科技立则民族立，科技强则国家强。

　　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

　　成功逆袭的盾构机

施工人员在吊装现场调整“鲲鹏号”盾构机的刀盘位置  新华社 发

　　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，第四次工业革命来了，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。

　　打破“禁区”的魔咒

海南陵水海域的“深海一号”大气田。 新华社 发

　　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，海洋经济呈现稳中向好态势。可以说，正是高端海洋工程装备支撑了我国海洋经济的快速发展，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，机器人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。
　　一句话，要想突破这些难关，就必须牢牢掌握高端海洋工程装备的各种制造技术。

　　从跟跑、并跑到领跑

国网四川电力送变电建设有限公司员工奋战在青海—河南±800千伏特高压直流输电工程（陕西段） 

　　我国是世界上最大的能源消费国之一，要筑牢能源安全的根基，离不开高水平能源装备。
　　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，宁德时代的市场占有率首破40%。全世界排名前10位的动力电池企业中，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、电池片、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，特高压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。特高压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，线路达5万公里以上，投资5000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140万千瓦的核电机组，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100万千瓦的核电机组大概需要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。

　　一些高端领域实现了突破

　　最近几年，我们也在一些高端制造领域实现了突破。
　　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医疗器械，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。这些新材料的发展是非常鼓舞人心的。
　　截至2023年10月，我国新材料领域建立了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。

　　哪些方面还存在短板

　　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，基础没有完全打牢，所以还要“补课”。这也是未来提升我国高端装备制造能力的一个很重要的方面。

　　加速形成新质生产力

　　未来，我们应该怎样走一条高水平科技自立自强之路？
　　2023年9月，习近平总书记在黑龙江考察调研期间首次提出“新质生产力”这个概念。我认为，新质生产力的特点在“新”，关键在“质”。新，指的是新技术、新模式、新产业、新领域、新动能。现在人类的技术积累已经到了工业互联网、人工智能，提升了整个基础能力。质，是指质量、品质、特质要提升。过去，我们主要依靠传统产业、依靠基本建设来发展；现在，新质生产力成了我国经济发展的新动能。特别是在新能源、新材料、先进制造、电子信息、战略性新兴产业和培养未来产业上，要加快形成新质生产力。
　　新一轮的科技革命要有新的驱动赋能。有人说，未来的国力就是算力之争。2030年，通用算力将增加10倍，人工智能算力将增加500倍。所以，建立在算力底座上的新一代人工智能、连续大数据，是未来竞争的重要手段。在未来布局上，我们要注重算力底座的构筑，像超算中心、大数据中心、数据库的建立等等。
　　我举一个例子。材料基因组计划就是一种基于大数据和人工智能技术的材料科学研究方法，它通过收集大量材料数据，进行大数据分析，可以使新材料的研发降低一半的成本，缩短一半的周期。也就是说，通过算力可以提升新材料的研发能力和水平。
　　未来，我国还将在网络元宇宙、空间信息、仿生机器人、合成生物、未来医疗、氢能、储能、前沿材料、柔性电池等前沿科技领域持续推进发展。
　　总而言之，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。

荐稿人：xscclf 2024-03-16  执行编辑：xscclf 2024-03-16  责任编辑：zjy 2024-03-17