《科技日报》主编为什么说我国的科技水平与西方差距呈扩大趋势 ...

发布时间: 2018-6-30 21:49| 查看: 2744| 评论: 0

中国《科技日报》主编刘亚东日前在一个主题演讲中称，目前在某些关键技术领域，我国与西方发达国家的差距不但没有缩小，反而呈现出扩大的趋势。

下面是记者综合海内外资料，简要盘点了一下中国十大科技不如国外的地方。

一、航空发动机差距拉大

中国商用飞机引擎此前一直用的是美欧等国生产的，中国军用飞机引擎一般采用俄罗斯出产的。

中国2016年8月组建自己的航空发动机企业——中国航空发动机集团公司，试图脱离对西方供应商的依赖。

2017年5月完成首飞的中国国产商用飞机C919，搭载的发动机型号为LEAP-X，是由美法合资的CFM国际公司研制的。

中国目前按照美国F119涡扇发动机仿研的涡扇-15发动机（FWS-15），预计将装备到歼-20战机上。

大陆“新浪军事”2018年5月22日刊文称，涡扇-15航空发动机仍在高台试车阶段，连装上试飞平台阶段还没到，装备歼-20还需等7年。

刘亚东在主题演讲中说，要研发航空发动机，要通过大量实验数据的积累，不断总结、完善、调整、提高，最终才能生产出一款好的产品。中国可以搞到一台别人的不那么先进的航空发动机，照葫芦画瓢，山寨出“八九不离十”的产品。可今后要改进提高，增强性能，你还能做得到吗？

他说，目前在某些关键技术领域，大陆与西方发达国家的差距不但没有缩小，反而呈现出扩大的趋势。如航空发动机就是一例。

有美国媒体5月报导说，美国的F135型航空发动机经过改进，其推力竟然达到22吨。按照计划，在2025至2030年左右F135发动机的终极改进型的推力将达到30吨。

据资料介绍，中国目前仿制的涡扇-15发动机的推力为16吨或18吨。

刘亚东说，稍微有一点航空发动机知识的人都知道，这是一个匪夷所思的数字。听了这个消息，大家都很着急，但着急也没有用。

二、发动机短舱之困

安装在飞机上的动力装置，包括发动机本体和与其匹配的短舱组件。短舱包括进气道、风扇整流罩、反推力装置和排气喷管。

短舱相对与发动机而言，是属于“低温部件”，是航空推进系统最重要的核心部件之一，所需的技术难度极高。

目前，能研制民用大涵道比发动机的共有三家公司，分别是美国GE、普惠和英国的罗罗，而能独立研制高推力大涵道比涡扇发动机短舱的公司仅有两家，即美国古德里奇公司和GE赛峰合资的奈赛公司。而中国在这一领域尚属空白。

中国工程院院士甘晓华去年曾对陆媒说，在航空领域，飞机的设计制造一般需要15-20年，发动机要20-25年；中国国内军用航空发动机跟国外最先进水平相比落后一代（20-25年）甚至更多；而民用发动机，差了一代甚至更多。

三，钢材不过关国产飞机起落失据

“如果把发动机和飞控设备比作飞机的心脏和大脑，那么航空超高强度钢制作的起落架就是飞机的‘腿脚’。南开大学材料学院教授梁嘉杰对陆媒说，没有强健腿脚，纵使心脏和大脑再强大，巨人依然站立不起来！”

无论起飞、降落，起落架都是支撑飞机的唯一部件，尤其是在飞机降落阶段，其承载的载荷不仅仅来自机身重量，还有飞机垂直方向的巨大冲力。因此，起落架必须用特种钢材才能满足这一要求。

据南开大学材料学院教授梁嘉杰说，目前起落架钢材使用现状来看，美国的300M钢使用范围最广。300M钢是1952年由美国国际镍公司研发，并采用整体锻件制造工艺制造而成，其强度在1900MPa—2100MPa，相当于20,000个大气压。迄今为止，美国九成以上军民用飞机起落架材料由300M钢担纲。

因为大陆国产钢材不能满足大飞机起落架所承担的重量，首架C919下线试飞时，起落架用的就是进口钢材制作的。

四、飞机设计戴上“紧箍咒”

自上世纪80年代后，世界航空业就迈入数字化设计的新阶段，现在已经达到离开软件就无法设计的高度依赖。设计一架飞机至少需要十几种专业软件，全是欧美国家产品。

《科技日报》5月30日报导说，飞机设计涉及到30多个学科专业，每个专业都有自己的设计软件，它们是飞机设计及性能评估不可缺少的工具。国内设计单位不仅要投入巨资购买软件，而且头戴钢圈，一旦被念“紧箍咒”，整个航空产业将陷入瘫痪。

报导说，飞机设计不仅流程繁琐，而且零部件数量庞大，加工制造容不得丝毫误差。在手工设计时期，返工修改是飞机制造业最常见的通病。以中国飞豹飞机为例，如用传统手工设计，按常规考量估计有近6,000张工程更改单。采用数字化设计的飞豹，工程更改单仅有1,041张，工程量减少80%左右。

五、车载激光雷达芯片依赖进口

除飞机的核心部件依赖外国外，中国的汽车行业也高度依赖外国，如自驾车载激光雷达、高效能的电动车等。

用于自驾车载激光雷达所需的高分辨发射芯片和接收芯片，目前大陆也不能自主研制。

激光雷达常以线数（光源数）区分，并通常设计为2的指数级，如4线、8线、16线、32线、64线及问世不久的128线顶级测试产品。线数越高激光雷达的分辨率越高。

而大陆最早的国产16线产品于2016年推出，虽然国内目前有研究所、激光雷达厂商正在研发发射芯片和接收芯片，但都处在初级阶段，产品尚未定型。

六、动力电池关键组件需进口

新能源汽车的核心零部件动力“锂电池”，中国与世界一流水平有很大差距。

在锂电池中，镍钴锰三元正极材料（NMC，LiNiMnCoO2）已经逐渐成为广泛电池应用的核心材料，而中国在三元材料上依然面临着核心专利缺失的问题。

目前三元材料的核心专利掌握在美国的3M和美国阿贡国家实验室的手中，一般认为3M公司所持有的专利为常规的化学计量比的NMC材料，而阿贡国家实验室的专利则为层状富锂材料。

目前在动力电池上应用的基本都是常规化学计量比的NMC材料，包括三星、LG、松下和日立等主流电芯厂家，比利时优美科、韩国L&F、SK和湖南瑞翔等主流材料厂家，都向3M公司购买相关专利授权。

锂电池的另一个关键组件是“隔膜”，隔膜主要材质为多孔质的高分子膜，包括聚乙烯及聚丙烯。锂电池用的隔膜对安全性、渗透性、孔隙度及厚度都有严苛的要求。

南开大学新能源材料化学研究所所长周震对陆媒说：“高端的隔膜一般附带有陶瓷材料，如果电解液温度过高，材料膨胀，孔隙会像闸门一样关闭，切断离子交流，从而避免电池因温度过高而起火爆炸。”

周震说，隔膜是锂电材料中技术壁垒最高的一种材料，其技术难点在于造孔的工程技术、基体材料，以及制造设备。“技术要求高，价格自然也就贵，差不多占到了电池总成本一成以上。”

目前，世界上最好的锂电池隔膜材料出自旭化成和东燃化学两家日本公司，而国内锂电池铝塑膜市场九成分额也被昭和电工等日本厂商垄断。

“锂电池发展要想不受制于人，隔膜等高端材料无法回避！”天津巴莫股份有限公司总经理吴孟涛说，未来每年需要的高品质车用动力电池隔膜材料需求量将达到数亿平方米，如此巨大的市场需求，完全依赖外国厂商，不仅不现实，也将是国产动力锂电池最大隐忧。

七、中国手机电脑“缺芯”

就在中国文宣系统大力鼓吹“中国超越美国”之际，美国商务部4月16日下令禁止美国公司向中兴出售元器件等产品，为期7年。

中兴通讯约有20%至30%的元器件，包括基带芯片、射频芯片、存储等，都由总部在美国的厂商供应，在禁售令生效当天，高通、英特尔、IBM等多家美国公司第一时间向中兴发出终止合作的通知。

4月20日下午，中兴通讯召开了10分钟的新闻发布会，中兴董事长在会上承认，美国的制裁使中兴进入休克状态。

中兴陷入的尴尬局面，让中国宣传的“中国超越美国”等言论不攻自破，被指是中国自打耳光、颜面尽失。

目前美国政府有意“放生”，但美国国会即将就2019财政年度《国防授权法》（NDAA）展开协商，中兴前途生死未卜。美国众议院已通过该法案，禁止美国军方和中兴华为进行任何交易。

中兴不但缺失高速的（≥25Gbps）光芯片和电芯片，同时还缺失手机操作平台，这些都需从美国厂家进口。同时大陆电子商家普遍缺失高速芯片。

陆媒说，大陆“缺芯”的主要原因是：首先，芯片核心产业链流程中，需将高纯度二氧化硅做成比纸还薄的晶圆；在晶圆上用激光刻出数十亿条线路，铺满几亿个二极管和三极管；把每片晶圆切割封装好——目前指甲盖大小的芯片里能集成150亿个晶体管。每一步，都需要极精细操作。

在拉晶过程中，“要用到单晶硅生产炉、切片机、倒角机等多种设备和材料，其中90%需要进口”。

其次，当前国际上可达到的芯片量产精度为10纳米，而中国能达到的精度为28纳米，还差两代。

八、没好钢造不出高端轴承

作为机械设备中不可或缺的核心零部件，轴承支撑机械旋转体，降低其摩擦系数，并保证其回转精度。目前大陆高端轴承完全依赖进口，自己根本造不出来。

中科院山东技术转化中心常务副主任王东升对《科技日报》说，高端轴承几乎全部依赖进口，最大的问题出在材质上，“没有好钢，永远造不出高端轴承”。

目前，高端轴承用钢的研发、制造与销售基本上被世界轴承巨头美国铁姆肯、瑞典SKF所垄断。报导说，炼钢过程中加入稀土，就能使原本优质的钢变得更加“坚强”。但怎么加，这是世界轴承巨头们的核心秘密。

上世纪80年代，大陆曾掀起稀土钢的研发和应用高潮，在炼钢过程中加入稀土以期解决高端轴承用钢的技术问题，但是在钢中加入稀土后，钢的性能变得时好时坏，在大规模生产过程中也极易堵塞浇口，虽经多年攻关仍未能突破技术瓶颈。

在掘进机上的主轴承，其工作环境非常恶劣，需要承受高速旋转、巨大载荷和强烈温升。目前，国产掘进机“最关键的主轴承全部依赖进口”，中国铁建重工集团中央研究总院梅勇兵博士说。

九、重燃机依赖进口

重型燃气轮机（简称，重燃机）广泛应用于机械驱动（如舰船、火车）和大型电站，重燃机是发电设备的高端装备，其技术含量和设计制造难度居所有机械设备之首，是机械制造行业的金字塔顶端，大陆5万千瓦以上的重燃机基本依赖进口。

据悉，重燃机目前占全国发电装机总量的3%左右，但重燃机具有热效率更高、污染更少等优点，是大电网调峰容量的最佳选择，在国家能源安全中扮演着无可替代的全局性角色。

重燃机的生产是一个极其复杂、漫长的过程，包括精确的温度控制，以及精密铸造、定向/拉单晶等工艺。尤其是重燃机的叶片，不仅需要在1400℃—1600℃的高温下长期稳定地工作，而且叶片是中空的又很薄，叶片表面有陶瓷涂层、冷却气膜，使它跟高温燃气隔离等等。

目前，国际上大的重燃机厂家主要有4家，美国GE、日本三菱、德国西门子、意大利安萨尔多。虽然它们与大陆厂家有合作，但设计技术、核心的热端部件制造技术不转让，仅以许可证方式许可本土制造非核心部件。

十、高端科研仪器受制于人

另外，大陆用于科研的高端科学仪器，也都是依赖进口，如超导核磁仪器、原子力显微镜、透射电镜、X-射线单晶衍射仪、液质联用仪等等。

这些仪器是大陆科学研究者从事高端科研的基础，也是近几年大陆高级别的科研论文发表量猛增的一个主要原因之一。