中国科技：别吹上天，莫贬入地

　　2018年对于中国科技来说，真是跌宕起伏的一年。

重新审视科技水平

　　4月，中兴被美国“封杀”，一度濒临破产。中国政府投入大量资源与美方严正交涉，终于换回了中兴一条活路。这一惨痛教训背后，令人意识到，中国不仅缺“芯”，还缺基础软硬件。

　　6月21日，《科技日报》总编辑刘亚东在中国科技会堂的科学传播沙龙上，做题为“除了那些核心技术，我们还缺什么”的即席演讲，指出中国的科学技术与美国及其他西方发达国家相比还有很大差距，“我的国”也有这么多“不厉害”的地方，甚至还有不少技术受制于人！这一点破真相的判断迅速掀起引发全国大讨论，中国科技实力到底如何的话题热度达到历史最高峰。

　　及至年底，华为事件突然爆发，在以美国为首的西方国家对华为布下一张拒绝5G的铁幕之下，华为依旧拿到了23个国家的5G订单，有望在未来成为最大的5G主导者。实际上，早在2013年华为就成为全世界第一大通信设备制造商，虽然手机业务只是华为的副业，但华为已经超过了苹果的销量，成为了全世界第二大手机品牌，在核心路由器的市场，华为于2017年超越了美国思科，同样跃然成为了全球第一。

　　除了华为，以BAT为首的中国科技企业正在全球各地落地生根。中国科技的实力到底如何？

　　中国科学技术信息研究所11月1日发布的最新统计结果显示——我国发表在各学科最具影响力国际期刊上的论文数量连续第八年排在世界第2位。我国国际论文被引用次数排名继续保持在世界第2位。在代表着基础科学研究层面的高质量论文方面，美国中国英国德国排在世界前4位。

　　根据世界知识产权组织发布的《2018年PCT年鉴》显示，2017年，来自中国的PCT国际专利申请达4.8882万件，首次超越日本，排名全球第二。PCT国际专利代表着科技应用层面的水平。

　　由此可以毫不夸张地说，当今世界科技实力最强的无疑是美国，而中国正在成为无可争议的“老二”。近年来，中国取得了非常多的科技成果，而且很多都是世界领先和原创，例如抗疟疾的特效药青蒿素，屠呦呦为此获得了2015年诺贝尔生理学或医学奖。如超级计算机，现在排名第一的是中国的神威太湖之光，第二是中国的天河二号，第三是美国的泰坦。又如量子保密通信，中国2016年发射了世界第一颗量子科学实验卫星“墨子号”，我国也成为了世界第一个在太空中拥有量子卫星的国家。2017年开通了世界第一条量子保密通信干线“京沪干线”。还有暗物质卫星，长征七号，FAST天文望远镜，长征五号，天宫二号等等。

　　这些举世瞩目的成就也造就了一批“震惊体”报道。“刚刚，这位中国老人，突然回国，美国人彻底慌了！”“中国再一次在核心领域突破技术‘无人区’，弯道超车，率先掌握5纳米半导体技术！”这些报道的主角是中微半导体设备公司创始人尹志尧。尹志尧称，这些夸大报道搞得他们很被动。中微不是制造芯片的，是为芯片厂提供设备的。芯片制造有很多道工序，中微做的是其中的一环，叫做蚀刻机。在蚀刻机这一环做到世界领先当然很好，但中国在许多其他环节依然是落后的，甚至在有些领域是一片空白。“震惊体”隔三差五地出现，对尹志尧来说，不但浪费了时间，牵扯了精力，还影响到了企业的正常经营。

　　与之相对的则是一些人总是充满了阴谋论、怀疑论的论调，认为中国所有的成就都是宣传出来的，都是虚假的。

　　《新民周刊》在2018年26期推出的《卡脖子 怎么破》的封面专题报道中指出，把中国吹上天的“震惊体”和把中国贬入地的“神话体”，都不是实事求是的态度，社会各界应该达成共识：真正的强大不是完美，而是正视自己的不足。自主创新才是国家的根本。

破除“卡脖子”任重道远

　　在通信领域，芯片、半导体加工设备、半导体材料、基带芯片、服务器芯片等等，我国皆缺乏生产能力，这些核心产品主要是在博通、英特尔、AMD、高通等公司进口，即使有国产化的产品，相关技术与国外的产品差距至少也在两代以上。

　　以光刻机为例，制造芯片的光刻机，其精度决定了芯片性能的上限。光刻机里有两个同步运动的工件台，一个载底片，一个载胶片。两者需始终同步，误差在2纳米以下。两个工作台由静到动，加速度跟导弹发射差不多。在工作时，相当于两架大飞机从起飞到降落，始终齐头并进一架飞机上伸出一把刀，在另一架飞机的米粒上刻字，不能刻坏了。中国生产的最好的光刻机，加工精度是90纳米，相当于2004年上市的奔腾四CPU的水准，而国外已经做到了十几纳米。

　　目前，低速的光芯片和电芯片已实现国产，但高速的仍全部依赖进口。国外最先进芯片量产精度为10纳米，我国只有28纳米，差距两代。据报道，在计算机系统、通用电子系统、通信设备、内存设备和显示及视频系统中的多个领域中，我国国产芯片占有率为0。

　　普通人看到中国IT业繁荣，认为技术差距不大，实则不然。3家美国公司垄断手机和个人电脑的操作系统。数据显示，2017年安卓系统市场占有率达85.9%，苹果IOS为14%。其他系统仅有0.1%。这0.1%，基本也是美国的微软的Windows和黑莓。没有谷歌铺路，智能手机不会如此普及，而中国手机厂商免费利用安卓的代价，就是随时可能被“断粮”。

　　中国工程院院士倪光南指出，我们常用的桌面操作系统有三种，相关评估显示，国产Linux系统最安全，只有1条风险；Win10最差，8条风险都有；Win7好一点，有6条。这就是为什么我们主张采用国产操作系统，你可能不够习惯，但从安全的角度，国产操作系统应该大力推广。

　　我们的桌面系统被wintel（即Windows-Intel架构）垄断，但短板补齐需要时间，网信领域软硬件的发展过程要经历“不可用” “可用” “好用”三个阶段。产品经过实用的检验，才能在运用中发展成熟。如果永远不用，永远不可能好用。经过这些年的努力，目前国产软硬件大多已达到“可用”并正向“好用”发展。

　　倪光南院士建议一些项目进行自主可控的评估。回答三个问题：有没有第二家供货商？掌握核心代码吗？没有供货怎么办？我们希望企业所有的产品都应该有备份能力，性能可以没有国外系统优秀，但可以应付市场上可能出现的各种情况。

　　在硬件方面，我们差距也不小。英特尔公司经过50多年的发展，相关技术已经迭代15次，今年还宣布要会推出3D XPoint内存，单条最大容量可以达到512G，这几乎是PC领域的革命，而我国清华紫光目前内存技术还停留在第三代DDR3技术上，今年才有可能会推出第四代DDR4内存条，科技上的差距简直不是一点半点。

　　在机械工程方面，中国依旧缺乏“心脏”。国家“千人计划”特聘专家 、天骄航空创新研究院常务副院长王光秋说，在航空领域，尤其是军用航空领域，中国还面临不少挑战。军民两用航发产品和技术出口基于瓦森纳协议。一台发动机软件、原程序里面的相互关系、复合材料、碳纤维被限制，高性能树脂，制造、加工技术也被限制，发动机实时监测等也不许对中国出口。

　　罗罗公司开发的新技术，风扇、涡轮盘、粉末盘等对中国都有限制。我们现在在航空发动机领域的研究论文很多，科研成果很多，在应用转换上，应用我们自己发动机飞的相关报道并不多。

　　虽然中国平板显示已经做到了全球第一，但是上游核心生产设备仍然在人家手里。例如高端显示屏OLED生产设备真空蒸镀机，日本Canon Tokki独占高端市场，掌握着该产业的咽喉。有钱也买不到，说的就是它。业界对它的年产量预测通常在几台到十几台之间。Canon Tokki能把有机发光材料蒸镀到基板上的误差控制在5微米内（1微米相当于头发直径的1％），没有其他公司的蒸镀机能达到这个精准度。

　　制造液晶显示器用到的ITO靶材也在日韩。国外可以做宽1200毫米、长近3000毫米的单块靶材，国内只能制造不超过800毫米宽的。产出效率方面，日式装备月产量可达30吨至50吨，我们年产量只有30吨。

　　微球，直径是头发粗细的三十分之一。手机屏幕里，每平方毫米要用一百个微球，撑起了两块玻璃面板，相当于骨架，在两块玻璃面板的缝隙里，再灌进液晶。少了它，你正盯着的液晶屏幕将无法生产。 没有微球，芯片生产、食品安全检测、疾病诊断、生物制药、环境监测……许多行业都会陷入窘境。仅微电子领域，中国每年就要进口价值几百亿元人民币的微球。2017年中国大陆的液晶面板出货量达到全球的33%，产业规模约千亿美元，位居全球第一。但这面板中的关键材料——间隔物微球，以及导电金球，全世界只有日本一两家公司可以提供。这些材料也像芯片一样，给人卡住了脖子。

　　上至国产大飞机需要的特种航空钢材、航天器需要的高强度不锈钢，下至新能源燃料电池的关键材料、锂电池隔膜都大量依赖进口。及至深海领域，虽然我国是全球最大焊接电源制造基地，年产能已超1000万台套，但高端焊接电源基本上仍被国外垄断。由于国产电源不给力，我国水下机器人焊接技术一直难以提升，国外焊接电源全数字化控制技术已相对成熟，国内的仍以模拟控制技术为主。

　　目前我国水下连接器市场基本被外国垄断。一旦该连接器成为禁运品，整个海底观测网的建设和运行将被迫中断……

　　“为什么我们有那么多的核心技术亟待攻克？” 刘亚东将之归纳为缺乏科学武装、缺乏工匠精神、缺乏持之以恒的情怀。除此之外，科技体制改革也迫在眉睫。无论是科技与经济“两张皮”的问题，还是科研经费管理仍待完善，或者是中国科技界还存在中青年人才发展空间不足、学术界论资排辈现象严重等问题，如何改革这些难啃的“硬骨头”，都不可能一蹴而就。

　　显然，摆在我们面前的困难还不少。但是从 R&D经费（全社会使用用于基础研究、应用亚久和试验发展的经费支出，是衡量一个国家科技创新力度的重要指标）和R&D经费投入强度（指R&D经费与GDP的比值）两个数据来看，2017年中国R&D经费支出17606.1亿元，位列世界第二；R&D经费投入强度为2.13%，再创历史新高，已达中等发达国家水平，与美国的差距显著缩小。世界经济合作与发展组织预测，中国的研发支出将在2019年前后超过欧盟和美国，跃居世界首位。

　　实际上，在科学论文、专利、科研人力、研发经费、工业水平等方面，中国的科技水平都处在高速增长期，而且每年的增速都远超其他国家。可以确信，在明年乃至接下来的十几年中，中国还将迎来科技大爆发。