我國繁榮的材料研究背后并沒有支撐起相應(yīng)體量的工業(yè)應(yīng)用。在這樣的情況下，大學(xué)發(fā)表的材料論文和培養(yǎng)的人才越多，就業(yè)的形勢就越嚴(yán)峻，學(xué)生就業(yè)的待遇也就越差。造成這一現(xiàn)象的直接原因是“重科研”、“輕應(yīng)用”的學(xué)科發(fā)展思路。在多發(fā)論文，發(fā)好論文的指揮棒下，我國科研人員更熱衷于研究新奇材料，摘取這些“低垂的果實(shí)”，而這些成果可能幾十年內(nèi)都難以進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用。而在國際學(xué)術(shù)期刊主編的口味影響下，中國材料科研人員熱心于研究國外的學(xué)術(shù)熱點(diǎn)。這樣的研究縱然能做出一些成果，還是不免為他人做了嫁衣裳。
新中國成立初期，中國的貧困世人皆知，飽受了幾十年的軍閥混戰(zhàn)，抗日戰(zhàn)爭及內(nèi)戰(zhàn)，整個(gè)華夏大地滿目瘡痍。除了東部和內(nèi)陸中心城市有一點(diǎn)鋼鐵、煤礦、紡織、機(jī)械制造業(yè)外， 大部分地區(qū)基本上是一片空白。
中國的工業(yè)就是在這樣一個(gè)百廢待興的時(shí)代艱難起步的，不靠殖民主義、帝國主義和戰(zhàn)爭，而真的是靠著中國人民節(jié)衣縮食積累工業(yè)資金，自力更生，發(fā)憤圖強(qiáng)，一步步實(shí)現(xiàn)了中國工業(yè)在廢墟中的崛起。中國開始了歷史上前所未有的工業(yè)化進(jìn)程，在能源、冶金、機(jī)械、化學(xué)和國防工業(yè)領(lǐng)域，陸續(xù)展開了“156項(xiàng)”（實(shí)際完成150項(xiàng)）重點(diǎn)工程 。到1957年底第一個(gè)五年計(jì)劃結(jié)束時(shí)，“156項(xiàng)工程”已開工135個(gè)，其中建成或部分建成投產(chǎn)的68個(gè)。到1959年建國十周年時(shí)，我國鋼產(chǎn)量由世界第26位升至第7位；煤、油從第9位升至第3位；發(fā)電量由第25位升至第11位。
正是由于這“156項(xiàng)工程”，中國的工業(yè)化從此開始建立起來， 中國也正式開始從一窮二白的農(nóng)業(yè)國邁向工業(yè)國。“156項(xiàng)重點(diǎn)工程”是第一個(gè)五年計(jì)劃期間蘇聯(lián)援建中國的156個(gè)工業(yè)項(xiàng)目的總稱，旨在幫助中國初步建立基礎(chǔ)工業(yè)體系和國防工業(yè)體系骨架，以奠定中國工業(yè)化的基礎(chǔ)。以這些工程為核心，以900余個(gè)限額以上大中型工程項(xiàng)目配套為重點(diǎn)，新中國形成了獨(dú)立自主的工業(yè)經(jīng)濟(jì)體系雛形，建立了工業(yè)化的基礎(chǔ)。1964年12月，在第三屆全國人民代表大會第一次會議上，周恩來根據(jù)毛澤東的建議，在政府工作報(bào)告中首次提出，在20世紀(jì)內(nèi)，把中國建設(shè)成為一個(gè)具有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代國防和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的社會主義強(qiáng)國，實(shí)現(xiàn)“四個(gè)現(xiàn)代化”目標(biāo)的“兩步走”設(shè)想。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)偉大的歷史任務(wù)，中國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，從第三個(gè)五年計(jì)劃開始分兩步實(shí)施:第一步，建立一個(gè)獨(dú)立的比較完整的工業(yè)體系和國民經(jīng)濟(jì)體系;第二步，全面實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化。使中國經(jīng)濟(jì)走在世界的前列。改革開放以后，中國開始了中國特色社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的偉大實(shí)踐，中國工業(yè)從此插上了騰飛的翅膀，以前所未有的生機(jī)和活力快速發(fā)展。2018年9月4日國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的改革開放40年經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展成就報(bào)告顯示:2017年工業(yè)增加值接近28萬億元，按可比價(jià)計(jì)算，比1978年增長53倍，年均增長108%。現(xiàn)如今，中國已經(jīng)從一個(gè)落后的農(nóng)業(yè)大國轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)工業(yè)大國，建立了世界上最完備的現(xiàn)代工業(yè)體系，躍升為世界第一制造大國。在聯(lián)合國工業(yè)大類目錄中中國是唯一擁有所有工業(yè)門類制造能力的國家。據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心研究員魏際剛統(tǒng)計(jì)，如今中國500種主要工業(yè)品中有220多種產(chǎn)量位居全球第一。中國成為工業(yè)大國的關(guān)鍵，在于形成了一個(gè)舉世無雙，行業(yè)齊全的工業(yè)體系。伴隨著中國快速的工業(yè)化進(jìn)程，中國制造業(yè)不斷發(fā)展壯大，世界200多個(gè)國家和地區(qū)都能見到“中國制造”的身影。據(jù)世界銀行數(shù)據(jù)顯示，按現(xiàn)價(jià)美元測算，2010年中國制造業(yè)增加值首次超過美國，成為全球制造業(yè)第一大國。然而中國工業(yè)大而不強(qiáng)，也是很多人心頭的痛。
如果把整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)比作一棵樹，那么樹的枝干相當(dāng)于初級的分類，而細(xì)小的枝干和樹葉相當(dāng)于精細(xì)化的產(chǎn)業(yè)分類。那么一個(gè)健康的工業(yè)系統(tǒng)的枝杈不見得很多，但是每條枝杈上都枝繁葉茂，而且枝頭長著嫩芽，時(shí)刻可能萌發(fā)出新的枝杈。我國的工業(yè)系統(tǒng)這棵大樹應(yīng)該說枝杈很多，但是每根樹枝上的葉子不夠繁茂。
無論是從市場，還是從規(guī)模來看，中國都是無可爭議的世界第一制造業(yè)大國。而遺憾的是，裝備制造業(yè)上的一環(huán)，仍然沒有掌握在中國人自己手里。這個(gè)缺口，每年仍然讓外資賺走大筆中國依靠低端制造業(yè)辛苦攢下的血汗錢。
這一環(huán)，就是液壓系統(tǒng)上的關(guān)鍵部件——高壓柱塞泵。
高壓柱塞泵是高端液壓裝備的核心元件，被稱作液壓系統(tǒng)的“心臟”。液壓系統(tǒng)是裝備制造業(yè)的關(guān)鍵部件之一，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)林機(jī)械、化工、輕紡機(jī)械、能源工業(yè)機(jī)械、冶金工業(yè)機(jī)械、建材工業(yè)機(jī)械、機(jī)床行業(yè)，以及軍工、航空航天、船舶等等。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動線都采用了液壓傳動技術(shù)。可以說，一切工程領(lǐng)域，凡是有機(jī)械設(shè)備的場合，都離不開液壓系統(tǒng)。一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由5個(gè)部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和工作介質(zhì)。動力元件的作用是將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵。高壓柱塞泵屬于動力元件。我國國產(chǎn)大飛機(jī)C919試飛成功的重要功臣之一，中國二重生產(chǎn)的國際最大的8萬噸級模鍛液壓機(jī)，其高壓柱塞泵就是進(jìn)口美國的產(chǎn)品，幾十臺柱塞泵靠電動機(jī)帶動把液壓油加壓后推動油缸產(chǎn)生8萬噸的鍛打壓力。再比如坦克的履帶行走，就是依靠內(nèi)燃機(jī)帶動液壓泵，讓油液經(jīng)由閥門控制通過油管輸出去，驅(qū)動馬達(dá)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，然后帶動履帶行走。我國的坦克、裝甲車等軍工機(jī)械，絕大多數(shù)使用的是進(jìn)口高壓柱塞泵。這些進(jìn)口的液壓泵，每臺價(jià)格都在20萬元以上。在突破瓶頸之前，這些液壓泵的更換和維修，都會受到外國公司供貨周期和提供服務(wù)的牽制。
中國制造業(yè)發(fā)展中普遍存在“心臟病”
其實(shí)這種現(xiàn)象是中國制造業(yè)發(fā)展中普遍存在“心臟病”的一個(gè)表現(xiàn)。即中國廠商出產(chǎn)品或者商業(yè)模式，少數(shù)發(fā)達(dá)國家出工業(yè)母機(jī)和支撐技術(shù)的現(xiàn)象。中美貿(mào)易爭端還處于早期時(shí)，輿論更多聚焦于基礎(chǔ)軟硬件等“高大上”的部分，而忽視了芯片等半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)其實(shí)也是制造業(yè)的一種。中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的許多問題也是整體中國制造業(yè)面臨的問題，只是說深淺程度有所不同罷了。因?yàn)榘雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)的地位更加重要，與日常生活的距離更近，所以引發(fā)的討論也就更大一些。中興事件發(fā)生后，媒體觀察的視野從部門逐漸看到整體產(chǎn)業(yè)，從個(gè)別問題擴(kuò)散到一般問題。對制造業(yè)發(fā)展來說，這是好事。中國制造2025為什么既關(guān)注航空航天、信息技術(shù)、高端機(jī)床，又關(guān)注新材料、農(nóng)機(jī)裝備、電力和船舶，就是看到傳統(tǒng)重工業(yè)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)性地位。
中國“卡脖子”的領(lǐng)域，一大半是材料問題
中國在科研領(lǐng)域的發(fā)展很快，但中國科技被“卡脖子”的領(lǐng)域，一大半是材料問題，中國材料工業(yè)水平確實(shí)還落后。用冷凍電鏡，中國科學(xué)家大量解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)頂級期刊，但冷凍電鏡我們要花巨資去買，諾獎(jiǎng)也是頒給開創(chuàng)冷凍電鏡技術(shù)的外國科學(xué)家。下面將“卡脖子”危險(xiǎn)的技術(shù)產(chǎn)品和目前領(lǐng)先甚至壟斷的國家列舉如下：
——中國平板顯示已經(jīng)做到了全球第一，差距在上游核心生產(chǎn)設(shè)備
——中國制造技術(shù)先進(jìn)，但國產(chǎn)原材料不純影響微球性能
——質(zhì)量不穩(wěn)定、材料不過關(guān)，從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)才能突破大尺寸領(lǐng)域
——還是材料問題，超強(qiáng)度鋼純凈度不夠
——中國實(shí)驗(yàn)室成果達(dá)到國際水平，但量產(chǎn)有一致性和成本控制困難
——美國強(qiáng)于研發(fā)設(shè)計(jì)，日本強(qiáng)于材料生產(chǎn)，中韓是第二梯隊(duì)
——中國是全球最大焊接電源制造基地，差距在深海水下焊接設(shè)備和全數(shù)字化控制技術(shù)
——事關(guān)國家安全，中國在實(shí)驗(yàn)樣機(jī)階段，技術(shù)研究起步
——中國已掌握直徑3米的主軸承核心技術(shù)，走出實(shí)驗(yàn)室仍然是材料、工藝因素制約
——中國制軸工藝已經(jīng)達(dá)到先進(jìn)水平，還是材料差距
——中國與國外同時(shí)起步，國家需要出臺政策鼓勵(lì)國產(chǎn)軟件的開發(fā)和使用
——短板還是材料，日本的MLCC產(chǎn)品可以做到1000層，中國產(chǎn)品在300層左右
——ASML的鏡片是蔡司技術(shù)，德國祖?zhèn)鞯哪ョR手藝，拋光鏡片上百年技術(shù)積淀；除了鏡頭，光刻機(jī)還要頂級光源和極致的機(jī)械精度（3萬個(gè)機(jī)械件，200多個(gè)傳感器）
——中國能生產(chǎn)，關(guān)鍵指標(biāo)不夠先進(jìn)拿不到訂單
——用于基礎(chǔ)科研領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，中國起步很早，因市場太小連德國蔡司都放棄了
——同樣是科研實(shí)驗(yàn)技術(shù)，2010年誕生的新技術(shù)
——PC、智能手機(jī)的操作系統(tǒng)沒有國家能成功挑戰(zhàn)美國
——差距在底層核心算法
——國產(chǎn)激光雷達(dá)最高40線，國外可做到64甚至128線，高分辨率芯片生產(chǎn)工藝不成熟
——要長期的工業(yè)實(shí)踐和驗(yàn)證技術(shù)來支持
——安放發(fā)動機(jī)的艙室、復(fù)雜的集成系統(tǒng)，中國處于空白階段
——需要一種超硬合金材料，中國尚在學(xué)徒階段
——基礎(chǔ)材料科學(xué)、工藝、設(shè)計(jì)上的差距；除了控制器，國產(chǎn)機(jī)床的絲杠、導(dǎo)軌、伺服電機(jī)、力矩電機(jī)、電主軸、編碼器等主要功能部件主要依賴于國外產(chǎn)品
——中國可以做，就是差些
——性能指標(biāo)上的差距在于材料制造
——材料差距例如葉片材料，原因是設(shè)備、工匠、工藝的差距；基礎(chǔ)研究的積累差距：設(shè)計(jì)技術(shù)、核心的熱端部件制造技術(shù)
——半導(dǎo)體材料差距大，中國研究做得早，量產(chǎn)化還是問題多：材料的一致性、電性能均勻性
——生產(chǎn)工藝，材料純度不過關(guān)，產(chǎn)品的一致性比較差；國內(nèi)企業(yè)大多做氣體、溫度等類型傳感器
——中興通訊被制裁的用于光通訊領(lǐng)域的光模塊，低速的（≤10Gbps）光芯片和電芯片實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)
——探測器制造工藝、材質(zhì)都是機(jī)密，醫(yī)學(xué)成像產(chǎn)業(yè)已經(jīng)被美國專利壁壘限制
說到我們國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展中材料這一弱勢，有兩個(gè)比較矛盾的現(xiàn)象不得不提。一方面我國科研人員近十年來在AM、AFM、AEM、EES、Nano Lett、Acs Nano、Nano Energy、Angew Chem、JACS等世界知名材料領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊上發(fā)表的文章數(shù)不勝數(shù)。無論是數(shù)量還是質(zhì)量恐怕都令任何一個(gè)國家感到汗顏，其中包括美國、日本和德國。根據(jù)全球最大、覆蓋學(xué)科最多的綜合性學(xué)術(shù)信息資源平臺ISI Web of Science（類似于我國的知網(wǎng)）統(tǒng)計(jì)，2015年中中國研究者每發(fā)表十篇高水平英文論文中就有一篇來自于材料科學(xué)領(lǐng)域。事實(shí)上，即使是2006年，中國作者發(fā)表的材料科學(xué)領(lǐng)域論文數(shù)量就已經(jīng)大大超過了美國。而2006年-2015年間，這一數(shù)字又增長了將近兩倍。
早在2006年我國研究者發(fā)表的材料科學(xué)論文就早已高于美國
可另一方面，我國的材料制造業(yè)的地位絕沒有達(dá)到傲視群雄的地步。與美國材料制造相比，我們處于總體上的弱勢地位。在傳統(tǒng)金屬材料上，我們與德國和日本這兩個(gè)傳統(tǒng)材料強(qiáng)國間也還有一定差距。同時(shí)還有另一個(gè)比較滑稽的現(xiàn)象。一方面我國材料工業(yè)目前的水平還比較差，正是需要有志青年大展身手的時(shí)候；另一方面到知乎等青年學(xué)子扎堆的網(wǎng)絡(luò)論壇上一看，勸退“偽化生”的回答層出不窮，而材料學(xué)科就是被勸退的重災(zāi)區(qū)。這些乍一看矛盾的現(xiàn)象背后，其實(shí)有一個(gè)非常合理的解釋。就是我國繁榮的材料研究背后并沒有支撐起相應(yīng)體量的工業(yè)應(yīng)用。在這樣的情況下，大學(xué)發(fā)表的材料論文和培養(yǎng)的人才越多，就業(yè)的形勢就越嚴(yán)峻，學(xué)生就業(yè)的待遇也就越差。造成這一現(xiàn)象的直接原因是“重科研”“輕應(yīng)用”的學(xué)科發(fā)展思路。在多發(fā)論文，發(fā)好論文的指揮棒下，我國科研人員更熱衷于研究新奇材料，摘取這些“低垂的果實(shí)”，而這些成果可能幾十年內(nèi)都難以進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用。而在國際學(xué)術(shù)期刊主編的口味影響下，中國材料科研人員熱衷于研究國外的學(xué)術(shù)熱點(diǎn)。這樣的研究縱然能做出一些成果，還是不免為他人做了嫁衣裳。相反研究傳統(tǒng)的國內(nèi)急需的材料問題，不僅很難發(fā)表高質(zhì)量的英文論文，而且投入的科研經(jīng)費(fèi)甚至還更多。解決部分行業(yè)領(lǐng)域材料問題必須要有高瞻遠(yuǎn)矚的頂層設(shè)計(jì)和合理科學(xué)的產(chǎn)業(yè)布局。這樣的布局必須是在中國現(xiàn)階段國情下各行業(yè)聯(lián)合的集約化的布局，而且還應(yīng)該有一定的彈性，可以隨時(shí)針對變化的情況進(jìn)行把資源向急需研發(fā)也能研發(fā)成功的領(lǐng)域集中。
我國目前還有許多工業(yè)部門甚至是關(guān)鍵工業(yè)的材料問題還沒有完全解決，同時(shí)作為世界市場競爭中相對弱勢的一方也沒有資金和人才的突出優(yōu)勢，面對這些困難，只有不斷改變優(yōu)化思路才能實(shí)現(xiàn)彎道超車。
