五年前,美國制裁中興的消息傳來(lái)(2018年4月16日),舉國嘩然。三天后,《科技日報》持續三個(gè)月推出系列文章,報道了制約我國工業(yè)發(fā)展的35項卡脖子技術(shù),包括芯片、操作系統、觸覺(jué)傳感器、真空蒸鍍機、醫學(xué)影像設備元器件等,涉及多個(gè)領(lǐng)域,引起社會(huì )的廣泛關(guān)注與討論,此后更在科技界掀起了卡脖子技術(shù)的攻堅浪潮!
如今五年過(guò)去了,那些卡脖子技術(shù)還卡我們嗎?經(jīng)逐項檢索公開(kāi)資料,對比權威信息,目前我國至少已經(jīng)攻破了21項關(guān)鍵技術(shù),其他技術(shù)正在攻關(guān)或因其他原因而尚未完全公開(kāi)。
說(shuō)起這些被卡脖子的關(guān)鍵技術(shù),我們很多人都知道有光刻機和芯片,其實(shí)遠不止這些關(guān)鍵技術(shù),我們盤(pán)點(diǎn)幾個(gè)不為大眾熟悉的關(guān)鍵技術(shù)。
一、水下連接器
這項技術(shù)恐怕是大眾最為陌生的35項卡脖子核心技術(shù)之一。但要是提到深海載人潛水器,大部分的科技愛(ài)好者們都會(huì )知道我國目前已擁有蛟龍號、深海勇士號、奮斗者號三臺深海載人潛水器。
2020年11月,奮斗者號載人深潛器成功下潛10909米海底,創(chuàng )造了中國載人深潛的新紀錄,這也是世界上首次同時(shí)將3人帶到海洋最深處。這次創(chuàng )紀錄的背后,就與上海一家民營(yíng)科創(chuàng )企業(yè)上海藍梭電子科技有限公司有關(guān)。藍梭科技通過(guò)自主研發(fā)形成的全海深光、電水密連接器傳輸組件,助力奮斗者號全海深載人潛水器和滄海號全海深視頻直播著(zhù)陸器,于馬里亞納海溝成功聯(lián)合作業(yè)。在此次的萬(wàn)米雙潛任務(wù)中,實(shí)現了連續、多次的全海深工程作業(yè)及實(shí)際應用,累計十余次超過(guò)萬(wàn)米水深作業(yè),保持良好的光電信號傳輸穩定性,順利完成了奮斗者號載人潛水器與滄海號視頻直播著(zhù)陸器的萬(wàn)米雙潛拍攝及通信任務(wù)。此次海試的成功,標志著(zhù)我國海洋工程技術(shù)邁進(jìn)了世界領(lǐng)先水平。
水下連接器組件是海洋實(shí)力發(fā)展非常重要的部件之一,如果將各類(lèi)水下設備、儀器比作人體的終端器官,水下連接器組件就好比動(dòng)靜脈、精神網(wǎng)絡(luò )及關(guān)鍵的傳輸中樞,對水下生產(chǎn)、科研系統的建設、運行和維護有著(zhù)不可替代的作用。隨著(zhù)海上石油、天然氣開(kāi)采和海底觀(guān)測網(wǎng)建設,原來(lái)小眾的水下連接器組件有了更多舞臺。
水下連接器的特殊之處主要體現在三個(gè)方面,一是穩定光電傳輸性能,二是耐高水壓性,三是在海洋復雜環(huán)境下的耐受性以綜合機械應對性。整個(gè)元器件的開(kāi)發(fā)要結合長(cháng)期的技術(shù)沿襲及核心突破、反復的實(shí)驗驗證及大量的工程經(jīng)驗積累。
藍梭科技是一家光電傳輸技術(shù)解決方案提供商,產(chǎn)品主要應用于海洋裝備系統、儀器設備間的光、電數據信號與電能傳輸。
公開(kāi)資料顯示,藍梭科技是我國自主研發(fā)用于深海勇士號載人潛水器、奮斗者號全海深載人潛水器等大國重器的水密連接器傳輸組件及相關(guān)海工附件的主要國內配套單位。其核心技術(shù)團隊牽頭承研及參與過(guò)多項海洋元器件領(lǐng)域國家重點(diǎn)科研攻關(guān)項目,為國內的海洋領(lǐng)域元器件技術(shù)發(fā)展做出了突破性貢獻。
二、激光雷達
激光雷達是個(gè)傳感器,自帶光源,主動(dòng)發(fā)出激光,感知周?chē)h(huán)境,像蝙蝠通過(guò)超聲波定位一樣。它是自動(dòng)駕駛汽車(chē)的必備組件,決定著(zhù)自動(dòng)駕駛行業(yè)的進(jìn)化水平。但在該領(lǐng)域,五年前,國貨幾乎沒(méi)有話(huà)語(yǔ)權。
而五年過(guò)去后,根據CN10/CNPP品牌數據研究部門(mén)推出的2023年激光雷達十大品牌排行榜顯示,前十大品牌分別為:VALEO法雷奧(法國)、禾賽科技(上海)、速騰聚創(chuàng )(深圳)、華為(深圳)、LIVOX(深圳)、Innovusion(蘇州)、Velodyne Lidar(美國)、OUSTER(美國)、一徑科技(北京)、萬(wàn)集科技(北京)。也就是說(shuō),前10名中,有7家來(lái)自中國,可見(jiàn)我國在這個(gè)領(lǐng)域,已經(jīng)迎頭趕上。
2023年3月,國內激光雷達企業(yè)速騰聚創(chuàng )RoboSense宣布,其激光雷達MEMS振鏡模組通過(guò)了AEC-Q100認證,成為目前全球唯一通過(guò)該車(chē)規級認證的激光雷達掃描器件。而隨著(zhù)市場(chǎng)的發(fā)展,中國品牌或將成為榜首。
三、手機射頻器件
手機的射頻器件,好比部隊的無(wú)線(xiàn)電兵,通信全靠它。中國是世界最大的手機生產(chǎn)國,但在五年前,卻造不了高端的手機射頻器件,這需要材料、工藝和設計經(jīng)驗的踏實(shí)積累。
2018年,射頻芯片市場(chǎng)150億美元;高端市場(chǎng)基本沒(méi)有國貨,被Skyworks、Qorvo和博通3家壟斷,高通也占一席之地。多年以來(lái),這幾家的產(chǎn)品已經(jīng)很有口碑,性能很穩定。所以大手機公司比如蘋(píng)果、華為和三星等等,基本都用它們的。
射頻器件的另一個(gè)關(guān)鍵元件——濾波器,國內外差距更大。手機使用的高端濾波器,幾十億美元的市場(chǎng),完全歸屬Qorvo等國外射頻器件巨頭。
2022年3月,我國著(zhù)名的半導體公司富滿(mǎn)微宣布,先前已經(jīng)實(shí)現量產(chǎn)的5G射頻芯片已經(jīng)開(kāi)始批量供貨。此外,華為也開(kāi)始出售5G內置射頻芯片的手機殼。這標志著(zhù)我國徹底突破了手機射頻器件核心技術(shù)。
2023年3月,國內的射頻模組解決方案商升新科技宣布推出新一代高集成射頻前端模組(Phase8 L-PAMiD)產(chǎn)品FCX62985,這是國內首顆Phase8 L-PAMiD。L-PAMiD是集成多個(gè)通路PA/LNA/濾波器/多工器/開(kāi)關(guān)及控制器的射頻前端芯片,是射頻前端市場(chǎng)價(jià)值最高也是綜合難度最大的部分。手機終端廠(chǎng)商的高端機型、旗艦機都需要L-PAMiD這類(lèi)型的產(chǎn)品,品牌客戶(hù)的關(guān)注度較高。行業(yè)評論認為,FCX6298芯片的推出,結束了高端射頻前端芯片在國產(chǎn)替代方面的空白。
四、掘進(jìn)機主軸承
世界都知道中國是基建狂魔,而基建工程中最重要的大國重器全斷面隧道掘進(jìn)機(又稱(chēng)盾構機)的整機制造能力,也已接近世界最先進(jìn)水平,然而最關(guān)鍵的主軸承全部依賴(lài)進(jìn)口。
主軸承有掘進(jìn)機的心臟之稱(chēng),承擔著(zhù)掘進(jìn)機運轉過(guò)程的主要載荷,是刀盤(pán)驅動(dòng)系統的關(guān)鍵部件,工作所處狀況十分惡劣。在地下密閉的工作空間,主軸承還因長(cháng)時(shí)間連續工作產(chǎn)生摩擦熱,溫度從20攝氏度最高升至120攝氏度。這種工況,對掘進(jìn)機主軸承的可靠性指標要求十分嚴苛。
因技術(shù)含量高,單個(gè)主軸承成本約占掘進(jìn)機的1/20左右,是掘進(jìn)機所有零件中最值錢(qián)的。
在2018年時(shí),世界上能研制掘進(jìn)機主軸承的企業(yè)僅四家,分別是德國的羅特艾德、IMO、FAG和瑞典的SKF,其中,羅特艾德占有全球全斷面隧道掘進(jìn)機領(lǐng)域絕大部分市場(chǎng)份額。
2022年4月,由中鐵裝備設計制造的我國首臺全國產(chǎn)3米級主軸承盾構機中鐵872號在蘇州破土而出,標志著(zhù)我國首臺全國產(chǎn)3米級主軸承盾構機順利完成地下掘進(jìn)任務(wù)。
為了解決掘進(jìn)機主軸承這一卡脖子難題,早在2015年,由中鐵裝備聯(lián)合國內主軸承、減速機技術(shù)優(yōu)勢企業(yè)——洛陽(yáng)LYC軸承有限公司和鄭州機械研究所,組成國家隊,帶頭攻堅。2020年5月首批國產(chǎn)化6米級常規盾構3米直徑主軸承、減速機通過(guò)試驗檢測,標志著(zhù)我國盾構機核心部件國產(chǎn)化取得了重大突破。
而中鐵872號在蘇州軌道交通6號線(xiàn)的成功應用,驗證了國產(chǎn)盾構機主軸承的穩定性和可靠性,標志著(zhù)國產(chǎn)盾構機主軸承向全面推廣使用邁出了關(guān)鍵一步。
據介紹,中鐵裝備緊扣產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈部署創(chuàng )新鏈,積極構建上下游產(chǎn)業(yè)協(xié)同聯(lián)動(dòng)的關(guān)鍵共性創(chuàng )新平臺,目前已攻克了3米級主軸承、大排量泵、主驅動(dòng)密封、可編制控制器PLC等多項隧道掘進(jìn)機卡脖子關(guān)鍵核心技術(shù),完成了41套樣品樣件的施工現場(chǎng)搭載應用,增強了產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈自主可控能力。
除了上述幾個(gè),已經(jīng)被我國攻克或者基本實(shí)現國產(chǎn),不再受制于國外的卡脖子技術(shù)還有:芯片、操作系統、觸覺(jué)傳感器、真空蒸鍍機、重型燃氣輪機、ITO靶材、航空鋼材、高端軸承鋼、高壓柱塞泵、高壓共軌系統、微球、燃料電池關(guān)鍵材料、高端焊接電源、鋰電池隔膜、超精密拋光工藝、數據庫管理系統、掃描電鏡。
當然,在某些領(lǐng)域,我們還無(wú)法達到世界最先進(jìn)的水平,但是已經(jīng)實(shí)現了從0到1,那么從1到10,到100,也是技術(shù)發(fā)展的必然,畢竟,我們自身就是一個(gè)巨大的需求市場(chǎng),可以不斷的推動(dòng)各領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,最終讓各項技術(shù),都能進(jìn)步到世界之巔。
