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科技立則民族立，科技強則國家強。

在央視財經(jīng)頻道《中國經(jīng)濟大講堂》節(jié)目中，中國工程院院士、中國工程院原副院長干勇，從大國重器的研制，談到高端裝備制造業(yè)的整體發(fā)展，得出這樣一個結(jié)論：只有立足自主創(chuàng)新，才能走出一條高水平科技自立自強之路。

在大國重器和超大工程建設(shè)方面，中國人在人類歷史上留下了一道永久的、亮麗的風(fēng)景線。但是，我們的路還很長。要推進新型工業(yè)化，加快建設(shè)制造強國、質(zhì)量強國、航天強國、交通強國、網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國，我們必須始終以科技自立自強為己任，立足自主創(chuàng)新，為實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興而奮斗?！捎?/p>

■干勇

成功逆襲的盾構(gòu)機

裝備制造業(yè)，是大國重器，是實體經(jīng)濟的重要組成部分。幾十余年來，我國裝備制造業(yè)成為推動工業(yè)增長的主力。一大批標志性的大國重器取得突破，國際競爭力不斷增強，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大。

我國高端裝備為什么能夠取得很好的成績、發(fā)展出較高的水平，一下子進入世界一流方陣，有的甚至超過國外了呢？因為我們用40年時間走過了很多西方國家200年的工業(yè)化進程，基本建設(shè)突飛猛進。而且，我們遇到一個很好的機遇，那就是信息社會來了，第四次工業(yè)革命來了，因此，我國的大型高端裝備發(fā)展很快。

以超大型盾構(gòu)機為例。隨著我國鐵路、公路、地鐵、海底隧道等大量基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，對盾構(gòu)機的需求量很大。過去，盾構(gòu)機完全依賴進口，比如從德國買一臺盾構(gòu)機，一旦出了問題，刀盤一斷，拿回去換，修一次就是5000萬元。不僅花錢，還影響工程進度。

盾構(gòu)機，也叫全斷面隧道掘進機，是涉及機械、液壓、電氣、力學(xué)等數(shù)十個學(xué)科的復(fù)雜的大型裝備。一臺盾構(gòu)機的精密零部件有多少？3萬多個，每一個單體控制就有2000多個控制點。所以，它也是世界上建造難度最大的大型裝備。

我國幅員遼闊，地形非常復(fù)雜，盾構(gòu)機在使用中會遇到各種各樣的問題，因此必須保證刀盤的強度、韌性和使用壽命。2008年，我國自己建造的第一臺盾構(gòu)機——“中國中鐵一號”橫空出世，它完全是自主設(shè)計的，打破了洋盾構(gòu)機一統(tǒng)天下的格局。

后來，我們又研制了一臺最大直徑的盾構(gòu)機叫“京華號”，開挖直徑達16.07米，整機長150米，重4300噸，是個名副其實的“巨無霸”。該盾構(gòu)機打破了國外對常壓換刀式泥水平衡盾構(gòu)機的技術(shù)壟斷，解決了多項世界性難題。開挖、排土、出渣、支護、襯砌、封固，一氣呵成，隧道主體結(jié)構(gòu)一次成型。

川藏鐵路是迄今為止全世界建造難度最大的鐵路，全長1800多公里，有340座大橋、180多條隧道，橋隧占比達到全長的84%，而且那里的巖石非常堅硬，一般的盾構(gòu)機根本無法掘進。但是，中國鐵建研發(fā)出來的硬巖隧道盾構(gòu)機就解決了這一世界性難題。目前，我國國產(chǎn)的盾構(gòu)機已經(jīng)出口到全世界24個國家，特別是近3年，硬巖隧道掘進機出口就有103臺，價值達235億元。國產(chǎn)盾構(gòu)機已經(jīng)占領(lǐng)了全球近70%的市場。

打破“禁區(qū)”的魔咒

發(fā)達的海洋經(jīng)濟是建設(shè)海洋強國的重要支撐。但是，走向深藍并不比走向深空簡單，這里是世界各國科技力量角逐的重要舞臺。

2023年，我國海洋生產(chǎn)總值突破了9.5萬億元，海洋經(jīng)濟呈現(xiàn)穩(wěn)中向好態(tài)勢。可以說，正是高端海洋工程裝備支撐了我國海洋經(jīng)濟的快速發(fā)展，并為我國300萬平方公里海域的發(fā)展和開發(fā)持續(xù)增添了澎湃動力。

為什么南海這么重要？因為目前我國每年大概要引進5億噸原油，石油對外依存度超過70%，保障能源安全成為當務(wù)之急。而據(jù)勘探，我國55%以上的油氣資源都埋藏在水深超過1000米的南海海域。20世紀80年代起，曾先后有6個國家包括美國的石油巨頭在南海展開了長達20余年的勘探，耗資50億元左右，想在那里開采石油。但是由于鉆井事故頻發(fā)，紛紛鎩羽而歸。因此，南海被國外石油公司稱為“海上油氣勘探開發(fā)的禁區(qū)”。

近年來，隨著科技進步和海洋工程裝備能力的提升，我國深水油氣勘探開發(fā)逐漸拉開大幕?！吧詈Ｒ惶枴笔怯芍袊灾餮邪l(fā)建造的全球首座10萬噸級深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺，它徹底打破了海上“禁區(qū)”的魔咒。

建造“深海一號”有哪些難點？一是深遠海地質(zhì)條件復(fù)雜，既有高山峽谷、硬巖淤泥，又有臺風(fēng)襲擾、暗流涌動。我們并不怕遠洋的臺風(fēng)，因為有時間準備，最怕的是南海本地的土臺風(fēng)，距離近，來得快。1983年，曾經(jīng)發(fā)生震驚世界的“爪哇海”號沉船事件：一艘美國鉆井船在南海遭遇了強臺風(fēng)，最終造成船上81人全軍覆沒。除了臺風(fēng)以外，還有內(nèi)波。內(nèi)波就是海里的暗流涌動，非常復(fù)雜。1963年，美國的一艘潛艇曾被內(nèi)波卷到海底，船上160人全部遇難?！吧詈Ｒ惶枴便@井平臺有1萬多個傳感器，能隨時感知風(fēng)速、溫度、海水流速等環(huán)境變化。它能夠在衛(wèi)星定位和計算機系統(tǒng)的引導(dǎo)下，用電推進器來化解風(fēng)和海浪的沖擊，使整個平臺穩(wěn)如泰山。

另一個難點是深海之下工作環(huán)境惡劣。在1000米以下的深水里，什么也看不見，而45厘米的鉆頭要對準井口插進去，只有1.8厘米的縫隙。為此，我們研發(fā)了水下機器人，進行各種復(fù)雜的水下作業(yè)?，F(xiàn)在，機器人的深潛能力已經(jīng)達到4500米左右，從而順利解決了水下操作的問題。

一句話，要想突破這些難關(guān)，就必須牢牢掌握高端海洋工程裝備的各種制造技術(shù)。

從跟跑、并跑到領(lǐng)跑

我國是世界上最大的能源消費國之一，要筑牢能源安全的根基，離不開高水平能源裝備。

我國的能源裝備市場規(guī)模達到了1.8萬億元，占全球1/4。推動能源轉(zhuǎn)型的根本途徑是打造新型能源體系。最近幾年，我國的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強勁。在目前全球動力電池市場上，寧德時代和比亞迪分列第一、第二，其中，寧德時代的市場占有率首破40%。全世界排名前10位的動力電池企業(yè)中，有6家是中國企業(yè)。此外，我國光伏硅片占全球市場份額的90%以上，多晶硅、硅片、電池片、組件等產(chǎn)能的全球占比均達80%以上。我國的光伏電池已經(jīng)達到了26.1%的轉(zhuǎn)化率。這些都為我國未來發(fā)展可再生能源、“綠電”制“綠氫”創(chuàng)造了條件。

在能源技術(shù)方面，中國是目前唯一一個掌握和實踐特高壓輸電這項尖端技術(shù)的國家。要建立一個大型的、安全的、強大的能源網(wǎng)絡(luò)，特高壓就是這個網(wǎng)絡(luò)的核心部分。有了強大的能源網(wǎng)絡(luò)，配電網(wǎng)可以實現(xiàn)廣泛互聯(lián)，分布式能源、電動汽車電池系統(tǒng)都可以進入。特高壓輸電技術(shù)中最難的是輸電設(shè)備的設(shè)計和制造。目前，我國特高壓輸電設(shè)備所采用的超低鐵損取向硅鋼全部實現(xiàn)國產(chǎn)化，從100萬千伏安的變壓器一直到450萬千伏安的變壓器都能用。我國已經(jīng)累計突破了數(shù)百項特高壓工程技術(shù)難題。到目前為止，我國共有33項特高壓輸電工程，線路達5萬公里以上，投資5000多億元。這直接帶動了西部投資1.3萬億元，每年拉動西部GDP（國內(nèi)生產(chǎn)總值）2600億元，增加稅收500億元。

同時，我國累計出口了500億美元的特高壓工程裝備。巴西美麗山水電站要把1100萬千瓦的電力輸送到巴西東南部地區(qū)，需要傳輸2000多公里。這個工程由中國中標，已經(jīng)順利完工。

“國和一號”是我國自行研制的三代核電技術(shù)。最初我們引進了美國的AP1000核電技術(shù)，它號稱安全性能比原來的二代增加了數(shù)百倍。但是，美國只有設(shè)計方案，沒有核電工程，而且它后來不再向我們提供一些設(shè)備，比如真空泵。于是，我們只能自己干。

“國和一號”采用了CAP1400技術(shù)。為什么是1400？因為AP1000是美國設(shè)計的核電技術(shù)，它的專利覆蓋到135萬千瓦的核電機組。所以，我們就自己設(shè)計出140萬千瓦的核電機組，突破了它的專利封鎖?！皣鸵惶枴钡陌踩禂?shù)達到10的負7次方，單臺機組的發(fā)電量達到125億度電，每年可減少二氧化碳排放近千萬噸。

“國和一號”有一個非常大的蒸汽發(fā)生器，鋼殼達800噸重，其中有1萬多根U型管，叫蒸汽發(fā)生器管，這是最重要的核心部件。但是，要完成U型管的變形非常難。當時法國的核電技術(shù)非常先進，有一家叫瓦盧瑞克的鋼管公司能夠生產(chǎn)蒸汽發(fā)生器管，我們就想與他們合作。但是他們拒絕了，只同意我們買他們的產(chǎn)品。有一位叫莊建新的民營企業(yè)家決定自己干。他是寶銀特種鋼管有限公司的總經(jīng)理，鈑金工出身，經(jīng)過幾年攻關(guān)，終于找到了竅門，生產(chǎn)出這種U型管。

?一個100萬千瓦的核電機組大概需要165噸這種鋼管。我們生產(chǎn)不出這種鋼管時，法國公司賣給我們的產(chǎn)品價格是每噸280萬元。后來他們降到每噸60萬元，我們也不買了?，F(xiàn)在我們?nèi)繉崿F(xiàn)了國產(chǎn)化。最后，那家法國公司破產(chǎn)了，我們還把它給收購了。就這樣，依靠自主創(chuàng)新，我們攻破了一個個難關(guān)，從跟跑、并跑，最后一直到領(lǐng)跑。

一些高端領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破

最近幾年，我們也在一些高端制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。

比如，高端醫(yī)療器械，這與百姓健康密切相關(guān)。到目前為止，我國仍大量進口高端醫(yī)療器械，每年大概花費180億美元。但是，超聲檢查、CT（電子計算機斷層掃描）、磁共振成像等這些高端醫(yī)療影像和檢測裝備，我們慢慢發(fā)展起來了。不久前，聯(lián)影集團作為國產(chǎn)高端醫(yī)療裝備行業(yè)的頭部企業(yè)，推出了世界首創(chuàng)全身臨床超高場5T磁共振，取得了重大突破。

2023年1月，我國首臺國產(chǎn)體外膜肺氧合系統(tǒng)（ECMO）獲批上市。ECMO產(chǎn)品俗稱“人工心肺”，可以輔助呼吸與血液循環(huán)，因此也被稱為生命支持技術(shù)。過去這種高端醫(yī)療裝備全部依賴進口。在新冠疫情期間，我們共有4家科研單位、100位科學(xué)家臨危受命，花了1000天時間完成了研制工作。首臺國產(chǎn)ECMO獲批上市，標志著我國在ECMO的設(shè)計、研發(fā)、制造和核心零部件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大突破，填補了國內(nèi)空白，是我國高端醫(yī)療裝備發(fā)展的重要里程碑。

近年來，我國新材料產(chǎn)業(yè)進入發(fā)展加速期，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，已成為名副其實的材料大國。日本東麗公司是一家高科技跨國企業(yè)，其碳纖維產(chǎn)品行銷世界各地，年產(chǎn)量達到4萬多噸。而僅在2022年，我國碳纖維產(chǎn)量就增加了4萬多噸，全國碳纖維產(chǎn)能估計接近10萬噸。

2023年，我國多晶硅的生產(chǎn)也發(fā)展很快。原來1000噸多晶硅的價格為10億元，后來中國有色工程設(shè)計研究總院首先突破，把1000噸多晶硅的價格降到1億元，再后來又降到8000萬元，使生產(chǎn)成本降低了90%以上，而且產(chǎn)品的純度越來越高。此外，第三代半導(dǎo)體材料的崛起，標志著我國在國際半導(dǎo)體材料領(lǐng)域已經(jīng)可以改變競爭格局。這些新材料的發(fā)展是非常鼓舞人心的。

截至2023年10月，我國新材料領(lǐng)域建立了7個國家制造業(yè)創(chuàng)新中心，布局建設(shè)了35個新材料重點平臺，一批重大關(guān)鍵材料取得突破。2023年前三季度，我國新材料產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值達到5.7萬億元，全年很可能突破7萬億元。

新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，這意味著裝備制造業(yè)在提升，需求在提升，中高端的新興產(chǎn)業(yè)需求在提升，從而推動了新材料的發(fā)展。

哪些方面還存在短板

我國在高端裝備制造方面取得了舉世矚目的成績，但仍然存在一些科技短板，有些核心技術(shù)還有待突破。

眾所周知，芯片是目前我國的一大科技短板。但是，我們已經(jīng)做到了7納米的設(shè)計、14納米的制程、12英寸大硅片的生產(chǎn)。芯片還有什么技術(shù)難度需要突破呢？芯片制造需要極高的精密度和嚴格的環(huán)境控制，包括硅片的切割、電路設(shè)計、光刻、蝕刻等復(fù)雜工藝。中國在某些關(guān)鍵技術(shù)上仍高度依賴進口設(shè)備，比如高端光刻機。光刻機需要全球頂尖的供應(yīng)鏈支持，它共有3萬多個分件、超過10萬個零部件、13個系統(tǒng)，全球共有5000多家企業(yè)服務(wù)于光刻機生產(chǎn)，相當于把世界上最精密的技術(shù)、裝備和部件糅在一起。所以說，研發(fā)芯片是一項高度復(fù)雜、難度極大的任務(wù)。

還比如，航空發(fā)動機代表了一個國家工業(yè)和科技的最高水平，因為它綜合了多學(xué)科和多種專業(yè)的技術(shù)成果，技術(shù)難度大，研制周期長。目前我們還有一些核心技術(shù)沒有掌握。

還有，高端裝備中的一些控制系統(tǒng)和軟件，包括高端的智能系統(tǒng)、靈敏的傳感系統(tǒng)等我們還沒有完全掌握，所以，有些裝備還得依賴進口。像大飛機的高性能雷達、航電系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)還沒有實現(xiàn)完全國產(chǎn)化。特別是高端裝備的工藝設(shè)計軟件，我們不能完全用別人的，要開發(fā)我們自己的系統(tǒng)軟件。

此外，裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)能力還有待提升，包括基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)元器件、基礎(chǔ)軟件以及技術(shù)體系。剛才說到，我們用40年走過了很多西方發(fā)達國家200年的發(fā)展道路，前面走得太快，后面有些還沒有跟上，基礎(chǔ)沒有完全打牢，所以還要“補課”。這也是未來提升我國高端裝備制造能力的一個很重要的方面。

加速形成新質(zhì)生產(chǎn)力

未來，我們應(yīng)該怎樣走一條高水平科技自立自強之路？

2023年9月，習(xí)近平總書記在黑龍江考察調(diào)研期間首次提出“新質(zhì)生產(chǎn)力”這個概念。我認為，新質(zhì)生產(chǎn)力的特點在“新”，關(guān)鍵在“質(zhì)”。新，指的是新技術(shù)、新模式、新產(chǎn)業(yè)、新領(lǐng)域、新動能?，F(xiàn)在人類的技術(shù)積累已經(jīng)到了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能，提升了整個基礎(chǔ)能力。質(zhì)，是指質(zhì)量、品質(zhì)、特質(zhì)要提升。過去，我們主要依靠傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、依靠基本建設(shè)來發(fā)展；現(xiàn)在，新質(zhì)生產(chǎn)力成了我國經(jīng)濟發(fā)展的新動能。特別是在新能源、新材料、先進制造、電子信息、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和培養(yǎng)未來產(chǎn)業(yè)上，要加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力。

新一輪的科技革命要有新的驅(qū)動賦能。有人說，未來的國力就是算力之爭。2030年，通用算力將增加10倍，人工智能算力將增加500倍。所以，建立在算力底座上的新一代人工智能、連續(xù)大數(shù)據(jù)，是未來競爭的重要手段。在未來布局上，我們要注重算力底座的構(gòu)筑，像超算中心、大數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)庫的建立等等。

我舉一個例子。材料基因組計劃就是一種基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的材料科學(xué)研究方法，它通過收集大量材料數(shù)據(jù)，進行大數(shù)據(jù)分析，可以使新材料的研發(fā)降低一半的成本，縮短一半的周期。也就是說，通過算力可以提升新材料的研發(fā)能力和水平。

未來，我國還將在網(wǎng)絡(luò)元宇宙、空間信息、仿生機器人、合成生物、未來醫(yī)療、氫能、儲能、前沿材料、柔性電池等前沿科技領(lǐng)域持續(xù)推進發(fā)展。

總而言之，在大國重器和超大工程建設(shè)方面，中國人在人類歷史上留下了一道永久的、亮麗的風(fēng)景線。但是，我們的路還很長。要推進新型工業(yè)化，加快建設(shè)制造強國、質(zhì)量強國、航天強國、交通強國、網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國，我們必須始終以科技自立自強為己任，立足自主創(chuàng)新，為實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興而奮斗。

（本報記者 ?徐蓓 ?整理）