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    详细内容

    我們沒有掌握的技術,何止機床和芯片!

    核心技術靠化緣是要不來的,花錢也買不來。中國要實現核心技術的自主創新,這條路很長,但必須往下走!


    除了機床和芯片,我們還有哪些技術受制于人呢?

    01 工業機器人

    我國已經連續5年成為世界第一的機器人應用市場,但高端機器人仍然依賴于進口。工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置,它能自動執行工作,是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。

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    機器人四大家族,分別是日本發那科、安川電機,瑞典ABB,德國庫卡。其中最牛的是發那科——全球工業機器人銷售記錄保持者、利潤保持者以及技術領導者。德國庫卡最弱,其核心技術基本來自外購,目前已經被中國美的集團收購。

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    目前,我國新增工業機器人中超過70%依賴進口,國內市場高端機器人應用領域幾乎被國外品牌壟斷,國產機器人則以搬運和上下料機器人為主,處于行業低端。國外龍頭企業紛紛將中國市場視作“主戰場”,在我國建立生產基地,憑借已有的技術優勢,搶占產業發展制高點。國產機器人一些核心部件主要從日本、美國和歐洲進口。

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    可以預計,未來各種類型的機器人將占據我們生活的方方面面,機器人產業的火爆絕不是曇花一現,中國企業需要做的就是提升自身研發創新能力,占據國際高端市場,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,日本具備絕對領先優勢,目前全球機器人行業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。

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

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    國外品牌占據了中國交流伺服市場80%左右的市場份額。其中,日系產品以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國內伺服電機的高端市場,整體市場份額在30%左右,國內企業整體份額不足10%。

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    高精度編碼器是伺服電機的核心技術之一,尤其工業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國產化,是制約我國高檔伺服系統發展的重要瓶頸之一。

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

    03 半導體加工設備

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

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    據Gartner統計,全球規模以上晶圓制造設備商共計58家,其中日本的企業最多,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,占比不到7%。

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

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    2017全球半導體設備市場規模(單位:十億美元)來源:SEMI

    從供給側來看,半導體設備是一個高度壟斷的市場。根據各細分設備市場占有率統計數據,在光刻機、PVD、刻蝕機、氧化/擴散設備上,前三家設備商的總市占率都達 90%以上,而且行業龍頭都能占據一半左右的市場,所以,要想在半導體裝備市場中分一杯羹,就必須在細分領域能夠做到全球前三。

    04 半導體材料

    半導體制造材料主要包括硅片、電子氣體、光掩膜、光刻膠配套化學品、拋光材料、光刻膠、濕法化學品與濺射靶材等。半導體材料市場處于寡頭壟斷局面,國內產業規模非常小。生產半導體芯片需要19種必須的材料,缺一不可,且大多數材料具備極高的技術壁壘,因此半導體材料企業在半導體行業中占據著至關重要的地位。

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    半導體材料往往只是某些大型材料廠商的一小塊業務,例如陶氏化學公司,杜邦,三菱化學,住友化學等公司,半導體材料業務只是其電子材料事業部下面的一個分支。

    盡管如此,由于半導體工藝對材料的嚴格要求,就單一半導體化學品而言,僅有少數幾家供應商可以提供產品。以半導體硅片市場為例,全球半導體硅片市場集中度較高,產品主要集中在日本、韓國、德國和中國臺灣等發達國家和地區,中國大陸廠商的生產規模普遍偏小。

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

    在中國大陸,僅有上海硅產業集團、中環股份、金瑞泓等少數幾家企業具備8英寸半導體硅片的生產能力,而12英寸半導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

    碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。既有碳材料“硬”的固有特征,又兼備紡織纖維“柔”的可加工性,被譽為新材料之王。未來隨著風力發電、汽車工業、飛機制造、高壓容器等產業需求的大幅增長,以及體育休閑領域的平穩發展,碳纖維市場需求增速將愈發顯著。

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    全球碳纖維產業鏈

    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。數據顯示,小絲束碳纖維,日本占到全球產能的63%;大絲束碳纖維,日本占全球產能的57%,美國占全球產能的33%,日美擁有全球90%的大絲束碳纖維生產能力,占主導地位。

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    從企業碳纖維生產企業角度來看,目前碳纖維生產企業中,日本和美國依舊占據主導地位。2020 年,碳纖維運行產能前五大公司日本東麗 Toray(包括收購的美國卓爾泰克Zoltek)產能5.45萬噸、德國西格里SGL產能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,前五家公司合計產能 10.66萬噸,占全球總產能的 62%。目前我國國內碳纖維企業主要以中復神鷹、恒神股份、光威復材等企業為主。

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