未來中國制造發(fā)力點(diǎn),重點(diǎn)關(guān)注20種產(chǎn)品和16種新材料!
中國制造業(yè)目前已取得了舉世矚目的成就,從弱小,到巨龍展翅,中國制造人付出了巨大心血和努力。然而不可否認(rèn)的是,中國制造仍有巨大的發(fā)展空間,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),未來我們可以在下文介紹的20種產(chǎn)品和16種高端材料方面發(fā)力。如果能攻克與這些產(chǎn)品和材料相關(guān)的技術(shù)難題,則將利于我國制造業(yè)向前邁進(jìn)一大步。
Part.1 ——20種產(chǎn)品
1.高端數(shù)控機(jī)床
機(jī)床是現(xiàn)代制造的基礎(chǔ),沒有機(jī)床的支撐,現(xiàn)代制造將寸步難行。隨著時(shí)代和科技的發(fā)展,制造業(yè)對精密加工的要求越來越高,更高精度的產(chǎn)品不得不依賴高端數(shù)控機(jī)床。
目前國內(nèi)的高端數(shù)控機(jī)床自給率不足10%,雖然我國不斷加大對高端機(jī)床的研發(fā)投入,但國產(chǎn)機(jī)床精度和使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到世界同類水平。
2.芯片
小到平時(shí)使用的智能手機(jī),大到登月用的超級計(jì)算機(jī),芯片可以說是無處不在。中國芯片市場超過數(shù)千億美元,然而中國核心集成電路國產(chǎn)芯片占有率多項(xiàng)為0,貿(mào)易逆差高達(dá)1657億美元。
這張圖最初源自清華大學(xué)微電子學(xué)研究所魏少軍所長的文章,發(fā)表在2017年的《集成電路應(yīng)用》第34卷第4期上。
盡管我國正在加大攻關(guān)芯片技術(shù)的力度,但中國企業(yè)在全球芯片產(chǎn)業(yè)格局中仍處于中低端領(lǐng)域。
3.光刻機(jī)
光刻機(jī)被譽(yù)為芯片之母,國產(chǎn)芯片的匱乏一定程度上源于光刻機(jī)的無力。目前制造高端芯片的光刻機(jī),全球只有荷蘭ASML和日本尼康和佳能擁有,其中荷蘭的ASML占據(jù)全球份額的87.4%。
如今半導(dǎo)體工業(yè)正在挑戰(zhàn)的制程工藝為3nm和5nm,這個(gè)尺寸不到頭發(fā)絲直徑的萬分之一。在這個(gè)精度條件下加工,任何傳統(tǒng)的加工方式都毫無用武之地,“工欲善其事,必先利其器”,要想半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)突破技術(shù)封鎖,要想開發(fā)先進(jìn)的半導(dǎo)體制程,就必須要有先進(jìn)的光刻機(jī)。
4.操作系統(tǒng)
盡管國產(chǎn)智能手機(jī)已取得世界領(lǐng)先地位,但在智能手機(jī)的操作系統(tǒng)上中國仍很被動。目前,華為的鴻蒙已占有一定的市場,但目前占比很小。
中國要想真正實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)的自主生產(chǎn),操作系統(tǒng)的空白是永遠(yuǎn)繞不開的問題。而建設(shè)操作系統(tǒng)最重要的軟件生態(tài)系統(tǒng),需要芯片廠商、系統(tǒng)廠商、軟件廠商的數(shù)年如一日地共同協(xié)作。
5.醫(yī)療器械
醫(yī)療器械是指直接或間接用于人體的儀器、設(shè)備、器具、體外診斷試劑及校準(zhǔn)物、材料及其他類似或者相關(guān)的物品,包括所需要的軟件,主要用于醫(yī)療診斷、監(jiān)護(hù)和治療。沒有醫(yī)療器械,中國上億醫(yī)患病人難以得到及時(shí)救治。
盡管我國醫(yī)療行業(yè)日益完善,但很多醫(yī)療器械多進(jìn)口于德國、日本、瑞士,這種高端精密儀器,一臺設(shè)備的成本通常高達(dá)百萬甚至千萬。
目前我國醫(yī)療器械和發(fā)達(dá)國家的差距主要體現(xiàn)在高端產(chǎn)品上。國產(chǎn)醫(yī)療器械同質(zhì)化嚴(yán)重,例如我國僅生產(chǎn)輸液器、注射器的企業(yè)就有200多家,缺乏差異化和創(chuàng)新意識。
6.航空發(fā)動機(jī)
中國的火箭能去月球,四代戰(zhàn)機(jī)能自主研發(fā),但航空發(fā)動機(jī)依然高度依賴進(jìn)口。目前世界航發(fā)領(lǐng)域,美國英國的航空發(fā)動機(jī)的霸主地位難以撼動,美國普惠(PW:普拉特·惠特尼)、通用(GE:通用電氣)和英國的羅羅(RR:羅爾斯·羅伊斯,又名勞斯萊斯)牢牢占據(jù)航發(fā)三甲的位置,國產(chǎn)發(fā)動機(jī)市場占有率不足1%。
7.船舶柴油發(fā)動機(jī)
中國造船技術(shù)位居世界前列,但國內(nèi)在船舶動力裝置中,有95%以上為柴油機(jī)動力裝置,而世界上的船舶柴油機(jī)基本被MAN B&W柴油機(jī)公司和瓦錫蘭公司壟斷。
不僅船舶發(fā)動機(jī)市場被國外牢牢占據(jù),專利封鎖也難以突圍。曾有報(bào)導(dǎo)稱國內(nèi)中西部地區(qū)有一家國有企業(yè)制造了300多臺船舶用中速機(jī),盈利上億元,可是當(dāng)該企業(yè)在繳納知識產(chǎn)權(quán)費(fèi)后,盈余所剩無幾。國產(chǎn)發(fā)動機(jī)要想厚積薄發(fā),突破專利封鎖成為重中之重。
8.汽車發(fā)動機(jī)
目前國產(chǎn)發(fā)動機(jī)仍然缺乏自主研發(fā)的技術(shù),導(dǎo)致國產(chǎn)發(fā)動機(jī)無論在制程、可靠度與國外都有一定的差距。
在自主品牌快速發(fā)展的今天,國產(chǎn)車在外觀設(shè)計(jì)和車身做工上進(jìn)步非常大,某些優(yōu)秀產(chǎn)品在這些方面甚至可以趕超合資,但一臺優(yōu)秀的發(fā)動機(jī)仍是國產(chǎn)汽車贏得消費(fèi)者信賴的重要基礎(chǔ)。
9.高端傳感器
無論是智能手機(jī)、智能硬件還是智能家居,高端傳感器可謂無處不在,高端傳感器已成為數(shù)字化時(shí)代的基礎(chǔ)配件。
目前我國最缺乏的是高端的、靈敏的傳感器。就總體水平而言,國產(chǎn)的傳感器產(chǎn)品仍以中低端為主,技術(shù)水平相對落后。中國市場上的中高端傳感器進(jìn)口占比達(dá)80%,數(shù)字化、智能化、微型化產(chǎn)品嚴(yán)重欠缺。
10.轉(zhuǎn)轍機(jī)
轉(zhuǎn)轍機(jī)是道岔控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),它可以很好地保證行車安全,提高運(yùn)輸效率,改善行車人員的勞動強(qiáng)度。目前我國自主生產(chǎn)的ZD6轉(zhuǎn)轍機(jī)精度有待提高。
11.高端軸承
在我們的生活中軸承幾乎無處不在,小到路邊的共享單車、家里的家用電器,大到上天的宇宙飛船,下水的航空母艦,沒有軸承這一切都無法存在。
滾動軸承的精度一般分為P0、P6、P5、P4和P2五個(gè)等級,用于精密機(jī)床主軸上的軸承精度應(yīng)為P5及以上級,而對于數(shù)控機(jī)床、加工中心等高速、哈爾濱軸承高精密機(jī)床的主軸支承,則需選用P4及以上級超精密軸承。P4及以上級超精密軸承對技術(shù)性能和可靠性要求很高,國內(nèi)需求的一半以上都依賴進(jìn)口。
12.大型機(jī)
大型機(jī)也被稱為大型主機(jī),依靠其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲能力和安全性某些重要行業(yè)具備了“不可替代性”。大型機(jī)擔(dān)著企業(yè)、機(jī)構(gòu)最核心的應(yīng)用,例如銀行的資金交易,用戶數(shù)據(jù)等等。如果四大行這樣的大銀行大型機(jī)出了大故障,銀行轉(zhuǎn)賬和ATM機(jī)都將癱瘓,我們?nèi)粘J褂玫囊苿又Ц秾o法正常運(yùn)作。這也說明我們在該技術(shù)領(lǐng)域有較大的提升空間。
13.透射電子顯微鏡
透射電子顯微鏡是利用高能電子束,充當(dāng)照明光源而進(jìn)行放大成像的大型顯微分析設(shè)備。相比于光學(xué)顯微鏡,透射電子顯微鏡可以看到看清小于0.2μm的細(xì)微結(jié)構(gòu),是我國科研領(lǐng)域重要器械。目前我國還無法生產(chǎn)高精度的透射電子顯微鏡,高校和科研機(jī)構(gòu)使用的電鏡大多進(jìn)口自美國、日本和荷蘭。
14.數(shù)控刀具
數(shù)控刀具是工業(yè)生產(chǎn)的牙齒,沒有刀具原材料的加工就是無稽之談。目前國產(chǎn)數(shù)控刀具在工藝和涂層工藝上,精度和耐用性都有大提高,取得了重大進(jìn)步,但是與世界高端刀具相比還有一定的差距。
15.基因檢測儀
基因測序儀誕生于1986年,目前已經(jīng)走過了30多年,其中超過99%的設(shè)備都是美國研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的。中國的基因工程若要取得進(jìn)展,需要在基因檢測儀方面加大發(fā)力度。
16.真空蒸鍍機(jī)
隨著搭載京東方OLED 屏幕的華為mate20的上市,國產(chǎn)OLED 屏幕在國際市場上扮演著越來越重要的角色。然而作為OLED面板制程的“心臟”:真空蒸鍍機(jī),其核心技術(shù)仍然牢牢掌握在日本Canon Tokki手里。
Canon Tokki的年產(chǎn)量通常只有幾臺到十幾臺之間,它能把有機(jī)發(fā)光材料蒸鍍到基板上的誤差控制在5微米內(nèi),沒有其他公司的蒸鍍機(jī)能達(dá)到這個(gè)精準(zhǔn)度。目前我國已有生產(chǎn)蒸鍍機(jī)的企業(yè),在精度上我們還得繼續(xù)努力。
17.高精度機(jī)械手
機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的最重要的部件之一,隨著中國制造業(yè)逐步走向數(shù)字化、智能化對工業(yè)機(jī)器人的精度要求也越來越高。目前我國工業(yè)機(jī)器人重要部件制造的基礎(chǔ)還比較薄弱,達(dá)不到高精度的需求。
18.感光干膜
感光干膜是一種特殊的制造印制電路板(PCB)的專用品,通常由聚乙烯膜、光致抗蝕劑膜和聚酯薄膜三部分組成。感光干膜主要作用是隔絕氧氣、分層和避免機(jī)械劃傷,沒有它電路板的壽命將大幅下降。2017年我國光致抗蝕干膜產(chǎn)量約0.7億平方米,占國內(nèi)消費(fèi)量的1/3。
19.抗癌藥
一種新藥對于癌癥患者來說是救命稻草,但對于制藥企業(yè)來說,是6~10年上百億元的研發(fā)投入。讓中國癌癥患者早日吃上廉價(jià)的國產(chǎn)藥,中國制藥企業(yè)仍有很長路要走。2017年我國腫瘤藥規(guī)模超過1400億,但較多依賴進(jìn)口。
20.數(shù)碼相機(jī)
單反數(shù)碼相機(jī)技術(shù)門檻很高,需要最前沿的光學(xué)、電子、機(jī)械技術(shù)相結(jié)合。像如今單反相機(jī)的快門速度可以達(dá)到1/4000秒,部分高端機(jī)型甚至達(dá)到1/8000秒,如此高速的快門對加工精度和可靠度有著極其嚴(yán)苛的要求,中國機(jī)械加工條件目前還難以達(dá)到這樣的水平。
Part.2 ——16種高端材料
1.碳纖維:我國企業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張速度較快但核心技術(shù)缺失嚴(yán)重,高附加值的航空航天用碳纖維仍被“卡脖子”。
2.汽車鋁板:我國企業(yè)核心設(shè)備與技術(shù)均需進(jìn)口,高性能產(chǎn)品產(chǎn)能尚待提升。
3.聚酰亞胺:產(chǎn)品多用于軍用領(lǐng)域,我國電子級PI薄膜質(zhì)量落后于國際先進(jìn)水平。
4.SiC纖維:日美企業(yè)統(tǒng)治全球市場,我國第三代SiC纖維產(chǎn)業(yè)化處于起步階段。
5.硅片:我國企業(yè)產(chǎn)能集中于6英寸硅片,12英寸大硅片國產(chǎn)化率較低。
6.碳化硅:美國企業(yè)一家獨(dú)大,我們龍頭企業(yè)開始批量生產(chǎn),進(jìn)口依賴度達(dá)80%。
7.半導(dǎo)體濺射靶材:日美廠家占據(jù)壟斷地位,我國國產(chǎn)化率僅20%。
8.尼龍66:己二腈技術(shù)有所突破,國內(nèi)企業(yè)加速布局,全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)口替代可期。
9.聚乳酸:我國企業(yè)產(chǎn)能份額不斷上升,原材料供應(yīng)與生產(chǎn)工藝制約進(jìn)一步發(fā)展。
10.電子陶瓷:我國企業(yè)占據(jù)中低端市場,陶瓷粉末技術(shù)有待突破,被日美卡脖子。
11.光學(xué)膜:PVA膜、TAC膜、增亮膜、擴(kuò)散膜等基膜被日韓企業(yè)卡脖子。
12.光刻膠:我國半導(dǎo)體光刻膠國產(chǎn)化率2%,KrF、ArF光刻膠對外依賴最為嚴(yán)重。
13.有機(jī)發(fā)光材料:我國企業(yè)主要生產(chǎn)粗單體、中間體,終端成品材料有待突破。
14.聚苯醚:我國企業(yè)產(chǎn)銷量躋身世界前列,但仍供不應(yīng)求,品質(zhì)、產(chǎn)量、品種牌號等方面與歐美企業(yè)尚有差距。
15.對位芳綸:產(chǎn)能尚停留于千噸級,良品率與產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)重阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
16.高吸水性樹脂:總產(chǎn)能邁入國際第一梯隊(duì),低端產(chǎn)能過剩,高端產(chǎn)能不足。