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趙繼:“卡脖子”技術“卡”在哪兒?

2021-05-20 09:13:00

 本報記者 朱曉波

  3月12日發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出,制定科技強國行動綱要,健全社會主義市場經濟條件下新型舉國體制,打好關鍵核心技術攻堅戰,提高創新鏈整體效能。

  今年兩會期間,如何化解科技領域“卡脖子”問題成為委員和代表們最為關注的話題之一。除了高端芯片領域,我國還有哪些關鍵核心技術被“卡脖子”?“卡脖子”領域又有哪些特點?在我國邁向全面建設社會主義現代化國家新征程中,如何更好地實現突破?日前,《中國冶金報》記者專訪了全國政協委員、教育部機械類專業教學指導委員會主任委員、東北大學原校長趙繼。

  如何正確認識當前面臨的“卡脖子”問題?

  “卡脖子”問題不是一開始就有的。我國面臨的“卡脖子”技術是近年來全球分工不斷細化、中間貿易品增多,同時發達國家將制造業產業鏈不斷向上延伸、向下轉出的結果。在全球貿易模式下,我國深度融入全球產業鏈、與歐美地區國家深度分工合作。在這一過程中,我國在產業鏈下游領域展現出較強的比較優勢,“卡脖子”問題不斷凸顯。

  趙繼認為,要客觀認識我國幾十年來尤其是改革開放以來,科技事業取得的偉大成就?!拔覀円邪l展自信,對我國已經取得的科技和產業進步成就要有自信。否則,單純地去談論‘卡脖子’就有些以偏概全了?!彼嬖V《中國冶金報》記者,從制造業發展來看,我國近年來取得的重大突破性技術和代表性產品比比皆是,例如航空航天、第三代核電、特高壓輸變電等的技術,都是我們科技創新和產業進步的體現,也都是我們從無到有、從落后到跟跑、并跑乃至領跑世界的巨大進步。

  在趙繼看來,“卡脖子”問題說到底是科技創新驅動的產業支撐能力問題。當前,包括社會廣泛關注的高端芯片在內的一些領域,的確存在技術瓶頸,但這些都是發展中的問題?!皶r候還沒有到!”趙繼特意強調了這句話。他認為,事物發展有客觀規律,科技創新發展也要經歷必然的階段。在制造領域,通常所能達到的高度往往取決于基礎的寬度、厚度和深度,許多情況下,跨階段實現“彎道超車”非常困難。

  以汽車行業發展為例。一直以來,我國采取的是市場換技術這一途徑來發展汽車產業,目前來看,還有一些核心技術或者關鍵零部件技術仍然掌握在國外企業手中?!暗覀冇蛇^去的不能造、造不好發展到目前水平,已經取得了巨大的技術進步,雖然與當前德國、日本等國的造車技術相比仍有差距,但這都是需要時間和技術積累的?!壁w繼說。在他看來,要客觀理性看待我國當前面臨的“卡脖子”問題,在心態上既不能盲目自信,又不能妄自菲??;既要只爭朝夕,又要久久為功。尤其是制造業,技術進步是需要不斷積累的,不能一蹴而就。

  趙繼告訴《中國冶金報》記者,“Made in Germany”(德國制造)在今天是產品高品質的代名詞,但是這一代名詞經歷了近百年的淬煉。19世紀末,英國議會規定所有從德國進口的商品必須標注“德國制造”字樣,以此將價廉質劣的德國貨與優質的英國產品區分開。而后,德國采取一系列措施,用了近100年才把“德國制造”帶有侮辱性的含義扭轉過來,將其打造成了高品質的代名詞。

  “因此,我們在這方面也不能操之過急,要穩扎穩打?!壁w繼告訴《中國冶金報》記者,技術發展尤其是制造技術發展,一般來說,遵循“米堆原則”,意思是積累很重要,基礎的牢固性很重要,只有基礎厚重才能構建出“塔尖”,我們要有臥薪嘗膽的心態,也要有堅韌不拔的耐心和決心。

  我國“卡脖子”領域都有哪些共性?

  《科技日報》曾整理了我國35項“卡脖子”技術和材料,包括光刻機、芯片、核心工業軟件、高端軸承鋼等。對此,趙繼深有體會。在系統梳理了我國目前存在的“卡脖子”的技術領域后,他發現,目前我國“卡脖子”問題存在一些共性特點,概括為以下4類:

  第一類,專利權不掌握在自己手里,沒有專利授權就無法生產。這類技術專利權掌握在國外少數企業或者機構手中,國內企業只是做代加工,不購買專利或支付知識產權費就無法生產,而且高昂的專利費占據了產品的大部分成本,國內代工企業只能拿到少許的代工利潤,還隨時面臨被“斷奶”的風險。

  第二類,趙繼稱之為“知其然,不知其所以然”的“卡脖子”技術。它的特點是,我們基本掌握技術原理,也能自主造出來產品,相關功能也可以實現,但是達不到理想的效果,與國外產品有差距。這是因為除了科學和技術原理之外,還有不少長期積累的工藝“奧秘”和“訣竅”。比如發動機的制造技術,國內目前幾乎可以造出各類發動機,但是其功能性、穩定性、可靠性等始終與國外存在差距,且這種差距難以在短時間內消除。

  第三類,技術難度極大,短時期內難以一下子完全攻克。這一類最典型的就是5納米芯片?!靶酒夹g是需要許多種高技術集成的。我們與國外的差距既體現在每個制造單元技術的差距,又有系統集成技術(包括封裝技術)的差距?!壁w繼說,整個芯片技術中幾乎每一個單元技術本身差不多都是單項世界冠軍,往往在全球范圍內匯聚和提供,再把這些單項技術進行系統集成,難度極大?!拔覀兣c國外差距還很明顯。這方面既需要時間,又需要投入;既需要合作攻關,又需要臥薪嘗膽,尤其是要解決創新人才供給的問題?!壁w繼說。

  第四類,能造得出來,但是造得還不夠好。從技術角度來看,“知其然,也知其所以然”,但是在批量化、商業化生產時,總是達不到高端需求領域的性能要求,比如在可靠性上有差距。這一類中最典型的例子就是高精密性、高可靠性的軸承,如用于航空航天、精密儀器與裝備、高鐵、精密機床以及風電等領域的高精密性、高可靠性軸承大多依然需要進口。

  他告訴《中國冶金報》記者,上述4類“卡脖子”技術的特點,從產品生產制造的角度來看,集中體現在6個方面。一是智能化。我們在邁向智能化過程中,需要用到的工業軟件、控制系統、數字系統等與國外存在差距。二是綠色化。包括低耗生產、綠色制造、低碳產業等。三是高功能化。產品制造已由傳統的精度控制轉變為按性能控制。四是高可靠性。不僅需要靜態可靠,而且動態壽命要長。五是高精密性。制造出的產品精準、精小、精致、精美。六是高效柔性。生產系統和過程柔性(靈活)迅捷、高效高速、定制成本低。

  “這6個特征也正是我們突破‘卡脖子’技術要達到的目的和努力的方向?!壁w繼說。

  突破“卡脖子”技術需要從哪些方面發力?

  面對這些“卡脖子”難題,我們該怎么辦?趙繼認為,可以從以下幾個方面著手:

  一要提升原始創新的能力。目前,我們在不少領域被“卡脖子”的原因就是原創能力不足。趙繼介紹,所謂原創能力,就是實現“從0到1”突破的能力。在這方面,我們顯然和國外發達國家存在一定差距。今后應把原始創新能力提升擺在更加突出的位置,在集中目標開展有組織創新的同時,鼓勵進行前瞻性、變革性自由探索,長線評價,寬容失敗。聚焦具有比較優勢的領域,支持在有關前沿性學科率先實現重點突破。

  二要加強基礎研究。“基礎研究對于科學發現和技術創新非常重要?!壁w繼強調,我們一些領域存在關鍵材料、關鍵零部件和關鍵基礎工藝上的短板,主要原因還是對這些領域的基礎研究不夠,往往重“技”不重“基”,重產品輕工藝,忽視了技術基礎研究的重要性。

  他解釋,我國創新體系包括知識創新、技術創新、國防創新、區域創新以及技術轉移、成果轉化等。對于知識創新來說,更多的是關注科學發現,解決如何正確認識世界和自然規律的問題,同時也為技術創新提供新的原理。如今,科學與技術的界限已經越來越模糊,科學發現往往會為后續的技術創新奠定基礎?!翱茖W發現以基礎研究為推動,技術創新也同樣需要基礎研究,即技術基礎研究或應用基礎研究?!彼f。

  趙繼舉例,對于像軸承這樣的零部件來說,大量有效的疲勞試驗數據對于提升軸承質量和可靠性具有重要意義,而國內相關企業對這部分的數據研究還不夠。從關鍵材料來看,我國對光刻機中非常重要但又很基礎的材料光刻膠的研究和積累也有短板,這也是我們無法造出頂級光刻機的因素之一。因此,趙繼認為,有些技術一時難以突破,往往就是因為相關的基礎研究還不夠。今后,應該通過政策引導、隊伍建設、立項資助和構筑平臺等多種措施,支持和鼓勵有條件的科研單位、高等院校、企業更加關注工程基礎和技術基礎再造,真正沉下心來加大對相關技術基礎的研究力度。

  趙繼還特別強調了基礎工藝研究的重要性。工藝一般是指在產品生產中運用某種工程方法和手段,按照一定技術流程或規范,實現有效的產品和制造質量控制的過程。他說,這里特別突出一個“藝”字?!八嚒敝傅木褪羌夹g訣竅。很多時候,同樣一個產品的生產過程基本類似,但是不同企業生產的產品質量、性能有時差別很大,關鍵就是由生產過程的工藝方法、精度控制和參數選取差異所造成的。例如,離散制造業中零部件的加工精度和表面質量、鋼鐵產業的流程參數控制和熱處理工藝、金屬組織中的雜質成分控制等,這些都是基礎工藝的問題?!斑^去,我們強調發展,著重解決從無到有的問題,更多的是強調先滿足有無和數量的需求。而工藝則更多解決的是從劣到優、高質量發展的問題,這往往做起來難度更大?!?/p>

  三要提升跨學科、跨界的匯聚研究和集成創新能力。當今社會,任何一個領域之間都沒有絕對的疆界,產業跨界已經成為司空見慣的事情。趙繼特別強調了跨界匯聚研究和集成能力的重要性。他舉例,之前的汽車技術研究主要集中在發動機、變速箱、動力總成、車橋車身方面,但是新能源汽車發展起來之后,技術研究的關注點包括從動力系統到傳動系統,發動機、變速箱等整個體系和結構全部都發生了重要改變,更加關注電機、電池、電控(下稱“三電”)等方面,學科研究的重點也由傳統機械領域變成了“三電”等方面?!捌鋵?,不光是新能源汽車產業,其他產業也一樣。對于某個行業,當技術創新的方向發生了變革,對應的知識體系也會發生重大變化?!蔽覀円恍┢髽I和機構往往在技術方向發生變革性乃至顛覆性的變化時,因為前期研究基礎、知識積累和技術儲備、管理者和專業人員的技術觀念與知識結構一時無法適應,容易被國外企業牽著鼻子走,形成新的“卡脖子”領域。

  四要在重要領域、重大需求方面發揮我國集中力量辦大事的制度優勢,形成以企業為主體、產學研用融通創新的機制。在加速科技成果的轉化方面,要打通創新鏈、產業鏈、資本鏈和人才鏈,形成資本、技術和成果的緊密結合,同時要營造支持創新、鼓勵探索、寬松寬容的社會輿論氛圍。

  深化和完善人才培養的多樣化機制

  4月22日,清華大學新設立了集成電路學院,瞄準我國集成電路領域“卡脖子”難題,聚焦發展前沿,打破學科壁壘,強化交叉融合,突破關鍵核心技術,培養國家急需的人才。而就在今年初,國務院學位委員會、教育部設置“集成電路科學與工程”一級學科,以求為從根本上解決制約我國集成電路產業發展的“卡脖子”問題提供強有力的人才支撐。

  趙繼認為,世界各國科技領域的發展,最終的決定性因素是人才,國家創新體系建設最基礎的部分是創新人才的培養。新中國成立以來、特別是改革開放以來,我國在專業人才培養方面取得了巨大的成績,有力地支撐了國家現代化建設和經濟社會發展。他強調,從我國面臨的“卡脖子”領域和特點來看,加快構建“領軍人才—專業骨干人才—能工巧匠”式的多樣性、多層次、多類型的人才隊伍非常必要。

  領軍人才肩負的是開辟新領域的重任。如何培養領軍人才是一個非常關鍵的問題。趙繼坦言:“我們目前更多采用跟蹤式的支撐性培養模式。領軍人才就是‘開路人’。開拓性的領軍人才需要具備什么樣的思維能力、知識結構和能力素質?這是當前高校人才培養中必須思考的重大課題?!?/p>

  當前我國高等教育已進入普及化階段,其最大的特征就是人才培養應當多元化。我國經濟社會發展既需要培養知識基礎深厚、富有前瞻性和洞察力、能夠引領發展的創新性、開拓性人才,又需要培養一大批適應產業發展、支撐行業升級的專門性人才。

  從人才培養的角度來說,專業口徑是“寬”好,還是“窄”好呢?“可寬可窄,不同高校應該有不同的人才培養定位?!壁w繼認為,從人才需求來看,“寬”意味著厚重基礎,“窄”意味著要專業精深。往往這個度很難把握,實踐中由于學時有限,很難兩全。一旦把握不好,容易在人才培養中形成基礎不牢、專業不精的問題。

  要解決這一矛盾,趙繼認為,高校應適應多樣化的趨勢,找準自己的定位,發揮比較優勢,形成獨特的辦學特色和人才培養特色。按照習近平總書記反復強調的把立德樹人放在首位,要把立德樹人融入思想道德教育、文化知識教育、社會實踐教育各環節,貫穿基礎教育、職業教育、高等教育各領域。學科體系、教學體系、教材體系、管理體系要圍繞上述目標來設計,教師要圍繞這個目標來教,學生要圍繞這個目標來學。與此同時,相關行業和企業的職業培訓也要跟上,從產學研協同育人方面,構建起穩定的、可持續發展的合作機制。

  從“卡脖子”的特點和國家科技創新長遠考慮,我們既需要科學巨擘,又需要技術先鋒;既需要復合人才,又需要能工巧匠。因此,我們還要繼續深化創新型、復合型、應用型和技能型人才培養模式、培養機制的改革,真正培養和選拔出一批有志于服務國家重大需求且技術技能水平出色的高素質工程專門人才。

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網

編輯:楊凱

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