五年前,美國制裁中興的消息傳來(2018年4月16日),舉國嘩然。三天后,《科技日報》持續三個月推出系列文章,報道了制約我國工業發展的35項“卡脖子”技術,包括芯片、操作系統、觸覺傳感器、真空蒸鍍機、醫學影像設備元器件等,涉及多個領域,引起社會的廣泛關注與討論,此后更在科技界掀起了“卡脖子”技術的攻堅浪潮!
如今五年過去了,那些“卡脖子”技術還卡我們嗎?經逐項檢索公開資料,對比權威信息,目前我國至少已經攻破了21項關鍵技術,其他技術正在攻關或因其他原因而尚未完全公開。
說起這些被卡脖子的關鍵技術,我們很多人都知道有光刻機和芯片,其實遠不止這些關鍵技術,我們盤點幾個不為大眾熟悉的關鍵技術。
一、水下連接器
這項技術恐怕是大眾最為陌生的35項“卡脖子”核心技術之一。但要是提到深海載人潛水器,大部分的科技愛好者們都會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,創造了中國載人深潛的新紀錄,這也是世界上首次同時將3人帶到海洋最深處。這次創紀錄的背后,就與上海一家民營科創企業“上海藍梭電子科技有限公司”有關。藍梭科技通過自主研發形成的全海深光、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陸器,于馬里亞納海溝成功聯合作業。在此次的萬米雙潛任務中,實現了連續、多次的全海深工程作業及實際應用,累計十余次超過萬米水深作業,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”號視頻直播著陸器的萬米雙潛拍攝及通信任務。此次海試的成功,標志著我國海洋工程技術邁進了世界領先水平。
水下連接器組件是海洋實力發展非常重要的部件之一,如果將各類水下設備、儀器比作人體的終端器官,水下連接器組件就好比動靜脈、精神網絡及關鍵的傳輸中樞,對水下生產、科研系統的建設、運行和維護有著不可替代的作用。隨著海上石油、天然氣開采和海底觀測網建設,原來“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,三是在海洋復雜環境下的耐受性以綜合機械應對性。整個元器件的開發要結合長期的技術沿襲及核心突破、反復的實驗驗證及大量的工程經驗積累。
藍梭科技是一家光電傳輸技術解決方案提供商,產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。
公開資料顯示,藍梭科技是我國自主研發用于“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海工附件的主要國內配套單位。其核心技術團隊牽頭承研及參與過多項海洋元器件領域國家重點科研攻關項目,為國內的海洋領域元器件技術發展做出了突破性貢獻。
二、激光雷達
激光雷達是個傳感器,自帶光源,主動發出激光,感知周圍環境,像蝙蝠通過超聲波定位一樣。它是自動駕駛汽車的必備組件,決定著自動駕駛行業的進化水平。但在該領域,五年前,國貨幾乎沒有話語權。
而五年過去后,根據CN10/CNPP品牌數據研究部門推出的“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(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)、萬集科技(北京)。也就是說,前10名中,有7家來自中國,可見我國在這個領域,已經迎頭趕上。
2023年3月,國內激光雷達企業速騰聚創RoboSense宣布,其激光雷達MEMS振鏡模組通過了AEC-Q100認證,成為目前全球唯一通過該車規級認證的激光雷達掃描器件。而隨著市場的發展,中國品牌或將成為榜首。
三、手機射頻器件
手機的射頻器件,好比部隊的無線電兵,通信全靠它。中國是世界最大的手機生產國,但在五年前,卻造不了高端的手機射頻器件,這需要材料、工藝和設計經驗的踏實積累。
2018年,射頻芯片市場150億美元;高端市場基本沒有國貨,被Skyworks、Qorvo和博通3家壟斷,高通也占一席之地。多年以來,這幾家的產品已經很有口碑,性能很穩定。所以大手機公司比如蘋果、華為和三星等等,基本都用它們的。
射頻器件的另一個關鍵元件——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,完全歸屬Qorvo等國外射頻器件巨頭。
2022年3月,我國著名的半導體公司富滿微宣布,先前已經實現量產的5G射頻芯片已經開始批量供貨。此外,華為也開始出售5G內置射頻芯片的手機殼。這標志著我國徹底突破了手機射頻器件核心技術。
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)產品FCX62985,這是國內首顆Phase8 L-PAMiD。L-PAMiD是集成多個通路PA/LNA/濾波器/多工器/開關及控制器的射頻前端芯片,是射頻前端市場價值最高也是綜合難度最大的部分。手機終端廠商的高端機型、旗艦機都需要L-PAMiD這類型的產品,品牌客戶的關注度較高。行業評論認為,FCX6298芯片的推出,結束了高端射頻前端芯片在國產替代方面的空白。
四、掘進機主軸承
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“全斷面隧道掘進機”(又稱“盾構機”)的整機制造能力,也已接近世界最先進水平,然而最關鍵的主軸承全部依賴進口。
主軸承有掘進機的“心臟”之稱,承擔著掘進機運轉過程的主要載荷,是刀盤驅動系統的關鍵部件,工作所處狀況十分惡劣。在地下密閉的工作空間,主軸承還因長時間連續工作產生摩擦熱,溫度從20攝氏度最高升至120攝氏度。這種工況,對掘進機主軸承的可靠性指標要求十分嚴苛。
因技術含量高,單個主軸承成本約占掘進機的1/20左右,是掘進機所有零件中最值錢的。
在2018年時,世界上能研制掘進機主軸承的企業僅四家,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機領域絕大部分市場份額。
2022年4月,由中鐵裝備設計制造的我國首臺全國產3米級主軸承盾構機“中鐵872號”在蘇州破土而出,標志著我國首臺全國產3米級主軸承盾構機順利完成地下掘進任務。
為了解決掘進機主軸承這一“卡脖子”難題,早在2015年,由中鐵裝備聯合國內主軸承、減速機技術優勢企業——洛陽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月首批國產化6米級常規盾構3米直徑主軸承、減速機通過試驗檢測,標志著我國盾構機核心部件國產化取得了重大突破。
而“中鐵872號”在蘇州軌道交通6號線的成功應用,驗證了國產盾構機主軸承的穩定性和可靠性,標志著國產盾構機主軸承向全面推廣使用邁出了關鍵一步。
據介紹,中鐵裝備緊扣產業鏈供應鏈部署創新鏈,積極構建上下游產業協同聯動的關鍵共性創新平臺,目前已攻克了3米級主軸承、大排量泵、主驅動密封、可編制控制器PLC等多項隧道掘進機“卡脖子”關鍵核心技術,完成了41套樣品樣件的施工現場搭載應用,增強了產業鏈供應鏈自主可控能力。
除了上述幾個,已經被我國攻克或者基本實現國產,不再受制于國外的“卡脖子”技術還有:芯片、操作系統、觸覺傳感器、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,在某些領域,我們還無法達到世界最先進的水平,但是已經實現了從0到1,那么從1到10,到100,也是技術發展的必然,畢竟,我們自身就是一個巨大的需求市場,可以不斷的推動各領域技術的發展和進步,最終讓各項技術,都能進步到世界之巔!
