五年前,美國(guó)制裁中興的消息傳來(lái)(2018年4月16日),舉國(guó)嘩然。三天后,《科技日?qǐng)?bào)》持續(xù)三個(gè)月推出系列文章,報(bào)道了制約我國(guó)工業(yè)發(fā)展的35項(xiàng)卡脖子技術(shù),包括芯片、操作系統(tǒng)、觸覺(jué)傳感器、真空蒸鍍機(jī)、醫(yī)學(xué)影像設(shè)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(jiān)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(xiàng)檢索公開(kāi)資料,對(duì)比權(quán)威信息,目前我國(guó)至少已經(jīng)攻破了21項(xiàng)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(jī)和芯片,其實(shí)遠(yuǎn)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(xiàng)技術(shù)恐怕是大眾最為陌生的35項(xiàng)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(guó)目前已擁有蛟龍?zhí)?、深海勇士?hào)、奮斗者號(hào)三臺(tái)深海載人潛水器。
2020年11月,奮斗者號(hào)載人深潛器成功下潛10909米海底,創(chuàng)造了中國(guó)載人深潛的新紀(jì)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(jì)錄的背后,就與上海一家民營(yíng)科創(chuàng)企業(yè)上海藍(lán)梭電子科技有限公司有關(guān)。藍(lán)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(hào)全海深載人潛水器和滄海號(hào)全海深視頻直播著陸器,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(xiàn)了連續(xù)、多次的全海深工程作業(yè)及實(shí)際應(yīng)用,累計(jì)十余次超過(guò)萬(wàn)米水深作業(yè),保持良好的光電信號(hào)傳輸穩(wěn)定性,順利完成了奮斗者號(hào)載人潛水器與滄海號(hào)視頻直播著陸器的萬(wàn)米雙潛拍攝及通信任務(wù)。此次海試的成功,標(biāo)志著我國(guó)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(shè)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(duì)水下生產(chǎn)、科研系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)有著不可替代的作用。隨著海上石油、天然氣開(kāi)采和海底觀測(cè)網(wǎng)建設(shè),原來(lái)小眾的水下連接器組件有了更多舞臺(tái)。
水下連接器的特殊之處主要體現(xiàn)在三個(gè)方面,一是穩(wěn)定光電傳輸性能,二是耐高水壓性,三是在海洋復(fù)雜環(huán)境下的耐受性以綜合機(jī)械應(yīng)對(duì)性。整個(gè)元器件的開(kāi)發(fā)要結(jié)合長(zhǎng)期的技術(shù)沿襲及核心突破、反復(fù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及大量的工程經(jīng)驗(yàn)積累。
藍(lán)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(yīng)用于海洋裝備系統(tǒng)、儀器設(shè)備間的光、電數(shù)據(jù)信號(hào)與電能傳輸。
公開(kāi)資料顯示,藍(lán)梭科技是我國(guó)自主研發(fā)用于深海勇士號(hào)載人潛水器、奮斗者號(hào)全海深載人潛水器等大國(guó)重器的水密連接器傳輸組件及相關(guān)海工附件的主要國(guó)內(nèi)配套單位。其核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)牽頭承研及參與過(guò)多項(xiàng)海洋元器件領(lǐng)域國(guó)家重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目,為國(guó)內(nèi)的海洋領(lǐng)域元器件技術(shù)發(fā)展做出了突破性貢獻(xiàn)。
二、激光雷達(dá)
激光雷達(dá)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,決定著自動(dòng)駕駛行業(yè)的進(jìn)化水平。但在該領(lǐng)域,五年前,國(guó)貨幾乎沒(méi)有話(huà)語(yǔ)權(quán)。
而五年過(guò)去后,根據(jù)CN10/CNPP品牌數(shù)據(jù)研究部門(mén)推出的2023年激光雷達(dá)十大品牌排行榜顯示,前十大品牌分別為:VALEO法雷奧(法國(guó))、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(guó))、OUSTER(美國(guó))、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(guó),可見(jiàn)我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域,已經(jīng)迎頭趕上。
2023年3月,國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)企業(yè)速騰聚創(chuàng)RoboSense宣布,其激光雷達(dá)MEMS振鏡模組通過(guò)了AEC-Q100認(rèn)證,成為目前全球唯一通過(guò)該車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證的激光雷達(dá)掃描器件。而隨著市場(chǎng)的發(fā)展,中國(guó)品牌或?qū)⒊蔀榘袷住?/p>
三、手機(jī)射頻器件
手機(jī)的射頻器件,好比部隊(duì)的無(wú)線(xiàn)電兵,通信全靠它。中國(guó)是世界最大的手機(jī)生產(chǎn)國(guó),但在五年前,卻造不了高端的手機(jī)射頻器件,這需要材料、工藝和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)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(guó)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(wěn)定。所以大手機(jī)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(guó)內(nèi)外差距更大。手機(jī)使用的高端濾波器,幾十億美元的市場(chǎng),完全歸屬Q(mào)orvo等國(guó)外射頻器件巨頭。
2022年3月,我國(guó)著名的半導(dǎo)體公司富滿(mǎn)微宣布,先前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)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(nèi)置射頻芯片的手機(jī)殼。這標(biāo)志著我國(guó)徹底突破了手機(jī)射頻器件核心技術(shù)。
2023年3月,國(guó)內(nèi)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(guó)內(nèi)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(jī)終端廠商的高端機(jī)型、旗艦機(jī)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(píng)論認(rèn)為,FCX6298芯片的推出,結(jié)束了高端射頻前端芯片在國(guó)產(chǎn)替代方面的空白。
四、掘進(jìn)機(jī)主軸承
世界都知道中國(guó)是基建狂魔,而基建工程中最重要的大國(guó)重器全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(又稱(chēng)盾構(gòu)機(jī))的整機(jī)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(jī)的心臟之稱(chēng),承擔(dān)著掘進(jìn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的主要載荷,是刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)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(zhǎng)時(shí)間連續(xù)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(duì)掘進(jìn)機(jī)主軸承的可靠性指標(biāo)要求十分嚴(yán)苛。
因技術(shù)含量高,單個(gè)主軸承成本約占掘進(jìn)機(jī)的1/20左右,是掘進(jìn)機(jī)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(jī)主軸承的企業(yè)僅四家,分別是德國(guó)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(jī)領(lǐng)域絕大部分市場(chǎng)份額。
2022年4月,由中鐵裝備設(shè)計(jì)制造的我國(guó)首臺(tái)全國(guó)產(chǎn)3米級(jí)主軸承盾構(gòu)機(jī)中鐵872號(hào)在蘇州破土而出,標(biāo)志著我國(guó)首臺(tái)全國(guó)產(chǎn)3米級(jí)主軸承盾構(gòu)機(jī)順利完成地下掘進(jìn)任務(wù)。
為了解決掘進(jìn)機(jī)主軸承這一卡脖子難題,早在2015年,由中鐵裝備聯(lián)合國(guó)內(nèi)主軸承、減速機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)企業(yè)——洛陽(yáng)LYC軸承有限公司和鄭州機(jī)械研究所,組成國(guó)家隊(duì),帶頭攻堅(jiān)。2020年5月首批國(guó)產(chǎn)化6米級(jí)常規(guī)盾構(gòu)3米直徑主軸承、減速機(jī)通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè),標(biāo)志著我國(guó)盾構(gòu)機(jī)核心部件國(guó)產(chǎn)化取得了重大突破。
而中鐵872號(hào)在蘇州軌道交通6號(hào)線(xiàn)的成功應(yīng)用,驗(yàn)證了國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)主軸承的穩(wěn)定性和可靠性,標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)主軸承向全面推廣使用邁出了關(guān)鍵一步。
據(jù)介紹,中鐵裝備緊扣產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈部署創(chuàng)新鏈,積極構(gòu)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(tái),目前已攻克了3米級(jí)主軸承、大排量泵、主驅(qū)動(dòng)密封、可編制控制器PLC等多項(xiàng)隧道掘進(jìn)機(jī)卡脖子關(guān)鍵核心技術(shù),完成了41套樣品樣件的施工現(xiàn)場(chǎng)搭載應(yīng)用,增強(qiáng)了產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控能力。
除了上述幾個(gè),已經(jīng)被我國(guó)攻克或者基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn),不再受制于國(guó)外的卡脖子技術(shù)還有:芯片、操作系統(tǒng)、觸覺(jué)傳感器、真空蒸鍍機(jī)、重型燃?xì)廨啓C(jī)、ITO靶材、航空鋼材、高端軸承鋼、高壓柱塞泵、高壓共軌系統(tǒng)、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(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、掃描電鏡。
當(dāng)然,在某些領(lǐng)域,我們還無(wú)法達(dá)到世界最先進(jìn)的水平,但是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)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(xiàng)技術(shù),都能進(jìn)步到世界之巔。
