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標題: 美國最頂尖的材料學家全是中國人，為什么我國材料工業水平仍然落后？ [打印本頁]

作者: 遠祥 時間: 2018-12-28 12:17
標題: 美國最頂尖的材料學家全是中國人，為什么我國材料工業水平仍然落后？
湯森路透集團發布了全球頂尖的100位材料學家名人堂榜單。

在這份依據過去10年中所發表研究論文的引用率而確定的最優秀的100名材料學家榜單中，共有15位華人科學家入選，其中榜單前6位均為華人，美國加州大學伯克利分校教授楊培東位居第一。

按本科院校劃分，上榜的15位華人科學家中，來自中科大的有7位，來自大陸其他大學的有3位，來自臺灣地區大學的有2位，而由美國大學培養出來的有3位(分別為臺灣留學生、自臺灣移民后裔、自香港移民后裔)。

為什么這些來自中國的人才，最后都選擇了留在美國？中國的材料工業、制造水平何時才能走在世界前列？

事實上，如今的中國，已經擁有完整的工業體系，生產著全球一半的鋼鐵、60%的水泥、25%以上的汽車……可以說是全球最大、最具活力的制造業中心。

然而中國工業大而不強，始終是令人痛心的一點。

中國制造業發展中普遍存在“心臟病”

“我國液壓工業的規模在2017年已經成為世界第二，但產業大而不強，尤其是額定壓力35MPa以上高壓柱塞泵，90%以上依賴進口。可以說，高壓柱塞泵是鯁在我國裝備制造業咽喉要道的一根‘刺’。”太重集團榆次液壓工業有限公司副總、高級工程師陳群立說，“高性能的柱塞泵，美德日等國外4家龍頭企業占據中國市場70%以上份額，在技術方面卻對中國嚴密封鎖。”

其實，這種現象（中國廠商出產品或者商業模式，少數發達國家出工業母機和支撐技術的現象。）是中國制造業發展中普遍存在“心臟病”的一個表現。

今年的中興事件，就是一個很好的例子。不過，中興事件發生后，媒體觀察的視野從部門逐漸看到整體產業，從個別問題擴散到一般問題。對制造業發展來說，這是好事。

中國“卡脖子”的領域，一大半是材料問題

近年來，中國在科研領域的發展很快，但中國科技被“卡脖子”的領域，一大半都是材料問題，這說明中國材料工業水平確實還很落后。

· “卡脖子”技術產品和目前領先甚至壟斷的國家：

1、高端顯示屏OLED生產設備真空蒸鍍機（日本）
——中國平板顯示已經做到了全球第一，差距在上游核心生產設備
2、“液晶屏骨頭”微球（日本）
——中國制造技術先進，但國產原材料不純影響微球性能
3、制造液晶顯示器用到的ITO靶材（日本、韓國）
——質量不穩定、材料不過關，從實驗室到量產才能突破大尺寸領域
4、國產大飛機用的航空鋼材（美國）
——還是材料問題，超強度鋼純凈度不夠
5、燃料電池膜電極組件關鍵材料（日本）
——中國實驗室成果達到國際水平，但量產有一致性和成本控制困難
6、新能源車的“心臟”鋰離子電池（美國、日本、韓國）
——美國強于研發設計，日本強于材料生產，中韓是第二梯隊
7、水下機器人深海油管焊接用的高端焊接電源（北歐）
——中國是全球最大焊接電源制造基地，差距在深海水下焊接設備和全數字化控制技術
8、海底觀測網系統水下連接器（美國、德國）
——事關國家安全，中國在實驗樣機階段，技術研究起步
9、全斷面隧道掘進機主軸承（德國、瑞典）
——中國已掌握直徑3米的主軸承核心技術，走出實驗室仍然是材料、工藝因素制約
10、機械設備高端軸承鋼（美國、瑞典）
——中國制軸工藝已經達到先進水平，還是材料差距
11、航空設計軟件（法國、美國）
——中國與國外同時起步，國家需要出臺政策鼓勵國產軟件的開發和使用
12、高質量消費級電容和電阻（日本）
——短板還是材料，日本的MLCC產品可以做到1000層，中國產品在300層左右
13、光刻機（荷蘭、日本）光刻機鏡頭（德國）
——ASML的鏡片是蔡司技術，德國祖傳的磨鏡手藝，拋光鏡片上百年技術積淀；除了鏡頭，光刻機還要頂級光源和極致的機械精度（3萬個機械件，200多個傳感器）
14、上游高端電子化學品例如LCD用光刻膠（日本）
——中國能生產，關鍵指標不夠先進拿不到訂單
15、冷凍電鏡用的透射式電鏡（美國、日本）
——用于基礎科研領域的實驗技術，中國起步很早，因市場太小連德國蔡司都放棄了
16、發現創新藥的潛在靶點的利器iCLIP（美國）
——同樣是科研實驗技術，2010年誕生的新技術
17、自研操作系統（美國）
——PC、智能手機的操作系統沒有國家能成功挑戰美國
18、工業機器人算法、軟件（日本、德國、瑞士）
——差距在底層核心算法
19、自動駕駛汽車必備的激光雷達（美國）激光雷達芯片例如發射器（德國）
——國產激光雷達最高40線，國外可做到64甚至128線，高分辨率芯片生產工藝不成熟
20、航空發動機適航標準（美歐）民用大涵道比發動機（美國、英國）
——要長期的工業實踐和驗證技術來支持
21、航空發動機的短艙（美國、法國）
——安放發動機的艙室、復雜的集成系統，中國處于空白階段
22、為高鐵鋼軌養護整形的仿形銑刀刀盤和刀片（德國、奧地利）
——需要一種超硬合金材料，中國尚在學徒階段
23、高端機床制造核心技術例如數控系統（德國、日本）
——基礎材料科學、工藝、設計上的差距；除了控制器，國產機床的絲杠、導軌、伺服電機、力矩電機、電主軸、編碼器等主要功能部件主要依賴于國外產品
24、柴油發動機“心臟”電控柴油高壓共軌系統（德國、美國和日本）
——中國可以做，就是差些
25、高端液壓裝備的核心元件高壓柱塞泵（美國、德國、日本）
——性能指標上的差距在于材料制造
26、重型燃氣輪機的核心技術（美國、日本、德國、意大利）
——材料差距例如葉片材料，原因是設備、工匠、工藝的差距；基礎研究的積累差距：設計技術、核心的熱端部件制造技術
27、高端的手機射頻器件，高端濾波器、振蕩器等射頻元件（美國）
——半導體材料差距大，中國研究做得早，量產化還是問題多：材料的一致性、電性能均勻性
28、工業仿生機器人觸覺傳感器（日本）
——生產工藝，材料純度不過關，產品的一致性比較差；國內企業大多做氣體、溫度等類型傳感器
29、高速的（≥25Gbps）光芯片和電芯片（美國）
——中興通訊被制裁的用于光通訊領域的光模塊，低速的（≤10Gbps）光芯片和電芯片實現了國產
30、高端CT機探測器（美國、荷蘭、德國）
——探測器制造工藝、材質都是機密，醫學成像產業已經被美國專利壁壘限制

“重科研”“輕應用”：中國材料強與弱的矛盾

在中國材料產業中，有一強一弱兩個比較矛盾的現象不得不提。

一方面我國科研人員近十年來在AM、AFM、AEM、EES、Nano Lett、Acs Nano、Nano Energy、Angew Chem、JACS等世界知名材料領域學術期刊上發表的文章數不勝數。無論是數量還是質量恐怕都令任何一個國家感到汗顏，其中包括美國、日本和德國。

（早在2006年我國研究者發表的材料科學論文就早已高于美國）

可另一方面，我國的材料制造業的地位絕沒有達到傲視群雄的地步。與美國材料制造相比，我們處于總體上的弱勢地位。在傳統金屬材料上，我們與德國和日本這兩個傳統材料強國間也還有一定差距。

同時還有另一個比較滑稽的現象。其實，我國材料工業目前的水平還比較差，正是需要有志青年大展身手的時候，但在“知乎”等青年學子扎堆的網絡論壇上，勸退“偽化生”的言論層出不窮，材料學科就是被勸退的重災區之一。

這些乍一看矛盾的現象背后，其實有一個非常合理的解釋。就是我國繁榮的材料研究背后并沒有支撐起相應體量的工業應用。在這樣的情況下，大學發表的材料論文和培養的人才越多，就業的形勢就越嚴峻，學生就業的待遇也就越差。

造成這一現象的直接原因是“重科研”“輕應用”的學科發展思路。

在多發論文，發好論文的指揮棒下，我國科研人員更熱衷于研究新奇材料，摘取這些“低垂的果實”，而這些成果可能幾十年內都難以進行工業應用。

而在國際學術期刊主編的口味影響下，中國材料科研人員熱衷于研究國外的學術熱點。這樣的研究，縱然能做出一些成果，還是不免為他人做了嫁衣裳。

想解決材料行業領域的這些問題，必須要有高瞻遠矚的頂層設計和合理科學的產業布局。這樣的布局必須是在中國現階段國情下各行業聯合的集約化布局，而且還應該有一定的彈性，可以隨時針對變化的情況進行把資源向急需研發也能研發成功的領域集中。

在材料行業外，我國目前也還有許多工業部門，甚至是關鍵工業的材料問題沒有完全解決。同時，作為世界市場競爭中相對弱勢的一方，我們也沒有資金和人才方面的突出優勢，未來，我們只有不斷改變優化思路才能實現超越。

作者: Cavalier_Ricky 時間: 2018-12-28 12:52
這個，問他們這些人，是最直接，最準確的答案。

哪些，是這邊做不到的或得不到的條件，而那邊，卻相對輕松很多。

作者: Vincent_Hsu 時間: 2018-12-28 12:55
萬惡的根源都在于一個不好的體制。

作者: 韓寒11 時間: 2018-12-28 13:18
從國外進口的材料和國內同牌號的材料相比，加工性能有很大的區別，比如同是不銹鋼304，316，加工后的表面粗糙度都不一樣

作者: crz222 時間: 2018-12-28 13:19
條件，條件，條件

作者: andriycike 時間: 2018-12-28 14:33
留不住人才的原因大家都心知肚明

作者: loveskycc 時間: 2018-12-28 14:38

Vincent_Hsu 發表于 2018-12-28 12:55
萬惡的根源都在于一個不好的體制。

美國體制很好嗎？我敢說我們這里很多人在美國連目前的日子都過不上，美國是典型的你出生在哪里你一輩子就是在哪里的國家，中國還能給你一點希望，村頭的小李又成了包工頭，讀了985碩士的小張還沒有混社會的小陳掙得多。。。你去美國試試，哎。。。距離產生美，這句話一點不假。。。如果你是人才就去美國吧，這些材料學家的兒女也會是學者是牛人，如果不是，還是在第三世界國家混混早日讓兒女考上好大學，萬一哪天中國階層像歐美一樣固化了想再努力連機會都沒有了。。。

作者: loveskycc 時間: 2018-12-28 15:13
說別人的時候比較容易，比如一說這個問題就是制度不好是環境不好，大家為什么不借我們論壇中出現的一些聲音先反思自己的老觀念？。。。我合作的兩家電機代工企業，最輝煌時候做1億多，當時利潤超過一半，有問題全靠客戶派人來培訓，廠里到目前還是一個電機學專業的人都沒有，業務量每年萎縮，快20年過去了，從當年一億多變成現在2000多萬，十多年前弄了一個管理和技術團隊老板讓去車間跟著師傅學電焊去車床磨軸，美其名曰不把每道工藝學會怎么解決生產問題，最后整個團隊都走了還留下了不肯吃苦眼高手低的名聲，某些人就是太把自己那些低端勞動當回事了，太鄙視讀書文化和理論知識了，太片面理解和信仰實踐了，一二三都不懂可能會搞七八九嗎？那邊才說了大學生不肯腳踏實地要在車間把每道工序學會，這邊開始憂國憂民說沒有頂尖科學家了。。。親愛的朋友們，大家放眼望望自己的周圍，來個高學歷的人是人盡其用還是在接受工廠工人再教育，每次看到這個話題看到一堆人義正詞嚴的批評，我就覺得太搞笑了，這些頂尖科學家留在中國，其實和當年北大清華的知識分子上山下鄉接受貧下中農再教育一樣，毀人不倦啊，四五十年過去了拒絕和殘害知識分子的風氣沒有完全改變才是這些大牛不回來的真正原因。當然我知道有人肯定要說搞設計搞科研連車床都不會操怎么設計，你還沒法反駁，就跟當年那些知青下鄉一樣，連地都種不好還能談什么火箭衛星，聽上去好像還很有道理的，畢竟種地多腳踏實地多容易連文盲都會，對吧？實際上怎么設計怎么科研那是他的事，你能明白你就是頂尖科學家了，所以干好自己的工作不要再對這些人指手畫腳了，朋友們，說不定某位當代華羅庚目前正在車間里被一幫連excel都不會的人嘲笑搞分析居然不會磨鉆頭啊~~~

作者: 遠祥 時間: 2018-12-29 18:05

|Cavalier_Ricky發表于 12-28 12:52這個，問他們這些人，是最直接，最準確的答案。<br>
<br>
哪些，是這邊做不到的或得不到的條件，而那邊，卻相對輕松很多。

大哥說的極是，一把辛酸淚呀

作者: 遠祥 時間: 2018-12-29 18:06

|Vincent_Hsu發表于 12-28 12:55萬惡的根源都在于一個不好的體制。

確實如此，國家不注重咱們機械行業鴨！

作者: 遠祥 時間: 2018-12-29 18:06

|韓寒11發表于 12-28 13:18從國外進口的材料和國內同牌號的材料相比，加工性能有很大的區別，比如同是不銹鋼304，316，加工后的表面粗糙度都不一樣

韓兄不愧是大師！肉眼就能分辨出來。

作者: 遠祥 時間: 2018-12-29 18:07

|crz222發表于 12-28 13:19條件，條件，條件

money，money，money！

作者: 遠祥 時間: 2018-12-29 18:08

|andriycike發表于 12-28 14:33留不住人才的原因大家都心知肚明

其實國家也心知肚明，就是不愿意大力投錢！特別是銀行！

作者: 遠祥 時間: 2018-12-29 18:09

|loveskycc發表于 12-28 14:38<br>美國體制很好嗎？我敢說我們這里很多人在美國連目前的日子都過不上，美國是典型的你出生在哪里你一輩子就是在哪里的國家，中國還能給你一點希望，村頭的小李又成了包工頭，讀了985碩士的小張還沒有混社會的小陳掙得多。。。你去美國試試，哎。。。距離產生美，這句話一點不假。。。如果你是人才就去美國吧，這些材料學家的兒女也會是學者是牛人，如果不是，還是在第三世界國家混混早日讓兒女考上好大學，萬一哪天中國階層像歐美一樣固化了想再努力連機會都沒有了。。。<br>

美國最可怕的是都藏著一把槍！而且反華陰謀太重！

作者: Cavalier_Ricky 時間: 2018-12-29 21:50

loveskycc 發表于 2018-12-28 15:13
說別人的時候比較容易，比如一說這個問題就是制度不好是環境不好，大家為什么不借我們論壇中出現的一些聲音 ...

老大，種地和衛星啥的有關系，我是只有咋聽咋傻。。。

文盲農民會種地，他是怎么會這個種地活兒的？

搞數學的天才，被另外一個世界的、無所謂的人嘲笑，那就不用在乎不用神經就行了啊。

比如我這么個無足輕重的庶民一個，到現在這個小地方來，經常聽本地人說：在我們這個地方不能這么搞，你得按這里的習慣來。

我就這些話：那你的意思，我過去幾十年的修煉成果，不如你們地方的丑陋習慣和思維了？

到底是你跟我，還是我跟你，你定下來了我再考慮該不該合作。

至于磨鉆頭，只要是跟切、削、磨、沖等有關的設備研發者，我認為是必須經歷的。

我都見過反向磨鉆頭的所謂機械設計者。

不懂“刃”的特性、簡單的群鉆設備都弄不出像樣的。

太多行業里的理論，就像電視里的廚師說“鹽少許”。

不經過自己的親身體驗和總結，永遠都弄不懂那個“鹽少許”到底是多少，啥時候可以多放，啥時候不能多放。

當然，不少人，可以不經過親身體驗而靠借鑒就可做到某些事的領悟。

但，這個領悟到底是不是正確的，得用什么辦法來自我驗證？

最后再說我自己的事兒：我到現在也沒車過螺紋。

人家笑我，我很不好意思地回答：是啊。我多笨啊。我只會搞設計。

不就一兩句話的事兒嗎？

人活著，啥樣的人都不得不去碰到。

躲，避，也是一種辦法。

而我，永遠都是以攻為守型的。

為什么？事兒過了，我不郁悶啊。。。我不用只在別的地方背后發牢騷啊。

作者: loveskycc 時間: 2018-12-30 09:19

Cavalier_Ricky 發表于 2018-12-29 21:50
老大，種地和衛星啥的有關系，我是只有咋聽咋傻。。。

文盲農民會種地，他是怎么會這個種地活兒的？

種地是一個對人文化素質要求低的工作，搞衛星是一個高端的工作，所以對于上山下鄉的知識青年，很多老鄉單純的認為低端都干不好，肯定干不了高端的，如果不干低端的想搞高端的就是不腳踏實地，這就是那個時候國家號召知識青年接受貧下中農再教育的目的之一。當年某人懂科學么，他肯定不懂的，所以就用他那個層次最樸素的思想去想高精尖，于是大筆一揮，百萬知識青年上山下鄉。

另外關于磨鉆頭，因為上次也有朋友和我討論過，這一點我尊重大家的想法，但我也堅持我的理念，本來對于工作每個人看法不一樣。我想對于設計的人來說最重要的是建立一套通用型的設計規則，比如1+1等于2，你只需要記住等于2，而不需要去證明1+1等于2，這樣不僅可以避免很多不確定性和建立工作的統一性，還可以減少新人的成長時間，而不是來一個人先磨出什么鉆頭再去搞設計，因為一個地方打多少毫米的孔只要按照規則來，他知道這個孔在這個地方是可以打出來的就可以了，至于怎么打那是加工方的事。我認為工作上知識的統一非常非常重要，至少可以解決我們工作中很多無意義的溝通，如同我們不會對1+1是不是等于2去爭論一樣。我提磨鉆頭的問題主要是上次一個帖子下和別人討論過這個問題，可能有些朋友覺得我比較執著甚至說一眼就知道我是外行，其實我只是自己思考，我想歐美那些頂尖設計者應該不會磨群鉆吧，那么妨礙他們設計了么。。。所以以后如果有機會遇到設計頂尖的人我會專門問這個問題，目的也不是要爭個贏或者證明自己是對的，只是求證了之后讓很多人避免某些無意義的勞動，同時更重要的是了解一種規則。

我真的見過有個給主機廠配套做汽車零件的老板得意洋洋的告訴我別人幾年了攻絲攻不好，攻出來總是大，還是他花了很長時間改過來的，我想攻絲無非就是切削和擠壓，攻絲頭是剛性還是柔性，切削和擠壓又只有那么幾種絲錐類型，打底孔也就那幾套方法，設備主軸跳動如果沒問題，這種東西還能玩出什么花樣需要很長時間？最開始我以為是我想簡單了畢竟對我來說不可能這么多人這點組合搞這么久，最后搞加工中心我才發現全廠連柔性刀柄都不知道，換言之他根本不知道是在臺鉆上用浮動頭解決了攻絲問題，更不要說為什么浮動頭可以解決這個問題同時下次碰到任何其他材料攻絲錯的機會還是很大，我相信在很多中小微企業這絕不是個例。。。

說了這么多，總之就是一切按一套規則和體系來，形成體系化方案，如果沒有的，一定要去建立，讓后來的人能夠在前人的積累上工作，絕大多數人只要記住1+1等于2就可以了，沒必要再去證明一遍。

作者: ygyi2009 時間: 2022-2-11 16:10
因為是發論文的專家

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