端環(huán)境下實(shí)現(xiàn)降噪、除冰、調(diào)節(jié)內(nèi)外溫差、防火防雷擊、支撐發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)翼連接吊架之間的負(fù)載、剎車（借助反推裝置）等多項(xiàng)功能。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。由于技術(shù)難度極高，成本約占全部發(fā)動(dòng)機(jī)的1/4左右。

世界上能研制民用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)的共有3家公司，分別是美國(guó)通用電氣（GE）、普拉特？惠特尼集團(tuán)公司（P r a t t & Whitney Group ）和英國(guó)的羅爾斯？羅伊斯（Rolls-Royce）。而能獨(dú)立研制高推力大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)短艙的公司僅有兩家。一個(gè)是航空頂級(jí)制造商美國(guó)古德里奇（GoodRich），另一個(gè)是奈賽公司（Nexcelle），由美國(guó)通用和法國(guó)賽峰合資。

目前我國(guó)尚無(wú)自主研制短艙的專門機(jī)構(gòu)，高校也未設(shè)置相關(guān)學(xué)科。歐美國(guó)家則對(duì)中國(guó)持續(xù)了長(zhǎng)達(dá)60多年的技術(shù)封鎖。幾乎所有的工藝、制造、蠟?zāi)?、陶瓷芯等都不許出口給中國(guó)。

伴隨C919項(xiàng)目的展開(kāi)，國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目逐步推進(jìn)。C919是中國(guó)商飛按照主流市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)自主研發(fā)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的單通道干線客機(jī)。在研制之初，商飛就在發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)方面采取了“兩條腿走路”的方針：一方面，計(jì)劃引進(jìn)通用電氣的LEAP-1c發(fā)動(dòng)機(jī)，以便快速通過(guò)國(guó)際適航認(rèn)證開(kāi)始運(yùn)營(yíng)；另一方面，自主研發(fā)CJ-1000A雙軸大涵道比直驅(qū)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，用于后期的C919訂單。

但由于中國(guó)在大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域研發(fā)實(shí)力較弱，CJ-1000發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)還需要一定時(shí)間。并且目前來(lái)看，這臺(tái)初生的國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)仍是熱力技術(shù)部件，尚無(wú)與之匹配的短艙。

因此，盡管現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)取得了較快的發(fā)展，但并不意味著中國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)題從根本上得到了解決，要讓國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)真正安裝在國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)上，有與之匹配的自主研發(fā)的短艙，還需要給予更多的時(shí)間和耐心。

工業(yè)機(jī)器人的觸覺(jué)傳感器

中國(guó)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，除了核心算法的差距，工業(yè)機(jī)器人核心部件：觸覺(jué)傳感器也是制約因素。

傳感器作為一種檢測(cè)裝置，通過(guò)接收被測(cè)量的信息，按一定規(guī)律變換成電信號(hào)或其他方式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。因?yàn)閭鞲衅鞯拇嬖?，讓物體有了觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等器官，其技術(shù)難度遠(yuǎn)高于一般傳感器。

目前國(guó)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)，卻幾乎沒(méi)有傳感器制造商進(jìn)行觸覺(jué)傳感器的生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中消費(fèi)的絕大多數(shù)的觸覺(jué)傳感器均來(lái)自于歐美日韓等地區(qū)。

觸覺(jué)傳感器最重要的要求就是精確，而我國(guó)大部分關(guān)鍵零件缺乏穩(wěn)定性和一致性，因此進(jìn)一步阻礙觸覺(jué)傳感器的發(fā)展。除了生產(chǎn)工藝之外，制備材料也是制約行業(yè)發(fā)展的重要因素。石墨烯作為觸覺(jué)傳感器柔性發(fā)展的重要材料，我國(guó)目前只達(dá)到生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，而尚未達(dá)到可以制作傳感器的標(biāo)準(zhǔn)。

生產(chǎn)工藝與制備材料方面的薄弱使得我國(guó)觸覺(jué)傳感器與國(guó)外的差距進(jìn)一步拉大，如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(wàn)元，而國(guó)內(nèi)產(chǎn)品多為一點(diǎn)式，一般售價(jià)為100元，其中的品質(zhì)差距可想而知。

我國(guó)在觸覺(jué)傳感器的研制上，其實(shí)早已有所涉足，早在1987年的時(shí)候，東南大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院合肥機(jī)械智能研究所就獲得過(guò)863重點(diǎn)專項(xiàng)的支持，目的是研制六維力傳感器。從研究成果來(lái)看，在靜態(tài)精度上來(lái)看，我們已經(jīng)可以將誤差率縮小到1%到2%，這和世界先進(jìn)水平相差無(wú)幾，但是在動(dòng)態(tài)精度上，我們?nèi)匀淮嬖谳^大差距，誤差率高達(dá)5%到10%。

傳感器作為感知的第一道防線，是人類社會(huì)走向智能的關(guān)鍵源頭。中國(guó)目前生產(chǎn)大部分都是低端傳感器。而我國(guó)中高端傳感器進(jìn)口占比達(dá)80%，傳感器芯片進(jìn)口更是達(dá)90%以上。在觸覺(jué)傳感器的自主研發(fā)上，我們還有很長(zhǎng)的路要走。

高強(qiáng)度不銹鋼

用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的鋼材需具備多種特性，其中高強(qiáng)度是必須滿足的重要指標(biāo)。

但不銹鋼也是會(huì)生銹的，鋼材的耐蝕性主要依靠合金元素‘鉻’的含量，但如果該元素加得太高，強(qiáng)度就上不去。因此高強(qiáng)度的材料，防銹能力一定會(huì)較差。當(dāng)不銹鋼運(yùn)用到航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上的時(shí)候，再高強(qiáng)度的不銹鋼都會(huì)生銹?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)材料如果只是有點(diǎn)浮銹問(wèn)題不大，但如果嚴(yán)重生銹，可能帶來(lái)很大影響。完全依靠材料自身實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度和防銹性能兼?zhèn)?，這是世界性難題。

我國(guó)在航天材料研發(fā)方面與發(fā)達(dá)國(guó)家還有差距，目前主要處于仿制階段?，F(xiàn)在我國(guó)航天材料大多用的是國(guó)外上世紀(jì)六七十年代用的材料，只是如今工藝技術(shù)更先進(jìn)，生產(chǎn)的同樣材料性能更好。但如果遇到高端產(chǎn)品，國(guó)外不公開(kāi)材料成分、工藝，我們難免會(huì)被“卡脖子”。發(fā)達(dá)國(guó)家在研制過(guò)程中對(duì)生產(chǎn)過(guò)程把控嚴(yán)謹(jǐn)，純度有一點(diǎn)沒(méi)達(dá)到要求，都會(huì)重做，這是中國(guó)廠家做不到的。

中國(guó)研究部門也在對(duì)材料和工藝上進(jìn)行升級(jí)，增強(qiáng)材料自身的防銹能力，并采用往內(nèi)部注入干燥空氣、氮?dú)獾容o助手段緩解生銹問(wèn)題。目前我國(guó)在不斷創(chuàng)新發(fā)展火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，而今后要發(fā)射載人火箭，對(duì)防銹能力的要求會(huì)更高，也對(duì)材料自主研制的技術(shù)和管理上提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。

真空蒸鍍機(jī)

OLED中文全稱是有機(jī)發(fā)光二極管，它是未來(lái)科技所將使用到的終端屏幕的主要選材，有了它，顯示屏才可以像紙一樣輕薄，實(shí)現(xiàn)可卷曲的狀態(tài)。OLED生產(chǎn)過(guò)程最重要的一環(huán)就是“蒸”，工藝難度極高。這就需要用到真空蒸鍍機(jī)。

蒸鍍是OLED制造工藝的關(guān)鍵，直接影響著OLED屏幕顯示，蒸鍍機(jī)的工作就是把OLED有機(jī)發(fā)光材料精準(zhǔn)、均勻、可控地蒸鍍到基板上。

通俗地說(shuō)，OLED屏幕每個(gè)像素都是蒸上去的，除了發(fā)光材料，金屬電極等也是這樣蒸上去的，實(shí)際操作非常復(fù)雜。

如光刻機(jī)一般，真空蒸餾機(jī)如今被日本Canon Tokki獨(dú)占高端市場(chǎng)，Canon Tokki能把有機(jī)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(méi)有其他公司的蒸鍍機(jī)能達(dá)到這個(gè)精準(zhǔn)度，在2016年產(chǎn)量?jī)H為4臺(tái)，2017年增加到了7臺(tái)，到了2018年僅僅是11臺(tái)的產(chǎn)量。即便每一臺(tái)設(shè)備的報(bào)價(jià)高達(dá)上萬(wàn)美元，仍然一機(jī)難求。

然而遺憾的是，目前我國(guó)還沒(méi)有生產(chǎn)蒸鍍機(jī)的企業(yè)，在這個(gè)領(lǐng)域我們沒(méi)有發(fā)言權(quán)。

中國(guó)平板顯示全球第一，但大而不強(qiáng)。我國(guó)OLED企業(yè)主要聚集在產(chǎn)業(yè)鏈中下游的面板和手機(jī)等顯示終端產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域，上游核心生產(chǎn)設(shè)備完全依靠進(jìn)口。

OLED的生產(chǎn)難度在精密制造，精密制造的技術(shù)壁壘在精密設(shè)備。業(yè)內(nèi)專家表示，材料或設(shè)備并不是單一的產(chǎn)品，它牽涉到面板系統(tǒng)性的工藝和技術(shù)，如果只憑配套企業(yè)一己之力，可能只能實(shí)現(xiàn)某一種材料或設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化替代。這是一場(chǎng)多維度、立體化的綜合性突破。

因?yàn)檎翦儥C(jī)數(shù)量有限，我國(guó)的OLED生產(chǎn)線一直無(wú)法擴(kuò)張，也正因?yàn)槿绱耍员姸嗟膰?guó)產(chǎn)廠商一直在努力，想要在蒸鍍機(jī)上打破日本廠商的壟斷，造福國(guó)產(chǎn)OLED屏。國(guó)內(nèi)OLED大型生產(chǎn)線裝備雖仍一片空白，但OLED科研型蒸鍍?cè)O(shè)備已達(dá)國(guó)際水平，中試型生產(chǎn)裝備已成功研發(fā)。雖然距離擺脫“真空”有點(diǎn)遠(yuǎn)，但已經(jīng)在路上。