2023年上半年先进制造领域前沿科技发展态势

多国推进制造业本土化进程，积极布局先进制造技术。美国能源部从两党基础设施法案中拨款5000万美元成立“州制造业领导计划”，旨在帮助中小型制造商利用智能制造技术和高性能计算；国防部通过《国防生产法》授权，支持美国国内发展印刷电路板和先进封装工业基地建设。欧盟理事会和欧洲议会就《欧洲芯片法案》达成一致，拟提供430亿欧元（约470亿美元）资金用于提高本地芯片制造能力，建立欧盟半导体供应链。日本追加半导体设备、机床和工业机器人、金属3D打印机等9行业列入外国投资重点审查对象。韩国产业通商资源部发布《先进机器人监管创新计划》，旨在通过监管创新促进机器人行业的业务创造。澳大利亚将先进制造列入其最新发布的《关键技术声明》和《国家利益关键技术清单》，表示要将澳大利亚再次建设成为制造业大国。同时，澳大利亚设立150亿澳元（约102亿美元）国家重建基金，旨在促进国内制造业长期增长并减少对进口的依赖。中国国务院常务会议审议通过关于加快发展先进制造业集群的意见，强调要把发展先进制造业集群摆到更加突出位置。

增材制造材料和技术突破不断，航空和军事应用显著加快。美国哈佛大学开发出旋转多材料3D打印技术，可用于软机器人的人造肌肉和弹性体结构；NASA利用3D打印工艺制造出最耐用高温合金，可显著提高飞行器部件的强度和韧性；印第安纳州圣母大学开发出高通量组合3D打印新工艺，大幅缩短新材料研发进程。英国爱丁堡赫里奥特-瓦特大学开发出高穿透性近红外光固化3D打印技术，可用于打印多材料、多颜色的复杂结构。瑞士南方应用科学与技术大学开发出新型混合3D打印工艺，可快速高效生产复杂多孔陶瓷零部件。韩国科学技术研究所利用3D打印工艺制造出可导电的弹性部件，将用于可拉伸电子产品。澳大利亚皇家墨尔本理工大学研究团队利用3D打印工艺制造出更高强韧性的新型钛合金。中国江南大学开发出无支撑、大跨度陶瓷3D打印方法。

软体机器人成为研发热点，促进机器人应用场景拓展。美国伊利诺伊大学香槟分校利用章鱼肌肉生理学模型开发出软体机器人控制框架；卡内基梅隆大学开发出可在水陆自适应运动的软体机器人；北卡罗莱纳州立大学研发出类似毛毛虫的软体爬行机器人。英国布里斯托大学开发出可在极端环境中进行水下探索的软体机器人；爱丁堡大学利用可伸缩电子皮肤提高了软体机器人的自我感知能力。意大利理工学院开发出用于地下探索的仿生蚯蚓机器人。加拿大滑铁卢大学开发出可在紫外光和磁力作用下移动的软体攀爬机器人。韩国国立全北大学开发出具有光子晶体特性的软机器人，可用于检测甲醇污染。新加坡科技设计大学开发出可重新配置的软体机器人抓手，具有目前最广泛的抓取能力；国立大学开发出具有超声波自动定位和多模态感官智能的软体机器人系统。中国香港大学等开发出全水相微型液态机器人，突破现有研发技术瓶颈；中科院宁波材料技术与工程研究所开发出可在崎岖地形上移动的水凝胶软体机器人；中山大学开发出形似大象鼻子的连续机器人。

传感器技术全面进化，全领域赋能效果显现。美国麻省理工学院等开发出可检测大脑深处光线的传感器；宾夕法尼亚州立大学开发出可以模仿人眼的传感器设备；休斯敦大学开发出一种可在900摄氏度温度下工作的传感器；密歇根大学开发出一种新型传感系统，可将沙发、桌子、袖子等日常用品变成计算机的高保真输入设备。英国诺森比亚大学等开发出通过声波无线传输信息的可穿戴传感器；皇家海军将对无卫星导航系统的量子传感器进行测试。瑞典厄勒布鲁大学开发出可在所有天气条件下安全运行的自动驾驶汽车导航雷达传感器。荷兰格罗宁根大学开发出具备海豹波浪状胡须结构的超灵敏尾迹跟踪传感器。瑞士联邦材料科学与技术实验室利用可持续材料开发出检测土壤状况的飞行传感器。澳大利亚悉尼新南威尔士大学将人工突触与先进传感器相结合，开发出模仿人类皮肤功能的电子设备。中国科学院宁波材料技术与工程研究所开发出应变—温度双模传感器，能够通过单个传感器实现对应变和温度刺激的实时感知，而且不会出现交叉干扰。

智能工厂市场规模加速扩大，熄灯工厂的解决方案持续增加。据IMARC Group的报告显示，2022年全球智能工厂市场规模为1732亿美元，且未来5年的复合年增长率可达11.13%。美国威瑞森与德勤合作，为沉浸式工业4.0体验中心“威奇托智能工厂”部署5G网络，推动智能制造实施；科氏工业集团子公司在中国开设第一家脱碳硬件的智能制造工厂；先进制造服务公司Zeda在俄州开设一家熄灯工厂，将为航空航天、国防、能源等高度受监管行业提供纳米涂层、3D打印和其他制造技术；法国欧立腾推出智能工厂4.0计划，旨在让航空航天工业更环保、更安全、更高效；德国西门子将投资1.4亿欧元（约合1.5亿美元），扩建其在成都的数字化工厂，以服务中国市场的增长机会。日本京瓷正在建设新的智能工厂，生产用于半导体相关的精细陶瓷元件以及半导体封装；韩国LG CNS与美国霍尼韦尔公司将合作加强工厂建设、生产实时监控、远程控制操作技术，提高智能工厂的生产效率和安全性。

编辑丨郑实