中国目前还未掌握的核心技术有哪些?

基本被日本,美国霸占,看 Intel 的最佳供应商就知道了。不同的是中国想买有些国外设备,别人不卖。

目前蚀刻设备精度最高的是日立。其实看看英特尔的最佳供应商就知道了,一块 CPU 要制造出来需要 N 多东西。Intel 的牛逼,离不开其供应商,有些是独家供应。其他厂商想买都买不成。比如东丽,帝人的炭纤维,超高精密仪器,数控机床,光栅刻画机(这个最牛的也是日立,刻画精度达到 10000g/mm),光刻机(ASML)等等,这些是美日严格限制出口的。分不清啥叫蚀刻机,啥叫光刻机,啥叫光栅刻画机的自己去 GOOGLE。

可以看到一个块 CPU 要制造出来,需要 N 多设备和材料。前十大半导体设备生产商中,有美国企业 4 家,日本企业 5 家。

1 B 半导体材料

生产半导体芯片需要 19 种必须的材料,缺一不可,且大多数材料具备极高的技术壁垒,因此半导体材料企业在半导体行业中占据着至关重要的地位。而日本企业在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩、光刻胶、药业、靶材料、保护涂膜、引线架、陶瓷板、塑料板、TAB、COF、焊线、封装材料等 14 中重要材料方面均占有 50% 及以上的份额,日本半导体材料行业在全球范围内长期保持着绝对优势。你们随便去查查日本的几个公司,比如信越化学,全球百分之 70 的半导体硅材料,都是由其提供。

2015 半导体材料份额

2 超高精度机床

这玩意儿和材料学并为工业之母。这是日本、德国、瑞士的天下,其中日本更是领先世界一大截。

中国 2014 机床进口国份额

2012 年世界机床出口前十位

先来一个世界最高精度机床主轴。来自日本精工。日本精工将自主设计的极微量油气润滑系统与定预压切换结构相结合。成功实现世界最高 dmn 值的工作机械(车床加工中心)用主轴。

比如美帝 F22 战机就有用日本机床。

amazaki mazak(日本山崎马扎克)是瑞典皇家科学院评出的世界最佳公司,英国本地最佳工厂兼出口成就奖,美国制造工程师学会惠特尼生产力奖获得者,美军 US.ARMY 岩岛兵工厂联合制造技术中心的机床供应商及机械师培训方,波音集团的最佳机床设备供应商等等。要说 amazaki mazak 最拿手的环节,当属 machining center( 加工中心)。

日本山崎马扎克为美军 RIA-JMTC 的机床供应商及机械师培训方!日本山崎马扎克为美国波音公司最佳供应商。

全球超精密加工领域中精度最高的母机,来自日本捷太科特 Jtket 的 AHN15-3D 自由曲面金刚石加工机,此设备主要用来对各种光学镜头和蓝光镜片模具进行超精密车削及研磨。这台机子的性能达到了 30nm 部件形成精度和 1nm 级 ra 表面粗糙度,仅从加工精度上讲比三台军工神器(美国 LLNL 的 LODTM 和 DTM-3,英国 CUPE 的 OAGM2500) 还要高出近 8 倍。这台母机在超精加无敌地位是无需置疑的。

全球 70% 的精密机床都搭载着由日本 Metrol 研制的世界最高精度的微米级全自动对刀仪;对刀仪是为了应对机械在随工作时间加长切削轴热膨胀加剧后切削刀尖产生磨损,至使坐标跑偏的必备测量兼修正工具。

全球唯一 一台突破纳米级加工精度的慢走丝电火花加工机——来自日本沙迪克。sodick(沙迪克)将电火花式加工与水刀式加工结合,成功开发出世界首台混合动力线切割放电加工机。

在任何尖端工业机械上都不可缺的传动部件,日本 HDS 的高精密大扭矩轻量化回力小的谐波减速机在全球拥有 4 成以上份额,NASA 空客蔡司外科手术镜等都是靠它来传递反馈设备的停走动力转向精度定位。

搭载业界首款 4kw 级光纤发振器的世界最快光纤激光金属切割机——天田 FOL3015AJ。

日本 amada 在 2000 年推出的畅销欧洲的 astro-540 interpro 机型基础上开发出了世界首台将激光溶接 - 成型 - 攻丝 - 折弯 4 项钣金制造工序集成于一体的复合钣金加工机 LASBEND-AJ;当选德国权威机械技术杂志 maschinemarket 评出的 2013 年度最佳革新技术奖。并已从欧洲和日本获得数台订单,第一台设备将纳入德国钣金部件制造商 BVS GmbH。

双主轴双刀塔车床的代表者——okuma(大隈株式会社);okuma 最令人称赞的是这家公司是全球机床界中唯一的“全能型制造商”,几十年来一直坚持从核心部件(驱动器 编码器 马达 主轴等)到数控操作系统到终端,全部由自社设计开发完成,真正实现了软硬兼备。

德国权威机械技术杂志 maschinemarket 将最佳革新技术奖连续授与 okuma 的 Machining Navi 自动加工导航技术和多层狭缝永久磁铁磁阻电机 prex motor。

日本松浦机械几乎霸占了欧洲高端发动机加工,历来都是超跑法拉利,布加迪威航的客户。

通过独创的双伺服电机驱动结构开发出的拥有世界最快速加工力的数控转塔式冲床——天田 em-nt series(70 工作塔位 4 自动旋转塔位 500 次冲孔 / 分 1800 次步冲 / 分。

中国高精尖科研设备铜材主要提供商,国家重点扶持机构中铝洛铜向日本生田产机购买一整条伸铜双面铣面切削生产线;世界几乎所有汽车品牌上的铜材的加工过程都要利用生田产机的设备完成。

3 工业机器人

工业机器人是未来 50 年的全球大力发展的产业。目前工业机器人的技术基本掌握在日本手中。

机器人四大家族:日本发那科,安川电机,瑞典 ABB,德国库卡。其中最牛逼的是发那科,全球工业机器人销售记录保持者,利润保持者,技术领导者。德国库卡最弱,其核心技术基本外购,目前被美的收购。

工业机器人有三大核心技术其实也就是三大核心零部件的关键技术:控制器(控制技术),减速机,机器人专用伺服电机及其控制技术。掌握核心技术的企业如图:

一线厂家包括:发那科(Fanuc 日本)、安川(Yaskawa 日本)、ABB(瑞士)、库卡(KUKA 德国)。二线厂商包括 Comau(意大利)、OTC(Daihen 旗下 日本)、川崎(Kawasaki 日本)、那智不二越(Nachi-Fujikoshi 日本)、松下(Panasonic 日本)等等

下图说明 FANUC 的零件自制比例高,其盈利能力也较高。中国的厂家根本排不上号。

4 精密仪器

2015 全球顶尖精密仪器 top 25。美日德基本垄断。其中美国 10 家,日本 6 家,德国 4 家,英国 2 家。仪器指:医疗,科研设备等,比如:显微镜,光谱仪,引力波探测器,拉曼成像仪,测量仪等等。美日都是诺贝尔奖大国,日本从 2000 年开始基本每年一个诺贝尔奖,其中之一就是离不开其高端仪器的制造,使用。

随便举几个例子。

A、日本 SATAKE 长期致力于发展人类三大粮食作物之一的稻米方面的机械设备,旗下囊括的粮食食品设备、实验检测设备、关联环境机械设备等方面市占率均为第一位,供应从单一到成套系统的全方位设备。全球主要稻米粮食国家政府与企业均与 SATAKE 有合作,包括中国、美国、东南亚、南美等地区。
B、由日立为加拿大维多利亚大学定制打造的世界最强大的科研显微镜已于去年正式投入使用,分辩率 35pm(1pm=1/1000nm),造价 2500 万美元——HF3300V STEHM(扫描透射电子全息显微镜)。
C、探索微观世界的“队长”——电子显微镜,本人有幸去过两次中科院物理所,那里最顶级的场发射透射电镜按 rmb 计价可达 3000 万 / 台,豪无疑问能否自主设计建造高分辩的透射 / 扫描电镜是对一国电子工业水准的重要考核环节之一。目前全球高端电子显微镜主要有两大品牌:JEOL 和 FEI,前者是日系后者是美系,这里说下日系的 美国能源部橡树岭国家实验室引进具有原子级分辨率的 JEOL-2200FS 像差校正场发射透射电镜提升精密材料学的研究水准,并建立全球实验室以让境外如伦敦帝国理工的科学家通过高带宽低延迟网络远程操控 JEOL 的此电镜。
此外,橡树岭国家实验室内还配有日立的 HF-3300 型场发射透射电镜和 S4800 型场发射扫描电镜。
D、不过日本并不满足电子显微镜的领先地位,必竟像最先端的透射电镜它的分辩率也就“只有”0.04nm,因此为了更加提升生命科学与材料学的水准与研发效率,具有可以将微观世界探索带入另一个时代的全球唯一 一台原子纳米级全息电镜也已经被日本开发成功了——来自日立。
E、医疗硬件的最高峰——全球仅有的 6 台投入使用的重粒子癌放疗设备有 5 套在日本,1 套在德国,目前选择不开刀而接受重粒子线放疗的患者中有 80% 是在日本进行的。

医疗科技硬件两大最高峰的另一个——质子束放疗加速器,由日立与北海道大学发明,整套设备售价 2 亿 dollar+,全球装机量不超 15 台。

世界首台带立体定向功能的适形调强放疗设备并用于胰腺癌治疗——三菱重工。

世界首个不依靠科研反应堆,成功商业化为医院专用的硼中子捕捉疗法(BNCT)设备——住友重机械京都大学;BNCT 是次世代最被关注的不需上手术台的癌治疗手段之一,日本产学界合作,率先于全球开发并实用化使用回旋加速器的 BNCT 设备可保证日本长期在尖端医疗器械领域位于不败之地。

世界最速兼唯一有能力探测外银河系高能量的全天候天文仪器——maxi(全天候 X 射线监视装置);maxi 搭载了由 jaxa 和 riken 共同开发的世界最广视野狭缝监视摄像机(12 固态 + 2 气态),放置于国际空间站日本实验舱 kibo 号外平台,随 kibo 号沿空间轨道移动可每 92 分钟完成一次对银河系的 360 度扫描,将以往千余个 X 线变光源的一轮分析时间由数日至数周缩短到一个半小时左右;不设特定对象,以最敏感的观测力捕捉宇宙空间内任何一处超新星、中子星、黑洞、伽玛暴的瞬间突发和后续可变现象。

截止 2015 年 1 月不到 4 年时间里,仅新的(极)超新星 maxi 就已经发现了 12 颗,很多过去未知的天文现象和原理正在被日本和美欧科学家利用 maxi 解明中,毫无疑问这台仪器目前和今后都将极大推动天体物理学的研究进展。

世界首支行星观测用(极紫外分光)太空望远镜——日本 Sprint-A Sprint- A 将尝试解明类地行星(火星 金星)在太阳系形成后的数亿年间因太阳风磁层导致的大气逃逸之迷,并通过观测最靠近木星的卫星“木卫一”产生的大量硫离子,来调查因它引起的木星中等离子体能量转移;Sprint- A 已由日本新型火箭 epsilon 在本月中旬运载升空,投入使用中。

jeol 利用最新独自研发的 12 极子球面像差校正器,成功推出最高加速电压达 300kv 的新一代冷场发射球差校正透射电镜——jem-arm300f,巩固了自己在电子显微镜界的世界领先地位,不带选装配件的标准版 jem-arm300f 单台售价为 5 亿日币。

世界上性能最强的宇宙暗物质探测器——东京大学 XMASS。

世界最高波束亮度 强度生成能力的能量回收光源光阴极直流电子枪——日本 pearl。

日立的质子束癌症放疗设备已经在全世界医院癌症科 NO.1 的美帝 MD 安德森进行了 2400+ 实例,此外美帝总统御用医院梅奥诊所,美国国家癌症研究所 NCI 唯一指定的儿童综合癌症治疗兼研究机构 St.Jude Children's Research Hospital,欧洲最大规模肿瘤科的德国海德堡大学医院都在利用日立的质子束放疗设备。

5 工程器械

全球工程器械排行榜:美国卡特彼勒、terex 第一、第三。日本小松、日立分列第二、第四。中国徐工进入前十,恭喜。

2016 年中国又开始大力发展基建,让日本小松同比暴涨 97%,日立暴涨 42%,神钢增长 29%。

历史上最大(8100tm) 的拥有量产记录的动臂塔吊(动臂自升式起重机)——IHI 运搬机械,在此之前 IHI 曾将起重力矩为 5600tm 的“前世界第一大”塔式起重机用于明石海峡大桥的主塔施工,动臂塔吊相比水平臂塔吊虽然造价昂贵,起升变幅速度慢,但由于具有臂架在作业时变幅面积可控,不会对他物造成干扰,平衡稳定性高,起重量大适合吊装钢筋混凝土等重型构件的优势,成为当今大规模建筑现场的主流母机。

6 轴承

日本,瑞典,德国的天下。这个东西在工业领域的重要作用和对材料学的要求,内行都懂。

7 炭纤维

炭纤维在新世纪和未来发挥着越来越重要的作用,高端军事,工业,生活,汽车,飞机等等都离不开这玩意儿。炭纤维技术基本被日本东丽,东邦,三菱丽阳垄断。目前中国 T800 还不能完美量产,东丽目前已经在玩 T1100G 了。

波音、空客是东丽的常客。空客在 2010-2025 期间要从东丽进口价值 21-32 亿的炭纤维材料,波音也一样。

继碳纤维之后,源自日本的新材料 SIC 纤维将又一次推动世界技术革新。新一代飞机的发动机核心零部件将采用日本开发的新材料。美国通用电气(GE)将在最新型发动机上采用日本厂商制造的重量轻、且具备高耐热性的碳化硅(SiC)纤维。宇部兴产等日本 2 家厂商供应。

在飞机上,主翼和机身等部位将把铝合金改为碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)。从机身的 CFRP 采用比率来看,欧洲空中客车和美国波音的最新中大型飞机已经超过 50%。在 CFRP 领域,日本企业的市场份额达到约 7 成。

通用电气 GE 将和日本石川岛播磨重工、宇部兴产联合开发,以高压气体推动飞机前进的涡轮机的风扇叶片等 4 种零部件,从以往的镍合金改为 SiC 材料。通过尖端材料的采用和设计调整,使 GE9X 的燃效比此前提高 10%。

8 光学

世界先进光学玻璃制造商有日本保谷光学 Hoya、日本小原光学 Ohara、日本住田光学 Sumita、德国肖特光学 Schott。其中日本住田光学 Sumita 保有精密模压而成的光学玻璃的,世界最高折射率,世界最低成形熔点,世界最多品种数量记录。日本住田光学 Sumita 的光学玻璃无论在制造工艺,还是在产品种类上全面领先其他同行。

光学领域最重要母机之一的大型衍射光栅刻划机,全球只有 3 - 4 个国家有能力造,日立保有最高刻划精度 10000g/mm,这东西直接影响光学领域的研究。

再举个例子:世界第一行星探测能力的日本斯巴鲁 subaru 昴星为世界最大单一主镜片光学红外天文望远镜,在目前发现的距地球最遥远的 10 颗星系中有 9 个是科学家利用它发现的,其中包括最远的那颗,并在 2012 年打破了新银河的最远观测记录。

经吉尼斯世界纪录认定的世界最精密光学天象仪——来自日本五藤光学,当今世界上最先进的光学天象仪能准确投影 1 亿 4 千万颗恒星,并且五藤光学和柯尼卡美能达加起来在此领域已握有全球 7 成左右份额。

9 发电用燃气机轮

三菱重工、日立、西门子的天下。世界最高热效率发电用燃气轮机就来自日本三菱重工的 M701J,热转换效率比 M501J 再次提升了 0.2%,刷新了世界记录!并且是世界最大功率燃气机轮,拥有单机 470 兆瓦,GTCC 联合循环 680 兆瓦的容量!

发电用燃气轮机另一项考核指标——功率,世界最大功率的发电用燃气轮机——三菱重工 M701J,拥有单机 470 兆瓦,GTCC 联合循环 680 兆瓦的容量,更惊人的是它的热转换效率比 M501J 再次提升了 0.2%,刷新了世界记录。

世界最大双轴燃气轮机,简单循环功率 110mw+,联合循环功率 154mw+——日立 H80。

2012 年日本三菱重工大型燃气机轮已经向韩国出货。2016 我国东方电力股份有限公司引进了三菱日立的燃气机轮,是世界上投运的最先进 F 级,H 级燃机。

10 脱销催化装置

这是发电机的心脏。目前这领域被日立垄断。每一套脱硝催化装置的体积都相当于一座多层住宅。中国各个电厂都是其客户。

11 圾焚烧设备

世界 NO1,强大处理能力的垃圾焚烧设备也是城市化推进中不可缺少的环保设备,日立造船引领此领域,其客户遍布全球。中国安装了 26 件。

12 石化领域最关键的一种母机——PP PE 大型挤压造粒机

拥有完全自主设计兼制造能力的全球就 3 家(日 x2,德 x1),其中日本制钢所的无齿轮泵式可以做到 100th(87 万 t 年)的世界最高水准,神户制钢则拥有全球最高占有率,PP/PE 挤压造粒机是化工厂必备的设备,中国的那两桶油都是日企的客户。

13 工业水泵

由日本 ebara(荏原制作所)设计建造的世界最高单体扬程最大流量,也是最耐操的工业水泵。被用于山西引黄工程。

14 企业级扫描仪

日本富士通的天下。全球商业智能文档影像解决方案一哥,表单印刷 - 识别 - 电子化合体技术的发明者——富士通 pfu;富士通 pfu 利用自己世界最高市场份额的商用扫描仪和独立开发的光学字符识别软件(ocr) 帮助中国国家统计局高效准确的完成了世界最大规模人口普查。

15 血液诊断设备

中国国家食品药品监督管理局指定北京市医疗器械检验所将全球血液诊断设备制造商老大——日本希森美康的血细胞分析仪做为国家标准,以此来审查检测全国所有血细胞计数设备的质量和日常精确度管理的提升。

16 全球氧化锌避雷器

领先企业东芝三菱电机产业系统株式会社(tmeic) 向中国首条由境外引入兼目前世界上线路最长的天然气输送项目——西气东输二线工程提供全部高压变频器与高速电机;东芝三菱电机产业系统株式会社同时保有世界最大容量的电压源型变频器与高速电机。

17 光伏逆变器

日立与东方电气集团在华的合资公司——东方日立向中国乃至全球最大规模水力光伏互补光伏发电站提供上百台高出力、高转换率的光伏逆变器;光伏逆变器是将太阳能电池所发出的直流电逆变为交流电,并承担系统保护作用的光伏电站关键设备之一。

18 HFC-23 分解回收装置

日本月岛环境工程与旭硝子大金工业根据《京都议定书》中清洁发展机制项目(CDM) 研发的世界最先进的有效破坏率超过 99.99% 的 HFC-23 分解回收装置占据了全球销毁 HFC-23 气体所需设备的 3 成以上份额;HFC-23 别称氟利昂 23,是传统氟利昂的替代物 HFC-22 在生产过程中必然要排放出的一种强效温室气体,是当今全球气候变暖的元凶,属极难销毁型,必须控制它流入空气中。

19 海外淡化,废水利用

在海水淡化、废水再利用、超纯水制备中被广泛使用的反渗透膜等膜工业领域,以日东电工、东丽、帝人、旭化成为首的日本化工企业可以说是掌握着相当的话语权。

20 建筑设计

日本日建设计(nikken sekkei) 是全球最大规模的综合性建筑设计公司之一。

日建设计的成绩单太过靓丽,在亚洲和中东由其突出,连续 9 年世界第一,随便举 4 例:中东第 2 高迪拜 burj al alam/ 北京电视台 / 上海中银 / 深圳太平金融大厦。

21 加氢反应器

这东西是大型化工厂的必备。在唯数不多有能力建造加氢反应器的国家中,日本神钢与日钢的热壁加氢反应器常年保持在全球第 1、2 位(最大外径、重量、温度、壁厚);神钢也是唯一在设计核心材料组装的整条制造过程中具备完全自主能力的厂商。

22 粉体加工机

任何糖果,药物等大规模生产不可缺少的粉体加工机。全球粉体装备的老大是日本 Hosokawa micron(细川密克朗)。倘若 Hosokawa micron 的粉体微粒加工机械出现停产,全球各大医药糖果点心商的生产车间也将随之面临瘫痪状况。

23 核心卷绕设备皮带张紧机

在所有板材加工领域(钢板 汽车 家电 建筑)都必要用到的给预板材张力的核心卷绕设备皮带张紧机,全球 9 成以上份额被日本 JDC 的 RB21 和 Beltbridle 两种型号霸占!

24 味之素

味精的发明者是日本味之素。味之素做为手术患者术前术后不可或缺的氨基酸输液市场的制造商,占有全球 6 成份额;拥有在饮料口香糖中广泛存在的阿斯巴甜全球 4 成份额。

广泛存在于各类饮料食品中,生活中不一定会直接接触到,但一定常有摄入,拥有全球 4 成市场份额兼大部分制作专利的世界最大阿斯巴甜制造商(人造甜味剂)——ajinomoto(味之素);比如市面常见的可口可乐、百事可乐的低糖品牌 7 - 8 成阿斯巴甜采购自味之素。我国饮料品牌都是其客户。

  • 分享于 · 2017.09.01 04:10 · 阅读 · 883

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