1. 高端显示屏OLED生产设备真空蒸镀机(日本)
中国平板显示已经做到了全球第一,差距在上游核心生产设备
3. 制造液晶显示器用到的ITO靶材(日本、韩国)
质量不稳定、材料不过关,从实验室到量产才能突破大尺寸领域
5. 燃料电池膜电极组件关键材料(日本)
中国实验室成果达到国际水平,但量产有一致性和成本控制困难
6. 新能源车的“心脏”锂离子电池(美国、日本、韩国)
美国强于研发设计,日本强于材料生产,中韩是第二梯队
7. 水下机器人深海油管焊接用的高端焊接电源(北欧)
中国是全球最大焊接电源制造基地,差距在深海水下焊接设备和全数字化控制技术
9. 全断面隧道掘进机主轴承(德国、瑞典)
中国已掌握直径3米的主轴承核心技术,走出实验室仍然是材料、工艺因素制约
11. 航空设计软件(法国、美国)
中国与国外同时起步,国家需要出台政策鼓励国产软件的开发和使用
12. 高质量消费级电容和电阻(日本)
短板是材料,日本的MLCC产品可以做到1000层,中国产品在300层左右
13. 光刻机(荷兰、日本)光刻机镜头(德国)
ASML的镜片是蔡司技术,德国祖传的磨镜手艺,抛光镜片上百年技术积淀;除了镜头,光刻机还要顶级光源和极致的机械精度(3万个机械件,200多个传感器)
14. 上游高端电子化学品例如LCD用光刻胶(日本)
15. 冷冻电镜用的透射式电镜(美国、日本)
用于基础科研领域的实验技术,中国起步很早,因市场太小连德国蔡司都放弃了
16. 发现创新药的潜在靶点的利器iCLIP(美国)
19. 自动驾驶汽车必备的激光雷达(美国)激光雷达芯片例如发射器(德国)
国产激光雷达最高40线,国外可做到64甚至128线,高分辨率芯片生产工艺不成熟
20. 航空发动机适航标准(美欧)民用大涵道比发动机(美国、英国)
21. 航空发动机的短舱(美国、法国)
安放发动机的舱室、复杂的集成系统,中国处于空白阶段
22. 高铁钢轨养护整形的仿形铣刀刀盘和刀片(德国、奥地利)
23. 高端机床制造核心技术例如数控系统(德国、日本)
基础材料科学、工艺、设计上的差距;除了控制器,国产机床的丝杠、导轨、伺服电机、力矩电机、电主轴、编码器等主要功能部件主要依赖于国外产品
24. 柴油发动机“心脏”电控柴油高压共轨系统(德国、美国和日本)
25. 高端液压装备的核心元件高压柱塞泵(美国、德国、日本)
26. 重型燃气轮机的核心技术(美国、日本、德国、意大利)
材料差距例如叶片材料,原因是设备、工匠、工艺的差距;基础研究的积累差距:设计技术、核心的热端部件制造技术
27. 高端的手机射频器件,高端滤波器、振荡器等射频元件(美国)
半导体材料差距大,中国研究做得早,量产化还是问题多:材料的一致性、电性能均匀性
28. 工业仿生机器人触觉传感器(日本)
生产工艺,材料纯度不过关,产品的一致性比较差;国内企业大多做气体、温度等类型传感器
29. 高速的(≥25Gbps)光芯片和电芯片(美国)
中兴通讯被制裁的用于光通讯领域的光模块,低速的(≤10Gbps)光芯片和电芯片实现了国产
30. 高端CT机探测器(美国、荷兰、德国)
探测器制造工艺、材质都是机密,医学成像产业已经被美国专利壁垒限制
原因分析:“重科研”“轻应用”
1. 我国科研人员近十年来在AM、AFM、AEM、EES、Nano Lett、Acs Nano、Nano Energy、Angew Chem、JACS等世界知名材料领域学术期刊上发表的文章数不胜数。无论是数量还是质量恐怕都令任何一个国家感到汗颜,其中包括美国、日本和德国。
2. 我国的材料制造业的地位绝没有达到傲视群雄的地步。与美国材料制造相比,我们处于总体上的弱势地位。在传统金属材料上,我们与德国和日本这两个传统材料强国间也还有一定差距。
3. 我国材料工业目前的水平还比较差,正是需要有志青年大展身手的时候,但在“知乎”等青年学子扎堆的网络论坛上,劝退“伪化生”的言论层出不穷,材料学科就是被劝退的重灾区之一。
我国繁荣的材料研究背后并没有支撑起相应体量的工业应用。在这样的情况下,大学发表的材料论文和培养的人才越多,就业的形势就越严峻,学生就业的待遇也就越差。
造成这一现象的直接原因是“重科研”“轻应用”的学科发展思路
中国制造业发展中普遍存在“心脏病”
1. 举例:我国液压工业的规模在2017年已经成为世界第二,但产业大而不强,尤其是额定压力35MPa以上高压柱塞泵,90%以上依赖进口。
2. 近年来,中国在科研领域的发展很快,但中国科技被“卡脖子”的领域,一大半都是材料问题,这说明中国材料工业水平有待提高。