科技乃第一生產(chǎn)力,而技術(shù)經(jīng)過時間的沉淀,歲月的積累,現(xiàn)實的實踐,具備了引領(lǐng)時代的力量后,這樣技術(shù)就被稱為全世界最頂尖的技術(shù)。而精密儀器又是開展前沿科學(xué)研究、推動技術(shù)發(fā)展必不可少的科研工具。
那么目前世界范圍內(nèi),最頂尖高端的精密儀器技術(shù)及一些相關(guān)技術(shù)都在哪一些國家呢?中國又占幾個席位?
美日德基本壟斷
美日德基本壟斷,其中美國10家,日本6家,德國4家,英國2家 。
美日都是諾貝爾獎大國,日本從2000年開始基本每年一個諾貝爾獎,其中之一就是離不開其高端儀器的制造和使用。下面交幾個例子。
日本SATAKE:長期致力于發(fā)展人類三大糧食作物之一的稻米方面機械設(shè)備,旗下囊括的糧食食品設(shè)備、實驗檢測設(shè)備、關(guān)聯(lián)環(huán)境機械設(shè)備等方面市占率均為第一位。全球主要稻米糧食國家政府與企業(yè)均與SATAKE有合作,包括中國、美國、東南亞、南美等地區(qū)。
醫(yī)療儀器
醫(yī)療硬件的最高峰之一,全球僅有的6臺投入使用的重粒子癌放療設(shè)備有5套在日本,1套在德國,目前選擇不開刀而接受重粒子線放療的患者中有80%是在日本進行的。
全球唯一陶一臺原子納米級全息電鏡也已經(jīng)被日本開發(fā)成功——來自日立。
醫(yī)療科技硬件兩大最高峰的另一個——質(zhì)子束放療加速器,由日立與北海道大學(xué)發(fā)明,整套設(shè)備售價2億dollar+,全球裝機量不超15臺。
日立的質(zhì)子束癌癥放療設(shè)備已經(jīng)在全世界醫(yī)院癌癥科NO.1的美國MD安德森進行了2400+實例,此外美總統(tǒng)御用醫(yī)院梅奧診所,美國國家癌癥研究所NCI唯一指定的兒童綜合癌癥治療兼研究機構(gòu)St.Jude Children's Research Hospital,歐洲最大規(guī)模腫瘤科的德國海德堡大學(xué)醫(yī)院都在利用日立的質(zhì)子束放療設(shè)備。
世界首臺帶立體定向功能的適形調(diào)強放療設(shè)備并用于胰腺癌治療——三菱重工。
世界首個不依靠科研反應(yīng)堆,成功商業(yè)化為醫(yī)院專用的硼中子捕捉療法(BNCT)設(shè)備——住友重機械-京都大學(xué)。BNCT是不需上手術(shù)臺的癌治療手段之一,日本產(chǎn)學(xué)界合作。
光學(xué)設(shè)備
目前全球高端電子顯微鏡主要有兩大品牌:日本的JEOL和美國的FEI。
jeol利用最新獨自研發(fā)的12極子球面像差校正器,成功推出最高加速電壓達300kv的新一代冷場發(fā)射球差校正透射電鏡——jem-arm300f,鞏固了自己在電子顯微鏡界的世界領(lǐng)先地位。
世界最速兼唯一有能力探測外銀河系高能量的全天候天文儀器——maxi(全天候X射線監(jiān)視裝置)。搭載了由jaxa和riken共同開發(fā)的世界最廣視野狹縫監(jiān)視攝像機(12固態(tài)+2氣態(tài)),放置于國際空間站日本實驗艙kibo號外平臺。
由日立為加拿大維多利亞大學(xué)定制打造的世界最強大的科研顯微鏡已于去年正式投入使用。
世界首支行星觀測用(極紫外分光)太空望遠鏡——日本Sprint-A。
世界最高波束亮度、強度生成能力的能量回收光源光陰極直流電子槍—日本pearl。
世界先進光學(xué)玻璃制造商有日本保谷光學(xué)Hoya,日本小原光學(xué)Ohara,日本住田光學(xué)Sumita,德國肖特光學(xué)Schott。
其中日本住田光學(xué)Sumita保有精密模壓而成的光學(xué)玻璃的,世界最高折射率,世界最低成形熔點,世界最多品種數(shù)量記錄。日本住田光學(xué)的光學(xué)玻璃無論在制造工藝,還是在產(chǎn)品種類上全面領(lǐng)先其他同行。
光學(xué)領(lǐng)域最重要母機之一的大型衍射光柵刻劃機,全球只有3-4個國家有能力造,日立保有最高刻劃精度10000g/mm,直接影響光學(xué)領(lǐng)域的研究。
世界第一行星探測能力的日本斯巴魯subaru昴星為世界最大單一主鏡片光學(xué)紅外天文望遠鏡,在目前發(fā)現(xiàn)的距地球最遙遠的10顆星系中有9個是科學(xué)家利用它發(fā)現(xiàn)的,其中包括最遠的那顆,并在2012年打破了新銀河的最遠觀測記錄。
經(jīng)吉尼斯世界紀(jì)錄認定的世界最精密光學(xué)天象儀——來自日本五藤光學(xué)。當(dāng)今世界上最先進的光學(xué)天象儀能準(zhǔn)確投影1億4千萬顆恒星,并且五藤光學(xué)和柯尼卡美能達加起來在此領(lǐng)域已握有全球7成左右份額。
企業(yè)級掃描儀
日本富士通的天下。全球商業(yè)智能文檔影像解決方案一哥,表單印刷-識別-電子化合體技術(shù)的發(fā)明者——富士通pfu。
富士通pfu利用自己世界最高市場份額的商用掃描儀和獨立開發(fā)的光學(xué)字符識別軟件(ocr),幫助中國國家統(tǒng)計局高效準(zhǔn)確的完成了世界最大規(guī)模人口普查 。
血液診斷設(shè)備
國家食品藥品監(jiān)督管理局指定北京市醫(yī)療器械檢驗,所將全球血液診斷設(shè)備制造商老大——日本希森美康的血細胞分析儀做為國家標(biāo)準(zhǔn),以此來審查檢測全國所有血細胞計數(shù)設(shè)備的質(zhì)量和日常精確度管理的提升。
動力總成精密測試設(shè)備
不管是天上飛的海里游的還是地上跑的,只要是移動型的機械物體就需要發(fā)功,而發(fā)功的前提是測功——日本Horiba(堀場制作所)在引擎?zhèn)鲃又苿拥妆P排放等全套動力總成精密測試設(shè)備領(lǐng)域具有壓倒性領(lǐng)導(dǎo)力,在汽車,坦克,飛機等領(lǐng)域都有不可或缺的作用。
電波暗室
電磁學(xué)的頂峰,各種機械 電子成品只要身上存在半導(dǎo)體零件就需要進行電磁波環(huán)境測試,測量電磁兼容最重要的設(shè)備就是電波暗室,全球最大規(guī)模電波暗室制造商是日本TDK。
半導(dǎo)體加工設(shè)備
基本被日本,美國霸占。
目前蝕刻設(shè)備精度最高的是日立。比如東麗,帝人的炭纖維,超高精密儀器,數(shù)控機床,光柵刻畫機(這個最牛的也是日立,刻畫精度達到10000g/mm ),光刻機(ASML)等等,這些是美日嚴(yán)格限制出口的。
一個塊CPU要制造出來,需要N多設(shè)備和材料。全球前十大半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商中,有美國企業(yè)4家,日本企業(yè)5家。
半導(dǎo)體材料
生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片需要19種必須的材料,缺一不可,且大多數(shù)材料具備極高的技術(shù)壁壘,因此半導(dǎo)體材料企業(yè)在半導(dǎo)體行業(yè)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。
而日本企業(yè)在硅晶圓、合成半導(dǎo)體晶圓、光罩、光刻膠、藥業(yè)、靶材料、保護涂膜、引線架、陶瓷板、塑料板、TAB、COF、焊線、封裝材料等14中重要材料方面均占有50%及以上的份額,日本半導(dǎo)體材料行業(yè)在全球范圍內(nèi)長期保持著絕對優(yōu)勢。全球70%的半導(dǎo)體硅材料,都是由日本信越化學(xué)提供。
思考:
一個國家的稀土消耗量可以判斷一個國家的工業(yè)水平,任何高、精、尖的材料,原件,設(shè)備都離不開稀有金屬。
日本目前是世界第一大稀土消耗國,其稀土冶金水平世界第一。從上面名單來看,日本也的確是厲害。
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),全球稀土資源儲量為1.2億噸,中國儲量4,400萬噸,占比37%,全球第一。2019年全球稀土礦產(chǎn)量21萬噸,中國稀土礦產(chǎn)量13.2萬噸,占比近63%,是世界最大的稀土礦生產(chǎn)國。而很遺憾,上述名單還找不到中國。
現(xiàn)在,中國在5G、無人機等多方面的確取了得驕人的成績,也因此引來美國及其伙伴的顧忌和封鎖。在這次新冠疫情,中國疫情防控及治療成果的確比起歐美等發(fā)達國家要出色。這些都是值得我們驕傲的地方,但上面的名單卻冷酷告訴我們:在尖端領(lǐng)域,我們還遠遠沒到可以自滿的地步。
名單還只是儀器儀表領(lǐng)域的,在其它更多的領(lǐng)域也會存在著同樣的情況。面對取得的成績,我們可以驕傲一下,熱血一下,調(diào)侃一下別的國家,但要認清當(dāng)前,更要加倍努力發(fā)展自身實力。終有一天,我們也能有底氣像美國那樣“硬懟”別國!
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原文標(biāo)題:世界頂尖精密儀器技術(shù)都掌握在哪些國家?
文章出處:【微信號:AItists,微信公眾號:人工智能學(xué)家】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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