发展极端制造需要本土市场和民间创新

周倩

政府支持和规模市场是中国发展极端制造的两大动力。但中国极端制造的发展后劲，不能只依靠大型央企和科研院所，当务之急是培育一大批顶尖的中小企业作为极端技术研发和市场化的主体，推动中国极端制造在各层次、各领域齐头并进，实现跨越式发展。

中国科学院中国现代化研究中心刚刚发布的《中国现代化报告2015：工业现代化研究》称，2010年中国工业经济水平比德国、英国大约落后100多年。这一结论令国内舆论深感困惑。

中国产品正在世界各地攻城略地，从轮船、汽车、工厂装备到纽扣、吸管、笔芯，从原材料到制成品，从日常应用到国防军工，从奥运会到世界杯，“Made in China”随处可见。按照国际标准工业分类，在22个大类中，中国有7个大类名列第一，钢铁、水泥、汽车等220多种工业品产量居世界第一位。中国制造业规模在2010年就已超过美国，跃居世界第一。有国际机构预测，如果没有中国制造，国际市场上工业产品的价格可能会翻一番，而且还不一定能保证供应。中国制造已如此强大，为何竟然有落后百年之说？

我国极端制造与发达国家的差距

无论如何解读，中国工业实力距离世界水平确有不小差距。一个国家强大的工业实力，最终会集中体现于金字塔塔尖——极端制造上。所谓极端制造，一是极端的“小”， 比如做集成电路制版用的装备，都是纳米级的（一纳米等于十亿分之一米），只有60纳米-90纳米；比如芯片产业，2013年，全球半导体市场总规模3043亿美元，中国进口就达2322亿美元。二是极端的“大”，比如大飞机制造，中国至今无法撼动波音和空客对世界大型客机市场的垄断地位；比如高端燃气轮机，发电厂、轮船、特种车辆（像是坦克）都要用到它，当今世界是德国西门子、日本三菱、美国通用电气拥有燃气轮机的最尖端技术，法国、意大利只属于第二军团，而中国还要向意大利引进技术。

我国制造业最大特点是发展的不平衡性，有落后的，也有尖端一流的。诸如载人航天、载人深潜、大型军机、北斗卫星导航、超级计算机、高铁装备、百万千瓦级发电装备、万米深海石油钻探设备等一批重大技术装备取得突破，形成了若干具有国际竞争力的优势产业和骨干企业，这都是中国工业崛起的基础和条件。与世界水平相比，中国“极端制造”也有落后的方面，差距主要表现在两点：

一是制造精度。精细制造能力，最能反映一个国家的“极端竞争力”。比如，日本的精细制造是要用最少的占地、最少的原料，创造最高的价值。而且日本制造业是典型的“清洁结构”。以单位能源1千克油当量的使用所产生的GDP计，中国大约是0.7美元，美国为3.4美元、德国为7美元、瑞士为9美元，日本使用同样能源所产生的GDP为全球之冠，高达10.5美元，相当于中国的15倍。低资源依赖度的精细制造，正是日本产品纵横世界市场的根基。所谓“德国制造”，也是胜在精度，即公差配合，精度高就是配合好、误差低，在极端制造领域精度越高，制造难度越高。

数控机床被称为“工业母机”，是制器之器，中国极端制造现今在很多领域达到世界水准，但“工业母机”的制造水平，短期内很难与世界比肩。尽管2010年中国机床产值开始超越日本成为世界第一，但是国内中高档数控系统和功能部件90%依赖进口，其中从德国、日本进口最多，占到1/3。

过去，数控机床的加工精度主要体现在尺寸精度、形状精度以及表面粗糙度等方面，如今，“微结构的加工技术”已经是重头戏。微结构零件的应用非常广泛，比如太阳能发电元件、手机导光板、液晶显示器增亮膜、高速公路显示板、复眼透镜、衍射光栅、传感器元件、二元光学元件、微型透镜等。微结构的出现使机床的加工进入“精微时代”。微结构尺寸的变化从几百微米到几微米不同，但微结构的加工表面的质量都在纳米级。带有微结构的整体零件的尺寸从毫米级到数米不等。

日本、德国、美国等传统工业强国，在微结构的“极端制造”领域发展迅速，出现了很多新机床产品。典型的公司包括：东芝机械、发那科、不二越、库格勒、Precitech、Nanotechnology等。当前，微孔精密切削加工也得到了快速发展，德国科恩公司的金字塔超精密机床，可以用同一把刀具在半导体陶瓷材料上加工上万个直径不超过0.1mm的微孔。

二是研发时间。做“极端制造”研发，时间是绕不过去的一道槛。世界上只有日本才能提供的特殊零部件中，有一种能够耐100万伏高压的绝缘瓶，只从表面看上去，是绝对难以模仿的高技术的结晶。然而，这个产品的开发竟然耗时11年之久。

一说到诞生了新技术，人们往往会觉得明天就可以成为生意，因此，有关企业的股票便开始上涨。但事实上，一项新技术要产生出经济成果，需要经历相当长时间的考验。

一般认为，新技术从研究到成熟是一个阶段，从成熟到应用是第二阶段。第二阶段的时间周期约10-15年。换句话说，如果现在想应用一项新技术，它必须在10年之前就已经成熟了，否则难以应用。

日本于2014年动工建设“超导新干线”，运行时速高达550公里。这个项目是从什么时候开始实施的？就在“东海道新干线”开业之后不久。“东海道新干线”在1960年代已成为日本的国家名片。也就是说，研究开发已经经历50多年了，日本在超导领域的研究，10年前就已经成熟了。

为什么新技术一定要经历漫长的时间考验呢？要使未知的领域进入实用化，需要去开发无数的周边关联技术。研究深化下去，就会频繁产生出许多难以想象的问题。如果不把这些问题一个一个认真地解决好，技术研发就无法向前推进。

在中国“极端制造”领域，有一个我们回避不了的残酷事实：中国稀土储量是世界第一，但稀土在我们手里就是土，因为缺少技术把它变成材料。这些材料技术都是靠几十年的积累研究出来的，各种实验做出来的，哪会一下子拍拍脑袋就能想出来？这些材料能做到纳米级，搁在手机芯片里面。这些都需要专门的机床设备，这些东西美国也没有，但德国和日本有。他们控制着这些东西，从材料到机床。endprint

我国发展极端制造的两大动力

我国极端制造尽管总体上精度不够，仍需要时间打磨，但是有两大关键力量——我国政府和“本土市场”力量的有力推动，“大国重器”被中国企业一件件铸造出来。

有市场回报的技术领先，才是高价值、可持续的。技术成功但市场失败，往往会引发财务危机。为什么开发最先进的“卫星移动通讯”技术的美国铱星公司，在技术上成功以后，在财务上会面临破产危机？因为它无法找到足够满足“资本补偿”要求的市场规模。一定要有一个很大的市场，为其提供源源不断的现金收入，才能支撑旷日持久、耗费甚巨的技术研发。否则，想用技术打败对手，很可能先被市场打败。

日本夏普在2011年度和2012年度出现巨额亏损，几乎亏掉过去20年赚到的利润。导致夏普巨额亏损的关键因素，就是液晶“十代线”。“十代线”是世界上最先进的液晶显示器制造技术，中国最强的液晶显示器制造商也只拥有8.5代线。为何技术领先，反而导致历史性巨亏？因为无法突破市场瓶颈。

新技术、新工艺、新材料、新产品的持续研发，如果得不到足够的市场回报，再强大的企业巨头也会被拖垮。

2008年诺贝尔经济学奖得主保罗·克鲁格曼坚信“本土市场效应”正在推动中国工业的崛起：产品生产存在“规模经济”，市场越大，产品的平均成本就越低，在国际上就越具有竞争力。

比如，中国输变电设备制造商，能到马来西亚设立合资工厂，生产高压开关柜。人均收入是中国两倍的马来西亚，却没有技术能力生产同类产品。为什么？中国电力设备市场世界最大，中国制造商根本不担心市场回报，能够毫无顾虑地进行技术研发。

对于高铁、核电等“极端产品”而言，强劲的“本土市场”力量往往是在政府推动下形成的。

为何中国高铁产业能在短期内迅速崛起？

近十年中，中国修建了上万公里的高铁线路，京沪高铁（1318公里）、哈大高铁（921公里）和京广高铁（2300公里）的长度都超过世界上其他高铁线路。相比之下，欧洲和日本加起来也就五六千公里，而美国尚未建过高铁。

中国高铁建设的规模大，商业回报又是确定的，也就能在很长一段时期专注于技术开发，不必顾虑技术研发出来能不能赚到钱，能不能收回研发成本。

工业技术进步的主要内容，不是发明过去不存在的新产品，而是对已有产品的持续改进，而改进的方向是由应用中出现的问题所决定的。中国研发人员因为有“必须解决问题”的压力，吃饭睡觉都想着如何突破技术瓶颈。

中国高铁工业在短短5年内，最先通过引进、改良国外高铁技术，掌握了时速200公里-250公里高速列车制造技术；不久就自主研制生产了时速300公里-350公里高速列车；然后又以时速350公里高速列车技术平台为基础，研制生产出新一代CRH380型高速动车组——达到世界高铁技术的最高水平。

中国近年在核电技术上大大拉近与世界水平的差距，也得益于本土市场的强劲动力。

世界核电市场从2010年开始，逐渐由中国主导，中国在建的核电机组占世界40%。哪怕在未来10年，这一局面也很难打破。

核电项目的建设周期一般在5年左右，而在建设周期之前的另一个5年内，需要展开前期规划及准备工作，这就需要10年时间。要想在2020年完成多大规模的核电装机，就需要在2015年前后开工建设，2010年开始展开前期规划。

一个核电站包括各种系统共计300余个，需要各式零配件数万套。一个超长的核电产业链，牵涉多少制造商的利益？

因为中国本土的核电市场足够大，法国（EPR技术）和美国（AP1000技术）都力图攻入中国市场，为此不惜向中国出卖核心技术。当然，核心零配件技术人家还是会“卡关”的。

在AP1000和EPR设备国产化的过程中，大到主泵、主管道，小到阀门，凡是人家卡脖子就过不去的，国内都要组织研发人员攻关。

中国企业不惜血本地攻关，除了后面跟着的大订单，以及订单所预示的未来几十年诱人的国内核电市场之外，其实还有更深层的考虑：必须系统性地提升中国极端制造的品质。

核电是工业界的高端，与核电相关的任何设备、零配件，都是用最高标准来做的，要确保核电设施安全可靠，必须把产品做得一点瑕疵都没有。中国企业正是基于这个思维，建成世界上最大的台山核电机组（单机容量为175万千瓦）。

中国政府力求开拓海外市场，刺激中国极端制造能力的快速提升。中国政府在海外公关方面远比美日欧政府富有成效，中国领导人往往是中国“极端产品”的超级推销员。

中国领导人频繁到国外访问，当中一项重要内容，就是为中国企业争取承包合同，即参与海外重大工程项目的机会。在国际工程承包领域，中国赢得的市场份额在2006年还是世界第六，2011年以后逐渐冲到世界第一。国内媒体往往把这一成就看轻了，认为中国只是充当“国际民工”的角色。

世界最大的几个国际工程承包商，比如美国柏克德、德国霍克蒂夫、中国铁建，何以在国际市场上保持霸主地位？因为这些企业身后的国家，无一不是机器装备的制造强国。也许到海外修铁路、建工厂本身不赚钱，但是，修路建厂一定要购买大量机器设备。对外工程承包，其实就是向海外输出技术设备。

国际工程承包领域的竞争，其实已不仅仅是企业间的竞争，而是国家整体工业制造实力的比拼。国内和海外的无数大项目，不断锤炼着中国极端制造的技术实力。

民间创新是极端制造的坚实基础

极端制造检验国力，但中国必须仰仗公共资金来推进本国的极端制造，而欧美和日本真正的工业实力主要植根于私营企业。缺少民间企业的创新支持，中国极端制造的技术升级会很快达到极限，其发展轨迹只能像一条抛物线，一旦到达顶点就会走下坡路。

制造业的水平越高，一家公司可以干的事情就越有局限性——从上游到下游是一条纵向链条，有层层承包的关系。高度发达的制造业，是一个基础部分很宽阔的领域。要想山更高，那么随之山脚就要延展更宽。在大企业周围，需要集中拥有高度技术力量的中小企业群。endprint

以日本为例，具有独特技术能力的中小企业群一般不去提高销售额，而是去精研技术并扩大市场占有率，力求做到“世界唯一”。

中国的高铁技术已经很先进了，但是，小小的螺母却不得不进口自日本一家只有45名员工的小微企业——哈德洛克工业株式会社。“和谐号”列车上使用了2万多个螺丝，在时速250公里的行进中，若固定螺丝的螺母发生松动，导致重要装置脱落，就会酿成重大事故。世界上做螺丝螺母的企业多如牛毛，能生产使用在高铁列车上“永不松动的螺母”的企业只有一家，就是哈德洛克工业株式会社。

日本三矢株式会社拥有全球最尖端镀金技术，能满足制造业的各种要求。世界市场上销售的汽车，50%以上都装有三矢镀金加工的引擎感应器。

东京三鹰光器株式会社这么一家仅有50名职工的小微企业，却能制造出装载于美国航天飞机上的特殊照相机，后来，三鹰光器又将宇宙技术应用于神经外科显微镜，并占据全球市场70%的份额。

树研工业株式会社，这家只有七十几个员工的小公司开发的粉末齿轮，占全球超小齿轮市场70%以上的份额。树研工业是从1982年着手制造1000分之2克的手表的零部件起家的，花费20年时间，于2002年全球首次制作出重量为100万分之1克的齿轮。即使已经精细得这么惊人了，这家企业仍在琢磨如何实现“纳米级的加工精度”。

北岛绞制作所，东京都大田区一个街道小厂，却掌握着金属“旋压成型”的一流工艺，擅长于诸如美国飞机、人造卫星的零件和日本H2火箭的顶端部件等没有尖端技术就无法制造的特殊金属成型，而且制造这些靠的不是机械设备，而是工匠们的手艺。

东乡株式会社，这么一家只有五十多人的模具企业，主要产品是极为精细的集成电路引线框架模具，在模具的速度方面是世界第一。

……

日本中小企业大多会寻求务实的生存方式：不在大市场去制造一些很一般的产品，而是在“缝隙市场”中投入自己拥有的独特技术，制造那些其他企业绝对赶超不上的产品。

不走中间平庸之路，只专注“少而精”，要么在一些特定的重点领域取得压倒性优势，诸如通信设备、精密仪器等，要么在一些稀缺量少的精密产品领域形成垄断。这才是一个极端制造强国的根系所在。

没有任何一个国家，能够在仅具备全球顶级大企业的情况下崛起为制造强国。

中国极端制造的发展后劲，不能只依靠大型央企和科研院所，当务之急是培育一大批顶尖的中小企业作为极端技术研发和市场化的主体，推动中国极端制造在各层次、各领域齐头并进，实现跨越式发展。endprint