雖然現在5S管理越來(lái)越多的被中國企業(yè)認可，但“中國制造不像我們想象的那么強大，西方工業(yè)，也沒(méi)有衰退到依賴(lài)中國。我們的制造業(yè)還沒(méi)有升級，制造業(yè)者已開(kāi)始撤離。”

在向服務(wù)業(yè)轉型的口號聲中，工業(yè)和信息化部部長(cháng)苗圩按捺不住說(shuō)了真話(huà)，那么，亟待攻克的核心材料、技術(shù)有哪些？

中國制造

1. 去不掉的火箭發(fā)動(dòng)機“銹疾”

“不銹鋼能不能不生銹？”這個(gè)有點(diǎn)黑色幽默的問(wèn)題，幾乎讓中國航天科技集團六院發(fā)動(dòng)機專(zhuān)家、長(cháng)征五號運載火箭副總設計師陳建華落下心病。

在我國120噸級液氧煤油補燃循環(huán)發(fā)動(dòng)機YF-100的研制過(guò)程中，陳建華注意到好幾種高強度不銹鋼都容易生銹。從2011年開(kāi)始，他跟老朋友，鋼鐵研究總院特殊鋼研究所副所長(cháng)蘇杰無(wú)數次溝通，雙方壓力都很大。

如今，長(cháng)征六號、七號、五號火箭相繼首飛了，陳建華仍沒(méi)有得到完全讓人信服的答案。

2.環(huán)氧樹(shù)脂韌性不足，國產(chǎn)碳纖維缺股勁兒

“碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節很多，包括上游原絲生產(chǎn)、中游碳化環(huán)節、下游復合材料及其應用，經(jīng)過(guò)十多年的研發(fā)和突破，目前我國碳纖維的‘卡脖子’問(wèn)題主要在下游應用環(huán)節，即復合材料和制品方面。”中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì )副會(huì )長(cháng)賀燕麗說(shuō)。

碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度新型纖維材料，之所以其質(zhì)量能比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，還能耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變等特性，其中一個(gè)關(guān)鍵的復合輔材就是環(huán)氧樹(shù)脂。

環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)良的物理機械和電絕緣性能，附著(zhù)力強，能將碳纖維粘接在一起。但目前國內生產(chǎn)的高端碳纖維，所使用的環(huán)氧樹(shù)脂全部都是進(jìn)口的。

3.通往超精密拋光工藝之巔，路阻且長(cháng)

在茫茫宇宙中，一個(gè)類(lèi)金屬合金宇宙探測器以超光速掠過(guò)，它由被強互作用力鎖死的質(zhì)子與中子構成，因表面絕對光滑而可以反射一切電磁波，并且無(wú)堅不摧……這是劉慈欣在科幻小說(shuō)《三體》中提到的一種名叫“水滴”的宇宙飛行器。

事實(shí)上，人類(lèi)對“絕對光滑”的追求也已經(jīng)從科學(xué)幻想轉變?yōu)閷?shí)踐，比如推動(dòng)“集成電路變身革命”的超精密拋光技術(shù)。

像《三體》中描述的一樣，當前最為先進(jìn)的化學(xué)機械拋光（chemical mechanical polishing，CMP）技術(shù)也已進(jìn)入原子尺寸級。而當電子工業(yè)強國爭相攀登或到達這一工藝巔峰之時(shí)，我們卻還只能仰望。

4. 拙鈍的探測器模糊了醫學(xué)影像

給奔跑的博爾特拍照，很容易“虛”。給跳動(dòng)的心臟拍照，CT（電子計算機斷層掃描）也有相似的難題。

雪上加霜的是，傳統CT的斷層“視野”太窄，就好比“門(mén)縫里看博爾特”，拍個(gè)全身還必須拍好幾張拼出一幅圖。

由于速度和視野的限制，給跳動(dòng)的心臟準確成像是CT機誕生后幾十年內沒(méi)能達成的使命。

近年來(lái)，一些進(jìn)口高端CT機通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新有所突破，主要是在探測器上下足功夫。“進(jìn)口的高端CT機為什么貴，一些實(shí)力雄厚的醫院購買(mǎi)也要掂量掂量，主要貴在探測器上。”

一位醫學(xué)影像設備研發(fā)人員介紹，每個(gè)探測器單元價(jià)值幾萬(wàn)元，最高端的320排CT探測器要上千萬(wàn)元。

5. 攻克核心技術(shù)需建立“試用生態(tài)”

6月21日，中國工程院院士、中國工程院原副院長(cháng)杜祥琬，中國工程院院士倪光南等多領(lǐng)域專(zhuān)家，出席“亟待攻克的核心技術(shù)”科學(xué)傳播沙龍，共同探討如何破解我國核心技術(shù)受制于人的困境。

在談到我國網(wǎng)信領(lǐng)域“卡脖子”技術(shù)時(shí)，倪光南院士指出：“創(chuàng )新產(chǎn)品從起步到成熟，需要在應用中不斷發(fā)展。”

他認為，在一些核心技術(shù)領(lǐng)域，自主技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)從“不可用”過(guò)渡到了“可用”階段，如果有用戶(hù)基礎，并形成順暢的反饋機制，我國網(wǎng)信領(lǐng)域的一些軟硬件就會(huì )從“可用”向“好用”發(fā)展。

“在我國，尖端儀器設備多半靠進(jìn)口。”杜祥琬表示，有些技術(shù)國內也有人做，但要想走向規?；膽?，需要有好的生態(tài)，“用起來(lái)”是關(guān)鍵。

作為專(zhuān)注航空發(fā)動(dòng)機技術(shù)20余年的專(zhuān)家，國家“千人計劃”特聘專(zhuān)家、天驕航空創(chuàng )新研究院常務(wù)副院長(cháng)王光秋指出，在航空發(fā)動(dòng)機技術(shù)領(lǐng)域，近年來(lái)我國已取得了多項進(jìn)展，但技術(shù)應用仍然是有待解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

如何構建技術(shù)使用生態(tài)？中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰略研究院預測所所長(cháng)王革認為，構建生態(tài)首先要強調企業(yè)主體，以企業(yè)為主體才能把核心技術(shù)變成產(chǎn)品走向市場(chǎng)；其次要創(chuàng )新體制機制，例如構建以應用為導向的評價(jià)體系等。

自主可控是達到技術(shù)安全和網(wǎng)絡(luò )安全的必要條件。倪光南建議一些項目立項時(shí)應進(jìn)行自主可控的評估。評估需要回答三個(gè)問(wèn)題：有沒(méi)有第二家供貨商，是否掌握核心代碼，沒(méi)有供貨怎么辦。

“我們希望企業(yè)所有的產(chǎn)品都應該有備份能力，性能可以沒(méi)有國外系統優(yōu)秀，但可以應付市場(chǎng)上可能出現的各種情況。”倪光南表示，項目評估時(shí)，相關(guān)單位本著(zhù)客觀(guān)態(tài)度容許企業(yè)可以“有而不強”，將是生態(tài)建設的一個(gè)重要方面。

6. 一層隔膜兩重天：國產(chǎn)鋰電池尚需撥云見(jiàn)日

“也不知道這輛車(chē)的電池能堅持多久？”

6月15日上午，望著(zhù)窗外駛過(guò)的又一輛新能源汽車(chē)，南開(kāi)大學(xué)新能源材料化學(xué)研究所所長(cháng)、博士生導師周震習慣性地自語(yǔ)道。

從事新能源材料研究20多年，看著(zhù)日漸增多的新能源汽車(chē)，周震欣喜之余，仍存憂(yōu)慮，“鋰電池的基礎材料研究，我們與世界一流水平還有差距，尤其高端電池隔膜材料仍然依賴(lài)進(jìn)口”。

在周震等業(yè)內專(zhuān)家看來(lái)，作為新能源車(chē)的“心臟”，國產(chǎn)鋰離子電池（以下簡(jiǎn)稱(chēng)鋰電池）目前“跳”得還不夠穩。

在鋰電池領(lǐng)域存在著(zhù)一個(gè)跨越太平洋的“四國游戲”。“從行業(yè)角度來(lái)看，美國有比較強的研發(fā)設計能力，目前仍然引領(lǐng)鋰電池原始創(chuàng )新、核心材料研發(fā)；

日本作為電池材料制造大國，生產(chǎn)規范嚴格，能夠最先制造出新的成品電池；我國和韓國作為第二梯隊，后續跟進(jìn)……”

周震解釋說(shuō)，“相較日、韓，我國的低端鋰電池產(chǎn)品更有優(yōu)勢，主要是由于人工和原始材料相對便宜，但是在部分高端產(chǎn)品，尤其是事關(guān)電池安全性的核心材料和制造工藝，仍有較大的差距。”

據了解，電池四大核心材料中，正、負極材料、電解液都已實(shí)現了國產(chǎn)化，唯獨隔膜仍是短板。國產(chǎn)隔膜主要供應低端3C類(lèi)電池市場(chǎng)，高端隔膜目前依然大量依賴(lài)進(jìn)口。

核心專(zhuān)利缺乏，隔膜等關(guān)鍵材料不給力，不僅成了國產(chǎn)鋰電池難以承受之痛，也拖了國產(chǎn)鋰電池企業(yè)“走出去”的后腿。

7. 國產(chǎn)焊接電源“啞火”，機器人水下作業(yè)有心無(wú)力

我國是海洋大國，擁有300多萬(wàn)平方公里海域，正在大力發(fā)展高端海洋資源開(kāi)發(fā)和海洋維權裝備。海里的設備一旦出現開(kāi)裂等故障，需要用有工業(yè)制造“縫紉機”之稱(chēng)的焊接裝備修補。

深海焊接的實(shí)現靠水下機器人。而我國水下機器人焊接技術(shù)一直難以提升，原因是高端焊接電源技術(shù)受制于人。

8. 少了三種關(guān)鍵材料，燃料電池商業(yè)化難成文章

前段時(shí)間，國務(wù)院總理在日本豐田汽車(chē)北海道工廠(chǎng)參觀(guān)考察了氫燃料電池車(chē)。這一舉動(dòng)，被解讀為對氫燃料電池車(chē)產(chǎn)業(yè)釋放出利好信號。

一個(gè)有些尷尬的現實(shí)是，國外的燃料電池車(chē)已實(shí)現量產(chǎn)，但我國車(chē)用燃料電池還處在技術(shù)驗證階段。南方科技大學(xué)機械與能源工程系教授王海江指出，我國車(chē)用燃料電池的現狀是——幾乎無(wú)部件生產(chǎn)商，無(wú)車(chē)用電堆生產(chǎn)公司，只有極少量商業(yè)運行燃料電池車(chē)。

一般來(lái)說(shuō)，單節燃料電池的電壓偏低、電流偏大，在實(shí)際應用中需要由多節燃料電池串聯(lián)形成電堆，以提升輸出電壓。

氫燃料電池的動(dòng)力來(lái)源是氫氣和氧氣，兩者會(huì )在燃料電池中開(kāi)始它們的“奇幻”旅程：氫在陽(yáng)極催化作用下氧化，生成質(zhì)子和電子；電子經(jīng)外電路做功，到達陰極；而質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜從電池內部傳輸到陰極，質(zhì)子與電子在陰極匯合并在催化作用下與氧反應生成水。

看起來(lái)似乎只是初中化學(xué)知識。但實(shí)際上，燃料電池的運作，是一個(gè)系統工程。

“燃料電池車(chē)是新能源車(chē)的一種，它是未來(lái)的發(fā)展方向之一。”中科院大連化物所燃料電池研究部部長(cháng)邵志剛告訴科技日報記者，2014年年底，日本豐田公司宣布實(shí)現燃料電池車(chē)的商業(yè)化；而在國內，一切尚處于起步階段。

9. 水下連接缺國產(chǎn)利器，海底觀(guān)測網(wǎng)傍人籬壁

除了船舶、遙感衛星，海底觀(guān)測網(wǎng)已成為第三種海洋觀(guān)測平臺——通過(guò)它，人類(lèi)可以深入到水下觀(guān)測和認識海洋。

如果將各類(lèi)纜系觀(guān)測平臺比作胳膊、腿，水下連接器就好比關(guān)節，對海底觀(guān)測網(wǎng)系統的建設、運行和維護有著(zhù)不可替代的作用。

遺憾的是，無(wú)論是國家海底長(cháng)期科學(xué)觀(guān)測網(wǎng)，還是短期實(shí)驗觀(guān)測網(wǎng)，目前我國水下連接器市場(chǎng)基本被外國壟斷。體積約2個(gè)易拉罐，最高售價(jià)80萬(wàn)元。

水下連接器分為干插拔連接器和濕插拔連接器。

江蘇中天科技股份有限公司楊華勇博士告訴記者，干插拔連接器在陸上完成插拔操作，然后放入水下使用，我國已基本掌握該項技術(shù)。

濕插拔連接器難度更高，過(guò)程好比充電插頭與手機在水下完成插合，充電完畢后直接在水中拔下插頭，目前仍沒(méi)有可用的國內產(chǎn)品。

最新消息是，最近國家已組織專(zhuān)家對水下濕插拔開(kāi)展技術(shù)論證。

“目前我們基本掌握了原理，后續還要依靠市場(chǎng)和工業(yè)化手段來(lái)解決基礎材料、高精度加工工藝和深海應用試驗等問(wèn)題。”楊華勇建議，濕插拔技術(shù)研究一定不能為了研究而研究，務(wù)必要按照產(chǎn)業(yè)化的理念來(lái)布局技術(shù)攻關(guān)，盡可能加速研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

10. 微球：民族工業(yè)不能承受之輕

這種球，直徑是頭發(fā)粗細的三十分之一。少了它，你正盯著(zhù)的液晶屏幕將無(wú)法生產(chǎn)。微球，現代工業(yè)的基礎材料，被國外企業(yè)壟斷。僅微電子領(lǐng)域，中國每年就要進(jìn)口價(jià)值幾百億元人民幣的微球。

“2017年中國大陸的液晶面板出貨量達到全球的33%，產(chǎn)業(yè)規模約千億美元，位居全球第一。但這面板中的關(guān)鍵材料——間隔物微球，以及導電金球，全世界只有日本一兩家公司可以提供。

這些材料也像芯片一樣，給人卡住了脖子。”國家“千人計劃”專(zhuān)家、蘇州納微科技公司董事長(cháng)江必旺博士說(shuō)。

微球另一個(gè)重要的用途，是芯片的引腳。電路常用焊錫連接，但現在的芯片太小，引腳小到看不清，導電金球就替代了焊錫。

幾微米直徑的微球，混在絕緣膠里，構成“各向異性導電膜”。這層膜貼在芯片和主板之間，需要接腳的地方給予壓力，小小金球就會(huì )在兩者之間導電，這是現在微電子業(yè)標準的辦法。中國從日本進(jìn)口導電膠膜每年要花費上百億元人民幣。

11. 自家的掘進(jìn)機卻不得不用別人的主軸承

主軸承，有全斷面隧道掘進(jìn)機（簡(jiǎn)稱(chēng)掘進(jìn)機）的“心臟”之稱(chēng)，承擔著(zhù)掘進(jìn)機運轉過(guò)程的主要載荷，是刀盤(pán)驅動(dòng)系統的關(guān)鍵部件，工作所處狀況十分惡劣。

“就整機制造能力而言，國產(chǎn)掘進(jìn)機已接近世界最先進(jìn)水平，但最關(guān)鍵的主軸承全部依賴(lài)進(jìn)口。”中國鐵建重工集團中央研究總院梅勇兵博士告訴記者。

掘進(jìn)機主軸承工作環(huán)境非常惡劣，要承受高速旋轉、巨大載荷和強烈溫升。

在地下密閉的工作空間，主軸承還因長(cháng)時(shí)間連續工作產(chǎn)生摩擦熱，溫度從20攝氏度最高升至120攝氏度。“巨大載荷和強烈的溫升，不僅極大地降低了軸承材料的剛度，也使其強度大幅退化。”

李云峰認為，這種工況，對掘進(jìn)機主軸承的可靠性指標要求十分嚴苛。因技術(shù)含量高，單個(gè)主軸承成本約占掘進(jìn)機的1/20左右，是掘進(jìn)機所有零件中最值錢(qián)的。

“在既定施工段，若掘進(jìn)機主軸承出現故障，進(jìn)行現場(chǎng)維修或更換極為困難，甚至不可行。”梅勇兵說(shuō)，這要求主軸承不能出任何故障，掘進(jìn)機制造商寧愿出高價(jià)，選擇配置高可靠性的國外知名品牌主軸承。

據介紹，我國掘進(jìn)機年生產(chǎn)規模約為450臺，僅進(jìn)口軸承一項即達近10億元。

12. 我們的蛋白質(zhì)3D高清照片仰賴(lài)舶來(lái)的透射式電鏡

5月29日，清華大學(xué)生命科學(xué)院博士生張森森的蛋白樣品9時(shí)準時(shí)在液氮環(huán)境下進(jìn)入冷凍電鏡。幾天后，埃（10-10）級精度的蛋白質(zhì)“高清3D彩照”將出爐。研究人員可以“直視”單個(gè)蛋白質(zhì)的分子結構，并解出生命運轉機理。

透射式電鏡的生產(chǎn)能力是冷凍電鏡制造能力的基礎之一。“國內沒(méi)有一家企業(yè)生產(chǎn)透射式電鏡。”賽默飛公司技術(shù)支持陳寶慶說(shuō)得不假思索，他畢業(yè)于北京大學(xué)地球物理專(zhuān)業(yè)，對行業(yè)非常了解，他介紹，“之前還有幾個(gè)企業(yè)制造，比如原江南光學(xué)儀器廠(chǎng)現在就不造了。”

“理論上說(shuō)，只要施加足夠強的電場(chǎng)，電子就會(huì )從材料中‘游’出來(lái)。”陳寶慶說(shuō)。但“游”的狀態(tài)與可以使用的電子狀態(tài)相距甚遠。

什么樣的電子才能為蛋白質(zhì)拍攝高清3D彩照呢？東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院萬(wàn)克樹(shù)教授描述了理想的狀態(tài)：速度完全一樣的電子，從“源頭”的一個(gè)點(diǎn)上、非常多地發(fā)射出來(lái)。

“這些要求是相互矛盾的。”萬(wàn)克樹(shù)解釋?zhuān)娮訌牟牧媳砻嬉绯?，要發(fā)射電子多，面積就要大，但是面積大了就難以滿(mǎn)足一致性要求。

如果把電子槍想象成一把槍?zhuān)仨氁?ldquo;狙擊”的精度完成機槍的掃射，“子彈”的角度、速度完全一致。

“電子的能量要做到高度一致，雖還達不到激光的程度，但也必須是很窄的分布。”陳寶慶解釋?zhuān)娮?ldquo;子彈”一致性是提高圖像分辨率的前提。

為此，電子槍的核心構造其實(shí)是一根極細的“陀螺針”，形似陀螺，尖端卻比針還細。電子從尖端出發(fā)，在真空的環(huán)境下，前去與大分子“相撞”，進(jìn)而反映出分子構象。

“之前的技術(shù)路線(xiàn)是通過(guò)加熱讓電子槍發(fā)射電子，發(fā)射源（俗稱(chēng)“燈絲”）用鎢絲或六硼化鑭，需要2500℃左右，高溫促使電子發(fā)射，但也使電子異?；钴S、難以控制，因此熱發(fā)射電子槍的電鏡精度低。”萬(wàn)克樹(shù)說(shuō)。

“場(chǎng)發(fā)射是通過(guò)高壓電場(chǎng)，把電子從‘燈絲’里拉出來(lái)，室溫下可完成。”萬(wàn)克樹(shù)說(shuō)，“所用燈絲國內沒(méi)有生產(chǎn)，全部依賴(lài)進(jìn)口，每根上萬(wàn)美元左右。”

13. 中國半導體產(chǎn)業(yè)因光刻膠失色

“假如我們把光刻機比作一把菜刀，那么光刻膠就好比是要切割的菜，沒(méi)有高質(zhì)量的菜，即使有了鋒利的菜刀，也無(wú)法做出一道佳肴。”日前，江蘇博硯電子科技有限公司技術(shù)部章宇軒在接受記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。

目前，上游高端電子化學(xué)品（LCD用光刻膠）幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口，必須加快面板產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心材料基礎研究與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，才能支撐我國微電子產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展及國際“地位”的確立。

14. 高端軸承鋼，難以補齊的中國制造業(yè)短板

作為機械設備中不可或缺的核心零部件，軸承支撐機械旋轉體，降低其摩擦系數，并保證其回轉精度。在他看來(lái)，無(wú)論飛機、汽車(chē)、高鐵，還是高精密機床、儀器儀表，“凡是旋轉的部分，都需要軸承”。

毫不夸張地說(shuō)，發(fā)動(dòng)機中的軸承一直在“煉獄”中工作——它不僅要以每分鐘上萬(wàn)轉的速度長(cháng)時(shí)間高速運轉，還要承受著(zhù)各種形式的應力擠壓、摩擦與超高溫。

這對軸承的精度、性能、壽命和可靠性提出了高要求，而決定這四點(diǎn)的關(guān)鍵因素，在于其材質(zhì)。

遺憾的是，雖然我國的制軸工藝已經(jīng)接近世界頂尖水平，但材質(zhì)——也就是高端軸承用鋼幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。

15. 算法不精，國產(chǎn)工業(yè)機器人有點(diǎn)“笨”

兩臺機器人分別控制雙層托盤(pán)，讓其不斷地傾斜、轉動(dòng)，另一臺機器人控制機械臂在托盤(pán)上十個(gè)障礙物間不停地穿行而不受阻礙。

這段工業(yè)機器人演示視頻讓人看得眼花繚亂。“這可是人家2009年的技術(shù)，我們現在也無(wú)法做到”，資深機器人從業(yè)者馬龍感慨地說(shuō)。

想要完成如此復雜的動(dòng)作，工業(yè)機器人的大腦——核心控制器必須足夠聰明。

但由于沒(méi)有掌握核心算法，國產(chǎn)工業(yè)機器人“大腦”還不夠聰明，穩定性、故障率、易用性等關(guān)鍵指標遠不如工業(yè)機器人“四大家族”發(fā)那科、ABB、安川、庫卡（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“四大家族”）的產(chǎn)品。

據統計，我國已經(jīng)連續5年成為世界第一大機器人應用市場(chǎng)，但高端機器人仍然依賴(lài)于進(jìn)口。核心算法的差距，是國產(chǎn)工業(yè)機器人向高端制造邁進(jìn)的攔路虎。

16. 航空鋼材不過(guò)硬，國產(chǎn)大飛機起落失據

“如果把發(fā)動(dòng)機和飛控設備比作飛機的心臟和大腦，那么航空超高強度鋼制作的起落架就是飛機的‘腿腳’。沒(méi)有強健腿腳，縱使心臟和大腦再強大，巨人依然站立不起來(lái)！”“青年千人計劃”學(xué)者、南開(kāi)大學(xué)材料學(xué)院教授、博士生導師梁嘉杰對記者說(shuō)。

在梁嘉杰等材料科學(xué)家看來(lái)，隨著(zhù)中國大飛機等項目的加速推進(jìn)，國產(chǎn)航空超高強度鋼材的研發(fā)制造必須迎頭趕上，才能讓國產(chǎn)大飛機更穩健地翱翔藍天。

在航空業(yè)，大飛機是指起飛總重量超過(guò)100噸的運輸類(lèi)飛機，包括軍用、民用大型運輸機和150座以上的干線(xiàn)客機。每架大飛機的起落架用特種高強度鋼約15噸。因為國產(chǎn)材料不過(guò)關(guān)，首架C919下線(xiàn)試飛時(shí)，起落架用進(jìn)口材料制作。

梁嘉杰告訴記者，就目前起落架鋼材使用現狀來(lái)看，美國的300M鋼使用范圍最廣。300M鋼是1952年由美國國際鎳公司研發(fā)，并采用整體鍛件制造工藝制造而成，其強度在1900MPa—2100MPa，相當于20000個(gè)大氣壓。迄今為止，美國九成以上軍民用飛機起落架材料由300M鋼擔綱。

美國的300M鋼采用真空熱處理技術(shù)，避免了滲氫，零件表面光亮，無(wú)氧化脫碳、增碳和晶界氧化等缺陷，提高了表面質(zhì)量。

與此形成對比，國內用于制作起落架的國產(chǎn)超強度鋼材有時(shí)會(huì )出現點(diǎn)狀缺陷、硫化物夾雜、粗晶、內部裂紋、熱處理滲氫等問(wèn)題，這些問(wèn)題都與冶煉過(guò)程中純凈度不夠有關(guān)系。

目前，我國的超高強度鋼材研制水準與歐洲、俄羅斯相比基本相當或略有優(yōu)勢，但在材料創(chuàng )新基礎研究能力，尤其是高純度熔煉技術(shù)方面與美國還有較大差距，存在很大提升空間。

“未來(lái)，應該重點(diǎn)關(guān)注提升超強度鋼純凈度。”中國航發(fā)北京航空材料研究院研究員、中國工程院趙振業(yè)院士說(shuō)，純凈度會(huì )影響航空器械的“壽命”，也是所有航空超高強度鋼的“命門(mén)”，是必須要翻越的山。

17. 燒不出大號靶材，平板顯示制造仰人鼻息

一塊小小的玻璃，不僅可以導電發(fā)光，還可以幻化出形式各異的文字和靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的炫目影像，這就是人們如今已司空見(jiàn)慣的各色平板顯示屏。

玻璃本身不導電，也不發(fā)光，奧妙全在于背后涂裝的一層薄薄透明導電膜。就是這層不足頭發(fā)絲直徑五百分之一的膜，背后有一塊看不見(jiàn)的“靶”。

在有色金屬的“朋友圈”里，銦錫的氧化物是實(shí)現電學(xué)傳導和光學(xué)透明的絕佳組合。

作為有色金屬氧化物，簡(jiǎn)稱(chēng)為ITO的氧化銦錫在平板上具有很好的導電性和透明性，它還可切斷對人體有害的電子輻射、紫外線(xiàn)及遠紅外線(xiàn)，是平板顯示器制造的重要原料。

在薄膜狀時(shí)，它是略顯茶色的透明物質(zhì)；在塊狀時(shí)，呈黃偏灰色。

但它并不是像油漆一樣被刷到平板玻璃上使用，而是先被制作成標準尺寸的固體靶材，由操縱磁控濺射的“槍手”，不斷“射擊”，將其氣化濺鍍到玻璃基板或柔性有機薄膜上，形成一層ITO膜。這層膜的厚度因功能需求而有不同，一般在30納米至200納米。

ITO靶材不僅用于制作液晶顯示器、平板顯示器、等離子顯示器、觸摸屏、電子紙、有機發(fā)光二極管，還用于太陽(yáng)能電池和抗靜電鍍膜、EMI屏蔽的透明傳導鍍膜等，在全球擁有廣泛的市場(chǎng)。

但就在尺寸的問(wèn)題上，國內ITO靶材企業(yè)一直鮮有突破，而后端的平板顯示制造企業(yè)也要仰人鼻息。

ITO靶材核心技術(shù)長(cháng)期把持在日本三井、東曹、日立、住友、VMC和韓國三星、康寧等大企業(yè)手里。

對國內的企業(yè)來(lái)說(shuō)，技術(shù)和工藝是個(gè)難邁的坎。由于ITO靶材是由高溫燒結而成，燒結技術(shù)工藝決定了產(chǎn)品質(zhì)量，功夫不到家的話(huà)，最常出現批次質(zhì)量不穩定的問(wèn)題。

18. 沒(méi)有這些訣竅，我們夠不著(zhù)高端電容電阻

一部手機有幾百個(gè)電容和幾百個(gè)電阻，占了電子元件的大半。中國是最大的基礎電子元件市場(chǎng)，一年消耗的電阻和電容，數以萬(wàn)億計。而最好的消費級電容和電阻，來(lái)自日本。

電容和電阻，是電子工業(yè)的黃金配角。電容市場(chǎng)一年200多億美元，電阻也有百億美元量級。市場(chǎng)的“頭號玩家”是日本，占據一半以上份額，以村田、TDK等企業(yè)為代表；臺灣地區位居次席；而中國大陸的產(chǎn)品多屬于中低端。

“不能簡(jiǎn)單說(shuō)我們不如別人，”電子工程師、瑞迪航科（北京）技術(shù)有限公司總經(jīng)理武曄卿說(shuō)，“在軍用級別，國產(chǎn)電阻電容是能滿(mǎn)足需求的；一些特殊的定制電阻，國內公司也能生產(chǎn)。我們比起日本有差距的，是在消費級的、大批量生產(chǎn)的元件上。”

生產(chǎn)電容的企業(yè)，一般也生產(chǎn)電阻和電感等“被動(dòng)元件”。工藝有相通之處。如消費電子產(chǎn)品用量最大的電阻：薄膜電阻，只有牙簽頭大小，以陶瓷為基底鍍膜制造，工藝稍不精細，指標大打折扣。

材料是中國電子元件企業(yè)的短板：陶瓷漿涉及鈦酸鋇和氧化鈦諸多陶瓷材料，還混合了有機膠等等，電極漿則混合了鎳粉、銅粉和樹(shù)脂等等，配方都需要鉆研。質(zhì)量最高的陶瓷漿和電極漿產(chǎn)自日本公司。日本巨頭如村田和京瓷，從做材料起家，后來(lái)才制造電子元件。

武曄卿說(shuō)，二戰后日本專(zhuān)注民用電子，電子產(chǎn)業(yè)集聚，有利于村田這類(lèi)材料企業(yè)延伸業(yè)務(wù)。“就好像生產(chǎn)面粉的廠(chǎng)子，自己也開(kāi)了拉面店。”

數十年堅持基礎研發(fā)的日本巨頭，始終矚目高端。去年底到現在，基礎電子元件持續瘋漲，武曄卿說(shuō)，原因是日本幾家巨頭停產(chǎn)了利潤率見(jiàn)薄的產(chǎn)品，集中精力于高端市場(chǎng)。

根據業(yè)界估計，隨著(zhù)手機更輕薄和頻段更多，體積小性能好的元件用量會(huì )大大上升，iPhone使用的MLCC是手機中最多的，最新的iPhone要用上千顆。電腦和電視的用量比手機只大不小。

汽車(chē)（尤其是電動(dòng)汽車(chē)）使用的電容和電阻更多，且元件質(zhì)量要求苛刻，因為沖擊、溫度、粉塵和腐蝕等條件更惡劣，且不能有安全隱患。車(chē)用元件市場(chǎng)大，但技術(shù)門(mén)檻很高，未來(lái)可能會(huì )繼續被日本巨頭把持。

19. 激光雷達昏聵，讓自動(dòng)駕駛很糾結

人靠眼睛看路，無(wú)人車(chē)也是。激光雷達就是無(wú)人車(chē)的“眼睛”。

伴隨自動(dòng)駕駛的落地，原來(lái)主要用于三維掃描的激光雷達，成為自動(dòng)駕駛汽車(chē)的必備，甚至決定著(zhù)自動(dòng)駕駛行業(yè)的進(jìn)化水平。但在這個(gè)切中行業(yè)要害的領(lǐng)域，國貨幾乎沒(méi)有話(huà)語(yǔ)權。

目前的自動(dòng)駕駛都處于L3以下階段，毫米波雷達甚至攝像頭都能夠滿(mǎn)足汽車(chē)的視覺(jué)需求，特斯拉就應用了前者。但要想發(fā)展到高級別自動(dòng)駕駛階段，受測距、分辨率、精度、信息全面性的影響，激光雷達不可替代。

國內主流激光雷達企業(yè)北科天繪總經(jīng)理張智武向科技日報記者介紹，激光雷達的掃描精度高、沒(méi)有畸變，毫米波雷達只知道前方有障礙物，并不能準確描述大小和形狀。

激光數據是矢量數據，計算機可以分類(lèi)、提取、處理，自動(dòng)辨別車(chē)道線(xiàn)、擋車(chē)柱、交通標識牌、樹(shù)木等，這也是其他傳感器做不到的。

目前能上路的自動(dòng)駕駛汽車(chē)中，凡涉及激光雷達者，使用的幾乎都是美國Velodyne的產(chǎn)品。這家公司成立于1983年，位于硅谷，其激光雷達產(chǎn)品是行業(yè)標配，占八成以上市場(chǎng)份額。

20. “命門(mén)火衰”，重型燃氣輪機的葉片之殤

重型燃氣輪機（以下簡(jiǎn)稱(chēng)重燃），名副其實(shí)的大國重器。

據悉，重燃發(fā)電機組目前占全國發(fā)電裝機總量的3%左右，雖不是一大塊，卻是不可或缺的一塊——啟?？旖?、熱效率更高、污染更少的燃機機組，作為大電網(wǎng)調峰容量的最佳選擇，在國家能源安全中扮演著(zhù)無(wú)可替代的全局性角色。

沒(méi)有自主化能力，意味著(zhù)我國能源安全的重要一環(huán)，仍然受制于人，存在被“卡脖子”的風(fēng)險。

21. “靶點(diǎn)”難尋，國產(chǎn)創(chuàng )新藥很迷惘

iCLIP技術(shù)的發(fā)明，讓人們拋棄精密的觀(guān)測儀器，也能確定RNA（核糖核酸）和蛋白質(zhì)在哪個(gè)位置“交匯”，甚至可以讀出位點(diǎn)“密碼”。

但iCLIP技術(shù)之難，猶如萬(wàn)千人海中找一個(gè)人，要從幾十億個(gè)堿基對找到一個(gè)或幾個(gè)確定的結合點(diǎn)，精確度可想而知。

自2010年該技術(shù)在《細胞》上首發(fā)，近幾年已逐漸成為相關(guān)領(lǐng)域論文登上CNS（《細胞》《自然》《科學(xué)》）頂級刊物的“標配”實(shí)驗技術(shù)，國內實(shí)驗室卻極少有成熟經(jīng)驗。

有文章報道，國外研究團隊已在RNA操控中展開(kāi)“技術(shù)競賽”，研究論文以幾個(gè)月為周期輪番在CNS上演。

越來(lái)越多證據顯示，非編碼RNA同樣控制著(zhù)生命活動(dòng)，RNA上大量未被發(fā)現的作用位點(diǎn)，可能是創(chuàng )新藥的潛在靶點(diǎn)，iCLIP是發(fā)現潛在靶點(diǎn)的“利器”之一。

22. 射頻器件：仰給于人的手機尷尬

手機的射頻器件，好比部隊的無(wú)線(xiàn)電兵，通信全靠它。中國是世界最大的手機生產(chǎn)國，但造不了高端的手機射頻器件。這需要材料、工藝和設計經(jīng)驗的踏實(shí)積累。

一塊手機的主板上，1/3的空間是射頻電路。

聲音要傳到千里之外，得先轉化成高頻的射電波。信息編碼成一秒鐘幾十億波峰的正弦電波，對方手機接收和還原，紋絲不亂。這就是射頻器件的本事。射頻器件的核心部件是功率放大器芯片，也叫射頻芯片，4G手機一般會(huì )用4到5顆。

“我們好比是修高速公路的，路修得越寬、越平直，車(chē)跑得越多、越快。”專(zhuān)業(yè)設計射頻芯片的Vanchip公司工程師王利明說(shuō)。“手機發(fā)展趨勢是更輕薄，功耗更小，頻段更多，帶寬更大，這就向射頻芯片提出了挑戰。”

2018年，射頻芯片市場(chǎng)150億美元；高端市場(chǎng)基本沒(méi)有國貨，被Skyworks、Qorvo和 博通3家壟斷，高通也占一席之地。

“多年以來(lái)，這幾家的產(chǎn)品已經(jīng)很有口碑，性能很穩定。所以大手機公司比如蘋(píng)果、華為和三星等等，基本都用它們的。”王利明說(shuō)。

國貨的買(mǎi)家多為小品牌手機，且國貨多為2G、3G芯片；4G射頻芯片基本都是洋貨。

射頻器件的另一個(gè)關(guān)鍵元件——濾波器，國內外差距更大。手機使用的高端濾波器，幾十億美元的市場(chǎng)，完全歸屬Qorvo等國外射頻器件巨頭。

23. 真空蒸鍍機匱缺：高端顯示屏上的陰影

未來(lái)可卷曲、如紙一樣輕薄的各類(lèi)終端屏幕主要選材是OLED（有機發(fā)光二極管），OLED生產(chǎn)過(guò)程最重要的一環(huán)就是“蒸”，工藝難度極高。

真空蒸鍍機就如同OLED面板制程的“心臟”，被日本Canon Tokki獨占高端市場(chǎng)，說(shuō)其掌握著(zhù)OLED產(chǎn)業(yè)的咽喉也不過(guò)分，業(yè)界對它的年產(chǎn)量預測通常在幾臺到十幾臺之間。

有錢(qián)也買(mǎi)不到，說(shuō)的就是它?？上?，目前我國還沒(méi)有生產(chǎn)蒸鍍機的企業(yè)，在這個(gè)領(lǐng)域我們沒(méi)什么發(fā)言權。

24. 傳感器疏察，被愚鈍的機器人“國產(chǎn)觸覺(jué)”

給一個(gè)壓力，還一個(gè)電信號。觸覺(jué)傳感器的簡(jiǎn)單轉變就能讓真實(shí)世界以“二進(jìn)制”的方式傳給機器人。

精確、穩定的嚴苛要求，攔住了我國大部分企業(yè)向觸覺(jué)傳感器邁進(jìn)的步伐，目前國內傳感器企業(yè)大多從事氣體、溫度等類(lèi)型傳感器的生產(chǎn)。在一個(gè)有著(zhù)100多家企業(yè)的行業(yè)中，幾乎沒(méi)有傳感器制造商進(jìn)行觸覺(jué)傳感器的生產(chǎn)。

可見(jiàn)，對賣(mài)方而言，工藝門(mén)檻太高；對買(mǎi)方而言，國產(chǎn)貨沒(méi)有障。“一個(gè)向左、一個(gè)向右”的局面，形成了依賴(lài)進(jìn)口、內生乏力的惡性循環(huán)。

25. 居者無(wú)其屋，國產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機的短艙之困

短艙，是飛機上安放發(fā)動(dòng)機的艙室，俗稱(chēng)“房子”，模樣類(lèi)似整流罩，主要由發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣道、整流罩和尾噴口組成，起整流、降噪、保護和為安裝發(fā)動(dòng)機部分附件提供平臺的作用。

“與人們熟知的在高溫、高壓、高速等極端工況下工作的航空發(fā)動(dòng)機熱端部件相比，短艙屬于‘低溫部件’技術(shù)，是航空推進(jìn)系統最重要的核心部件之一，所需的技術(shù)難度極高。其成本約占全部發(fā)動(dòng)機的1/4左右。”北京天驕航空產(chǎn)業(yè)投資有限公司國家“千人計劃”專(zhuān)家王光秋博士說(shuō)。

目前，新一代大涵道比航空發(fā)動(dòng)機短艙，主要由航空業(yè)頂級制造商美國古德里奇提供，包括波音787和空客A350/A320neo等，也包括龐巴迪C系列和巴西航空公司的E系列支線(xiàn)飛機。

美國GE與法國賽風(fēng)合資的奈賽公司也是一家短艙供應商，向用于B737、A330等飛機的推進(jìn)系統提供短艙。而我國在這一重要領(lǐng)域尚屬空白。

26. 喪失先機，沒(méi)有自研操作系統的大國之痛

電腦和手機里，操作系統就像總經(jīng)理。每次開(kāi)啟電源，操作系統第一個(gè)上崗，它根據用戶(hù)的動(dòng)作，命令各種硬件干活。軟件的計算需求，經(jīng)操作系統翻譯，向各種硬件發(fā)出指令。但中國沒(méi)有自己的操作系統。

缺少自研操作系統，不僅是中國的痛點(diǎn)，英、俄、日、德、印等強國用的都是美國人的操作系統。操作系統天然壟斷，贏(yíng)家通吃。美國先人一步，占據高點(diǎn)。

27. 中興的“芯”病，中國的心病

當地時(shí)間16日，一記重拳向中興通訊砸下。美國商務(wù)部表示，由于中興通訊違反了曾與美國政府達成的和解協(xié)議，7年內禁止美國企業(yè)向中興通訊出口任何技術(shù)、產(chǎn)品。

招商電子分析稱(chēng)，中興通訊的主營(yíng)業(yè)務(wù)有基站、光通信及手機，而芯片在這三大領(lǐng)域均存在一定程度的自給率不足。

28. 這些“細節”讓中國難望頂級光刻機項背

指甲蓋大小的芯片，密布千萬(wàn)電線(xiàn)，紋絲不亂，需要極端精準的照相機——光刻機。光刻機精度，決定了芯片的上限。高精度光刻機產(chǎn)自ASML、尼康和佳能三家；頂級光刻機由ASML壟斷。

“十二五”科技成就展覽上，上海微電子裝備公司（SMEE）生產(chǎn)的中國最好的光刻機，與中國的大飛機、登月車(chē)并列。它的加工精度是90納米，相當于2004年上市的奔騰四CPU的水準。國外已經(jīng)做到了十幾納米。