中国还有哪些技术“被卡脖子”？差距到底有多大

shuszhao · 发表于 2018-6-27 08:55:45

我们把这些报道中有“卡脖子”危险的技术产品和目前领先甚至垄断的国家一条条列举如下，同时加上点评，具体来分析每一项目前中国的差距到底大不大。
针对之前唱衰中国的言论，近几年国内舆论有过一波“吹爆中国”（表达一种情怀，没有贬义），直到中兴事件发生，又产生了一波反思。
宣传用什么策略，这是可以讨论的。在西方，中国威胁论和唱衰中国论也是长期并存的。在不同的议程设置下，舆论处于一种动态过程，来回摆荡也是正常的。宣传上要讲情怀，同时不忽悠——这是很高的目标，值得追求也非常难以做到。
不管用不用“闷声发大财”的策略，没有太大争议的是，中国要实事求是地认识自己，客观判断世界，自己心里有本账，那么我们就来分析一下科技日报这个系列报道。
我们把这些报道中有“卡脖子”危险的技术产品和目前领先甚至垄断的国家一条条列举如下，同时加上点评，具体来分析每一项目前中国的差距到底大不大：
高端显示屏OLED生产设备真空蒸镀机（日本）
——中国平板显示已经做到了全球第一，差距在上游核心生产设备“液晶屏骨头”微球（日本）
——中国制造技术先进，但国产原材料不纯影响微球性能制造液晶显示器用到的ITO靶材（日本、韩国）
——质量不稳定、材料不过关，从实验室到量产才能突破大尺寸领域国产大飞机用的航空钢材（美国）
——还是材料问题，超强度钢纯净度不够燃料电池膜电极组件关键材料（日本）
——中国实验室成果达到国际水平，但量产有一致性和成本控制困难新能源车的“心脏”锂离子电池（美国、日本、韩国）
——美国强于研发设计，日本强于材料生产，中韩是第二梯队水下机器人深海油管焊接用的高端焊接电源（北欧）
——中国是全球最大焊接电源制造基地，差距在深海水下焊接设备和全数字化控制技术海底观测网系统水下连接器（美国、德国）
——事关国家安全，中国在实验样机阶段，技术研究起步全断面隧道掘进机主轴承（德国、瑞典）
——中国已掌握直径3米的主轴承核心技术，走出实验室仍然是材料、工艺因素制约机械设备高端轴承钢（美国、瑞典）
——中国制轴工艺已经达到先进水平，还是材料差距航空设计软件（法国、美国）
——中国与国外同时起步，国家需要出台政策鼓励国产软件的开发和使用高质量消费级电容和电阻（日本）
——短板还是材料，日本的MLCC产品可以做到1000层，中国产品在300层左右光刻机（荷兰、日本）光刻机镜头（德国）
——ASML的镜片是蔡司技术，德国祖传的磨镜手艺，抛光镜片上百年技术积淀；除了镜头，光刻机还要顶级光源和极致的机械精度（3万个机械件，200多个传感器）上游高端电子化学品例如LCD用光刻胶（日本）
——中国能生产，关键指标不够先进拿不到订单冷冻电镜用的透射式电镜（美国、日本）
——用于基础科研领域的实验技术，中国起步很早，因市场太小连德国蔡司都放弃了发现创新药的潜在靶点的利器iCLIP（美国）
——同样是科研实验技术，2010年诞生的新技术自研操作系统（美国）
——PC、智能手机的操作系统没有国家能成功挑战美国工业机器人算法、软件（日本、德国、瑞士）
——差距在底层核心算法自动驾驶汽车必备的激光雷达（美国）激光雷达芯片例如发射器（德国）
——国产激光雷达最高40线，国外可做到64甚至128线，高分辨率芯片生产工艺不成熟航空发动机适航标准（美欧）民用大涵道比发动机（美国、英国）
——要长期的工业实践和验证技术来支持航空发动机的短舱（美国、法国）
——安放发动机的舱室、复杂的集成系统，中国处于空白阶段为高铁钢轨养护整形的仿形铣刀刀盘和刀片（德国、奥地利）
——需要一种超硬合金材料，中国尚在学徒阶段高端机床制造核心技术例如数控系统（德国、日本）
——基础材料科学、工艺、设计上的差距；除了控制器，国产机床的丝杠、导轨、伺服电机、力矩电机、电主轴、编码器等主要功能部件主要依赖于国外产品柴油发动机“心脏”电控柴油高压共轨系统（德国、美国和日本）
——中国可以做，就是差些高端液压装备的核心元件高压柱塞泵（美国、德国、日本）
——性能指标上的差距在于材料制造重型燃气轮机的核心技术（美国、日本、德国、意大利）
——材料差距例如叶片材料，原因是设备、工匠、工艺的差距；基础研究的积累差距：设计技术、核心的热端部件制造技术高端的手机射频器件，高端滤波器、振荡器等射频元件（美国）
——半导体材料差距大，中国研究做得早，量产化还是问题多：材料的一致性、电性能均匀性工业仿生机器人触觉传感器（日本）
——生产工艺，材料纯度不过关，产品的一致性比较差；国内企业大多做气体、温度等类型传感器高速的（≥25Gbps）光芯片和电芯片（美国）
——中兴通讯被制裁的用于光通讯领域的光模块，低速的（≤10Gbps）光芯片和电芯片实现了国产高端CT机探测器（美国、荷兰、德国）
——探测器制造工艺、材质都是机密，医学成像产业已经被美国专利壁垒限制看了上述列举和分析，相信大家都有一个初步的印象。下面来做一个小结：
第一个共性是，除了极少数空白，大部分中国不是不能造，不能替换，只是自己造的不够好，“可以与国外产品在第三国市场公平竞争”的量产要求达不到。有些领域，总体中国已经做到了第一，但其中最高端或特殊的产品做不好。这些高端“卡脖子”技术今天被摆出来分析，说明中国制造确实成长到了一个新的阶段。
第二个共性是，除了几个高端制造的皇冠，几个最复杂精密的系统，大部分的差距主要体现在材料。观察者网有过一篇文章分析这个问题：《材料学论文远超美日德，为何中国材料工业水平还不行》。有一个规律是，到了顶尖材料制造领域，某个品类，说是国家，其实全世界也就那么屈指可数的几家企业掌握。
第三个共性是，顶尖制造业=顶级设计+系统集成+精密制造能力，能三者通吃，包揽产业链上下游的国家不存在。中国在许多领域已经能吃下三者中的一到两项。比如，日本虽然在显示屏的材料上占据主导，但在整个产业上却不能战胜中国和韩国。
另外，我们还可以得到几点启示。
1，一些暂时难以追上的领域，发动机、操作系统、集成电路设备等（给图纸给代码都掌握不了核心技术），需要政策更多的支持，要做好打持久战的准备。这些地方，也特别需要防止“自主知识产权”的忽悠。
2，高端制造的元器件加工、关键设备配套，往往掌握在极少数久负盛名的供应商手中，集中在日本、美国、德国、瑞士等地，他们是数十年甚至百年如一日的大国工匠。中国不可能也没必要通吃。前面已经分析了，德国蔡司有祖传的绝活，也不是什么镜头都做，也要看市场。
当然，在关键领域中国应该追赶，补上材料制造的短板，也可以有更多布局（不排除收购等手段）。
创造专利、标准和品牌才是老板的角色，苹果总是能挑最好的供应商，同理当京东方崛起成为苹果供应商后，京东方上游的日本材料供应商也只是打工的角色。肯定有人会用中兴事件的例子来说，但道理其实和京东方一样，我们如果都从产业链上游一步步做起，可能永远都做不出自己的通信设备、智能手机、显示器。国际巨头在芯片产业上烧钱之多中国望尘莫及，但国际巨头也做不到从上游开始啊，芯片自己设计，自己代工，造芯片的设备之一光刻机也自己造，光刻机除了镜头光源还有3万个机械件，200多个传感器你也都自己造？那某个传感器的材料是不是还要担心卡脖子自己造？
中国要有大国的抱负，小国可以依附，对大国来说卡脖子当然要防范，但产业发展的顺序不能错，中兴华为崛起后，都有在芯片上研发投入，联想的问题则不在于先做整机，而是整机做大之后对上游核心技术的投入太少。
3，中国在科研领域的发展很快，但光看论文也是不全面的。前面已经说了，中国材料学论文远超美日德，但“卡脖子”的领域，一大半是材料问题，中国材料工业水平确实还落后。用冷冻电镜，中国科学家大量解析蛋白质结构发顶级期刊，但冷冻电镜我们要花巨资去买，诺奖也是颁给开创冷冻电镜技术的外国科学家。

各个产业的国际竞争格局

最近有文章说，各个产业的国际竞争格局分为这样几类：
第一类，是美国占据垄断地位的（主要就是芯片和操作系统）。
第二类，是多国竞争，中国作为一个重要跟随者的（美国在高铁、半导体显示方面不行）。
第三类，是多国竞争，中国作为领先者的（通信、高铁、港口机械、民用无人机、数字安防）。
第四类，中美双头格局（互联网和人工智能）。
第五类，由中国开创的（只有量子通信）。
其中举的例子还不太全面，比如美国占垄断地位的肯定还包括生物医药、航空航天中的许多领域，所以文中这句话，“芯片可是美国压箱底的杀手锏，我们解决吃饭问题才20多年，就打到了最后的关卡”，可能过于乐观了。
量子通信被单独列一类，产业上中国目前属于一国开创没有国家跟随，但存在很大争议和质疑，究竟能走多远，恐怕还需要更长久的观察。
既然量子通信被算了进来，我们不妨在美国占据垄断地位的地方再加上一条“量子计算”，这个方向虽然也停留在实验室中并没有发展出任何成熟技术，但确实是许多国家都在激烈竞争的一个方向。