不只是芯片 那些被卡脖子的高端材料

十亿美金罚款，外加四亿美金的保证金，以此换回美国十年缓刑，引发全网大讨论的中兴被制裁事件算是告一段落。十四亿这个数字，让网上很多人联想到百年以前的辛丑条约，当年中国人是四亿五，赔款刚好是四亿五，一人一两。

中兴一家之事，除了引发对遵守商业规则的讨论之外，更多的是对芯片被卡脖子扼腕。其实，芯片只是被卡脖子的产品中最典型、最熟知的一种，还有很多产品因自主化不够而仰人鼻息。下面我们列举一些严重依赖进口的重要行业用材料

高端轴承钢

轴承，相比接触过机械的人们都熟悉，支撑机械旋转体，降低其摩擦系数，并保证其回转精度。在一些特殊领域，机械的运转对轴承的精度、性能、寿命和可靠性提出了高要求。那么，要使轴承得到这些要求，其材质是决定性因素之一。

然而，高端轴承用钢几乎全部依赖进口。目前，世界轴承巨头美国铁姆肯、瑞典SKF几乎垄断了全球高端轴承用钢的研发、制造与销售。

起落架用钢

近日，国内民航业发生了四川航空紧急迫降事件，在英雄机组成员的应对之下危机得到解决。除了机长精湛的技术之外，接受科技日报采访的中国民航大学一位学者这样说道，“川航客机玻璃脱落迫降，落地时由于超重滑行，轮胎都瘪了，但依然实现了安全着陆，这得益于好的起落架，如果没有好的高强度钢，这种迫降是致命的。”

飞机降落时，起落架不仅需要承载飞机的自重，还有飞机垂直方向的巨大冲力载荷，这就对起落架用钢提出了严格的要求。不仅如此，起落架的寿命与机体同寿，一般需要达到到30000-60000次。一架起飞总重量超过100吨的大飞机，起落架用特种高强度钢就需要大约15吨。

目前，由美国国际镍公司研发的300M钢是落架最常用的钢材，其强度在1900MPa—2100MPa。美国9成飞机使用的是300M钢。从目前来看，300M钢制作的起落架世界第一位置还无法撼动。

2009年，宝钢特钢集团开始了300M超高强度钢的研制攻关，并于2017年成功通过了供应商认证，意味着国产大飞机C919的后续机型有望在起落架用钢实现国产化。

重型燃气轮机叶片

在材料人之前的文章里曾介绍过航空发动机叶片为何那么难做，其实重型燃气轮机叶片难度也可与之匹敌。重型燃气轮机叶片的工作温度也在1400℃—1600℃。除了高温，叶片同时还在以极高速旋转。高速旋转导致涡轮叶片必须承担极高的离心力。所以，叶片既要耐极高温，又要低蠕变，耐疲劳、力学性能还要好。为了达到要求，轮机叶片多用单晶，叶片做成中空，表面还要覆盖陶瓷涂层、冷却气膜。而且，叶片的制作任何一项技术参数都不能有丝毫偏差。

美国GE、日本三菱、德国西门子、意大利安萨尔多4家垄断了重型燃气轮机市场。当前，我国尚缺乏大量基础研究支撑和长期试验验证及经验积累，难以在短时间内实现国产化。

光刻胶

前段时间，中国芯片加工企业中芯国际向全球最大的芯片设备制造商—荷兰ASML订购了一台最先进的EUV光刻机，这台机器的价格高达1.2亿美元。据业内介绍，ASML一年只能生产十来台光刻机，有钱也不一定买得到。之所以这么贵，是因为光刻技术决定了集成电路的集成度。不过，受制于人当然不只是光刻机，还有光刻胶。

光刻胶是整个光刻工艺的重要部分，也是国际上技术门槛最高的微电子化学品之一，主要应用在集成电路和平板显示两大产业。因其复杂的成分和工艺，光刻胶研发难以突破。光刻胶主要成分有高分子树脂、色浆、单体、感光引发剂、溶剂以及添加剂，开发所涉及的技术难题众多，需从低聚物结构设计和筛选、合成工艺的确定和优化、活性单体的筛选和控制、色浆细度控制和稳定、产品配方设计和优化、产品生产工艺优化和稳定、最终使用条件匹配和宽容度调整等方面进行调整。

目前，光刻胶全球市场基本被日本合成橡胶（JSR）、东京应化（TOK）、住友化学、美国杜邦、台湾长兴等垄断。

当前，我国仍然存在上游关键原材料短缺，未掌握先进工艺，同时也缺乏经验和专业人才等问题。

ITO靶材

ITO（氧化铟锡）薄膜具有很好的导电性和透明性，是晶显示器（LCD）、等离子显示器（PDP）、电致发光显示器（EL/OLED）、触摸屏（TouchPanel）、太阳能电池以及其他电子仪表的透明电极最常用的薄膜材料。

要将ITO成功镀到平板玻璃上，首先需要将其制成标准尺寸的固体靶材，然后用电子轰击靶材上，使其溅射到基底上（玻璃基板或柔性有机薄膜）沉积下来。ITO靶材的制备需要将氧化铟和氧化锡粉末按严格的比例混合后，经过一系列生产工艺加工成地板砖的形状，再层层摞叠到一个特制的炉子里，经过1700摄氏度高温气氛烧结，形成黑灰色的陶瓷半导体。通常靶材尺寸越大，溅射到平板上的拼缝就越少，价值也越高。

目前，大尺寸ITO靶材市场由日本三井、东曹、日立、住友、VMC和韩国三星、康宁等公司垄断。

当前，我国在大尺寸烧结炉等设备、高温烧结技术工艺、生产效率存在不少差距。

以上仅列举为数很少的尚未自主化的材料产品。

但是，我们也要看到，过去十年，很多材料领域从无到有，从低端到中端，国内逐步推出了具有竞争力的产品，让国外企业退缩到高端领域。未来十年，拭目以待。

本文主要参考：【专题报道】亟待攻克的核心技术