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  • 金屬加工技術

    未來中國制造發力點,重點關注20種產品和16種新材料!

    轉載 :  zaoche168.com   2022年10月10日

            中國制造業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。然而不可否認的是,中國制造仍有巨大的發展空間,據不完全統計,未來我們可以在下文介紹的20種產品和16種高端材料方面發力。如果能攻克與這些產品和材料相關的技術難題,則將利于我國制造業向前邁進一大步。

    Part.1 ——20種產品
    1.高端數控機床

            機床是現代制造的基礎,沒有機床的支撐,現代制造將寸步難行。隨著時代和科技的發展,制造業對精密加工的要求越來越高,更高精度的產品不得不依賴高端數控機床。
            目前國內的高端數控機床自給率不足10%,雖然我國不斷加大對高端機床的研發投入,但國產機床精度和使用壽命遠遠達不到世界同類水平。

    2.芯片

            小到平時使用的智能手機,大到登月用的超級計算機,芯片可以說是無處不在。中國芯片市場超過數千億美元,然而中國核心集成電路國產芯片占有率多項為0,貿易逆差高達1657億美元。

            這張圖最初源自清華大學微電子學研究所魏少軍所長的文章,發表在2017年的《集成電路應用》第34卷第4期上。
            盡管我國正在加大攻關芯片技術的力度,但中國企業在全球芯片產業格局中仍處于中低端領域。

    3.光刻機
            光刻機被譽為芯片之母,國產芯片的匱乏一定程度上源于光刻機的無力。目前制造高端芯片的光刻機,全球只有荷蘭ASML和日本尼康和佳能擁有,其中荷蘭的ASML占據全球份額的87.4%。
            如今半導體工業正在挑戰的制程工藝為3nm和5nm,這個尺寸不到頭發絲直徑的萬分之一。在這個精度條件下加工,任何傳統的加工方式都毫無用武之地,“工欲善其事,必先利其器”,要想半導體產業突破技術封鎖,要想開發先進的半導體制程,就必須要有先進的光刻機。

    4.操作系統
            盡管國產智能手機已取得世界領先地位,但在智能手機的操作系統上中國仍很被動。目前,華為的鴻蒙已占有一定的市場,但目前占比很小。
            中國要想真正實現智能手機的自主生產,操作系統的空白是永遠繞不開的問題。而建設操作系統最重要的軟件生態系統,需要芯片廠商、系統廠商、軟件廠商的數年如一日地共同協作。

    5.醫療器械

            醫療器械是指直接或間接用于人體的儀器、設備、器具、體外診斷試劑及校準物、材料及其他類似或者相關的物品,包括所需要的軟件,主要用于醫療診斷、監護和治療。沒有醫療器械,中國上億醫患病人難以得到及時救治。
            盡管我國醫療行業日益完善,但很多醫療器械多進口于德國、日本、瑞士,這種高端精密儀器,一臺設備的成本通常高達百萬甚至千萬。
            目前我國醫療器械和發達國家的差距主要體現在高端產品上。國產醫療器械同質化嚴重,例如我國僅生產輸液器、注射器的企業就有200多家,缺乏差異化和創新意識。

    6.航空發動機

            中國的火箭能去月球,四代戰機能自主研發,但航空發動機依然高度依賴進口。目前世界航發領域,美國英國的航空發動機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)牢牢占據航發三甲的位置,國產發動機市場占有率不足1%。

    7.船舶柴油發動機

            中國造船技術位居世界前列,但國內在船舶動力裝置中,有95%以上為柴油機動力裝置,而世界上的船舶柴油機基本被MAN B&W柴油機公司和瓦錫蘭公司壟斷。
            不僅船舶發動機市場被國外牢牢占據,專利封鎖也難以突圍。曾有報導稱國內中西部地區有一家國有企業制造了300多臺船舶用中速機,盈利上億元,可是當該企業在繳納知識產權費后,盈余所剩無幾。國產發動機要想厚積薄發,突破專利封鎖成為重中之重。

    8.汽車發動機

            目前國產發動機仍然缺乏自主研發的技術,導致國產發動機無論在制程、可靠度與國外都有一定的差距。
            在自主品牌快速發展的今天,國產車在外觀設計和車身做工上進步非常大,某些優秀產品在這些方面甚至可以趕超合資,但一臺優秀的發動機仍是國產汽車贏得消費者信賴的重要基礎。

    9.高端傳感器
            無論是智能手機、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字化時代的基礎配件。
            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,國產的傳感器產品仍以中低端為主,技術水平相對落后。中國市場上的中高端傳感器進口占比達80%,數字化、智能化、微型化產品嚴重欠缺。

    10.轉轍機
            轉轍機是道岔控制系統的執行機構,它可以很好地保證行車安全,提高運輸效率,改善行車人員的勞動強度。目前我國自主生產的ZD6轉轍機精度有待提高。

    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P2五個等級,用于精密機床主軸上的軸承精度應為P5及以上級,而對于數控機床、加工中心等高速、哈爾濱軸承高精密機床的主軸支承,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性能和可靠性要求很高,國內需求的一半以上都依賴進口。

    12.大型機
            大型機也被稱為大型主機,依靠其強大的數據存儲能力和安全性某些重要行業具備了“不可替代性”。大型機擔著企業、機構最核心的應用,例如銀行的資金交易,用戶數據等等。如果四大行這樣的大銀行大型機出了大故障,銀行轉賬和ATM機都將癱瘓,我們日常使用的移動支付將無法正常運作。這也說明我們在該技術領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,充當照明光源而進行放大成像的大型顯微分析設備。相比于光學顯微鏡,透射電子顯微鏡可以看到看清小于0.2μm的細微結構,是我國科研領域重要器械。目前我國還無法生產高精度的透射電子顯微鏡,高校和科研機構使用的電鏡大多進口自美國、日本和荷蘭。

    14.數控刀具

            數控刀具是工業生產的牙齒,沒有刀具原材料的加工就是無稽之談。目前國產數控刀具在工藝和圖層工藝上,精度和耐用性都有大提高,取得了重大進步,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,目前已經走過了30多年,其中超過99%的設備都是美國研發、設計和生產的。中國的基因工程若要取得進展,需要在基因檢測儀方面加大發力度。

    16.真空蒸鍍機
            隨著搭載京東方OLED 屏幕的華為mate20的上市,國產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,其核心技術仍然牢牢掌握在日本Canon Tokki手里。
            Canon Tokki的年產量通常只有幾臺到十幾臺之間,它能把有機發光材料蒸鍍到基板上的誤差控制在5微米內,沒有其他公司的蒸鍍機能達到這個精準度。目前我國已有生產蒸鍍機的企業,在精度上我們還得繼續努力。

    17.高精度機械手

            機械手是工業機器人的最重要的部件之一,隨著中國制造業逐步走向數字化、智能化對工業機器人的精度要求也越來越高。目前我國工業機器人重要部件制造的基礎還比較薄弱,達不到高精度的需求。

    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量約0.7億平方米,占國內消費量的1/3。

    19.抗癌藥
            一種新藥對于癌癥患者來說是救命稻草,但對于制藥企業來說,是6~10年上百億元的研發投入。讓中國癌癥患者早日吃上廉價的國產藥,中國制藥企業仍有很長路要走。2017年我國腫瘤藥規模超過1400億,但較多依賴進口。

    20.數碼相機
            單反數碼相機技術門檻很高,需要最前沿的光學、電子、機械技術相結合。像如今單反相機的快門速度可以達到1/4000秒,部分高端機型甚至達到1/8000秒,如此高速的快門對加工精度和可靠度有著極其嚴苛的要求,中國機械加工條件目前還難以達到這樣的水平。


    Part.2 ——16種高端材料
    1.碳纖維:我國企業產能擴張速度較快但核心技術缺失嚴重,高附加值的航空航天用碳纖維仍被“卡脖子”。
    2.汽車鋁板:我國企業核心設備與技術均需進口,高性能產品產能尚待提升。
    3.聚酰亞胺:產品多用于軍用領域,我國電子級PI薄膜質量落后于國際先進水平。
    4.SiC纖維:日美企業統治全球市場,我國第三代SiC纖維產業化處于起步階段。

    5.硅片:我國企業產能集中于6英寸硅片,12英寸大硅片國產化率較低。
    6.碳化硅:美國企業一家獨大,我們龍頭企業開始批量生產,進口依賴度達80%。
    7.半導體濺射靶材:日美廠家占據壟斷地位,我國國產化率僅20%。
    8.尼龍66:己二腈技術有所突破,國內企業加速布局,全產業鏈進口替代可期。
    9.聚乳酸:我國企業產能份額不斷上升,原材料供應與生產工藝制約進一步發展。
    10.電子陶瓷:我國企業占據中低端市場,陶瓷粉末技術有待突破,被日美卡脖子。
    11.光學膜:PVA膜、TAC膜、增亮膜、擴散膜等基膜被日韓企業卡脖子。
    12.光刻膠:我國半導體光刻膠國產化率2%,KrF、ArF光刻膠對外依賴最為嚴重。
    13.有機發光材料:我國企業主要生產粗單體、中間體,終端成品材料有待突破。
    14.聚苯醚:我國企業產銷量躋身世界前列,但仍供不應求,品質、產量、品種牌號等方面與歐美企業尚有差距。
    15.對位芳綸:產能尚停留于千噸級,良品率與產品質量嚴重阻礙產業發展。
    16.高吸水性樹脂:總產能邁入國際第一梯隊,低端產能過剩,高端產能不足。

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