17条突围轨迹，指向同一个故事——早已森严壁垒，更加众志成城。
文
立方知造局
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今天是12月26日，毛泽东同志诞辰周年，也是第6个中国制造日。
“中国制造日”，纪念中国制造业的缔造者毛泽东。他指出改变经济贫穷落后，被动挨打局面的唯一道路就是实现国家工业化。
中国制造业从东北车间里的金属撞击声起步，在改革开放后机器轰鸣声中壮大，如今站在年——十四五规划的开局之年——几代中国人从未停止努力，中国制造业作为立国之本、兴国之器、强国之基日益强大。
70多年间，中国不屈不挠的努力，一步步实现自己的目标。年7月，长春一汽诞生了中国第一辆汽车。年，中国第一颗人造卫星飞天。而今，高铁、锂电池成为中国制造的新名片。
中国也成为世界上唯一一个拥有联合国产业分类中所列全部工业门类的国家。
今天，中国制造业正处于往高端制造爬坡的关键时刻，也意味着中国要往技术、工艺高峰攀爬，其中之一，便是突破一些被卡脖子的领域。
立方知造局将从关键材料、核心元器件、先进工艺、产业基础四个维度，梳理出年中国制造业在产、学、研上的17个新突破。
战斗不息，突围不止。中国制造业的任何故事，都蕴含同一个母题——
“早已森严壁垒，更加众志成城”。
核心元器件
01.芯片：湖南大学研究垂直晶体管加工，绕开光刻机限制
卡脖子，很多人的第一反应，是芯片。
中国芯片被卡脖子，因为高端光刻机和设计软件被瓦森纳协议禁售。如果无法突破或绕开壁垒，中国自主研发高端芯片将难以实现。
今年6月份，湖南大学在《自然·电子学》杂志上发表将芯片加工工艺的新思路——超短沟道垂直晶体管。
图源：湖南大学
不同于芯片加工传统工艺，晶体管之间平行摆放，当芯片到达3nm工艺时，缩短够到长度越来越难，对光刻机的精度要求越高。如果采用垂直晶体管加工，能确保在沟道物理长度小至10nm，甚至5nm以下的同时，不需要依赖高精度光刻机。
目前台湾省台积电试产3nm制程手机芯片；PC端头部厂商在7-10nm之间。而国内厂商如果采用全国产设备，只能生产90nm的产品。这或将为中国芯片行业提供一种新的生产加工思路。
中国已经提出年实现70%芯片自给率的目标。未来，28nm芯片将成为纯国产芯片新起点。中国芯片逆水行舟，等待抵达突围的港口。
02.触觉传感器：
1.国产力触觉传感器开发首款针灸仿真训练系统
2.多模式视触觉传感试验产品诞生
触觉传感器能够让人与机器人协同交融地工作。
国产触觉传感器有两个地方被卡脖子：生产工艺和材料纯度。生产工艺上，国产一致性、稳定性差，传感器中点与点性能无法做到一样。材料纯度上：石墨烯制作传感器的技术还不成熟。
工业生产中，对拥有触觉传感器的机器人需求不断增多，日企的阵列式传感器单个高达10万元，机器人企业成本压力很大。
中国目前有多家传感器制造商，但大多从事气体、温度等传感器。而真正的触觉传感器厂商，大多只能量产一点式传感器，与国外阵列式差距很大。
图源：pixabay
突围，起于狭路。
年，上海昕触与南京先端机器人合作开发世界首款针灸仿真训练系统，采用力触觉传感技术。
中国科学院智能机器人系统研究部，利用光度立体算法，在多模式视触觉传感技术上取得进展，试验产品为GelStereo系列。
触觉传感器已列入“中国制造”、国家科技创新规划中，未来政策将继续扶持，技术研发投入，我们等待着国内头部厂商崛起，在那片日企垄断的市场中，撕开一道裂口。
03.激光雷达：中国制造登上自动驾驶汽车
激光雷达是自动驾驶汽车的眼睛。可以说，激光雷达直接决定自动驾驶的等级。
卡脖子的地方在于：多线数设备趋向芯片化；产品测距、精度等要求。追求%国产，要解决芯片和技术上的难题。
激光雷达作为小众行业，又是必需品，完全由卖方市场主导供应和价格。如果不能完全突破，国产汽车的成本、定价权将被国外厂商把控。
中国最早的16线产品于年推出，目前已有厂商走在芯片化布局前列，但零部件自研、高工艺制造等核心环节，即使是头部厂商仍然面临困难。
专精特新企业从来不会在突围路上缺席。年，禾赛科技推出AT——长距混合固态激光雷达。并和多个车厂合作，年出售的10多款激光雷达车型中，有三分之一搭载禾赛产品。
另一国产激光雷达代表企业镭神智能，则在今年推出CHX激光雷达，能适用于L3、L4级自动驾驶。
随着自动驾驶技术的成熟与普及，L3及以上自动驾驶需要配备的激光雷达数量随级别提升增加，L3级为1个，L4级为2-3个，L5级高达4-6个，利好国产激光雷达行业。
除了自动驾驶外，激光雷达还能在二氧化碳探测卫星、测绘、地质灾害防治等热点场景都能进行多样化应用。
04.铣刀：突破0.01mm
机床被称作工业母机，而铣刀相当于“女娲”之手。
铣刀的原材料是超硬质合金，配比与合成都需要不断试错，在加工时又需要用到机床，容易陷入“死循环”。
中国在高端机床和铣刀上，要么受到瓦森纳协议的禁售限制，要么面临卖方单方面抬高售价。高精度的铣刀更是加工芯片时不可或缺的工具，一旦被卡住脖子，多条产业链都会面临停摆。
中国对于铣刀、机床的研发从建国初期就已开始，但在小直径、高精度的产品上，由于基础材料和加工技术的限制，与国外还有差距。
年6月，中国五矿所下属中钨高新金州公司，成功突破0.01mm直径铣刀，并且破解易折、难监控等难题。
年，中国新成立铣刀相关企业74家。铣刀和机床共生互补，未来仍会是我国技术突围的主要目标。
05.高压柱塞泵：
1.完成排量高压柱塞泵配流副关键技术研究
2.开发出智能型电液一体多路阀先导控制模块样机
液压元器件在工程机械中的地位，相当于集成电路领域的硅。
决定高压柱塞泵产品成败的是设备精密度和使用寿命。突破的难点一方面是工艺水平，一方面是材料选择。
年，中联重科开发出智能型电液一体多路阀先导控制模块样机；三一汽车制造有限公司已完成排量高压柱塞泵配流副关键技术研究。
高压柱塞泵和汽车发动机一样，研发、制造、应用规模越大，产品改进升级就越快，中国的市场优势非常有利于这类产品发展。不断普及的数字孪生和数字仿真技术也将起到关键作用。
06.掘进机主轴承：完成2条主轴承生产线的工艺布局和设备选型
中国的掘进机已经是国际领先水平，但“心脏”部位——主轴承仍然依赖进口。由于掘进机恶劣的工作环境，对于轴承材料的刚度有很高要求；另一方面，这种轴承尺寸巨大且结构复杂，每个都需要上百道工序。
掘进机主轴承非常昂贵，中国每年生产台掘进机，进口轴承就要花费近10亿元。而在技术没有成熟的情况下，贸然使用国产替代品，一旦发生故障，造成的损失只会更大。
中国掘进机研发从年开始，通过并购德企，技术很快达到世界先进水平。但国外掘进机零部件的生产已近百年，对于主轴承这类核心零部件的生产经验远比中国丰富。
年，中国铁建重工研发的“大型掘进机主轴承及数字仿真技术”，已完成2条主轴承生产线的工艺布局和设备选型，并且研制出直径4.8m主轴承产品，以及大型工况模拟试验台。
目前国产掘进机主轴承理论技术已经齐备，量产只是时间问题。但后续的装配、实验以及维护保养等工作，仍然需要先进的工程机械经验积累。
先进基础工艺类
07.光刻机：清华大学找到EUV光刻机的潜在光源SSMB
光刻机——半导体行业桂冠上的明珠，集合精密光学、精密仪器、高分子化学、物理、机械自动化软件、高精度环境控制、流体力学等全球顶尖先进技术。
年，全球光刻机由荷兰ASML、日本佳能和尼康垄断，三者出货量占比分别为62.47%、29.54%和7.51%。其中高端光刻机由ASML一家独大。
一台高端光刻机涉及超过10万个零件，和全球多个供应商。国产光刻机的突围之路，仍在进行中。
年，中国有一则关于光刻机的好消息。2月25日，清华大学工程物理系教授唐传祥研究组联合国外科研人员发布了一项重大科研成果：基于一种新型粒子加速器光源“稳态微聚束”（SSMB），能获得高功率、高重频、窄带宽的相干辐射，波长可覆盖从太赫兹到极紫外（EUV）波段。
大功率的EUV光源是EUV光刻机的核心基础。随着芯片工艺节点的不断缩小，预计对EUV光源功率的要求将不断提升，达到千瓦量级。
基于SSMB的EUV光源有望实现较大的平均功率，并具备向更短波长扩展的潜力，为大功率EUV光源的突破提供全新的解决思路。
这或将给光子科学研究提供新的机遇，助力中国EUV（极紫外）光刻机的自主研发。
08.工业软件：国内首款Linux系统3DCAD软件发布
图源：中望