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文|娱栀
编辑|娱栀
前言
在科技日新月异的今天,芯片无疑是最受瞩目的明星产业,全球科技大国围绕芯片制造,展开了新一轮较量。
中国作为后来者,虽然奋起直追,但仍面临诸多卡脖子难题,然而人们却常常忽略,在芯片产业的背后,有一个技术难度更高、市场垄断更甚的领域——高精密设备制造业。
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这个领域掌控着芯片等尖端产业的生杀大权,被美日等发达国家牢牢把持,面对西方的技术封锁,中国企业不仅难以赶超,甚至连仿制都难以做到。
高精密设备,缘何成为发达国家的独门秘技?中国在这个领域的突围之路,又将如何展开?
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高精尖设备代表未来制高点
一台价值上亿元的进口光刻机,一夜故障,国内芯片厂商被逼停产,损失惨重,想要恢复生产,只能求助国外原厂,而对方态度冷淡,要价又高得吓人。
多方求援无果,这家企业最终不得不含泪割肉,砸重金购买了一台新机。
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这虽然是一个故事,但也是当前中国芯片产业的一个缩影,作为芯片制造的核心设备,光刻机一直被荷兰ASML等少数外国厂商垄断。
没有先进的光刻机,中国的芯片梦就只能是镜花水月,而芯片制造,还只是冰山一角,从医疗器械到航空发动机,在一系列尖端产业领域,中国都面临着同样的窘境——缺少拥有自主知识产权的核心设备。
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这些高精尖装备,不仅是撑起一个产业的技术大梁,更代表了未来全球产业竞争的制高点。
一个现实的案例,前一两年的时候,因美国的技术封锁,我国多家半导体厂商被迫停工,其中一个重要原因,就是进口光刻胶等关键材料受阻。
在医疗领域,高端CT、核磁共振等大型医疗设备,有超过80%依赖进口,国产替代之路举步维艰。
还有航空发动机,这种被誉为工业皇冠上的明珠,欧美在这一领域同样牢牢掌控核心技术,导致国产大飞机项目屡屡受挫。
由此可见,高端制造装备的短板,不仅制约了中国相关产业的发展,更影响到国家安全和尊严。
对于这样的情况我们不能视而不见,必须未雨绸缪,发达国家能够牢牢占据这些制高点,靠的是几十年的技术积累和庞大的资本投入。
中国要赶超,道阻且长,但这条路,我们必须要走,且刻不容缓,惟有掌握核心技术,才能实现自主可控,从容应对各种挑战。
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中国梦碎精密制造?
早在2015年,国务院发布《中国制造2025》,明确提出要大力发展高档数控机床和机器人等高端装备。
彼时,国产数控机床占有率只有不到10%,高档数控机床更是完全依赖进口,《中国制造2025》的发布,犹如一声号角,昭示着中国向高端制造领域发起冲锋的决心。
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然而理想很丰满,现实很骨感,这么多年过去,这场攻坚战的战果如何?我们拿几个具体领域来看:
首先是光刻机,历来是发达国家对华封锁的重点,荷兰ASML公司垄断了全球90%以上的高端光刻机市场。
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而在技术难度更大的EUV光刻机领域,ASML是当之无愧的独孤求败,众多中国芯片企业屡屡碰壁,进口受阻。
而国产光刻机虽有突破,但在精度、良品率等关键指标上,与国外先进水平仍有数量级差距。
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再看医疗器械,据相关数据,2021年中国医疗器械市场规模超8000亿元,但国产化率不足30%,核心部件国产化率更不到10%。
在高端市场,进口品牌占据九成江山,以医用内窥镜为例,奥林巴斯、富士等几家日本企业占据全球90%市场份额。
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而国产内窥镜的成像清晰度、色彩还原度等关键性能指标,远不及进口产品,临床使用寥寥。
航空发动机同样如此,据专家估算,一台先进航空发动机由上万个零部件构成,而这些关键零部件90%来自美欧。
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以转动部件压气机为例,其制造需要精度低于10微米的5轴数控铣床,而满足该精度的设备,目前全球只有瑞士的SIP、日本的马扎克等少数厂商能制造。
这也是国产航发一直陷入心有余而力不足困境的重要原因之一。
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问题的根源在哪里?专家指出,除了基础研究薄弱、创新动力不足等固有短板,还有这其他因素在里面。
一方面,中国集成电路、生物医药等战略性新兴产业蓬勃发展,对高精尖设备的需求与日俱增。
另一方面,关键设备和核心零部件的国产化率却严重滞后,缺芯少魂成为横亘在中国制造业转型升级之路上的一道坎。
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我们必须清醒看到,发达国家在这些领域积累的先发优势,绝非朝夕之功可以逾越。
他们不仅拥有最顶尖的研发人才、最充足的资金投入,更有基于知识产权优势形成的垄断地位。
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面对他们在战略高地构筑的重重壁垒,我们在相当长时期内,恐怕都难以撼动其统治地位。
但同时必须看到,中华民族是最善于在绝境中发现希望的民族,正如两弹一星的研制历程所昭示的那样,在民族至暗时刻,正是我们创造奇迹的时刻。
抓住历史机遇期,集中力量办大事,是我们的拿手好戏。关键看我们有没有越是艰险越向前的决心和勇气。
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攻坚突破,中国企业绝地反击
之前有个消息,中微半导体设备公司自主研发的5纳米等离子刻蚀机,成功交付国内某头部芯片厂商。
这是国产刻蚀机在5纳米制程实现规模化应用的重大突破,要知道,在先进制程领域,国产设备此前一直难有作为。
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刻蚀机作为芯片制造的关键设备,长期被美国应用材料、泛林集团等垄断。
而中微公司此番奇袭,无疑极大提振了产业信心,证明了中国半导体设备的崛起之路虽然道阻且长,但并非没有希望。
翻开中国集成电路产业十四五规划,一个细节令人印象深刻:相比十三五,国家对半导体设备的扶持力度显著加码。
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专项资金从此前的100亿元足足翻了数十倍,位列各细分领域之首,可以预见,在国家政策真金白银的助推下,未来将有更多像中微这样的企业涌现,撑起国产半导体设备的脊梁。
再看医疗器械领域,2021年,十四五医疗装备产业发展规划发布,明确提出到2025年,高端医疗设备的性能和品质要显著提升,核心部件自给率达到70%以上。
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在政策指引下,一大批国产厂商纷纷发力,如东软医疗自主研发的512层CT,成像效果已接近国际先进水平。
蓝箭航天的国产核磁共振,打破了西门子、GE的市场垄断等等,预计到2025年,国产大型医疗设备的市场份额有望从目前的10%提升至30%。
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当然,必须承认,这些突破多属于跟跑阶段,要在这些领域真正实现弯道超车,我们还面临诸多挑战。
一个不容忽视的问题是,长期以来,我国高端装备制造业存在头重脚轻的结构性失衡。
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不少企业盲目追求高大上,在一些前沿技术领域投入大量资源,而在基础零部件、基础工艺、基础材料上的积累却严重不足。
这就好比一个人,四肢发达,五脏俱全,但骨骼先天不足,也难以支撑起一个健康强壮的体魄。
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由此可见,实现关键核心技术自主可控,既要冲天拔高,更要潜心向下,只有补足基础研究这一短板中的短板,在源头上构筑自己的根脉,才能为我国高端制造业的腾飞插上腾飞的翅膀。
令人欣慰的是,围绕建设制造强国和网络强国的国家战略,一大批国内龙头企业正在加快创新步伐,产业链、创新链、资金链、人才链加速向国内高端制造业集聚。
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结语:
高精密设备代表了制造业的最高水平,是国之重器,中国要实现制造强国的梦想,必须在这个领域有所作为。
尽管我们与发达国家还存在差距,但通过不懈努力,正在一步步缩小这一差距。
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未来,只要持之以恒地推进自主创新,加强基础研究,完善人才培养体系,中国必将在高精密制造领域赢得一席之地,为全球产业发展贡献更多中国智慧和中国方案。
高精密设备之路,也必将成为中华民族伟大复兴的关键一环。
参考资料:
政务:北京电子学会在2020年4月23日《世界顶尖精密仪器技术都掌握在哪些国家?》
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中国新闻网在2021年07月06日《近九成科学仪器依赖进口,“国货”如何突围》
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澎湃新闻在2020-04-23日《世界顶尖精密仪器技术都掌握在哪些国家》
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