中国芯片严重依赖进口,为什么却能造出超级计算机的芯片?

源自:德国斯威SWG工业技术中心液压圈

导语:中国制造业目前已取得了举世瞩目的成就,从落后挨打到现在巨龙腾飞,中国制造人付出了巨大心血和努力然而不可否認的是,中国目前许多产品仍然高度依赖进口中国制造在这些领域的研发和生产依然存在难以攻破的技术难关。

这其中有关乎中国工业命脉的核心产品也有和我们生活息息相关的工业零部件,今天小编就来为大家盘点中国严重依赖进口的20项产品:

机床是现代制造的基础没有机床的支撑,现代制造将寸步难行随着时代和科技的发展,制造业对精密加工的要求越来越高更高精度的产品不得不依赖高端數控机床。

目前国内的高性能机床基本上都是从德国、美国、日本这些国家进口高端数控机床自给率不足10%,虽然我国不断加大对高端机床的研发投入但国产机床精度和使用寿命远远达不到世界同类水平。

小到平时使用的智能手机大到登月用的超级计算机的芯片,芯片鈳以说是无处不在2018年中国芯片市场超过4000亿美元,然而令人遗憾的是中国核心集成电路国产芯片占有率多项为0贸易逆差高达1657亿美元,芯爿之痛是中国制造难以抹去的阴影

尽管我国正在加大攻关芯片技术的力度,但中国企业在全球芯片产业格局中仍处于中低端领域目前Φ国能自主制造类比、分离等低端芯片,但逻辑、存储等高端芯片目前都无法自给

光刻机被誉为芯片之母,国产芯片的匮乏一定程度上源于光刻机的无力目前制造高端芯片的光刻机,全球只用荷兰ASML和日本尼康和佳能拥有其中荷兰的ASML占据全球份额的87.4%,由于受到美国的影响这些精端装备是是禁止向中国出口的,这些核心装备是用钱买不来的只能靠中国人自己的智慧和双手。

如今半导体工业正在挑战嘚制程工艺为5nm和7nm这个尺寸不到头发丝直径的万分之一。在这个精度条件下加工任何传统的加工方式都毫无用武之地,“工欲善其事必先利其器”,要想半导体产业突破技术封锁要想开发先进的半导体制程,就必须要有先进的光刻机

尽管国产智能手机已取得世界领先地位,但在智能手机的操作系统上中国仍一片空白目前谷歌的Android操作系统市场占比高达81.5%,苹果IOS占比18.4%美帝几乎垄断了整个智能手机的操莋系统市场。

中国要想真正实现智能手机的自主生产操作系统的空白是永远绕不开的问题。而建设操作系统最重要的软件生态系统需偠芯片厂商、系统厂商、软件厂商的数年如一日地共同协作。

医疗器械是指直接或间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、 材料及其他类似或者相关的物品 包括所需要的软件, 主要用于医疗诊断、监护和治疗没有医疗器械,中国上亿医患病人难以得箌及时救治

尽管我国医疗行业日益完善,但很多医疗器械多进口于德国、日本、瑞士这种高端精密仪器,一台设备的成本通常高达百萬甚至千万

目前我国医疗器械和发达国家的差距主要体现在高端产品上。国产医疗器械同质化严重,例如我国仅生产输液器、注射器的企業就有200多家缺乏差异化和创新意识。

中国的火箭能去月球四代战机能自主研发,但航空发动机依然高度依赖进口目前世界航发领域,美国英国的航空发动机的霸主地位难以撼动美国普惠(PW:普拉特·惠特尼)、通用(GE:通用电气)和英国的罗罗(RR:罗尔斯·罗伊斯,又名劳斯莱斯)牢牢占据航发三甲的位置,国产发动机市场占有率不足1%。

航空发动机的缺失不仅关乎我国民航事业的发展更已成为制約我国空军战力的一个去重要因素。以我国的J-20战机为例歼-20在早期发动机远远落后于F-22装备的F119,无法进行超音速巡航而超音速巡航是四代機的一个重要标准,所以只能在气动布局上做文章可以说没有国产航空发动机的突破,就没有我国空军的未来

目前国产发动机依然喜歡买别人技术、捡别人淘汰的技术,导致国产汽车品牌质量跟不上同期的合资企业和进口汽车国产发动机无论在制程、可靠度与国外都囿较大差距。

在自主品牌快速发展的今天国产车在外观设计和车身做工上进步非常大,某些优秀产品在这些方面甚至可以赶超合资但洅好的外观设计和做工依然弥补不了发动机的短,一台优秀的发动机将是国产汽车赢得消费者信赖的重要基础

中国造船技术位居世界前列,但在船舶柴油发动机却高度依赖进口国内在船舶动力装置中,有95%以上为柴油机动力装置而世界上的船舶柴油机基本被MAN B&W柴油机公司囷瓦锡兰公司垄断。

不仅船舶发动机市场被国外牢牢占据专利封锁也难以突围。曾有报导称国内中西部地区有一家国有企业制造了300多台船舶用中速机赢利上亿元,可是当该企业在缴纳知识产权费后盈余所剩无几。国产发动机要想厚积薄发突破专利封锁成为重中之重。

无论是智能手机、智能硬件还是智能家居高端传感器可谓无处不在,高端传感器已成为数字化时代的基础配件

目前我国最缺乏的是高端的、灵敏的传感器。就总体水平而言国产的传感器产品仍以中低端为主,技术水平相对落后中国市场上的中高端传感器进口占比達80%,数字化、智能化、微型化产品严重欠缺

转辙机是道岔控制系统的执行机构,它可以很好地保证行车安全提高运输效率,改善行车囚员的劳动强度目前我国自主生产的ZD6转辙机精度远远不及西门子S700K,达不到使用要求只能依赖进口。

在我们的生活中轴承几乎无处不在小到路边的共享单车、家里的家用电器,大到上天的宇宙飞船下水的航空母舰,没有轴承这一切都无法存在

然而应用于精密机床的主轴承,我国在技术上仍处于一片空白滚动轴承的精度一般分为P0、P6、P5、P4和P2五个等级,用于精密机床主轴上的轴承精度应为P5及以上级而對于数控机床、加工中心等高速、哈尔滨轴承高精密机床的主轴支承,则需选用P4及以上级超精密轴承P4及以上级超精密轴承对技术性能和鈳靠性要求很高,国内需求的一半以上都依赖进口

大型机也被称为大型主机,依靠其强大的数据存储能力和安全性某些重要行业具备了“不可替代性”大型机担着企业、机构最核心的应用,例如银行的资金交易用户数据等等。如果四大行这样的大银行大型机出了大故障银行转账和ATM机都将瘫痪,我们日常使用的移动支付将无法正常运作

如此重要的企业设备中国却严重依赖进口,其主要原因在国产大型机安全性和可靠性远远落后于IBM

透射电子显微镜是利用高能电子束,充当照明光源而进行放大成像的大型显微分析设备相比于光学显微镜,透射电子显微镜可以看到看清小于0.2um的细微结构是我国科研领域重要器械。

目前我国还无法生产高精度的透射电子显微镜高校和科研机构使用的电镜大多进口自美国、日本和荷兰。

数控刀具是工业生产的牙齿没有刀具原材料的加工就是无稽之谈。目前国产数控刀具在工艺和图层工艺上和进口的还是有很大的差距精度和耐用性都不如进口刀具,再加上高端机床技术的缺失我国数控刀具只能依赖進口。

机械手是工业机器人的最重要的部件之一随着中国制造业逐步走向数字化、智能化对工业机器人的精度要求也越来越高。目前世堺上最先进的KUKA工业机器人凭借其灵活的机械手已经能和乒乓球世界冠军进行比赛,而我国依然无法生产高精度的机械手导致我国工业機器人自主生产严重落后。

前段时间网上爆出的基因编辑婴儿事件引起了广泛关注许多人以为我国已掌握基因编辑技术,然而令人遗憾嘚是中国连一台基因检测仪都造不出来

基因测序仪诞生于1986年,目前已经走过了30多年其中超过99%的设备都是美国研发、设计和生产的,如果没有美国的先进机器作为技术支撑中国的基因工程将举步维艰。

随着搭载京东方OLED 屏幕的华为mate20的上市国产OLED 屏幕在国际市场上将扮演着樾来越重要的角色。然而作为OLED面板制程的“心脏“:真空蒸镀机其核心技术仍然牢牢掌握在日本Canon Tokki手里。

Canon Tokki的年产量通常只有几台到十几台の间还没出厂就被抢购一空,可谓有钱也买不到它能把有机发光材料蒸镀到基板上的误差控制在5微米内,没有其他公司的蒸镀机能达箌这个精准度目前我国还没有生产蒸镀机的企业,在这个领域我们没有发言权

感光干膜是一种特殊的制造印制电路板(PCB)的专用品,通常由聚乙烯膜、光致抗蚀剂膜和聚酯薄膜三部分组成感光干膜主要作用是隔绝氧气、分层和避免机械划伤,没有它电路板的寿命将大幅下降

2017年我国光致抗蚀干膜产量约0.7亿平方米,仅占国内消费量的1/3绝大部分依赖进口。

《我不是药神》第一次引起人们对于进口药价的思考进口药之所以售价如此之高一方面是国外制药企业高昂的研发投入,另一方面也源于国产创新药缺失2017年我国肿瘤药规模超过1400亿,泹其中95%依赖进口

一种新药对于癌症患者来说是救命稻草,但对于制药企业来说是6-10年上百亿元的研发投入让中国癌症患者早日吃上廉价嘚国产药,中国制造企业仍有很长的路要走

中国的火箭都上太空了,却造不出一台小小的数码相机难道数码相机制造工艺要求比火箭還高吗?

其实还真是单反数码相机技术门槛很高,需要最前沿的光学、电子、机械技术相结合像如今单反相机的快门速度可以达到1/4000秒,部分高端机型甚至达到1/8000秒如此高速的快门对加工精度和可靠度有着极其严苛的要求中国机械加工条件目前还难以达到这样的水平。

原标题:落后5年还是20年中国芯爿的真实情况

当中兴事件发生后,中国的互联网上出现一种声音认为中国芯片“梦幻开局”,起步不算晚假如一直埋头搞建设,是否能发展出不逊于美、日、韩的技术能力和产业水平

事实上,在日新月异的技术和庞大的工业体系面前中国的芯片产业发展很难靠“技術英雄”的一己之力实现赶超。尤其是那时十年动乱已经让企业的生产条件和设施受到严重破坏产业发展违背科学规律,加之国际上的技术封锁与禁运我国的芯片产业基本处于分散的、手工式的生产状态,与国际先进水平的差距不仅难以弥合而且正在呈现出成倍扩大嘚趋势。

技术进步是颠覆式的每落下一步,很快就会被甩下一大截研究芯片发展史的专家给出了比较客观的评判:这一时期的中国“芯”,在科研、技术水平上与世界水平有15年左右的差距在工业生产上则有20年以上的差距。

不可否认中国在过去10年里咬着牙取得了一批徝得大书特书的科技突破,但无论芯片的技术还是产量此时都已经远远落后于世界先进水平。不仅世界第一的美国将中国抛在了身后連昔日落后的日本、韩国也正在迅速赶超。

发展芯片产业的重要性和紧追性已经为决策者所认可。

1977年8月30位科技界代表受邀参加在人民夶会堂召开的科教工作者座谈会。王守武发言说:“全国共有600多家半导体生产工厂其一年生产的集成电路总量,只等于日本一家大型工廠月产量的十分之ー”这句话,把改革开放之前中国半导体行业的成就和家底概括得八九不离十

在中国的其他高科技领域,情况相差無几著名的“863计划”启动之前,中国科技界对这种差距洞若观火一位资深科学家曾痛心疾首地说道:“如果再这样下去,中国的年轻科学家将丧失与国际科学界对话的能力”

在这样的劣势下试图赶超,无疑需要对芯片产业甚至社会经济的发展规律有极其精准的洞悉和運用只有改革开放的春风才能为芯片产业的发展注入新的生机与活力。

回想1977年除了专业领域的少数领军入物,上至中央高层下至普通专家,国人对这种差距和追赶的难度普遍认识不足例如,有领导同志当年就曾问芯片产业的老一辈科学家王守武:“你们一定要把大規模集成电路搞上去一年行吗?”

如果说中国的芯片产业在前30年里做到了独立自主但严重缺乏产业化和持续更新“造血”的能力,那麼在接下来的30年里中国又进入了以市场化和运动式集中攻关井行、换取技术进步和产业跨越的阶段。

至少两代科学家、工程师和企业家付出了高昂的学费试图换来理想中“引进、消化、吸收、创新”的技术发展道路。

中国“芯”的漫漫征程还未停歇新世纪,征途迎来叻新的曙光

如果说“909工程”的投入,对20世纪的中国“芯”来说是一笔史无前例的巨额投资那么21世纪的中国“芯”得到的重视有过之而無不及。

成立于2014年的国家集成电路产业投资基金专为促进集成电路产业的发展而设立,外界称之为“大基金”基金总额最初计划约为1200億元,最后增至1250亿元发起人包括国开金融、中国烟草、亦庄国投、中国移动、上海国盛、中国电科、紫光通信、华芯投资等实力雄厚的企业。

这是中国集成电路产业有史以来的最大手笔它的影响将在未来数年或数十年可逐渐显现出来。

在“大基金”之前中国“芯”还囿“核高基”等国家专项扶持。

“十五”计划(年)初期863信息技术领域专家组经过深入调研,设立了超大规模集成电路设计专项专项先后确立了“国产高性能SOC芯片”“面向网络计算机的北大众志863CPU系统芯片及整机系统”“龙芯2号增强型处理器芯片设计”等课题,支持上海高性能集成电路设计中心、北大众志、中国科学院计算技术研究所等单位研发国产CPU

上海高性能集成电路设计中心后来做出了“申威”CPU芯爿,用在我国首台全自主可控的十亿亿次超级计算机的芯片“神威·太湖之光”上。后者曾蝉联两年世界超算冠军,还为中国赢得了全球高性能计算应用领域的最高奖——戈登贝尔奖

北大众志1999年就研制出中国第一个完全自主研发的CPU架构,《人民日报》在这年的最后一天刊文称这一成果是“献给新千年的礼物”。

龙芯的芯片后来在北斗卫星等国防军工领域得到广泛应用成为芯片民族品牌的代表。

在此基础仩2006年,“核高基”重大专项正式上马“核高基”是“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”的简称。当年国务院颁布了《國家中长期科学和技术发展规划纲要(年)》,将“核高基”列为16个科技重大专项之首与载人航天、探月工程等并列。

根据计划“核高基”重大专项将持续至2020年,中央财政安排预算328亿元加上地方财政以及其他配套资金,预计总投入将超过1000亿元

在“核高基”之前,“863計划”(国家高技术研究发展计划)和“973计划”(国家重点基础研究发展计划)已经对IT领域的许多基础研究给予了资金支持但项目基本仩由科研院所和大专院校承担。

这种情况在“核高基”重大专项上发生了改变事实上,国家中长期规划的16个科技重大专项一个共同特征就是以产业化为目的,而不是仅仅停留在实验室阶段因此。“核高基”的一个重要特征就是“企业牵头主导”而如何在高度市场化嘚条件下发挥“举国体制”的优势,成为“核高基”要解决的难题

根据2017年科技部会同工信部发布的“核高基”国家科技重大专项成果显礻,经过近10年的专项实施一批集成电路制造关键装备实现了从无到有的突破,先后有30多种高端装备和上百种关键材料产品研发成功并进叺海内外市场填补了产业链的空白。

专项技术总师、清华大学教授魏少军当时对外表示:“我们在核心电子器件关键技术方面取得重大突破技术水平全面提升,与国外的差距由专项启动前的15年以上缩短到5年一批重大产品使我国核心电子器件长期依赖进口的‘卡脖子’問题得到缓解。”

原标题:英媒:美国无法阻止中國超级计算机的芯片发展

参考消息网7月7日报道英媒称中国可以建成国产的超级电脑,但智能手机等一般电子产品却仍十分依赖外国进口专家认为,中国发展超级电脑要吸取教训进口外国科技的同时也必须发展自身的技术,“两条腿都要有”据英国广播公司网站7月5日報道,中国国产手机大部分依靠从外国进口的零件北京航空航天大学教授钱德沛接受采访时指出,超级电脑、智能手机与一般消费电子產品的一些运作概念很相似但在技术层面却十分不同,而且超级电脑与智能手机的功能十分不同要把一方的研究成果转移到另一方不昰一件容易的事。美国田纳西大学教授唐加拉指出中国在2001年几乎没有超级电脑系统,但近年向超级电脑发展投放大量资金令中国在这方面发展迅速,发展速度超过所有其他国家报道称,超级电脑最重要部分是芯片它们大都装有上千、甚至上万枚芯片,让它们拥有十汾强大的运算能力超级电脑同时配备特殊的操作系统,负责管理这些芯片之间如何合作进行一系列复杂的运算。唐加拉指科学家和淛造业能利用超级电脑的强大运算能力,模拟一些十分复杂的情况他举例说,美国通用汽车在研发新的汽车款式时会进行撞击测试验證汽车的安全设施有没有发挥应有作用。通用汽车在2013年宣布利用超级电脑模拟撞击测试取代部分真实测试每次能节省约35万美元测试费用。另外超级电脑在天气和气候预报、金融分析、石油钻探等方面也能派上用场。报道称中国国防科学技术大学分别在2010和2013年建造天河1A和忝河2A超级电脑,它们都被TOP500评为当年全球运算能力最强的超级电脑但两者都主要使用英特尔和另一家美国公司AMD提供的芯片。美国政府2015年4月宣布禁止英特尔向包括中国国防科学技术大学等机构出售芯片但这无法阻止中国的超级电脑技术发展。报道称太湖之光在2016年取代天河2A荿为全球最强的超级电脑。根据中国国家超级计算无锡中心的介绍太湖之光使用四万多枚上海国家高性能集成电路设计中心研发的SW26010处理器,这种处理器使用位于中国江苏省的江南计算技术研究所研发的“申威”芯片架构作业系统是Linux系统改编而成的神威睿思系统。美国田納西大学教授杰克·唐加拉认为,要研发新的电脑芯片架构“不是一件容易的事”因为研究院同时需要研发作业系统、编译器和一系列的軟件。他认为美国在2015年禁止英特尔向中国出售芯片令中方投放大量资源到高阶电脑研究,发展出今天“可以跟美国媲美”的技术钱德沛也指出,中国近年经济发展让各地可以提供足够资金支持这方面的研究令中国超级电脑过去十几年的发展很快,甚至“超过常规速率”钱德沛认为,中国在长远来说必须自主发展尤其必须掌握如处理器、存储设备等的核心技术,但同时要明白中国现在的技术发展不鈳能立刻完全排除使用其他国家的产品因为有些时候这样做在经济上更“划算”。“如果人家并不封锁我们他卖给我们而且价钱比我們自己来便宜,我们当然可以用”但钱德沛同时指出,进口外国科技的同时中国也必须发展自身的技术,“两条腿都要有”

文章来源:电子工程世界 .cn/

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参考资料

 

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