赵继:“卡脖子”技术“卡”在哪儿?

?????? 来源: 中国钢铁新闻网 中国冶金报社 ???????发布时间:2021-09-20


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●技术发展尤其是制造技术发展,遵循“米堆原则”,意思是积累很重要,基础的牢固性很重要,只有基础厚重才能构建出“塔尖”,我们要有卧薪尝胆的心态,也要有坚韧不拔的耐心和决心。

●当技术创新的方向发生了变革,对应的知识体系也会发生重大变化。

本报记者 朱晓波

3月12日发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出,制定科技强国行动纲要,健全社会主义市场经济条件下新型举国体制,打好关键核心技术攻坚战,提高创新链整体效能。

今年两会期间,如何化解科技领域“卡脖子”问题成为委员和代表们最为关注的话题之一。除了高端芯片领域,我国还有哪些关键核心技术被“卡脖子”?“卡脖子”领域又有哪些特点?在我国迈向全面建设社会主义现代化国家新征程中,如何更好地实现突破?日前,《中国冶金报》记者专访了全国政协委员、教育部机械类专业教学指导委员会主任委员、东北大学原校长赵继。

如何正确认识当前面临的“卡脖子”问题?

“卡脖子”问题不是一开始就有的。我国面临的“卡脖子”技术是近年来全球分工不断细化、中间贸易品增多,同时发达国家将制造业产业链不断向上延伸、向下转出的结果。在全球贸易模式下,我国深度融入全球产业链、与欧美地区国家深度分工合作。在这一过程中,我国在产业链下游领域展现出较强的比较优势,“卡脖子”问题不断凸显。

赵继认为,要客观认识我国几十年来尤其是改革开放以来,科技事业取得的伟大成就。“我们要有发展自信,对我国已经取得的科技和产业进步成就要有自信。否则,单纯地去谈论‘卡脖子’就有些以偏概全了。”他告诉《中国冶金报》记者,从制造业发展来看,我国近年来取得的重大突破性技术和代表性产品比比皆是,例如航空航天、第三代核电、特高压输变电等的技术,都是我们科技创新和产业进步的体现,也都是我们从无到有、从落后到跟跑、并跑乃至领跑世界的巨大进步。

在赵继看来,“卡脖子”问题说到底是科技创新驱动的产业支撑能力问题。当前,包括社会广泛关注的高端芯片在内的一些领域,的确存在技术瓶颈,但这些都是发展中的问题。“时候还没有到!”赵继特意强调了这句话。他认为,事物发展有客观规律,科技创新发展也要经历必然的阶段。在制造领域,通常所能达到的高度往往取决于基础的宽度、厚度和深度,许多情况下,跨阶段实现“弯道超车”非常困难。

以汽车行业发展为例。一直以来,我国采取的是市场换技术这一途径来发展汽车产业,目前来看,还有一些核心技术或者关键零部件技术仍然掌握在国外企业手中。“但我们由过去的不能造、造不好发展到目前水平,已经取得了巨大的技术进步,虽然与当前德国、日本等国的造车技术相比仍有差距,但这都是需要时间和技术积累的。”赵继说。在他看来,要客观理性看待我国当前面临的“卡脖子”问题,在心态上既不能盲目自信,又不能妄自菲薄;既要只争朝夕,又要久久为功。尤其是制造业,技术进步是需要不断积累的,不能一蹴而就。

赵继告诉《中国冶金报》记者,“Made in Germany”(德国制造)在今天是产品高品质的代名词,但是这一代名词经历了近百年的淬炼。19世纪末,英国议会规定所有从德国进口的商品必须标注“德国制造”字样,以此将价廉质劣的德国货与优质的英国产品区分开。而后,德国采取一系列措施,用了近100年才把“德国制造”带有侮辱性的含义扭转过来,将其打造成了高品质的代名词。

“因此,我们在这方面也不能操之过急,要稳扎稳打。”赵继告诉《中国冶金报》记者,技术发展尤其是制造技术发展,一般来说,遵循“米堆原则”,意思是积累很重要,基础的牢固性很重要,只有基础厚重才能构建出“塔尖”,我们要有卧薪尝胆的心态,也要有坚韧不拔的耐心和决心。

我国“卡脖子”领域都有哪些共性?

《科技日报》曾整理了我国35项“卡脖子”技术和材料,包括光刻机、芯片、核心工业软件、高端轴承钢等。对此,赵继深有体会。在系统梳理了我国目前存在的“卡脖子”的技术领域后,他发现,目前我国“卡脖子”问题存在一些共性特点,概括为以下4类:

第一类,专利权不掌握在自己手里,没有专利授权就无法生产。这类技术专利权掌握在国外少数企业或者机构手中,国内企业只是做代加工,不购买专利或支付知识产权费就无法生产,而且高昂的专利费占据了产品的大部分成本,国内代工企业只能拿到少许的代工利润,还随时面临被“断奶”的风险。

第二类,赵继称之为“知其然,不知其所以然”的“卡脖子”技术。它的特点是,我们基本掌握技术原理,也能自主造出来产品,相关功能也可以实现,但是达不到理想的效果,与国外产品有差距。这是因为除了科学和技术原理之外,还有不少长期积累的工艺“奥秘”和“诀窍”。比如发动机的制造技术,国内目前几乎可以造出各类发动机,但是其功能性、稳定性、可靠性等始终与国外存在差距,且这种差距难以在短时间内消除。

第三类,技术难度极大,短时期内难以一下子完全攻克。这一类最典型的就是5纳米芯片。“芯片技术是需要许多种高技术集成的。我们与国外的差距既体现在每个制造单元技术的差距,又有系统集成技术(包括封装技术)的差距。”赵继说,整个芯片技术中几乎每一个单元技术本身差不多都是单项世界冠军,往往在全球范围内汇聚和提供,再把这些单项技术进行系统集成,难度极大。“我们与国外差距还很明显。这方面既需要时间,又需要投入;既需要合作攻关,又需要卧薪尝胆,尤其是要解决创新人才供给的问题。”赵继说。

第四类,能造得出来,但是造得还不够好。从技术角度来看,“知其然,也知其所以然”,但是在批量化、商业化生产时,总是达不到高端需求领域的性能要求,比如在可靠性上有差距。这一类中最典型的例子就是高精密性、高可靠性的轴承,如用于航空航天、精密仪器与装备、高铁、精密机床以及风电等领域的高精密性、高可靠性轴承大多依然需要进口。

他告诉《中国冶金报》记者,上述4类“卡脖子”技术的特点,从产品生产制造的角度来看,集中体现在6个方面。一是智能化。我们在迈向智能化过程中,需要用到的工业软件、控制系统、数字系统等与国外存在差距。二是绿色化。包括低耗生产、绿色制造、低碳产业等。三是高功能化。产品制造已由传统的精度控制转变为按性能控制。四是高可靠性。不仅需要静态可靠,而且动态寿命要长。五是高精密性。制造出的产品精准、精小、精致、精美。六是高效柔性。生产系统和过程柔性(灵活)迅捷、高效高速、定制成本低。

“这6个特征也正是我们突破‘卡脖子’技术要达到的目的和努力的方向。”赵继说。

突破“卡脖子”技术需要从哪些方面发力?

面对这些“卡脖子”难题,我们该怎么办?赵继认为,可以从以下几个方面着手:

一要提升原始创新的能力。目前,我们在不少领域被“卡脖子”的原因就是原创能力不足。赵继介绍,所谓原创能力,就是实现“从0到1”突破的能力。在这方面,我们显然和国外发达国家存在一定差距。今后应把原始创新能力提升摆在更加突出的位置,在集中目标开展有组织创新的同时,鼓励进行前瞻性、变革性自由探索,长线评价,宽容失败。聚焦具有比较优势的领域,支持在有关前沿性学科率先实现重点突破。

二要加强基础研究。“基础研究对于科学发现和技术创新非常重要。”赵继强调,我们一些领域存在关键材料、关键零部件和关键基础工艺上的短板,主要原因还是对这些领域的基础研究不够,往往重“技”不重“基”,重产品轻工艺,忽视了技术基础研究的重要性。

他解释,我国创新体系包括知识创新、技术创新、国防创新、区域创新以及技术转移、成果转化等。对于知识创新来说,更多的是关注科学发现,解决如何正确认识世界和自然规律的问题,同时也为技术创新提供新的原理。如今,科学与技术的界限已经越来越模糊,科学发现往往会为后续的技术创新奠定基础。“科学发现以基础研究为推动,技术创新也同样需要基础研究,即技术基础研究或应用基础研究。”他说。

赵继举例,对于像轴承这样的零部件来说,大量有效的疲劳试验数据对于提升轴承质量和可靠性具有重要意义,而国内相关企业对这部分的数据研究还不够。从关键材料来看,我国对光刻机中非常重要但又很基础的材料光刻胶的研究和积累也有短板,这也是我们无法造出顶级光刻机的因素之一。因此,赵继认为,有些技术一时难以突破,往往就是因为相关的基础研究还不够。今后,应该通过政策引导、队伍建设、立项资助和构筑平台等多种措施,支持和鼓励有条件的科研单位、高等院校、企业更加关注工程基础和技术基础再造,真正沉下心来加大对相关技术基础的研究力度。

赵继还特别强调了基础工艺研究的重要性。工艺一般是指在产品生产中运用某种工程方法和手段,按照一定技术流程或规范,实现有效的产品和制造质量控制的过程。他说,这里特别突出一个“艺”字。“艺”指的就是技术诀窍。很多时候,同样一个产品的生产过程基本类似,但是不同企业生产的产品质量、性能有时差别很大,关键就是由生产过程的工艺方法、精度控制和参数选取差异所造成的。例如,离散制造业中零部件的加工精度和表面质量、钢铁产业的流程参数控制和热处理工艺、金属组织中的杂质成分控制等,这些都是基础工艺的问题。“过去,我们强调发展,着重解决从无到有的问题,更多的是强调先满足有无和数量的需求。而工艺则更多解决的是从劣到优、高质量发展的问题,这往往做起来难度更大。”

三要提升跨学科、跨界的汇聚研究和集成创新能力。当今社会,任何一个领域之间都没有绝对的疆界,产业跨界已经成为司空见惯的事情。赵继特别强调了跨界汇聚研究和集成能力的重要性。他举例,之前的汽车技术研究主要集中在发动机、变速箱、动力总成、车桥车身方面,但是新能源汽车发展起来之后,技术研究的关注点包括从动力系统到传动系统,发动机、变速箱等整个体系和结构全部都发生了重要改变,更加关注电机、电池、电控(下称“三电”)等方面,学科研究的重点也由传统机械领域变成了“三电”等方面。“其实,不光是新能源汽车产业,其他产业也一样。对于某个行业,当技术创新的方向发生了变革,对应的知识体系也会发生重大变化。”我们一些企业和机构往往在技术方向发生变革性乃至颠覆性的变化时,因为前期研究基础、知识积累和技术储备、管理者和专业人员的技术观念与知识结构一时无法适应,容易被国外企业牵着鼻子走,形成新的“卡脖子”领域。

四要在重要领域、重大需求方面发挥我国集中力量办大事的制度优势,形成以企业为主体、产学研用融通创新的机制。在加速科技成果的转化方面,要打通创新链、产业链、资本链和人才链,形成资本、技术和成果的紧密结合,同时要营造支持创新、鼓励探索、宽松宽容的社会舆论氛围。

深化和完善人才培养的多样化机制

4月22日,清华大学新设立了集成电路学院,瞄准我国集成电路领域“卡脖子”难题,聚焦发展前沿,打破学科壁垒,强化交叉融合,突破关键核心技术,培养国家急需的人才。而就在今年初,国务院学位委员会、教育部设置“集成电路科学与工程”一级学科,以求为从根本上解决制约我国集成电路产业发展的“卡脖子”问题提供强有力的人才支撑。

赵继认为,世界各国科技领域的发展,最终的决定性因素是人才,国家创新体系建设最基础的部分是创新人才的培养。新中国成立以来、特别是改革开放以来,我国在专业人才培养方面取得了巨大的成绩,有力地支撑了国家现代化建设和经济社会发展。他强调,从我国面临的“卡脖子”领域和特点来看,加快构建“领军人才—专业骨干人才—能工巧匠”式的多样性、多层次、多类型的人才队伍非常必要。

领军人才肩负的是开辟新领域的重任。如何培养领军人才是一个非常关键的问题。赵继坦言:“我们目前更多采用跟踪式的支撑性培养模式。领军人才就是‘开路人’。开拓性的领军人才需要具备什么样的思维能力、知识结构和能力素质?这是当前高校人才培养中必须思考的重大课题。”

当前我国高等教育已进入普及化阶段,其最大的特征就是人才培养应当多元化。我国经济社会发展既需要培养知识基础深厚、富有前瞻性和洞察力、能够引领发展的创新性、开拓性人才,又需要培养一大批适应产业发展、支撑行业升级的专门性人才。

从人才培养的角度来说,专业口径是“宽”好,还是“窄”好呢?“可宽可窄,不同高校应该有不同的人才培养定位。”赵继认为,从人才需求来看,“宽”意味着厚重基础,“窄”意味着要专业精深。往往这个度很难把握,实践中由于学时有限,很难两全。一旦把握不好,容易在人才培养中形成基础不牢、专业不精的问题。

要解决这一矛盾,赵继认为,高校应适应多样化的趋势,找准自己的定位,发挥比较优势,形成独特的办学特色和人才培养特色。按照习近平总书记反复强调的把立德树人放在首位,要把立德树人融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育各环节,贯穿基础教育、职业教育、高等教育各领域。学科体系、教学体系、教材体系、管理体系要围绕上述目标来设计,教师要围绕这个目标来教,学生要围绕这个目标来学。与此同时,相关行业和企业的职业培训也要跟上,从产学研协同育人方面,构建起稳定的、可持续发展的合作机制。

“卡脖子”的特点和国家科技创新长远考虑,我们既需要科学巨擘,又需要技术先锋;既需要复合人才,又需要能工巧匠。因此,我们还要继续深化创新型、复合型、应用型和技能型人才培养模式、培养机制的改革,真正培养和选拔出一批有志于服务国家重大需求且技术技能水平出色的高素质工程专门人才。

 

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