网站首页    工业材料    顶尖材料人与落后的材料工业
  • 艺术学与美学的区别

    美学对象包括极广,凡人对于文化世界,精神世界,及全世界之美感,皆属于美学。即艺术学也可谓是美学的部分。但艺术除美的实现之外,尚有其他各种美以外的价值,俱非美之所能概括。艺术学研究对象不限于美感的价值,而尤注重一艺术品所包含、所表现之各种价值

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  • 黑石,全球最大房东

    黑石一直疯狂地扩大自己在房地产领域中的规模。自2007年上市以来,投入房地产领域的主权资本增加了8倍,达1630亿美元。通过抵押贷款的方式来撬动更多资本,使它拥有的房产的总价值约为3250亿美元。根据《财富》估测,按此标准划分,黑石是全球最大的商业房地产公司

    6 ¥ 0.00
  • 26个战略常用分析模型

    麦肯锡、波士顿、贝恩等顶尖战略咨询是如何解决问题,为企业做战略规划,咨询公司常用分析模型功不可没。几乎每个大型快消企业的高管都或多或少接受过咨询公司的培训或者相互合作过,咨询公司的常用的商业分析模型往往很有效率。

    5 ¥ 0.00
  • 十年中国互联网烧钱史

    互联网的烧钱大战,积极一面,各行业的基础设施和生产服务能力快速提升,人们的衣食住行得到了全方位的变革;但很多资本烧在同质化竞争、恶性价格战、伪需求补贴、流量竞价采买、市场份额争夺、洗脑式品牌营销,或者低效资源投资和重复建设,产生了巨大的浪费

    21 ¥ 0.00
  • 技术哲学与技术史

    研究技术哲学的人应当通晓技术的历史,研究技术史的人应当掌握关于技术的哲学。套用康德的格言:“没有科学史的科学哲学是空洞的;没有科学哲学的科学史是盲目的。”我们是否也可以说:“没有技术史的技术哲学是空洞的,没有技术哲学的技术史是盲目的。”

    5 ¥ 0.00
  • 麦肯锡的智库

    “通过从最基础的层面上观察微观经济,从公司内部、从部门内部,从地区角度,进行研究和工作,在微观上了解商业和经济是如何运行的,再形成宏观的观点,这就是麦肯锡的最大优势所在——跨越微观透视的能力,在此基础上形成宏观观点”。“不是一个出售政策的商店”

    5 ¥ 0.00
  • 电竞俱乐部活得好不好?

    据Newzoo的报告,2020年,在全球77.95亿人中,有19.56亿的电竞人口,其中核心电竞爱好者占到了2.23亿。部分大型赛事的观赛量,已经超过了NBA季候赛等传统体育赛事。在庞大的注意力和流量加成下,电竞成为了世界上增长最快的产业之一。但电竞俱乐部还没有想象中的那么赚钱

    11 ¥ 0.00
  • 为啥争抢首席经济学家?

    “一方面,佣金规模大幅缩水,以佣金收入作为研究价值的唯一体现这条路越来越窄;另一方面,市场对于深度研究的供给依然不足,低端产能过剩。”卖方研究的门槛会越来越高,经过此轮竞争最终生存下来的研究团队有望塑造出中长期的品牌和核心竞争力。

    9 ¥ 0.00
  • 警惕ERP成为利益输送“帮凶”

    我们的研究发现,ERP应用的负面绩效仅在隶属于集团控制的上市公司中显著,而在非集团控制的情况下就消失殆尽。此外,大股东持股比例的增加会导致ERP的应用后ROA产生的负面影响随之缩小;当大股东持股比例增加至57%以上时,ERP的应用则开始带来正面财务绩效。

    0 ¥ 0.00
  • 自然科学与社会科学的真正区别

    物理学的是法则,比如牛顿定律。生物学只有一个进化论法则,下面有一大堆附属机制,那些机制都要符合进化论规律。社会科学只有机制,没有覆盖性法则,且各不隶属、互不相关。所以机制的运用有非常大的艺术性。用错了,错得一塌糊涂;用对了,解释就漂亮了。

    5 ¥ 0.00
  • 中国基建与地缘格局

    这次中国超30万亿基建规划,会影响到未来至少三十年的区域贸易和东亚地缘格局。与2009年不同,一个是仓促和被动,一个是着眼于长期规划,并主动。没有以经济建设为中心,没有对全球经济、周边经济的深入嵌套,工业资源难以支撑对全球分工和财富分配的影响。

    23 ¥ 0.00
  • 中国的财政体系

    对财政体制与政策理解的重要性不亚于货币政策。市场对货币政策有着更明显的体温感和感知度,但对于财政政策却往往仅限于减税等领域,这无疑限制了宏观经济金融的分析视野。事实上,财政政策与货币政策之间有着不可分割的关系,且前者的影响更加捉摸不定。

    4 ¥ 0.00
  • 中美最优贷款利率机制比较

    美国最优贷款利率实质上盯住的是银行市场融资的边际资金成本,而中国贷款报价利率盯住的MLF利率并不是银行市场融资的边际资金成本。这是两个定价机制的本质区别。
    美国最优贷款利率是银行用来对短期贷款定价的几个基准利率之一,中国的贷款市场报价利率是银行用于贷款定价的唯一基准利率。两者在使用范围上存在重大差别。

    4 ¥ 0.00
  • 北美地区,高科技公司欠钱最多

    在北美地区,非金融公司债务总计7.8万亿美元,其中包括了6万亿美元的未偿公司债券、1.4万亿美元的未偿贷款和4440亿美元的循环信贷。按行业划分,高科技公司9270亿美元的债务规模远远超过所有其他类别。石油和天然气以位列第二,而医疗和制药集团位列第三。

    2 ¥ 0.00
  • 华为背后,三大赛道的崛起与困境

    韩国产业升级的代表作,是三星拿下存储赛道;中国台湾产业升级的代表作,是台积电拿下制造赛道;而美国芯片产业除了无法撼动的Intel外,实力主要体现在Fabless设计赛道(高通、英伟达、苹果)。中国大陆产业升级需要拿下哪个?正确答案是:小孩子才做选择,大人全都要
    随着国家布局和以华为为代表的产业升级,三条半导体赛道逐渐展开:中芯国际为中心的代工Foundry赛道;华为海思为中心的Fabless设计赛道;合肥+武汉双中心的存储IDM赛道。资金、人才和市场,中国半导体行业都不缺,那缺什么?最缺的只有一样东西:时间。

    21 ¥ 0.00
  • 麦肯锡:工业人工智能规则

    据预测,仅制造业和供应链领域,人工智能业务变革将额外创造近2万亿美元价值。在全球26家“灯塔工厂”中,人工智能应用实现了工厂产出平均提升7%~10%、生产效率增加4%~17%、产品质量提升至少10%,并减少至少50%的延迟交付和2%~4%的能源消耗。但工业人工智能尚未“点亮”。
    而目前全球处于上升期或巅峰期的新兴技术中,一半以上与人工智能有关。预计2020年人工智能在全球产生约470亿美元收入,成为全球经济发展、科技创新及社会变革的一大驱动力。预计人工智能将为全球企业额外创造3.5万亿~5.8万亿美元经济价值。

    11 ¥ 0.00
  • 光刻机的世纪大交易

    物理和网络世界的交汇——光刻机,现在最先进光刻机约10w个零件(一辆汽车约5000个); “雕刻精度”是7nm,一根头发的万分之一。雕刻的过程中晶圆需要被快速移动,每次10厘米,误差必须被控制在纳米级别。要想让成品合格率大于95%,3000步工序的每一步失败率必须小于0.001%。

    11 ¥ 0.00
  • 星链,太空竞争

    铱星计划66颗卫星,SpaceX计划4.2万,OneWeb(已申请破产)申请1260颗、亚马逊计划3236颗。中国:虹云工程156颗卫星,鸿雁星座2022年60颗、2025年320颗;九天微星72颗等。数据:马斯克卫星平均带宽是5G核心标准带宽的1/4.4亿。目前地球轨道正常工作1700余颗,约800余颗已沦为太空垃圾。
    美媒说,马斯克的星链计划成功了会有300亿美元/年的收入。

    14 ¥ 0.00
  • 复杂的12306系统

    12306系统复杂性远超外界想象——在SKU(商品存货)数量计算难度远大于淘宝等电商的情况下,还要每天完成超过1500万个订单,并承受近1500亿次点击。计算量可能是普通电商产品的数百倍。对比2019年淘宝54.4万笔/秒的订单峰值,12306的最高访问量相当于其活跃用户每人点击超过300次

    6 ¥ 0.00
  • 量子计算机争霸:谷歌和IBM

    历史上,IBM制定了个人电脑的产业标准、却被英特尔特尔和微软斩获最大市场收益。量子计算机竞争中,说谁处于优势地位还为时过早。尽管IBM会从“全栈”技术中获益,会涵盖了材料科学、芯片制造以及对大公司客户的服务。但谷歌至少可以在规模迅速扩大的运营中获益

    20 ¥ 0.00

转自:庖丁技术《美国最顶尖的材料学家全是华人,为什么我国材料工业水平仍然落后?》2018.11

事实上,如今的中国,已经拥有完整的工业体系,生产着全球一半的钢铁、60%的水泥、25%以上的汽车……可以说是全球最大、最具活力的制造业中心。然而中国工业大而不强,始终是令人痛心的一点。

汤森路透集团发布了全球顶尖的100位材料学家名人堂榜单。在这份依据过去10年中所发表研究论文的引用率而确定的最优秀的100名材料学家榜单中,共有15位华人科学家入选,其中榜单前6位均为华人,美国加州大学伯克利分校教授杨培东位居第一。

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按本科院校划分,上榜的15位华人科学家中,来自中科大的有7位,来自大陆其他大学的有3位,来自台湾地区大学的有2位,而由美国大学培养出来的有3(分别为台湾留学生、自台湾移民后裔、自香港移民后裔)

为什么这些来自中国的人才,最后都选择了留在美国?中国的材料工业、制造水平何时才能走在世界前列?

 

中国制造业发展中普遍存在心脏病

 

我国液压工业的规模在2017年已经成为世界第二,但产业大而不强,尤其是额定压力35MPa以上高压柱塞泵,90%以上依赖进口。可以说,高压柱塞泵是鲠在我国装备制造业咽喉要道的一根太重集团榆次液压工业有限公司副总、高级工程师陈群立说,高性能的柱塞泵,美德日等国外4家龙头企业占据中国市场70%以上份额,在技术方面却对中国严密封锁。

其实,这种现象(中国厂商出产品或者商业模式,少数发达国家出工业母机和支撑技术的现象)是中国制造业发展中普遍存在心脏病的一个表现。

今年的中兴事件,就是一个很好的例子。不过,中兴事件发生后,媒体观察的视野从部门逐渐看到整体产业,从个别问题扩散到一般问题。对制造业发展来说,这是好事。

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中国卡脖子的领域一大半是材料问题

 

近年来,中国在科研领域的发展很快,但中国科技被卡脖子的领域,一大半都是材料问题,这说明中国材料工业水平确实还很落后。

卡脖子技术产品和目前领先甚至垄断的国家:

1、高端显示屏OLED生产设备真空蒸镀机(日本)

——中国平板显示已经做到了全球第一,差距在上游核心生产设备

2液晶屏骨头微球(日本)

——中国制造技术先进,但国产原材料不纯影响微球性能

3、制造液晶显示器用到的ITO靶材(日本、韩国)

——质量不稳定、材料不过关,从实验室到量产才能突破大尺寸领域

4、国产大飞机用的航空钢材(美国)

——还是材料问题,超强度钢纯净度不够

5、燃料电池膜电极组件关键材料(日本)

——中国实验室成果达到国际水平,但量产有一致性和成本控制困难

6、新能源车的心脏锂离子电池(美国、日本、韩国)

——美国强于研发设计,日本强于材料生产,中韩是第二梯队

7、水下机器人深海油管焊接用的高端焊接电源(北欧)

——中国是全球最大焊接电源制造基地,差距在深海水下焊接设备和全数字化控制技术

8、海底观测网系统水下连接器(美国、德国)

——事关国家安全,中国在实验样机阶段,技术研究起步

9、全断面隧道掘进机主轴承(德国、瑞典)

——中国已掌握直径3米的主轴承核心技术,走出实验室仍然是材料、工艺因素制约

10、机械设备高端轴承钢(美国、瑞典)

——中国制轴工艺已经达到先进水平,还是材料差距

11、航空设计软件(法国、美国)

——中国与国外同时起步,国家需要出台政策鼓励国产软件的开发和使用

12、高质量消费级电容和电阻(日本)

——短板还是材料,日本的MLCC产品可以做到1000层,中国产品在300层左右

13、光刻机(荷兰、日本)光刻机镜头(德国)

——ASML的镜片是蔡司技术,德国祖传的磨镜手艺,抛光镜片上百年技术积淀;除了镜头,光刻机还要顶级光源和极致的机械精度(3万个机械件,200多个传感器)

14、上游高端电子化学品例如LCD用光刻胶(日本)

——中国能生产,关键指标不够先进拿不到订单

15、冷冻电镜用的透射式电镜(美国、日本)

——用于基础科研领域的实验技术,中国起步很早,因市场太小连德国蔡司都放弃了

16、发现创新药的潜在靶点的利器iCLIP(美国)

——同样是科研实验技术,2010年诞生的新技术

17、自研操作系统(美国)

——PC、智能手机的操作系统没有国家能成功挑战美国

18、工业机器人算法、软件(日本、德国、瑞士)

——差距在底层核心算法

卡脖子技术产品和目前领先甚至垄断的国家:

1、高端显示屏OLED生产设备真空蒸镀机(日本)

——中国平板显示已经做到了全球第一,差距在上游核心生产设备

2液晶屏骨头微球(日本)

——中国制造技术先进,但国产原材料不纯影响微球性能

3、制造液晶显示器用到的ITO靶材(日本、韩国)

——质量不稳定、材料不过关,从实验室到量产才能突破大尺寸领域

4、国产大飞机用的航空钢材(美国)

——还是材料问题,超强度钢纯净度不够

5、燃料电池膜电极组件关键材料(日本)

——中国实验室成果达到国际水平,但量产有一致性和成本控制困难

6、新能源车的心脏锂离子电池(美国、日本、韩国)

——美国强于研发设计,日本强于材料生产,中韩是第二梯队

7、水下机器人深海油管焊接用的高端焊接电源(北欧)

——中国是全球最大焊接电源制造基地,差距在深海水下焊接设备和全数字化控制技术

8、海底观测网系统水下连接器(美国、德国)

——事关国家安全,中国在实验样机阶段,技术研究起步

9、全断面隧道掘进机主轴承(德国、瑞典)

——中国已掌握直径3米的主轴承核心技术,走出实验室仍然是材料、工艺因素制约

10、机械设备高端轴承钢(美国、瑞典)

——中国制轴工艺已经达到先进水平,还是材料差距

11、航空设计软件(法国、美国)

——中国与国外同时起步,国家需要出台政策鼓励国产软件的开发和使用

12、高质量消费级电容和电阻(日本)

——短板还是材料,日本的MLCC产品可以做到1000层,中国产品在300层左右

13、光刻机(荷兰、日本)光刻机镜头(德国)

——ASML的镜片是蔡司技术,德国祖传的磨镜手艺,抛光镜片上百年技术积淀;除了镜头,光刻机还要顶级光源和极致的机械精度(3万个机械件,200多个传感器)

14、上游高端电子化学品例如LCD用光刻胶(日本)

——中国能生产,关键指标不够先进拿不到订单

15、冷冻电镜用的透射式电镜(美国、日本)

——用于基础科研领域的实验技术,中国起步很早,因市场太小连德国蔡司都放弃了

16、发现创新药的潜在靶点的利器iCLIP(美国)

——同样是科研实验技术,2010年诞生的新技术

17、自研操作系统(美国)

——PC、智能手机的操作系统没有国家能成功挑战美国

18、工业机器人算法、软件(日本、德国、瑞士)

——差距在底层核心算法

19、自动驾驶汽车必备的激光雷达(美国)激光雷达芯片例如发射器(德国)

——国产激光雷达最高40线,国外可做到64甚至128线,高分辨率芯片生产工艺不成熟

20、航空发动机适航标准(美欧)民用大涵道比发动机(美国、英国)

——要长期的工业实践和验证技术来支持

21、航空发动机的短舱(美国、法国)

——安放发动机的舱室、复杂的集成系统,中国处于空白阶段

22、为高铁钢轨养护整形的仿形铣刀刀盘和刀片(德国、奥地利)

——需要一种超硬合金材料,中国尚在学徒阶段

23、高端机床制造核心技术例如数控系统(德国、日本)

——基础材料科学、工艺、设计上的差距;除了控制器,国产机床的丝杠、导轨、伺服电机、力矩电机、电主轴、编码器等主要功能部件主要依赖于国外产品

24、柴油发动机心脏电控柴油高压共轨系统(德国、美国和日本)

——中国可以做,就是差些

25、高端液压装备的核心元件高压柱塞泵(美国、德国、日本)

——性能指标上的差距在于材料制造

26、重型燃气轮机的核心技术(美国、日本、德国、意大利)

——材料差距例如叶片材料,原因是设备、工匠、工艺的差距;基础研究的积累差距:设计技术、核心的热端部件制造技术

27、高端的手机射频器件,高端滤波器、振荡器等射频元件(美国)

——半导体材料差距大,中国研究做得早,量产化还是问题多:材料的一致性、电性能均匀性

19、自动驾驶汽车必备的激光雷达(美国)激光雷达芯片例如发射器(德国)

——国产激光雷达最高40线,国外可做到64甚至128线,高分辨率芯片生产工艺不成熟

20、航空发动机适航标准(美欧)民用大涵道比发动机(美国、英国)

——要长期的工业实践和验证技术来支持

21、航空发动机的短舱(美国、法国)

——安放发动机的舱室、复杂的集成系统,中国处于空白阶段

22、为高铁钢轨养护整形的仿形铣刀刀盘和刀片(德国、奥地利)

——需要一种超硬合金材料,中国尚在学徒阶段

23、高端机床制造核心技术例如数控系统(德国、日本)

——基础材料科学、工艺、设计上的差距;除了控制器,国产机床的丝杠、导轨、伺服电机、力矩电机、电主轴、编码器等主要功能部件主要依赖于国外产品

24、柴油发动机心脏电控柴油高压共轨系统(德国、美国和日本)

——中国可以做,就是差些

25、高端液压装备的核心元件高压柱塞泵(美国、德国、日本)

——性能指标上的差距在于材料制造

26、重型燃气轮机的核心技术(美国、日本、德国、意大利)

——材料差距例如叶片材料,原因是设备、工匠、工艺的差距;基础研究的积累差距:设计技术、核心的热端部件制造技术

27、高端的手机射频器件,高端滤波器、振荡器等射频元件(美国)

——半导体材料差距大,中国研究做得早,量产化还是问题多:材料的一致性、电性能均匀性

28、工业仿生机器人触觉传感器(日本)

——生产工艺,材料纯度不过关,产品的一致性比较差;国内企业大多做气体、温度等类型传感器

29、高速的(≥25Gbps)光芯片和电芯片(美国)

——中兴通讯被制裁的用于光通讯领域的光模块,低速的(≤10Gbps)光芯片和电芯片实现了国产

30、高端CT机探测器(美国、荷兰、德国)

——探测器制造工艺、材质都是机密,医学成像产业已经被美国专利壁垒限制

28、工业仿生机器人触觉传感器(日本)

——生产工艺,材料纯度不过关,产品的一致性比较差;国内企业大多做气体、温度等类型传感器

29、高速的(≥25Gbps)光芯片和电芯片(美国)

——中兴通讯被制裁的用于光通讯领域的光模块,低速的(≤10Gbps)光芯片和电芯片实现了国产

30、高端CT机探测器(美国、荷兰、德国)

——探测器制造工艺、材质都是机密,医学成像产业已经被美国专利壁垒限制

 

重科研”“轻应用”-中国材料强与弱的矛盾

 

在中国材料产业中,有一强一弱两个比较矛盾的现象不得不提。

一方面我国科研人员近十年来在AMAFMAEMEESNano LettAcs NanoNano EnergyAngew ChemJACS等世界知名材料领域学术期刊上发表的文章数不胜数。无论是数量还是质量恐怕都令任何一个国家感到汗颜,其中包括美国、日本和德国。

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可另一方面,我国的材料制造业的地位绝没有达到傲视群雄的地步。与美国材料制造相比,我们处于总体上的弱势地位。在传统金属材料上,我们与德国和日本这两个传统材料强国间也还有一定差距。

同时还有另一个比较滑稽的现象。其实,我国材料工业目前的水平还比较差,正是需要有志青年大展身手的时候,但在知乎等青年学子扎堆的网络论坛上,劝退伪化生的言论层出不穷,材料学科就是被劝退的重灾区之一。

这些乍一看矛盾的现象背后,其实有一个非常合理的解释。就是我国繁荣的材料研究背后并没有支撑起相应体量的工业应用。在这样的情况下,大学发表的材料论文和培养的人才越多,就业的形势就越严峻,学生就业的待遇也就越差。

造成这一现象的直接原因是重科研”“轻应用的学科发展思路。

在多发论文,发好论文的指挥棒下,我国科研人员更热衷于研究新奇材料,摘取这些低垂的果实,而这些成果可能几十年内都难以进行工业应用。

而在国际学术期刊主编的口味影响下,中国材料科研人员热衷于研究国外的学术热点。这样的研究,纵然能做出一些成果,还是不免为他人做了嫁衣裳。

想解决材料行业领域的这些问题,必须要有高瞻远瞩的顶层设计和合理科学的产业布局。这样的布局必须是在中国现阶段国情下各行业联合的集约化布局,而且还应该有一定的弹性,可以随时针对变化的情况进行把资源向急需研发也能研发成功的领域集中。

在材料行业外,我国目前也还有许多工业部门,甚至是关键工业的材料问题没有完全解决。同时,作为世界市场竞争中相对弱势的一方,我们也没有资金和人才方面的突出优势,未来,我们只有不断改变优化思路才能实现弯道超车。

 

2019-11-01
汤森路透集团份依据过去10年中所发表研究论文的引用率而确定的最优秀的100名材料学家榜单中,共有15位华人科学家入选,其中榜单前6位均为华人。但这无法改变中国材料工业落后局面,背后根本原因就是我国繁荣的材料研究背后并没有支撑起相应体量的工业应用。

顶尖材料人与落后的材料工业

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