1. 模块化造船技术

现代造船技术正朝着高度机械化、自动化、集成化、模块化、计算机化方向发展，重点研究开发的技术有：高效焊接技术（自动平角焊、立角焊、垂直焊、横向自动对接焊）；造船精度控制技术；壳舾涂一体化技术；计算机辅助造船集成系统技术。重点研究开发的装备包括：焊接机器人、数控机床、大型门吊等。从船舶需求看，大型、高附加值船舶及工程装备将成为世界船舶市场竞争的焦点，其中主要涉及20万吨以上的大型油轮、10万吨以上的大型成品油轮、大型多功能化学品船、5吨方以上的全冷式LPG船和LNG船、5000箱以上的集装箱船、大型汽车滚装船、工程船、冷藏船和豪华油轮、钻井船等。船用设备已成为现代化船舶的重要组成部分，价格约占船价的60～70%。船用设备的开发的重点产品有：中、高速柴油驱动装置；船用附机（发电机组泵、锚机、舵机、污水消毒和净化装置等）；航行自动化系统（微机控制中心、自动操舵仪、自动定位仪等）；机舱自动化系统（遥控、监测报警装置、电站自动化控制设备等）和装卸自动化系统。

2. 造船核心技术

中国是世界上造船历史最为悠久的国家之一，在历经几千年的发展中，中国古代造船技术取得了极其辉煌的成就，更在相当一段时间，遥遥领先于世界。在中国1.8万公里漫长的海岸线中，中国的文明一直与大海有着密不可分的联系。得天独厚的自然条件，使中国造船技术从古代开始就拥有着令世界各国所赞叹的伟大成就。

3. 数字化造船技术

中国高度依赖进口的20项技术

1、高端数控机床

机床是现代制造的基础，没有机床的支撑，现代制造将寸步难行。随着时代和科技的发展，制造业对精密加工的要求越来越高，更高精度的产品不得不依赖高端数控机床。

目前国内的高性能机床基本上都是从德国、美国、日本这些国家进口，高端数控机床自给率不足10%，虽然我国不断加大对高端机床的研发投入，但国产机床精度和使用寿命远远达不到世界同类水平。

2、芯片

小到平时使用的智能手机，大到登月用的超级计算机，芯片可以说是无处不在。2018年中国芯片市场超过4000亿美元，然而令人遗憾的是中国核心集成电路国产芯片占有率多项为0，贸易逆差高达1657亿美元，芯片之痛是中国制造难以抹去的阴影。

尽管我国正在加大攻关芯片技术的力度，但中国企业在全球芯片产业格局中仍处于中低端领域，目前中国能自主制造类比、分离等低端芯片，但逻辑、存储等高端芯片目前都无法自给。

3、光刻机

光刻机被誉为芯片之母，国产芯片的匮乏一定程度上源于光刻机的无力。目前制造高端芯片的光刻机，全球只用荷兰ASML和日本尼康和佳能拥有，其中荷兰的ASML占据全球份额的87.4％，由于受到美国的影响，这些精端装备是是禁止向中国出口的，这些核心装备是用钱买不来的，只能靠中国人自己的智慧和双手。

如今半导体工业正在挑战的制程工艺为5nm和7nm，这个尺寸不到头发丝直径的万分之一。在这个精度条件下加工，任何传统的加工方式都毫无用武之地，“工欲善其事，必先利其器”，要想半导体产业突破技术封锁，要想开发先进的半导体制程，就必须要有先进的光刻机。

4、操作系统

尽管国产智能手机已取得世界领先地位，但在智能手机的操作系统上中国仍一片空白。目前谷歌的Android操作系统市场占比高达81.5%，苹果IOS占比18.4%，美帝几乎垄断了整个智能手机的操作系统市场。

中国要想真正实现智能手机的自主生产，操作系统的空白是永远绕不开的问题。而建设操作系统最重要的软件生态系统，需要芯片厂商、系统厂商、软件厂商的数年如一日地共同协作。

5、医疗器械

医疗器械是指直接或间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、 材料及其他类似或者相关的物品， 包括所需要的软件， 主要用于医疗诊断、监护和治疗。没有医疗器械，中国上亿医患病人难以得到及时救治。

尽管我国医疗行业日益完善，但很多医疗器械多进口于德国、日本、瑞士，这种高端精密仪器，一台设备的成本通常高达百万甚至千万。

目前我国医疗器械和发达国家的差距主要体现在高端产品上。国产医疗器械同质化严重,例如我国仅生产输液器、注射器的企业就有200多家，缺乏差异化和创新意识。

6、航空发动机

中国的火箭能去月球，四代战机能自主研发，但航空发动机依然高度依赖进口。目前世界航发领域，美国英国的航空发动机的霸主地位难以撼动，美国普惠（PW：普拉特·惠特尼）、通用（GE：通用电气）和英国的罗罗（RR：罗尔斯·罗伊斯，又名劳斯莱斯）牢牢占据航发三甲的位置，国产发动机市场占有率不足1%。

航空发动机的缺失不仅关乎我国民航事业的发展，更已成为制约我国空军战力的一个去重要因素。以我国的J-20战机为例，歼-20在早期发动机远远落后于F-22装备的F119，无法进行超音速巡航，而超音速巡航是四代机的一个重要标准，所以只能在气动布局上做文章。可以说没有国产航空发动机的突破，就没有我国空军的未来。

7、汽车发动机

目前国产发动机依然喜欢买别人技术、捡别人淘汰的技术，导致国产汽车品牌质量跟不上同期的合资企业和进口汽车，国产发动机无论在制程、可靠度与国外都有较大差距。

在自主品牌快速发展的今天，国产车在外观设计和车身做工上进步非常大，某些优秀产品在这些方面甚至可以赶超合资，但再好的外观设计和做工依然弥补不了发动机的短，一台优秀的发动机将是国产汽车赢得消费者信赖的重要基础。

8、船舶柴油发动机

中国造船技术位居世界前列，但在船舶柴油发动机却高度依赖进口，国内在船舶动力装置中，有95%以上为柴油机动力装置，而世界上的船舶柴油机基本被MAN B&W柴油机公司和瓦锡兰公司垄断。

不仅船舶发动机市场被国外牢牢占据，专利封锁也难以突围。曾有报导称国内中西部地区有一家国有企业制造了300多台船舶用中速机，赢利上亿元，可是当该企业在缴纳知识产权费后，盈余所剩无几。国产发动机要想厚积薄发，突破专利封锁成为重中之重。

9、高端传感器

无论是智能手机、智能硬件还是智能家居，高端传感器可谓无处不在，高端传感器已成为数字化时代的基础配件。

目前我国最缺乏的是高端的、灵敏的传感器。就总体水平而言，国产的传感器产品仍以中低端为主，技术水平相对落后。中国市场上的中高端传感器进口占比达80%，数字化、智能化、微型化产品严重欠缺。

10、转辙机

转辙机是道岔控制系统的执行机构，它可以很好地保证行车安全，提高运输效率，改善行车人员的劳动强度。目前我国自主生产的ZD6转辙机精度远远不及西门子S700K，达不到使用要求，只能依赖进口。

11、高端轴承

在我们的生活中轴承几乎无处不在，小到路边的共享单车、家里的家用电器，大到上天的宇宙飞船，下水的航空母舰，没有轴承这一切都无法存在。

然而应用于精密机床的主轴承，我国在技术上仍处于一片空白。滚动轴承的精度一般分为P0、P6、P5、P4和P2五个等级，用于精密机床主轴上的轴承精度应为P5及以上级，而对于数控机床、加工中心等高速、哈尔滨轴承高精密机床的主轴支承，则需选用P4及以上级超精密轴承。P4及以上级超精密轴承对技术性能和可靠性要求很高，国内需求的一半以上都依赖进口。

12、大型机

大型机也被称为大型主机，依靠其强大的数据存储能力和安全性某些重要行业具备了“不可替代性”。大型机担着企业、机构最核心的应用，例如银行的资金交易，用户数据等等。如果四大行这样的大银行大型机出了大故障，银行转账和ATM机都将瘫痪，我们日常使用的移动支付将无法正常运作。

如此重要的企业设备中国却严重依赖进口，其主要原因在国产大型机安全性和可靠性远远落后于IBM。

13、透射电子显微镜

透射电子显微镜是利用高能电子束，充当照明光源而进行放大成像的大型显微分析设备。相比于光学显微镜，透射电子显微镜可以看到看清小于0.2um的细微结构，是我国科研领域重要器械。

目前我国还无法生产高精度的透射电子显微镜，高校和科研机构使用的电镜大多进口自美国、日本和荷兰。

14、数控刀具

数控刀具是工业生产的牙齿，没有刀具原材料的加工就是无稽之谈。目前国产数控刀具在工艺和图层工艺上和进口的还是有很大的差距，精度和耐用性都不如进口刀具，再加上高端机床技术的缺失，我国数控刀具只能依赖进口。

15、高精度机械手

机械手是工业机器人的最重要的部件之一，随着中国制造业逐步走向数字化、智能化对工业机器人的精度要求也越来越高。目前世界上最先进的KUKA工业机器人，凭借其灵活的机械手已经能和乒乓球世界冠军进行比赛，而我国依然无法生产高精度的机械手，导致我国工业机器人自主生产严重落后。

16、基因检测仪

前段时间网上爆出的基因编辑婴儿事件引起了广泛关注，许多人以为我国已掌握基因编辑技术，然而令人遗憾的是中国连一台基因检测仪都造不出来。

基因测序仪诞生于1986年，目前已经走过了30多年，其中超过99%的设备都是美国研发、设计和生产的，如果没有美国的先进机器作为技术支撑，中国的基因工程将举步维艰。

17、真空蒸镀机

随着搭载京东方OLED 屏幕的华为mate20的上市，国产OLED 屏幕在国际市场上将扮演着越来越重要的角色。然而作为OLED面板制程的“心脏“：真空蒸镀机，其核心技术仍然牢牢掌握在日本Canon Tokki手里。

Canon Tokki的年产量通常只有几台到十几台之间，还没出厂就被抢购一空，可谓有钱也买不到。它能把有机发光材料蒸镀到基板上的误差控制在5微米内，没有其他公司的蒸镀机能达到这个精准度。目前我国还没有生产蒸镀机的企业，在这个领域我们没有发言权。

18、 感光干膜

感光干膜是一种特殊的制造印制电路板（PCB）的专用品，通常由聚乙烯膜、光致抗蚀剂膜和聚酯薄膜三部分组成。感光干膜主要作用是隔绝氧气、分层和避免机械划伤，没有它电路板的寿命将大幅下降。

2017年我国光致抗蚀干膜产量约0.7亿平方米，仅占国内消费量的1/3，绝大部分依赖进口。

19、抗癌药

《我不是药神》第一次引起人们对于进口药价的思考，进口药之所以售价如此之高一方面是国外制药企业高昂的研发投入，另一方面也源于国产创新药缺失。2017年我国肿瘤药规模超过1400亿，但其中95%依赖进口。

一种新药对于癌症患者来说是救命稻草，但对于制药企业来说是6-10年上百亿元的研发投入。让中国癌症患者早日吃上廉价的国产药，中国制造企业仍有很长的路要走。

20、数码相机

4. 模块化飞船

飞船在设计上采用模块化设计，早期的飞船都采用两舱设计，如前苏联的东方号、上升号，美国的水星号、双子星号都采用两舱设计。但随着技术的发展以及飞船飞行任务的日益复杂，两舱式飞船不能满足宇航员对活动空间的需求，不能满足宇航员对特殊疾病的预测以及心肺功能、前庭功能对航天飞行的适应性，所以我国的神舟号采用的是三舱（轨道舱+返回舱+推进舱）、两对太阳能电池帆板构型（“神舟二号”的两对太阳能电池帆板）和升力控制返回、圆顶降落伞回收方案。三舱结构比两舱结构增加了一个轨道舱，它是宇航员在太空自由飞行时的生活舱和工作舱，航天员在返回地面之前将其分离掉，这样座舱就可以适当减小尺寸，以供航天员在上升和返回时使用。

据介绍，神舟号的返回舱容器是世界上已有的近地轨道飞船中最大的一个。返回舱在飞船的中部，为密闭结构，其前端有舱门，供宇航员进出轨道舱使用。返回舱是航天员的座舱，是飞船惟一可再入大气层返回着陆的舱段，舱内设置了可供三个宇航员斜躺的座椅，座椅下方设有仪表盘和控制手柄、光学瞄准镜。

轨道舱位于飞船的前端，其外形为两端带有锥角的圆柱形，在其两侧装有太阳能电池阵、太阳敏感器和各种天线以及各种对接机构。轨道舱是宇航员在轨道飞行期间的生活舱、试验舱和货舱。

推进舱位于飞船的后部，形状像一个圆筒，主要用于飞船的姿态控制、变轨和制动。推进舱安装有四台大推力的主发动机和平移发动机，推进舱的两侧还装有20多平方米的主太阳能电池阵。

5. 船舶模块化建造

单一模块长宽各为100米，常规情况下排水量超过4.6万吨。在吴院士构想之下的海上浮动机场包括一条由16个模块构成的1600米的机场跑道，以及一座4个模块构成的浮动平台组成。整个浮动机场空载排水量超过92万吨，考虑到机场设备和起降的飞机，整个浮动机场排水量超过100万吨。这已经远远超越了人类历史上建造的最大的船舶——海上巨人号的空载26万吨的记录。萊垍頭條

在接下来的文章中，吴院士对这个模块化的超大型浮动机场进行了水动力结构作用和结构响应分析，尝试让整个浮动机场具备机动能力。并且可以在较高的海况情况下，尽量减缓各个模块间的交错运动，保证机场的起降能力。较为有趣的是，中国在1991年向俄罗斯购买的大型运输机地面滑跑起飞距离要求即为1600米，这与吴院士文章中16个模块组成的1600米海上跑道吻合的非常好，垍頭條萊