“卡脖子”的短板意味着最宽的赛道

@那些“卡脖子”的技术短板到底有多短

在信息化为主角的第四次工业革命浪潮来临之前，中国的工业化答卷还没有答完。因此，中国政府的经济政策中出现了一个导向，就是“两化融合”，以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，核心是以信息化为支撑，追求可持续发展模式。

这种灵活应对变化的政策取向，虽然解决了政府引导的问题，但没有从根本上解除工业基础弱的“病根”。

尽管拥有最全的工业部类，但一些关键领域、关键部件、关键材料实际存在的技术短板仍牵绊着中国经济发展的脚步。

那么，中国到底有多少技术短板？

就制造业领域而言，论规模，中国已是制造大国；论水平，中国大而未强，整体大部分处于全球价值链中低端，少量进入高端。中国工程院院士、国家产业基础专家委员会主任委员陈学东在一次演讲中介绍，2019年工程院组织专家对中国26类代表性制造业进行比较分析，结果表明，11类产业世界领先或先进，15类产业与世界制造强国差距大或巨大。

为什么会这样？陈学东认为：中国制造业关键核心技术对外依存度高，比如大型盾构机主轴轴承、电动汽车电液转向架；部分产品的一致性、稳定性和可靠性不高，寿命大概只有发达国家最高水平的30%；制造业单位GDP能耗是发达国家的2.6倍；数字化、网络化、智能化制造尚处在初始探索阶段。

按照工信部的介绍，全球制造业已基本形成四级梯队发展格局：第一梯队是以美国为主导的全球科技创新中心；第二梯队是高端制造领域，包括欧盟、日本；第三梯队是中低端制造领域，主要是一些新兴国家，包括中国；第四梯队主要是资源输出国家和地区，包括OPEC（石油输出国组织）、非洲、拉美地区等。

“工欲善其事，必先利其器。”当前，行业共识是：“从制造大国迈向制造强国、质量强国、品牌中国的必由之路是工业强基。”工业基础包括核心基础零部件/元器件、关键基础材料、重要基础工艺、工业软件、质量技术基础。而在体现制造业核心竞争力的工业基础能力上的三大短板——高端芯片、工业软件、新材料，恰恰是中国制造难以抹去的阴影。

归纳一下，制造业中任何环节都在产业链上客观存在一个坐标。为什么中国必须清晰定位自己在产业生态体系中的位置？因为，技术短板正是创新的着力点和创新的方向。在高档数控机床、高档装备仪器、运载火箭、大飞机、航空发动机、汽车等关键部件精加工生产线上，中国超过90%的制造及检测设备依赖进口。每年进口半导体芯片费用达4000亿美元，超过进口石油的花费近一倍。

当中国无法获得国外的高端芯片、高精度数控机床等时，难题就变成了企业的机会。可以说，技术领域的每一个短板都意味着一个重大的战略机遇，意味着巨大的投资空间和发展空间。

虽然每一个短板都代表一个机会，但问题是企业在哪个环节发力呢？首先，要看制造业的智能化和智能经济的态势；其次，要看制造业数字化转型过程对智能硬件的旺盛需求；最后，要看智能化之后产生的大量数字资产，因为数据驱动的知识经济业态正在高速成长。

方向的选择是战略选择，是建构在对经济发展态势研判之上的战略判断。数字化，尤其是通过数字化转型实现的智能制造是企业经营者可选的最宽赛道，也是企业的重大机遇所在。

@向死而生：高端芯片突围并非“迷思”

中国芯片市场规模达数千亿美元，但中国核心集成电路国产芯片占有率低得可怜，中国企业在全球芯片产业格局中仍处于中低端领域，目前中国能自主制造类比、分离等低端芯片，但逻辑、存储等高端芯片还无法自给。连续多年，中国芯片进口一直居于所有贸易品类前列，贸易逆差近两千亿美元。

国外对华为高端芯片的断供，搅动了中国对信息化战略的认知。很多企业家在反思，没有先进制程的半导体产业，中国制造、中国创造的信息化、智能化，就形同于在沙滩上造楼。

全球半导体工业正在挑战的制程工艺为5纳米、3纳米，这个尺寸不到头发丝直径的万分之一。苹果iPhone 13搭载的新型芯片相当于在指甲盖大小的材料上放置150亿个电路，没有高端高精度光刻机装备是无法加工完成的。国外作为“芯片之母”的光刻机一直以来都是禁止向中国出口的，尤其是EUV光刻机，像一根套在中国芯片产业链脖子上的绳索。还有近10种芯片制造专业设备、专业材料，中国在相关方面仍处于低端水平或空白状态。

2022年8月，中金公司发布半导体行业报告指出：目前配套供应链国产替代仍为中国半导体产业链发展的主旋律。展望未来，国产替代仍为中国企业在科技领域的“立身”之本。

这份报告量化分析了当前的态势，具体特征表现在五个方面。一是半导体设备：总体国产化率在10%~20%，对关键环节、先进制程覆盖面较弱。二是半导体材料：整体国产化率在20%~30%，不同环节分化较大，目前光刻胶、掩膜版等国产化率最低。三是半导体零部件：呈“碎片化布局”，机械类零部件国产替代进程较快；其他气/液路、电气、光学等零部件国产化率在10%~50%不等。四是半导体设计：整体国产化率偏低，国内厂商从中低端产品切入，但高端产品仍依赖进口，MCU（微控制单元）、车规级 IGBT（绝缘栅双极型晶体管）等产品国产替代空间大。五是EDA（电子设计自动化）工具：整体国产化率在10%左右，作为半导体设计和制造环节的基础，EDA工具国产替代具有较大意义。

中国先进制程芯片制造仍弥漫着浓重的雾气，能否解开“芯片困境”的“结”，“芯片链主”在哪里，半导体产业如何突破技术封锁，仍然是难题。中国产业界当前最需要的是拨开迷雾看清本质，抓住要害，找到支点，同时也需要在研发与创新上保持定力和耐力。

“打压不是坏事，可能带来弯道超车的机会。”美国政府发布《芯片和科学法案》，限制中国企业使用设计GAA（全环绕栅极）芯片的EDA软件，一度造成了产业界和社会普遍的忧虑。而中国工程院院士邬贺铨接受媒体采访时表示：“美国打压除了让我国在原有技术路线上继续探索外，也加速了我国在新型芯片技术路线上的探索，去寻找新技术，实现弯道超车。”

邬贺铨院士回顾了中国在通信技术标准上由落后到领先的历程，在3G时代，中国提出了TD-SCDMA标准，当时国外并不看好，也不支持。这迫使我国从芯片、仪表、天线、软件全方位起步，我国通信产业链有了一个从零开始的机会。最终才有了我国TD-SCDMA标准成为3G三大标准之一，也为如今我国5G标准领先打下基础。

物极必反。“没有退路，就是最好的出路。”

国外的打压、围剿，可能就是中国先进制程芯片产业向死而生、全面突围的最佳动能。

@久久为功：工业软件直道超车进行时

基于无数工业经验集合而成的工业软件，是工业装备，也是工业互联网转型智能制造的大脑。工业软件在广泛的工业系统设计中起着非常重要的作用，可以极大地提高设计效率、节约成本并实现可视化管理。CAD（计算机辅助设计）、CAE（计算机辅助工程）、CAM（计算机辅助制造）这三大类软件是如今航空、船舶、汽车等领域产品研发不可或缺的“利器”。用行业人士的生动说法，CAD软件让设计师不再手工绘图而在电脑上画图，CAE借助软件对设计产品进行仿真分析并验证设计效果，而CAM利用计算机连接设备，辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动，是实现智能制造的关键一环。令人遗憾的是，目前这三大类软件基本上都被美、法、德三国所垄断。

当下，世界上基础性产业的顶尖软件大多掌握在欧美国家手中。美国、德国、日本、法国、加拿大、英国、爱尔兰以及印度，号称“世界八大软件强国”。美国的基础软件和工业软件涵盖的领域最为广泛，如①操作系统，包括Windows、Unix、Android、Mac OS、iOS；②数据库；③通用办公软件；④数据分析处理软件；⑤专业计算软件；⑥EDA芯片设计软件；⑦计算机辅助设计软件。

在由专业机构发布的全球100强软件企业综合实力排名中，中国企业仅占一席（东软集团，第80位）。按国别统计，上榜企业数量分别是：美国73家，德国、英国各5家，日本4家，法国、加拿大、荷兰各2家，中国、俄罗斯、比利时、巴西、以色列、斯洛伐克、挪威各1家。

这些工业软件作为工业知识经验的积累沉淀，其开发、应用水平都直接反映了国家工业发展的成熟度，而中国目前正处于被国外公司“卡脖子”的竞争劣势周期。

“操作系统是比芯片更加迫切的供应链问题，”工信部原部长苗圩在2022年9月6日举办的“全球新能源与智能汽车供应链创新大会”上列举了中国在智能手机操作系统上的教训后说，“过去总认为开源开放的操作系统没什么问题，但是两年前国外打压华为，除了停止供应芯片外，还限制使用安卓操作系统。不是限制华为使用安卓的操作系统，而是限制华为使用搭载在安卓上面的App应用软件，这使得华为被迫将之前工业用的操作系统临时转正，才算是挺过了这一关。”

苗圩同时警示道：“通过手机操作系统缺失这件事，我们深深地认识到，在功能产品向智能产品的转换过程中，如果没有操作系统，芯片再强，汽车做得再好，都是沙滩上起高楼。”他还提出一个担心：“三年或者五年以后会不会形成这种局面——全世界的智能汽车都采用一个开源的、开放的、全免费的操作系统，一旦这个生态形成，那就是丛林法则、赢者通吃。”

制造业领域专家刘亚曦发文指出，工业软件可以理解为无数经验、知识的集合体，以软件的形式承载出来，甚至因为不用重复造轮子，工业软件的经验可能远超单个人所能达到的上限。

网民一直在讨论：为什么有的互联网大厂在工业软件这个亟须发力的领域缺乏热情？大家的答案是由于工业软件具有基础性，一些专业软件工程量巨大，短期收入不及网络应用软件来得快。曾有专家解析了一个案例：企业若下载使用法国达索公司的一款名为CATIA的三维CAD（计算辅助设计）软件，会生成将近17万个文件、4000多个文件夹，整个安装包约占据7GB的容量。正是因为如此，达索公司在三维软件领域的市场占有率一直保持较高比例。这也验证了一个道理：科技创新和成功的超越，从来都是源于长期主义的价值塑造！

刘亚曦同时分析道：中国要想从制造大国转向制造强国，必须攻克工业软件这个行业。发展工业软件就是一种软件强国战略，因为工业软件是一切高精端制造的基础，没有工业软件，工业4.0无从谈起！

既然软件产业的规律决定了中国软件行业既无法弯道超车，也不可能换道超车，那就只有直道超车一条路了。依照这个产业逻辑，中国在新能源汽车取得全球产销量第一的工业基础上，打造自主车载操作系统是一个十分紧迫的课题。

鸿蒙操作系统的突破，显示了华为在产业认知上的突破，假如缺乏对操作系统底层价值的深刻洞察，假如没有深厚的产业经验积累和横下一条心投入科研力量求突破的英雄气概，华为乃至中国智能电子消费产业的局面将不会是今天的样子。

@新材料：点滴突破都将改写供应链地位

新材料是国际竞争的重点领域之一。据“新材料在线”发布的《2020年全球新材料产业发展趋势报告》，全球新材料产业规模大约为3万亿美元，其中先进基础材料占比49%，关键战略材料占比43%，超导、石墨烯、3D打印材料等前沿新材料占比8%。绝大多数高科技产品都离不开高科技材料的支撑，我国在高科技材料方面被欧美日“卡脖子”也是真实存在的，低端产品过剩、高端产品稀缺的问题仍旧比较突出。

工信部先后发布过两组数据：2018年中国有32%的关键基础材料为空白，52%需要进口，进口依赖度高，尤其是智能终端处理器、制造及检测设备、高端专用芯片领域，进口依赖度分别达70%、95%、95%；2021年对中国30多家大型企业130多种关键基础材料的调研结果显示，30%的关键基础材料在中国仍为空白，50%依赖进口。

以上数据说明，虽经努力，但改变不大。在作为基础产业的材料科技领域，中国迄今仍是追赶者；中国材料科技产业存在巨大的国产替代空间。

有专家介绍，全球先进材料市场的竞争格局分为两个梯队，美国、德国、法国、日本为第一梯队，俄罗斯、中国、韩国为第二梯队。尽管中国也有一些非常领先的新材料，如石墨烯、碳陶刹车材料等，但整体的先进性、种类覆盖面与第一梯队还有很大差距。业内专家分析，需求量大的大直径单晶硅、第三代半导体材料、碳纤维、高温合金、特种钢材、高性能轻合金、稀土储氢材料、新型显示材料等都有待于科研和产业应用的重大突破。

科学家预言：未来科技是建构在新材料基础上的。高科技材料支撑高科技产品，又依赖于高科技产业。2021年3月中国发布的“十四五”规划涉及新材料的蓝图，提供了三条产业突破路径：第一条是推动高端稀土功能材料、高品质特殊钢材、高性能合金、高温合金、高纯稀有金属材料、高性能陶瓷、电子玻璃等先进金属和无机非金属材料取得突破；第二条是加强碳纤维、芳纶等高性能纤维及其复合材料、生物基和生物医用材料研发应用；第三条是加快茂金属聚乙烯等高性能树脂和集成电路用光刻胶等电子高纯材料关键技术突破。可以说，新材料领域的突破不仅事关高科技产业要素保障能力的提升，而且是科技创新的主赛道、壮大战略性新兴产业的新动能。

据招商证券发布的报告，中国六大类新材料正行进在突围的路上：轻量化材料（包括碳纤维、铝合金汽车车身板）、航空航天材料（包括聚酰亚胺、碳化硅纤维）、半导体材料（包括硅片、碳化硅、半导体用溅射靶材）、新型塑料（包括尼龙66、聚乳酸）、电子电器电容新材料（包括电子陶瓷等）、光学和电子化学品（包括光学膜、光刻胶、有机发光材料），以及包括聚苯醚、对位芳纶、高吸水性树脂在内的多用途新材料。 尽管这些材料的名字对非专业人士而言显得陌生，但其广泛的应用已经存在于人们的日常生活中；巨大的新材料市场需求和国产替代空间，决定了一个可见的趋势，那就是每一种新材料的突破和国产替代都将改写中国企业在产业链、供应链中的地位。

辩证法告诉我们，任何事物都处在不断变化的动态体系之中，当一个难题出现的时候，解决这个难题的方法已然存在，只是需要发现和坚持才能获得。

据媒体披露，中国在新材料领域的突破可圈可点：中国稀土稀有金属材料提取以及永磁材料加工技术取得新突破，主要用于半导体制作的稀有金属镓的材料产量占全球产量的96%，处于绝对垄断地位。

据每日财经报道，中国的半导体光刻胶相关专利申请量快速增长，2020年中国光刻胶专利申请量为1.29万项，实现了对日本的反超，日本2020年光刻胶专利申请量下降至8982项；中国半导体光刻胶有望在2022年实现放量。

中国企业“兴澄特钢”历时30年，终于研发出了“特钢之王”高端轴承钢的制造技术，打破了国外企业一度垄断了98%市场份额的被动局面。

太钢集团历经多次失败，先后进行了700余次试验，终于从有着4万种可能的轧辊排列组合中研发出一种更加轻薄的手撕钢。这种可用于手机折叠屏等精细制造产品的手撕钢，厚度仅为0.02毫米，宽度为600毫米，达到世界一流水平，并于2018年实现了量产，打破了德国企业的长期垄断。

可以说，关键基础材料领域的点滴突破，都将改写产业链、供应链格局。