12月26日，毛澤東同志誕辰128周年，也是第6個(gè)中國(guó)制造日。

“中國(guó)制造日”，紀(jì)念中國(guó)制造業(yè)的締造者毛澤東。他指出改變經(jīng)濟(jì)貧窮落后，被動(dòng)挨打局面的唯一道路就是實(shí)現(xiàn)國(guó)家工業(yè)化。

中國(guó)制造業(yè)從東北車(chē)間里的金屬撞擊聲起步，在改革開(kāi)放后機(jī)器轟鳴聲中壯大，如今站在2021年——十四五規(guī)劃的開(kāi)局之年——幾代中國(guó)人從未停止努力，中國(guó)制造業(yè)作為立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基日益強(qiáng)大。

70多年間，中國(guó)不屈不撓的努力，一步步實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)。1956年7月，長(zhǎng)春一汽誕生了中國(guó)第一輛汽車(chē)。1970年，中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星飛天。而今，高鐵、鋰電池成為中國(guó)制造的新名片。

中國(guó)也成為世界上唯一一個(gè)擁有聯(lián)合國(guó)產(chǎn)業(yè)分類中所列全部工業(yè)門(mén)類的國(guó)家。

今天，中國(guó)制造業(yè)正處于往高端制造爬坡的關(guān)鍵時(shí)刻，也意味著中國(guó)要往技術(shù)、工藝高峰攀爬，其中之一，便是突破一些被卡脖子的領(lǐng)域。

立方知造局將從關(guān)鍵材料、核心元器件、先進(jìn)工藝、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)四個(gè)維度，梳理出2021年中國(guó)制造業(yè)在產(chǎn)、學(xué)、研上的17個(gè)新突破。

戰(zhàn)斗不息，突圍不止。中國(guó)制造業(yè)的任何故事，都蘊(yùn)含同一個(gè)母題——

“早已森嚴(yán)壁壘，更加眾志成城”。

核心元器件

01. 芯片：湖南大學(xué)研究垂直晶體管加工，繞開(kāi)光刻機(jī)限制

卡脖子，很多人的第一反應(yīng)，是芯片。

中國(guó)芯片被卡脖子，因?yàn)楦叨斯饪虣C(jī)和設(shè)計(jì)軟件被瓦森納協(xié)議禁售。如果無(wú)法突破或繞開(kāi)壁壘，中國(guó)自主研發(fā)高端芯片將難以實(shí)現(xiàn)。

今年6月份，湖南大學(xué)在《自然·電子學(xué)》雜志上發(fā)表將芯片加工工藝的新思路——超短溝道垂直晶體管。

圖源：湖南大學(xué)

不同于芯片加工傳統(tǒng)工藝，晶體管之間平行擺放，當(dāng)芯片到達(dá)3nm工藝時(shí)，縮短夠到長(zhǎng)度越來(lái)越難，對(duì)光刻機(jī)的精度要求越高。如果采用垂直晶體管加工，能確保在溝道物理長(zhǎng)度小至10nm，甚至5nm以下的同時(shí)，不需要依賴高精度光刻機(jī)。

目前臺(tái)灣省臺(tái)積電試產(chǎn)3nm制程手機(jī)芯片；PC端頭部廠商在7-10nm之間。而國(guó)內(nèi)廠商如果采用全國(guó)產(chǎn)設(shè)備，只能生產(chǎn)90nm的產(chǎn)品。這或?qū)橹袊?guó)芯片行業(yè)提供一種新的生產(chǎn)加工思路。

中國(guó)已經(jīng)提出2025年實(shí)現(xiàn)70%芯片自給率的目標(biāo)。未來(lái)，28nm芯片將成為純國(guó)產(chǎn)芯片新起點(diǎn)。中國(guó)芯片逆水行舟，等待抵達(dá)突圍的港口。

02. 觸覺(jué)傳感器：

1. 國(guó)產(chǎn)力觸覺(jué)傳感器開(kāi)發(fā)首款針灸仿真訓(xùn)練系統(tǒng)

2. 多模式視觸覺(jué)傳感試驗(yàn)產(chǎn)品誕生

觸覺(jué)傳感器能夠讓人與機(jī)器人協(xié)同交融地工作。

國(guó)產(chǎn)觸覺(jué)傳感器有兩個(gè)地方被卡脖子：生產(chǎn)工藝和材料純度。生產(chǎn)工藝上，國(guó)產(chǎn)一致性、穩(wěn)定性差，傳感器中點(diǎn)與點(diǎn)性能無(wú)法做到一樣。材料純度上：石墨烯制作傳感器的技術(shù)還不成熟。

工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)擁有觸覺(jué)傳感器的機(jī)器人需求不斷增多，日企的陣列式傳感器單個(gè)高達(dá)10萬(wàn)元，機(jī)器人企業(yè)成本壓力很大。

中國(guó)目前有100多家傳感器制造商，但大多從事氣體、溫度等傳感器。而真正的觸覺(jué)傳感器廠商，大多只能量產(chǎn)一點(diǎn)式傳感器，與國(guó)外陣列式差距很大。

圖源：pixabay

突圍，起于狹路。

2021年，上海昕觸與南京先端機(jī)器人合作開(kāi)發(fā)世界首款針灸仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，采用力觸覺(jué)傳感技術(shù)。

中國(guó)科學(xué)院智能機(jī)器人系統(tǒng)研究部，利用光度立體算法，在多模式視觸覺(jué)傳感技術(shù)上取得進(jìn)展，試驗(yàn)產(chǎn)品為GelStereo系列。

觸覺(jué)傳感器已列入“中國(guó)制造2025”、國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃中，未來(lái)政策將繼續(xù)扶持，技術(shù)研發(fā)投入，我們等待著國(guó)內(nèi)頭部廠商崛起，在那片日企壟斷的市場(chǎng)中，撕開(kāi)一道裂口。

03. 激光雷達(dá)：中國(guó)制造登上自動(dòng)駕駛汽車(chē)

激光雷達(dá)是自動(dòng)駕駛汽車(chē)的眼睛?？梢哉f(shuō)，激光雷達(dá)直接決定自動(dòng)駕駛的等級(jí)。

卡脖子的地方在于：多線數(shù)設(shè)備趨向芯片化；產(chǎn)品測(cè)距、精度等要求。追求100%國(guó)產(chǎn)，要解決芯片和技術(shù)上的難題。

激光雷達(dá)作為小眾行業(yè)，又是必需品，完全由賣(mài)方市場(chǎng)主導(dǎo)供應(yīng)和價(jià)格。如果不能完全突破，國(guó)產(chǎn)汽車(chē)的成本、定價(jià)權(quán)將被國(guó)外廠商把控。

中國(guó)最早的16線產(chǎn)品于2016年推出，目前已有廠商走在芯片化布局前列，但零部件自研、高工藝制造等核心環(huán)節(jié)，即使是頭部廠商仍然面臨困難。

專精特新企業(yè)從來(lái)不會(huì)在突圍路上缺席。2021年，禾賽科技推出AT128——長(zhǎng)距混合固態(tài)激光雷達(dá)。并和多個(gè)車(chē)廠合作，2022年出售的10多款激光雷達(dá)車(chē)型中，有三分之一搭載禾賽產(chǎn)品。

另一國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)代表企業(yè)鐳神智能，則在今年推出CH128X激光雷達(dá)，能適用于L3、L4級(jí)自動(dòng)駕駛。

隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的成熟與普及，L3及以上自動(dòng)駕駛需要配備的激光雷達(dá)數(shù)量隨級(jí)別提升增加，L3級(jí)為 1 個(gè)，L4 級(jí)為 2-3 個(gè)，L5 級(jí)高達(dá) 4-6 個(gè)，利好國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)行業(yè)。

除了自動(dòng)駕駛外，激光雷達(dá)還能在二氧化碳探測(cè)衛(wèi)星、測(cè)繪、地質(zhì)災(zāi)害防治等熱點(diǎn)場(chǎng)景都能進(jìn)行多樣化應(yīng)用。

04. 銑刀：突破0.01mm

機(jī)床被稱作工業(yè)母機(jī)，而銑刀相當(dāng)于“女?huà)z”之手。

銑刀的原材料是超硬質(zhì)合金，配比與合成都需要不斷試錯(cuò)，在加工時(shí)又需要用到機(jī)床，容易陷入“死循環(huán)”。

中國(guó)在高端機(jī)床和銑刀上，要么受到瓦森納協(xié)議的禁售限制，要么面臨賣(mài)方單方面抬高售價(jià)。高精度的銑刀更是加工芯片時(shí)不可或缺的工具，一旦被卡住脖子，多條產(chǎn)業(yè)鏈都會(huì)面臨停擺。

中國(guó)對(duì)于銑刀、機(jī)床的研發(fā)從建國(guó)初期就已開(kāi)始，但在小直徑、高精度的產(chǎn)品上，由于基礎(chǔ)材料和加工技術(shù)的限制，與國(guó)外還有差距。

2021年6月，中國(guó)五礦所下屬中鎢高新金州公司，成功突破0.01mm直徑銑刀，并且破解易折、難監(jiān)控等難題。

2021年，中國(guó)新成立銑刀相關(guān)企業(yè)74家。銑刀和機(jī)床共生互補(bǔ)，未來(lái)仍會(huì)是我國(guó)技術(shù)突圍的主要目標(biāo)。

05. 高壓柱塞泵：

1. 完成190排量高壓柱塞泵配流副關(guān)鍵技術(shù)研究

2. 開(kāi)發(fā)出智能型電液一體多路閥先導(dǎo)控制模塊樣機(jī)

液壓元器件在工程機(jī)械中的地位，相當(dāng)于集成電路領(lǐng)域的硅。

決定高壓柱塞泵產(chǎn)品成敗的是設(shè)備精密度和使用壽命。突破的難點(diǎn)一方面是工藝水平，一方面是材料選擇。

2021年，中聯(lián)重科開(kāi)發(fā)出智能型電液一體多路閥先導(dǎo)控制模塊樣機(jī)；三一汽車(chē)制造有限公司已完成190排量高壓柱塞泵配流副關(guān)鍵技術(shù)研究。

高壓柱塞泵和汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，研發(fā)、制造、應(yīng)用規(guī)模越大，產(chǎn)品改進(jìn)升級(jí)就越快，中國(guó)的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)非常有利于這類產(chǎn)品發(fā)展。不斷普及的數(shù)字孿生和數(shù)字仿真技術(shù)也將起到關(guān)鍵作用。

06. 掘進(jìn)機(jī)主軸承：完成2條主軸承生產(chǎn)線的工藝布局和設(shè)備選型

中國(guó)的掘進(jìn)機(jī)已經(jīng)是國(guó)際領(lǐng)先水平，但“心臟”部位——主軸承仍然依賴進(jìn)口。由于掘進(jìn)機(jī)惡劣的工作環(huán)境，對(duì)于軸承材料的剛度有很高要求；另一方面，這種軸承尺寸巨大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，每個(gè)都需要上百道工序。

掘進(jìn)機(jī)主軸承非常昂貴，中國(guó)每年生產(chǎn)450臺(tái)掘進(jìn)機(jī)，進(jìn)口軸承就要花費(fèi)近10億元。而在技術(shù)沒(méi)有成熟的情況下，貿(mào)然使用國(guó)產(chǎn)替代品，一旦發(fā)生故障，造成的損失只會(huì)更大。

中國(guó)掘進(jìn)機(jī)研發(fā)從2002年開(kāi)始，通過(guò)并購(gòu)德企，技術(shù)很快達(dá)到世界先進(jìn)水平。但國(guó)外掘進(jìn)機(jī)零部件的生產(chǎn)已近百年，對(duì)于主軸承這類核心零部件的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)遠(yuǎn)比中國(guó)豐富。

2021年，中國(guó)鐵建重工研發(fā)的“大型掘進(jìn)機(jī)主軸承及數(shù)字仿真技術(shù)”，已完成2條主軸承生產(chǎn)線的工藝布局和設(shè)備選型，并且研制出直徑4.8m主軸承產(chǎn)品，以及大型工況模擬試驗(yàn)臺(tái)。

目前國(guó)產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)主軸承理論技術(shù)已經(jīng)齊備，量產(chǎn)只是時(shí)間問(wèn)題。但后續(xù)的裝配、實(shí)驗(yàn)以及維護(hù)保養(yǎng)等工作，仍然需要先進(jìn)的工程機(jī)械經(jīng)驗(yàn)積累。

先進(jìn)基礎(chǔ)工藝類

07. 光刻機(jī)：清華大學(xué)找到EUV光刻機(jī)的潛在光源SSMB

光刻機(jī)——半導(dǎo)體行業(yè)桂冠上的明珠，集合精密光學(xué)、精密儀器、高分子化學(xué)、物理、機(jī)械自動(dòng)化軟件、高精度環(huán)境控制、流體力學(xué)等全球頂尖先進(jìn)技術(shù)。

2020年，全球光刻機(jī)由荷蘭ASML、日本佳能和尼康壟斷，三者出貨量占比分別為62.47%、29.54%和7.51%。其中高端光刻機(jī)由ASML一家獨(dú)大。

一臺(tái)高端光刻機(jī)涉及超過(guò)10萬(wàn)個(gè)零件，和全球5000多個(gè)供應(yīng)商。國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的突圍之路，仍在進(jìn)行中。

2021年，中國(guó)有一則關(guān)于光刻機(jī)的好消息。2月25日，清華大學(xué)工程物理系教授唐傳祥研究組聯(lián)合國(guó)外科研人員發(fā)布了一項(xiàng)重大科研成果：基于一種新型粒子加速器光源“穩(wěn)態(tài)微聚束”（SSMB），能獲得高功率、高重頻、窄帶寬的相干輻射，波長(zhǎng)可覆蓋從太赫茲到極紫外（EUV）波段。

大功率的EUV光源是EUV光刻機(jī)的核心基礎(chǔ)。隨著芯片工藝節(jié)點(diǎn)的不斷縮小，預(yù)計(jì)對(duì)EUV光源功率的要求將不斷提升，達(dá)到千瓦量級(jí)。

基于SSMB的EUV光源有望實(shí)現(xiàn)較大的平均功率，并具備向更短波長(zhǎng)擴(kuò)展的潛力，為大功率EUV光源的突破提供全新的解決思路。

這或?qū)⒔o光子科學(xué)研究提供新的機(jī)遇，助力中國(guó)EUV（極紫外）光刻機(jī)的自主研發(fā)。

08. 工業(yè)軟件：國(guó)內(nèi)首款Linux系統(tǒng)3D CAD軟件發(fā)布

圖源：中望官網(wǎng)

曾有人用失落的30年，形容中國(guó)工業(yè)軟件行業(yè)。這是一段屢戰(zhàn)屢敗，卻又屢敗屢戰(zhàn)的故事。

研發(fā)設(shè)計(jì)類的CAD、EDA、CAE等高端工業(yè)軟件技術(shù)壁壘高，成為中國(guó)工業(yè)軟件短板。具體來(lái)看：

在CAD研發(fā)設(shè)計(jì)類軟件領(lǐng)域，法國(guó)達(dá)索、德國(guó)西門(mén)子、美國(guó)PTC以及美國(guó)Autodesk公司在我國(guó)市場(chǎng)占有率達(dá)90%以上。

CAE仿真軟件市場(chǎng)領(lǐng)域，美國(guó)ANSYS、ALTAIR、NASTRAN等公司占據(jù)了95%以上的市場(chǎng)份額。

目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)軟件企業(yè)寶信、石化盈科只在電力、鋼鐵冶金和石化等細(xì)分行業(yè)爭(zhēng)得一席之地，而用友、金蝶則在中低端業(yè)務(wù)管理領(lǐng)域，占得80%左右市場(chǎng)。

2021年，安靜的工業(yè)軟件領(lǐng)域被一則消息打破——中國(guó)第一家工業(yè)軟件A股上市公司中望發(fā)布3D 2022 Linux專業(yè)版。國(guó)內(nèi)首款基于Linux系統(tǒng)的三維CAD軟件。

與此同時(shí)，各地政府也在扶持中國(guó)工業(yè)軟件企業(yè)。以上海為例，政策要求到2023年培育引進(jìn)200以上工業(yè)軟件企業(yè)，培育10家左右上市企業(yè)，上海工業(yè)軟件規(guī)模突破500億元。

盡管這仍是一場(chǎng)任重道遠(yuǎn)的戰(zhàn)役，但政策扶持下，失落30年的國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件，變軌至加速發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)類

09. 操作系統(tǒng)：鴻蒙亮相，首款量子計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)誕生

操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的計(jì)算機(jī)程序。它對(duì)計(jì)算機(jī)的重要性，就像中樞系統(tǒng)之于人體，是一種接受用戶指令，并根據(jù)指令調(diào)度計(jì)算機(jī)硬軟件的系統(tǒng)。

目前，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)和蘋(píng)果、微軟、谷歌的系統(tǒng)，在技術(shù)上差距并不大。國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)被卡脖子的主要原因在于：產(chǎn)業(yè)內(nèi)資源分散，沒(méi)能形成完整的生態(tài)鏈和軟件適配。

國(guó)內(nèi)目前沒(méi)能構(gòu)建起一個(gè)包括硬件開(kāi)發(fā)者、應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)者和用戶在內(nèi)的上下游的產(chǎn)業(yè)空間。雖然國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)展已經(jīng)有 20 多年發(fā)展歷史，但在主流市場(chǎng)的市占率均不到5%。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)逐步意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，凌亂分散的企業(yè)與產(chǎn)品開(kāi)始步入整合階段。

今年的國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)技術(shù)成果有兩大熱聞：我國(guó)發(fā)布首款國(guó)產(chǎn)量子計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)——本源司南；華為產(chǎn)品的全面“鴻蒙化”。

同時(shí)，京東、騰訊、聯(lián)通等互聯(lián)網(wǎng)及電商企業(yè)開(kāi)始向云端化的操作系統(tǒng)發(fā)力，以處理日益膨脹的用戶數(shù)據(jù)和服務(wù)器操作；美的等傳統(tǒng)制造業(yè)廠家繼續(xù)布局IoT產(chǎn)品的操作系統(tǒng)搭建。

為了實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的推廣，今年不少公司都把重點(diǎn)放在了產(chǎn)品融合、終端適配、和其它行業(yè)的合作對(duì)接上。

截至2020年，我國(guó)操作系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到26.68億元，正在以25.65%的年復(fù)合增長(zhǎng)率高速增長(zhǎng)。當(dāng)前市場(chǎng)占比來(lái)看，麒麟軟件和統(tǒng)信軟件呈現(xiàn)兩強(qiáng)局面。在未來(lái)，華為、騰訊等巨型信創(chuàng)企業(yè)將為市場(chǎng)生態(tài)注入更多活力。

目前，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)已經(jīng)超越可用的門(mén)檻，向好用發(fā)展。隨著國(guó)產(chǎn)智能產(chǎn)品的增加，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)在未來(lái)會(huì)獲得更多的應(yīng)用場(chǎng)景，產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)的合作將進(jìn)一步加深。

10. 核心算法：掌握了AR-HUD核心算法

核心算法是指要實(shí)現(xiàn)某種軟件功能所必需的算法。信息通過(guò)數(shù)學(xué)模型，輸出為指令被執(zhí)行，最終解決了使用環(huán)境的某個(gè)問(wèn)題。

我國(guó)目前在核心算法上，和發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大差距，尤其是機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)的算法技術(shù)。主要原因在于，產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)度依賴開(kāi)源代碼和現(xiàn)有數(shù)學(xué)模型，底層算法的研發(fā)力度不夠。

沒(méi)有高競(jìng)爭(zhēng)力的核心算法，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人就沒(méi)法完成復(fù)雜的動(dòng)作序列，人工智能就沒(méi)法處理細(xì)分、專業(yè)的場(chǎng)景，這也意味著國(guó)產(chǎn)高端智能產(chǎn)品始終沒(méi)法落地。

近年來(lái)，針對(duì)性的核心算法研發(fā)越來(lái)越得到產(chǎn)業(yè)重視。6月17日，華陽(yáng)集團(tuán)表示，公司通過(guò)自主研發(fā)掌握了AR-HUD核心算法，并搭建了完整的AR-HUD功能實(shí)現(xiàn)的整套平臺(tái)，包括ADAS、儀表、車(chē)機(jī)、DMS等，將極大提升駕駛安全性和人機(jī)交互。

2021年，一共有6家操作系統(tǒng)及配套軟件公司注冊(cè)，位于廣東、江蘇、吉林、山東、山西。

未來(lái)，AI市場(chǎng)對(duì)大模型算法的需求將會(huì)進(jìn)一步提高，常見(jiàn)開(kāi)源框架的性能短板將會(huì)進(jìn)一步暴露。

因此，持續(xù)底層投入的龍頭企業(yè)，將傾向于通過(guò)大模型的技術(shù)路線解決碎片化的問(wèn)題。在中國(guó)，核心算法企業(yè)將形成一超多強(qiáng)的格局。

11. 高壓共軌系統(tǒng)：已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)

高壓共軌指的是在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)中，將噴射燃油的壓力和過(guò)程分開(kāi)的一種供油方式，可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不影響高壓油管的壓力。這種系統(tǒng)的好處，是可以降低油耗，讓車(chē)運(yùn)行得更平穩(wěn)、安靜。

相較于德、美、日等傳統(tǒng)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)，我國(guó)在高壓共軌系統(tǒng)上落后，主要是因?yàn)楫a(chǎn)品在性能和質(zhì)量上有差距，而這又是零件加工水平不高所決定的。

近些年，全國(guó)各地都在對(duì)國(guó)產(chǎn)共軌系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用。成都威特、遼陽(yáng)新風(fēng)、龍口龍泵、重慶重油、南岳電控等公司也都投入巨資在高壓共軌項(xiàng)目上，目前都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

今年11月，中國(guó)船舶集團(tuán)旗下中國(guó)動(dòng)力子公司河柴重工CHD620V16CR高壓共軌電推發(fā)電機(jī)組首次通過(guò)中國(guó)船級(jí)社（CCS）船檢試驗(yàn)，機(jī)組將裝備某型60米綜合救援船。

未來(lái)，受益于排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)苛，柴油機(jī)市場(chǎng)對(duì)于高壓共軌系統(tǒng)的需求將大幅提升。

12. 掃描電鏡：?jiǎn)卧落N量達(dá)12臺(tái)

掃描電子顯微鏡是一種對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測(cè)的儀器。它的可測(cè)樣品種類豐富，幾乎不污染原始樣品便可以獲得形貌、結(jié)構(gòu)、成分和結(jié)晶學(xué)信息。

每年我國(guó)花費(fèi)超過(guò)1億美元采購(gòu)的幾百臺(tái)掃描電鏡中，主要產(chǎn)自美、日、德和捷克等國(guó)。國(guó)產(chǎn)掃描電鏡占的份額很小，約5%—10%。

主要的原因是，國(guó)產(chǎn)掃描電鏡在成像表現(xiàn)上不如進(jìn)口電鏡。為了獲得較高的圖像分辨率，掃描電鏡匯聚的電子束的束斑直徑要盡可能細(xì)。在這方面，國(guó)內(nèi)的電子光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)還不足以產(chǎn)生這種極細(xì)的束斑。

同時(shí)，直接觀測(cè)非導(dǎo)電樣品，需要降低加速電壓。這樣的結(jié)果就是電子槍的亮度降低，色差增大。

掃描電鏡是材料科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)儀器，70%—80%的學(xué)術(shù)論文都要用到掃描電鏡提供的信息。因此，國(guó)產(chǎn)替代的缺失，將導(dǎo)致材料學(xué)領(lǐng)域研究設(shè)備的不足，以及科研成本的提高。

以中科科儀為代表的國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器企業(yè)正在追趕。中科科儀于1975年成功研制我國(guó)第一臺(tái)掃描電鏡，進(jìn)而是2014年的第一臺(tái)場(chǎng)發(fā)射槍掃描電鏡。目前國(guó)內(nèi)的公司主要有中科科儀、聚束科技、國(guó)儀量子、澤攸科技和善時(shí)儀器等。

2021年11月，中科科儀掃描電鏡產(chǎn)品銷量再創(chuàng)新高，掃描電鏡單月銷量達(dá)12臺(tái)。

未來(lái)，國(guó)產(chǎn)電鏡的采購(gòu)主體將仍然是高校、科研機(jī)構(gòu)與研發(fā)型企業(yè)，每年市場(chǎng)的需求數(shù)量將穩(wěn)中上升。

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13. 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：多款數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)發(fā)布

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）是一種管理、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)的軟件。DBMS就像圖書(shū)管理員，按照特定的排列規(guī)則，來(lái)存書(shū)、取書(shū)。

目前全世界最流行的兩種DBMS是Oracle和MySQL，都是甲骨文公司旗下的產(chǎn)品。國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)沒(méi)有占據(jù)主流市場(chǎng)，主要原因在于產(chǎn)品穩(wěn)定性不足。

數(shù)據(jù)庫(kù)國(guó)產(chǎn)化的重要性是顯而易見(jiàn)的：不管是政府信息，還是商業(yè)數(shù)據(jù)，都需要掌握在自己手中，這樣才能夠保證系統(tǒng)的安全性。

數(shù)據(jù)時(shí)代要求的是全產(chǎn)業(yè)鏈的信息整合，以及跨產(chǎn)業(yè)鏈的信息交流。國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的挑戰(zhàn)在于：怎么能在破除數(shù)據(jù)孤島的同時(shí)，又保證關(guān)鍵信息的隱私強(qiáng)度。

近年來(lái)，一些國(guó)內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)公司逐漸意識(shí)到軟件應(yīng)該跟隨數(shù)據(jù)管理市場(chǎng)的發(fā)展而進(jìn)行定向開(kāi)發(fā)。今年，隨著黨政系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、云系統(tǒng)對(duì)大數(shù)據(jù)處理的需要加大，與之配對(duì)的國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品進(jìn)入了快速更新階段。

關(guān)鍵材料

14. 高端軸承鋼 ：強(qiáng)力旋軋技術(shù)打破國(guó)外技術(shù)壟斷

高鐵、大飛機(jī)、重載型武器中的高端軸承，對(duì)精度、性能、壽命和可靠性等要求極高，需要高端軸承鋼作為原材料支撐。因此， 高端軸承鋼被稱為鋼中之王。

高端軸承鋼需要足夠的純凈度和均勻度，核心技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷。

例如，國(guó)外產(chǎn)品夾雜物尺寸完全小于等于10微米，而國(guó)內(nèi)最大粒徑達(dá)到50—52微米，大小相差五倍之多 。

盡管中國(guó)軸承行業(yè)已形成近2000億元的行業(yè)規(guī)模，但國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的軸承多為中低端軸承和中小型軸承，而高端軸承往往需要向國(guó)外購(gòu)買(mǎi)。

這一年，我們等來(lái)了好消息。2021年，西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院劉東教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的強(qiáng)力旋軋技術(shù)（PTR），突破了軸承鋼的“卡脖子”技術(shù)，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷。

目前國(guó)內(nèi)軸承鋼年產(chǎn)量約350萬(wàn)噸，中國(guó)已成軸承鋼最大生產(chǎn)國(guó)，生產(chǎn)工藝與裝備以及產(chǎn)品質(zhì)量已位居世界前列，軸承鋼出口量逐年上升。

15. 微球:行業(yè)巨頭納微科技上市，加快北美、印度子公司布局

微球，是一種比頭發(fā)絲還要細(xì)小很多的球形物質(zhì)。現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中的生物制藥、醫(yī)療診斷、液晶顯示屏等，都離不開(kāi)微球。

像芯片一樣，微球尺寸越小精度制造難度越大，且涉及到化學(xué)、生物、材料、化工等多領(lǐng)域交叉技術(shù)，門(mén)檻很高。幾乎所有高性能、高附加值納米微球材料都被國(guó)外壟斷：

用于液晶顯示的間隔物硅球全世界只有日本Ubo Nitto生產(chǎn)；

塑膠間隔物微球由日本 Sekisui和Hayakawa壟斷；

用于生物制藥的分離純化介質(zhì)微球以及用于分析檢測(cè)的色譜柱硅膠填料微球則由歐美壟斷。

近年來(lái)中國(guó)微球相關(guān)企業(yè)日益增多，僅2021年就新增至少30家。

行業(yè)龍頭中，納微科技成立于2007年，經(jīng)過(guò)十余年的研發(fā)與積累，建立了全面的微球精準(zhǔn)制備技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化體系，打破了國(guó)外廠商對(duì)生物醫(yī)藥和平板顯示等領(lǐng)域關(guān)鍵材料的長(zhǎng)期壟斷，已能夠推廣至歐洲、美國(guó)等發(fā)達(dá)市場(chǎng)。

2021年6月23日，納微科技在上海證券交易所科創(chuàng)板上市，發(fā)行4,400萬(wàn)股用于：

研發(fā)中心及應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目（新建研發(fā)大樓、研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，購(gòu)置先進(jìn)設(shè)備儀器）；海外研發(fā)和營(yíng)銷中心建設(shè)項(xiàng)目（新設(shè)北美子公司，進(jìn)一步建設(shè)印度子公司）；補(bǔ)充流動(dòng)資金。

統(tǒng)計(jì)，2019年中國(guó)微球制劑市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到50億元，預(yù)計(jì)到2024年規(guī)模將達(dá)到120億元，近五年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為19.2%左右。

16 環(huán)氧樹(shù)脂 ：總產(chǎn)能達(dá)到235萬(wàn)噸/年

環(huán)氧樹(shù)脂是一種熱固性塑料，具有優(yōu)良的絕緣性能、力學(xué)性能及化學(xué)穩(wěn)定性等，被廣泛用于黏合劑、涂料等領(lǐng)域。

2020年，我國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)能達(dá)215萬(wàn)噸左右，占全球產(chǎn)能的45%左右，消費(fèi)量為175萬(wàn)噸，占全球消費(fèi)量的50%以上，中國(guó)已是全球最大的環(huán)氧樹(shù)脂消費(fèi)國(guó)和生產(chǎn)國(guó)。

不過(guò)問(wèn)題也很明顯：中國(guó)普通環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用市場(chǎng)幾近飽和，開(kāi)工率不足50%，而高端環(huán)氧樹(shù)脂則需求巨大，且大量依賴進(jìn)口。

宏昌電子是國(guó)內(nèi)第一家有能力生產(chǎn)高端電子級(jí)環(huán)氧樹(shù)脂的專業(yè)生產(chǎn)廠商，其高端電子級(jí)環(huán)氧樹(shù)脂可完全替代進(jìn)口電子級(jí)環(huán)氧樹(shù)脂，填補(bǔ)中國(guó)在高端電子級(jí)環(huán)氧樹(shù)脂的空白，成功地降低了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的依賴。

2021年上半年，國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)能有所增加，增加的基本為液體環(huán)氧樹(shù)脂裝置。截至6月底，中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂總產(chǎn)能達(dá)到235萬(wàn)噸/年。2021年下半年環(huán)氧樹(shù)脂計(jì)劃新增產(chǎn)能51.5萬(wàn)噸，產(chǎn)能繼續(xù)擴(kuò)大。

在碳達(dá)峰、碳中和背景下，風(fēng)電行業(yè)發(fā)展有望大幅拉動(dòng)環(huán)氧樹(shù)脂需求增長(zhǎng)。

17. 光刻膠 ：ArF光刻膠試生產(chǎn)

光刻膠，芯片制造過(guò)程中，讓設(shè)計(jì)圖形嵌刻在晶圓上的核心材料。光刻膠主要由成膜劑、光敏劑、溶劑和添加劑等主要化學(xué)品成分和其他助劑組成，除了半導(dǎo)體行業(yè)，還能用在PCB、面板等領(lǐng)域。

在這個(gè)勞動(dòng)、資本及技術(shù)密集的行業(yè)中，是先發(fā)優(yōu)勢(shì)，讓日本企業(yè)掌握核心技術(shù)。單JSR、東京應(yīng)化、信越化學(xué)及富士膠片四家企業(yè)，便在2020年占據(jù)全球70%以上的市場(chǎng)份額。

包括彤程新材（北京科華）、晶瑞電材、南大光電、上海新陽(yáng)、廣信材料、華懋科技等中國(guó)企業(yè)試圖在日企壟斷的市場(chǎng)中，撕開(kāi)一道裂口。但目前產(chǎn)品主要還是集中在中低端市場(chǎng)。高端光刻膠基本仍依賴進(jìn)口。

今年，“20余家企業(yè)包機(jī)‘團(tuán)購(gòu)’光刻膠”的新聞?wù)凵涑龈叨斯饪棠z還未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)時(shí)的某種焦慮。但不到太悲觀。

目前，在國(guó)家政策與“02 專項(xiàng)”等扶持項(xiàng)目的支持下，中國(guó)半導(dǎo)體光刻膠逐漸實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

各類光刻膠國(guó)產(chǎn)化階段 制表：立方知造局

就在12月24日，南大北電稱，公司ArF光刻膠生產(chǎn)線在進(jìn)行試生產(chǎn)，試生產(chǎn)情況穩(wěn)定，但尚未開(kāi)始規(guī)模量產(chǎn)。

這說(shuō)明，國(guó)產(chǎn)光刻膠往高端邁進(jìn)的慣性，正在加大。

尾聲

2021年中國(guó)制造業(yè)的17條軌跡，流向同一個(gè)方向——在理論、技術(shù)中突破，從試產(chǎn)、量產(chǎn)中積累經(jīng)驗(yàn)，最終走出被卡脖子的局面。

70多年前，這條道路已被預(yù)判。1949年9月，毛澤東在第一次中國(guó)人民政治協(xié)商會(huì)議第一屆全體會(huì)議上說(shuō)：

“中國(guó)人從來(lái)就是一個(gè)偉大的勇敢的勤勞的民族，只是在近代是落伍了?！?br/>

“我們面前的困難是有的，而且是很多的，但是我們確信：一切困難都將被全國(guó)人民的英勇奮斗所戰(zhàn)勝。中國(guó)人民已經(jīng)具有戰(zhàn)勝困難的極其豐富的經(jīng)驗(yàn)?！?br/>

“讓他們?nèi)フf(shuō)我們這也不行那也不行罷，中國(guó)人民的不屈不撓的努力必將穩(wěn)步地達(dá)到自己的目的?！?/p>