雖然現(xiàn)在5S管理越來越多的被中國(guó)企業(yè)認(rèn)可，但“中國(guó)制造不像我們想象的那么強(qiáng)大，西方工業(yè)，也沒有衰退到依賴中國(guó)。我們的制造業(yè)還沒有升級(jí)，制造業(yè)者已開始撤離。”

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

中國(guó)制造

1. 去不掉的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)“銹疾”

“不銹鋼能不能不生銹？”這個(gè)有點(diǎn)黑色幽默的問題，幾乎讓中國(guó)航天科技集團(tuán)六院發(fā)動(dòng)機(jī)專家、長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭副總設(shè)計(jì)師陳建華落下心病。

在我國(guó)120噸級(jí)液氧煤油補(bǔ)燃循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)YF-100的研制過程中，陳建華注意到好幾種高強(qiáng)度不銹鋼都容易生銹。從2011年開始，他跟老朋友，鋼鐵研究總院特殊鋼研究所副所長(zhǎng)蘇杰無數(shù)次溝通，雙方壓力都很大。

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

2.環(huán)氧樹脂韌性不足，國(guó)產(chǎn)碳纖維缺股勁兒

“碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)很多，包括上游原絲生產(chǎn)、中游碳化環(huán)節(jié)、下游復(fù)合材料及其應(yīng)用，經(jīng)過十多年的研發(fā)和突破，目前我國(guó)碳纖維的‘卡脖子’問題主要在下游應(yīng)用環(huán)節(jié)，即復(fù)合材料和制品方面。”中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)賀燕麗說。

碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度新型纖維材料，之所以其質(zhì)量能比金屬鋁輕，但強(qiáng)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(fù)合輔材就是環(huán)氧樹脂。

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

3.通往超精密拋光工藝之巔，路阻且長(zhǎng)

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

事實(shí)上，人類對(duì)“絕對(duì)光滑”的追求也已經(jīng)從科學(xué)幻想轉(zhuǎn)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(dāng)前最為先進(jìn)的化學(xué)機(jī)械拋光（chemical mechanical polishing，CMP）技術(shù)也已進(jìn)入原子尺寸級(jí)。而當(dāng)電子工業(yè)強(qiáng)國(guó)爭(zhēng)相攀登或到達(dá)這一工藝巔峰之時(shí)，我們卻還只能仰望。

4. 拙鈍的探測(cè)器模糊了醫(yī)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(jì)算機(jī)斷層掃描）也有相似的難題。

雪上加霜的是，傳統(tǒng)CT的斷層“視野”太窄，就好比“門縫里看博爾特”，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(zhǔn)確成像是CT機(jī)誕生后幾十年內(nèi)沒能達(dá)成的使命。

近年來，一些進(jìn)口高端CT機(jī)通過技術(shù)創(chuàng)新有所突破，主要是在探測(cè)器上下足功夫。“進(jìn)口的高端CT機(jī)為什么貴，一些實(shí)力雄厚的醫(yī)院購(gòu)買也要掂量掂量，主要貴在探測(cè)器上。”

一位醫(yī)學(xué)影像設(shè)備研發(fā)人員介紹，每個(gè)探測(cè)器單元價(jià)值幾萬元，最高端的320排CT探測(cè)器要上千萬元。

5. 攻克核心技術(shù)需建立“試用生態(tài)”

6月21日，中國(guó)工程院院士、中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)杜祥琬，中國(guó)工程院院士倪光南等多領(lǐng)域?qū)＜?，出?ldquo;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(guó)核心技術(shù)受制于人的困境。

在談到我國(guó)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(yīng)用中不斷發(fā)展。”

他認(rèn)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”過渡到了“可用”階段，如果有用戶基礎(chǔ)，并形成順暢的反饋機(jī)制，我國(guó)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(guó)，尖端儀器設(shè)備多半靠進(jìn)口。”杜祥琬表示，有些技術(shù)國(guó)內(nèi)也有人做，但要想走向規(guī)?；膽?yīng)用，需要有好的生態(tài)，“用起來”是關(guān)鍵。

作為專注航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)20余年的專家，國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家、天驕航空創(chuàng)新研究院常務(wù)副院長(zhǎng)王光秋指出，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，近年來我國(guó)已取得了多項(xiàng)進(jìn)展，但技術(shù)應(yīng)用仍然是有待解決的關(guān)鍵問題之一。

如何構(gòu)建技術(shù)使用生態(tài)？中國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院預(yù)測(cè)所所長(zhǎng)王革認(rèn)為，構(gòu)建生態(tài)首先要強(qiáng)調(diào)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?jiǎng)?chuàng)新體制機(jī)制，例如構(gòu)建以應(yīng)用為導(dǎo)向的評(píng)價(jià)體系等。

自主可控是達(dá)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(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)應(yīng)進(jìn)行自主可控的評(píng)估。評(píng)估需要回答三個(gè)問題：有沒有第二家供貨商，是否掌握核心代碼，沒有供貨怎么辦。

“我們希望企業(yè)所有的產(chǎn)品都應(yīng)該有備份能力，性能可以沒有國(guó)外系統(tǒng)優(yōu)秀，但可以應(yīng)付市場(chǎng)上可能出現(xiàn)的各種情況。”倪光南表示，項(xiàng)目評(píng)估時(shí)，相關(guān)單位本著客觀態(tài)度容許企業(yè)可以“有而不強(qiáng)”，將是生態(tài)建設(shè)的一個(gè)重要方面。

6. 一層隔膜兩重天：國(guó)產(chǎn)鋰電池尚需撥云見日

“也不知道這輛車的電池能堅(jiān)持多久？”

6月15日上午，望著窗外駛過的又一輛新能源汽車，南開大學(xué)新能源材料化學(xué)研究所所長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師周震習(xí)慣性地自語道。

從事新能源材料研究20多年，看著日漸增多的新能源汽車，周震欣喜之余，仍存憂慮，“鋰電池的基礎(chǔ)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進(jìn)口”。

在周震等業(yè)內(nèi)專家看來，作為新能源車的“心臟”，國(guó)產(chǎn)鋰離子電池（以下簡(jiǎn)稱鋰電池）目前“跳”得還不夠穩(wěn)。

在鋰電池領(lǐng)域存在著一個(gè)跨越太平洋的“四國(guó)游戲”。“從行業(yè)角度來看，美國(guó)有比較強(qiáng)的研發(fā)設(shè)計(jì)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(guó)，生產(chǎn)規(guī)范嚴(yán)格，能夠最先制造出新的成品電池；我國(guó)和韓國(guó)作為第二梯隊(duì)，后續(xù)跟進(jìn)……”

周震解釋說，“相較日、韓，我國(guó)的低端鋰電池產(chǎn)品更有優(yōu)勢(shì)，主要是由于人工和原始材料相對(duì)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(jù)了解，電池四大核心材料中，正、負(fù)極材料、電解液都已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，唯獨(dú)隔膜仍是短板。國(guó)產(chǎn)隔膜主要供應(yīng)低端3C類電池市場(chǎng)，高端隔膜目前依然大量依賴進(jìn)口。

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

7. 國(guó)產(chǎn)焊接電源“啞火”，機(jī)器人水下作業(yè)有心無力

我國(guó)是海洋大國(guó)，擁有300多萬平方公里海域，正在大力發(fā)展高端海洋資源開發(fā)和海洋維權(quán)裝備。海里的設(shè)備一旦出現(xiàn)開裂等故障，需要用有工業(yè)制造“縫紉機(jī)”之稱的焊接裝備修補(bǔ)。

深海焊接的實(shí)現(xiàn)靠水下機(jī)器人。而我國(guó)水下機(jī)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(guó)務(wù)院總理在日本豐田汽車北海道工廠參觀考察了氫燃料電池車。這一舉動(dòng)，被解讀為對(duì)氫燃料電池車產(chǎn)業(yè)釋放出利好信號(hào)。

一個(gè)有些尷尬的現(xiàn)實(shí)是，國(guó)外的燃料電池車已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但我國(guó)車用燃料電池還處在技術(shù)驗(yàn)證階段。南方科技大學(xué)機(jī)械與能源工程系教授王海江指出，我國(guó)車用燃料電池的現(xiàn)狀是——幾乎無部件生產(chǎn)商，無車用電堆生產(chǎn)公司，只有極少量商業(yè)運(yùn)行燃料電池車。

一般來說，單節(jié)燃料電池的電壓偏低、電流偏大，在實(shí)際應(yīng)用中需要由多節(jié)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)力來源是氫氣和氧氣，兩者會(huì)在燃料電池中開始它們的“奇幻”旅程：氫在陽極催化作用下氧化，生成質(zhì)子和電子；電子經(jīng)外電路做功，到達(dá)陰極；而質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜從電池內(nèi)部傳輸?shù)疥帢O，質(zhì)子與電子在陰極匯合并在催化作用下與氧反應(yīng)生成水。

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

“燃料電池車是新能源車的一種，它是未來的發(fā)展方向之一。”中科院大連化物所燃料電池研究部部長(zhǎng)邵志剛告訴科技日?qǐng)?bào)記者，2014年年底，日本豐田公司宣布實(shí)現(xiàn)燃料電池車的商業(yè)化；而在國(guó)內(nèi)，一切尚處于起步階段。

9. 水下連接缺國(guó)產(chǎn)利器，海底觀測(cè)網(wǎng)傍人籬壁

除了船舶、遙感衛(wèi)星，海底觀測(cè)網(wǎng)已成為第三種海洋觀測(cè)平臺(tái)——通過它，人類可以深入到水下觀測(cè)和認(rèn)識(shí)海洋。

如果將各類纜系觀測(cè)平臺(tái)比作胳膊、腿，水下連接器就好比關(guān)節(jié)，對(duì)海底觀測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)有著不可替代的作用。

遺憾的是，無論是國(guó)家海底長(zhǎng)期科學(xué)觀測(cè)網(wǎng)，還是短期實(shí)驗(yàn)觀測(cè)網(wǎng)，目前我國(guó)水下連接器市場(chǎng)基本被外國(guó)壟斷。體積約2個(gè)易拉罐，最高售價(jià)80萬元。

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(guó)已基本掌握該項(xiàng)技術(shù)。

濕插拔連接器難度更高，過程好比充電插頭與手機(jī)在水下完成插合，充電完畢后直接在水中拔下插頭，目前仍沒有可用的國(guó)內(nèi)產(chǎn)品。

最新消息是，最近國(guó)家已組織專家對(duì)水下濕插拔開展技術(shù)論證。

“目前我們基本掌握了原理，后續(xù)還要依靠市場(chǎng)和工業(yè)化手段來解決基礎(chǔ)材料、高精度加工工藝和深海應(yīng)用試驗(yàn)等問題。”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(xì)的三十分之一。少了它，你正盯著的液晶屏幕將無法生產(chǎn)。微球，現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)材料，被國(guó)外企業(yè)壟斷。僅微電子領(lǐng)域，中國(guó)每年就要進(jìn)口價(jià)值幾百億元人民幣的微球。

“2017年中國(guó)大陸的液晶面板出貨量達(dá)到全球的33%，產(chǎn)業(yè)規(guī)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(dǎo)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(guó)家“千人計(jì)劃”專家、蘇州納微科技公司董事長(zhǎng)江必旺博士說。

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(xiàn)在的芯片太小，引腳小到看不清，導(dǎo)電金球就替代了焊錫。

幾微米直徑的微球，混在絕緣膠里，構(gòu)成“各向異性導(dǎo)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(dǎo)電，這是現(xiàn)在微電子業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的辦法。中國(guó)從日本進(jìn)口導(dǎo)電膠膜每年要花費(fèi)上百億元人民幣。

11. 自家的掘進(jìn)機(jī)卻不得不用別人的主軸承

主軸承，有全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)（簡(jiǎn)稱掘進(jìn)機(jī)）的“心臟”之稱，承擔(dān)著掘進(jìn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程的主要載荷，是刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，工作所處狀況十分惡劣。

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

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

在地下密閉的工作空間，主軸承還因長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)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(qiáng)烈的溫升，不僅極大地降低了軸承材料的剛度，也使其強(qiáng)度大幅退化。”

李云峰認(rèn)為，這種工況，對(duì)掘進(jìn)機(jī)主軸承的可靠性指標(biāo)要求十分嚴(yán)苛。因技術(shù)含量高，單個(gè)主軸承成本約占掘進(jìn)機(jī)的1/20左右，是掘進(jìn)機(jī)所有零件中最值錢的。

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

據(jù)介紹，我國(guó)掘進(jìn)機(jī)年生產(chǎn)規(guī)模約為450臺(tái)，僅進(jìn)口軸承一項(xiàng)即達(dá)近10億元。

12. 我們的蛋白質(zhì)3D高清照片仰賴舶來的透射式電鏡

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(zhǔn)時(shí)在液氮環(huán)境下進(jìn)入冷凍電鏡。幾天后，埃（10-10）級(jí)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(jié)構(gòu)，并解出生命運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)理。

透射式電鏡的生產(chǎn)能力是冷凍電鏡制造能力的基礎(chǔ)之一。“國(guó)內(nèi)沒有一家企業(yè)生產(chǎn)透射式電鏡。”賽默飛公司技術(shù)支持陳寶慶說得不假思索，他畢業(yè)于北京大學(xué)地球物理專業(yè)，對(duì)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)儀器廠現(xiàn)在就不造了。”

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

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)院萬克樹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。

“這些要求是相互矛盾的。”萬克樹解釋，電子從材料表面溢出，要發(fā)射電子多，面積就要大，但是面積大了就難以滿足一致性要求。

如果把電子槍想象成一把槍，它必須以“狙擊”的精度完成機(jī)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(dá)不到激光的程度，但也必須是很窄的分布。”陳寶慶解釋，電子“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(gòu)造其實(shí)是一根極細(xì)的“陀螺針”，形似陀螺，尖端卻比針還細(xì)。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(gòu)象。

“之前的技術(shù)路線是通過加熱讓電子槍發(fā)射電子，發(fā)射源（俗稱“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。”萬克樹說。

“場(chǎng)發(fā)射是通過高壓電場(chǎng)，把電子從‘燈絲’里拉出來，室溫下可完成。”萬克樹說，“所用燈絲國(guó)內(nèi)沒有生產(chǎn)，全部依賴進(jìn)口，每根上萬美元左右。”

13. 中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)因光刻膠失色

“假如我們把光刻機(jī)比作一把菜刀，那么光刻膠就好比是要切割的菜，沒有高質(zhì)量的菜，即使有了鋒利的菜刀，也無法做出一道佳肴。”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時(shí)說。

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

14. 高端軸承鋼，難以補(bǔ)齊的中國(guó)制造業(yè)短板

作為機(jī)械設(shè)備中不可或缺的核心零部件，軸承支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降低其摩擦系數(shù)，并保證其回轉(zhuǎn)精度。在他看來，無論飛機(jī)、汽車、高鐵，還是高精密機(jī)床、儀器儀表，“凡是旋轉(zhuǎn)的部分，都需要軸承”。

毫不夸張地說，發(fā)動(dòng)機(jī)中的軸承一直在“煉獄”中工作——它不僅要以每分鐘上萬轉(zhuǎn)的速度長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，還要承受著各種形式的應(yīng)力擠壓、摩擦與超高溫。

這對(duì)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(guó)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進(jìn)口。

15. 算法不精，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人有點(diǎn)“笨”

兩臺(tái)機(jī)器人分別控制雙層托盤，讓其不斷地傾斜、轉(zhuǎn)動(dòng)，另一臺(tái)機(jī)器人控制機(jī)械臂在托盤上十個(gè)障礙物間不停地穿行而不受阻礙。

這段工業(yè)機(jī)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(xiàn)在也無法做到”，資深機(jī)器人從業(yè)者馬龍感慨地說。

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

但由于沒有掌握核心算法，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人“大腦”還不夠聰明，穩(wěn)定性、故障率、易用性等關(guān)鍵指標(biāo)遠(yuǎn)不如工業(yè)機(jī)器人“四大家族”發(fā)那科、ABB、安川、庫卡（以下簡(jiǎn)稱“四大家族”）的產(chǎn)品。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已經(jīng)連續(xù)5年成為世界第一大機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)，但高端機(jī)器人仍然依賴于進(jìn)口。核心算法的差距，是國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人向高端制造邁進(jìn)的攔路虎。

16. 航空鋼材不過硬，國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)起落失據(jù)

“如果把發(fā)動(dòng)機(jī)和飛控設(shè)備比作飛機(jī)的心臟和大腦，那么航空超高強(qiáng)度鋼制作的起落架就是飛機(jī)的‘腿腳’。沒有強(qiáng)健腿腳，縱使心臟和大腦再?gòu)?qiáng)大，巨人依然站立不起來！”“青年千人計(jì)劃”學(xué)者、南開大學(xué)材料學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師梁嘉杰對(duì)記者說。

在梁嘉杰等材料科學(xué)家看來，隨著中國(guó)大飛機(jī)等項(xiàng)目的加速推進(jìn)，國(guó)產(chǎn)航空超高強(qiáng)度鋼材的研發(fā)制造必須迎頭趕上，才能讓國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)更穩(wěn)健地翱翔藍(lán)天。

在航空業(yè)，大飛機(jī)是指起飛總重量超過100噸的運(yùn)輸類飛機(jī)，包括軍用、民用大型運(yùn)輸機(jī)和150座以上的干線客機(jī)。每架大飛機(jī)的起落架用特種高強(qiáng)度鋼約15噸。因?yàn)閲?guó)產(chǎn)材料不過關(guān)，首架C919下線試飛時(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(xiàn)狀來看，美國(guó)的300M鋼使用范圍最廣。300M鋼是1952年由美國(guó)國(guó)際鎳公司研發(fā)，并采用整體鍛件制造工藝制造而成，其強(qiáng)度在1900MPa—2100MPa，相當(dāng)于20000個(gè)大氣壓。迄今為止，美國(guó)九成以上軍民用飛機(jī)起落架材料由300M鋼擔(dān)綱。

美國(guó)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(duì)比，國(guó)內(nèi)用于制作起落架的國(guó)產(chǎn)超強(qiáng)度鋼材有時(shí)會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)狀缺陷、硫化物夾雜、粗晶、內(nèi)部裂紋、熱處理滲氫等問題，這些問題都與冶煉過程中純凈度不夠有關(guān)系。

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

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

17. 燒不出大號(hào)靶材，平板顯示制造仰人鼻息

一塊小小的玻璃，不僅可以導(dǎo)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?nèi)缃褚阉究找姂T的各色平板顯示屏。

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

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

作為有色金屬氧化物，簡(jiǎn)稱為ITO的氧化銦錫在平板上具有很好的導(dǎo)電性和透明性，它還可切斷對(duì)人體有害的電子輻射、紫外線及遠(yuǎn)紅外線，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(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(jī)發(fā)光二極管，還用于太陽能電池和抗靜電鍍膜、EMI屏蔽的透明傳導(dǎo)鍍膜等，在全球擁有廣泛的市場(chǎng)。

但就在尺寸的問題上，國(guó)內(nèi)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(zhǎng)期把持在日本三井、東曹、日立、住友、VMC和韓國(guó)三星、康寧等大企業(yè)手里。

對(duì)國(guó)內(nèi)的企業(yè)來說，技術(shù)和工藝是個(gè)難邁的坎。由于ITO靶材是由高溫?zé)Y(jié)而成，燒結(jié)技術(shù)工藝決定了產(chǎn)品質(zhì)量，功夫不到家的話，最常出現(xiàn)批次質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。

18. 沒有這些訣竅，我們夠不著高端電容電阻

一部手機(jī)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(guó)是最大的基礎(chǔ)電子元件市場(chǎng)，一年消耗的電阻和電容，數(shù)以萬億計(jì)。而最好的消費(fèi)級(jí)電容和電阻，來自日本。

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(jí)。市場(chǎng)的“頭號(hào)玩家”是日本，占據(jù)一半以上份額，以村田、TDK等企業(yè)為代表；臺(tái)灣地區(qū)位居次席；而中國(guó)大陸的產(chǎn)品多屬于中低端。

“不能簡(jiǎn)單說我們不如別人，”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，“在軍用級(jí)別，國(guó)產(chǎn)電阻電容是能滿足需求的；一些特殊的定制電阻，國(guó)內(nèi)公司也能生產(chǎn)。我們比起日本有差距的，是在消費(fèi)級(jí)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(fèi)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(xì)，指標(biāo)大打折扣。

材料是中國(guó)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(jī)膠等等，電極漿則混合了鎳粉、銅粉和樹脂等等，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，后來才制造電子元件。

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

數(shù)十年堅(jiān)持基礎(chǔ)研發(fā)的日本巨頭，始終矚目高端。去年底到現(xiàn)在，基礎(chǔ)電子元件持續(xù)瘋漲，武曄卿說，原因是日本幾家巨頭停產(chǎn)了利潤(rùn)率見薄的產(chǎn)品，集中精力于高端市場(chǎng)。

根據(jù)業(yè)界估計(jì)，隨著手機(jī)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(jī)中最多的，最新的iPhone要用上千顆。電腦和電視的用量比手機(jī)只大不小。

汽車（尤其是電動(dòng)汽車）使用的電容和電阻更多，且元件質(zhì)量要求苛刻，因?yàn)闆_擊、溫度、粉塵和腐蝕等條件更惡劣，且不能有安全隱患。車用元件市場(chǎng)大，但技術(shù)門檻很高，未來可能會(huì)繼續(xù)被日本巨頭把持。

19. 激光雷達(dá)昏聵，讓自動(dòng)駕駛很糾結(jié)

人靠眼睛看路，無人車也是。激光雷達(dá)就是無人車的“眼睛”。

伴隨自動(dòng)駕駛的落地，原來主要用于三維掃描的激光雷達(dá)，成為自動(dòng)駕駛汽車的必備，甚至決定著自動(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(guó)貨幾乎沒有話語權(quán)。

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

國(guó)內(nèi)主流激光雷達(dá)企業(yè)北科天繪總經(jīng)理張智武向科技日?qǐng)?bào)記者介紹，激光雷達(dá)的掃描精度高、沒有畸變，毫米波雷達(dá)只知道前方有障礙物，并不能準(zhǔn)確描述大小和形狀。

激光數(shù)據(jù)是矢量數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)可以分類、提取、處理，自動(dòng)辨別車道線、擋車柱、交通標(biāo)識(shí)牌、樹木等，這也是其他傳感器做不到的。

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

20. “命門火衰”，重型燃?xì)廨啓C(jī)的葉片之殤

重型燃?xì)廨啓C(jī)（以下簡(jiǎn)稱重燃），名副其實(shí)的大國(guó)重器。

據(jù)悉，重燃發(fā)電機(jī)組目前占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)總量的3%左右，雖不是一大塊，卻是不可或缺的一塊——啟停快捷、熱效率更高、污染更少的燃機(jī)機(jī)組，作為大電網(wǎng)調(diào)峰容量的最佳選擇，在國(guó)家能源安全中扮演著無可替代的全局性角色。

沒有自主化能力，意味著我國(guó)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(xiǎn)。

21. “靶點(diǎn)”難尋，國(guó)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測(cè)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，猶如萬千人海中找一個(gè)人，要從幾十億個(gè)堿基對(duì)找到一個(gè)或幾個(gè)確定的結(jié)合點(diǎn)，精確度可想而知。

自2010年該技術(shù)在《細(xì)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(xì)胞》《自然》《科學(xué)》）頂級(jí)刊物的“標(biāo)配”實(shí)驗(yàn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室卻極少有成熟經(jīng)驗(yàn)。

有文章報(bào)道，國(guó)外研究團(tuán)隊(duì)已在RNA操控中展開“技術(shù)競(jìng)賽”，研究論文以幾個(gè)月為周期輪番在CNS上演。

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

22. 射頻器件：仰給于人的手機(jī)尷尬

手機(jī)的射頻器件，好比部隊(duì)的無線電兵，通信全靠它。中國(guó)是世界最大的手機(jī)生產(chǎn)國(guó)，但造不了高端的手機(jī)射頻器件。這需要材料、工藝和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的踏實(shí)積累。

一塊手機(jī)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(zhuǎn)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(duì)方手機(jī)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(jī)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，車跑得越多、越快。”專業(yè)設(shè)計(jì)射頻芯片的Vanchip公司工程師王利明說。“手機(jī)發(fā)展趨勢(shì)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(zhàn)。”

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

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

國(guó)貨的買家多為小品牌手機(jī)，且國(guó)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(guó)內(nèi)外差距更大。手機(jī)使用的高端濾波器，幾十億美元的市場(chǎng)，完全歸屬Q(mào)orvo等國(guó)外射頻器件巨頭。

23. 真空蒸鍍機(jī)匱缺：高端顯示屏上的陰影

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

真空蒸鍍機(jī)就如同OLED面板制程的“心臟”，被日本Canon Tokki獨(dú)占高端市場(chǎng)，說其掌握著OLED產(chǎn)業(yè)的咽喉也不過分，業(yè)界對(duì)它的年產(chǎn)量預(yù)測(cè)通常在幾臺(tái)到十幾臺(tái)之間。

有錢也買不到，說的就是它?？上?，目前我國(guó)還沒有生產(chǎn)蒸鍍機(jī)的企業(yè)，在這個(gè)領(lǐng)域我們沒什么發(fā)言權(quán)。

24. 傳感器疏察，被愚鈍的機(jī)器人“國(guó)產(chǎn)觸覺”

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

精確、穩(wěn)定的嚴(yán)苛要求，攔住了我國(guó)大部分企業(yè)向觸覺傳感器邁進(jìn)的步伐，目前國(guó)內(nèi)傳感器企業(yè)大多從事氣體、溫度等類型傳感器的生產(chǎn)。在一個(gè)有著100多家企業(yè)的行業(yè)中，幾乎沒有傳感器制造商進(jìn)行觸覺傳感器的生產(chǎn)。

可見，對(duì)賣方而言，工藝門檻太高；對(duì)買方而言，國(guó)產(chǎn)貨沒有障。“一個(gè)向左、一個(gè)向右”的局面，形成了依賴進(jìn)口、內(nèi)生乏力的惡性循環(huán)。

25. 居者無其屋，國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的短艙之困

短艙，是飛機(jī)上安放發(fā)動(dòng)機(jī)的艙室，俗稱“房子”，模樣類似整流罩，主要由發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、整流罩和尾噴口組成，起整流、降噪、保護(hù)和為安裝發(fā)動(dòng)機(jī)部分附件提供平臺(tái)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(jī)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(tǒng)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(jī)的1/4左右。”北京天驕航空產(chǎn)業(yè)投資有限公司國(guó)家“千人計(jì)劃”專家王光秋博士說。

目前，新一代大涵道比航空發(fā)動(dòng)機(jī)短艙，主要由航空業(yè)頂級(jí)制造商美國(guó)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系列支線飛機(jī)。

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

26. 喪失先機(jī)，沒有自研操作系統(tǒng)的大國(guó)之痛

電腦和手機(jī)里，操作系統(tǒng)就像總經(jīng)理。每次開啟電源，操作系統(tǒng)第一個(gè)上崗，它根據(jù)用戶的動(dòng)作，命令各種硬件干活。軟件的計(jì)算需求，經(jīng)操作系統(tǒng)翻譯，向各種硬件發(fā)出指令。但中國(guó)沒有自己的操作系統(tǒng)。

缺少自研操作系統(tǒng)，不僅是中國(guó)的痛點(diǎn)，英、俄、日、德、印等強(qiáng)國(guó)用的都是美國(guó)人的操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)天然壟斷，贏家通吃。美國(guó)先人一步，占據(jù)高點(diǎn)。

27. 中興的“芯”病，中國(guó)的心病

當(dāng)?shù)貢r(shí)間16日，一記重拳向中興通訊砸下。美國(guó)商務(wù)部表示，由于中興通訊違反了曾與美國(guó)政府達(dá)成的和解協(xié)議，7年內(nèi)禁止美國(guó)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，中興通訊的主營(yíng)業(yè)務(wù)有基站、光通信及手機(jī)，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(xì)節(jié)”讓中國(guó)難望頂級(jí)光刻機(jī)項(xiàng)背

指甲蓋大小的芯片，密布千萬電線，紋絲不亂，需要極端精準(zhǔn)的照相機(jī)——光刻機(jī)。光刻機(jī)精度，決定了芯片的上限。高精度光刻機(jī)產(chǎn)自ASML、尼康和佳能三家；頂級(jí)光刻機(jī)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(guó)最好的光刻機(jī)，與中國(guó)的大飛機(jī)、登月車并列。它的加工精度是90納米，相當(dāng)于2004年上市的奔騰四CPU的水準(zhǔn)。國(guó)外已經(jīng)做到了十幾納米。