據
Web of Science平臺的報告,
中國早
在
2019年的發文總量就已經超越了美國,但我國
依然
有很多技術被
發達國家
卡脖子,
比如
晶片、大推力發動機以及光刻機等。
值得一提的是,
發改委等四部門
之前
釋出《關於擴大戰略性新興產業投資
培育壯大新增長點增長極的指導意見》,又一批卡脖子材料、技術名單曝光。意見提出,加快新材料產業強弱項。圍繞保障大飛機、微電子製造、深海採礦等重點領域產業鏈供應鏈穩定,加快在光刻膠、高純靶材、高溫合金、高效能纖維材料、高強高導耐熱材料、耐腐蝕材料、大尺寸矽片、電子封裝材料等領域實現突破。
實施新材料創新發展行動計劃,提升稀土、釩鈦、鎢鉬、鋰、銣銫、石墨等特色資源在開採、冶煉、深加工等環節的技術水平,加快拓展石墨烯、奈米材料等在光電子、航空裝備、新能源、生物醫藥等領域的應用。
再比如
聚焦新能源裝備製造
“卡脖子”問題,加快主軸承、IGBT、控制系統、高壓直流海底電纜等核心技術部件研發。加快突破風光水儲互補、先進燃料電池、高效儲能與海洋能發電等新能源電力技術瓶頸,建設智慧電網、微電網、分散式能源、新型儲能、制氫加氫設施、燃料電池系統等基礎設施網路。提升先進燃煤發電、核能、非常規油氣勘探開發等基礎設施網路的數字化、智慧化水平。
加快新一代資訊科技產業提質增效。加大
5G建設投資,加快5G商用發展步伐,將各級政府機關、企事業單位、公共機構優先向基站建設開放,研究推動將5G基站納入商業樓宇、居民住宅建設規範。加快基礎材料、關鍵晶片、高階元器件、新型顯示器件、關鍵軟體等核心技術攻關,大力推動重點工程和重大專案建設,積極擴大合理有效投資。
近些年來,在
中國
科學家的不斷努力之下,很多卡脖子的技術被攻克,達到國際先進甚至領先水平。
下面
為大家
精選及
梳理一些近年來被我國科學家突破的重要技術,這些技術已經走出實驗室,有些甚至已經列裝在重要的大國重器上面
:
一、
乳鐵蛋白生產
技術
重要意義:
中國公司
創行業之先,著手建立自己的
“中國母乳資料庫”,開啟科學、系統研究中國母乳的大門
。
中國研究人員突破了
長久以來
西方的掐脖子技術
,
因為之前
高純度乳鐵蛋白的生產技術掌握在歐洲和澳洲的
6家企業中
。
中國
飛鶴
公司曾經於
2022年5月23日官宣:飛鶴成功獲批乳鐵蛋白生產許可,標誌著
中國
乳品行業第一條乳鐵蛋白自動化生產線正式投產。
值得一提的是,
一直以來,中國乳製品行業都存在著奶源進口依賴度高,乳清粉、乳鐵蛋白等關鍵原輔料被國外
“卡脖子”的問題,成為中國乳業高質量發展道路上的隱患。
從
2009年開始,飛鶴先後參與了國家863計劃、科技部十二五專案,攜手中國工程院院士團隊、哈佛醫學院BIDMC醫學中心、北京大學醫學部、江南大學、中國農科院等國內外頂尖科研院所,搭建起高水平的母乳科研平臺。
值得一提的是,
世界上的乳鐵蛋白基本都是從生產乾酪的副產品乳清中提取,成本低,但提取出來的乳鐵蛋白純度不高,活性不足。而且中國沒有食用乾酪的習慣,單獨提取乳清成本高,還很浪費原材料。
從生牛乳(鮮奶)中提取,是第二種選擇。但乳鐵蛋白很稀缺,一百噸牛奶大概只能提取出
7公斤乳鐵蛋白,意味著需要大量的優質鮮奶。而奶源,恰恰是飛鶴的長項。提取乳鐵蛋白可以使用超濾膜分離法,成本低,裝置簡單,操作容易,但提取出來的乳鐵蛋白純度只有60%左右,遠不能達到中國95%純度的要求。另一條技術路線是離子交換層析法,製藥領域應用比較成熟,提取乳鐵蛋白純度能超過90%。
因此飛鶴的突破意義重大。
二、
全球首座高溫氣冷堆核電站
重要意義:
中國華能集團副總經理
認為
,石島灣高溫氣冷堆核電站執行,不僅標誌著中國突破了一系列的世界性、行業性的卡脖子的關鍵技術,而且讓高溫氣冷堆核電站從沿海走向內陸,成為了可能
全球首座高溫氣冷堆核電站中國華能石島灣核電站進入臨界狀態,機組正式開啟帶核功率執行,中國
再次
創造一項世界第一。據悉,在進入臨界狀態並開啟帶核功率執行之前,華能石島灣核電站已完成了雙堆冷試、雙堆熱試以及首次裝料等多項試驗。
華能石島灣核電站坐落於山東省威海市榮成縣寧津灣,地處黃海之濱,專案於
2012年12月正式開工建設,總投資30億元。該專案既是中國“十二五”期間獲批的第一個核電站專案,也是全球首座第四代核電技術加持的核電站。其運用的高溫氣冷堆技術,在全球之前已經建成的核電站中還沒有先例。
值得一提的是,
該技術還是中國
16個重大科技專項之一,其與核心電子器件、高階通用晶片、基礎軟體、高檔數控機床與基礎製造技術、轉基因生物新品種培育以及探月工程等專案並列,重要性和難度不言而喻。中國希望透過此項技術,實現從核電大國到核電強國的轉變。
值得一提的是,
石島灣核電站的執行不光是高溫氣冷反應堆技術的突破,也是其他核電站配套技術的突破。據統計,在石島灣核電站的建設過程中,中國累計製造了
2200多套裝置,且大多數是全球首創。石島灣核電站國產零部件的使用率高達93%以上,完全是一座擁有自主智慧財產權的核電站。
三、
耐3000℃燒蝕的陶瓷塗層及複合材料
重要意義:
中國軍工技術
及重要的複合材料技術儘管
起步較晚,
但
中國在軍工
各領域開始
“彎道超車”邁入世界頂級行列的,例如高超音速飛行器,甚至
在
區域性
領域
超越了美國。
尤其
高超音速飛行器所用的超燃衝壓發動機是
中國
航發技術突飛猛進的代表作品。
值得一提的是,中國開發的
塗層和複合材料表現出優越的抗燒蝕效能和抗熱震效能,
被認為
是高超聲速飛行器關鍵部件極具前景的候選材料
,
具有很強的戰略意義。
中南大學粉末冶金國家實驗室黃伯雲院士團隊透過大量實驗,開發了一種新型的耐
3000℃燒蝕的陶瓷塗層及其複合材料,這一發現有可能為高超聲速飛行器的研製鋪平道路。這種陶瓷是一種多元含硼單相碳化物,具有穩定的碳化物晶體結構,由Zr、Ti、C和B四種元素組成。研發團隊採用熔滲工藝將多元陶瓷相引入到多孔炭/炭複合材料中,進而獲得一種非常有潛力的新型Zr-Ti-C-B陶瓷塗層改性的炭/炭複合材料。由於這種超高溫陶瓷兼具了碳化物的高溫適應性和硼化物的抗氧化特性,使上述塗層和複合材料表現出優越的抗燒蝕效能和抗熱震效能,是高超聲速飛行器關鍵部件極具前景的候選材料。
所謂
高超聲速飛行
,
是指飛行速度等於或大於
5倍聲速,即至少每小時6120公里。實現超音速的前提是飛行器的關鍵結構部件能夠承受住劇烈的空氣摩擦和高達2000-3000℃的熱氣流衝擊而不被破壞。
其中
最大的挑戰之一是如何保護關鍵部件,
比如
前緣、燃燒室和機頭,使它們在飛行過程中超過
2000攝氏度的溫度下經受嚴重氧化和熱流的極端沖刷。
四、
高效能碳/碳複合材料
技術
重要意義:
根據之前
原國防科工委鑑定
觀點
認為:抗氧化塗層技術達到國際領先水平,填補了國內空白,為中國在世界碳
/碳複合材料研究領域贏得了聲譽和地位。
中國研究
團隊經數十年的研究,在碳
/碳複合材料抗氧化塗層的研究已從先前使用溫度1400℃、防護時間30小時提高到1600℃、防護時間900小時,實現了國內碳/碳複合材料抗氧化研究的大飛躍。原國防科工委鑑定意見認為:抗氧化塗層技術達到國際領先水平,填補了國內空白,為中國在世界碳/碳複合材料研究領域贏得了聲譽和地位。
值得一提的是,中國功臣
李賀軍院士將壓力加工的方法跨界用於碳
/碳複合材料的製備,實現了該材料由航空航天戰略性武器應用向兵器常規戰術武器應用的突破。這種高效能碳/碳複合材料系列低成本製備新技術,已在國防重點領域內多個型號裝備中應用,為相關國防高技術武器裝備的效能提升提供了重要支撐。
重要的是,
他們研製的碳
/碳複合材料作為耐高溫的關鍵部件,用於多種型號的固體火箭發動機喉襯、超音速導彈的熱防護系統等新一代武器裝備,為國防現代化建設和軍民融合發展做出了重大貢獻。
所謂
碳
/碳複合材料,是以碳纖維為骨架來增強碳或石墨基體的複合材料,是一種戰略性材料,主要用於先進空天飛行器、其動力系統以及高尖端武器裝備。其關鍵技術一直被西方國家嚴密封鎖,
特別是
上世紀
90年代初,國內對於該材料的研究尚處在起步階段。 碳/碳複合材料高於一定溫度便開始氧化,嚴重製約了其在高溫極端環境下的可靠應用。
值得一提的是
,碳
/碳複合材料效能不穩定、成本高、氧化敏感性高、表面微結構複雜,傳統塗層理論與方法已難於滿足,提高材料效能及穩定性、長壽命塗層理論創新與技術突破是國際公認的挑戰性難題。
五、
光刻機光源領域重大
技術
突破
重要意義:
這是一
項光電子領域的重大突破。換句話說,
中國
在這一技術領域突破後,
中國
已經開始有機會能夠打破美國對於極紫外光源技術的
“一家獨霸”,並且能夠一舉解決掉現在EUV光刻機穩定性差、壽命短的致命缺陷
。
研究成果已發表在世界《自然》雜誌上,研究表明,研究團隊利用波長
1064nm的鐳射,操控位於儲存環內的電子束,電子束在繞環一整圈(周長48米)後形成了精細的微結構,即“穩態微聚束”。透過探測輻射,研究團隊驗證了微聚束的形成,隨後又驗證了SSMB的工作機理。該粒子可以獲得光刻機所需要的極紫外(EUV)波段,為大功率EUV光源的突破提供全新的解決思路。
中國
清華大學的科研團隊
之前之前
正式官宣,他們已經完成了
“穩態微聚束(SSMB)”的測試,標誌著
中國
在晶片光源這個領域裡面再一次取得了重大突破。
值得一提的是,
在過去
幾年
中,美國總共對華為公司發出了三輪制裁,
利用
晶片卡
脖子
。嚴重地阻礙了華為公司手機業務的發展,為此
中國
掀起了一輪晶片研發熱潮。
國家層面
甚至出文件,要求國內晶片在
2025年實現 75%以上的自給自足。
其中
國內多家科研機構,包括中科院,清華大學等都義無反顧的加入了晶片研發行列。
眾所周知,
華為的子公司海思
擁有
設計國際頂尖晶片的能力,可是苦於不能投入生產,主要原因是不能製造出高階光刻機。光刻機的最主要的硬體是鏡頭,由鉬和矽制兩個特殊材料製成,被相關
發達國家牢牢
把控,所以材料的匱乏是我國光刻機技術遲遲攻克不下的主要原因。
所謂的
SSMB光源,實際上就是一種新型粒子加速器光源,區別於現在荷蘭ASML的EUV光刻機光源,這種SSMB光源在功率、重頻等方面都要比前者高出很多,其波長直接可以涵蓋EUV光刻機所使用的極紫外光。
六、
高塑性耐高溫TiAl PST單晶
重要意義:
北京航空材料研究院曹春曉院士
觀點認為
:鎳基單晶高溫合金的承溫能力每提高
25~30℃,即為一代新合金。
中國研究
團隊發明的
TiAl 單晶合金,一下將承溫能力提高了150~250℃以上,是重大突破,屬引領性成果。這項關鍵材料技術誕生
在中國
,是
中國
國家和民族的驕傲與自豪
。
中國
南京理工大學材料評價與設計教育部工程研究中心陳光教授團隊經過長期的研究,製備出了
0° PST TiAl 單晶,效能上實現了新的大幅度跨越。PST TiAl 單晶材料室溫拉伸塑性和屈服強度分別高達6。9%和708MPa,抗拉強度高達978MPa,實現了高強高塑的優異結合。更為重要的是,該合金在900℃時的拉伸屈服強度約為637MPa,並具優異的抗蠕變效能,相關成果《Polysynthetic twinned TiAl single crystals for high-temperature applications》於2016年6月20日線上發表於Nature Materials(《自然材料》)。
所謂
TiAl基合金
,
是一種新興的金屬間化合物結構材料。具有低密度、高比強度和比彈性模量,高溫時仍可保持較高強度的同時具有良好的抗蠕變及抗氧化效能。這使其成為航天、航空、汽車發動機等耐熱結構件的理想材料。因此,
全球
各國研究者都在大力開發
TiA1 合金。然而 TiA1 合金的短板是其塑性非常低,室溫延伸率通常小於2%,嚴重限制了它的實際應用。
值得一提的是,這種材料
最小蠕變速率和持久壽命均優於
4822合金1~2個數量級,有望把目前 TiAl 合金的使用溫度從 650~750℃ 提高到 900℃ 以上。
七、
成功解決大規格鋼錠成分偏析難題
重要意義:
李殿中根據實驗結果撰寫的論文發表在
全球著名的
Nature Communications雜誌上,引發了國際較大反響,“控氧可有效控制偏析”機理成為行業共識。
中國研究人員
李殿中成功解決
了
大規格鋼錠成分偏析難題
。
材料的缺陷經常導致各種失效。一種典型的缺陷,稱為宏觀偏析,在凝固過程中經常發生。它反映了一種化學成分變化的現象,在鑄件和鑄錠中,化學成分變化的範圍從幾毫米到幾釐米,甚至到幾米。
儘管
這一缺陷在近
500年前就被描述在青銅槍管中,但宏觀偏析理論是大約半個世紀前由弗萊明及其同事首創。
在此之前,宏觀偏析被認為是凝固過程中由於密度對比而產生的重力驅動流動的結果。目前,宏觀偏析是由三種已知的力引起的
:自然熱溶質對流的浮力、顆粒沉降或浮選的固體移動力和凝固過程中體積收縮的收縮力。其中最典型和最嚴重的是通道偏析,這一問題長期以來一直是冶金、地球物理和地質學領域的研究課題。根據經典的宏觀偏析理論,鋼中的宏觀偏析主要是由於枝晶間的熱溶質浮力,這是由於富溶質熔體和塊狀液體之間的密度不同所致。
為了很好的解決此問題,金屬所李殿中研究員將直徑
2。4米,高3。5米,單重100多噸的大鋼錠一剖為二。從剖開的橫斷面發現了很多孔洞和裂紋,這是導致鋼錠易報廢的主要原因。
之前的經典理論認為通道型偏析是鋼的自然對流驅動的,但本實驗從剖開的橫斷面看到了許多條氧化物引起的偏析流線,分析認為,這些通道型偏析的形成是氧在鋼中起到了關鍵作用,以氧化物為核心的輕質夾雜物與凝固介面的互動作用,誘發了鋼錠的成分不均勻性,因此,透過控制鋼水中的氧含量,就能顯著減少夾雜物的數量和尺寸,實現鋼的均質性,以達到提升鋼的效能的作用。
八、
OPUS系列演算法
重要意義:
中國
研究人員使用
AlphaFold得到了15個蛋白的預測結構,並利用不同方法根據預測出的主鏈結構對其側鏈進行重新建模。其結果顯示,OPUS-Rota4的結果顯著優於其它側鏈建模方法,而且比AlphaFold預測的側鏈更接近天然構象。
復旦大學複雜體系多尺度研究院院長馬劍鵬教授
認為
,
AlphaFold是又一個卡脖子的核心技術
。
2021年12月,復旦大學複雜體系多尺度研究院院長馬劍鵬教授的團隊和上海人工智慧實驗室合作,在《生物資訊學簡報》上發表了一篇名為“OPUS-Rota4: agradient-based protein side-chain modeling framework assisted by deeplearning-based predictors”的論文,簡述了他們開發的演算法成果。
中國的
研究團隊研發出的具有自主智慧財產權的
OPUS系列演算法,這個演算法可以用於預測蛋白質主鏈和側鏈的三維結構,值得一提的是,其中的蛋白質側鏈預測演算法即OPUS-Rota4演算法,精度比
著名的
AlphaFold更勝一籌。
蛋白質結構預測早已不是一個新的領域,科學家已經做了五十多年,但是直到
AlphaFold的出現,這一領域的研究才出現突破性成果。
值得一提的是,
2022年7月28日,英國DeepMind公司表示,AlphaFold已經預測了全球幾乎所有的蛋白質結構,短短一年時間,他們的蛋白質結構資料庫中的資料從200萬個擴增到超2億個。
在很多業內專家看來,它的出現某種程度上是靠科學家個人去發揮他們的創造性。但
中國
在這一領域發展也有一定優勢,這就是計算機系統工程。科學問題的工程化,
AlphaFold也是非常典型的例子之一。
需要提醒的是,
我國還沒有能夠完全超越
AlphaFold的核心技術,要實現真正“從0到1”的突破,或許還需要一些時間。
九、
S1000空間晶片
重要意義:
百邁客百創
S1000空間晶片最大的突破就是將空間解析度降低至5μm,而傳統的晶片製造還處於100μm的解析度。中國科學院陳潤生院士表示,百創S1000空間晶片的釋出,將加快生長髮育問題的研究,特別是在早期發育階段複雜結構的研究,針對只有一層或幾層細胞有明顯的優勢,另外對於腫瘤發生發展或腫瘤治療過程中,關於免疫微環境或免疫浸潤的研究也是一大利好的訊息。同時,百創S1000空間晶片將加速時空動態圖譜的構建,特別是加速精細圖譜研究領域,有利於打破行業壟斷、加速空間資料積累。
北京百邁客生物科技有限公司經過多年研發,正式釋出了國內首款亞細胞級微孔空間轉錄組晶片
——百創S1000。在百創S1000新品釋出會現場,雲集眾多學術專家、行業投資人以及媒體記者,一同見證百邁客百創S1000的誕生。
空間轉錄組學技術自
2016年首次在頂級SCI期刊Science上亮相,便成為了繼單細胞測序技術之後的另一個生物技術研究熱點。空間轉錄組從空間層面對基因表達資料進行解析,利用基因晶片技術將樣本位置資訊保留在晶片上以此解析單個組織切片中的mRNA,定位和區分功能基因在特定組織區域內的表達情況。隨著單細胞技術的發展以及分析工具的拓展,空間分析在過去一兩年逐漸發展成為一個新的科研領域。空間轉錄組學技術更是先後被Nature、Nature Method評為“年度技術”,其相關技術呈指數級增長。在給定的預測期內,全球單細胞與空間轉錄組分析市場預計在2026年將達到約77億美元。
十、
高效鐳射選區熔化增材製造關鍵技術
重要意義:
高效鐳射選區熔化增材製造關鍵技術深度融合了資訊科技和製造技術等特徵的鐳射
3D列印技術,由4臺鐳射器同時掃描,
是
世界上效率和尺寸最大的高精度金屬零件鐳射
3D列印裝備
。
該裝備攻克了多重技術難題,解決了航空航天覆雜精密金屬零件在材料結構功能一體化及減重等
“卡脖子”關鍵技術難題,實現了複雜金屬零件的高精度成形、提高成形效率、縮短裝備研製週期等目的。
華中科技大學
之前
對外發布,由該校武漢光電國家實驗室(籌)完成成的
“大型金屬零件高效鐳射選區熔化增材製造關鍵技術與裝備(俗稱鐳射3D列印技術)。
隨著航空航天裝備不斷向輕量化、高可靠性、長壽命、低成本方向發展,一些關鍵金屬零件複雜程度越來越高,製造週期要求越來越短,使得我國現有製造技術面臨系列共性難題,如複雜薄壁精密零件結構
-效能一體化製造技術,航空航天發動機葉片、渦輪等複雜精密零件的成形技術等,嚴重製約了航空航天裝備技術水平的提高。
金屬零件的鐳射
3D列印技術是各種3D列印技術中難度係數最大也最受國內外關注的方向之一。其中基於自動鋪粉的鐳射選區熔化成形技術(Selective Laser Melting,SLM,主要應用於航空航天、微電子、醫療、珠寶首飾等行業),主要特點是加工精度高、後續幾乎不需要機械加工,可以製造各種複雜精密金屬零件,實現結構功能一體化、輕量化,在航空航天領域有廣泛的應用需求。但是,成形效率低、成形尺寸有限是該類技術的發展瓶頸。此前,我國在SLM技術領域與國際先進水平相比有較大差距,大部分裝備依賴進口。
華中科技大學武漢光電國家實驗室教授曾曉雁領導的鐳射先進製造研究團隊,在國家
863和自然科學基金專案等資助下,經過十年的長期努力,在SLM成形理論、工藝和裝備等諸多方面取得了重要成果,特別是突破了SLM成形難以高效製備大尺寸金屬零件等瓶頸。
十一、
30微米柔性可摺疊玻璃
重要意義:
中國自主研發的
30微米柔性可摺疊玻璃是
中國
在玻璃新材料領域又一項
“卡脖子”關鍵技術取得重大突破,
大幅
提升了我國在世界玻璃新材料領域的競爭力和話語權。
30微米柔性可摺疊玻璃的攻關成功,是中國建材繼2018年生產出世界最薄的0。12毫米超薄玻璃,2019年下線擁有自主智慧財產權的浮法8。5代液晶顯示玻璃基板後,2020年又取得的一個重大“卡脖子”創新成果。柔性和可摺疊是顯示產業發展趨勢,可以使資訊顯示終端更加便攜和功能多樣化。
中國建材集團成功生產
。
中國建材集團所屬凱盛科技自主研發出高強度柔性玻璃配方以及減薄、強化、切割和成型加工新技術,生產出
30-70微米厚度的主流規格超薄柔性玻璃,實現產品連續20萬次彎折不破損,彎折半徑小於1。5毫米,主要效能指標和引數均處於行業領先水平,形成了國內唯一覆蓋“高強玻璃—極薄薄化—高精度後加工”的全國產化超薄柔性玻璃產業鏈,打破國外壟斷,從源頭上保障了中國資訊顯示產業鏈安全。
十二、
CVT無極變速器
重要意義:
中國的
奇瑞新能源在鋁基輕量化技術上有所突破,處於引領全球的行列中,對
全球
綠色能源推動有重大意義。中國率先世界突破難題
,
意味著中國不用再擔心
發達國家
卡脖子了,
因此,
不少美國媒體都不禁感慨,奇瑞新能源在鋁基輕量化車身技術開發專案中取得成就,是中國史上又一里程碑式成就。
在
2020年中國汽車工業科學技術獎頒獎典禮上,奇瑞新能源獲得中國汽車工業科學技術獎一等獎,獲獎專案之一是2013年CVT無極變速器。
奇瑞集團早在
1999年就開始對新能源技術展開研究,經過二十多年的努力,終於擁有了多項新能源技術開發技術,而且申請了一千多項專利權,其中鋁基輕量化車身技術就是完全自主智慧財產權,該專案中申請到的專利就高達124多項,
意味著未來
但凡使用到該技術的企業都必須向奇瑞繳納專利費用。
中國
取得的成就引起了國內外的高度評價,歐洲專家特意釋出言論稱,奇瑞新能源的短流程鋁基輕量化技術,相比傳統技術掌握了絕對的優勢,就連美國都不禁感慨
中國
技術的突破水平。
十三、
FPGA
關鍵技術
重要意義:
FPGA的獨特性,讓國產FPGA已經在中低端市場可以不被EDA卡脖子。未來五年,國產FPGA在高階市場有望深度突破。軟硬體技術挑戰以及全球FPGA市場格局的變化
依然
國產
FPGA實現高階和極高端市場突破的挑戰
。
中國在
2
021年到2026年
,
FPGA市場規模有望佔到全球FPGA市場規模的一半以上,中國將成為FPGA公司的必爭之地。
值得一提的是,之前
全球範圍內想要設計這三類晶片的公司難以擺脫
EDA(電子設計自動化工具)三巨頭和美英IP公司的依賴。
國產
FPGA的高階替代機遇與挑戰共存。未來五年,國產FPGA有望在低端和中端市場市場上佔主動地位,在高階市場有望深度突破,極高端市場仍任重道遠。中國擁有全球最大的超級資料庫以及與之相關聯的大資料類分析、預測的應用場景,
因此,
國產
FPGA在AI領域機會巨大
。
十四、
密切割+強加砂+造複雜”縫網壓裂關鍵核心技術
重要意義:
中國研發
創新攻關了
“密切割+強加砂+造複雜”縫網壓裂等關鍵核心技術,打破國外
發達國家對於中國的
技術壁壘,實現勝利東部油區頁岩油開採重大突破
。
中國的
勝利油田石油工程技術研究院針對制約油田效益開發的重點難點,研究院創新攻關了
“密切割+強加砂+造複雜”縫網壓裂等關鍵核心技術,打破國外技術壁壘,實現勝利東部油區頁岩油開採重大突破
。
大力攻關微生物採油、
H2S治理、採出液及沉積物迴圈再利用等低碳綠色環保技術規模化、集約化、清潔化發展,助力油田綠色發展;聚焦“一帶一路”建設,持續拓展蒙古、喀麥隆、哈薩克、委內瑞拉等國際石油技術服務市場,助力實現開放條件下能源安全
。
研究院堅持在勘探最有潛力的方向抓突破、在開發矛盾最突出的領域抓創新、在生產最薄弱的環節抓最佳化,攻克了高含水油藏提高採收率關鍵工程、薄儲層超稠油高效開發關鍵技術、低滲透油藏有效動用技術等一批關鍵核心技術。利用智慧化、數字化、新材料等改造升級傳統石油工程技術,增強了支撐當前、引領未來的核心競爭力,為勝利油田效益穩產
2340萬噸提供堅實保障。近五年累計申請國家專利836件,授權發明專利268件
。
十五、特大型高階礦山裝備CSM-2250立式攪拌磨
重要意義:
特大型高階礦山裝備
CSM-2250立式攪拌磨將成為國內礦山應用最大規格的立式攪拌磨,突破了中國高階超細粉磨裝置自主研發的發達國家“卡脖子”技術,助力中國在大型碎磨裝備研發和生產領域再創新高度。
中信重工自主研發的特大型高階礦山裝備
CSM-2250立式攪拌磨、直徑6。4×11。15m球磨機、GM220-180高壓輥磨機等同臺亮相,在中信重工總部完成工廠試車並交付客戶。 其中,CSM-2250立式攪拌磨,採用了大型變螺距鏟靴襯板設計及鑄造工藝、智慧磨門開閉裝置、三軸承組合支撐傳動系統等世界先進技術,具有磨礦效率高、襯板壽命長、裝置執行穩定的優勢。該組裝置將應用於遼寧省本溪市、國內規模最大的單體鐵礦採選專案,助力打造綜合效益最大化的 “超大規模智慧化礦山精品工程”。
十六、
伺服電機
製造
技術
重要意義:
《中國製造
2025》規劃總體部署了機器人伺服電機的目標:到2020年,效能、精度、可靠性達到國外同類產品水平。
格力工業機器人用伺服電機透過自主研發的低齒槽轉矩與轉矩脈動系統設計技術
,有效降低伺服電機的齒槽轉矩和轉矩脈動,進一步提升伺服系統的控制精度,電機的齒槽轉矩、轉矩脈動效能,可與業界一流企業媲美
。
工業機器人是智慧製造執行層的核心裝備,是完成智慧製造最後生產階段的硬體基礎,也是先進製造業的代表性產品。因缺乏核心的技術,
中國
工業機器人核心零部件伺服電機長期依賴進口,制約了中國機器人產業的發展。
比如中國的
格力從功率密度、齒槽轉矩、電流環設計等三方面入手,自主研發出工業機器人用高效能伺服電機及驅動器,被科技成果鑑定會專家組評審,
總體技術達到
“國際先進”水平,其中伺服電機功率密度、過載能力等效能指標達到“國際領先”水平
。
格力工業機器人用伺服電機整機長度僅
111mm,比一聽可樂還短,領先業界,功率密度高達282。5W/kg,為行業之最。
其搭配
20bit高解析度絕對值編碼器,極大地提高了工業機器人的柔性和精準度。
十七、
超高取樣率、超高速模擬數字轉換器和數字模擬轉換器
重要意義:
中國
在軍用領域微電子所的
這
項技術突破頗具
戰略
意義
——超高速ADC/DAC是雷達的重要器件,在電子戰中,頻率捷變也必須仰仗超高速ADC/DAC。
值得一提的是,
超高速
ADC/DAC無論對國防軍事,還是民用工業都意義非凡,而如此關鍵的技術,其技術制高點
之前
卻一直被美國、日本等發達國家把持,對中國而言
十分
不利
。
中科院微電子所
曾
成功研發出超高取樣率、寬頻帶的
30Gsps 6bit超高速模擬數字轉換器(ADC)和數字模擬轉換器(DAC),成功大幅縮短了與
歐美
先進國家的技術差距,為
中國
在該領域擺脫國外技術壁壘限制增加了關鍵性的籌碼,對下游產業的發展起到了極大的促進作用。更關鍵的是,該晶片已在武漢郵電科學院構建的
1Tb/s相干光OFDM傳輸驗證平臺上實現應用驗證。
值得一提的是,之前
美國對中興通訊進行制裁的時候,由於中興通訊
FPGA、光器件、高速ADC/DAC等器件很大程度上依賴從美國進口,一些媒體甚至認為中興通訊將可能遭遇寒冬,乃至破產。而本次技術突破則有望使中興通訊在ADC/DAC方面擺脫受制於人的局面。
十八、
感光幹膜
技術
重要意義:
中國的
五江高科
經過了
20年的努力,曾
成功開發了
HR系列、HD鐳射直接成像等30多種型號的感光幹膜,獲得了30多項專利技術和多項專屬秘密技術
。
值得一提的是,
光刻膠技術
曾經
被科技部列入
35項“卡脖子”技術難題清單,是國家大力支援攻關的一項關鍵核心技術。感光幹膜光刻膠是PCB(印製電路板)製造過程不可或缺的核心材料,主要作用是轉移影象(類似於照像底片)。
早在
2005年前,國內沒有一家電路板用高解析度感光幹膜生產企業
,
之前
所有感光幹膜依賴於從美國、日本等國家進口。這些國家對技術封鎖嚴密
,感光幹膜研發只能走自主創新之路。
中國的
五江高科
經過了
20年的努力,曾
成功開發了
HR系列、HD鐳射直接成像等30多種型號的感光幹膜,獲得了30多項專利技術和多項專屬秘密技術,為國內80%以上的PCB上市企業與多家全球PCB前十強企業提供了產品服務。近5年來,五江高科銷售業績每年以50%的速度遞增,產銷量在全球同類企業中穩居前列。
值得一提的是,
晶片用
IC封裝載板是一種關鍵專用基礎材料
,
其專用感光幹膜只有美國、日本等國家生產
,國內尚無企業研發生產。
而
五江高科瞄準這一技術
,加大科研投入,經過
刻苦
攻關
,在全國率先研發出晶片用IC封裝載板感光幹膜
。
從
2001年開始,五江高科專注於感光幹膜的研發與生產,先後投入上億元科研經費,淘汰4條生產線,經過無數次失敗,終於在2006年攻克生產技術難題,讓第一卷感光幹膜成功下線,填補了國內市場空白。
值得一提的是,由於眾所周知的原因,
五江高科聯合國內相關企業成功開發出
PE保護膜和PET膜等核心材料,徹底打破了國外感光幹膜技術壟斷地位,較好解決了“卡脖子”技術難題。2020年,五江高科建起了全球最大的感光幹膜智慧化單體制造工廠。
十九、
高效能碳纖維
技術
重要意義:
中國公司
研製生產的
T700 級碳纖維產品
在
某型號固體火箭發動機殼體上驗證成功,標誌著
中國
已突破國產幹噴溼紡工業碳纖維在重點武器型號等航天應用領域的技術瓶頸,打破了國外高效能碳纖維對於中國市場的長期壟斷
中國光威復材公司
之前
訊息,由公司研製的
T700 級碳纖維產品透過航天火箭發動機應用驗證,
中國公司
打破
了
國外高效能碳纖維長期壟斷。
航天發動機,導彈和火箭上通用技術,尤其固體火箭發動機,發動機殼體在燃料點燃後內壓極高,對材料強度和比強度要求很嚴格,過去我國經常使用金屬材料,比如鋼材,沉重而且強度指標不搞,對於導彈或者火箭來說,材料強度越好,密度越小越好,結構輕了,彈頭就可以做的更重,導彈射程就可以更遠,比強度是鋼材幾十倍的碳纖維就是現在最佳最好材料材料。
比如
公司
T800H 級碳纖維產品開始在部分直升機型號上小批次應用,說明該產品效能已趨於穩定。
如果
參照美國軍機碳纖維使用情況,在各類軍用飛機中,軍用直升機碳纖維材料使用比例最高,約達整機重量的
40%左右。目前我國陸航部隊仍在持續建設過程中,陸航旅擴編帶來的直升機新增空間巨大;
中國
新型
10 噸級通用直升機定型在即,列裝後或將成為三軍裝備數量最大的軍用直升機型號。新型通用直升機放量或將帶來航空裝備領域軍用碳纖維需求的首輪高速增長,後續殲擊機、大型軍機等裝備的碳纖維用量也將持續上升,未來 T800 級碳纖維產品或將成為繼 T300 後公司軍品業績的主要支撐。
二十、
散裂中子源
技術
重要意義:
中國散裂中子源專案
的突破,
標誌著
中國
成為繼
英美日
三國之後,第四個擁有散裂中子源的國家。《科技日報》報道稱,該專案的投入執行,對
中國
探索前沿科學問題、攻克產業關鍵核心技術、解決
“卡脖子”問題具有重要意義。央視新聞報道稱,中國散裂中子源工程總指揮、中國科學院院士陳和生介紹說,中國散裂中子源就像“超級顯微鏡”,是研究物質材料微觀結構的理想探針。
中國
國家重大科技基礎設施
——中國散裂中子源專案,
之前
在廣東東莞透過國家驗收,正式投入執行。
中國
可以利用散裂中子源來研究大型金屬部件的殘餘應力,這對提高高鐵關鍵部件和航空發動機部件的效能,以及核電站部件的服役效能十分重要。此外,可燃冰、磁性材料的研究,以及化學反應催化劑的原位研究等,都可以使用散裂中子源。
值得一提的是,
中國散裂中子源於
2011年9月開工建設,工期6。5年,是由中國科學院與廣東省共同建設的大科學裝置。中國散裂中子源裝置內容包括一臺8千萬電子伏特負氫離子直線加速器、一臺16億電子伏特快迴圈同步加速器、一個靶站,以及三臺供科學實驗用的中子散射譜儀。