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从半导体到通讯技术,看看还有哪些核心技术中国尚未掌控,都在谁的手里?
2017年10月17日 作者: 暂无评论 147+ 0

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所谓核心技术比的就是长期积累,投入时间早晚,工业底蕴。看到美日目前在干嘛,就能知道今后世界的发展方向。

1、A :半导体加工设备

基本被日本,美国霸占,看Intel的最佳供应商就知道了。

目前蚀刻设备精度最高的是日立。Intel离不开其供应商,有些是独家供应,其他厂商想买都买不成。比如东丽,帝人的炭纤维,超高精密仪器,数控机床,光栅刻画机(这个最牛的也是日立,刻画精度达到10000g/mm ),光刻机(ASML)等等,这些是美日严格限制出口的

一个块CPU要制造出来,需要N多设备和材料。全球前十大半导体设备生产商中,有美国企业 4 家,日本企业 5 家。

B:半导体材料

生产半导体芯片需要 19 种必须的材料,缺一不可,且大多数材料具备极高的技术壁垒,因此半导体材料企业在半导体行业中占据着至关重要的地位。而日本企业在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩、光刻胶、药业、靶材料、保护涂膜、引线架、陶瓷板、塑料板、 TAB、 COF、焊线、封装材料等 14 中重要材料方面均占有 50%及以上的份额,日本半导体材料行业在全球范围内长期保持着绝对优势。 随便去查查日本的几个公司,比如:信越化学,全球百分之70的半导体硅材料,都是由其提供。

中国目前投资大力半导体,结果让日本半导体设备厂商赚了个盆满钵满。

2、工业机器人

工业机器人是未来50年的全球大力发展的产业。目前工业机器人的技术基本掌握在日本手中。

机器人四大家族:日本发那科,安川电机,瑞典ABB,德国库卡。其中发那科是全球工业机器人销售记录保持者、利润保持者、技术领导者。德国库卡最弱,其核心技术基本外购,目前被美的收购。

工业机器人有三大核心技术其实也就是三大核心零部件的关键技术:控制器(控制技术),减速机,机器人专用伺服电机及其控制技术。

一线厂家包括:发那科(Fanuc 日本)、安川(Yaskawa 日本)、ABB(瑞士)、库卡(KUKA 德国)。 二线厂商包括Comau(意大利)、OTC(Daihen旗下 日本)、川崎(Kawasaki 日本)、那智不二越(Nachi-Fujikoshi 日本)、松下(Panasonic 日本)等等。

3、光学

世界先进光学玻璃制造商有日本保谷光学Hoya,日本小原光学Ohara,日本住田光学Sumita,德国肖特光学Schott。

其中日本住田光学Sumita保有精密模压而成的光学玻璃的,世界最高折射率,世界最低成形熔点,世界最多品种数量记录。日本住田光学的光学玻璃无论在制造工艺,还是在产品种类上全面领先其他同行。

光学领域最重要母机之一的大型衍射光栅刻划机,全球只有3-4个国家有能力造,日立保有最高刻划精度10000g/mm,直接影响光学领域的研究。

再举个例子: 世界第一行星探测能力的日本斯巴鲁subaru昴星为世界最大单一主镜片光学红外天文望远镜,在目前发现的距地球最遥远的10颗星系中有9个是科学家利用它发现的,其中包括最远的那颗,并在2012年打破了新银河的最远观测记录。

经吉尼斯世界纪录认定的世界最精密光学天象仪——来自日本五藤光学。当今世界上最先进的光学天象仪能准确投影1亿4千万颗恒星,并且五藤光学和柯尼卡美能达加起来在此领域已握有全球7成左右份额。

4、光伏逆变器

日立与东方电气集团在华的合资公司东方日立,向中国乃至全球最大规模水力光伏互补光伏发电站提供上百台高出力高转换率的光伏逆变器,光伏逆变器是将太阳能电池所发出的直流电逆变为交流电,并承担系统保护作用的光伏电站关键设备之一。

5、 动力总成精密测试设备

不管是天上飞的海里游的还是地上跑的,只要是移动型的机械物体就需要发功,而发功的前提是测功——日本Horiba(堀场制作所)在引擎传动制动底盘排放等全套动力总成精密测试设备领域具有压倒性领导力,在汽车,坦克,飞机等领域都有不可或缺的作用。

几个例子:

1、Horiba得到美国科学应用国际公司SAIC的合同为陆军坦克汽车研究工程中心建造世界最大的战斗用轮式及履带式车辆的测试和能源环境实验室。

2、瑞士联邦理工下属的国家材料科学与工程实验室,为了提高新型重卡的发动机燃效和最大扭矩4000Nm的研究目标,决定在09年继续更新Horiba的新测试设备,包括TITAN D系发动机动态测试系统以及MEXA7500系尾气排放测量系统。

3、全德机械工程学前3的达姆施塔特为了通过实践使学生提高对发动机动态下的理解,特此引进Horiba的测功机和发动机自动化控制系统。

4、 BMW的能源环境测试中心引进Horiba的发动机排气检测技术和定容稀释采样技术,进行复杂的排放测量。

5、高端光缆

nict与住友电工、横滨国立大学、optoquest株式会社共同开发出36光芯兼每条光芯都可以3种模式传递信息的世界最强性能多功能光纤,成功开辟了利用单根光纤进行10pbps级超大容量传输的可能性,成果已于去年3月被在洛杉机召开的光纤通信界的最大国际会议ofc 2016选为最热点话题文章 。

6、SDN-软件定义网络

当下最新兴前沿的IT技术——software defined network(SDN-软件定义网络),SDN是一种基于openflow的新型网络架构,通过从路由器和交换机中的数据转发平面分离出一个集中开放式控制平面,同时将命令和逻辑规则发送回硬件数据平面,把原来负责控制的操作系统提炼为独立的网络操作系统来负责和硬件设备间的通信,在加强底层选择度与系统集成性并提升对网络和资源访问控制精细度的低成本平台下,得以让运营商或企业机构以更灵活的可编程化实现不同业务特性适配,使网络的流量控制和转发依赖于硬件设备的传统模式架构发生跟本性改变。

SDN的最初概念由stanford大学研究组提出,目前以nec为首的日本IT企业在研发应用化阶段处于绝对的全球领跑位置。

7、物联网安全解决方案

是今后物联网发展的重点。三菱电机与立命馆大学利用大规模集成电路在作动时产生的独特微细个体差异,创造出目前最先进的IoT(物联网)安全防护解决方案——lsi指纹id。

8、全站仪

在测绘据有相当重要的作用。日本托普康TOPCON做为影像型全站仪的发明者,和无棱镜脉冲全站仪测距记录的保持者。托普康从波兰教育局和英国Crossrail铁路项目中,分别获得世界和欧洲最大的土木测绘仪器订单;各大医院眼科的验光仪器诊断设备,同样来自日本托普康TOPCON。

9、电池

未来是电动车,氢动力,混合动力汽车的世界,其最重要的东西是电池,目前由日韩垄断。

但在上游电池材料供应中,日本住友化学,东丽, 昭和电工,三菱化学在纯电动汽车EV上游产业链有压倒性的优势。东丽,住友化学为松下,LG供货。

10、海底电缆

目前日本住友电工在此领域的技术为世界第一,由其开发的全球最轻海底输电电缆已经向英国和比利时的海底电缆供货,长度约130公里,价格为300亿日元,并在菲尼宾,东亚,印度尼西亚有广阔的前景。

11、超级计算机

世界最快生命科学专用超级计算机已由riken完成开发,于2014年第一季度在riken位于神户市的生命系统研究中心正式投入运转。这台超算搭载了riken与日立合作最新研发的grape系列第4代分子动力学模拟专用计算芯片(加速器),由于专门针对创药领域的蛋白质分子 经典粒子动态解释,所以此超算不能运行top500通用超算的linpack测试基准程序,但是如果只考虑运算性能的话它的计算速度将达到京超算的近百倍,并毫无疑问从ibm手中夺回最高性能创药专用超算的头把交椅。

12、cpu/gpu异构式超算系统

cpu/gpu异构式超算系统的提倡者兼此平台程序软件的先驱开发者、超级计算机界最高峰学术赏sidney fernbach award的新科得主——东京工业大学全球科学信息计算中心prof.satoshi matsuoka。随着后续软体资源的快速配套和并行集群计算技术的加速发展,cpu/gpu异构式超算已经成为整个hpc界的事实标准体系,从最早的tsubame1.2到连续green500测试头名的tsubame-kfc,目前全球几乎所有高性能超算系统都是此架构的支持者,matsuoka博士也因此获得了象征超级计算机领域个人最高荣誉的sidney fernbach award。

13、nict kddi研究所和古河电工在太平洋横断光纤传输实验中结合三方软硬技术,成功全球首次使单根光纤的容量距离积达到1Exabps 级别,打破了ntt先前保持的世界纪录

14、东京大学在世界首次采用III族氮化物普及材料(GaN-氮化镓)作为量子点单光子源成功生成可于常温下操作的单一光子,迈出了量子计算的第一步。

15、东京大学prof.akira furusawa联合ntt先端设备技术研究所,将Furusawa博士在2013年研制的世界首个完全态量子隐形传送装置的心脏部——用来生成检出量子纠缠的核心电路集成到一块以ntt拥有的纳米平面光波回路加工工艺为基础制作的微型硅芯片上,并成功在这个氧化硅衬底ic中发生和检测到量子纠缠,通过将布满了巨量光学器件的约1平方米的光平台复制缩小到面积0.0001平方米(26x4毫米)兼可升级的石英系基板上,突破性的解决了进行量子隐态传输时承载在光子上的量子位信号因光学系统内元件配置制约导致的运算扩展瓶颈.Furusawa博士的下个课题是争取把光源二极管等非量子纠缠生成检出部分也完成聚集化,减少光纤损耗对量子位精度和稳定度的影响,向制造出超高速量子计算机和超大容量量子通信的目标迈进.

16、激光光量子计算机的电路板

日本和澳大利亚的研究人员已经在可扩展性的用激光光量子计算机的电路板取得了突破性的进展。东京大学和澳大利亚国立大学已经看到最多数量的量子系统汇集在一个单一的组件跳转从14到10000。

17、NEC宣布已开发完成最新型SX系列矢量超级计算机——SX-ACE。这台采用sun架构的矢量超算虽然其总体运算能力(130TFLOPS)排不进世界前5,但却具备世界第一的单核性能(64GFLOPS)和世界第一的单核内存带宽(64GB/s),并利用独到的工业设计实现紧凑化与低耗能

18、电脑多头秤的发明者、世界最大计量包装解决方案提供商——日本ishida(石田)在如今全球电脑多头组合秤量机市场占有7成份额。像联合利华、达能这类具备巨量产能的跨国食品企业是ishida的忠实支持者

19、小企业有大实力——由来自静冈县滨松市不足70名员工的elysium开发的三维图形转换软件自本世纪初开始就已无时不刻的在幕后为各非盈利型机构、跨国公司(NASA 波音、达索、IBM、autodesk、西门子、戴姆勒、宝马、福特等的主要项目提供支持。

elysium为洛克达因的世界最大推力火箭引擎RS68项目团队提供高精确度高保真度的图形数距转换软件来应对复杂的实体几何模型、拓扑、装配关系。

20、世界最短波长的X射线自由电子激光(XFEL)研究设备——日本理化学研究所的SACLA。

21、通讯测量设备。

无线电话发射机的发明者,世界3大IT通信测试测量设备制造商之一——建社近120年的anritsu。

……

一个国家的稀土消耗量可以判断一个国家的工业水平,任何高,精,尖的材料,原件,设备都离不开稀有金属。为什么同样是钢材,别人就比你耐腐蚀?同样是机床主轴,别人就比你耐用精确?同样是单晶,别人就能达到1650°的高温?为什么别人的玻璃折射率这么高?为什么丰田能做到世界最高汽车热效率41%?这些统统都跟稀有金属的应用有关系。

日本目前是世界第一大稀土消耗国,其稀土冶金水平世界第一。目前的美日都在大力发展物联网,工业机器人,大数据云计算,新能源这些都是今后世界发展的重点,从尖端专利申请我们就可以看出,美日现在到底在干嘛。

大数据分析的专利目前基本被美国IBM、微软、日本日立、NTT、富士通垄断。

美日在抢占物联网的技术、专利。目前近半日企都开始应用物联网技术。

工业机器人一直都是日本的天下,也是今后第四次工业革命的重点。

所谓核心技术比的就是长期积累,投入时间早晚,工业底蕴。看到美日目前在干嘛,就能知道今后世界的发展方向。

原文链接: http://www.eeboard.com/news/bandaoti-3/

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