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湯森路透集團(tuán)發(fā)布了全球頂尖的100位材料學(xué)家名人堂榜單。
在這份依據(jù)過(guò)去10年中所發(fā)表研究論文的引用率而確定的最優(yōu)秀的100名材料學(xué)家榜單中,，共有15位華人科學(xué)家入選,，其中榜單前6位均為華人，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校教授楊培東位居第一,。
按本科院校劃分,，上榜的15位華人科學(xué)家中，來(lái)自中科大的有7位,，來(lái)自大陸其他大學(xué)的有3位,，來(lái)自臺(tái)灣地區(qū)大學(xué)的有2位，而由美國(guó)大學(xué)培養(yǎng)出來(lái)的有3位(分別為臺(tái)灣留學(xué)生,、自臺(tái)灣移民后裔,、自香港移民后裔)。
為什么這些來(lái)自中國(guó)的人才，最后都選擇了留在美國(guó),？中國(guó)的材料工業(yè),、制造水平何時(shí)才能走在世界前列？
事實(shí)上,，如今的中國(guó),，已經(jīng)擁有完整的工業(yè)體系，生產(chǎn)著全球一半的鋼鐵,、60%的水泥,、25%以上的汽車(chē)……可以說(shuō)是全球最大、最具活力的制造業(yè)中心,。
然而中國(guó)工業(yè)大而不強(qiáng),，始終是令人痛心的一點(diǎn)。
中國(guó)制造業(yè)發(fā)展中普遍存在“心臟病”
“我國(guó)液壓工業(yè)的規(guī)模在2017年已經(jīng)成為世界第二,，但產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng),，尤其是額定壓力35MPa以上高壓柱塞泵，90%以上依賴(lài)進(jìn)口,�,？梢哉f(shuō)，高壓柱塞泵是鯁在我國(guó)裝備制造業(yè)咽喉要道的一根‘刺’,�,！碧丶瘓F(tuán)榆次液壓工業(yè)有限公司副總、高級(jí)工程師陳群立說(shuō),，“高性能的柱塞泵,，美德日等國(guó)外4家龍頭企業(yè)占據(jù)中國(guó)市場(chǎng)70%以上份額，在技術(shù)方面卻對(duì)中國(guó)嚴(yán)密封鎖,�,！�
其實(shí),，這種現(xiàn)象（中國(guó)廠商出產(chǎn)品或者商業(yè)模式,，少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家出工業(yè)母機(jī)和支撐技術(shù)的現(xiàn)象,。）是中國(guó)制造業(yè)發(fā)展中普遍存在“心臟病”的一個(gè)表現(xiàn)。
今年的中興事件,，就是一個(gè)很好的例子,。不過(guò)，中興事件發(fā)生后,，媒體觀察的視野從部門(mén)逐漸看到整體產(chǎn)業(yè),，從個(gè)別問(wèn)題擴(kuò)散到一般問(wèn)題。對(duì)制造業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō),，這是好事,。
中國(guó)“卡脖子”的領(lǐng)域,，一大半是材料問(wèn)題
近年來(lái)，中國(guó)在科研領(lǐng)域的發(fā)展很快,，但中國(guó)科技被“卡脖子”的領(lǐng)域,，一大半都是材料問(wèn)題，這說(shuō)明中國(guó)材料工業(yè)水平確實(shí)還很落后,。
· “卡脖子”技術(shù)產(chǎn)品和目前領(lǐng)先甚至壟斷的國(guó)家：
1,、高端顯示屏OLED生產(chǎn)設(shè)備真空蒸鍍機(jī)（日本）
——中國(guó)平板顯示已經(jīng)做到了全球第一，差距在上游核心生產(chǎn)設(shè)備
2,、“液晶屏骨頭”微球（日本）
——中國(guó)制造技術(shù)先進(jìn),，但國(guó)產(chǎn)原材料不純影響微球性能
3、制造液晶顯示器用到的ITO靶材（日本,、韓國(guó)）
——質(zhì)量不穩(wěn)定,、材料不過(guò)關(guān)，從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)才能突破大尺寸領(lǐng)域
4,、國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)用的航空鋼材（美國(guó)）
——還是材料問(wèn)題,，超強(qiáng)度鋼純凈度不夠
5、燃料電池膜電極組件關(guān)鍵材料（日本）
——中國(guó)實(shí)驗(yàn)室成果達(dá)到國(guó)際水平,，但量產(chǎn)有一致性和成本控制困難
6,、新能源車(chē)的“心臟”鋰離子電池（美國(guó)、日本,、韓國(guó)）
——美國(guó)強(qiáng)于研發(fā)設(shè)計(jì),，日本強(qiáng)于材料生產(chǎn)，中韓是第二梯隊(duì)
7,、水下機(jī)器人深海油管焊接用的高端焊接電源（北歐）
——中國(guó)是全球最大焊接電源制造基地,，差距在深海水下焊接設(shè)備和全數(shù)字化控制技術(shù)
8、海底觀測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)水下連接器（美國(guó),、德國(guó)）
——事關(guān)國(guó)家安全,，中國(guó)在實(shí)驗(yàn)樣機(jī)階段，技術(shù)研究起步
9,、全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)主軸承（德國(guó),、瑞典）
——中國(guó)已掌握直徑3米的主軸承核心技術(shù),，走出實(shí)驗(yàn)室仍然是材料,、工藝因素制約
10、機(jī)械設(shè)備高端軸承鋼（美國(guó),、瑞典）
——中國(guó)制軸工藝已經(jīng)達(dá)到先進(jìn)水平,，還是材料差距
11、航空設(shè)計(jì)軟件（法國(guó),、美國(guó)）
——中國(guó)與國(guó)外同時(shí)起步,，國(guó)家需要出臺(tái)政策鼓勵(lì)國(guó)產(chǎn)軟件的開(kāi)發(fā)和使用
12,、高質(zhì)量消費(fèi)級(jí)電容和電阻（日本）
——短板還是材料，日本的MLCC產(chǎn)品可以做到1000層,，中國(guó)產(chǎn)品在300層左右
13,、光刻機(jī)（荷蘭、日本）光刻機(jī)鏡頭（德國(guó)）
——ASML的鏡片是蔡司技術(shù),，德國(guó)祖?zhèn)鞯哪ョR手藝,，拋光鏡片上百年技術(shù)積淀；除了鏡頭,，光刻機(jī)還要頂級(jí)光源和極致的機(jī)械精度（3萬(wàn)個(gè)機(jī)械件,，200多個(gè)傳感器）
14、上游高端電子化學(xué)品例如LCD用光刻膠（日本）
——中國(guó)能生產(chǎn),，關(guān)鍵指標(biāo)不夠先進(jìn)拿不到訂單
15,、冷凍電鏡用的透射式電鏡（美國(guó)、日本）
——用于基礎(chǔ)科研領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)技術(shù),，中國(guó)起步很早,，因市場(chǎng)太小連德國(guó)蔡司都放棄了
16、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新藥的潛在靶點(diǎn)的利器iCLIP（美國(guó)）
——同樣是科研實(shí)驗(yàn)技術(shù),，2010年誕生的新技術(shù)
17,、自研操作系統(tǒng)（美國(guó)）
——PC、智能手機(jī)的操作系統(tǒng)沒(méi)有國(guó)家能成功挑戰(zhàn)美國(guó)
18,、工業(yè)機(jī)器人算法,、軟件（日本、德國(guó),、瑞士）
——差距在底層核心算法
19,、自動(dòng)駕駛汽車(chē)必備的激光雷達(dá)（美國(guó)）激光雷達(dá)芯片例如發(fā)射器（德國(guó)）
——國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)最高40線，國(guó)外可做到64甚至128線,，高分辨率芯片生產(chǎn)工藝不成熟
20,、航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)（美歐）民用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)（美國(guó)、英國(guó)）
——要長(zhǎng)期的工業(yè)實(shí)踐和驗(yàn)證技術(shù)來(lái)支持
21,、航空發(fā)動(dòng)機(jī)的短艙（美國(guó),、法國(guó)）
——安放發(fā)動(dòng)機(jī)的艙室、復(fù)雜的集成系統(tǒng),，中國(guó)處于空白階段
22,、為高鐵鋼軌養(yǎng)護(hù)整形的仿形銑刀刀盤(pán)和刀片（德國(guó)、奧地利）
——需要一種超硬合金材料,，中國(guó)尚在學(xué)徒階段
23,、高端機(jī)床制造核心技術(shù)例如數(shù)控系統(tǒng)（德國(guó)、日本）
——基礎(chǔ)材料科學(xué),、工藝,、設(shè)計(jì)上的差距,；除了控制器，國(guó)產(chǎn)機(jī)床的絲杠,、導(dǎo)軌,、伺服電機(jī)、力矩電機(jī),、電主軸,、編碼器等主要功能部件主要依賴(lài)于國(guó)外產(chǎn)品
24、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)“心臟”電控柴油高壓共軌系統(tǒng)（德國(guó),、美國(guó)和日本）
——中國(guó)可以做,，就是差些
25、高端液壓裝備的核心元件高壓柱塞泵（美國(guó),、德國(guó),、日本）
——性能指標(biāo)上的差距在于材料制造
26、重型燃?xì)廨啓C(jī)的核心技術(shù)（美國(guó),、日本,、德國(guó)、意大利）
——材料差距例如葉片材料,，原因是設(shè)備,、工匠、工藝的差距,；基礎(chǔ)研究的積累差距：設(shè)計(jì)技術(shù),、核心的熱端部件制造技術(shù)
27、高端的手機(jī)射頻器件,，高端濾波器,、振蕩器等射頻元件（美國(guó)）
——半導(dǎo)體材料差距大，中國(guó)研究做得早,，量產(chǎn)化還是問(wèn)題多：材料的一致性,、電性能均勻性
28、工業(yè)仿生機(jī)器人觸覺(jué)傳感器（日本）
——生產(chǎn)工藝,，材料純度不過(guò)關(guān),，產(chǎn)品的一致性比較差；國(guó)內(nèi)企業(yè)大多做氣體,、溫度等類(lèi)型傳感器
29,、高速的（≥25Gbps）光芯片和電芯片（美國(guó)）
——中興通訊被制裁的用于光通訊領(lǐng)域的光模塊，低速的（≤10Gbps）光芯片和電芯片實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)
30,、高端CT機(jī)探測(cè)器（美國(guó),、荷蘭,、德國(guó)）
——探測(cè)器制造工藝,、材質(zhì)都是機(jī)密,，醫(yī)學(xué)成像產(chǎn)業(yè)已經(jīng)被美國(guó)專(zhuān)利壁壘限制
“重科研”“輕應(yīng)用”：中國(guó)材料強(qiáng)與弱的矛盾
在中國(guó)材料產(chǎn)業(yè)中，有一強(qiáng)一弱兩個(gè)比較矛盾的現(xiàn)象不得不提,。
一方面我國(guó)科研人員近十年來(lái)在AM,、AFM、AEM,、EES,、Nano Lett、Acs Nano,、Nano Energy,、Angew Chem、JACS等世界知名材料領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊上發(fā)表的文章數(shù)不勝數(shù),。無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量恐怕都令任何一個(gè)國(guó)家感到汗顏,，其中包括美國(guó)、日本和德國(guó),。
（早在2006年我國(guó)研究者發(fā)表的材料科學(xué)論文就早已高于美國(guó)）
可另一方面,，我國(guó)的材料制造業(yè)的地位絕沒(méi)有達(dá)到傲視群雄的地步。與美國(guó)材料制造相比,，我們處于總體上的弱勢(shì)地位,。在傳統(tǒng)金屬材料上，我們與德國(guó)和日本這兩個(gè)傳統(tǒng)材料強(qiáng)國(guó)間也還有一定差距,。
同時(shí)還有另一個(gè)比較滑稽的現(xiàn)象,。其實(shí)，我國(guó)材料工業(yè)目前的水平還比較差,，正是需要有志青年大展身手的時(shí)候,，但在“知乎”等青年學(xué)子扎堆的網(wǎng)絡(luò)論壇上，勸退“偽化生”的言論層出不窮,，材料學(xué)科就是被勸退的重災(zāi)區(qū)之一,。
這些乍一看矛盾的現(xiàn)象背后，其實(shí)有一個(gè)非常合理的解釋,。就是我國(guó)繁榮的材料研究背后并沒(méi)有支撐起相應(yīng)體量的工業(yè)應(yīng)用,。在這樣的情況下，大學(xué)發(fā)表的材料論文和培養(yǎng)的人才越多,，就業(yè)的形勢(shì)就越嚴(yán)峻,，學(xué)生就業(yè)的待遇也就越差。
造成這一現(xiàn)象的直接原因是“重科研”“輕應(yīng)用”的學(xué)科發(fā)展思路,。
在多發(fā)論文,，發(fā)好論文的指揮棒下，我國(guó)科研人員更熱衷于研究新奇材料,，摘取這些“低垂的果實(shí)”,，而這些成果可能幾十年內(nèi)都難以進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用,。
而在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊主編的口味影響下，中國(guó)材料科研人員熱衷于研究國(guó)外的學(xué)術(shù)熱點(diǎn),。這樣的研究,，縱然能做出一些成果，還是不免為他人做了嫁衣裳,。
想解決材料行業(yè)領(lǐng)域的這些問(wèn)題,，必須要有高瞻遠(yuǎn)矚的頂層設(shè)計(jì)和合理科學(xué)的產(chǎn)業(yè)布局。這樣的布局必須是在中國(guó)現(xiàn)階段國(guó)情下各行業(yè)聯(lián)合的集約化布局,，而且還應(yīng)該有一定的彈性,，可以隨時(shí)針對(duì)變化的情況進(jìn)行把資源向急需研發(fā)也能研發(fā)成功的領(lǐng)域集中。
在材料行業(yè)外,，我國(guó)目前也還有許多工業(yè)部門(mén),，甚至是關(guān)鍵工業(yè)的材料問(wèn)題沒(méi)有完全解決。同時(shí),，作為世界市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中相對(duì)弱勢(shì)的一方,，我們也沒(méi)有資金和人才方面的突出優(yōu)勢(shì)，未來(lái),，我們只有不斷改變優(yōu)化思路才能實(shí)現(xiàn) 超越,。 |
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發(fā)表于 2018-12-28 12:17:58
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