文|依壹Talk
(本文陳述所有內容皆有可靠資訊來源,贅述在文章結尾)
日本作為一個還沒有我國雲南省面積大的彈丸之地,卻擁有領先世界的精尖科技,甚至連美國都望其項背、自愧不如。
儘管我們不願看到這樣的情況,但是這也卻是我們不得不承認的事實。
今天我們就一起來了解一下日本領先世界的三大精尖科技,看你知道幾個?
半導體材料
日本可以說是全球半導體材料領域“驕傲的王者”,這一說法還真不是誇大其詞,別的不提,咱們客觀的看,日本在半導體材料方面還真的有點東西。
在如今這個資訊化的全球環境中,之前我們總是能聽到“晶片”方面被西方世界卡脖子。
而生產半導體晶片需要19種必須的材料,這些材料可以說是缺一不可,不僅如此大多數材料都具備極高的技術壁壘,也就是說這些技術是保密且極難掌握的。
簡單來說,半導體晶片的製作過程很複雜,最重要的就是把矽晶圓,變成加工好的可以封裝的裸晶片。
而這個過程,會經歷薄膜沉澱、光刻、蝕刻、清洗等多項工藝,每一步都需要特定的加工裝置與原材料。
因此半導體材料企業在半導體行業中佔據著至關重要的地位。
而日本半導體材料企業在矽晶圓、合成半導體晶圓、光罩、光刻膠、 TAB、 COF、焊線、封裝材料等14種重要材料方面均佔有50%及以上的份額。
看文字可能不直觀,我們直接資料分析的圖片。
從圖中大家應該可以直觀的看到,日本對於半導體材料的市場佔比份額都是極高的。
其中大家最熟悉的,用於7nm以下晶片製造的EUV光刻膠,日本的份額為100%,而相對高階一點,用於130nm-7nm工藝的ArF光刻膠,日本佔了87%。
日本半導體材料行業在全球範圍內長期保持著絕對優勢,全球70%的半導體矽材料,都是由日本信越化學提供的。
如此看來,日本在半導體材料方面可以說是“雄霸一方”,實在是不容我們忽視,其實力也是實實在在的,並不是吹噓出來的。
在半導體領域,荷蘭的ASML壟斷著光刻機;而美國主要壟斷EDA,IP,另外在半導體裝置上也很厲害;日本則在半導體材料上有著霸權,在半導體裝置上也表現突出。
不過如今的亮眼成績並不意味著日本半導體材料企業可以永遠在這個行業中高枕無憂。
事實上,日本半導體材料企業也面臨著全球範圍內的市場競爭。
首先是以美國企業為代表的“老牌”企業。這類企業實力雄厚、技術紮實,不但擁有穩定的市場佔有率,還持續不斷地進行研發投入。
還有就是來自韓國和中國臺灣地區的新興材料企業。不過在短期內,新興企業只能解決“從無到有”的問題,在材料的效能方面仍會與日本企業存在一定差距,而這種差距的縮小離不開時間的沉澱。
不過目前隨著我國半導體產業的發展,我國的半導體材料也在逐漸發生變化,已經從第一代半導體材料過渡到第三代半導體材料。
但是從技術含量方面來講,現階段我國和世界先進水平的差距仍然較大,在一些關鍵高階領域仍有不少路要走。
超高精度機床
超高精度機床和材料學並稱為“工業之母”,而這一部分可以說是日本、德國、瑞士“三足鼎立”,其中日本的超高精度機床技術更是“遙遙領先”。
世界最高精度機床主軸來自日本精工,日本的超高精度機床能有多牛?
日本的超高精度機床連美國都望其項背,甚至美國的F-22猛禽戰機用的就是日本機床(SNK新日本工機的5軸龍鏜銑)生產的。
美國F-22猛禽戰鬥機是世界上第一種進入服役的第五代戰鬥機,可以說是當今世界上綜合性能最佳的戰鬥機之一。
就連美國如此“牛氣轟轟”的戰機居然都是使用日本機床生產出來的,可見日本超高精度機床在國際上的地位。
再來看一組資料:
全球70%的精密機床都搭載著由日本Metrol研製的世界最高精度的微米級全自動對刀儀。
全球唯一一臺突破奈米級加工精度的慢走絲電火花加工機,來自日本sodick(沙迪克)。
沙迪克將電火花式加工與水刀式加工結合成功開發出世界首臺混合動力線切割放電加工機。
不僅如此,在全球範圍內的任何尖端工業機械上都不可或缺的傳動部件,日本HDS的高精密、大扭矩、輕量化、回力小的諧波減速機在全球擁有4成以上份額。
甚至NASA、空客、蔡司外科手術鏡等都是靠它來傳遞反饋裝置的停走、動力轉向、精度定位。
Okuma(大隈株式會社)是雙主軸雙刀塔車床的代表者,這家公司可以說是全球機床界中唯一的“全能型製造商”,簡單來說就是堅持從核心部件到數控作業系統到終端,全部“自給自足”。
還有大家很多人心中的“夢中情車”——超跑法拉利、布加迪威航品牌等,日本松浦機械幾乎壟斷了歐洲高階發動機。
可以說世界幾乎所有的汽車品牌上的銅材加工過程都要利用日本生田產機的裝置完成。
日本的超高精度機床實在是“遙遙領先”,就連以細節、價值聞名世界的德國製造都有些自愧不如。
而且我國中鋁洛銅曾經就向日本生田產機購買一整條伸銅雙面銑面切削生產線。
而中鋁洛銅是我國高精尖科研裝置銅材主要提供商,國家重點扶持機構,由此可見我國的超高精度技術還有一段路需要走。
對於我國製造來說,我國中低端機床領域已經佔領全球大部分份額,但是高階機床領域佔有率基本還是零,所以我國在這方面還需要繼續努力追趕。
工業機器人
其實機器人技術最早起源於美國,但是隨著科技的發展,日本機器人行業得到了產業化規模發展,目前日本已經超越美國成為這一領域全球的引領者。
日本素有“機器人王國”的美譽,是世界上最大的生產大國和出口大國,日本製造的工業機器人,佔據全球供應的45%,成為全球範圍內機器人制造業的“領頭羊”。
機器人可以精確地執行各種生產任務,具備高速、高精度、高靈活性的特點,可以在短時間內完成複雜的工作,減少了人力成本和生產誤差,提高速度和產量,還能保證產品的一致性和質量穩定性。
而日本工業機器人的發達也有一定的現實原因:
日本勞動力的增長速度較低,由於人們都想要接受高等教育,所以勞動力的增長單純的依靠“人”顯然是沒有什麼希望了。
不僅如此,有很多惡劣的工作環境幾乎每年都會造成工傷事故和人員受傷,所以在這種危險的崗位上使用機器代替人工是“迫在眉睫”的任務。
而且,機器人的生產離不開以微機為基礎的控制技術和機器人結構的發展,而這兩項技術日本發展的都還不錯。
綜合社會多種原因,日本的機器人行業成為“一匹黑馬”,領先世界。
那麼我國的機器人行業發展又怎樣呢?
從2011年到2020年,我國工業機器人的交付量平均每年增長27%,遠高於全球(12%)和日本(6%)的增長速度。
不過我國的機器人密度仍遠低於日本、韓國和德國,這意味著我國工業機器人有巨大的增長潛力。
我國工業的機器人化程序正在快速推進。根據國際機器人聯合會的資料,2022年,中國安裝的工業機器人超過29萬臺,是日本的6倍,美國的7倍,德國的12倍,法國的40倍。
我國將工業機器人和先進生產解決方案列為優先發展領域,與半導體產業同等地位。
不過這項任務並不簡單,但是我相信我們正向高階市場邁進,我們會迎頭趕上。
其實日本還有很多高精尖的科技在世界上都是領先地位,所以面對日本我們一定不能忽視其“狼子野心”。
當然,我們我國的很多領先世界的技術,在正視自己的同時正視他人,只有開啟眼界,才能看到世界上各國的發展,我們才能進步。
大家還知道哪些日本的高精尖科技?歡迎在評論區留言討論。
參考資訊源:
[1]官方媒體中關村線上《日本科技領先世界多少年 看看這裡就知道了》
[2]官方媒體中華人民共和國科學技術部《日本超算“富嶽”時隔8年重奪世界第一》
[3]官方媒體儀器資訊網《世界上最頂尖的精密儀器,都分佈在哪些國家?》
[4]官方媒體國際線上《外媒:“中國引領全球工廠機器人化衝刺”》
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