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圆珠笔的圆珠也要进口 我们哪些核心技术还没掌握?

智能制造类 星旭自动化 2016-11-17 11:53 发表了文章 来自相关话题

圆珠笔头、鞋减震系统、手机系统、数控系统、CT、发动机等设备都需要进口

当“双创”成为经济转型的主题曲时,如何在体制机制上落实,避免只是口头上的宣誓,就成为当务之急。日前李克强总理在山西太原主持的一个座谈会上,透露出一个秘密,“我们还不具备生产模具钢的能力,包括圆珠笔头上的圆珠,目前仍需进口。”






这无疑是对当前的“双创”号角发出了一道警世恒言。我们可以让火箭升空,将人送上太空,GDP雄居全球第二,居然在圆珠这一核心材料和技术上受制于人,令人自惭心愧。看似一个小小的笔芯,却牵涉到中国在钢材、生产模具和制造工艺等方方面面,暴露了中国在精专尖等关键环节上的不足,使人不得不反思我们在创新体制机制上亟待克服的问题和挑战。


中国制造向中国创造的经济转型,才是助推中国经济真正腾飞的核动力。然而,中国创造显然不能单凭举国体制的专注投入就能水到渠成,更需要为市场主体的创新营造一个既具透明型担保,又具防护型保障的公共服务体系,让创新成为企业在市场竞争中克敌制胜的法器,避免企业成为钻研资源的掮客。

从新闻报道看,有的制笔企业开发一款新的圆珠笔后,立马引来大量的模仿者。由此可以看出,笔尖上的创新不足,首先源自市场体制机制的不完善,使企业难以借助政府的公共服务享受透明型担保。如知识产权等法律体系的不完善,让创新带有了本不应有的“公地悲剧”,失去了对创新应有的激励,既抬高了创新的成本,又影响了企业的创新激情。

其次,缺乏有效的防护型保障等公共服务支持,使企业的创新风险难以找到应有的防护垫。创新是一个充满偶然性的高风险投资,失败的投资率相对较高,中国在航天、核电等高尖领域的成功,得益于举国体制内生所衍生的容错试错机制的庇护。然而,这种容错试错的机制,却并未在市场和民生领域得到支持。因为诸如笔尖上的创新等,并不会直接体现国家实力,自然也不可能被纳入到863科研项目中。

不仅如此,在构建和设计市场制度、机制时,也一定程度上忽视了对市场竞争的合理呵护。如先行的《反垄断法》尚未有效识别自然垄断和行政垄断的边界;《企业破产法》不完善,尤其是至今中国尚无个人破产法。

最后,现有的金融体系无法有效支持企业的市场创新。在金融创新方面,国内监管部门对创新的容错试错度并不高,为防范管控失范风险而对金融创新多体现出草木皆兵的心态。这使金融分工市场化难以有效推进,并导致风险投资尤其是创投市场建设知易行难,进而致使诸如笔尖上的市场创新得不到稳定、专业金融服务支持,如创业板和现有的创投基金等,更多是分食创新成果的投机式秃鹫,很难与创业者结成同生共死的同盟,这客观上牵制了市场主体的创新动力。

当前要实现由中国制造向中国创造的跨越和转型,需要的不单是举国体制的科研攻关,而应在诸如笔尖上的创新获得突破。这就需要政府构筑好利于创新的市场秩序和制度,为市场主体提供防护型保障和透明型担保等公共服务体系,为市场提供试错容错的机制,让中国创造更立体、更丰满。

 





圆珠笔头上的"圆珠"需要高超的技术

"去年,我们在钢铁产量严重过剩的情况下,仍然进口了一些特殊品类的高质量钢材。"李克强说,"我们还不具备生产模具钢的能力,包括圆珠笔头上的'圆珠',目前仍然需要进口。这都需要调整结构。"

什么意思呢?模具是一切工业的基础。一个国家的工业要振兴离不开先进的制造技术,而模具无疑应该排在先进制造技术的首位。所以模具技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。

资料显示,中国模具生产总量虽然已位居世界第三,但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多,也比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后。

比如说很多中国人去日本买的马桶盖儿!有人说那是咱中国杭州产的——但是,那是用进口的模具、按照日本的标准生产的!我们没有那样的模具,甚至说,我们生产不出来那样的模具!这些马桶盖"墙里开花墙外香",产品Made in China,利润却被外企"收割"。

事实上,比智能马桶盖更能刺激国人的是苹果手机。由于苹果产品的设计、开发等重要环节都主要在美国本土进行,中国只获得一点血汗钱,仅从iPhone获益1.8%。

而我们常见的很多生活塑料产品,很多都有毛刺儿……那是模具不行!

有了模具钢,才能生产出好模具;生产出来好模具,才能生产出来好产品。这是一个循环。别小看圆珠笔尖的那个圆珠,你没有好模具,你就是造不出那么精细、圆滑的圆珠来,你造出来的那些圆珠就粗糙,就刺纸,写起字儿来就不好好出水儿……

做一支笔只能赚1毛钱

从产量来说,我国是制笔大国,然而并不是世界制笔强国,我国生产的圆珠笔大多属中低档类,出口平均价格仅为0.03美元/支。可是,美国著名的圆珠笔制造企业CROSS公司生产的圆珠笔类,最低价格都在10美元/支以上,差距相当惊人。

据每日经济新闻报道,目前中国的3000多家制笔企业中,没有一家掌握了高端笔头和高端墨水制作的核心技术。这些高端墨水和高端笔头,以及笔头和墨水的关键制造设备,都是从瑞士、德国、日本进口的,每年用于采购这些产品的费用至少2亿美元!然后中国制笔企业再配上笔杆,做好电镀、包装,将笔装配成型。一支圆珠笔,光笔头和油墨的成本就占了70%左右,再加上劳动力以及装配笔的其他要素,中国制笔企业怎么可能获得高利润呢?

据北京商报报道,有数据显示,美国、日本拥有的专利占世界专利总量的90%左右,而包括中国在内的其他国家仅仅占有10%左右。目前,我国对外技术依存度高达50%,而美国、日本仅为5%。

除了圆珠笔头,有哪些核心技术我们还没掌握?

 
 
跑鞋(减震系统)






对于跑步爱好者来说,一双高性能的跑鞋十分重要。但遗憾的是,很少会有消费者选择购买国产品牌的专业跑鞋。目前,外资品牌占据了专业跑鞋市场,而这些品牌也确实掌握着一些国产品牌所没有的核心技术。以中底减震技术来说,这是决定一双运动跑鞋好坏的关键。专业的跑鞋品牌SAUCONY拥有的GRID减震系统,被认为是全球惟一能够同时提供缓震和稳定功能的中底技术系统,它可以提高运动鞋的稳定与缓震性能。而目前国产品牌还没有突破这一核心技术。

 
 
 
手机系统(安卓、iOS)






上述这两大手机系统,目前核心技术开发都属于国外,其中安卓系统是以Linux为基础的开源移动设备操作系统,主要用于智能手机和平板电脑,由Google成立的Open Handset Alliance(OHA,开放手持设备联盟)持续领导与开发中,而iOS系统则是由苹果公司开发的移动操作系统,专用于系列的苹果品牌的数码。

 
 
工业制造(数控机床)






作为中国传统工业的重要助推器,高档数控机床的自主化问题一直扼制着中国先进制造业的发展,据相关人士透露,"大而不强"是中国制造业的现实。我国数控机床目前还是以中低端产品为主,高端数控机床主要依赖于进口。数据显示,目前国内所需要的80%高端数控机床是要从国外进口的。

 
 
医疗设备(CT)






就医疗设备而言,根据中国医药保健品进出口商会2014年公布的数据显示,由于国产医疗设备没有掌握核心技术,我国正在使用的高端医疗器械中,80%的CT、中高档监视仪,85%的检验仪器,90%的超声波仪器、磁共振设备、心电图机都是外国品牌。

一个典型的例子是,在医疗器械行业,CT、DR的管球技术垄断在业内尽人皆知。数十年间,国内企业曾有尝试研发的,但因为外资的专利技术垄断捆缚我国科研机构手脚,知识产权屏障束缚CT、DR球管技术的研发突破。目前,全国的医疗单位全部依赖外资企业的进口才能获得管球,才能使用CT和DR。

 
 
汽车(发动机、电喷系统)






核心技术的缺失在汽车行业尤为明显。虽然近年来自主品牌在技术方面一直很努力,但不可否认的是,我们比起日本、欧美等国家还是有一定差距的。特别是在发动机等核心零部件方面。

以日本三菱为例,这家公司生产的汽车发动机几乎供应了所有不能自产发动机的中国自主品牌。另外,在变速箱以及电喷系统等方面,国外技术也处于领先地位。据了解,德国博世、美国德尔福、丰田旗下的日本电装几乎垄断了所有中国电喷市场份额,其中,德国博世的市场份额已经超过了60%。有业内人士指出,从自主品牌到外资品牌、从轿车到卡车、从汽油车到柴油车,中国消费者每买一辆车就会向上述3家外企贡献上千元的利润
 
 
来源:1号机器人

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圆珠笔头、鞋减震系统、手机系统、数控系统、CT、发动机等设备都需要进口

当“双创”成为经济转型的主题曲时,如何在体制机制上落实,避免只是口头上的宣誓,就成为当务之急。日前李克强总理在山西太原主持的一个座谈会上,透露出一个秘密,“我们还不具备生产模具钢的能力,包括圆珠笔头上的圆珠,目前仍需进口。”

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这无疑是对当前的“双创”号角发出了一道警世恒言。我们可以让火箭升空,将人送上太空,GDP雄居全球第二,居然在圆珠这一核心材料和技术上受制于人,令人自惭心愧。看似一个小小的笔芯,却牵涉到中国在钢材、生产模具和制造工艺等方方面面,暴露了中国在精专尖等关键环节上的不足,使人不得不反思我们在创新体制机制上亟待克服的问题和挑战。


中国制造向中国创造的经济转型,才是助推中国经济真正腾飞的核动力。然而,中国创造显然不能单凭举国体制的专注投入就能水到渠成,更需要为市场主体的创新营造一个既具透明型担保,又具防护型保障的公共服务体系,让创新成为企业在市场竞争中克敌制胜的法器,避免企业成为钻研资源的掮客。

从新闻报道看,有的制笔企业开发一款新的圆珠笔后,立马引来大量的模仿者。由此可以看出,笔尖上的创新不足,首先源自市场体制机制的不完善,使企业难以借助政府的公共服务享受透明型担保。如知识产权等法律体系的不完善,让创新带有了本不应有的“公地悲剧”,失去了对创新应有的激励,既抬高了创新的成本,又影响了企业的创新激情。

其次,缺乏有效的防护型保障等公共服务支持,使企业的创新风险难以找到应有的防护垫。创新是一个充满偶然性的高风险投资,失败的投资率相对较高,中国在航天、核电等高尖领域的成功,得益于举国体制内生所衍生的容错试错机制的庇护。然而,这种容错试错的机制,却并未在市场和民生领域得到支持。因为诸如笔尖上的创新等,并不会直接体现国家实力,自然也不可能被纳入到863科研项目中。

不仅如此,在构建和设计市场制度、机制时,也一定程度上忽视了对市场竞争的合理呵护。如先行的《反垄断法》尚未有效识别自然垄断和行政垄断的边界;《企业破产法》不完善,尤其是至今中国尚无个人破产法。

最后,现有的金融体系无法有效支持企业的市场创新。在金融创新方面,国内监管部门对创新的容错试错度并不高,为防范管控失范风险而对金融创新多体现出草木皆兵的心态。这使金融分工市场化难以有效推进,并导致风险投资尤其是创投市场建设知易行难,进而致使诸如笔尖上的市场创新得不到稳定、专业金融服务支持,如创业板和现有的创投基金等,更多是分食创新成果的投机式秃鹫,很难与创业者结成同生共死的同盟,这客观上牵制了市场主体的创新动力。

当前要实现由中国制造向中国创造的跨越和转型,需要的不单是举国体制的科研攻关,而应在诸如笔尖上的创新获得突破。这就需要政府构筑好利于创新的市场秩序和制度,为市场主体提供防护型保障和透明型担保等公共服务体系,为市场提供试错容错的机制,让中国创造更立体、更丰满。

 
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圆珠笔头上的"圆珠"需要高超的技术

"去年,我们在钢铁产量严重过剩的情况下,仍然进口了一些特殊品类的高质量钢材。"李克强说,"我们还不具备生产模具钢的能力,包括圆珠笔头上的'圆珠',目前仍然需要进口。这都需要调整结构。"

什么意思呢?模具是一切工业的基础。一个国家的工业要振兴离不开先进的制造技术,而模具无疑应该排在先进制造技术的首位。所以模具技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。

资料显示,中国模具生产总量虽然已位居世界第三,但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多,也比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后。

比如说很多中国人去日本买的马桶盖儿!有人说那是咱中国杭州产的——但是,那是用进口的模具、按照日本的标准生产的!我们没有那样的模具,甚至说,我们生产不出来那样的模具!这些马桶盖"墙里开花墙外香",产品Made in China,利润却被外企"收割"。

事实上,比智能马桶盖更能刺激国人的是苹果手机。由于苹果产品的设计、开发等重要环节都主要在美国本土进行,中国只获得一点血汗钱,仅从iPhone获益1.8%。

而我们常见的很多生活塑料产品,很多都有毛刺儿……那是模具不行!

有了模具钢,才能生产出好模具;生产出来好模具,才能生产出来好产品。这是一个循环。别小看圆珠笔尖的那个圆珠,你没有好模具,你就是造不出那么精细、圆滑的圆珠来,你造出来的那些圆珠就粗糙,就刺纸,写起字儿来就不好好出水儿……

做一支笔只能赚1毛钱

从产量来说,我国是制笔大国,然而并不是世界制笔强国,我国生产的圆珠笔大多属中低档类,出口平均价格仅为0.03美元/支。可是,美国著名的圆珠笔制造企业CROSS公司生产的圆珠笔类,最低价格都在10美元/支以上,差距相当惊人。

据每日经济新闻报道,目前中国的3000多家制笔企业中,没有一家掌握了高端笔头和高端墨水制作的核心技术。这些高端墨水和高端笔头,以及笔头和墨水的关键制造设备,都是从瑞士、德国、日本进口的,每年用于采购这些产品的费用至少2亿美元!然后中国制笔企业再配上笔杆,做好电镀、包装,将笔装配成型。一支圆珠笔,光笔头和油墨的成本就占了70%左右,再加上劳动力以及装配笔的其他要素,中国制笔企业怎么可能获得高利润呢?

据北京商报报道,有数据显示,美国、日本拥有的专利占世界专利总量的90%左右,而包括中国在内的其他国家仅仅占有10%左右。目前,我国对外技术依存度高达50%,而美国、日本仅为5%。

除了圆珠笔头,有哪些核心技术我们还没掌握?

 
 
跑鞋(减震系统)

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对于跑步爱好者来说,一双高性能的跑鞋十分重要。但遗憾的是,很少会有消费者选择购买国产品牌的专业跑鞋。目前,外资品牌占据了专业跑鞋市场,而这些品牌也确实掌握着一些国产品牌所没有的核心技术。以中底减震技术来说,这是决定一双运动跑鞋好坏的关键。专业的跑鞋品牌SAUCONY拥有的GRID减震系统,被认为是全球惟一能够同时提供缓震和稳定功能的中底技术系统,它可以提高运动鞋的稳定与缓震性能。而目前国产品牌还没有突破这一核心技术。

 
 
 
手机系统(安卓、iOS)

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上述这两大手机系统,目前核心技术开发都属于国外,其中安卓系统是以Linux为基础的开源移动设备操作系统,主要用于智能手机和平板电脑,由Google成立的Open Handset Alliance(OHA,开放手持设备联盟)持续领导与开发中,而iOS系统则是由苹果公司开发的移动操作系统,专用于系列的苹果品牌的数码。

 
 
工业制造(数控机床)

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作为中国传统工业的重要助推器,高档数控机床的自主化问题一直扼制着中国先进制造业的发展,据相关人士透露,"大而不强"是中国制造业的现实。我国数控机床目前还是以中低端产品为主,高端数控机床主要依赖于进口。数据显示,目前国内所需要的80%高端数控机床是要从国外进口的。

 
 
医疗设备(CT)

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就医疗设备而言,根据中国医药保健品进出口商会2014年公布的数据显示,由于国产医疗设备没有掌握核心技术,我国正在使用的高端医疗器械中,80%的CT、中高档监视仪,85%的检验仪器,90%的超声波仪器、磁共振设备、心电图机都是外国品牌。

一个典型的例子是,在医疗器械行业,CT、DR的管球技术垄断在业内尽人皆知。数十年间,国内企业曾有尝试研发的,但因为外资的专利技术垄断捆缚我国科研机构手脚,知识产权屏障束缚CT、DR球管技术的研发突破。目前,全国的医疗单位全部依赖外资企业的进口才能获得管球,才能使用CT和DR。

 
 
汽车(发动机、电喷系统)

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核心技术的缺失在汽车行业尤为明显。虽然近年来自主品牌在技术方面一直很努力,但不可否认的是,我们比起日本、欧美等国家还是有一定差距的。特别是在发动机等核心零部件方面。

以日本三菱为例,这家公司生产的汽车发动机几乎供应了所有不能自产发动机的中国自主品牌。另外,在变速箱以及电喷系统等方面,国外技术也处于领先地位。据了解,德国博世、美国德尔福、丰田旗下的日本电装几乎垄断了所有中国电喷市场份额,其中,德国博世的市场份额已经超过了60%。有业内人士指出,从自主品牌到外资品牌、从轿车到卡车、从汽油车到柴油车,中国消费者每买一辆车就会向上述3家外企贡献上千元的利润
 
 
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国产CPU的发展之路

智能制造类 星旭自动化 2016-11-16 15:11 发表了文章 来自相关话题

一、国产CPU发展现状与成就


国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下,我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段,并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色,其中:

x86体系由intel封闭主导,国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展,目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面,不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术,也主导着与x86相关的标准技术和测试认证,例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等;在软件层面,与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环,众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
 
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发,其中兆芯已推出3代CPU产品,并形成了完整的芯片组解决方案,在操作系统层面除兼容windows和linux外,也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配;曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局,自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分,提升安全保障能力,预计相关产品今年底实现正式商用。

ARM体系以开放共赢为基本原则,国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者,通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
 
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发,降低了研发的难度、风险和成本,与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范,对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础,华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验,在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步,在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
 
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权,可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立,将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。






MIPS体系基于架构授权构建开放生态,国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利,前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会,共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展;后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
 
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量,龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA,并坚持自主研发微架构和编译器,2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构,浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集,侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售,主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。

此外,国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术,对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级,在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集,主要面向高性能计算、服务器领域,在2016年国际超算大会评比中,基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠,其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算,成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。

二、面临挑战和主要问题

国产CPU产业配套滞后于产品技术需求,后续升级压力较大。
 
一是,目前国内制造工艺落后国外两代,CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段,面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
 
二是,我国IP产值不足全球的10%,并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具,但目前仍较多应用在低端产品当中。此外,与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级,进而影响CPU生态的竞争力。

国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢,长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制,目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢,主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。

应用开发与CPU研制未形成良性互动,竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持,未结合市场需求,导致产品和应用脱节的情况较为突出,无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用,但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富,目前规模较小,产品竞争力提升缓慢。

三、对未来发展的建议

强化统筹协调,提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势,以我国信息安全特殊需求为切入点,针对具有我国特色的个性化应用需求,联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业,加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作,在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。

强化配套供给,提升国内生态体系完备性。一是,推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作,围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求,实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是,加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度,力图逐步实现国产化替换。三是,支持企业积极参与国际开源社区,深化对开源软件技术的理解,提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。

强化应用驱动,提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求,开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金,继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系,形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式,实现技术研发与应用的协同效应。

强化标准建设,提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求,构建完备标准化体系,并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度,适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛,探索产业共建知识产权专利池,提升我国对外知识产权自我保护能力。
 
 
 
来源:1号机器人

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一、国产CPU发展现状与成就


国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下,我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段,并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色,其中:

x86体系由intel封闭主导,国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展,目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面,不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术,也主导着与x86相关的标准技术和测试认证,例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等;在软件层面,与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环,众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
 
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发,其中兆芯已推出3代CPU产品,并形成了完整的芯片组解决方案,在操作系统层面除兼容windows和linux外,也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配;曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局,自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分,提升安全保障能力,预计相关产品今年底实现正式商用。

ARM体系以开放共赢为基本原则,国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者,通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
 
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发,降低了研发的难度、风险和成本,与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范,对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础,华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验,在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步,在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
 
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权,可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立,将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。

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MIPS体系基于架构授权构建开放生态,国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利,前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会,共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展;后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
 
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量,龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA,并坚持自主研发微架构和编译器,2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构,浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集,侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售,主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。

此外,国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术,对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级,在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集,主要面向高性能计算、服务器领域,在2016年国际超算大会评比中,基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠,其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算,成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。

二、面临挑战和主要问题

国产CPU产业配套滞后于产品技术需求,后续升级压力较大。
 
一是,目前国内制造工艺落后国外两代,CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段,面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
 
二是,我国IP产值不足全球的10%,并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具,但目前仍较多应用在低端产品当中。此外,与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级,进而影响CPU生态的竞争力。

国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢,长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制,目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢,主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。

应用开发与CPU研制未形成良性互动,竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持,未结合市场需求,导致产品和应用脱节的情况较为突出,无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用,但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富,目前规模较小,产品竞争力提升缓慢。

三、对未来发展的建议

强化统筹协调,提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势,以我国信息安全特殊需求为切入点,针对具有我国特色的个性化应用需求,联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业,加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作,在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。

强化配套供给,提升国内生态体系完备性。一是,推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作,围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求,实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是,加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度,力图逐步实现国产化替换。三是,支持企业积极参与国际开源社区,深化对开源软件技术的理解,提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。

强化应用驱动,提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求,开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金,继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系,形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式,实现技术研发与应用的协同效应。

强化标准建设,提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求,构建完备标准化体系,并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度,适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛,探索产业共建知识产权专利池,提升我国对外知识产权自我保护能力。
 
 
 
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圆珠笔的圆珠也要进口 我们哪些核心技术还没掌握?

智能制造类 星旭自动化 2016-11-17 11:53 发表了文章 来自相关话题

圆珠笔头、鞋减震系统、手机系统、数控系统、CT、发动机等设备都需要进口

当“双创”成为经济转型的主题曲时,如何在体制机制上落实,避免只是口头上的宣誓,就成为当务之急。日前李克强总理在山西太原主持的一个座谈会上,透露出一个秘密,“我们还不具备生产模具钢的能力,包括圆珠笔头上的圆珠,目前仍需进口。”






这无疑是对当前的“双创”号角发出了一道警世恒言。我们可以让火箭升空,将人送上太空,GDP雄居全球第二,居然在圆珠这一核心材料和技术上受制于人,令人自惭心愧。看似一个小小的笔芯,却牵涉到中国在钢材、生产模具和制造工艺等方方面面,暴露了中国在精专尖等关键环节上的不足,使人不得不反思我们在创新体制机制上亟待克服的问题和挑战。


中国制造向中国创造的经济转型,才是助推中国经济真正腾飞的核动力。然而,中国创造显然不能单凭举国体制的专注投入就能水到渠成,更需要为市场主体的创新营造一个既具透明型担保,又具防护型保障的公共服务体系,让创新成为企业在市场竞争中克敌制胜的法器,避免企业成为钻研资源的掮客。

从新闻报道看,有的制笔企业开发一款新的圆珠笔后,立马引来大量的模仿者。由此可以看出,笔尖上的创新不足,首先源自市场体制机制的不完善,使企业难以借助政府的公共服务享受透明型担保。如知识产权等法律体系的不完善,让创新带有了本不应有的“公地悲剧”,失去了对创新应有的激励,既抬高了创新的成本,又影响了企业的创新激情。

其次,缺乏有效的防护型保障等公共服务支持,使企业的创新风险难以找到应有的防护垫。创新是一个充满偶然性的高风险投资,失败的投资率相对较高,中国在航天、核电等高尖领域的成功,得益于举国体制内生所衍生的容错试错机制的庇护。然而,这种容错试错的机制,却并未在市场和民生领域得到支持。因为诸如笔尖上的创新等,并不会直接体现国家实力,自然也不可能被纳入到863科研项目中。

不仅如此,在构建和设计市场制度、机制时,也一定程度上忽视了对市场竞争的合理呵护。如先行的《反垄断法》尚未有效识别自然垄断和行政垄断的边界;《企业破产法》不完善,尤其是至今中国尚无个人破产法。

最后,现有的金融体系无法有效支持企业的市场创新。在金融创新方面,国内监管部门对创新的容错试错度并不高,为防范管控失范风险而对金融创新多体现出草木皆兵的心态。这使金融分工市场化难以有效推进,并导致风险投资尤其是创投市场建设知易行难,进而致使诸如笔尖上的市场创新得不到稳定、专业金融服务支持,如创业板和现有的创投基金等,更多是分食创新成果的投机式秃鹫,很难与创业者结成同生共死的同盟,这客观上牵制了市场主体的创新动力。

当前要实现由中国制造向中国创造的跨越和转型,需要的不单是举国体制的科研攻关,而应在诸如笔尖上的创新获得突破。这就需要政府构筑好利于创新的市场秩序和制度,为市场主体提供防护型保障和透明型担保等公共服务体系,为市场提供试错容错的机制,让中国创造更立体、更丰满。

 





圆珠笔头上的"圆珠"需要高超的技术

"去年,我们在钢铁产量严重过剩的情况下,仍然进口了一些特殊品类的高质量钢材。"李克强说,"我们还不具备生产模具钢的能力,包括圆珠笔头上的'圆珠',目前仍然需要进口。这都需要调整结构。"

什么意思呢?模具是一切工业的基础。一个国家的工业要振兴离不开先进的制造技术,而模具无疑应该排在先进制造技术的首位。所以模具技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。

资料显示,中国模具生产总量虽然已位居世界第三,但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多,也比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后。

比如说很多中国人去日本买的马桶盖儿!有人说那是咱中国杭州产的——但是,那是用进口的模具、按照日本的标准生产的!我们没有那样的模具,甚至说,我们生产不出来那样的模具!这些马桶盖"墙里开花墙外香",产品Made in China,利润却被外企"收割"。

事实上,比智能马桶盖更能刺激国人的是苹果手机。由于苹果产品的设计、开发等重要环节都主要在美国本土进行,中国只获得一点血汗钱,仅从iPhone获益1.8%。

而我们常见的很多生活塑料产品,很多都有毛刺儿……那是模具不行!

有了模具钢,才能生产出好模具;生产出来好模具,才能生产出来好产品。这是一个循环。别小看圆珠笔尖的那个圆珠,你没有好模具,你就是造不出那么精细、圆滑的圆珠来,你造出来的那些圆珠就粗糙,就刺纸,写起字儿来就不好好出水儿……

做一支笔只能赚1毛钱

从产量来说,我国是制笔大国,然而并不是世界制笔强国,我国生产的圆珠笔大多属中低档类,出口平均价格仅为0.03美元/支。可是,美国著名的圆珠笔制造企业CROSS公司生产的圆珠笔类,最低价格都在10美元/支以上,差距相当惊人。

据每日经济新闻报道,目前中国的3000多家制笔企业中,没有一家掌握了高端笔头和高端墨水制作的核心技术。这些高端墨水和高端笔头,以及笔头和墨水的关键制造设备,都是从瑞士、德国、日本进口的,每年用于采购这些产品的费用至少2亿美元!然后中国制笔企业再配上笔杆,做好电镀、包装,将笔装配成型。一支圆珠笔,光笔头和油墨的成本就占了70%左右,再加上劳动力以及装配笔的其他要素,中国制笔企业怎么可能获得高利润呢?

据北京商报报道,有数据显示,美国、日本拥有的专利占世界专利总量的90%左右,而包括中国在内的其他国家仅仅占有10%左右。目前,我国对外技术依存度高达50%,而美国、日本仅为5%。

除了圆珠笔头,有哪些核心技术我们还没掌握?

 
 
跑鞋(减震系统)






对于跑步爱好者来说,一双高性能的跑鞋十分重要。但遗憾的是,很少会有消费者选择购买国产品牌的专业跑鞋。目前,外资品牌占据了专业跑鞋市场,而这些品牌也确实掌握着一些国产品牌所没有的核心技术。以中底减震技术来说,这是决定一双运动跑鞋好坏的关键。专业的跑鞋品牌SAUCONY拥有的GRID减震系统,被认为是全球惟一能够同时提供缓震和稳定功能的中底技术系统,它可以提高运动鞋的稳定与缓震性能。而目前国产品牌还没有突破这一核心技术。

 
 
 
手机系统(安卓、iOS)






上述这两大手机系统,目前核心技术开发都属于国外,其中安卓系统是以Linux为基础的开源移动设备操作系统,主要用于智能手机和平板电脑,由Google成立的Open Handset Alliance(OHA,开放手持设备联盟)持续领导与开发中,而iOS系统则是由苹果公司开发的移动操作系统,专用于系列的苹果品牌的数码。

 
 
工业制造(数控机床)






作为中国传统工业的重要助推器,高档数控机床的自主化问题一直扼制着中国先进制造业的发展,据相关人士透露,"大而不强"是中国制造业的现实。我国数控机床目前还是以中低端产品为主,高端数控机床主要依赖于进口。数据显示,目前国内所需要的80%高端数控机床是要从国外进口的。

 
 
医疗设备(CT)






就医疗设备而言,根据中国医药保健品进出口商会2014年公布的数据显示,由于国产医疗设备没有掌握核心技术,我国正在使用的高端医疗器械中,80%的CT、中高档监视仪,85%的检验仪器,90%的超声波仪器、磁共振设备、心电图机都是外国品牌。

一个典型的例子是,在医疗器械行业,CT、DR的管球技术垄断在业内尽人皆知。数十年间,国内企业曾有尝试研发的,但因为外资的专利技术垄断捆缚我国科研机构手脚,知识产权屏障束缚CT、DR球管技术的研发突破。目前,全国的医疗单位全部依赖外资企业的进口才能获得管球,才能使用CT和DR。

 
 
汽车(发动机、电喷系统)






核心技术的缺失在汽车行业尤为明显。虽然近年来自主品牌在技术方面一直很努力,但不可否认的是,我们比起日本、欧美等国家还是有一定差距的。特别是在发动机等核心零部件方面。

以日本三菱为例,这家公司生产的汽车发动机几乎供应了所有不能自产发动机的中国自主品牌。另外,在变速箱以及电喷系统等方面,国外技术也处于领先地位。据了解,德国博世、美国德尔福、丰田旗下的日本电装几乎垄断了所有中国电喷市场份额,其中,德国博世的市场份额已经超过了60%。有业内人士指出,从自主品牌到外资品牌、从轿车到卡车、从汽油车到柴油车,中国消费者每买一辆车就会向上述3家外企贡献上千元的利润
 
 
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圆珠笔头、鞋减震系统、手机系统、数控系统、CT、发动机等设备都需要进口

当“双创”成为经济转型的主题曲时,如何在体制机制上落实,避免只是口头上的宣誓,就成为当务之急。日前李克强总理在山西太原主持的一个座谈会上,透露出一个秘密,“我们还不具备生产模具钢的能力,包括圆珠笔头上的圆珠,目前仍需进口。”

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这无疑是对当前的“双创”号角发出了一道警世恒言。我们可以让火箭升空,将人送上太空,GDP雄居全球第二,居然在圆珠这一核心材料和技术上受制于人,令人自惭心愧。看似一个小小的笔芯,却牵涉到中国在钢材、生产模具和制造工艺等方方面面,暴露了中国在精专尖等关键环节上的不足,使人不得不反思我们在创新体制机制上亟待克服的问题和挑战。


中国制造向中国创造的经济转型,才是助推中国经济真正腾飞的核动力。然而,中国创造显然不能单凭举国体制的专注投入就能水到渠成,更需要为市场主体的创新营造一个既具透明型担保,又具防护型保障的公共服务体系,让创新成为企业在市场竞争中克敌制胜的法器,避免企业成为钻研资源的掮客。

从新闻报道看,有的制笔企业开发一款新的圆珠笔后,立马引来大量的模仿者。由此可以看出,笔尖上的创新不足,首先源自市场体制机制的不完善,使企业难以借助政府的公共服务享受透明型担保。如知识产权等法律体系的不完善,让创新带有了本不应有的“公地悲剧”,失去了对创新应有的激励,既抬高了创新的成本,又影响了企业的创新激情。

其次,缺乏有效的防护型保障等公共服务支持,使企业的创新风险难以找到应有的防护垫。创新是一个充满偶然性的高风险投资,失败的投资率相对较高,中国在航天、核电等高尖领域的成功,得益于举国体制内生所衍生的容错试错机制的庇护。然而,这种容错试错的机制,却并未在市场和民生领域得到支持。因为诸如笔尖上的创新等,并不会直接体现国家实力,自然也不可能被纳入到863科研项目中。

不仅如此,在构建和设计市场制度、机制时,也一定程度上忽视了对市场竞争的合理呵护。如先行的《反垄断法》尚未有效识别自然垄断和行政垄断的边界;《企业破产法》不完善,尤其是至今中国尚无个人破产法。

最后,现有的金融体系无法有效支持企业的市场创新。在金融创新方面,国内监管部门对创新的容错试错度并不高,为防范管控失范风险而对金融创新多体现出草木皆兵的心态。这使金融分工市场化难以有效推进,并导致风险投资尤其是创投市场建设知易行难,进而致使诸如笔尖上的市场创新得不到稳定、专业金融服务支持,如创业板和现有的创投基金等,更多是分食创新成果的投机式秃鹫,很难与创业者结成同生共死的同盟,这客观上牵制了市场主体的创新动力。

当前要实现由中国制造向中国创造的跨越和转型,需要的不单是举国体制的科研攻关,而应在诸如笔尖上的创新获得突破。这就需要政府构筑好利于创新的市场秩序和制度,为市场主体提供防护型保障和透明型担保等公共服务体系,为市场提供试错容错的机制,让中国创造更立体、更丰满。

 
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圆珠笔头上的"圆珠"需要高超的技术

"去年,我们在钢铁产量严重过剩的情况下,仍然进口了一些特殊品类的高质量钢材。"李克强说,"我们还不具备生产模具钢的能力,包括圆珠笔头上的'圆珠',目前仍然需要进口。这都需要调整结构。"

什么意思呢?模具是一切工业的基础。一个国家的工业要振兴离不开先进的制造技术,而模具无疑应该排在先进制造技术的首位。所以模具技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。

资料显示,中国模具生产总量虽然已位居世界第三,但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多,也比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后。

比如说很多中国人去日本买的马桶盖儿!有人说那是咱中国杭州产的——但是,那是用进口的模具、按照日本的标准生产的!我们没有那样的模具,甚至说,我们生产不出来那样的模具!这些马桶盖"墙里开花墙外香",产品Made in China,利润却被外企"收割"。

事实上,比智能马桶盖更能刺激国人的是苹果手机。由于苹果产品的设计、开发等重要环节都主要在美国本土进行,中国只获得一点血汗钱,仅从iPhone获益1.8%。

而我们常见的很多生活塑料产品,很多都有毛刺儿……那是模具不行!

有了模具钢,才能生产出好模具;生产出来好模具,才能生产出来好产品。这是一个循环。别小看圆珠笔尖的那个圆珠,你没有好模具,你就是造不出那么精细、圆滑的圆珠来,你造出来的那些圆珠就粗糙,就刺纸,写起字儿来就不好好出水儿……

做一支笔只能赚1毛钱

从产量来说,我国是制笔大国,然而并不是世界制笔强国,我国生产的圆珠笔大多属中低档类,出口平均价格仅为0.03美元/支。可是,美国著名的圆珠笔制造企业CROSS公司生产的圆珠笔类,最低价格都在10美元/支以上,差距相当惊人。

据每日经济新闻报道,目前中国的3000多家制笔企业中,没有一家掌握了高端笔头和高端墨水制作的核心技术。这些高端墨水和高端笔头,以及笔头和墨水的关键制造设备,都是从瑞士、德国、日本进口的,每年用于采购这些产品的费用至少2亿美元!然后中国制笔企业再配上笔杆,做好电镀、包装,将笔装配成型。一支圆珠笔,光笔头和油墨的成本就占了70%左右,再加上劳动力以及装配笔的其他要素,中国制笔企业怎么可能获得高利润呢?

据北京商报报道,有数据显示,美国、日本拥有的专利占世界专利总量的90%左右,而包括中国在内的其他国家仅仅占有10%左右。目前,我国对外技术依存度高达50%,而美国、日本仅为5%。

除了圆珠笔头,有哪些核心技术我们还没掌握?

 
 
跑鞋(减震系统)

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对于跑步爱好者来说,一双高性能的跑鞋十分重要。但遗憾的是,很少会有消费者选择购买国产品牌的专业跑鞋。目前,外资品牌占据了专业跑鞋市场,而这些品牌也确实掌握着一些国产品牌所没有的核心技术。以中底减震技术来说,这是决定一双运动跑鞋好坏的关键。专业的跑鞋品牌SAUCONY拥有的GRID减震系统,被认为是全球惟一能够同时提供缓震和稳定功能的中底技术系统,它可以提高运动鞋的稳定与缓震性能。而目前国产品牌还没有突破这一核心技术。

 
 
 
手机系统(安卓、iOS)

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上述这两大手机系统,目前核心技术开发都属于国外,其中安卓系统是以Linux为基础的开源移动设备操作系统,主要用于智能手机和平板电脑,由Google成立的Open Handset Alliance(OHA,开放手持设备联盟)持续领导与开发中,而iOS系统则是由苹果公司开发的移动操作系统,专用于系列的苹果品牌的数码。

 
 
工业制造(数控机床)

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作为中国传统工业的重要助推器,高档数控机床的自主化问题一直扼制着中国先进制造业的发展,据相关人士透露,"大而不强"是中国制造业的现实。我国数控机床目前还是以中低端产品为主,高端数控机床主要依赖于进口。数据显示,目前国内所需要的80%高端数控机床是要从国外进口的。

 
 
医疗设备(CT)

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就医疗设备而言,根据中国医药保健品进出口商会2014年公布的数据显示,由于国产医疗设备没有掌握核心技术,我国正在使用的高端医疗器械中,80%的CT、中高档监视仪,85%的检验仪器,90%的超声波仪器、磁共振设备、心电图机都是外国品牌。

一个典型的例子是,在医疗器械行业,CT、DR的管球技术垄断在业内尽人皆知。数十年间,国内企业曾有尝试研发的,但因为外资的专利技术垄断捆缚我国科研机构手脚,知识产权屏障束缚CT、DR球管技术的研发突破。目前,全国的医疗单位全部依赖外资企业的进口才能获得管球,才能使用CT和DR。

 
 
汽车(发动机、电喷系统)

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核心技术的缺失在汽车行业尤为明显。虽然近年来自主品牌在技术方面一直很努力,但不可否认的是,我们比起日本、欧美等国家还是有一定差距的。特别是在发动机等核心零部件方面。

以日本三菱为例,这家公司生产的汽车发动机几乎供应了所有不能自产发动机的中国自主品牌。另外,在变速箱以及电喷系统等方面,国外技术也处于领先地位。据了解,德国博世、美国德尔福、丰田旗下的日本电装几乎垄断了所有中国电喷市场份额,其中,德国博世的市场份额已经超过了60%。有业内人士指出,从自主品牌到外资品牌、从轿车到卡车、从汽油车到柴油车,中国消费者每买一辆车就会向上述3家外企贡献上千元的利润
 
 
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国产CPU的发展之路

智能制造类 星旭自动化 2016-11-16 15:11 发表了文章 来自相关话题

一、国产CPU发展现状与成就


国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下,我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段,并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色,其中:

x86体系由intel封闭主导,国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展,目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面,不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术,也主导着与x86相关的标准技术和测试认证,例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等;在软件层面,与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环,众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
 
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发,其中兆芯已推出3代CPU产品,并形成了完整的芯片组解决方案,在操作系统层面除兼容windows和linux外,也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配;曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局,自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分,提升安全保障能力,预计相关产品今年底实现正式商用。

ARM体系以开放共赢为基本原则,国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者,通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
 
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发,降低了研发的难度、风险和成本,与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范,对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础,华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验,在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步,在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
 
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权,可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立,将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。






MIPS体系基于架构授权构建开放生态,国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利,前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会,共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展;后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
 
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量,龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA,并坚持自主研发微架构和编译器,2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构,浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集,侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售,主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。

此外,国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术,对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级,在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集,主要面向高性能计算、服务器领域,在2016年国际超算大会评比中,基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠,其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算,成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。

二、面临挑战和主要问题

国产CPU产业配套滞后于产品技术需求,后续升级压力较大。
 
一是,目前国内制造工艺落后国外两代,CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段,面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
 
二是,我国IP产值不足全球的10%,并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具,但目前仍较多应用在低端产品当中。此外,与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级,进而影响CPU生态的竞争力。

国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢,长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制,目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢,主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。

应用开发与CPU研制未形成良性互动,竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持,未结合市场需求,导致产品和应用脱节的情况较为突出,无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用,但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富,目前规模较小,产品竞争力提升缓慢。

三、对未来发展的建议

强化统筹协调,提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势,以我国信息安全特殊需求为切入点,针对具有我国特色的个性化应用需求,联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业,加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作,在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。

强化配套供给,提升国内生态体系完备性。一是,推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作,围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求,实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是,加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度,力图逐步实现国产化替换。三是,支持企业积极参与国际开源社区,深化对开源软件技术的理解,提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。

强化应用驱动,提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求,开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金,继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系,形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式,实现技术研发与应用的协同效应。

强化标准建设,提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求,构建完备标准化体系,并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度,适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛,探索产业共建知识产权专利池,提升我国对外知识产权自我保护能力。
 
 
 
来源:1号机器人

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一、国产CPU发展现状与成就


国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下,我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段,并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色,其中:

x86体系由intel封闭主导,国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展,目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面,不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术,也主导着与x86相关的标准技术和测试认证,例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等;在软件层面,与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环,众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
 
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发,其中兆芯已推出3代CPU产品,并形成了完整的芯片组解决方案,在操作系统层面除兼容windows和linux外,也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配;曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局,自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分,提升安全保障能力,预计相关产品今年底实现正式商用。

ARM体系以开放共赢为基本原则,国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者,通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
 
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发,降低了研发的难度、风险和成本,与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范,对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础,华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验,在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步,在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
 
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权,可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立,将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。

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MIPS体系基于架构授权构建开放生态,国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利,前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会,共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展;后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
 
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量,龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA,并坚持自主研发微架构和编译器,2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构,浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集,侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售,主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。

此外,国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术,对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级,在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集,主要面向高性能计算、服务器领域,在2016年国际超算大会评比中,基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠,其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算,成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。

二、面临挑战和主要问题

国产CPU产业配套滞后于产品技术需求,后续升级压力较大。
 
一是,目前国内制造工艺落后国外两代,CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段,面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
 
二是,我国IP产值不足全球的10%,并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具,但目前仍较多应用在低端产品当中。此外,与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级,进而影响CPU生态的竞争力。

国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢,长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制,目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢,主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。

应用开发与CPU研制未形成良性互动,竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持,未结合市场需求,导致产品和应用脱节的情况较为突出,无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用,但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富,目前规模较小,产品竞争力提升缓慢。

三、对未来发展的建议

强化统筹协调,提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势,以我国信息安全特殊需求为切入点,针对具有我国特色的个性化应用需求,联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业,加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作,在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。

强化配套供给,提升国内生态体系完备性。一是,推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作,围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求,实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是,加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度,力图逐步实现国产化替换。三是,支持企业积极参与国际开源社区,深化对开源软件技术的理解,提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。

强化应用驱动,提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求,开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金,继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系,形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式,实现技术研发与应用的协同效应。

强化标准建设,提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求,构建完备标准化体系,并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度,适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛,探索产业共建知识产权专利池,提升我国对外知识产权自我保护能力。
 
 
 
来源:1号机器人

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