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我們沒有掌握的技術(shù),何止機床和芯片!我們沒有掌握的技術(shù),何止機床和芯片!

發(fā)布人:傳感器技術(shù) 時間:2021-10-27 來源:工程師 發(fā)布文章

核心技術(shù)靠化緣是要不來的,花錢也買不來。中國要實現(xiàn)核心技術(shù)的自主創(chuàng)新,這條路很長,但必須往下走!

除了機床和芯片,我們還有哪些技術(shù)受制于人呢?

01 工業(yè)機器人

我國已經(jīng)連續(xù)5年成為世界第一的機器人應(yīng)用市場,但高端機器人仍然依賴于進口。工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器裝置,它能自動執(zhí)行工作,是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。

機器人四大家族,分別是日本發(fā)那科、安川電機,瑞典ABB,德國庫卡。其中最牛的是發(fā)那科——全球工業(yè)機器人銷售記錄保持者、利潤保持者以及技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。德國庫卡最弱,其核心技術(shù)基本來自外購,目前已經(jīng)被中國美的集團收購。

目前,我國新增工業(yè)機器人中超過70%依賴進口,國內(nèi)市場高端機器人應(yīng)用領(lǐng)域幾乎被國外品牌壟斷,國產(chǎn)機器人則以搬運和上下料機器人為主,處于行業(yè)低端。國外龍頭企業(yè)紛紛將中國市場視作“主戰(zhàn)場”,在我國建立生產(chǎn)基地,憑借已有的技術(shù)優(yōu)勢,搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點。國產(chǎn)機器人一些核心部件主要從日本、美國和歐洲進口。

可以預(yù)計,未來各種類型的機器人將占據(jù)我們生活的方方面面,機器人產(chǎn)業(yè)的火爆絕不是曇花一現(xiàn),中國企業(yè)需要做的就是提升自身研發(fā)創(chuàng)新能力,占據(jù)國際高端市場,把握這個黃金時代。

02 精密減速機和伺服電機

對于高精度機器人減速器,日本具備絕對領(lǐng)先優(yōu)勢,目前全球機器人行業(yè)75%的精密減速機被日本的Nabtesco和Harmonic Drive兩家壟斷,國際主流機器人廠商的減速器均由上述兩家公司提供。

伺服電機是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機,是一種補充馬達間接變速裝置,它將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,以驅(qū)動控制對象,可使控制速度、位置精度非常準確,是工業(yè)機器人的動力系統(tǒng)以及機器人運動的“心臟”。

國外品牌占據(jù)了中國交流伺服市場80%左右的市場份額。其中,日系產(chǎn)品以50%左右的市場份額居首,其著名品牌包括松下、三菱電機、安川、三洋和富士等等(前三名松下、三菱電機和安川的總份額約占45%),以西門子、博世和施耐德為代表的歐系品牌占據(jù)國內(nèi)伺服電機的高端市場,整體市場份額在30%左右,國內(nèi)企業(yè)整體份額不足10%。

高精度編碼器是伺服電機的核心技術(shù)之一,尤其工業(yè)機器人上用的多圈絕對值編碼器,目前嚴重依賴進口。高精度編碼器未實現(xiàn)國產(chǎn)化,是制約我國高檔伺服系統(tǒng)發(fā)展的重要瓶頸之一。

另外,國內(nèi)伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究缺失,包括絕對值編碼器技術(shù)、高端電機的產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)、生產(chǎn)工藝的突破、性能指標的實用性驗證和考核標準的制定等,這些都需要國內(nèi)機器人行業(yè)的核心零部件企業(yè)去完善。

03 半導(dǎo)體加工設(shè)備

目前,全球半導(dǎo)體設(shè)備市場主要被美國、歐洲(以荷蘭為最)和日本的廠商所掌控,市場占有率極高。而中國相關(guān)企業(yè)的技術(shù)能力和市占率則相當(dāng)有限。

據(jù)Gartner統(tǒng)計,全球規(guī)模以上晶圓制造設(shè)備商共計58家,其中日本的企業(yè)最多,達到 21 家,占36%,其次是歐洲13家、北美10家、韓國7家,而中國大陸僅4家,分別是上海盛美、上海中微、Mattson(亦莊國投收購)和北方華創(chuàng),占比不到7%。

從半導(dǎo)體設(shè)備需求端來看,近幾年銷售額前三大地區(qū)分別是韓國、中國臺灣和大陸。從半導(dǎo)體設(shè)備銷售額情況看,從2014 年開始,北美半導(dǎo)體設(shè)備投資逐年減少,日本基本維持穩(wěn)定,整個半導(dǎo)體制造的產(chǎn)能轉(zhuǎn)移到了韓國、中國臺灣和大陸三地。另外,從這三個地區(qū)市場份額占比來看,中國大陸買家買下了全球 15%的半導(dǎo)體設(shè)備,市場份額提升了近一倍,且一直處于穩(wěn)步上升的狀態(tài)。

從供給側(cè)來看,半導(dǎo)體設(shè)備是一個高度壟斷的市場。根據(jù)各細分設(shè)備市場占有率統(tǒng)計數(shù)據(jù),在光刻機、PVD、刻蝕機、氧化/擴散設(shè)備上,前三家設(shè)備商的總市占率都達 90%以上,而且行業(yè)龍頭都能占據(jù)一半左右的市場,所以,要想在半導(dǎo)體裝備市場中分一杯羹,就必須在細分領(lǐng)域能夠做到全球前三。

04 半導(dǎo)體材料

半導(dǎo)體制造材料主要包括硅片、電子氣體、光掩膜、光刻膠配套化學(xué)品、拋光材料、光刻膠、濕法化學(xué)品與濺射靶材等。半導(dǎo)體材料市場處于寡頭壟斷局面,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)規(guī)模非常小。生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片需要19種必須的材料,缺一不可,且大多數(shù)材料具備極高的技術(shù)壁壘,因此半導(dǎo)體材料企業(yè)在半導(dǎo)體行業(yè)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。


半導(dǎo)體材料往往只是某些大型材料廠商的一小塊業(yè)務(wù),例如陶氏化學(xué)公司,杜邦,三菱化學(xué),住友化學(xué)等公司,半導(dǎo)體材料業(yè)務(wù)只是其電子材料事業(yè)部下面的一個分支。

盡管如此,由于半導(dǎo)體工藝對材料的嚴格要求,就單一半導(dǎo)體化學(xué)品而言,僅有少數(shù)幾家供應(yīng)商可以提供產(chǎn)品。以半導(dǎo)體硅片市場為例,全球半導(dǎo)體硅片市場集中度較高,產(chǎn)品 主要集中在日本、韓國、德國和中國臺灣等發(fā)達國家和地區(qū),中國大陸廠商的生產(chǎn)規(guī)模普遍偏小。

2018年前五大硅片供應(yīng)商日本信越化學(xué)株式會社、株式會社SUMCO、德國SiltronicAG、臺灣環(huán)球晶圓股份有限公司和韓國SKSiltronInc.分別占據(jù)全球市場份額的29%、25%、15%、14%和10%,產(chǎn)值合計占據(jù)超過93%的市場份額。

在中國大陸,僅有上海硅產(chǎn)業(yè)集團、中環(huán)股份、金瑞泓等少數(shù)幾家企業(yè)具備8英寸半導(dǎo)體硅片的生產(chǎn)能力,而12英寸半導(dǎo)體硅片主要依靠進口,自主率非常低。除硅片市場具有寡頭壟斷特征外,其他原材料市場亦是如此。

05 全球碳纖維

從全球碳纖維市場的份額劃分看,國際碳纖維市場依然為日、美所壟斷。數(shù)據(jù)顯示,小絲束碳纖維,日本占到全球產(chǎn)能的63%;大絲束碳纖維,日本占全球產(chǎn)能的57%,美國占全球產(chǎn)能的33%,日美擁有全球90%的大絲束碳纖維生產(chǎn)能力,占主導(dǎo)地位。

從企業(yè)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)角度來看,目前碳纖維生產(chǎn)企業(yè)中,日本和美國依舊占據(jù)主導(dǎo)地位。2020 年,碳纖維運行產(chǎn)能前五大公司日本東麗 Toray(包括收購的美國卓爾泰克Zoltek)產(chǎn)能5.45萬噸、德國西格里SGL產(chǎn)能1.50萬噸、日本三菱麗陽MRC1.43萬噸、日本東邦Toho1.26萬噸、美國赫氏HEXCEL1.02 萬噸,前五家公司合計產(chǎn)能 10.66萬噸,占全球總產(chǎn)能的 62%。目前我國國內(nèi)碳纖維企業(yè)主要以中復(fù)神鷹、恒神股份、光威復(fù)材等企業(yè)為主。

來源:世界先進制造技術(shù)論壇



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