中国被“卡脖子”的技术汇总
????建国以来,经过一代又一代的中国人民的共同努力,我国建立了具有一定技术水平的、门类比较齐全的、独立的、比较完整的工业体系。截至目前,在中低端制造领域,我国可以说是“一家独大”,中国已不满足仅仅成为”世界工厂“,中国要发展,就要在高端制造及新材料领域有所突破,光刻机便是其中之一。目前,据权威部门统计,我国被西方“卡脖子”的高科技共有35项,这些高科技都是高利润率的行业,是西方国家能“躺平”、高福利的基础,只有突破了这些技术,才能不断提升人民群众的生活水平,才能实现中国式现代化。
????1、高端光刻机
制造芯片的光刻机,其精度决定了芯片性能的上限。目前,全球光刻机市场的集中度极高,前三大厂商的市场份额占比达90%以上。EUV高端光刻机制造技术高度复杂,光学镜头、光源设备、是最为核心的。高精密光学镜片是光刻机核心部件之一,但是这些所有的核心部件皆对中国禁运。受制于该技术的高壁垒,光刻机成为中国半导体设备制造的最大短板。
????2、芯片
从美国对华为的制裁以及疫情影响导致全球缺芯,无疑限制了我国集成电路业的发展,我国部分高端芯片和元器件短期内无法实现国产替代,只能大规模依赖进口。我国倚重进口主要缘于国产芯片与国际水平差距较大,且无法进口高端光刻机,芯片制造缺口较大。
????3、操作系统??
目前国产操作系统仍在起步阶段,主流的手机和个人电脑的操作系统均为外国企业产品,在国家安全、网络安全如此重要的当下,操作系统仍是我国发展的短板之一。
????4、真空蒸镀机
真空蒸镀机是用来做OLED面板的,重要程度和作用就好比是制作芯片过程中的光刻机,甚至可以称作是OLED面板制程的“心脏”。作为OLED面板制造的核心,蒸镀机是一个很难啃的硬骨头,它体积庞大,结构复杂,之前一直被日本企业垄断。可喜的是,国产OLED装备关键技术的重大突破,假以时日,定可在高端真空蒸镀机领域有所建树。
????5、手机射频器件
手机发展趋势是更轻薄,功耗更小,频段更多,带宽更大,这就向射频芯片提出了挑战。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。这需要材料、工艺和设计经验的踏实积累。
????6、航空发动机短舱
航空发动机的制造难度堪比光刻机,被称现代工业“皇冠上的明珠”,只有能够独立制造航空发动机的国家,才是真正的工业大国。飞机上安放发动机的舱室,是航空推进系统最重要的核心部件之一,短舱需要将发动机包覆,减少飞行阻力;其进气道还要具有防、除冰的能力;飞行中,要保护发动机不受干扰正常工作;在地面,需要做到方便发动机的维护和维修,一旦短舱有损,飞行中可能会引起发动机严重事故。我国在这一重要领域尚属空白。
????7、触觉传感器
触觉传感器是工业机器人的核心部件。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。
????8、ITO靶材
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。ITO靶材不仅用于制作液晶显示器、平板显示器、等离子显示器、触摸屏、电子纸、有机发光二极管,还用于太阳能电池和抗静电镀膜、EMI屏蔽的透明传导镀膜等,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。国内ITO靶材企业只能生产低端靶材,且产能不足。
????9、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。让人们抛弃精密的观测仪器,也能确定RNA(核糖核酸)和蛋白质在哪个位置“交汇”,甚至可以读出位点“密码”,要有极高的精确度。国内尚无此技术的成熟经验。
????10、重型燃气轮机
重型燃气轮机是是迄今为止效率最高的热-功转换类发电设备,是发电和驱动领域的核心设备,由于其设计和制造的难度极大。针对压气机、燃烧室、高温透平叶片等需要定期更换的三大核心部件,国际厂商不予转让设计制造技术,极大制约了我国重型燃机的可靠性和经济性。
????11、激光雷达
激光雷达应用于测绘主要有测距、定位以及地表物体的三维绘制,作为一种重要的传感器,目前正在自动驾驶领域和无人飞行器领域得到广泛应用。但在该领域,尚无中国企业身影,美国企业占据了绝大部分的市场。
????12、适航标准
正所谓“三流企业做产品,二流企业做品牌,一流企业做标准。”这句话放在国家层面同样适用,目前在国际上,以美国联邦航空管理局(FAA)和欧洲航空安全局(EASA)的适航审定影响力最大,认可度最高。国产大飞机由于西方制裁,无法取得西方的适航证,也就不能在别国空域航行。
????13、高端电容电阻??
电容和电阻是电子工业的黄金配角。中国是最大的基础电子元件市场,一年消耗的电阻和电容,数以万亿计。所谓高端的电容电阻,最重要的是同一个批次应该尽量一致。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。
????14、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。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。譬如,芯片设计生产“必备神器”EDA工业软件,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。
????15、光刻胶
光刻胶是整个光刻工艺的重要部分,也是国际上技术门槛最高的微电子化学品之一,主要应用在集成电路和平板显示两大产业。工艺技术水平与国外企业有着很大的差距,尤其是尖端材料及设备仍旧依赖进口。
????16、工业机器人
核心算法中国已成为世界第一大机器人应用市场,但高端机器人仍然依赖于进口。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”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,工业机器人核心算法仍被“卡脖子”。
????17、航空钢材
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。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,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。
????18、铣刀
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。
????19、高端轴承钢
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。
????20、高压柱塞泵
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"。液压系统是装备制造业的关键部件之一,被广泛应用于农林机械、化工、轻纺机械、能源工业机械、冶金工业机械、建材工业机械、机床行业,以及军工、航空航天、船舶等等。国产高压柱塞泵在使用寿命、技术水平、工作稳定性、产品品种等方面与国外产品相比仍存在一定差距。
????21、航空设计软件
目前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,而且有各种限制。 没有全数字化的软件支撑,任何一点细微的误差,都可能造成不可挽回的损失。
????22、燃料电池关键材料
近年来,我国的氢燃料电池技术基础研究较为活跃,在一些技术方向具备了与发达国家“比肩” 的条件;但整体来看,所掌握的核心技术水平、综合技术体系尚不及具有领先地位的国家。
????23、高压共轨系统
发动机是汽车最重要的零件之一,犹如人的心脏。而电控柴油高压共轨系统则相当于柴油发动机的“心脏”和“大脑”,其品质的好坏,严重影响发动机的使用。我国高压共轨系统性能、功能、质量都还存在差距。
????24、透射式电镜
透射电子显微镜(TEM)是一种现代综合性大型分析仪器,在现代科学技术的研究开发工作中被广泛地使用。是用于观察组织细胞超微结构的大型精密电子仪器。透射电镜广泛应用于工农业生产、材料学、考古学、生物学、组织学、病毒学、病理学和分子生物学等研究领域中。国内尚无企业可以生产此类设备。
????25、掘进机主轴承
掘进机主轴承承担着整个机械运转过程中的载荷,可以说缺了它,整台掘进机都没法工作。在地下封闭的空间内,掘进机的工作几乎全靠主轴承来推动,但主轴承几乎都采用的是进口产品 ,为此我们需要支付巨额成本。
????26、微球
微球是一种直径比头发丝还小的现代工业基础材料,纳米微球是指粒子大小为1至100nm的微球。纳米微球是一种新型高端材料,其对国家战略性新兴产业的发展意义重大。现阶段,我国纳米微球国产化率在不断提升,但与欧美日等国家的企业相比,我国纳米微球生产企业在生产技术、产品质量以及服务等方面仍存在一定的提升空间。
????27、水下连接器
海底观测网是重要的海洋观测平台,通过它,人类可以深入到水下观测和认识海洋。水下连接器就是海洋观测网的关节,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。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。
????28、高端焊接电源
目前国家开发了许多高端海洋资源开发和海洋维权装备,而这些设备一旦出现开裂等故障,就需要用有工业制造“缝纫机”之称的焊接装备修补。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。
????29、锂电池隔膜
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。高端隔膜技术具有相当高的门槛,高端隔膜目前依然依赖进口。
????30、医学影像设备元器件
医学影像设备可分为诊断影像设备及治疗影像设备,常见的有磁共振成像设备、CT、超声设备等,医学影像规模占到国内医疗器械的首位,供应链复杂,部分核心部件需依赖进 口,技术壁垒位列医疗器械之最,导致大多数医学影像设备国产化率低。
????31、超精密抛光工艺
超精密抛光工艺主要应用于集成电路制造、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,中国并不具备超精密抛光的技术,或者说达不到美日德的高度。
????32、环氧树脂
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。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
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。然而,不锈钢的强度和防锈性能,却是鱼和熊掌般难以兼得的矛盾体。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,国内产品在性能方面仍需改善和提高。
????34、数据库管理系统
目前全世界国外数据库厂商如Oracle、Microsoft、IBM等,拥有较高的市占率,数据库管理系统国产系统所占份额较低,其稳定性、性能都无法让市场信服,银行、电信、电力等要求极端稳妥的企业,国产产品仍无法胜任,而且替换成本巨大。
????35、扫描电镜
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。