陳冰

中國全面迎接5G 到來。

2018年對于中國科技來說，真是跌宕起伏的一年。

重新審視科技水平

4月，中興被美國“封殺”，一度瀕臨破產(chǎn)。中國政府投入大量資源與美方嚴(yán)正交涉，終于換回了中興一條活路。這一慘痛教訓(xùn)背后，令人意識到，中國不僅缺“芯”，還缺基礎(chǔ)軟硬件。

6月21日，《科技日報》總編輯劉亞東在中國科技會堂的科學(xué)傳播沙龍上，做題為“除了那些核心技術(shù)，我們還缺什么”的即席演講，指出中國的科學(xué)技術(shù)與美國及其他西方發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距，“我的國”也有這么多“不厲害”的地方，甚至還有不少技術(shù)受制于人！這一點破真相的判斷迅速掀起引發(fā)全國大討論，中國科技實力到底如何的話題熱度達(dá)到歷史最高峰。

及至年底，華為事件突然爆發(fā)，在以美國為首的西方國家對華為布下一張拒絕5G的鐵幕之下，華為依舊拿到了23個國家的5G訂單，有望在未來成為最大的5G主導(dǎo)者。實際上，早在2013年華為就成為全世界第一大通信設(shè)備制造商，雖然手機(jī)業(yè)務(wù)只是華為的副業(yè)，但華為已經(jīng)超過了蘋果的銷量，成為了全世界第二大手機(jī)品牌，在核心路由器的市場，華為于2017年超越了美國思科，同樣躍然成為了全球第一。

除了華為，以BAT為首的中國科技企業(yè)正在全球各地落地生根。中國科技的實力到底如何？

中國科學(xué)技術(shù)信息研究所11月1日發(fā)布的最新統(tǒng)計結(jié)果顯示——我國發(fā)表在各學(xué)科最具影響力國際期刊上的論文數(shù)量連續(xù)第八年排在世界第2位。我國國際論文被引用次數(shù)排名繼續(xù)保持在世界第2位。在代表著基礎(chǔ)科學(xué)研究層面的高質(zhì)量論文方面，美國中國英國德國排在世界前4位。

根據(jù)世界知識產(chǎn)權(quán)組織發(fā)布的《2018年P(guān)CT年鑒》顯示，2017年，來自中國的PCT國際專利申請達(dá)4.8882萬件，首次超越日本，排名全球第二。PCT國際專利代表著科技應(yīng)用層面的水平。

《新民周刊》2018年26 期封面報道《卡脖子，怎么破》。

CJ-1000AX 首臺發(fā)動機(jī)驗證機(jī)整機(jī)在上海點火成功。

四川南部地底2400 米的中國錦屏地下實驗室，PandaX實驗組的研究人員對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。

由此可以毫不夸張地說，當(dāng)今世界科技實力最強(qiáng)的無疑是美國，而中國正在成為無可爭議的“老二”。近年來，中國取得了非常多的科技成果，而且很多都是世界領(lǐng)先和原創(chuàng)，例如抗瘧疾的特效藥青蒿素，屠呦呦為此獲得了2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。如超級計算機(jī)，現(xiàn)在排名第一的是中國的神威太湖之光，第二是中國的天河二號，第三是美國的泰坦。又如量子保密通信，中國2016年發(fā)射了世界第一顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”，我國也成為了世界第一個在太空中擁有量子衛(wèi)星的國家。2017年開通了世界第一條量子保密通信干線“京滬干線”。還有暗物質(zhì)衛(wèi)星，長征七號，F(xiàn)AST天文望遠(yuǎn)鏡，長征五號，天宮二號等等。

這些舉世矚目的成就也造就了一批“震驚體”報道?！皠倓偅@位中國老人，突然回國，美國人徹底慌了！”“中國再一次在核心領(lǐng)域突破技術(shù)‘無人區(qū)，彎道超車，率先掌握5納米半導(dǎo)體技術(shù)！”這些報道的主角是中微半導(dǎo)體設(shè)備公司創(chuàng)始人尹志堯。尹志堯稱，這些夸大報道搞得他們很被動。中微不是制造芯片的，是為芯片廠提供設(shè)備的。芯片制造有很多道工序，中微做的是其中的一環(huán)，叫做蝕刻機(jī)。在蝕刻機(jī)這一環(huán)做到世界領(lǐng)先當(dāng)然很好，但中國在許多其他環(huán)節(jié)依然是落后的，甚至在有些領(lǐng)域是一片空白?！罢痼@體”隔三差五地出現(xiàn)，對尹志堯來說，不但浪費了時間，牽扯了精力，還影響到了企業(yè)的正常經(jīng)營。

與之相對的則是一些人總是充滿了陰謀論、懷疑論的論調(diào)，認(rèn)為中國所有的成就都是宣傳出來的，都是虛假的。

《新民周刊》在2018年26期推出的《卡脖子 怎么破》的封面專題報道中指出，把中國吹上天的“震驚體”和把中國貶入地的“神話體”，都不是實事求是的態(tài)度，社會各界應(yīng)該達(dá)成共識：真正的強(qiáng)大不是完美，而是正視自己的不足。自主創(chuàng)新才是國家的根本。

破除“卡脖子”任重道遠(yuǎn)

在通信領(lǐng)域，芯片、半導(dǎo)體加工設(shè)備、半導(dǎo)體材料、基帶芯片、服務(wù)器芯片等等，我國皆缺乏生產(chǎn)能力，這些核心產(chǎn)品主要是在博通、英特爾、AMD、高通等公司進(jìn)口，即使有國產(chǎn)化的產(chǎn)品，相關(guān)技術(shù)與國外的產(chǎn)品差距至少也在兩代以上。

以光刻機(jī)為例，制造芯片的光刻機(jī)，其精度決定了芯片性能的上限。光刻機(jī)里有兩個同步運(yùn)動的工件臺，一個載底片，一個載膠片。兩者需始終同步，誤差在2納米以下。兩個工作臺由靜到動，加速度跟導(dǎo)彈發(fā)射差不多。在工作時，相當(dāng)于兩架大飛機(jī)從起飛到降落，始終齊頭并進(jìn)一架飛機(jī)上伸出一把刀，在另一架飛機(jī)的米粒上刻字，不能刻壞了。中國生產(chǎn)的最好的光刻機(jī)，加工精度是90納米，相當(dāng)于2004年上市的奔騰四CPU的水準(zhǔn)，而國外已經(jīng)做到了十幾納米。

目前，低速的光芯片和電芯片已實現(xiàn)國產(chǎn)，但高速的仍全部依賴進(jìn)口。國外最先進(jìn)芯片量產(chǎn)精度為10納米，我國只有28納米，差距兩代。據(jù)報道，在計算機(jī)系統(tǒng)、通用電子系統(tǒng)、通信設(shè)備、內(nèi)存設(shè)備和顯示及視頻系統(tǒng)中的多個領(lǐng)域中，我國國產(chǎn)芯片占有率為0。

FAST 在滿天繁星下呈現(xiàn)出的美麗景觀。

普通人看到中國IT業(yè)繁榮，認(rèn)為技術(shù)差距不大，實則不然。3家美國公司壟斷手機(jī)和個人電腦的操作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示，2017年安卓系統(tǒng)市場占有率達(dá)85.9%，蘋果IOS為14%。其他系統(tǒng)僅有0.1%。這0.1%，基本也是美國的微軟的Windows和黑莓。沒有谷歌鋪路，智能手機(jī)不會如此普及，而中國手機(jī)廠商免費利用安卓的代價，就是隨時可能被“斷糧”。

中國工程院院士倪光南指出，我們常用的桌面操作系統(tǒng)有三種，相關(guān)評估顯示，國產(chǎn)Linux系統(tǒng)最安全，只有1條風(fēng)險;Win10最差，8條風(fēng)險都有;Win7好一點，有6條。這就是為什么我們主張采用國產(chǎn)操作系統(tǒng)，你可能不夠習(xí)慣，但從安全的角度，國產(chǎn)操作系統(tǒng)應(yīng)該大力推廣。

我們的桌面系統(tǒng)被wintel（即Windows-Intel架構(gòu)）壟斷，但短板補(bǔ)齊需要時間，網(wǎng)信領(lǐng)域軟硬件的發(fā)展過程要經(jīng)歷“不可用” “可用” “好用”三個階段。產(chǎn)品經(jīng)過實用的檢驗，才能在運(yùn)用中發(fā)展成熟。如果永遠(yuǎn)不用，永遠(yuǎn)不可能好用。經(jīng)過這些年的努力，目前國產(chǎn)軟硬件大多已達(dá)到“可用”并正向“好用”發(fā)展。

倪光南院士建議一些項目進(jìn)行自主可控的評估?；卮鹑齻€問題：有沒有第二家供貨商？掌握核心代碼嗎？沒有供貨怎么辦？我們希望企業(yè)所有的產(chǎn)品都應(yīng)該有備份能力，性能可以沒有國外系統(tǒng)優(yōu)秀，但可以應(yīng)付市場上可能出現(xiàn)的各種情況。

在硬件方面，我們差距也不小。英特爾公司經(jīng)過50多年的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)迭代15次，今年還宣布要會推出3D XPoint內(nèi)存，單條最大容量可以達(dá)到512G，這幾乎是PC領(lǐng)域的革命，而我國清華紫光目前內(nèi)存技術(shù)還停留在第三代DDR3技術(shù)上，今年才有可能會推出第四代DDR4內(nèi)存條，科技上的差距簡直不是一點半點。

無論是科技與經(jīng)濟(jì)“兩張皮”的問題，還是科研經(jīng)費管理仍待完善，或者是中國科技界還存在中青年人才發(fā)展空間不足、學(xué)術(shù)界論資排輩現(xiàn)象嚴(yán)重等問題，如何改革這些難啃的“硬骨頭”，都不可能一蹴而就。

在機(jī)械工程方面，中國依舊缺乏“心臟”。國家“千人計劃”特聘專家 、天驕航空創(chuàng)新研究院常務(wù)副院長王光秋說，在航空領(lǐng)域，尤其是軍用航空領(lǐng)域，中國還面臨不少挑戰(zhàn)。軍民兩用航發(fā)產(chǎn)品和技術(shù)出口基于瓦森納協(xié)議。一臺發(fā)動機(jī)軟件、原程序里面的相互關(guān)系、復(fù)合材料、碳纖維被限制，高性能樹脂，制造、加工技術(shù)也被限制，發(fā)動機(jī)實時監(jiān)測等也不許對中國出口。

羅羅公司開發(fā)的新技術(shù)，風(fēng)扇、渦輪盤、粉末盤等對中國都有限制。我們現(xiàn)在在航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的研究論文很多，科研成果很多，在應(yīng)用轉(zhuǎn)換上，應(yīng)用我們自己發(fā)動機(jī)飛的相關(guān)報道并不多。

雖然中國平板顯示已經(jīng)做到了全球第一，但是上游核心生產(chǎn)設(shè)備仍然在人家手里。例如高端顯示屏OLED生產(chǎn)設(shè)備真空蒸鍍機(jī)，日本Canon Tokki獨占高端市場，掌握著該產(chǎn)業(yè)的咽喉。有錢也買不到，說的就是它。業(yè)界對它的年產(chǎn)量預(yù)測通常在幾臺到十幾臺之間。Canon Tokki能把有機(jī)發(fā)光材料蒸鍍到基板上的誤差控制在5微米內(nèi)（1微米相當(dāng)于頭發(fā)直徑的1%），沒有其他公司的蒸鍍機(jī)能達(dá)到這個精準(zhǔn)度。

制造液晶顯示器用到的ITO靶材也在日韓。國外可以做寬1200毫米、長近3000毫米的單塊靶材，國內(nèi)只能制造不超過800毫米寬的。產(chǎn)出效率方面，日式裝備月產(chǎn)量可達(dá)30噸至50噸，我們年產(chǎn)量只有30噸。

微球，直徑是頭發(fā)粗細(xì)的三十分之一。手機(jī)屏幕里，每平方毫米要用一百個微球，撐起了兩塊玻璃面板，相當(dāng)于骨架，在兩塊玻璃面板的縫隙里，再灌進(jìn)液晶。少了它，你正盯著的液晶屏幕將無法生產(chǎn)。 沒有微球，芯片生產(chǎn)、食品安全檢測、疾病診斷、生物制藥、環(huán)境監(jiān)測……許多行業(yè)都會陷入窘境。僅微電子領(lǐng)域，中國每年就要進(jìn)口價值幾百億元人民幣的微球。2017年中國大陸的液晶面板出貨量達(dá)到全球的33%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模約千億美元，位居全球第一。但這面板中的關(guān)鍵材料——間隔物微球，以及導(dǎo)電金球，全世界只有日本一兩家公司可以提供。這些材料也像芯片一樣，給人卡住了脖子。

2018年5月3日，寒武紀(jì)公司創(chuàng)始人、CEO 陳天石博士向媒體展示中國第一款云端智能芯片“Cambricon MLU100”。

上至國產(chǎn)大飛機(jī)需要的特種航空鋼材、航天器需要的高強(qiáng)度不銹鋼，下至新能源燃料電池的關(guān)鍵材料、鋰電池隔膜都大量依賴進(jìn)口。及至深海領(lǐng)域，雖然我國是全球最大焊接電源制造基地，年產(chǎn)能已超1000萬臺套，但高端焊接電源基本上仍被國外壟斷。由于國產(chǎn)電源不給力，我國水下機(jī)器人焊接技術(shù)一直難以提升，國外焊接電源全數(shù)字化控制技術(shù)已相對成熟，國內(nèi)的仍以模擬控制技術(shù)為主。

目前我國水下連接器市場基本被外國壟斷。一旦該連接器成為禁運(yùn)品，整個海底觀測網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)行將被迫中斷……

“為什么我們有那么多的核心技術(shù)亟待攻克？” 劉亞東將之歸納為缺乏科學(xué)武裝、缺乏工匠精神、缺乏持之以恒的情懷。除此之外，科技體制改革也迫在眉睫。無論是科技與經(jīng)濟(jì)“兩張皮”的問題，還是科研經(jīng)費管理仍待完善，或者是中國科技界還存在中青年人才發(fā)展空間不足、學(xué)術(shù)界論資排輩現(xiàn)象嚴(yán)重等問題，如何改革這些難啃的“硬骨頭”，都不可能一蹴而就。

顯然，擺在我們面前的困難還不少。但是從 R&D經(jīng)費（全社會使用用于基礎(chǔ)研究、應(yīng)用亞久和試驗發(fā)展的經(jīng)費支出，是衡量一個國家科技創(chuàng)新力度的重要指標(biāo)）和R&D經(jīng)費投入強(qiáng)度（指R&D經(jīng)費與GDP的比值）兩個數(shù)據(jù)來看，2017年中國R&D經(jīng)費支出17606.1億元，位列世界第二;R&D經(jīng)費投入強(qiáng)度為2.13%，再創(chuàng)歷史新高，已達(dá)中等發(fā)達(dá)國家水平，與美國的差距顯著縮小。世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織預(yù)測，中國的研發(fā)支出將在2019年前后超過歐盟和美國，躍居世界首位。

實際上，在科學(xué)論文、專利、科研人力、研發(fā)經(jīng)費、工業(yè)水平等方面，中國的科技水平都處在高速增長期，而且每年的增速都遠(yuǎn)超其他國家?？梢源_信，在明年乃至接下來的十幾年中，中國還將迎來科技大爆發(fā)。