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中国与发达国家基础工业的差距
来源： 技术论坛
日期：
2018-08-19
基础工业的基础是机械产业，因为任何产品都需要机械设备的加工。机械永恒的发展目标是“巨型化，精密化”。
“巨型化”是指制造更加巨大的机械设备。的典型代表就是巨型锻造机械，如果锻造机械造的更大，就可以制造更大的锻件，典型的例如大口径炮管，航空锻件和蜗轮发动机的蜗轮叶片等。巨型化趋势无疑极大扩展了机械制造的“上限”。西方发达国家一直走在我们前面，德国在二战时期就已经能够锻造巨大的“巴黎大炮”，英美等国也是紧随其后，巡洋舰的巨炮也不是轻轻松松就能制造出来的。说起巨型火炮，要说起顶顶大名的布尔博士，他曾计划为伊拉克制造能够将炮弹打入地球轨道的“巴比伦大炮”，当然，制造炮管的材料不是伊拉克自己制造的，而是从英国进口的。但由于惹恼了西方国家而被暗杀，计划被迫流产。如果布尔博士没有被杀，制造出能够太空大炮并不是不可能。而航空工业对巨型锻造机械的依赖性就更大了，法国空客的航空锻件主要是有赖于俄国的超级锻造机械。航空发动机的情况相信大家都很熟悉了。我国在“巨型化”方面底子很薄，主要基础还是日本人留在东北的一些巨型锻造机械，时至今日，我们在万吨级锻造机械的制造方面还是很薄弱，但是已经有了很大的进步。
“精密化”是指加工精度更加精密，“精密化”极大扩展了人类加工的下限。在信息化时代，精密化无疑更加具有战略意义，为什么这么说呢？因为信息化的物质载体就是各种微电子器件。微电子的基础就微硅加工。具体来讲，集成电路就是在半导体上极其精细地加工出复杂的电路，普通的电子元件可能在厘米级别，而集成电路里的元件可能在微米纳米级别，普通一根导线可能有几毫米，但是集成电路里一根导线可能只有若干纳米。将极其复杂的电路体积缩小了若干数量级，这就是微电子。但是微电子制造的基础还是机械工业，微硅加工的关键步骤是光刻，光刻的精度取决于光刻物镜的加工精度。现在最先进的极紫外光刻最小可以制造出22纳米的线宽，极紫外光刻的光刻物镜是人类历史上加工的最精密物件，其加工精度达到了0.2纳米，已经达到了原子级。目前世界上只有一家公司能够制造这么精密的光学镜头，就是德国的蔡司公司。西方国家在精密化方面一直遥遥领先我国。
我国目前还不能自主的进行大规模集成电路的制造，因为我们无法加工如此精密的光刻物镜。我国只能大量的从国外进口集成电路芯片，每年芯片的进口总额比石油的进口总额还要大。不要看什么国产的单片机，都是从国外进口的芯片然后在国内封装，一块几厘米的单片机，其真正的核心——微电子芯片可能只有几毫米，大部分的体积都是封装。有人会问，我们为什么不从国外买光刻物镜呢？答案就是禁运，这些都是战略级技术，外国不会买的。我国曾经给法国萨科奇政府几十个亿让其帮我们加工光刻物镜，但是他们可能也加工不了，钱估计可能会打水漂。
可以说我国的电子信息产业是建立在外国人的微电子产业上的，安不安全想必大家清楚。最近美国大呼小叫地说什么在最先进的F-22上面误用了我国的劣质电子器件，其实这些芯片都是美国自己生产的，我们只是做做封装而已，岂不想想我们的微电子器件的芯片全部来自国外是多么危险。
“精密化”除此之外还支撑了许多领域，例如光学侦察卫星，它的分辨率主要取决于镜头的直径，美国最先进的“锁眼”卫星现在能够达到0.01米的分辨率，也就是说可以分辨出车牌号码，如果你在广场上看报纸，它可以分辨出你看的是人民日报还是新华日报。我国的水平在米级分辨率。但是我国的镜头加工效率很低，还是靠手工的半机械化加工，加工一面镜子可能要几十年，相传以前有个单位花了十几年加工了一面镜子，但是在装配的时候给摔坏了，最后又得重新等十几年。
“精密化”另外的体现就是各种微阵列，例如数码相机的CCD光电感应器件，夜视仪的光电感应器件，喷墨打印机得喷头等等。这些东西日本人能够制造但是我们却造不出来，不是其原理有多复杂，而是人家的加工精度比咱们高。日本人在精密机械的造诣很高，所以日本的微电子产业非常发达，这也是其能挣那么多钱的原因。但是日本人也不是没有烦恼，他们的精密加工机床虽然可以造的很精细，但是还不能造大尺寸的器件，所以日本人的光学侦察卫星的分辨率最高只能达到0.1米级别，比美国低一个数量级，因为前面已经说过，光学侦察卫星的分辨率主要取决于镜头尺寸。所以日本国内精密机械产业人士也在大声疾呼需要改变。
说到这里有必要提一下最近地震海啸什么的对精密加工产业的冲击，精密加工对震动是非常敏感的，特别是精钢石车削等硬加工，稍微震动一下机床刀具就有可能报废。所以福岛地震对日本精密加工和微电子产业造成了极大的冲击。
我国在精密加工领域落后发达国家大概二十年，但是已经取得了巨大的进步，清华大学、国防技大和中科院等国内顶尖科研院所代表着我国精密加工的最高水准。我国现在有许多领域的突破并不能依靠该领域的人来取得突破，而是需要精密加工领域的突破，例如夜视仪、雷达等。以雷达为例，雷达工作主要靠波导管，波导管的加工精度直接决定雷达的性能。
还有就是最近刚报道的“神光”激光核聚变装置，其中需要各种高精密、高性能光学镜头几千个，而我们的生产率可能每个月才几个，精密器件生产率严重制约了“神光”的发展。
机械加工的上限和下限就代表了国家的工业基础水平。我国的工业基础与发达国家还有较大的差距，但是这并不能代表我们不够聪明，这些基础主要还是要靠基础研究不断地科技积累，毕竟我们发展的时间较发达国家还很短，而且受到发达国家严密的技术封锁。但是未来我们一定能够迎头赶上甚至超越他们，到那个时候，美国人、日本人也就没那么了不起了。
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