打响“卡脖子”技术攻坚战

2020-11-05 10:12
发明与创新 2020年37期
关键词:卡脖子核心技术基础

“我们把美国‘卡脖子’的清单变成科研任务清单进行布局,比如航空轮胎、轴承钢、光刻机,还有一些关键的核心技术、关键原材料等,我们争取将来在第二期聚焦国家最关注的重大领域,集中我们全院的力量来做。”9月16日,中国科学院院长白春礼在国新办发布会上介绍了中国科学院“率先行动”第一阶段实施进展情况,并就“率先行动”第二阶段任务清单进行布局。

消息一出,引发广泛关注。

当前,全球科技创新进入空前密集活跃期,在新一轮科技革命和产业变革重构全球创新版图、全球经济结构的大背景下,关键核心技术的攻关、突破与创新比以往任何时候都更为重要、更为迫切。

部分核心技术仍依赖进口

就在中国科学院举行新闻发布会的前一天,美国对华为的禁令正式生效,华为将无法购买到台积电、高通、三星及SK海力士、美光等主要元器件厂商利用美国技术生产的芯片、存储器,这让人们感受到了“卡脖子”技术的切肤之痛。

而这并非孤例。早前,被誉为“工科神器”的MATLAB软件,对哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学关上了大门。这款软件主要应用于工程领域的数学计算与仿真模拟,以数据分析、无线通信、图像处理与计算机视觉、信号处理等领域见长,是理工科高校和科研机构不可或缺的研究工具。

为何突然断供?校方在与软件供应商MathWorks交涉后得知,由于受到美国实体清单的限制,相关授权已被中止。

资料显示,我国在“小软件”领域(如手机App)全球第一,但在“大软件”和基础软件领域则明显落后,工业软件等核心技术研发能力有待提升,机器人和高端自动控制系统、高档数控机床、高档数控系统国产化率不足20%。

“我国在部分关键领域的核心技术原始创新能力不足。”工业和信息化部赛迪智库杨柯巍表示。以半导体产业为例,我国核心半导体芯片自给率不足5%,关键技术被国外企业垄断。

工业和信息化部曾对全国30多家大型企业130多种关键基础材料展开调研,结果令人警醒。32%的关键基础材料仍为空白,52%的关键基础材料依赖进口。特别是在基础软件领域,我国在操作系统等通用软件及基础芯片领域设计能力严重不足,EDA(电子设计自动化)工具基本被美国垄断。

如果把航空制造比作现代工业的皇冠,那么皇冠上的明珠非航空发动机莫属。业内公认,航空发动机领域具有系统研制能力的目前只有中国、俄罗斯、英国、法国和美国。其中,英法美三国均具备成熟的民航发动机研制体系,其生产的大型客机发动机备受市场青睐,而俄罗斯和中国在大型客机发动机方面仍有一定差距。

“在关系国民经济命脉和国家安全的关键领域,真正的核心技术、关键技术是买不来的,也是市场换不来的。”中国科学院院士、北斗导航系统副总设计师杨元喜说,北斗导航系统任何一个关键零部件都面临着激烈的竞争和封锁,即便愿意斥巨资购买,国外也不会卖。

“科技创新主动权只有牢牢掌握在自己手中,才有可持续发展的资本。”杨元喜如此表示。

基础研究是科技强国的基石

“粮食储备与基础科学储备,都属于人们填饱了肚子就容易忽视、但出现问题就追悔莫及的关系国家战略安全的领域。”中国科学院院士饶子和呼吁,要筑牢“科学地基”,突破“卡脖子”瓶颈。

基础研究是整个科学体系的源头,无论是应用研究还是技术开发都离不开它的支持。科学家发现迄今为止最大恒星级黑洞、首次观测到三维量子霍尔效应、解析“奇葩”光合物种硅藻捕光新机制……这些听起来“高大上”的距离人们日常生活有些遥远的研究就是基础研究典范。

基础研究既不像应用研究那样具有明确目的性,所产出的新知识、新原理、新定律也不像技术开发产生的新产品、新方法、新技术、新材料那样具有实用价值。它往往需要长期积累,取得成果的周期也较长。比如,“光的全反射”原理被揭示很多年后,科学家才在20世纪60年代提出“光纤可以用于通信传输”的设想;又经过长期的研究开发和不断探索,光纤才真正广泛应用于通信传输。再比如,1831年法拉第发现电磁感应定律时,恐怕也不会料到后人根据这一基础研究成果完成了一系列重大发明,将人类带入电气时代。

中国科学院院士、国家纳米科学中心主任赵宇亮指出,我们现在面临“卡脖子”的技术问题,是因为我们过去的基础研究投入不足,眼光不远,坚持不久,部署不及时。

“基础研究最需‘十年磨一剑’的定力。美国用了三四十年支持引力波项目;日本也曾被视为在基础研究上‘搭便车’的国家,却在近18年孕育了18个诺贝尔奖,这与重基础研究关系很大。”饶子和如此表示。

近年来,党中央、国务院针对加强基础研究作出了一系列战略部署,我国基础研究的水平有了显著提升。《2019年全国科技经费投入统计公报》显示,2019年,我国基础研究经费为1335.6亿元,比2018年增长22.5%,占R&D经费比重为6.03%。基础研究经费占比虽然突破6%,但仍需提升。中国科学技术发展战略研究院研究员刘辉锋指出,与居创新型国家前列的国家相比,我国基础研究占比仍处于较低水平。

部分领域创新成果涌现

从“嫦娥”探月到“长五”飞天,从“蛟龙”入海到航母入列……党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央着眼全局、面向未来,实施创新驱动发展战略,加快建设创新型国家,吹响了建设世界科技强国的号角。

一系列成就的背后,离不开科研院所、高校、高新技术企业的努力。

中国科学院、中国工程院充分发挥国家战略科技力量的作用,把握世界科技发展大势,围绕建设世界科技强国积极布局。以中国科学院为例,2014年该院启动“率先行动”计划,即“率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构”。

截至目前,中国科学院已全面完成“率先行动”计划第一阶段目标任务。其在量子信息和凝聚态物理方面实现了“并行领跑”,在国际上率先实现千公里级的量子纠缠星地密钥分发,在固体中首次发现外尔费米子;在深空深海方面抢占了制高点,先后发射“悟空号”“墨子号”“太极一号”等科学卫星,成功研制“海翼号”“潜龙号”“探索号”等深海无人装备;在大科学装置建设方面,“中国天眼”FAST、中国散裂中子源等一大批国家重大科技基础设施也成为建设创新型国家的标志性成果。

在建设创新型国家和科技强国的时代背景下,高校科研工作者勇攀科研高峰,取得傲人成绩。中国地质大学(武汉)研发团队开发的“常温常压有机液体储氢技术”,给氢能源开发利用“卡脖子”难题带来了一揽子解决方案;华北电力大学参与研发的“智能发电运行控制系统研发及应用”项目为火力发电装上“智慧大脑”,填补行业空白;天津大学研发“旋转叶片在线监测系统”成为“中国最领先的重大装备守护神”……

解决“卡脖子”技术,加快重大创新突破和科创成果转化应用,企业也发挥重要作用。鞍钢集团成功实现四代核电600MW示范快堆项目316H奥氏体不锈钢产品开发,并完成首批合同供货,解决了该产品从无到有的“卡脖子”难题;中国中铁股份有限公司取得高锰钢合金化材料研究及应用核心技术突破 ,建成世界最先进高锰钢产品专业研制基地 ,实现了从炼钢到机加工再到智能制造的全工序链布局;中国中车股份有限公司所属株洲时代新材料科技股份有限公司与中国交通建设股份有限公司联手,成功研发新型止水带,打破了国际垄断……

自力更生集中力量攻克“卡脖子”问题

当前,新一轮科技革命和产业变革正加速演进,并深刻改变着世界格局。能否掌握关键核心技术,不仅影响着全球产业布局,也决定着国家民族的前途命运。经过多年努力,我国科技整体水平大幅提升,重大创新成果竞相涌现。然而,我们也要清醒地看到,与建设世界科技强国相比,我国科技创新的不足,特别是关键核心技术的短板依然突出。改变这种局面,最终要靠自己。

优化科技资源配置模式

关键核心技术能否突破,很大程度上依赖于基础研究水平。只有多一些“从0到1”的原始创新,才有更强的能力去攻克关键核心技术。

“当前,我国的科技创新正在由跟跑为主转向更多领域并跑、领跑。我认为,在跟跑阶段,主要是消化吸收再创新,并跑阶段更多的是集成创新,要想领跑就必须依靠原始创新,必须加大基础研究的投入。”中国工程院院士、中国航空工业集团公司科技委副主任樊会涛指出。

从某种意义上讲,近年来我国在重大项目和重大科技专项上的投入并不小,但因为缺乏系统性和统筹考虑,同水平重复成为一个“槽点”。因此,在专家们看来,科技资源配置模式亟需改变。

工业软件对中国工业的发展具有决定性的支撑作用(陈雷 摄)

中国散裂中子源于2018年通过国家验收(图/《南方日报》)

“蛟龙号”载人潜水器是一艘由中国自行设计、自主集成研制的载人潜水器(图/新华社)

中国科学院院士谭铁牛指出,目前科技预算和资源配置模式简单、老化,关键技术得不到及时支持。我们一方面要从国家战略需求出发,就当前“卡脖子”的“燃眉之急”和制约长远发展的“心腹之患”谋划一批重大项目,充分体现国家意志、代表国家水平;另一方面,要根据第三方权威的国际研究前沿发展态势分析,把新增资源向前沿、新兴领域集中,真正把“好钢用在刀刃上”。

同样致力于让“好钢用在刀刃上”,中国工程院院士陈左宁建议,要以国家实验室、重大项目、政府基金等为抓手,把以国家主导的科研创新体系与企业主导以市场竞争为主的科研创新体系相结合,形成社会主义市场经济环境下集中力量办大事的局面。

从华为在5G技术上的领军地位及核心关键技术上的突破可以看出,企业主体作用不容忽视。中国工程院院士马永生来自企业,他认为,要从国家战略层面强化科技与产业的深度融合,坚持问题导向和需求牵引,着眼支撑当前产业发展和引领未来产业发展,对标世界科技前沿,凝练关键科学问题、技术问题和工程科技问题,努力抢占科技和产业发展制高点。

激发人才创新活力

创新是进步之源,人才是创新之本,创新最根本的驱动力来自人才。尤其是具有国际水平的战略科技人才、科技领军人才、创新团队,更是解决“卡脖子”问题头等重要的要素。

近两年,国家陆续出台了一系列加快实施创新驱动发展战略、激发科研人员创新创业积极性的政策,强调以人为本,强化激励机制等,但仍存在一些问题。比如,激励及奖励分配缺乏长远导向,新老体制如何顺利融合,如何更好地激发青年学者潜力等。

“让能干事、干成事成为人才队伍建设的灵魂。”中国工程院院士刘旭建议,要营造人才干事创业的环境以及完善人才科学评价机制。一方面加快项目、经费、成果处置等创新管理制度的落地配套,探索建立以信任为基础的人才管理制度,建立容错机制,让科技人员有尊严、心无旁骛地创新创业创造;另一方面加快推进人才分类评价机制创新,建立以能力、质量、贡献为导向的科技人才评价体系,让不同岗位、不同创新链条的人才都能得到科学评价、获得合理回报。

中国工程院院士谢建新建议,营造有利于青年人才成长的环境,创造有利条件,吸引和汇聚国内外优秀青年人才,切实解决青年人才创新发展的环境制约瓶颈,培养和造就一大批高水平创新人才。

“人才是创新的主体。”中国科学院院士田刚表示,一些具体人才政策还可以不断完善和推进。无论是政府、学校、院系都应尽量创造宽松的环境让年轻人更安心地做学问,重视对青年人才的培养;已经成名的资深学者应以身作则,以学问为重,破除论资排辈、求全责备等观念,放手使用青年优秀人才;鼓励年轻人独立做研究,建设更加风清气正、欣欣向荣的人才文化氛围。

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