制造領(lǐng)域的話題也已成為人類社會發(fā)展的重要命題。
高效清潔能源技術(shù)、跨尺度制造力學(xué)、精密和超精密智能制造、納米技術(shù)……作為全球頂尖科學(xué)家,澳大利亞工程院院士、南方科技大學(xué)創(chuàng)新智造研究院院長章亮熾研究方向眾多,每一個都可謂尖端科技領(lǐng)域。
不僅涉獵廣泛,章亮熾的研究成果也得到業(yè)界公認(rèn)。他的超薄金屬箔制造理論和軟件,已為西方工業(yè)界廣泛應(yīng)用;他對半導(dǎo)體材料、光學(xué)材料和復(fù)合材料的性能研究,對納觀力學(xué)和摩擦學(xué)的研究,以及對超精密加工技術(shù)的開發(fā),也在國際上居領(lǐng)先地位。
“現(xiàn)在進(jìn)入了國際技術(shù)大競爭的時代,競爭的就是科技?!苯?,在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者專訪時,章亮熾坦言道。
在技術(shù)大競爭時代,章亮熾的關(guān)注重點(diǎn)落在智能制造領(lǐng)域。
事實(shí)上,制造領(lǐng)域的話題也已成為人類社會發(fā)展的重要命題。2022年11月,在第四屆世界科技與發(fā)展論壇閉幕式上,由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會與信息分析公司愛思唯爾等機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)起的“2022年度人類社會發(fā)展十大科學(xué)問題”發(fā)布,問題聚焦氣候、制造、城市三大領(lǐng)域。在制造領(lǐng)域,重大科學(xué)問題落在制造行業(yè)的智能化、綠色化、低碳化等方向上。
值得注意的是,芯片制造也被單獨(dú)提出,作為制造領(lǐng)域重大科學(xué)問題之一。后摩爾時代的巨輪碾向芯片產(chǎn)業(yè),如何實(shí)現(xiàn)芯片制造中原子精度表面的加工,成為當(dāng)下突破技術(shù)瓶頸的思考方向,也成為我國突破“卡脖子”難題的機(jī)會空間。
“當(dāng)前我們應(yīng)該考慮‘換道超車’,而現(xiàn)在正好也是換道的好時機(jī)。”談及以芯片制造為代表的高端制造領(lǐng)域競爭時,章亮熾向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道(以下簡稱《21世紀(jì)》)記者表示,在企業(yè)投資的策略上,需要加大對前瞻性研究的一些投入,而不是注重于某個技術(shù)能夠在明天就帶來多少利益。
后摩爾時代“換道超車”
《21世紀(jì)》:在后摩爾時代,芯片制造面臨諸多挑戰(zhàn)。在你看來,技術(shù)創(chuàng)新對全球芯片制造業(yè)會帶來怎樣的挑戰(zhàn)與機(jī)遇?如何實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破?
章亮熾:現(xiàn)在所處的時代,芯片的制造性能基本上達(dá)到瓶頸階段。摩爾定律實(shí)際上是一種推測,是根據(jù)以前產(chǎn)品的功能以及發(fā)展的時間等所做的插值外推,它本身并不具備科學(xué)依據(jù)。在芯片制造領(lǐng)域,則涉及很多細(xì)節(jié)問題。要突破上述瓶頸,便需要一些基本理論的突破。
《21世紀(jì)》:在這個過程中,我國芯片制造領(lǐng)域發(fā)力的機(jī)會和方向在哪里?
章亮熾:中國的人才眾多,需要靜心思考如何利用這個機(jī)遇和用好我們的人才,從而運(yùn)用到我國的制造、制程上。就芯片制造而言,現(xiàn)在制程技術(shù)水平較高的是臺積電,他們做5個納米的制程。但這并不是說5個納米就是終點(diǎn),未來還有可能實(shí)現(xiàn)更小尺度的制程,這里就涉及到很多基礎(chǔ)理論,以及其他方方面面的問題。
國外的很多企業(yè),不僅著眼于現(xiàn)在市場上已占據(jù)主導(dǎo)地位的產(chǎn)品和技術(shù),還會花費(fèi)較多的投入和資源,構(gòu)想和布局自己在10-20年以后的新技術(shù)是否能主導(dǎo)整個市場。所以我認(rèn)為在企業(yè)投資的策略上,需要加大對前瞻性研究的投入。
呼吁產(chǎn)學(xué)研良性循環(huán)
《21世紀(jì)》:如今,中國制造向高質(zhì)量發(fā)展的方向已成為共識。這個過程也離不開技術(shù)創(chuàng)新和資本投入。然而,投入與產(chǎn)出仍伴隨著周期。你認(rèn)為制造企業(yè)尤其是中小型制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)如何把握投入和產(chǎn)出的平衡點(diǎn)?
章亮熾:企業(yè)的規(guī)模大小并不能標(biāo)志企業(yè)技術(shù)水平的高低。目前,盡管投入了很多力量,但作為制造業(yè)“心臟”的“工業(yè)母機(jī)”,還沒有很好地實(shí)現(xiàn)多自由度納米級的加工中心。我們有不少萬人規(guī)模的機(jī)床生產(chǎn)企業(yè),其產(chǎn)品定位卻達(dá)不到高端市場的需求。而目前國際上最頂尖的制造企業(yè),其規(guī)模并不大。
比如目前具有國際頂尖水平的一個日本機(jī)床生產(chǎn)企業(yè),雖然只有300多人,卻能生產(chǎn)國際上最高端的納米精度工業(yè)母機(jī)。其他發(fā)達(dá)國家也有很多規(guī)模較小的企業(yè),并不起眼,但具備相當(dāng)?shù)募夹g(shù)實(shí)力。我始終認(rèn)為,企業(yè)也好、高校也好,有了好的戰(zhàn)略方向,是否能有效地取得原創(chuàng)性和引領(lǐng)性的成果,將主要取決于對細(xì)節(jié)的執(zhí)行力和對人才的使用。
所以很難說投入與產(chǎn)出到底是怎樣的關(guān)系。在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,希望在不久的將來,能夠看到更新、更好的突破性成果。
《21世紀(jì)》:近年來,我國大力推進(jìn)中小企業(yè)“專精特新”的發(fā)展模式,您如何看待此舉措?
章亮熾:我們認(rèn)為,無論什么樣的企業(yè),其領(lǐng)頭人或者領(lǐng)導(dǎo)班子必須要有非常清晰的方向性認(rèn)知和求實(shí)的執(zhí)行力。原創(chuàng)性的技術(shù)來源于基礎(chǔ)研究,如果沒有掌握某一方面的基礎(chǔ)研究,就總會跟在別人后面走,也就不可能在某一個制造業(yè)領(lǐng)域成為領(lǐng)頭羊。
以前國內(nèi)很多中小企業(yè)的出發(fā)點(diǎn)是短期的經(jīng)濟(jì)效益,應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)的過程中更多考慮短期內(nèi)的盈利?,F(xiàn)在的市場存在高度競爭,一項(xiàng)技術(shù)推廣到市場后,就會有他人發(fā)展新的技術(shù),然后遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過自己。如果一個企業(yè)沒能建立起可持續(xù)創(chuàng)新的機(jī)制的話,便會被市場淘汰。
現(xiàn)在一些企業(yè)對技術(shù)創(chuàng)新以及再創(chuàng)新尚缺乏長遠(yuǎn)的觀點(diǎn),缺乏基礎(chǔ)研究與技術(shù)創(chuàng)新直接關(guān)聯(lián)度的理解,也沒有長遠(yuǎn)的投入。在這方面,要讓企業(yè)在技術(shù)的戰(zhàn)略發(fā)展認(rèn)知方面有所理解,將目標(biāo)放遠(yuǎn)。這就涉及到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,從技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造和基礎(chǔ)研究而言,如果產(chǎn)業(yè)界能夠與具有深厚底蘊(yùn)的研究機(jī)構(gòu)高效結(jié)合,形成一個良性循環(huán),技術(shù)就能夠不斷地發(fā)展,企業(yè)也將能不斷地強(qiáng)化其市場競爭力。
《21世紀(jì)》:從全球視野來看,在產(chǎn)學(xué)研方面有哪些值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)?
章亮熾:我覺得日本、德國在這方面有值得我們學(xué)習(xí)的地方。這些國家的一些企業(yè)有新產(chǎn)品時,常常不會馬上投放市場,而是會首先投入到高校實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究使用,并不斷將新的改進(jìn)方法反饋回企業(yè),直到產(chǎn)品非常穩(wěn)定時,再會投放到市場。這種研究跟企業(yè)的合作關(guān)系,往往是非常長期的合作過程,往往會維持幾十年的合作。如果企業(yè)只關(guān)注盈利,就很難進(jìn)一步提升技術(shù)層面的創(chuàng)新。
《21世紀(jì)》:相較于美國,日本和德國的產(chǎn)學(xué)研模式的價值點(diǎn)是否在于其研究和驗(yàn)證的周期更長?
章亮熾:周期很難說是否更長。新建立這種產(chǎn)學(xué)研的合作關(guān)系,一開始的時候都需要一定時間。但是一旦建好以后,一代又一代新技術(shù)的產(chǎn)出是很高效的,這個過程就不會耗費(fèi)很長時間。
重塑全球供應(yīng)鏈價值鏈
《21世紀(jì)》:從全球視野來看,我國制造業(yè)相較于東南亞及南亞存在哪些比較優(yōu)勢?
章亮熾:多年前發(fā)達(dá)國家(企業(yè))投資我國的制造業(yè)生產(chǎn)線,最初是較為低端的、勞動密集型的、污染比較嚴(yán)重的產(chǎn)品生產(chǎn)線,但這些產(chǎn)線出來的產(chǎn)品在當(dāng)時的國際市場上存在很大盈利空間。西方發(fā)達(dá)國家(企業(yè))利用當(dāng)時我國技術(shù)水平低、勞動力成本低、各類資源豐富等特點(diǎn),將資源密集型企業(yè)轉(zhuǎn)移到我國。這也是為什么目前部分制造企業(yè)要將中國國內(nèi)生產(chǎn)線進(jìn)行轉(zhuǎn)移的原因。
不過在這個過程中,技術(shù)水平相對高端的產(chǎn)品還是要掌握在國內(nèi)。從國家總體的戰(zhàn)略發(fā)展來看,這是有好處的。關(guān)鍵技術(shù)必須掌握在自己手中,因?yàn)殛P(guān)鍵技術(shù)是一個國家的命脈。
《21世紀(jì)》:在提升全球價值鏈上的核心競爭力上,我國制造業(yè)面臨哪些重要挑戰(zhàn)?
章亮熾:重要的挑戰(zhàn)分為幾個方面。一個方面是智能控制,需要去拓展并保證具備足夠的可靠性。另外一方面也是非常核心的部分,是制造技術(shù)。目前我們還不能很可靠地控制生產(chǎn)線的精度,比如納米級別的工業(yè)母機(jī)等,目前還沒有達(dá)到所需的要求。在上述方面,都必須要實(shí)現(xiàn)非常精準(zhǔn)的水平,這對于我們而言是重要的挑戰(zhàn)。
此外,工業(yè)軟件也是一種重要挑戰(zhàn)。業(yè)界對工業(yè)軟件的需求在于精準(zhǔn)的物理模型,而非表面的精美。目前很多公司工業(yè)軟件的核心部分還有所欠缺,需要加大力度克服。也就是說,如果沒有再創(chuàng)新的能力,就會慢慢被取代。