2024-11-21 08:28:02来源：jinnianhui金年会官网 作者：jinnian金年会官网
在央视财经频道《中国经济大讲堂》节目中，中国工程院院士、中国工程院原副院长干勇，从大国重器的研制，谈到高端装备制造业的整体发展，得出这样一个结论：只有立足自主创新，才能走出一条高水平科技自立自强之路。
在大国重器和超大工程建设方面，中国人在人类历史上留下了一道永久的、亮丽的风景线。但是，我们的路还很长。要推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国，我们必须始终以科技自立自强为己任，立足自主创新，为实现中华民族的伟大复兴而奋斗。——干勇
装备制造业，是大国重器，是实体经济的重要组成部分。几十余年来，我国装备制造业成为推动工业增长的主力。一大批标志性的大国重器取得突破，国际竞争力不断增强，产业规模不断扩大。
我国高端装备为什么能够取得很好的成绩、发展出较高的水平，一下子进入世界一流方阵，有的甚至超过国外了呢？因为我们用40年时间走过了很多西方国家200年的工业化进程，基本建设突飞猛进。而且，我们遇到一个很好的机遇，那就是信息社会来了，第四次工业来了，因此，我国的大型高端装备发展很快。
以超大型盾构机为例。随着我国铁路、公路、地铁、海底隧道等大量基础设施的建设，对盾构机的需求量很大。过去，盾构机完全依赖进口，比如从德国买一台盾构机，一旦出了问题，刀盘一断，拿回去换，修一次就是5000万元。不仅花钱，还影响工程进度。
盾构机，也叫全断面隧道掘进机，是涉及机械、液压、电气、力学等数十个学科的复杂的大型装备。一台盾构机的精密零部件有多少？3万多个，每一个单体控制就有2000多个控制点。所以，它也是世界上建造难度最大的大型装备。
我国幅员辽阔，地形非常复杂，盾构机在使用中会遇到各种各样的问题，因此必须保证刀盘的强度、韧性和使用寿命。2008年，我国自己建造的第一台盾构机——“中国中铁一号”横空出世，它完全是自主设计的，打破了洋盾构机一统天下的格局。
后来，我们又研制了一台最大直径的盾构机叫“京华号”，开挖直径达16.07米，整机长150米，重4300吨，是个名副其实的“巨无霸”。该盾构机打破了国外对常压换刀式泥水平衡盾构机的技术垄断，解决了多项世界性难题。开挖、排土、出渣、支护、衬砌、封固，一气呵成，隧道主体结构一次成型。
川藏铁路是迄今为止全世界建造难度最大的铁路，全长1800多公里，有340座大桥、180多条隧道，桥隧占比达到全长的84%，而且那里的岩石非常坚硬，一般的盾构机根本无法掘进。但是，中国铁建研发出来的硬岩隧道盾构机就解决了这一世界性难题。目前，我国国产的盾构机已经出口到全世界24个国家，特别是近3年，硬岩隧道掘进机出口就有103台，价值达235亿元。国产盾构机已经占领了全球近70%的市场。
发达的海洋经济是建设海洋强国的重要支撑。但是，走向深蓝并不比走向深空简单，这里是世界各国科技力量角逐的重要舞台。
2023年，我国海洋生产总值突破了9.5万亿元，呈现稳中向好态势。可以说，正是高端海洋工程装备支撑了我国的快速发展，并为我国300万平方公里海域的发展和开发持续增添了澎湃动力。
为什么南海这么重要？因为目前我国每年大概要引进5亿吨原油，石油对外依存度超过70%，保障能源安全成为当务之急。而据勘探，我国55%以上的油气资源都埋藏在水深超过1000米的南海海域。20世纪80年代起，曾先后有6个国家包括美国的石油巨头在南海展开了长达20余年的勘探，耗资50亿元左右，想在那里开采石油。但是由于钻井事故频发，纷纷铩羽而归。因此，南海被国外石油公司称为“海上油气勘探开发的禁区”。
近年来，随着科技进步和海洋工程装备能力的提升，我国深水油气勘探开发逐渐拉开大幕。“深海一号”是由中国自主研发建造的全球首座10万吨级深水半潜式生产储油平台，它彻底打破了海上“禁区”的魔咒。
建造“深海一号”有哪些难点？一是深远海地质条件复杂，既有高山峡谷、硬岩淤泥，又有台风袭扰、暗流涌动。我们并不怕远洋的台风，因为有时间准备，最怕的是南海本地的土台风，距离近，来得快。1983年，曾经发生震惊世界的“爪哇海”号沉船事件：一艘美国钻井船在南海遭遇了强台风，最终造成船上81人全军覆没。除了台风以外，还有内波。内波就是海里的暗流涌动，非常复杂。1963年，美国的一艘潜艇曾被内波卷到海底，船上160人全部遇难。“深海一号”钻井平台有1万多个传感器，能随时感知风速、温度、海水流速等环境变化。它能够在卫星定位和计算机系统的引导下，用电推进器来化解风和海浪的冲击，使整个平台稳如泰山。
另一个难点是深海之下工作环境恶劣。在1000米以下的深水里，什么也看不见，而45厘米的钻头要对准井口插进去，只有1.8厘米的缝隙。为此，我们研发了水下机器人，进行各种复杂的水下作业。现在，的深潜能力已经达到4500米左右，从而顺利解决了水下操作的问题。
我国的能源装备市场规模达到了1.8万亿元，占全球1/4。推动能源转型的根本途径是打造新型能源体系。最近几年，我国的新能源产业发展势头强劲。在目前全球动力电池市场上，宁德时代和比亚迪分列第一、第二，其中，的市场占有率首破40%。全世界排名前10位的动力企业中，有6家是中国企业。此外，我国光伏硅片占全球市场份额的90%以上，多晶硅、硅片、片、组件等产能的全球占比均达80%以上。我国的光伏电池已经达到了26.1%的转化率。这些都为我国未来发展可再生能源、“绿电”制“绿氢”创造了条件。
在能源技术方面，中国是目前唯一一个掌握和实践特高压输电这项尖端技术的国家。要建立一个大型的、安全的、强大的能源网络，就是这个网络的核心部分。有了强大的能源网络，配电网可以实现广泛互联，分布式能源、电动汽车电池系统都可以进入。输电技术中最难的是输电设备的设计和制造。目前，我国特高压输电设备所采用的超低铁损取向硅钢全部实现国产化，从100万千伏安的变压器一直到450万千伏安的变压器都能用。我国已经累计突破了数百项特高压工程技术难题。到目前为止，我国共有33项特高压输电工程，线多亿元。这直接带动了西部投资1.3万亿元，每年拉动西部GDP（国内生产总值）2600亿元，增加税收500亿元。
同时，我国累计出口了500亿美元的特高压工程装备。巴西美丽山水电站要把1100万千瓦的电力输送到巴西东南部地区，需要传输2000多公里。这个工程由中国中标，已经顺利完工。
“国和一号”是我国自行研制的三代核电技术。最初我们引进了美国的AP1000核电技术，它号称安全性能比原来的二代增加了数百倍。但是，美国只有设计方案，没有核电工程，而且它后来不再向我们提供一些设备，比如真空泵。于是，我们只能自己干。
“国和一号”采用了CAP1400技术。为什么是1400？因为AP1000是美国设计的核电技术，它的专利覆盖到135万千瓦的核电机组。所以，我们就自己设计出140万千瓦的核组，突破了它的专利封锁。“国和一号”的安全系数达到10的负7次方，单台机组的发电量达到125亿度电，每年可减少二氧化碳排放近千万吨。
“国和一号”有一个非常大的蒸汽发生器，钢壳达800吨重，其中有1万多根U型管，叫蒸汽发生器管，这是最重要的核心部件。但是，要完成U型管的变形非常难。当时法国的核电技术非常先进，有一家叫瓦卢瑞克的钢管公司能够生产蒸汽发生器管，我们就想与他们合作。但是他们拒绝了，只同意我们买他们的产品。有一位叫庄建新的民营企业家决定自己干。他是宝银特种钢管有限公司的总经理，钣金工出身，经过几年攻关，终于找到了窍门，生产出这种U型管。
一个100万千瓦的核组大概需要165吨这种钢管。我们生产不出这种钢管时，法国公司卖给我们的产品价格是每吨280万元。后来他们降到每吨60万元，我们也不买了。现在我们全部实现了国产化。最后，那家法国公司破产了，我们还把它给收购了。就这样，依靠自主创新，我们攻破了一个个难关，从跟跑、并跑，最后一直到领跑。
比如，高端医疗器械，这与百姓健康密切相关。到目前为止，我国仍大量进口高端，每年大概花费180亿美元。但是，超声检查、CT（电子计算机断层扫描）、磁共振成像等这些高端医疗影像和检测装备，我们慢慢发展起来了。不久前，联影集团作为国产高端医疗装备行业的头部企业，推出了世界首创全身临床超高场5T磁共振，取得了重大突破。
2023年1月，我国首台国产体外膜肺氧合系统（ECMO）获批上市。ECMO产品俗称“人工心肺”，可以辅助呼吸与血液循环，因此也被称为生命支持技术。过去这种高端医疗装备全部依赖进口。在新冠疫情期间，我们共有4家科研单位、100位科学家临危受命，花了1000天时间完成了研制工作。首台国产ECMO获批上市，标志着我国在ECMO的设计、研发、制造和核心零部件领域实现了重大突破，填补了国内空白，是我国高端医疗装备发展的重要里程碑。
近年来，我国新材料产业进入发展加速期，产业规模不断扩大，已成为名副其实的材料大国。日本东丽公司是一家高科技跨国企业，其碳纤维产品行销世界各地，年产量达到4万多吨。而仅在2022年，我国碳纤维产量就增加了4万多吨，全国碳纤维产能估计接近10万吨。
2023年，我国多晶硅的生产也发展很快。原来1000吨多晶硅的价格为10亿元，后来中国有色工程设计研究总院首先突破，把1000吨多晶硅的价格降到1亿元，再后来又降到8000万元，使生产成本降低了90%以上，而且产品的纯度越来越高。此外，第三代半导体材料的崛起，标志着我国在国际半导体材料领域已经可以改变竞争格局。这些的发展是非常鼓舞人心的。
截至2023年10月，我国领域建立了7个国家制造业创新中心，布局建设了35个新材料重点平台，一批重大关键材料取得突破。2023年前三季度，我国新材料产业的总产值达到5.7万亿元，全年很可能突破7万亿元。
新材料产业发展很快，这意味着装备制造业在提升，需求在提升，中高端的新兴产业需求在提升，从而推动了新材料的发展。
我国在高端装备制造方面取得了举世瞩目的成绩，但仍然存在一些科技短板，有些核心技术还有待突破。
众所周知，芯片是目前我国的一大科技短板。但是，我们已经做到了7纳米的设计、14纳米的制程、12英寸大硅片的生产。芯片还有什么技术难度需要突破呢？芯片制造需要极高的精密度和严格的环境控制，包括硅片的切割、电路设计、光刻、蚀刻等复杂工艺。中国在某些关键技术上仍高度依赖进口设备，比如高端光刻机。光刻机需要全球顶尖的供应链支持，它共有3万多个分件、超过10万个零部件、13个系统，全球共有5000多家企业服务于光刻机生产，相当于把世界上最精密的技术、装备和部件糅在一起。所以说，研发芯片是一项高度复杂、难度极大的任务。
还比如，航空发动机代表了一个国家工业和科技的最高水平，因为它综合了多学科和多种专业的技术成果，技术难度大，研制周期长。目前我们还有一些核心技术没有掌握。
还有，高端装备中的一些控制系统和软件，包括高端的智能系统、灵敏的传感系统等我们还没有完全掌握，所以，有些装备还得依赖进口。像大飞机的高性能雷达、航电系统、导航系统、通信系统还没有实现完全国产化。特别是高端装备的工艺设计软件，我们不能完全用别人的，要开发我们自己的系统软件。
此外，装备制造业的基础能力还有待提升，包括基础材料、基础工艺、基础元器件、基础软件以及技术体系。刚才说到，我们用40年走过了很多西方发达国家200年的发展道路，前面走得太快，后面有些还没有跟上，基础没有完全打。
