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收藏!中央经济工作会议说的“独门绝技”,就在这里…

发布时间:2020-12-27 20:58:06来源:财经国家周刊

|电子信息技术领域,尤其需要尽快缓解“卡脖子”困境,搞出更多独门绝技。

文|《财经国家周刊》记者李瑶

年底中央经济工作会议有了一个新提法,明年“针对产业薄弱环节,实施好关键核心技术攻关工程,尽快解决一批‘卡脖子’问题,在产业优势领域精耕细作,搞出更多独门绝技”。

对于电子信息产业而言,这个解决“卡脖子”、搞独门绝技的要求显得尤为重要,从近两年我国多家电子科技类企业被某些欧美国家列入“黑名单”就能看出,电子信息技术领域是“十四五”开局之年搞独门绝技的重点领域。

站在年度交替的节点上,《财经国家周刊》综合此前调研及最新攻关进展,梳理出明年需要重点布局、奋力攻克的十大电子信息核心关键技术,建议产学研用各界形成发展合力,共谋突破性创新。

芯片制造

“芯”之痛,痛久矣。确切来说,我国目前的“芯”痛,主要集中在高端芯片制造上,中低端芯片已经基本实现国产化。最直接的例子是,华为可以设计出世界上水平顶尖的5nm芯片麒麟9000,但中芯国际作为我国最强的芯片制造商,工艺制程却落后国际先进水平至少两代技术。

过去三年里,中芯国际进展不可谓不迅速:工艺制程从28nm突破到了7nm,14nm量产良品率可达到95%,但仍赶不上台积电、三星等已经实现5nm量产的水平,更别提前不久台积电宣布3nm芯片将于2021年上市、2022年实现大规模量产。

▲2020年7月28日,新竹,台积电总部。图/视觉中国

总体来看,明年我国高端芯片制造面临两方面压力:一是美国持续收紧对我国芯片制造设备及技术的限制;二是台积电、三星等不断扩大14nm等主流工艺制程的产能。国产芯片制造如何在设备、技术掣肘下,在14nm芯片市场站住脚跟,同时加快更先进制程的量产,是明年的重点任务。

前道光刻机

前道光刻机是芯片制造的关键设备,目前全球前道光刻机市场几乎完全被阿斯麦、尼康、佳能占据,最顶尖的极紫外光刻机由阿斯麦一家垄断,这也是我国高端芯片制造迟迟难以突破的主要原因。

目前,我国前道光刻机仅有上海微电子装备有限公司(下称“上海微电子”)能达到90nm工艺制程节点可量产的程度。今年年中,上海微电子传出将于2021年交付28nm制程前道光刻机的消息。虽然跟阿斯麦光刻机已实现5nm制程相距甚远,但也算是即将实现国产光刻机进入中高端的关键一步,有力印证了我国“极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项”(简称02专项)的积极作用。

明年应继续加快02专项进展,推动光源、镜头、双工件台、浸液系统等关键子系统和光刻胶、光掩膜版、涂胶显影设备等光刻配套设施的持续创新,争取实现更多关键技术突破。

工业软件

工业软件在软件行业中占据的比例虽然不大,但却是工业制造的大脑和神经,主要包含研发设计类、生产调度和过程控制类、业务管理类三大领域。其中,研发设计类最为核心和关键。

多年来,受“重硬轻软”的风气影响,加之国外企业低价倾销、滥用市场垄断地位等因素,我国工业软件起步较早却“赶了个晚集”。从上世纪80年到现在,我国自主工业软件市场占有率从巅峰时期的25%一路跌至不足5%,在计算机辅助设计CAD、仿真软件CAE、辅助制造CAM、电子设计自动化EDA等核心工业软件领域,我国工业软件至少落后国外最高水平30年。而且,大多数国产工业软件的内核基本都是由国外授权。

没有强大的工业软件,就没有强大的工业制造。没有深厚的人才和技术积累,再多的工业大数据及知识也无法与工业软件实现双向哺育。

2021年必须高度重视工业软件的重要性,从源头上加强学术界、科研界对自主工业软件的基础性教育和研究,酌情恢复对工业软件研发和产业应用的政策支持,实现一批集合我国实际需要的功能优化和创新。

操作系统

与工业软件发展类似,国产操作系统尽管从上世纪末就开始了探索,但至今在技术研发和人才培养方面都沿袭欧美标准,始终未形成成熟的产业链条和应用市场。

倪光南院士曾有一句经典判断,国产操作系统面临的不只是技术问题,更重要的还是生态门槛。换句话说,国产操作系统要想得到快速成长,必须建立起广泛使用的环境。

好消息是,今年,我国一些企业的操作系统已经开始走出实验室、研究院,走进到下游企业的产品中。比如11月,美的发布了搭载华为“鸿蒙”操作系统的家用电器;华为前不久也宣布,2021年起华为系手机将全面升级支持鸿蒙OS2.0,预计将有超过2亿规模的EMUI11用户优先获得升级资格。

▲2020年9月18日,上海,一位年轻人在一台华为智慧屏电视前等待鸿蒙系统的版本升级。图/ICphoto

在此实践基础上,明年可以考虑借着舆论和产业环境大势,加快引导、建立国产操作系统的使用环境,推动各类用户与操作系统提供商在不断试错、优化的过程中,逐步形成产业生态,为拿下更多国内市场份额做准备。

中高端电容电阻

电容电阻是电子系统中最常见的元器件,其全球市场规模被普遍定义在百亿美元级别。我国电容电阻企业多数分布在中低端领域,利润率低,中高端产品主要依赖从日本、美国进口。

考虑到行业发展规律、国际贸易背景、新冠肺炎疫情影响供应链等因素,加快发展国产中高端电容电阻,不仅是必然趋势,也是推动我国电子产业整体加速创新的关键动力。

目前,我国已经是世界上最大的基础电子元件市场,产业链条基本完备,接下来要想在中高端电容电阻市场确立地位,明年需要从核心原材料、工艺流程、系统测试系统等三方面入手,向占据了中高端一半以上市场的日本TDK、村田等企业学习,综合提高电容电阻性能水平,持续积累市场及技术经验。

智能传感器

据不完全统计,全球产品化的传感器产品大约2.6万种,我国仅能量产其中的1.4万种;我国消耗全球市场30%的传感器,但国产传感器只占据全球市场的13%。

近年来,在各级政府积极引导、国产替代大力支持下,我国智能传感器产业链已经初步形成了从晶圆生产、制造到传感器设计与封测的完整链条,并涌现出一批优秀的国产企业。但另一方面,在高端智能传感器产品上,能与国际厂商竞争的国内厂商仍是凤毛麟角。

以决定着自动驾驶进化水平的激光雷达为例子,近几年国内自动驾驶业务呈蓬勃发展之势,甚至开始在政策及行业环境引导下全面采用国产激光雷达,但多数开展自动驾驶业务的企业反映,在测距精度、抗干扰、时间同步、稳定性等技术细节上,国产品牌仍明显落后于Velodyne等国外品牌,一定程度上影响国内自动驾驶行业的创新加快。

从短板出发,明年国产智能传感器应着力在材料、性能和结构上谋求创新突破,加快从中低端应用向中高端迈进,为形成竞争优势打好基础。

核心算法

过去六年,我国一直占据世界机器人应用市场榜首,但与应用之广泛形成鲜明对比的是,我国高端机器人仍需要从库卡、安川、ABB等国外企业大量进口,难以自给自足。究其原因,无外乎我国缺乏核心算法和相关系统软件的创新能力,在深度学习、强化学习等算法研究上落后于西方,导致国产机器人稳定性不佳、故障率较高。

是否掌握核心算法,决定着我国未来在人工智能“智力大比拼”中能否拥有胜算。产业层面,当前已有国产AI厂商提出可整合算法、芯片、垂直应用协同共进,以避免“芯片厂商不懂算法、算法厂商不懂应用”的断层问题,从而推动人工智能核心算法实现突破性创新。

明年进入新发展时期,除了要观察这一思路的时间效果,更要从科研方面发力,鼓励更多人工智能领域科学家关注核心算法,切实加快以数学为基础的原始核心模型、代码和框架创新,改革科研院所及高校的研发和教育体系机制及思想理念。

智能化数据中心

数字化浪潮席卷而来,多种类型、不同规模的数据中心近年来如雨后春笋般出现在全国各地。但随着各行各业数字化转型需求持续增强,尤其是新冠肺炎疫情以来,以高清视频、AR/VR等视频需求为代表,中时延数据需求呈现爆发状态。放眼未来,以自动驾驶、移动医疗、工业互联网等为代表,低时延实时性数据占比将持续提升。

▲图/图虫

显然,传统的数据中心已经无法承载呈指数级增长的数据处理需求。作为数字化转型的重要基础设施,要想应对“十四五”时期更为强劲的算力需求,必须对传统数据中心进行从底层架构到上层应用的智能化改造升级,加速智能化数据中心的落地,切实提升我国数据中心灵活、高效、节能和智能水平。

新型显示器件

多年来,我国是显示器件的主要代工大国。但随着多年积累的人才和技术不断升级,近年来国产新型显示势力快速崛起。比如,湖南、安徽等地建立起新型显示产业集群;京东方、TCL华星、维信诺、柔宇、深天马等中国面板公司在OLED(有机电激光显示)领域逐渐成为全球柔性显示器行业的“另一极”……

当前,通过技术创新撬动市场,以显示面板为核心,以玻璃基板、偏光片、光学膜、光刻胶、湿化学品、特种气体、特种装备等为配套,囊括从液晶显示、OLED柔性显示、硅基微显示到激光显示等的新型显示产业,正在成为提升新消费、拓展数字经济、发展信息产业的重要推动力。

2020年9月国家发展改革委等四部委印发的《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》明确指出,要加快新型显示器件核心技术攻关。以产业化为导向,通过技术引领,掌握更多自主知识产权,并在产品中进行应用,不失为明年新型显示器件及产业突破核心关键技术、加速国产化替代的可行性实施路线。

量子计算

量子科技已经是我国最新的“独门绝技”之一,它不仅事关国家网络安全,更有望催生全新、庞大的产业链条,为经济发展带来颠覆性影响,已经成为未来国与国发展竞争的新赛道。通过前瞻布局,我国在量子科技领域已经取得了一批具有国际影响力的重大创新成果。

比如,前不久问世的76个光子的量子计算原型机“九章”,求解数学算法“高斯玻色取样”只需200秒,计算能力超过谷歌2019年发布的53比特量子计算机“悬铃木”,实现全球领先;济南量子技术研究院与中国科学技术大学研究人员合作,成功研制出了国际首个集成化的多通道量子频率转换芯片;清华大学教授龙桂鲁团队成功研制出了国际上第一台具有实用价值的量子直接通信样机……

从总体上看,量子科技属于国际前沿科技领域,我国量子科技发展水平处于国际第一方阵,与欧美超一流实验室之间差别不大。不过,着眼于中长期发展优势,我国量子科技还需要在基础研究和共性技术积累、企业参与和应用产业化层面,加快整合各方力量,统筹专项工程和实验室平台资源,加强量子科技发展战略谋划和系统布局。

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