曹先(xiān)生/13428671123
事實上,如(rú)今的中國,已經擁有(yǒu)完整的(de)工業體係,生產(chǎn)著全球一半的鋼鐵、60%的水泥、25%以上(shàng)的汽車……可以說是全球(qiú)最大、最具活力的製造業中(zhōng)心。然而中(zhōng)國(guó)工業大而不強,始終(zhōng)是令人痛心的一(yī)點(diǎn)……
建國初期,中國的貧困世人皆知,飽受了幾十年的軍閥混戰,抗日戰爭及內戰,整個華夏大地(dì)滿目瘡痍。除了東部和內陸中心(xīn)城市有一點鋼鐵、煤礦、紡織、機械製(zhì)造(zào)業外,大部分地區基本上是一片空白。
中國的工業就(jiù)是在這樣一個百廢待興的時代艱難起(qǐ)步的,不靠殖(zhí)民主義、帝國主義和戰爭,而真的是靠著中國人民節衣縮食積累工業資(zī)金,自力更生,發憤圖強,一步步實現了中國工業在廢墟中的崛起(qǐ)。
中國開始了曆(lì)史上前所未有的工業化進程,在能源(yuán)、冶金、機械、化學和國防工業領域,陸續展開了“156項(xiàng)”(實際完成150項)重點工程。
到1957年(nián)底第一個五年計劃結束時,“156項工程”已開工135個,其中建成或部分建成投產的68個(gè)。
到1959年建國十周年時,我國鋼產量由世界第26位升至(zhì)第7位;煤(méi)、油從第9位升至第3位;發(fā)電量由第25位升至第11位。
正是由於這“156項工程”,中國的工業化從此開始建(jiàn)立起來,中國也正式開始從一窮二白的(de)農業國邁向工業國。
美國湯森路(lù)透(tòu)集團發布(bù)了全球頂尖的100位材料學家名人堂榜單(dān)。在這份依據過去10年中所發表研(yán)究論文(wén)的引用(yòng)率而確(què)定(dìng)的最優秀的100名材料學家榜單中,共有15位華人科學家入選,其中榜單前6位均為(wéi)華人,美國加州大學伯克利分校教授楊培東位(wèi)居(jū)第一。
按本(běn)科院校劃分,上榜的15位華人科學家中,來自中科大的有7位,來自大(dà)陸其他大學的有3位,來自台灣地區大(dà)學的有2位,而由美國大學培養(yǎng)出來的有3位(分別(bié)為台灣留學(xué)生、自台灣移民後裔、自香(xiāng)港移民後裔)。
為什麽這些來自中國的人才,最後都選擇了(le)留在美國?中國的材料工業、製造水平何時才能走在世界前列?
事實上,如今的中國,已經擁有完整的(de)工業體係,生(shēng)產著全球一半的鋼鐵、60%的水泥、25%以上的汽車(chē)……可以說是全球最大、最具活力的製造業中心。然而(ér)中國工業大而不(bú)強,始終是令人痛心(xīn)的一(yī)點。
太重集團(tuán)榆(yú)次液壓工業有限公司副總、高級(jí)工程師陳群立說:“我國液壓工業的規模在2017年已經(jīng)成為世界第(dì)二,但產業大而不強,尤其是(shì)額定壓力(lì)35MPa以上高壓(yā)柱塞(sāi)泵,90%以上依賴進口。
進口意大利HAWK霍克高壓柱塞泵(bèng)
可以說,高壓柱塞(sāi)泵是鯁在我國裝備製(zhì)造業咽喉(hóu)要道的一根‘刺(cì)’。高性能的柱塞泵(bèng),美德日等國外4家龍頭企業占據中(zhōng)國市場70%以上份額,在技術方麵卻對中國嚴密封(fēng)鎖。”
高壓柱塞泵是(shì)高端液壓裝備(bèi)的核心元件,被(bèi)稱作液(yè)壓係統的“心髒”。液壓係統是裝備製造業的關鍵部件之一,一個完整的液壓係統由5個部分組成,即動力元件、執行元件、控製元件、輔助(zhù)元件和液壓油(yóu)。
高壓柱塞(sāi)泵屬於動力元件,我國國產大飛機C919試飛成功的重要功臣之(zhī)一,中國二重生產的國際最大的(de)8萬(wàn)噸級模鍛液壓機,其高壓(yā)柱塞泵就是進口美國的產品。
我國(guó)的坦克、裝甲車等軍工機械,絕大多數(shù)使用的是進口高壓(yā)柱塞泵(bèng)。這些進口(kǒu)的液壓泵,每台價(jià)格都在20萬元以上。而這些液壓泵(bèng)的更換和維修,都會受到外國公司供貨周期和提供服務的牽製。
其實,這(zhè)種現象(中國廠商出產品或者商業模式,少數發達國家出工業母機和支撐技術的現象)是中國製造業發展中普(pǔ)遍(biàn)存在“心髒病”的一個表現。
今年的中興事件,就是一個很好的例子。不過,中興事(shì)件發生(shēng)後,媒體觀察的視野(yě)從(cóng)部門逐漸看(kàn)到整體(tǐ)產業,從個別問題擴散到一般問題。對製造(zào)業發展(zhǎn)來說,這是(shì)好事。
近年來,中國在科研領域的發展很快,但中國科技(jì)被“卡脖(bó)子”的領域,一大半都是材料問題,這說(shuō)明中國材料工業(yè)水平確實還很落後。
“卡脖子”技術產品和目(mù)前領先甚至壟斷的國家:
1.高(gāo)端顯示(shì)屏OLED生產設備真空蒸鍍機(日本)——中國平板顯示已經做到了全球第一,差距在(zài)上遊核(hé)心生產設備。
2.“液晶屏骨頭”微球(日本)——中國製造技術先進,但國產原材料不純影響微球性能。
3.製造(zào)液(yè)晶顯示器用到的ITO靶材(日本、韓國)——質量不穩(wěn)定、材料不過(guò)關,從實驗(yàn)室到量產才能突破(pò)大尺寸(cùn)領域。
4.國產大飛機用的航空鋼材(美國)——還是材料問(wèn)題,超強度(dù)鋼純淨度不夠。
5.燃料電池膜電極組件關鍵材料(日本)——中國(guó)實驗室(shì)成果達到國際水平,但量產有一致性和成本控製困難。
6.新能源車的“心髒”鋰離子電池(美國、日本、韓國)——美國強(qiáng)於研發設計,日本強(qiáng)於材料生產,中韓是第(dì)二梯隊。
7.水(shuǐ)下(xià)機器人深海油管焊接用(yòng)的高端焊接電源(北歐)——中國是全球最大焊接電源製造基地,差距在深海水(shuǐ)下焊(hàn)接設備(bèi)和全數字化控製技術。
8.海底觀測網係統水下連接器(美國、德(dé)國)——事關國家(jiā)安全,中國在實驗樣機階段,技術研究起步。
9.全(quán)斷(duàn)麵隧道掘進機主(zhǔ)軸承(德國、瑞典)——中國已掌握直(zhí)徑3米的主軸承核心技術,走出實驗室仍然是材料、工藝因素製約。
10.機械設(shè)備高端軸承鋼(美國、瑞典)——中國製軸工藝已經達到先進水平,還是材料差距。
11.航空設計軟件(法國、美國)——中(zhōng)國(guó)與國外同時起步,國家需要出台政策鼓(gǔ)勵國產軟件的(de)開發和使用。
12.高質量消費級電容和電阻(日本)——短板還是材(cái)料,日本(běn)的MLCC產品可(kě)以做(zuò)到1000層(céng),中國產品在300層左(zuǒ)右。
13.光刻機(荷(hé)蘭、日本)光刻(kè)機鏡頭(德國)——ASML的鏡(jìng)片是蔡司技術,德國祖傳的磨鏡(jìng)手藝,拋光鏡片上(shàng)百年技術(shù)積澱;除了鏡頭,光刻機還要頂級光源和極(jí)致的(de)機械精度(3萬個機械件,200多個傳感器)。
14.上遊高端(duān)電(diàn)子化學品例如(rú)LCD用光刻(kè)膠(jiāo)(日本)——中國(guó)能生產,關(guān)鍵指標不夠先進拿不到(dào)訂單。
15.冷凍電鏡(jìng)用的透射式電鏡(美(měi)國(guó)、日本)——用於基礎科研領域(yù)的實驗技術,中國起步很早,因市(shì)場太小連德國蔡司都放棄了。
16.發現創新藥(yào)的潛在靶點的利器iCLIP(美(měi)國)——同樣(yàng)是科研實驗技術,2010年誕生的新技術。
17.自研操作係統(美國)——PC、智能手機的(de)操作係統沒有(yǒu)國家能成功挑戰美(měi)國。
18.工業機器人算(suàn)法、軟件(日本、德國、瑞士)——差距在底層核心算法。
19.自動駕駛汽車必備的激光雷達(美國)激(jī)光雷達芯片例如發射器(德(dé)國)——國產激光(guāng)雷達最(zuì)高40線,國外可做到64甚至128線,高分辨率芯(xīn)片生產工(gōng)藝(yì)不成熟。
20.航空發動機適航標準(美歐)民用大涵(hán)道比發動機(美國、英國)——要長期的工業實(shí)踐和驗證技術來支持(chí)。
21.航空發動機的短(duǎn)艙(美國、法國)——安放發動機的艙室、複雜的集成係統,中國處於空白階段。
22.為高鐵鋼軌養護整形的仿形銑刀刀盤和刀片(德國、奧地利)——需要一種超硬合金材料,中國尚在學徒階(jiē)段。
23.高端機床製造核心技術例如數控係統(德國、日本)——基(jī)礎材料(liào)科學、工藝、設計上的差距;除了控製器,國產機床的絲杠、導軌、伺服電機(jī)、力矩電機、電主軸、編碼器等主(zhǔ)要功能部(bù)件主要依賴於國(guó)外產品。
24.柴油發動機“心髒”電控柴油高壓共軌係統(德國、美國和日本)——中國可以(yǐ)做,就是差些.
25.高端液壓裝備的核心元(yuán)件高壓柱塞泵(美國、德國、日本)——性能指標上的差距在於材料製造。
26.重型燃氣輪機的核心技術(美國、日本、德國、意大利)——材料差距例如(rú)葉片材(cái)料,原(yuán)因是設備、工(gōng)匠、工藝的差距;基礎研究的(de)積累差距:設計技術、核心的熱端部件(jiàn)製造技術。
27.高(gāo)端的手機射頻器件(jiàn),高端(duān)濾波器、振蕩器等射頻元件(美國)——半導(dǎo)體材料差距大,中國研(yán)究做得早,量產化還是問題多:材料的一致性(xìng)、電性能均勻性。
28.工業仿生機器人觸覺傳感(gǎn)器(日本)——生產工藝,材料純度不過(guò)關,產品的一致性比較差;國內企業大多做氣體、溫(wēn)度等類型傳感器。
29.高速的(≥25Gbps)光芯片和電(diàn)芯片(美國)——中興通訊被製裁的用於光通訊領域的光模(mó)塊,低速的(≤10Gbps)光芯片(piàn)和(hé)電芯片實現了國產。
30.高端CT機探測器(美國、荷蘭、德國)——探測器製造工藝、材質都是機密,醫學成像產業已經被美國專利壁壘限製(zhì)。
在中國材(cái)料產業中,有一強一弱兩個比較矛盾的現象不得不提。一方(fāng)麵我國科研(yán)人員近(jìn)十年(nián)來在世界知名材料領域(yù)學術期刊上(shàng)發表(biǎo)的文章數不勝數,無論是數量還是質量恐(kǒng)怕都令任何一個國家感到汗顏,其中(zhōng)包括美國、日本和德國。
2006年我國研究者(zhě)發表的材料科學論(lùn)文就早已高於(yú)美國
可另一方麵,我國的材料製造業的地位絕沒有達到傲視(shì)群雄的地步。與美國材料製造相比(bǐ),我們處於(yú)總體上的弱勢地位。在傳統金屬材料上,我們與(yǔ)德國和日本這兩個傳統材料強國間也還(hái)有一定差距。
同時還有另一個比較(jiào)滑(huá)稽的現(xiàn)象。其實,我國材料工業目前的水平(píng)還比較差,正是需要有誌青年(nián)大展身(shēn)手(shǒu)的時候,但在“知乎”等青年學子紮堆的網絡論壇上,勸退“偽(wěi)化生”的言論層出不窮,材料學科就是被勸退的重災區之一。
這些乍一看矛盾的現象(xiàng)背後(hòu),其實有一個非常合(hé)理的解釋。就是我國繁榮的材料研(yán)究(jiū)背後並沒有支撐起相(xiàng)應體(tǐ)量的工業應用。在這樣的情況下,大學發表(biǎo)的材料論文和培養的人才(cái)越多,就業的形勢就越(yuè)嚴峻,學(xué)生就業的待遇也就越差(chà)。造成這一現象的直接原(yuán)因是“重科研”“輕應用”的學科發展(zhǎn)思路。
在(zài)多發論文,發好論文的指揮棒下,我國(guó)科(kē)研人員更熱衷於研究新奇材料,摘取這些“低垂的果實”,而這些成果可能幾十(shí)年(nián)內都難以進行工(gōng)業應用。
而在國際學術期刊主編的口味影響下,中國材料科研(yán)人員熱衷於研究國外的學術熱點。這樣的研究(jiū),縱然能做出一些成果,還(hái)是不免為他人做了嫁衣裳。
想解決材料行業(yè)領域的這些問題,必須要(yào)有高瞻遠矚的頂層設計和合理科學的產業布局。這樣的布局必須是在中國現階段國情下(xià)各行業聯合的集約化布局,而且(qiě)還應該有一定的彈(dàn)性,可以隨時針對(duì)變化的情(qíng)況進行把資源向(xiàng)急需研發也能研(yán)發成功的領域集中。
在材料行業外,我國目前也還有許多工業部門,甚至是(shì)關鍵(jiàn)工業的材料(liào)問題沒有完全解決(jué)。同時,作為世界市場競爭中相對弱勢的(de)一方,我們也(yě)沒有資金和人才方麵的突出優勢,未來,我們隻有不(bú)斷(duàn)改變優化思路才能實現彎道超車(chē)。
這麽多中國科學家都選擇了(le)美國國籍,我國又采取了(le)哪些努力來召喚這些人才呢?
據《環球時報》稱,中國近年(nián)來(lái)正加大力度(dù),通(tōng)過經濟上的刺激措(cuò)施、提供良好的發展前景等方式吸(xī)引許(xǔ)多在美從(cóng)事過(guò)國防科研的中國科學家歸國,並稱這種努力(lì)已(yǐ)經取得了不少回報。
美國問(wèn)題研究專家表示,事實上,很多(duō)華裔科學家願意回國,本身是中國飛速發展的結果,中國甚至可以提供比美國還要(yào)好(hǎo)的待遇,而(ér)不像當年楊振寧的實驗(yàn)室比中國(guó)所有的加一起都要好,這種情況下科學家自然願意回國。
其實這種情況不隻存在於中國科學家當(dāng)中(zhōng),其他國家(jiā)科學家(jiā)也有類似(sì)的。美國現(xiàn)在(zài)是人才過剩(shèng),許多(duō)科學(xué)家並不隻追求福利(lì)待遇,也需要成就感,自然想要回到祖國尋找機會。
據稱,中國力爭吸引回(huí)國的科學家通常是之前供職於與美國核武器項目(mù)和其他尖端(duān)武(wǔ)器(qì)研究相關的實驗室,包括美(měi)國原子彈的發源地的洛斯阿拉莫斯國家實驗(yàn)室,在美國核武計劃中起關鍵作用的加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、美(měi)國航天局及洛克(kè)希德•馬丁公司(sī)和波音公司等軍火製造商等。
有“知(zhī)情人士”透露到,這些科學家回國後(hòu),參與了超(chāo)音速武器開發、激光武器研製以及新型潛艇(tǐng)設計,“中國潛艇的巨大噪聲問題有(yǒu)望解決”。
同時,美國政府也已認識到人才流失問題,盡管美國(guó)看起來不缺少人才,但他們死也(yě)不想讓人才流入中國。美(měi)國雖然不好明麵上阻止,但背地裏就(jiù)不好說了。
就像2008年那一次(cì),在美中國科學家“數學天才”任偉在準備回國時意外死亡,死因不明,美國稱其為自(zì)殺身亡,但(dàn)任偉家屬都知(zhī)道,其精神向來正常,人際關係也無波(bō)折,臨回國(guó)時心情很高興,又怎麽會突然自殺。所以真正的死因,大(dà)家(jiā)都心知肚明。
眾所周知,我國的材(cái)料製造業與(yǔ)美國相比處於總體上的弱勢地位。在傳統金屬材料上,我國與德國(guó)和日本這兩個傳統材料強國間也還有一(yī)定差距。為什(shí)麽中國大陸能培養出全球頂尖的材料(liào)學家,可自己的國家材料(liào)工(gōng)業水平(píng)那(nà)麽落後(hòu)呢?
這是(shì)因為這(zhè)些頂尖的華人科學家大多選擇了美國國籍並留(liú)在美國工作。科學不分國(guó)籍,但科學有專屬。近些(xiē)年,隨著國家對科技的高度重視,回歸祖國的科學家越來越多。以上材料科學大咖已逐步在國內合作建立的實驗室或者研發研究所,有的(de)機會也有回國的打算。
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