比芯片难度更高！美日全部垄断中国企业连山寨版的都造不出

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  几天前，清华大学在世界顶级杂志《Nature》上发布了类脑计算和量子计算的新成果。

  在这些成果中，该团队研制的芯片更是得到了业内着重关注，并登上了杂志的封面。

  这标志着我国在高精密设备类目中有了更大的突破，也缓解了“卡脖子”带来的种种掣肘。

  不过高精密仪器的技术壁垒一直都很高，有些甚至超过芯片，目前大部分技术掌握在美国和日本手中，我国想仿制都很难。

  日本拥有全世界最先进的重粒子癌症治疗基地：日本国立放射线医学综合研究所。

  该机构配备了尖端的加速器和放射仪器，可以安全并高效的杀死癌细胞，由于治癌效果明显，它甚至得到了联合国的特别认证。

  与普通的放射性设备不一样，日本研究的这套设备，能控制射线停止的时间和位置，从而在不伤及其他细胞的同时，精准的杀死癌细胞。

  根据该机构工作人员介绍，重粒子线设备杀死细胞的速度很快，而且没什么副作用。

  在最近几年，我国在放射性医疗设施上也取得了不俗的成果，但是就重粒子线治癌方面而言，还有较大的提升空间。

  在其他国家的医疗团队努力研究重粒子线设备时，日本没有固步自封，又研究出了硼中子捕捉疗法，这种疗法的主要针对目标同样是癌细胞。

  让患者先服用硼类药剂，根据癌细胞极易集成硼元素的特点，大致掌握癌细胞的位置和规模。

  需要特别说明的是，硼中子捕捉法不属于传统疗法，所以也不需要做手术，治疗过程中不会伤害到正常细胞。

  如果能研制出相关的医疗设施，那么对于国家和人民来说都是具有重大意义的事情。

  在1960年，日本希森美康公司生产了一台血液分析仪，从此开启了它在这一细分领域上的话语权。

  血液分析仪是临床医学中必不可少的设备，它可以分析血细胞计数，并进行进一步鉴定，方便医生针对各种疾病进行诊断和筛查。

  2018年，希森美康的血液检测仪已经成功抢占我国市场，并得到了超过45%的市场占有率，在一众国内外同种类型的产品中，处于绝对的领先地位。

  这个标准得到了我国有关部门的认可，目前国内的血液分析仪，是以希森美康为模板制造的。

  不过国内同样有优秀的企业，正在积累宝贵的经验，随着这一些企业的知识储备和相关经验不断深化，未来还有机会弯道超车。

  日本的光学设备世界闻名，它既能观察到极微小的原子，也可以精准观测到足够远的目标。

  前些年，日本研发了一种全息显微镜，在对于钨的观察实验中，该显微镜观察到了43pm的世界第一分辨率。

  全息显微镜并不是日本独有的专利，不过达到如此细微的程度，只此一家，几乎达到了光学显微技术的极致。

  世界上唯一能观测河外星系能量的全天候仪器来自日本，此刻正放置在国际空间站日本实验舱中。

  并且该品牌与同样来自于日本的柯尼卡美能达，一起占据了全球市场的七成份额。

  近几年，美国正在全力发展全新的数字显微技术，试图稀释日本的超高市场份额。

  除了高精密的显微技术和光学天象仪，日本的大型衍射光栅刻画技术也非常强劲。

  想制作中阶梯光栅，刻划机的精度一定要达到纳米级，而这种刻划机本身的制作要求也很严格。

  根据中国科学院资料，光栅刻划机由几千个元件组成，这些元件的加工精度要求很高，进行设备装配时，对元件之间的精度要求也非常严格。

  当设备装配完成，整机运行品质以及工作环境几乎达到了极致的标准，只有这样，才能制作出合格的光栅。

  不过在精度方面，日本仍然拔得头筹，最高可以到10000g/mm，目前无另外的国家能达到这种高度。

  光学玻璃更多的是出现在实验室和航空航天领域，从技术的角度来看，光学玻璃的标准远高于普通玻璃。

  普通玻璃的主要关注方向是通透度好不好，装饰性高不高，日常应用的安全性是否可靠。

  而光学玻璃并不考虑装饰性，在通透度和安全性这两方面的要求比普通玻璃高得多，因此设置的参数也拥有很高的标准。

  更高的折射率、红外线和紫外线光学玻璃的研究、消除光学玻璃中的不良成分、提高光学玻璃的化学稳定性、提高光学玻璃的透明度并防止被辐射着色、改进制作工艺的同时降低成本。

  如果拥有了精度更高的光学玻璃，那么我们研发光学仪器的目标也会比现在更简单一些。

  但是这些品牌主做下沉市场，真正拥有高精度的企业级扫描仪则是富士通的PFU。

  2010年，我国进行第六次人口普查，使用的就是富士通的扫描仪和OCR软件。

  一个方面是扫描仪本身集成了表单印刷、识别、电子化合成等多方面，并且在控制错误率上比其他品牌更好。

  该技术的中文名叫：光学字符识别。拥有图像预处理、二值化、去噪、校正、版面分析、字符切割、字符识别、版面恢复等功能。

  扫描仪是较为常见的产品，富士通扫描仪拥有的功能，其实别的扫描仪也基本都有，那么为什么我国进行人口普查时却使用了这款产品？

  在人口普查阶段，调查员会挨家挨户核实信息，通过手写的方式进行记录，这些资料并不容易被设备识别。

  当时参与工作的调查员有5万人，将公民的经济状况、学历、职业等记录在7亿4千万张纸上。

  这些内容通过扫描仪进行识别校对，同样是非常庞大的工作量，不但很考验人的工作效率，对于机器的运行质量也有很高要求。

  根据富士通公开的资料，他们的扫描仪可以识别超过99.4%的内容，在我国人口普查阶段起到了重要作用。

  2020年，我国发布了首份OCR能力测评与应用白皮书，提到未来OCR的发展方向，并确立了将国内OCR技术产业化落地的目标。

  OCR技术本身的原理并不复杂，但是要做到超高识别率，并不是容易的事情，只能寄希望于未来相关技术产业的不断发展。

  动力总成是动力的元件总称，这些元件包括发动机、离合器、变速箱上的诸多零件。

  而一套动力总成的品质好不好，是以测试结果为标准的，那么一套高精密的测试设备就显得尤为重要。

  既需要借助高精密设备测试其安全性，也需要通过一个叫做电波暗室的设备，检测电磁兼容性。

  随着汽车技术不断完善，电控系统也发生着变化，与之前的汽车电控相比，如今的系统更加复杂，整个电路的电压也在下降。

  这样就导致了一个问题，即：电路越来越容易受到电磁波的影响，从而出现安全隐患。

  该产品是完全隔绝外界电磁波干扰的测试空间，可以严谨而精准的对所有产品的电磁兼容性进行测试。

  目前，TDK公司已经生产了1000座电波暗室，数量和市场占有率均为世界第一。

  最近几年，受中美贸易影响，我国部分企业无法使用美国生产的芯片，同时中国自主研发的芯片也遭遇了卡脖子。

  芯片的技术壁垒固然很高，但是在制造芯片之前，一些高精密元件的技术难题才是我们更迫切需要解决的。

  目前市面上采用的蚀刻方式是干法蚀刻和湿法蚀刻，其中干法蚀刻为主流蚀刻方式。

  在工作过程中，等离子体会与表面薄膜反应，转化为可以挥发的物质，以此清理掉电路图上多余的部分。

  这个过程的难点在于，既要清理掉多余的部分，又不能影响到电路图该保留的部分。

  我们都知道，芯片早进入了纳米级时代，所以清理过程中，要确保每一步都足够精准。

  更令人棘手的是，虽然芯片面积非常小，但是如果放大来看，会发现上面的电路极其复杂，甚至堪比世界级豪华都市的密集布局。

  就目前的市场占有率来看，美国泛林半导体研制的蚀刻机占一半多市场份额，东京电子占20%。

  而且在蚀刻机的技术积累和设备完成度方面，这两家公司已经实现了销售量和技术的双重碾压，留给其他几个国家的市场份额则显得特别小。

  根据相关资料显示，日本企业在硅晶圆、合成半导体晶圆、光刻胶等14种材料中也拥有强大的市场积累，其市场占有率超过50%。

  唯一能破解的办法，是继续扶持国内企业，一点点突破技术壁垒，将芯片元件国产化，继而推动整个芯片制造业的发展。

  只要补足这些短板，就不会再被处处“卡脖子”，国家总实力也会进入新的高度。