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任泽平股市最新消息:中美科技实力对比,关键领域视角

时间:2018-07-24 17:01:12  来源:任泽平  本篇文章有11634字,看完大约需要39分钟的时间

任泽平股市最新消息:中美科技实力对比,关键领域视角

时间:2018-07-24 17:01:12  来源:任泽平

中国是全球最大的半导体与集成电路消费市场,但是90%依赖进口,自给比例仅10%左右,每年的进口金额超过2000亿美元。中国在集成电路领域的资本与研发投入方面都与美国存在较大差距。

中美科技实力对比,关键领域视角

导读

继上篇《中美科技实力对比:全球视角》,本文将深入关键行业领域,以信息技术和航空航天为例,具体对比中美科技实力。

1 信息技术

信息技术(ICT,Information and Communication Technology)是第三次工业革命的核心技术与重要引擎。作为通用性技术,信息技术对其他产业与整体经济增长具有明显的辐射作用,对于国家安全与军事实力同样至关重要,因此也被认为是综合国力的重要标志。

2017年全球ICT产业总体规模预计突破52000亿美元,其中ICT服务业达到34500亿美元,ICT制造业突破18000亿美元。站在细分领域的角度,集成电路、软件和IT服务、通信分别承担着信息的计算、加工处理和传输功能,这三类技术也成为各企业和各国竞争发展的重要高地。1.1 半导体与集成电路

1.1 半导体与集成电路

全球半导体产业市场规模已经从1996年1320亿美元增长至2017年4122亿美元。根据美国半导体行业协会(SIA)的统计,按照半导体企业总部所在地分类,目前美国公司占到全球半导体市场份额的一半左右,其次为韩国、日本,中国目前市场份额在5%左右。

半导体可以分为分立器件、光电子、传感器、集成电路,其中集成电路占比最高,占到2016年全球半导体销售金额的81.6%。中国目前已经成为全球最大的半导体与集成电路消费市场,但是自给比例仅10%左右,每年的进口金额超过2000亿美元。

在诸多核心集成电路如服务器MPU、个人电脑MPU、FPGA、DSP等领域,我国都尚无法实现芯片自给。此次中兴事件,正是由于中兴在高端光通信芯片、路由器芯片等方面依赖博通等供应商,以至于一旦被美国制裁就将面临破产风险。对外依赖只是中国在核心芯片领域相当薄弱的外在表现,其实质是在集成电路的各核心产业链环节缺少足够的、长期的资本投入、研发投入与积累。2017年美国芯片巨头英特尔研发支出达到130亿美元、资本支出预计达到120亿美元,仅研发支出就已接近中国全部半导体企业全年的收入之和;高通、博通、英伟达等芯片设计厂商更是将20%左右的销售收入投入用于研发。国内集成电路制造领军企业中芯国际2016年资本开支26.3亿美元、研发投入仅3.18亿美元,如此悬殊的投入对比下,中美半导体领域的产出差距可想而知。

作为现代精密制造业的代表,一颗小小的微处理器上集成了数十亿个晶体管、需要经历数百步工艺过程,这决定了芯片领域的“短板效应”——任何一个零件或环节出错,都会导致无法达到量产的良率要求;任何一个步骤都需要经过漫长的研发、尝试与积累,绝非一朝一夕。这个过程不仅需要拥有大量专业人才,更需要在关键设备与原材料领域供应率先实现突破。

2016年全球前十名半导体设备供应商中,除了荷兰的ASML、新加坡的ASM Pacific,其余四家位于美国、四家位于日本,其中美国的应用材料公司(AMAT)排名第一、2016年销售额达100亿美元。四家美国公司已经占到全球市场份额的50%,即使第二名荷兰光刻巨头ASML股东中也有着英特尔的身影。而在此领域国内尚无企业上榜,2016年中国半导体设备销售仅57.33亿元,其中中电科电子装备集团排名第一,但销售金额也仅9.08亿,中国前十强占全球半导体设备市场份额仅2%。长年占据全球半导体设备榜首的美国AMAT产品几乎横跨CVD、PVD、刻蚀、CMP等除了光刻机外的所有半导体设备,公司的30%员工为研发人员,拥有12000项专利,每年研发投入超过15亿美元,而国内半导体设备龙头北方华创研发支出不到1亿美元。

站在产业链的角度,集成电路可以分为设计、制造与封装测试三个环节,其中垂直一体化模式称之为IDM(Integrated Device Manufacture),以英特尔、三星为代表;专业化分工则可以分为Fabless(IC设计)、Foundry(晶圆代工)、封测,Fabless的核心是IP,以高通为代表;Foundry的核心是制程与工艺的先进性与稳定性,以台积电为代表;封测相对来说对技术的要求不如前两者。

IC设计领域,2016年全球前十大Fabless厂商中,中国上榜两家,华为海思排名第七、紫光集团排名第十,合计市场份额约7%。考虑到博通(Broadcom)计划将总部从新加坡迁回美国,实际上这份全球前十Fabless厂商中美国公司将占据7席,合计市场份额达到56%,是芯片设计领域的绝对王者。如果算上IDM的英特尔,美国在IC设计领域的份额将更高。

中国近年来在IC设计领域的进步不小。2010年全球前十大Fabless厂商中尚无一家大陆企业入围,除了台湾地区的联发科排名第五,其余九家均为美国企业。而2016年华为海思与紫光集团双双进入前十,大陆企业在IC设计领域的全球市场份额也由2010年5%左右提升一倍至约10%。同时美国企业份额则从69%下降至55%左右。尽管短期之内美国在IC设计领域的霸主地位难以撼动,但相对实力正在此消彼长。

晶圆代工领域,全球前十大晶圆代工厂中,中国占据两席,中芯国际排名第四、华虹排名第八,总共市场份额达到7%;美国Global Foundries排名第二,市场份额11%。台积电为纯晶圆代工领域绝对龙头,市场份额达到59%。除了销售收入的差距,华虹最高水平制程只有90nm,主要产品都是为电源管理IC、射频器件芯片代工。中芯国际量产的28nm制程良率尚未完全稳定,而台积电已经导入10nm制程为苹果iPhone8的A11处理器、华为mate10的麒麟970等手机芯片代工,并且计划今年将量产7nm制程。从“28nm-20nm-14nm-10nm-7nm”的工艺升级路径来看,中芯国际与台积电的技术工艺水平差了三代。

小结:中国是全球最大的半导体与集成电路消费市场,但是90%依赖进口,自给比例仅10%左右,每年的进口金额超过2000亿美元。中国在集成电路领域的资本与研发投入方面都与美国存在较大差距。细分领域来看,中国在半导体关键设备与材料方面最为欠缺;在IC设计领域华为海思、紫光展讯等近年来进步较大,但差距仍大;在制造领域,台积电实力强大,中芯国际与国际最先进制程差了三代工艺水平。

1.2 软件与互联网服务

以功能分类,软件可以分为系统软件、支撑软件和应用软件,其中系统软件负责管理和调度各种硬件资源和程序;应用软件负责面向特定领域实现特定功能;支撑软件位于两者之间,负责支持其他软件的编写与维护,如编程软件、数据库管理软件等。目前的多数互联网服务,实际上也是应用软件。

根据普华永道思略特发布的“2017全球创新企业1000强榜单”,其中软件与互联网服务公司按照研发投入排名的创新十强榜单中,中国凭借BAT占据第7、第8及第10名,前五名清一色为美国企业——亚马逊、谷歌、微软、甲骨文、Facebook。美国前三强软件与互联网服务公司亚马逊、谷歌、微软的研发支出均超过百亿美元,相比BAT中最高的阿里巴巴也仅达到25亿美元。

如果不包含互联网服务公司,在软件领域创新十强榜单中除了德国的SAP外其余均为美国公司,中国公司无一上榜。软件领域中国创新排名最靠前的是金山软件,2017年研发投入达2.6亿美元,而第一名的微软达到119.9亿美元。

在系统软件领域,当前PC操作系统基本上被Windows垄断,Windows装机量接近整体市场的88%,Windows与Mac OS合计超过97%;手机操作系统则被IOS与Android两家瓜分,两家合计超过98%。数据库系统则是甲骨文独占鳌头。在这些基础软件与底层系统领域,中国目前仍是空白。

操作系统开发是一件系统工程,Windows 7开发大约有23个小组超千人团队,需要代码量5千万行,缺乏顶层设计的研发注定缺乏效率。中国当前的操作系统研发大多是基于Linux开源内核进行二次开发,如果以两弹一星模式、倾举国之力进行攻关,相信技术难题可解,政用、军用的自主可控需求也可以得到满足,但短期商用的可能性微乎其微,根本原因在于操作系统开发并不符合商业的投入产出比逻辑。

Windows、IOS、Android等底层操作系统相当于大厦地基,在此之上已经形成了应用程序库与开发者社区相互影响、相互促进、相互依赖的成熟生态。如果没有革命性的体验变革,从头开始研发相当于把大厦推倒重建,投入产出不成正比,因此商业公司鲜有涉足,而更适合大学与科研机构作为学术课题进行研发。

云计算实际上是对互联网上的计算、存储和网络三类资源和应用进行系统管理与调配。按照服务形式,云计算主要可以分为三类——基础设施即服务(IaaS,Infrastructure-as-a-Service),平台即服务(PaaS,Platform-as-a-Service),软件即服务(Software-as-a-Service)。其中IaaS和PaaS管理的是最底层的硬件资源和基础应用(如数据库),因此也被视作下一代信息社会的基础设施。

根据美国市场研究机构Synergy Research统计,目前全球基础设施云服务(IaaS+PaaS+托管私有云)市场中,亚马逊AWS市场占有率接近35%,其余为微软Azure、IBM、谷歌,阿里云排名第五,全球市场份额不到5%。

在SaaS领域,微软收购LinkedIn后超越Salesforce成为第一,其余排名靠前的Adobe、Oracle、SAP均是传统软件领域的领先企业。由于中国在传统软件领域的薄弱,在SaaS领域没有代表性的头部企业出现。

小结:中国在软件领域相当薄弱,尤其在系统软件和支撑软件领域,在互联网服务领域BAT尚能与亚马逊、谷歌、Facebook一较高下,但在研发投入方面远不及美国同行。在云计算领域,阿里云发展很快,但目前的体量仅为亚马逊AWS的1/10。

1.3 通信

通信是信息社会的“神经网络”。当前全球四大通信设备巨头华为、爱立信、诺基亚、中兴,中国占据其二。华为2017年销售额925.5亿美元,研发投入137.9亿美元,大幅超越传统通信设备巨头爱立信与诺基亚。与美国无线通信巨头高通相比,华为的收入与研发投入体量同样领先。在过去十年内,华为在研发领域累计投入近4000亿人民币,目前拥有超过7万份专利(超过90%是发明专利)。

从代理交换机起家、2004年建立海思半导体进行集成电路的自主研发,华为通过30年的积累成为全球通信设备第一,并在此基础上进入企业级核心路由器与移动终端市场。根据市场研究机构IDC数据,目前2018第一季度华为的以太网交换机市场份额达到8.1%、企业级路由器市场份额达到25.1%,仅次于思科;在移动终端市场,2016年华为智能手机出货超过1.3亿部,仅次于苹果与三星。

在下一代通信技术5G的标准制定上,以华为为代表的中国企业也开始崭露头角。3GPP定义了5G的三大应用场景——eMBB(3D/超高清视频等大流量移动宽带业务)、mMTC(大规模物联网业务)、URLLC(无人驾驶和工业自动化等超高可靠超低时延通信业务)。在2017年11月美国Reno举行的3GPP RAN1#87会议中,华为主导的Polar码成为eMBB场景下控制信道编码最终方案,而高通主导的LDPC码成为数字信道编码方案,中美平分秋色。这也是作为通信物理层技术的信道编码标准制定以来第一次由中国公司推动,显示出中国在全球通信领域话语权的提高。

5G芯片方面,今年2月华为在2018世界移动通信大会(MWC)上发布了全球首款3GPP标准的5G商用基带芯片巴龙5G01,可以提供2.3Gbps的传输速度,支持高低频、也支持独立或非独立方式组网。华为也成为首个具备“5G芯片-终端-网络能力”的5G解决方案提供商。在国家5G测试项目中,华为在第二阶段领先爱立信、诺基亚贝尔等厂商率先完成全部测试项目,并且在小区容量、网络时延等性能指标上处于领先。

尽管已经成为全球通信行业第一,华为对过去的发展却有着比常人更清醒的认识。华为创始人任正非在2016年全国科技创新大会上谈到,随着通信行业逼近香农定理、摩尔定律的极限,华为正在本行业攻入无人区,过去跟着人跑的“机会主义”高速度将逐渐减缓。如何从工程数学、物理算法等工程科学层面的创新过渡到重大基础理论创新,如何从跟随者成为引领者,任正非之问的答案可能并不在华为公司层面。要保证科技领域的长期竞争力与领导力,教育体制、科技体制、创新环境等软实力同样重要。在第三章,我们将进一步探讨中美科技体制差异。

2

 航空航天

2.1 航天

航空航天均是高端综合性工程技术、理论学科和实际应用的结合,其中航天科技可以分为空间技术、空间科学和空间应用。从整个产业链角度来看,空间技术集中在航天器制造和发射,空间应用集中在地面设备和运营应用,空间科学是基于两者去太空探索新知识,三者相互支撑相互依靠。

从政府活动(包括政策支持力度、预算开支情况、国际合作情况等)、人员和航天器(宇航员人数、相关学科大学及以上储备人才数量、在轨航天器数量等)、相关工业(制造能力、发射能力、地面操控能力等)这三方面能力进行评定,2017年我国航天实力指数为27.93,较2016年有所提升;美国航天实力指数为89.3居全球首位,但近年来有所下降。综合来看,目前我国航天实力排名全球第四、仍处于第二梯队。一、空间科学:部分领域领跑全球,但整体较为薄弱

一、空间科学:部分领域领跑全球,但整体较为薄弱

我国空间能力最为薄弱的是空间科学,从理论基础与研究手段两方面来看:

与航天相关性强的天文学与天体物理、物理学等基础研究较为薄弱。根据中国科学院科技战略咨询研究院《2016研究前沿》显示,从Essential Science Indicators(ESI)数据库的上万个研究前沿挑选出的共180个重点热点前沿为基础来分析10大学科中各国与所在国相关科研机构对重点热点前沿产出论文数量和论文影响力,在物理学的20个热点前沿领域美国引领数达到11个,中国仅2个;在天文学与天体物理的12个热点前沿领域,美国引领数达到10个,中国尚无斩获。

科学卫星是空间科学研究的重要基础和手段,我国科学卫星起步晚,成效方面不如美国。时间上,美国1958年发射的第一颗人造卫星即是用于研究探索的“探险者号”科学卫星;中国最早用于科学探测的是1971年发射的“实践”系列卫星。探测距离上,美国“探险者号”系列卫星已探测过整个太阳系相关数据,向银河系探测;中国目前探测最远的是基于嫦娥探月计划的月球,将于2020年左右施行火星探测计划。卫星数量上,据不完全统计,截止2017年,中国科学卫星数量约50颗,其中大部分是早期发射的“实践”系列卫星,美国方面则约180颗以上。2017年共发射的108颗科学卫星中,美国占了约18%,而中国约为4%。

二、空间技术:基本掌握核心技术,发展最为迅速

作为空间科学与空间应用的操作基础和实现手段,空间技术是三个环节最为核心的部分。从全球视角来看,近十年,我国的空间技术发展最为迅速、取得成效最为显著。

空间技术不单单指具体某项技术,而是囊括从火箭与航天器制造、航天器发射至航天器能稳定运行中涉及到的各项技术。最有代表性的为重型火箭技术、载人航天技术、空间站技术与深空探测技术,从全球视野来看,我国是全球为数不多的能够独立实施登月计划、载人航天计划、天空站计划等,说明我国航天攻克核心技术数量多、涉及范围广;但与美国相比,我国需要在总体效率与质量上继续提升。由于载人航天、空间站与深空探测均需要以重型运载火箭技术为基础,下文以重型火箭技术为例具体分析我国的空间技术实力。

重型火箭是指具备发射低、中、高不同地球轨道,可以运载不同类型卫星和载人飞船,并且LEO载荷能力(近地轨道运载能力)超18吨以上火箭,具备该技术与否可以看做能否挤进航天强国的重要指标。目前全球现役的重型火箭包括长征五号(中国)、重型猎鹰(美国)、德尔塔4(美国)等。从整体性能与性价比来看,我国长征五号排全球第三。主要根据以下两方面来判断:

1)第一是整体设计能力。根据重型火箭运载能力要求,目前世界主流运用模块化组装法,把多级火箭类似搭积木的方法构建成一个大型的新的火箭,美国的土星五号、重型猎鹰与中国的长征五号等都是运用此法。在设计过程中涉及一项关键技术叫动特性获取技术。(注:即设计过程需要对火箭组成部分和结构在各种恶劣环境下,例如剧烈震动、冲击等,产生的变化进行数据分析)

相比其他航天强国,目前我国运载火箭动特性的获取比较传统,通过振动塔(试验火箭完整性的检测塔)全尺寸试验产生,检验周期长、费用高。以美国为例的其他航天强国,则逐渐通过等比例模型试验方式来推测实际尺寸的数据。这类方法需要有发展成熟的试验技术、严格的理论建模和先进计算机分析运算能力。我国也开始研究此类技术,但多在理论基础并无实际操作。

另一方面,我国在拟定的载荷能力对成本和可靠性把控上较为突出。火箭设计是整体概念,各国根据相应的经济和政策情况来设计最符合国情的方案。因此,在设计环节中,成本和执行复杂任务的可靠性也是检测火箭设计的合理性与优异性的重要指标。对比史上各大重型火箭,我国长征五号以较低发射成本和高达98%可靠性,显示出我国在这一环节的技术能力。

2)第二是整体动力系统。为了挣脱地球万有引力的束缚,根据牛顿第二和第三定律,火箭需要达到最小速度为7.9公里/秒。除了达到飞行速度要求,重型火箭要需要满足在多载荷情况下的上千吨起飞推力,从而考验各国对发动机的研发技术。测量发动机相关的核心指标可以分为运载能力与效率这两大类别。

运载能力方面,长征五号运载能力全球现役火箭第三,但运载系数并不算高。最大运载能力方面,包括LEO(近地能力)与GTO(地球同步轨道转移能力),其数值越大,表示运载物品越多能力越强。目前长征五号LEO运载能力为25吨,仅次重型猎鹰与德尔塔4号。运载系数方面,即最大有效载荷与起飞重量之比,数值越大,表明同重量的火箭能负载更多载荷,运载能力与效率更高。长征五号LEO运载系数仅为0.0288,与重型猎鹰的0.0451相距甚远,说明有效载荷能力与效率还是有段差距。

效率方面,长征五号燃烧效率和射程较高,但是推力效率较低。测量燃效与射程的指标为比冲,即单位推进剂产生的推力。比冲越高,发动机燃烧效率越高,射程也越远,长征五号YF-77发动机在这方面表现突出。推力方面,YF-77则逊色于美国几款重型火箭,推力的最大差距为土星五号的十分之一。但是YF-77的推力不足目前影响不大,因为完全可以满足长征五号设计的最大运载能力,所以整体可靠性不受影响。另一指标推重比,最大推力与重量之比,数值越大说明火箭整体效率越高,提高火箭干质比(火箭净质量与整体满载燃料质量之比)能力越强,利于火箭加速。我国的YF-77推重比约50,远不及美国几款发动机,是F-1一半,更是梅林1-D 的约30%,说明我国发动机性能与美国差距大,技术需要提升。三、空间应用:中国发展迅速,美国增速放缓

三、空间应用:中国发展迅速,美国增速放缓

空间应用是指以卫星应用为主(约占全球空间经济的80%),其他相关产业为辅的空间衍生服务产业。从卫星产业链来看,包括卫星制造与卫星发射的上游,与更聚集的卫星服务与地面设施的下游。据SIA的2018年全球卫星市场报告显示,2017全年卫星行业市场规模约2686亿美金,其中卫星服务达到1287亿美金,占比48%排为第一,地面设施1198亿美金,占45%为第二,两项总和超90%。美国收入占比持续多年超40%,但近年来增速放缓、占比有所下降,与此同时中国则以每年超20%的收入增速发展。1)卫星制造与卫星发射:门栏高,参与者少,美国为第一垄断者

1)卫星制造与卫星发射:门栏高,参与者少,美国为第一垄断者

卫星制造与卫星发射对资金、人才、技术都具有高要求,全球参与公司或者政府部门约为30个,其中,欧美六大制造商占80%以上的市场份额。以GEO商业通信卫星制造订单为例,美国波音、劳拉、轨道ATK与洛马占62%,垄断过半市场。

卫星发射方面,美国无论在发射数量还是发射收入都遥遥领先。2016年全球共计发射90次约350颗航天器,其中美国以27%的发射数量和64%的发射收入居首,而中国发射数量与产值均5%,排名第三。2)卫星服务与地面设施:中国具备后发优势

2)卫星服务与地面设施:中国具备后发优势

相比之下,卫星服务与地面设施门栏较低,拥有超1700家公司参与,市场规模庞大增长迅速。地面设施行业表现最为突出,市场规模从2012年的754亿美金涨至2017年的1198亿美金,全球四大卫星导航系统(美国GPS,欧洲Galileo,俄罗斯Glonass与中国北斗)逐渐完善成熟,卫星导航与物联网、5G、大数据等高新科技结合扩充带来的导航产业蓬勃发展是重要原因之一。以导航系统为例比较中国北斗与美国GPS:

技术上,北斗安全高效创新。北斗是我国自主研发,无论军事还是民事方面均可实现安全、自主可控。北斗采取分布开通,即“发射部分先使用”,与GPS必须整体系统建成才能投入使用对比,更高效灵活。其次,对比GPS的双频信号,北斗使用三频信号带来更可靠与精准的定位能力,数据处理能力也进一步增强。其三,北斗拥有原创的短报文通信服务,适用于紧急情况下的位置文字通报功能。

市场规模上,北斗打破GPS垄断局面,但挑战GPS依旧困难。从全球视角来看,我国导航系统发展最为迅速,从2012-2015年市场份额占比提升4%;从国内视角来看,截止2017年底数据,我国卫星导航与位置服务产值达2550亿,增长20.4%,其中北斗对产业核心产值贡献率达80%,市场占有率提升至15%,但GPS依旧保持超80%市场份额。2.2 航空

2.2 航空

相比航天,我国航空展现出来的技术与世界先进水平相比,差距更大,形势更为严峻。

根据使用性质,航空飞机可以分为军用飞机与民用飞机。军用飞机方面,从数量来看,我国现役约4500架飞机,是美国现役军用飞机数量的33%,排名仅次于俄罗斯位于全球第三。从飞机种类来看,我国军用机种基本齐全,对比美国仅缺少在战略指挥机的布局。从优势机种来看,我国偏向战斗机与无人机,战斗机数量全球第三、无人机全球第二,这与本国国土防御为主的策略相一致;而美国以全球为目标安排布局,所以跨航运输能力强的加油机与运输机是美国航空称霸全球的资本之一,我国这两类机种暂时无法赶超美国。以运输机为例,美国运输机22个系列共998架,中国5个系列约100架,总量仅为美国的十分之一,其中18架伊尔76自俄罗斯购买。

民用飞机方面,我国现役共5593架飞机,约美国的二十分之一。运输机,即客运机方面,我国小型客运机自主化程度较高,但大型客运机基本全部依靠进口。通航飞机方面差距更大。通航飞机指民用除去商用运输以外的所有飞机总称,可以用于空中降雨、空中喷洒等。美国农业林业机械化程度高,对通航飞机需求大,我国目前尚处于人力与机械力交换过程,通航飞机存量较低。

造成上述军用飞机与民用飞机暴露的中美差异、制约我国航空发展的关键因素之一是航空发动机技术的发展。

对比航天发动机,航空发动机自主创新能力不强,新研制动力进程缓慢,现有发动机难以满足飞机日益增长的动力需求,动力多依靠进口。除了国外引进的飞机,我国现役超半成飞机使用国外或仿制改版的二代发动机,而这些发动机技术约为上个世纪八九十年代水平,在美国或其他航空发达国家基本淘汰。例如我国拥有最多的战斗机,直到近年涡扇发动机核心技术不断突破,自主研发的WS-10、WS-10B、WS-15等才逐渐替代俄制AL-31系列发动机。但四代动力仍在试行,量产通用还需2-3年。

其次,发动机产品系列不全,军用发动机不够先进,民用发动机则是空白。军用大推力发动机型号研制有短缺,整体性能与美国同类型相比差距较远。我国大推力涡扇发动机较成熟的WS-10系列,与美国F-110系列、俄罗斯AL-31F在推力上相差数十千牛,适用性较窄;四代的WS-15仍在试行,性能与美国新一代F-135较大差距。民用发动机关键技术尚未突破,大涵道比涡扇发动机研制尚处空白,全部依赖进口。大涵道比涡扇发动机适用于大型运载飞机,例如波音737、747系列,因为核心发动机无法自主研发,我国大飞机几乎全部引自波音与空客。直至去年自主研发C919试飞成功,才填补我国大飞机项目空白。剖析整体,我国攻克整体设计、气动外形、机身材料等100多项核心技术,拥有自主知识产权,但是动力系统来自美法合资CFM公司,尚无独立研制同水平发动机的能力。2.3 差距原因:工业基础弱、资金投入少、人才缺乏与体制不成熟

2.3 差距原因:工业基础弱、资金投入少、人才缺乏与体制不成熟

通过分析我国航空航天与美国的对比,可以发现差距背后有以下深层次的原因:

1)工业基础薄弱,关键零部件需要进口。由于技术封锁,我国航空航天技术研发均是在困难条件下自主攻克的,即使吸收其他国家发展成功与失败经验,也无法弥补落后发展几十年的工业基础。例如航天级的FPGA(核心芯片)被国外Xilinx、Altera、Lattice等垄断,无法购买最先进版本。这也导致我国研发从立项到成熟落地周期,远远长于其他发达国家。

2)研发投入不够使得许多预先工作做得不深入不彻底,费用仅为美国的八分之一。从数据来看,无论是相对值还是绝对值,我国在航天航空预算方面都远不如美国。以航天为例,我国预算为美国的十分之一,如果加入美国国防航天部分的预算,则差距进一步扩大。此外,除了政府高额度拨款,美国航天事业约20%资金来源资本投资,占全球航天VC/PE的约65%。

3)专业人才缺乏。我国在专业人才的培育体系与人才支持上欠缺,从业人数差距更大。2016年我国航空、航天及设备制造业人数为35296人,而美国为617420人,相差十倍之多,与航天相关的服务业人数差距更大。

4)军民转化程度不高,无法有效市场化。以北斗导航为例,北斗开通仅五年对比美国二十多年发展,无论在设备稳定性、可靠性、实用性还是商业模式,都难在短时间内突破。

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