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一台美國發動機就足以掣肘中國科技 讓萬億級產業癱瘓

01

現在貿易戰是子彈上膛,只待扳機扣響,人人都在犯嘀咕,川普究竟圖啥啊?

解決貿易逆差、提振就業、為中期選舉造勢?堅持主張中國為非市場經濟、維護國際貿易體系的運作?

是川普目光長遠、腦袋靈光?這一點很難下結論。但他的直覺很可怕。

他將301調查這個重磅武器利用到了極致。這場貿易摩擦起先是以智慧財產權爭端為由頭,最終白宮卻理直氣壯亮出全面壓制中共高科技產業的意圖——今年3月美國提出的增稅領域,恰恰是《中國製造2025》規劃重點發展的十大高新科技產業和高端製造業領域。

02

美國媒體對中共的科技崛起高度警惕。

早在今年2月份,美國知名地緣政治智庫斯特拉福戰略預測公司(Stratfor)發布《即將到來的對華科技戰》。報告大談中國近年來在高超音速飛彈、人類基因編輯技術和量子衛星領域取得舉世矚目之成就,讀來隱隱有自豪感在胸中激盪,字裡行間裡也時時質疑美國科技公司能否趕上中國同行在人工智慧領域的突破:

(中美兩國的研發經費對比,請注意,單位是10億美元)

在中美雙方針鋒相對的前一周,英國《經濟學人》用封面報導《中美技術爭霸》也湊了熱鬧,表示「機智的我早已看透一切」:

紐約時報》用詞更狠,中美貿易戰會讓全球最先進的行業加速進入新冷戰時代,比美蘇冷戰更冷,比美日貿易戰更難解:

以前,日本在科技上是競爭對手,但在軍事上是盟友。蘇聯在國防科技上是對手,但商業上遠遠不如......但中國在爭奪人工智慧、量子計算和下一代無線網際網路等前沿領域時,擁有強大的科技實力和資金。

明擺著,西方媒體都不認為這是一場大豆高粱、一鋼一鋁的貿易戰。 

難道真是如此厲害了我的國?這幾年中國在高精尖領域已強勁到有壓倒美國之勢?

為了再度增強心中的民族自信心,我認真、主動、元氣滿滿地搜了中美在頂尖科技領域的差距,結果?呵,真是對這些美國同行的專業能力感到非常不滿!

高能預警,以下你將看到美國人對自己國情嚴重的認知不足!

03

美國在頂尖科技領域,究竟如何登峰造極,如何令人髮指。

(1)美國用一台發動機就能掣肘中國製造

為什麼中國首架國產大飛機C919隻相當於50年前美國的波音737?

為什麼中國目前擁有的高原性能最優秀直升機是80年代向美國購買的美國「黑鷹」?

為什麼中國戰機的爭氣機殲-20和美國的F-22相比還有10左右的差距?

最關鍵的都是「心臟」的問題。標誌一個國家最高精尖、最強大、科技力最密集的領域,當屬被稱為「現代工業皇冠」的航空工業,而皇冠上的那顆明珠,就是航空發動機。而中國竭盡半個多世紀之力,至今還沒造出一個成熟可靠的核心機。

目前美國掌握的頂尖科技是:成熟的民用大涵道比渦扇發動機、第四代軍用低涵道比大推力渦扇發動機、第五代軍用非幾何結構變換變循環渦扇發動機、軍/民用大功率渦軸/渦槳發動機……

(普惠公司研發的F119發動機)

因為兩台後燃推力達156千牛的F119發動機,美國戰機F-22可以做出許多令人匪夷所思的機動動作,它也是世界上唯一不開加力就可以超音速巡航的戰機,對於美軍霸權至關重要。

因為四台推力分別為191千牛的TF39渦扇引擎,美國C-5銀河號敢大聲說自己是世界上現役最強運輸機,沒有之一。上層艙可載運75名乘客。在滿載的情況下可以2300米的距離內起飛,並在1493米的距離內降落。機身可裝載量可約估算為:100輛大眾甲殼蟲/6輛灰狗巴士/6架阿帕契直升機/2輛M1A2主戰坦克/1架C-130。1961年開始研製,1970年服役。

(通用電氣公司研發的TF39發動機)

航空發動機需要在高溫、高壓、高轉速和高載荷的嚴酷條件下工作,並滿足推力/功率大、重量輕、可靠性高、安全性好、壽命長、油耗低、噪音小、排污少等眾多十分苛刻而又互相矛盾的要求。

因此也牽涉了材料學、氣動熱力學、結構力學等數不勝數的學科,是當今世界上最複雜、多學科集成的工程機械系統之一,任何一個學科存在短板,都會導致航空發動機水平受限。毫不誇張地說,航空發動機的水準就是一個國家基礎科學的水平和製造業的高度,當然,還要加上燒錢的能力。

這也是為什麼作為「山寨大國」,研究了這麼多年,卻至今拿不出一款代表中國高端製造的量產型發動機。在這一高精尖的領域無法突破,自然也能明白為什麼當起賽車手的韓寒會抱怨中國給不出一台像樣的汽車發動機。

(2)美國獨有的巨型天文望遠鏡稱霸光學領域

日常生活中的高品質數位相機尼康、佳能都是來自日本,但事實上,當美國在發射哈勃望遠鏡(攜帶2.4米直徑的巨型透鏡)時,日本還加工不了0.5米級的同類型設備。

美國才是世界上最高端的光學強國,能加工出超大直徑光學透鏡的,也只有美國。

讓你看看什麼才叫真正的「征途是星辰大海」:近日,NASA稱原定於今年服役的被稱為「史上最強大望遠鏡」的韋伯望遠鏡將推遲到2020年,以便讓工程師有更多時間確保任務成功。

這個巨型望遠鏡的口徑是哈勃太空望遠鏡的3倍,比哈勃靈敏約100倍,質量卻只有哈勃的一半,承擔主要任務是調查作為大爆炸理論的殘餘紅外線證據。部署之後,能讓天文學家史無前例地窺探宇宙初期形成的第一批銀河。

而美國在研製直徑100米的超級薄膜透鏡設備時,中國還在攻關4米直徑的大型巨型透鏡設備,科技鴻溝赤裸裸啊。

更要命的是,巨型透鏡設備體系是軍用光學偵察衛星和偵察系統的核心關鍵設備。

當今最先進的光學成像偵察衛星是美國的鎖眼-12(KH-12),地面解析度達到0.1-0.3米,足可以清點沙漠中的坦克,帳篷和人員。

美國民用遙感衛星也不賴,拍攝出0.35米級上海市浦東新區衛星照片

發動機和光學這兩大高端技術很大程度上決定了一個國家航天航空技術能走多遠。近十年來中國的確取得不少突破,但和美國的差距依然巨大。

另外,美國在重型/超重型火箭的設計及製造、太空站技術、月球探測技術、深空探測技術等領域的成就仍無人突破。

(3)顛覆產業的新材料

在關鍵部件用對了新材料,很可能實現對全產業的顛覆。除了發動機風扇上的耐熱新材料,美國的新材料運用還有多牛?

先來說說「機密」級別的。

美國這架科幻感十足、曾讓全世界顫慄的B-2幽靈,世界上唯一的隱形戰略轟炸機,每台造價24億美元。B-2大部分表面被一層特殊的彈性材料覆蓋,使表面保持均勻的電導率以減少來自接頭或接縫處的雷達波反射。而在設計中不能依靠外形進行隱身的部位(如進氣口)就要塗上雷達吸波材料(RAM)了,其組成成分至今仍是高度機密。上世紀70年代中期開始研製,1997年服役。

另一個外星長相的傑作,實戰記錄中沒被任何敵機或防控飛彈擊落過的偵察機SR-71,黑鳥,至今仍是世界上有人駕駛最快的飛機。黑鳥的技術突破在於熱障上,三倍音速以上就是熱障區,黑鳥最大速度是3.35馬赫,在這個速度上航空鋁會變脆變軟,所以黑鳥所採用的低重量、高強度鈦合金和複合材料是真正的技術關鍵。

再來看看比較「接地氣」的:

A.鋰空氣電池有望顛覆電動汽車行業

美國特斯拉Model S的最遠續航里程540公里,用的是「三元鋰」電池,已經是目前所有電動車續航里程裡面最長。

但是近日,美國又傳來了一個消息,他們造出鋰空氣電池,極大振奮電化學儲能領域。

這款擁有極高理論能量密度的電池已成功充放電700次,打破了之前鋰空氣電池只能使用純氧、且循環壽命短的限制,有望取代目前為止最成功的充電電池鋰離子電池、突破電動汽車裡程瓶頸。

B、不能輕易挑戰的半導體霸主

「半導體王者」英特爾宣布今年陸續推出幾款3D XPoint記憶體,單條最大容量512G起。業界驚呼這是PC領域的革命。

而清華紫光預計今年推出DDR4記憶體條,單條容量最大128GB。目前還停留在第三代技術DDR3,單條最大容量64GB。

半導體材料從手機晶片到巡航飛彈的控制器、從民用到軍用,分布廣泛,是電子資訊產業的最核心技術。美國半導體生產已多年占全球市場48%的份額,僅英特爾一家的研發開支就已經達到整個中國晶片業的4倍之多。

根據美國半導體行業協會(SIA)的統計,整個中國市場每年半導體銷售額約1000億美元(中國自給率不到10%),其中美國公司市占率接近60%,美國公司出口到中國的金額至少在500億美元以上。

但美國在半導體領域對中國的「封鎖戰」從沒放鬆過。

冷戰時歐美日等國在組織了一個巴黎統籌委員會(簡稱巴統),限制對外技術出口,冷戰結束後巴統解散。不過美國隨即聯合多國設立了瓦森那協定,繼續限制對外技術出口,特別是高新科技,半導體技術就是其中的重點。所以,根據美國的出口條例,14nm晶片工藝製造可以搬到中國來,但是Intel的X86 CPU設計和其他關鍵技術的設計絕不能離開美國本土。

隨之近年來中國在半導體行業上數百億美元的投資、中國製造2025中對晶片製造提出自給自足的要求、以及清華紫光、海思躋身全球半導體公司前十強,美國對中國半導體更加嚴防死守。

在本次中美貿易戰談判中,川普要求很明確,希望中國要繼續加大對美國半導體晶片的進口。

與此同時,美國當局近年以「國家安全」為由,多次拒絕中國企業收購美國半導體企業發起的收購案:

2015年12月,清華紫光以230億美元收購美國晶片存儲巨頭美光;

2016年2月,華創投資和華潤牽頭,以26億美元收購美國的仙童半導體;

2017年9月,有中資背景的私募機構Canyon bridge以13億美元收購美國晶片公司萊迪思;

……

2018年2月,中國半導體投資基金湖北鑫炎億5.8億美元購買美國半導體測試設備商Xcerra;

2018年3月,一宗新加坡博通收購高通案,被否決的原因是高通公司是為數不多做長期投資的無線晶片公司之一,另一個則是華為。川普擔憂高通被收購後,華為會取而代之成為5G無線標準的領導者。

(4)暴利卻又利民的生物製藥

美國式生物製藥領域的絕對領先者,生物製藥公司數量位居世界第一,華爾街的資本對生物製藥也是瘋狂追隨,2017年生物製藥公司IPO全球TOP25中,有11家美國公司。

比如腫瘤藥物。據中國科學院俞德超教授介紹,過去幾年美國批准了48個新藥,基本上每個腫瘤都有1-5個新藥上市。比如說肺癌五年前醫生只有3種藥可以選,今天醫生可以選十幾種治療肺癌的藥物。美國的腫瘤的發病率、死亡率直線下降。今天,美國患腫瘤五年的存活率是70%,而中國連30%都不到。

比如疫苗。美國目前基本是多糖疫苗,沒有活菌,而且要求嚴格,不能使用苯酚類的殺菌劑,甚至已經開始上市靶向性更強、免疫性更強的蛋白結合苗。

而中國國內疫苗的主力還是活菌的、20世紀初的卡介苗之類的減毒疫苗,毒性減到多少才是真正的安全,根本沒有絕對的指標。

中國的高端藥物基本要從歐美國家進口。說到這兒也不得不提醫療設備和醫療耗材,市場上幾乎以國外品牌為主導,其中,通用電氣在核醫學類、超聲影影像類、磁共振MRI、CT類妥妥割據市場。

(5)人工智慧

這項被美國前國防部副部長羅伯特·沃克認為會改變未來戰爭的性質和衝突形式的頂尖科技,美國一樣保持領先優勢。

蘋果手機上熟悉的人機互動功能Siri,是美國國防部先進研究項目局DARPA在2003年投資的CALO計劃,而此計劃同樣可以追溯到史丹福大學20世紀60年代開始的人工智慧課題研究上。

谷歌開發的Alpha Go是第一個擊敗人類職業圍棋選手、第一個戰勝圍棋世界冠軍的人工智慧程序。

在過去的一年裡,谷歌的Waymo在加州的自動駕駛路程達到了35萬英里,而脫離自動駕駛模式、由駕駛員接管的次數僅僅63次而已。

除了美國自己擁有的,通過資本與法律,美國可以掌控的頂尖科技多得超乎想像。

比如中國武直10的發動機,試飛時採用的是加拿大的民用型號產品,這個型號比中國當時最好的軍品都好用,但美國說不行,加拿大就不敢再出售。導致中國武直10不得不最後關頭重新設計。

比如民用計算機系統,資料庫。中國現在大型央企國企內部仍要向微軟購買系統,向甲骨文購買數據管理服務。

這張2013年麥肯錫發布的中美科技差距雷達圖到現在仍不過時。中國要趕上美國現在的科技成就,至少要花上20年。

當經濟鴻溝越來越小的時候,中國更應該關注科技的鴻溝是不是也能保持相應的速度在縮窄。

 

責任編輯: 秦瑞  來源:工業智能化 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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