中国尚未掌握的53项核心技术清单!大国崛起,从认清差距开始!
正视不足,不盲目夸大,不妄自菲薄。只有认清差距,才能缩小距离!
2018是个不平静的一年
12月6日早晨,华为首席财务官、华为创始人任正非之女孟晚舟近日在加拿大转机时被“暂时扣留”的消息,一石激起千层浪。
不仅如此,美国还向盟友施压,通过各种方式打压华为的5G技术。
美国向盟友施压
今年以来,美国制裁中兴、福建晋华被禁、华为在多国禁售……从一系列的重大事件,让我们意识到,影响国家长期发展的其实是技术,提升科技水平和产业升级才是根本战略。
我们不得不重新思考,到底什么是“核心技术”?我们到底在什么位置?我们有多少真正可以引以为傲的资本?面对新一轮技术革命,我们真的能够担当起成功实现技术追赶这一历史重任吗?
在这些中国未掌握的核心技术中,有许多都代表了国际竞争的战略制高点。我们追求自主创新的梦想从未熄灭,如何在突破核心技术上动脑筋和下苦功,则应是以脚踏实地的行动去迫切回应的时代命题。
一个块CPU要制造出来,需要N多设备和材料。全球前十大半导体设备生产商中,有美国企业4家,日本企业5家。
生产半导体芯片需要19种必须的材料,缺一不可,且大多数材料具备极高的技术壁垒,因此半导体材料企业在半导体行业中占据着至关重要的地位。
随便去查查日本的几个公司,比如信越化学,全球百分之70的半导体硅材料,都是由其提供。
中国目前投资大力半导体,结果让日本半导体设备厂商赚了个盆满钵满。
超高精度机床和材料学并为工业之母: 日本,德国,瑞士的天下,其中日本更是领先世界一大截。
世界最高精度机床主轴来自日本精工。日本精工将自主设计的极微量油气润滑系统与定预压切换结构相结合,成功实现世界最高dmn值的工作机械(车床 加工中心)用主轴。
全球超精密加工领域中精度最高的母机,来自于日本捷太科特Jtket的AHN15-3D自由曲面金刚石加工机,此设备主要用来对各种光学镜头和蓝光镜片模具进行超精密车削及研磨。
这台机子的性能达到了30nm部件形成精度和1nm级ra表面粗糙度,仅从加工精度上讲比三台军工神器(美国LLNL的LODTM和DTM-3, 英国CUPE的OAGM2500)还要高出近8倍。
全球70%的精密机床都搭载着由日本Metrol研制的世界最高精度的微米级全自动对刀仪。对刀仪是为了应对机械在随工作时间加长切削轴热膨胀加剧后切削刀尖产生磨损,至使坐标跑偏的必备测量兼修正工具。
全球唯一一台突破纳米级加工精度的慢走丝电火花加工机,来自日本sodick(沙迪克),sodick将电火花式加工与水刀式加工结合成功开发出世界首台混合动力线切割放电加工机。
在任何尖端工业机械上都不可缺的传动部件,日本HDS的高精密、大扭矩、轻量化、回力小的谐波减速机在全球拥有4成以上份额,NASA、空客、蔡司外科手术镜等都是靠它来传递反馈设备的停走、动力转向、精度定位。
日本amada在2000年推出的畅销欧洲的astro-540 interpro机型基础上开发出了世界首台将激光溶接-成型-攻丝-折弯4项钣金制造工序集成于一体的复合钣金加工机LASBEND-AJ。
德国权威机械技术杂志maschinemarket将最佳革新技术奖连续授与okuma的Machining Navi自动加工导航技术和多层狭缝永久磁铁磁阻电机prex motor。
日本松浦机械几乎霸占了欧洲高端发动机加工,历来都是超跑法拉利,布加迪威航的客户。
中国高精尖科研设备铜材主要提供商,国家重点扶持机构中铝洛铜向日本生田产机购买一整条伸铜双面铣面切削生产线;世界几乎所有汽车品牌上的铜材的加工过程都要利用生田产机的设备完成。
工业机器人是未来50年的全球大力发展的产业。目前工业机器人的技术基本掌握在日本手中。
机器人四大家族:日本发那科,安川电机,瑞典ABB,德国库卡。其中发那科是全球工业机器人销售记录保持者、利润保持者、技术领导者。德国库卡最弱,其核心技术基本外购,目前被美的收购。
工业机器人有三大核心技术其实也就是三大核心零部件的关键技术:控制器(控制技术),减速机,机器人专用伺服电机及其控制技术。
美日德基本垄断,其中美国10家,日本6家,德国4家,英国2家 。
仪器指医疗、科研设备等,比如显微镜,光谱仪,引力波探测器, 拉曼成像仪,测量仪等等。美日都是诺贝尔奖大国,日本从2000年开始基本每年一个诺贝尔奖,其中之一就是离不开其高端仪器的制造,使用。
举几个例子。日本SATAKE长期致力于发展人类三大粮食作物之一的稻米方面机械设备,旗下囊括的粮食食品设备、实验检测设备、关联环境机械设备等方面市占率均为第一位,供应从单一到成套系统的全方位设备。
全球主要稻米粮食国家政府与企业均与SATAKE有合作,包括中国、美国、东南亚、南美等地区。
由日立为加拿大维多利亚大学定制打造的世界最强大的科研显微镜已于去年正式投入使用,分辩率35pm(1pm=1/1000nm),造价2500万美元——HF3300V STEHM(扫描透射电子全息显微镜)。
医疗硬件的最高峰之一,全球仅有的6台投入使用的重粒子癌放疗设备有5套在日本,1套在德国,目前选择不开刀而接受重粒子线放疗的患者中有80%是在日本进行的。
医疗科技硬件两大最高峰的另一个——质子束放疗加速器,由日立与北海道大学发明,整套设备售价2亿dollar+,全球装机量不超15台。
世界首台带立体定向功能的适形调强放疗设备并用于胰腺癌治疗——三菱重工。
世界首个不依靠科研反应堆,成功商业化为医院专用的硼中子捕捉疗法(BNCT)设备——住友重机械-京都大学。BNCT是不需上手术台的癌治疗手段之一,日本产学界合作。
截止2015年1月不到4年时间里,仅新的(极)超新星maxi就已经发现了12颗,很多过去未知的天文现象和原理正在被日本和美欧科学家利用maxi解明中。
jeol利用最新独自研发的12极子球面像差校正器,成功推出最高加速电压达300kv的新一代冷场发射球差校正透射电镜——jem-arm300f,巩固了自己在电子显微镜界的世界领先地位。
世界最高波束亮度、强度生成能力的能量回收光源光阴极直流电子枪—日本pearl。
全球工程器械排行榜中美国卡特彼勒 ,terex第一,第三。日本小松,日立分列第二,第四。中国徐工进入前十。
2016年中国大力发展基建,让日本小松同比暴涨97%,日立暴涨42%,神钢增长29%。
其实在此领域,IHI在本世纪初为自己的吴工厂造过一台起重力矩达到近20000tm(65m-300t)的巨无霸,不过仅此一台不量产。
日本,瑞典,德国的天下。轴承在工业领域的发挥的重要作用和对材料学的要求,内行都懂。
碳纤维在新世纪和未来发挥着越来越重要的作用,高端军事,工业,生活,汽车,飞机等等都离不开。炭纤维技术基本被日本东丽,东邦,三菱丽阳垄断,目前中国T800还不能完美量产,东丽目前已经在玩T1100G了。
波音,空客是东丽的常客。空客在2010-2025期间要从东丽进口价值21-32亿的炭纤维材料,波音也一样。
世界先进光学玻璃制造商有日本保谷光学Hoya,日本小原光学Ohara,日本住田光学Sumita,德国肖特光学Schott。
其中日本住田光学Sumita保有精密模压而成的光学玻璃的,世界最高折射率,世界最低成形熔点,世界最多品种数量记录。日本住田光学的光学玻璃无论在制造工艺,还是在产品种类上全面领先其他同行。
光学领域最重要母机之一的大型衍射光栅刻划机,全球只有3-4个国家有能力造,日立保有最高刻划精度10000g/mm,直接影响光学领域的研究。
经吉尼斯世界纪录认定的世界最精密光学天象仪——来自日本五藤光学。当今世界上最先进的光学天象仪能准确投影1亿4千万颗恒星,并且五藤光学和柯尼卡美能达加起来在此领域已握有全球7成左右份额。
世界最大双轴燃气轮机为日立H80,简单循环功率110mw+,联合循环功率154mw+。
2012年日本三菱重工大型燃气机轮已经向韩国出货;2016我国东方电力股份有限公司引进了三菱日立的燃气机轮,是世界上投运的最先进F级,H级燃机。
发电机的心脏,目前该领域被日立垄断。每一套脱硝催化装置的体积都相当于一座多层住宅,中国各个电厂都是其客户。
强大处理能力的垃圾焚烧设备是城市化推进中不可缺少的环保设备,日立造船引领此领域,其客户遍布全球,中国安装了26件。
由日本ebara(荏原制作所)设计建造的世界最高单体扬程最大流量,也是最耐操的工业水泵被用于山西引黄工程 。
日本富士通的天下。全球商业智能文档影像解决方案一哥,表单印刷-识别-电子化合体技术的发明者——富士通pfu。
富士通pfu利用自己世界最高市场份额的商用扫描仪和独立开发的光学字符识别软件(ocr),帮助中国国家统计局高效准确的完成了世界最大规模人口普查 。
国家食品药品监督管理局指定北京市医疗器械检验,所将全球血液诊断设备制造商老大——日本希森美康的血细胞分析仪做为国家标准,以此来审查检测全国所有血细胞计数设备的质量和日常精确度管理的提升。
HFC-23别称氟利昂23,是传统氟利昂的替代物HFC-22在生产过程中必然要排放出的一种强效温室气体,是当今全球气候变暖的元凶,属极难销毁型,必须控制它流入空气中。
在海水淡化、废水再利用、超纯水制备中被广泛使用的反渗透膜等膜工业领域,以日东电工、东丽、帝人、旭化成为首的日本化工企业可以说是掌握着相当的话语权。
旭化成的microza水处理技术被应用到北京五环最需要净水的比赛项目中。
全球最大规模的综合性建筑设计公司之一日本日建设计(nikken sekkei)的成绩单十分靓丽,在亚洲和中东由其突出,连续9年世界第一。
中东第2高迪拜burj al alam,北京电视台,上海中银,深圳太平金融大厦均出自日建设计之手。
在所有板材加工领域(钢板、汽车、家电、建筑)都必要用到的给与板材张力的核心卷绕设备皮带张紧机,全球9成以上份额被日本JDC的RB21和Beltbridle两种型号霸占。
住友重机械作为老牌化工母机制造商,掌控着冶金制铁,基础原料焦炭的焦炭生成器大部分市场,中国、美英、中东大型石油公司都是其客户。
举几个例子。第一个:Horiba得到美国科学应用国际公司SAIC的合同为陆军坦克汽车研究工程中心建造世界最大的战斗用轮式及履带式车辆的测试和能源环境实验室。
第二个:瑞士联邦理工下属的国家材料科学与工程实验室,为了提高新型重卡的发动机燃效和最大扭矩4000Nm的研究目标,决定在09年继续更新Horiba的新测试设备,包括TITAN D系发动机动态测试系统以及MEXA7500系尾气排放测量系统。
第三个:全德机械工程学前3的达姆施塔特为了通过实践使学生提高对发动机动态下的理解,特此引进Horiba的测功机和发动机自动化控制系统。
第四个:BMW的能源环境测试中心引进Horiba的发动机排气检测技术和定容稀释采样技术,进行复杂的排放测量。
27.特殊类钢材
世界最大特殊类钢材制造商——日本daido steel出品的引擎用传动轴和船舶柴油引擎用开关阀分别占到了全球3成、6成份额,特别在传动轴市场是当之无愧的NO.1,历来波音空客旗下主力客机引擎之首选。
全成型电脑横机是对精密度,稳定性要求非常高的设备。来自日本和歌山市的岛精机制作所,是世界最快速全成型电脑横机记录保持者,同时还握有此领域全球6成份额,电脑横机与工业缝纫机并称为纺织业界的两大母机。
岛精机出品的电脑横机在崇尚高端时装的欧洲人眼里被称为针织机械界的“劳斯莱斯”,董事长岛正博先生因在纺织设备领域对意大利时装界的恭献被授与意大利国家级荣誉勋章。
中国公民的2代身份证印刷设备经日本富士施乐设备之手,但中国公民所用智能证件中经日本设备之手的远不止一个身份证。
世界最大证件母机制造商日本unomatic,多年来向各国政府机关交付了电子护照制造、数距编码、护照发行管理、激光式护照印刷机、钞票剪裁机等各种自动化系统,包括面向中国出货的存折制造设备。
川崎重工旗下附属企业川崎油工,先后向中国第一大客车底盘生产商——安徽江淮汽车公司提供中国最大的(5000t/6000t)液压式伺服冲压机。
电磁学的顶峰,各种机械 电子成品只要身上存在半导体零件就需要进行电磁波环境测试,测量电磁兼容最重要的设备就是电波暗室,全球最大规模电波暗室制造商是日本TDK。
SDN的最初概念由stanford大学研究组提出,目前以nec为首的日本IT企业在研发应用化阶段处于绝对的全球领跑位置。
是今后物联网发展的重点。三菱电机与立命馆大学利用大规模集成电路在作动时产生的独特微细个体差异,创造出目前最先进的IoT(物联网)安全防护解决方案——lsi指纹id。
化妆品产业超级赚钱,就拿欧莱雅来说, 2016年欧莱雅在全球销售总额为258.4亿欧元(约合1892亿人民币),营业利润为45.47亿欧元(约合333亿人民币)。
在设计、营销方面做得最好的是法国,看其这么多奢侈品就知道了;日本虽然技术实力最强,以资深堂,花王,kose等为代表,但依然干不过法国;而美国则是二者都有。
这是资生堂连续第5届在IFSCC大会上取得top award,也是包含congress和conference在内的总计第23次获得top award,遥遥领先所有竞争对手。
资深堂在化妆品产业科研贡献,几乎胜过任何一家国际化妆品公司。虽然资深堂技术实力如此强,但却一样干不过兰蔻。
乐器行业是日本,德国的天下。世界乐器界的绝对王者——雅马哈。
日本雅马哈在乐器界的地位非常高,在中高端领域都是全球霸主。市场份额方面,除了吉他较低外,其余都有相当的存在感(按照金额计),雅马哈占股全球乐器市场的23%,名副其实的压倒性优势。
未来是电动车,氢动力,混合动力汽车的世界,其最重要的东西是电池,目前由日韩垄断。
但在上游电池材料供应中,日本住友化学,东丽, 昭和电工,三菱化学在纯电动汽车EV上游产业链有压倒性的优势。东丽,住友化学为松下,LG供货。
目前日本住友电工在此领域的技术为世界第一,由其开发的全球最轻海底输电电缆已经向英国和比利时的海底电缆供货,长度约130公里,价格为300亿日元,并在菲尼宾,东亚,印度尼西亚有广阔的前景。
nict kddi研究所和古河电工在太平洋横断光纤传输实验中,结合三方软硬技术,成功实现全球首次使单根光纤的容量距离积达到1Exabps 级别,打破了ntt先前保持的世界纪录。
东京大学在世界首次采用III族氮化物普及材料(GaN-氮化镓)作为量子点单光子源成功生成可于常温下操作的单一光子,迈出了量子计算的第一步。
日本和澳大利亚的研究人员已经在可扩展性的用激光光量子计算机的电路板取得了突破性的进展。东京大学和澳大利亚国立大学已经看到最多数量的量子系统汇集在一个单一的组件跳转从14到10000。
电脑多头秤的发明者、世界最大计量包装解决方案提供商——日本ishida(石田)在如今全球电脑多头组合秤量机市场占有7成份额。像联合利华、达能这类具备巨量产能的跨国食品企业是ishida的忠实支持者。
elysium为洛克达因的世界最大推力火箭引擎RS68项目团队提供高精确度高保真度的图形数距转换软件来应对复杂的实体几何模型、拓扑、装配关系。
elysium的高精确高保真度3D数距转换软件多年来一直贯穿波音、雷诺F1车队的整个研发周期,极大帮助工程师和技术研究员提升必要的几何图形编程处理、翻译优化、设计缺陷修复时的工作效率。
世界首个成功展开并成功实现光子加速推进技术的太阳帆飞船(太阳辐射加速星际风筝)朝金星进发——日本宇宙航空研究开发机构IKAROS。
世界最高精度与第2臂展的引力波望远镜——日本LCGT(kagra) (激光干折计超过3km的实物只有美国的2台)。
世界最短波长的X射线自由电子激光(XFEL)研究设备——日本理化学研究所的SACLA。
世界最高密度超冷中子源生成设施——日本KEK 阪大RCNP 加拿大TRIUMF研究所共同建造。
日本光产业创成大学院大学prof.yoneyoshi kitagawa领导的研究小组在世界首次实现了激光核聚变所用核燃料的连续投入,并成功拍下由激光引起的连续聚变反应过程,向实用化发电再推进一步。
除甲烷水合物外,另一种可燃冰——天然气水合物(NGH),三井造船在全球首次成功完成从微丸制备-储存到运输-再气化的一整套“陆上天然气水合物运送流程”的研究,并建造出世界首艘NGH专用运输船。
天然气水合物做为一种前景广阔的新能源后选物,一旦大规模应用则将激发新油田开采,有望极大减少火电厂对LNG的依赖。以三井造船为首的日企在本领域不仅具备有形资产,无形资产也是遥遥领先。
无线电话发射机的发明者,世界3大IT通信测试测量设备制造商之一——建社近120年的anritsu。
日本目前是世界第一大稀土消耗国,其稀土冶金水平世界第一。目前的美日都在大力发展物联网,工业机器人,大数据云计算,新能源这些都是今后世界发展的重点,从尖端专利申请我们就可以看出,美日现在到底在干嘛。
什么时候中国能把稀土玩到美日层次,什么时候就掌握了目前50%未掌握的核心技术。
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