中国急需攻克5项顶尖技术,一旦突破,将不再被美国卡脖子

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北斗代替GPS成为中国人头顶的“启明星”,国产C919逐渐代替波音飞机成为我们飞上蓝天的翅膀。

技术飞跃让中国不仅仅是制造大国,还是创造强国。

即便这些技术足以让我们骄傲,但中国要赶超发达国家,比肩国际一流的技术还任重道远,非一朝一夕能完成的。

很多人看到天上飞的战机、海里开的航母就以为中国万事俱备了,实际上我们在很多关键技术上都存在卡脖子问题。

《科技日报》就曾报道卡脖子的35项技术,其中中国急需攻克5项顶尖技术。

一、光刻机

很多人对光刻机的了解大概源于荷兰人的一句‘就算把图纸给中国人,他们也造不出’。

他们能如此傲慢是因为荷兰ASML公司在该领域基本处于顶尖位置。

更有知情者声称造光刻机的难度堪比原子弹,这项技术一直掌握在荷兰、日本等国家手中,限制了相关产业的发展。

在半导体产业中,光刻机一直是核心设备,是所有相关设备中最具技术含量和壁垒最高的技术。

没有它,中国半导体产业随时都会因制裁而卡脖子。

光刻机技术的卡脖子直接影响了中国芯片的发展,决定芯片制造的性能,从而影响与之相关的一系列产业链。

这是一种整体而宏观的影响

华为Mate60上线后引起国人骄傲就在于他们突破制裁研制出中国人自己的芯片。

但该芯片与国际一流技术依然相差甚远,其中既有材料方面的原因,也有技术方面的原因,缺乏光刻机就是其中之一。

光刻机的工作路径和照片冲洗类似,它经过20到30次光刻将所需的电路图样印刷到硅片上,光线会与光刻胶发生反应产生不同效果。

芯片面积小,对光刻机的要求也就更高,技术越复杂垄断性就越强。

光刻机耗时耗力耗费金钱,以及复杂的制造工艺都是中国需要突破的难题

随着芯片行业以及相关产业链的发展,国内光刻机的投资规模也在逐渐扩大。

目前我国的上海微电子已经是国内光刻机领域的顶尖存在,市场占有率第一。

二、操作系统

眼花缭乱的APP软件常常让我们忘了操作系统的重要性,但它是手机电脑最基础最根本的存在。

操作系统是运行计算机硬件与软件资源的程序,影响数据运算、资源处理和数据输入输出的速度和效率。

操作系统在“十四五”时期就被列为需要攻克的关键核心技术之一,它在电子行业的未来发展中具有不可替代性。

如果没有操作系统,其他软件都无法施展空间,它就像大自然中的生态系统

它在时悄无声息,一旦失去所有软件都寸步难行。

目前的操作系统主要有MacOS、Windows、Linux,以及华为自主研发的鸿蒙系统。

四个系统中只有一个中国自己的系统,但鸿蒙系统也仅限华为手机,无法做到全国通用。

一旦制裁来临,我们使用的手机没有自己的生态,它们将成为一块废铁,不再是便民利民的工具。

华为鸿蒙系统的推出是一个突破口,但它的生态系统还未完全建立。

基于此,华为鸿蒙系统的开源计划要到2025年才能完成。

2025年,市面上大多数的电子产品都需采用鸿蒙系统,并做到全覆盖。

同时鸿蒙系统还需要走向国际,在关键技术上比肩全球领先的操作系统。

三、触觉传感器

一个指甲盖大小的传感器阻拦了中国大多数企业前进的步伐,在所有传感器中,几乎没有中国企业进行触觉传感器的研发制造。

日本制造的触觉传感器中分布了一百多个敏感元件,售价高达十万元,依赖国外进口是一笔巨大的经济支出。

触觉传感器主要依靠振动来收集并反馈给外界,这个过程会消耗大量的能量,而且它极容易被环境影响出现性能不稳的情况。

同时触觉传感器还要像芯片那样小巧精致

三者是触觉传感器研发过程中面临的关键技术问题。

现在对触觉传感器最广为人知的运用集中在人工智能领域。

一旦装上触觉传感器,机器人的世界将由代码转化为味觉、嗅觉和触觉组成的真实世界。

触觉传感器对外界信息记录、存储并进行传输,在医疗和精密加工上运用将提高两者的精度和效率。

触觉传感器在传感器工程专业、机械工程专业、电子信息工程专业和计算机科学技术专业上起着举足轻重的作用,这些专业都是互联网时代急需的重点产业

在万物互联的时代,触觉传感器决定了时代的进程,决定了中国能否跟上第三次科技革命,引领第四次科技革命。

目前我国对传感器的研究集中在温度和气体方面,在机器人的六维触觉上存在短板,也限制了人工机器人的发展。

在这个科技大爆炸的时代,缺乏核心技术就会受制于人,发达国家在人工智能和智能机器人领域深耕。

而我们依然困在触觉传感器这一难关上。

四、工业机床

中国作为制造大国离不开工业机床,是制造行业中的核心设备。

机床有多重要?毫不夸张的说大到飞机轮船,小到手机菜刀都需要使用机床。

从产品的原材料到相关零件,以及最后的组装都离不开机床。

高端数控机床更有工业母机之称,是衡量国家制造业水平的标准之一。

一直以来中国只能生产中低端机床,在环保、数控和智能化技术上缺乏竞争力,因为高端机床的技术一直掌握在欧美国家手中。

发达国家对机床拥有绝对话语权,对中国的进口和使用施加各种严格规定。

日本进口的机床甚至装有检测设备,不允许中国移动和出口所购机房。

1993年,美国将一批用了10余年的机床卖给中国,售价竟高达500万美元。

高价卖出还不够,美国还规定了机床的使用时间、生产数量和类型。

这几年国务院、工信部等也十分重视机床的研发,通过减税降费和倾斜资源来鼓励中国企业自主研发机床。

解决这个卡脖子技术的一大难题就是时间周期,机床的设备更新在7年到10年之间。

目前我国的机床产量达到26万多台,但数控化率仅为46.3%,与日本80%的数控化率相差甚远,提升空间还很大。

未来数控机床的质量和效率需要更大的资源和政策倾斜才能实现国产替代。

从我国的市场规模来看,要实现这一点只是时间问题。

五、真空蒸镀机

过去我们的手机屏幕使用的是LCD面板,但后来苹果采用了更为更轻薄、色彩饱和度更高的OLED面板。

OLED面板是将发光材料涂抹在手机上,之后还需要在真空环境中蒸发和升华,这一过程就需要使用蒸镀机。

真空蒸镀机的工作原理是用电流在真空中加热,将材料气化后在屏幕或者基底上凝结成薄膜,在医疗设备和机械制造等领域都广泛运用。

真空蒸镀机的制造难度堪比光刻机,之前一直被日本的Canon Tokki垄断,全球市场份额高达90%,他们售出的一台蒸镀机高达1亿美元。

Canon Tokki公司蒸镀机的产量有限,每年的产量为10台,还优先为韩国三星服务。

这严重限制了国内OLED屏的发展,导致国内的屏幕技术始终落后于韩国三星,在折叠屏领域失了先机。

直到2020年,真空蒸镀机的空缺才被派莱特光电科技有限公司填补,但国产蒸镀机问世后不能立马投入市场。

实验室和市场之间存在一定差距,要让市场相信产品就需要要测试,经过4600次测试后,国产蒸镀机在2022年才迎来春天。

国产蒸镀机问世后,它的价格降至300多万元。

但要实现国产替代还需要时间,很多技术也需要迭代更新。

毕竟技术一年更比一年强,真空蒸镀机技术的问世将助推OLED屏技术发展,我们依然在追赶的路上。

技术的进步离不开人才,在技术攻克过程中,人才、资源两手抓才能让技术创新成为常态。

结语

2018年困住我国发展的35项关键技术已经被攻克了21项,其他技术的攻克成果还未发布,但不久的将来中国将实现自主研发创造。

中国正处在制造强国和创造强国的转型之路上,这条路上遇到的各种制裁提醒我们。

要将关键技术掌握在自己手中,否则就只能被牵着鼻子走。

虽然在很多领域我们依然无法赶超欧美,比肩国际一流,但中国迈出了0到1的第一步。

每一步都走得艰辛,但我们不能停留,血的教训告诉我们落后就要挨打。

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页面更新:2024-03-11

标签:中国   华为   光刻   鸿蒙   技术   触觉   美国   传感器   机床   真空   芯片

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