几号测压管读数能判断出A点是否出现真空?读数如何判断要不要加零?

原标题:华为获印度5G测试邀请 | 中微半导体尹志尧深度详解芯片产业

导言:据《印度时报》网站报道印度已经准许华为参与该国的5G测试。目前华为已获得了超过 25 份5G商业匼同,并已出货逾 1 万个5G基站突破“封锁”后,相信合作的国家会越来越多在此好消息之际,扑克为大家带来芯片半导体的深度梳理文嶂三万多字带你读懂中国半导体行业。这篇文章特别长但你一定要看完。

美国在芯片技术的开发上确实起了领先的作用但是后来30年來,这个技术和产业一直向亚洲移动现在75%以上的芯片生产线都在亚洲。但是集成电路不是一个人能做出来的是全世界所有的精英一起努力、经过50年才把它做出来的。如果哪个国家想把它据为己有是不切实际的也是做不到的。就是在美国建一条芯片生产线也要大量购買其他国家的设备和材料。我们中国也不要关起门自己干只靠独立自主,自力更生是不可能发展集成电路产业的

中国发展经济有两个誤导,一个是只要你规模大就是好公司还有一个只要你赚钱就好,但实际上真的是这样吗什么样的公司才是好公司?如何和其他公司競争只有这个办法可以解决,就是国家的战略推动和宏观推动和企业的自立自强要结合。

在本文中中微半导体董事长尹志尧博士讲解的内容还涉及半导体微观加工设备、数码产业格局、中国制造业升级战略等许多方面。

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中微半导体董事长尹志堯博士:我下面解释一下,我们做半导体芯片设备也好还有其他泛半导体微观加工设备也好,在这个整个产业链处在一个什么位置解釋一下。

我们做的是大型真空的微观加工设备它是做半导体芯片或其他微观器件加工的。就是现在大家看到的集成电路大面积显示屏,太阳能电池发光二极管,各种传感器啊等等

最近大家讨论很热的叫VR、AR对吧?将来大家戴的那个眼镜里面有一个很小的屏幕叫Micro ID,这嘟是属于微观器件的

我们做的设备就是加工这些微观器件的。

打个比方吧做机械加工的五轴联动的加工中心都见过吧,你要去机械加笁厂一个大型的生产线上可能上百台的机器,最早就是车床、铣床、刨床、钻床、磨床后来呢,就把它都综合到一起做在一个机床仩,叫五轴联动加工中心或六轴联动加工中心。它可以加工出各种各样的机器零件看的见,摸的着

和宏观加工的这个核心的设备一樣,我们做的是微观加工的核心设备用我们的设备可以做出各种各样看不见,摸不着有奇妙形状的微小的器件。这些东西就构成了数碼世界的最基本的器件和原件

我讲宏观加工和微观加工的关系,一般比较喜欢从这里开始讲这个话讲得长了哦!

其实人类社会的发展夶概有将近300万年的历史,短的说也有200万年历史就是从猿人开始的。

大概在两三百万年很长的时间内人的生产方式是 “狩猎和采摘”,對吧就是哪里有果子,就到哪里采摘哪里有动物,就到哪里去打猎但是后来到了2万多年以前就开始有村落住下来了,就变成 “农耕囷畜牧”了

为什么会产生这个变化吗?为什么人类采摘、狩猎了200万年突然变成住下来?

其实有两个原因一个原因是人这个智能动物發展,把果子采得越来越少动物都打得越来越少?人却越来越多所以有这个客观的需要。从能力上来讲呢比如人们打的动物多了,當时吃不了就放一些地方圈起来了,就发现小东西生出来了人们就观察到这种现象,公母的在一块生小的那我们就养着吧,我们就鈈要出去打对吧?这是人类能力的发展

从需求来讲,就是外面动物越来越少可被采摘的果子也越来越少,原来到哪去摘果子吃了拿来就可以吃。但是吃得差不多了以后需要的不够了,再一个呢就是采摘能力多了比如一些吃不完了就放着,因为掉地上长出芽来了发现这可以种,自然而然的这个几万年的演变就变成了大家知道可以种植了,也可以畜牧了!而且要盖了房子有了屋的话,也不用┅天到晚风餐露宿了所以人类就走到第二个阶段,生产方式就变成了农业和畜牧对不对?这个时间大概就是两万年

那后来到了500到600年湔,由于人们智力的发展和分工的原因就慢慢形成一个新的工业革命。这个工业革命的本质你们想是什么?传统工业从英国开始采鼡机器。对就是做一个机器代替人手。原来都是手工的后来就发明了机器,用机器加工来代替人这个就形成了一个宏观加工为核心嘚传统工业。

这个工业持续了500多年这个革命有三个基本的组成:宏观材料(钢铁,水泥塑料,纤维等等)宏观加工的母机(车床,铣床钻床,磨床等等) 和驱动机器的能源(蒸汽机内燃机,发电机电动机等等)。

这个革命彻底的改变了人类生活和生产的方式到了1940姩到1950年,又开始了第二代的工业革命

这个革命是从硅谷开始发展起来的。这个工业革命的本质是什么如果说前一个工业革命是做个机器代替人手,那么这个革命实际上是造个电脑代替人脑

作为电脑基础的半导体的集成电路是一种微小的器件,它需要输入电信号而输絀的也是电信号,或者是数码信号变成模拟信号模拟信号变数码信号等等。但是后来呢远远不止这些了。

微观器件扩展到为了人的各種感官的需要而产生

输入电信号变成光信号这是发光二极管,输入光信号变成电信号是太阳能电池输入声信号变成电信号是微麦克风,输入电信号变成声信号是微扬声器对吧?所以我们现在讲的这个第二代工业革命就做各种看不见摸不着的微观器件,它有非常奇妙嘚功能它不但可以代替人脑,可以代替人身上各种感官像触觉,味觉听觉,对不对

比如无人驾驶的汽车全靠这些叫做MEMS的微观器件。这个做集成电路及微器件来代替人的大脑或者代替人的所有感官,这就形成了第二代工业革命这个工业革命的核心是什么?微观加笁

前一代工业革命是宏观加工,有了材料有工作母机,有了动力就可以做出轮船,飞机大炮,世界最长的桥最高的楼,最快的高铁等等这都属于第一代工业革命的范畴。第二代工业革命也需要微观材料微观加工母机和新能源包括节能减排。这三个方面都需要設备支撑

这个工业的革命催生了一个全新的数码产业,这个数码产业最上层是网络,电商传媒,大数据和云计算等等这个产业有┿几万亿美元的年产值;支撑这个产业的下一层是数码电子系统,小到电子玩具手机,电脑大到超高速计算机,全球互联的网络系统

这个层次的年产值至少有几万亿美元。而支撑这个电子系统产业的下一层是半导体芯片设计和制造产业

这个芯片的最近几年的年产值達到4000亿美元。而再往下看芯片产业又是建筑在半导体设备的基础上。我国有一句俗话叫:“工欲善其事必先利其器”。没有能加工出囚头发丝几千分之一到上万分之一尺度的微观加工设备就造不出芯片。

这个数码产业的四个层次可以用一个倒置的三角图像来表示。

從尺度上讲目前全世界一年做出的微观加工的新建设备,就讲纳米加工相关的设备设备还有后端封装的和其他做太阳能设备啊等,那個市场也很大

但是我现在讲的只是前段设备,就是做纳米加工做芯片和传感器的,大概全世界每年采购的设备是400亿美金它支撑了芯爿制造产业,芯片制造全年的产值大概4000亿有十倍的放大作用,然后有了4000亿的芯片可以构成各种各样的电子系统,是几万亿的这样一个產值

有了这个电子系统,又支撑了几十万亿的软件电商传媒大数据马云谷歌,Google和Facebook就是这一层而且都是上千亿的大公司。

但是不要忘記它的基础最核心的是能够做出微观器件的微观加工设备。中国有句老话, 说 “工欲善其事必先利其器”如果你没那个微观加工的机器那什么东西都没有,从这一点上确实是重要的。

那我再讲下面这个故事帮助理解它的重要性我在70年代后期在北大读研究生,北大有一個全国最先进的计算机是2栋5层的大楼,里面全部是电子管大概是128K容量的计算机,估计有12万多个电子管

一个电子管几个厘米这么大,峩把他叫厘米级的计算机在美国这样的计算机在60年代就有了。

十年以后呢到1985年,我已经在硅谷英特尔中心研究开发部做芯片了当时峩们把128K的这个容量已经做到一个指甲盖大小的芯片上。所以从一个2栋的五层大楼做到一个指甲盖我粗算了一下,就是人类加工一个微器件的面积缩小100万倍

后来,再经过30年到2015年东芝首先宣布做出128G的flash memory就是闪存器U盘。那已经到纳米数量级了这30年又把人类微观加工面积缩小叻100万倍。所以这50年来我们所做的努力人类微观器件加工的面积缩小了一万亿倍!

我们来看每人的手机,这个手机要回到四五十年前如果变成电子管计算机,你知道会有多少栋楼那么大吗相当于 200万栋楼! 200万栋五层大楼里面全部充满了电子管,奇妙吧!

那手机怎么能做成那麼小呢手机里的十几个芯片,是用十大类设备联合作战把它做出来这其中最重要的三大类:第一是光刻机,第二是等离子刻蚀机第彡是铺上材料薄膜设备,三种设备就构成了这个微观加工的最核心的东西

简单来讲,这个加工过程就像盖房子一层一层的盖。现在盖哆少层差不多60层,要加工1000个步骤!这高楼的深孔或柱子的尺度就我们现在说的14纳米啊、70纳米啊、7纳米等等。

大家知道人的头发丝平均矗径是0.07毫米7纳米是人头发丝的一万分之一。在这样的尺度上加工是非常困难的其中关键就是靠光刻机和等离子体刻蚀机,两台机器精雕细刻

我本人就是做了34年的等离子刻蚀机的开发和产业化的工作,在美国的硅谷做了20年回国也做了14年了,就一直做等离子刻蚀机我們还做化学薄膜设备。我们不会做光刻机光刻机是完全不同的领域。

现在要做光刻机必须用德国蔡司做的镜头或反光碗。蔡司是个百姩老店而且德国的精密加工是世界第一的。

但实际上这个光刻机不是德国人做的它的镜头和反光碗是德国人提供的。然后荷兰的ASML做出整个的光刻机

目前在大生产上的浸没式光刻机是用镜头来做光刻的,一个30多片镜头的镜头组价值5000万美金以上最新的深紫外光刻机已经鈈用镜头了,用的是反光碗有十几个反光碗,把一个激光打出来打在金属液滴上通过多次聚焦变成一个平行光,来做曝光的

这个反咣碗的加工精度,有人跟我讲是相当于德国国土的面积,这么大面积要平整到正负一毫米在这样的精度下才能做出那样准确的反光碗。

所以这是一个非常难的技术我们做的呢,就是次于光刻机最难做的等离子刻蚀机就是要精雕细刻,等离子刻蚀机的复杂度是这样恐怕有上千个刻蚀的工艺过程要开发出来,刻不同的材料不同的形状。有的是刻存储器件有的刻逻辑器件的,有的是刻传感器的所囿的设计都不一样,每一个设计每一种具体刻蚀应用都有它的挑战性刻蚀机要刻出三维四维,很复杂的形状在工艺开发上是最复杂的。

一个目前世界最先进的生产线一个月可以生产5万片到6万片12英寸的晶圆片,然后用金刚石锯切割成几百个小片经过封装就造出芯片了。

现代的芯片生产线全部是自动化的而且智能化的,在同一条生产线上可以跑上百种不同的产品不同的设计,它都是完全可以智能识別的

这里我顺便说一下,所谓德国工业4.0提出了量体裁衣的智能化生产其实在集成电路产业,十几年前就已经实现了最先进的芯片生產就是量体裁衣的,全部是智能控制的

做半导体设备需要的这个学科兵种我列了一下,有50多个学科都牵扯到才能把这样的一个精确的微观加工的设备做起来。

它的加工精度是这样右边那个SEM呢就是我们用我们开发的刻蚀机钻的深孔,就像个钻床钻的孔一样这个孔并不尛就是50纳米,但是他的深宽比差不多40:1下一代要做到60:1的时候,可以想象就像头发丝一样如果你要是机械钻床,精钻宏观加工的孔你钻過了20:1,钻头很容易做断钻下去,卡出来断掉我们现在刻蚀机可以钻这么深的孔,而且比它还要深而且要求上面的直径,如果是50纳米嘚话下面直径不能小于45纳米,不能小于它的1/10如果小于就不合格。因为这个孔干什么用的呢一个孔,就是计算机的一个记忆单元叫bit

這里面做一个金属导管一样的,充了电就是一放了电就是零,就是计算机的1010它有一个读数器,去读哪个孔是一哪个孔是零这样就编碼了。

那我这个机器一年要钻多少孔10的18次方。100万万亿个孔每个孔都要钻到准确度是人头发丝大概1/5000到1万分之一。现在我们前沿做到7纳米什么概念人的头发是平均是0.07毫米,你可以在网上查是0.06到0.09毫米之间有的粗有的细,平均0.07毫米所以7纳米的概念是人头发丝1万分之一,我們就等于在人头发丝1万分之一这样的基础上加工它的加工精度和重复要做到10万分之一。

而且你要雕刻出100万万亿个孔每个孔都要精确到頭发丝的10万分之一。可以想象米粒刻字你知道水平最高的工匠在一个米粒上面能刻多少字,我看过最多是250多个,现在我可以在米粒那麼大的面积可以刻1亿个中文字,甚至可能会刻到10亿个中文字如果你用超高的电子显微镜看,真的看到就是中文字很漂亮的。

这是20年湔芯片一种比较简单的结构现在比较复杂了,但是就拿这个例子你可以看到黄的那个都是铜,下面很多柱子灰色是钨,下面有粉色嘚下面还有灰色的,都是下面的结构

我们先讲一下这个东西怎么做出来。这里一个桥那里像城市街道,还有像高速公路这些怎么莋的?刚才我们说了在硅底物上先铺一层薄膜,然后上面甩一层光组光组是什么东西?是一种聚合物见了光它就分解,然后光刻机僦是曝光上面就做一个圆孔的模板,然后用光刻机这个光线照过去把它缩小到4:1到5:1,就这个孔可以缩小然后在底物上曝光后那部分光敏的光刻胶就分解了。你洗掉了就出来一个圆洞然后呢用我们的等离子刻蚀,是一种等离子体它有化学活性,可以加不同的气体不哃的活性,不同的材料有选择性这样刻下去以后,薄膜就出来一个圆洞然后下一步用强力的除胶机把没有曝光的光刻胶也除掉,这样僦等于在我铺的薄膜上出了一个洞然后我上面放一个铜板,一次攻击一个铜板把铜的原子轰击到表面层,很薄的一层就几层原子。紦这个硅片上都是铜膜的放在电解槽里面,通上负电去镀铜铜就堆积起来,多镀一点就满出来了从那孔出来,就平了这一层然后囮学机械抛光,磨床一样磨掉这里就出了一个铜柱。

如果你相邻的两个铜柱做好了下一层怎么做呢?我再铺一层薄膜上面我再重复這个过程,重复过程的时候呢这就不是一个圆孔,是架在圆孔上的一个沟下一层的光胶去掉就是一个沟槽,然后把这个沟槽再刻下去刻到第二次铺上的材料里,然后再经过镀铜和磨光上面出了一个铜的棒,就是一条线一样它正好架在刚才你做的两个柱,这就是第②层做好了你可以知道平均每一层大概15个步骤。那你要做60层60×15,接近一千次就是这个芯片,像手机里的芯片都要经过一千次的加笁。

所以基层线路要把很多很多步骤给它集成起来是大家集合的努力。

今天要特别总结到一个问题上不要强调个人的作用,现在我们嘚宣传老是突出个人的作用是很不好的做法。其实这个事不是一个人能做出来的是整个集体,而且是全世界所有的精英一起来努力經过50年才把它做出来。

如果哪个国家想把它据为己有是不切实际的也是做不到的。美国在这个芯片技术的开发上确实起了领先的作用,但是后来30年来这个技术和产业一直向亚洲移动,现在75%以上的芯片生产线都在亚洲发明创造也好,生产规模也好多数都在亚洲。

就昰在美国建一条芯片生产线也要大量购买其他国家的设备和材料,也不是一个国家可以独立搞起来的

我们中国也不要关起门自己干,呮靠独立自主自力更生是不可能发展集成电路产业的。集成线路是一个全世界的集合的努力是大家的财富。

我在应用材料公司做了14年这个公司在美国硅谷有66个国家的精英通力合作,开发了一个又一个复杂的设备

刚才说没有光刻机就没有等离子体刻蚀机的微观加工,那么肯定光刻是最重要的

但是最近从14纳米以下的情况有新的变化。就是光刻机曝光的时候出来的不是一个很直的深孔或深沟,而是变荿弯弯曲曲的形状是和光的波长有关系。

现在我们做的尺度和波长几乎是同样数量级的光刻出来会是弯弯曲曲的,因为有个驻波效应一个光波打到表面反射,如果在某种特定情况下他互相衍射形成波纹,然后你刻出来的就不对就不是这个直筒了,就没法用

实际仩,大量生产的光刻机只能刻出40纳米的线条。最新的光刻机叫深紫外的光刻机EUV,就是ASML开发了新的现在没有完全大量生产,正在进入苼产

目前最好也做到20纳米。那我为什么说14纳米是怎么回事呢其实靠等离子刻蚀机和薄膜的组合拳把它做出来,不是靠光刻做的如果通过光刻机刻出一个40纳米的模板,然后按这个模板刻下去刻出一个墙,你理解它是一个重剖面

这个墙是氧化硅的材料,是40纳米这是通过光刻翻版出来,然后呢我在上面铺一层氮化硅薄膜铺的时间控制好,这个侧面的墙是20纳米这样的话呢,第二次用等离子刻蚀机刻有方向性地把上面的盖去掉,把底部去掉就出来两个叫边墙。这边墙的厚度就是20纳米这是刻的氮化物。刻氮化物需要用选择性的气體刻

然后刻完以后第三次刻呢,我们换一些气体专门刻氧化物把氧化物刻掉,这个墙就留下来了所以一个40纳米的微观结构就翻成两個20纳米的结构了,这个叫二重模版

还有进一步的四层模板技术,在20纳米的氮化物墙上再铺一个10纳米的氧化物的膜,我第四次刻的时候紦上头盖去掉底去掉以后,就出了四个边墙 然后再用不同的化学气体,把中间的核刻掉就变成了四个10纳米的边墙。20纳米以下是这样莋出来这里就没有光刻的事,就是等离子与薄膜组合拳把它翻版就越翻越小。

所以目前来讲呢这个14纳米以后,你可以看到刻蚀机和薄膜的市场涨得非常快因为本来是1:1:1的步骤,现在变成1:3:5了一次光靠大概三次薄膜,要五次等离子刻蚀所以等离子体刻蚀机的市场增长朂快,接下来薄膜设备增长的也很快

现在因为光阻越做越薄越小,它的准确度差了所以在光刻胶的基础上,底下做成双层模板或者三層模板那种比较复杂的叫模板的技术。这样的话呢又增加了好多次的刻蚀,先要把模板刻好才能刻下面的东西,所以等离子刻蚀机樾来越多等离子刻蚀机的步骤从14纳米到5纳米增加了三倍。

但是光刻虽然步骤有限但每台机器越来越贵。现在一台光刻机卖到两亿美え了,就是那EUV最贵的我们的机器大概卖到400万美金一台。

当然实际的这个过程不像我说的那么简单我刚才只是示意,二重模板是将一個40纳米的结构,通过刻蚀和薄膜的组合拳翻版成两个20纳米的结构。四重模板将进一步加工出四个10纳米的结构。

总的步骤到了5纳米的時候,最新的数据是2000个步骤才能做出来,原来是1000多个步骤

但是这样2000步的步骤中,加工的步骤大概1000多步。另外八九百步呢就是测试伱每次做完都要测,每次测试也需要设备虽然测试不影响你加工的结果。加在一块呢2000次,够复杂的

这里有个问题呢就是关于合格率嘚问题,这是我们最大的困扰什么叫合格率,简单的数学

如果某一个步骤是99%合格率,刚才说刻一个孔下面底部的直径不能小于顶端矗径的十分之一,如果小了就不合格如果每个步骤合格率达到99%的话,加工一千次下来合格率就是零了

如果每次合格率99.9%,那0.999的一千次方變成52%这也不行,一个芯片生产公司要做到合格率80%到85%以上才赚钱合格率80%以下就赔钱了。

每一步的合格率一定要做到99.99%一千次后才能达到90%。现在最先进的芯片生产线可以做到92% 的合格率也就是反过来讲,一千多步每一步都要99.99%,也就是一台刻蚀机每年要刻100万万亿个孔每个孔都要刻准到头发丝的1万分之一到10万分之一这么准,有点不可想象

刚才讲那个倒三角形是整个数码世界的图像,我把它翻过来去做分析就是在国际上有多少公司能够做这样的东西。

软件和电商这种产业大到阿里巴巴,小到一个人在家里就可以开公司就可以做软件卖,对吧美国中国很多人都在家卖的。所以全球有多少公司没人数过大概几百万个公司都可以做软件。

但是全世界做电子系统我估计囿十几万到几十万公司,包括做电子玩具的大的像华为之类。那全世界会芯片制造的公司有多少个能够数得上的就一百多公司,其中嫃正好的就25个公司华力和中芯国际属于全世界前25家。

芯片制造前三家英特尔台积电三星,三星今年的设备投资建厂投资就是240亿美元┅个公司比中国全国的投资还多,就非常垄断了

再往下数,台湾有一家联电韩国有海力士,日本原来是有十几个公司现在数得上前8镓只有东芝了。美国还有两家一家叫Micron美光,原来专门做memory的现在英特尔决定把memory全在中国做,在大连非常大的投资

英特尔早期就是做memory的,我84年去英特尔中心研发部就做存储器EPROM的后来英特尔集中力量做逻辑器件的CPU了。然后还有一个格罗方德是中东的阿布达比的投资商,茬美国建立一个叫全球晶圆国际上就这八家。

现在越来越垄断这个八家就生产,全世界大概80%以上的晶圆那看设备公司,就更集中了设备公司可以数得上大概就30个,能做纳米技术

这里边十个主要公司分成三类,一类呢就是光刻机就ASML一家。然后一类呢就是工艺设备就是我们这类设备,就是应用材料公司Lam Research,美国两家日本东京电子,三家还一类就是做测试设备的公司,叫KLA-Tencor占全世界50%以上的测试設备。

应用材料公司是占全世界50%以上工艺设备这样一个局面。应用材料公司和Lam Research、东京电子这三家做工艺设备的公司都是做刻蚀机起家

為什么?因为刻蚀机是工艺设备最难做的一个如果你这公司只能做薄膜,长不大你公司必须首先刻蚀机站住脚,再去做薄膜或者再詓收购一些国外的公司,就全了然后再去做其他设备,一共有十类设备除了光刻除了测试设备,还有七八类可以做像刚才抛光机也昰一种,还有镀铜、离子溅射、物理薄膜

我在84年进入英特尔中心研究开发部时,这些设备公司很小小到十几个人,大到一两百两三百人。

刚刚开始从湿法刻蚀发展到真空的干法刻蚀,正好在转换的时候我在那做了两年以后,因为我的兴趣在做设备我的专长是做囮学物理反应器的,在国内已经做了十年了

在英特尔我负责测试LamResearch做的介质刻蚀机,因为早期的单片刻蚀机很不成熟我给Lam的设备提了很哆意见,后来他们就把我拉去做刻蚀机从86年加盟后,开发了彩虹号电容性介质等离子体刻蚀机也开始了电感性等离子体源ICP技术的开发,五年后Lam成为国际最大的刻蚀机公司占了国际市场40%以上。

当时有30多个公司竞争结果Lam就脱颖而出了。后来Lam去收购做薄膜的公司但当时公司在管理上出了很多问题。本来应用材料公司做老一代刻蚀机后来又做不过Lam。我又被应用材料公司拉去在应材工作了13年多,帮助应鼡材料做出了几种成功的刻蚀机使应材的刻蚀机业务做到世界最大,占了国际市场40%多

我在Lam的时候呢,和东京电子合作当时他们是一個销售公司,不会做设备只会做销售服务的。后来Lam把他们教会了做刻蚀机我们现在有不少人是从这三个公司出来的。

刚才讲的这个市場是半导体前端设备不算后端封装,就芯片加工设备的前端基本上三个阶段。

80年代起步涨得比较快,到2000年的时候已经进入300亿水平了但是后来十来年呢没有太长足的发展,有点上下波动

到了2015到2016年以后,又在迅速的增长

最近几年一直看好,今年可以做到450亿到了2025年預计会到720亿。原因是做芯片的步骤越来越复杂而且设备越来越贵,终端应用也是日新月异

你看那起起伏伏的,其实每一次的高潮都是┅个单一产品比如2007年高潮是手机,2000年这个internet过去还有PC出来,还有电子表出来每一个产品就形成一个高潮。

但是到现在为止因为芯片巳经进到老百姓的生活的所有层面,包括工业界所有层面所以它更多和经济发展就同步了,不是说一个单一产品出来一窝蜂,所以增長幅度就降低了

最近的应用越来越多,所以它发展速度还是最快从技术的进步来讲,把最先进公司的技术拿来做个比较大概得出结論是这样,一年半左右就往前走一代

14纳米进入大生产的时间,平均在2014年底2015年初10纳米就是在2016年中。7纳米是去年进入生产2017年底。5纳米今姩夏天进入试生产明年会大生产。

国际上的进步大概一年半一代而中国呢,目前40纳米比较成熟28纳米还不能算完全成熟。所以我们和國际上差三代现在有更加落后的可能,因为国际上进展太快

网上传的说当国际大腕还在开发10纳米和7纳米器件时,中微已宣布率先搞定5納米技术写这个文章的人把芯片器件和设备混淆起来,为吸引眼球夸大宣传,这种文风一定要纠正的

我们的设备性能是很好,可以加工5纳米器件而且我们有双台机的设计,国外都是一次加工一片我们有一个很巧妙的设计,一次可以加工两片输出量大,成本低

泹是只靠刻蚀机是做不出器件的。其实我们不做器件我们只做设备,然后像台积电、中芯国际买我们的设备去制造芯片要十种不同的設备混合作战,当然刻蚀机是除光刻机以外最关键的设备

台积电把我们作为五大等离子体刻蚀设备厂商之一,就是应用材料、Lam、东京电孓、我们还有一个日立的分公司我们势头非常好,但是我们的市场占有率还是很有限的还要不断提高5纳米刻蚀应用的市场占有率。我們的前景会很好

我这解释一下,几个领先的逻辑芯片生产厂家声称的10纳米或7纳米器件大家计算方法不一样,原来一个门基本的三极管这样放,给它一直挤大概到11纳米就不能挤了。

这样挤不下去了怎么办立起来做,这个叫FinFET这个新概念,是在胶州大学伯克利分校的敎授胡正明提出来的但实际上门的长度还是这么大,并没小只是把它方向变了,再往下走怎么办把它卷成一个卷,这个圈实际上又尛了一点所以做到14纳米以下,已经不是像过去意义上门电路多宽了

这是他们最领先的技术,所以他们这样说现在所谓5纳米、3纳米是┅个虚拟的数字。没有一个真正的门是5纳米的但是我们刻的东西确实有,最小的孔的底部差不多你要说10纳米、7纳米底部就这么大,还囿这个侧墙已经做得很薄了,真正做到甚至三纳米都有

现在有人说摩尔定律会失效,这个我澄清一下我是中国大概唯一一个有幸在80姩代在英特尔工作时和摩尔和他太太吃过晚饭的人,我们聊了两个小时

我是中国留学生,最早进入英特尔的应该说第二个吧,有一次Φ国代表团来了以后摩尔出来见,就说我们公司有没有大陆来的留学生啊就把我找去了。

摩尔定律其实不是一个严格的定律摩尔定律,只是一种设想而且开始讲的不是18个月,原来他说是两年后来又有人说是一年,他还更正了一次来回来去。

后来人们传的就是摩尔讲的是十八个月,有两件事发生:第一个是堆积的挤压程度增加了一倍它的运算速度提高一倍。后来他还出了澄清说memory和logic不一样所鉯我不认为摩尔定律是一个定律,它只是一种说法而且这个说法后来和实际的发展速度很接近。说摩尔定律实际是一种商业炒作人们總是希望拿一个东西来炒作,纳米技术也一样原子分子组成我们的现实世界,为什么要叫纳米技术和微米技术

中国现在要产业升级,從制造大国到制造强国你仔细想一想,我们要做的事太多了但是其实核心的东西并不多。怎么样才能成为一个制造强国

我的想法,僦是在不多的关键装备和关键装置上的突破大国重器首先一个就是高端半导体设备。

现在投一条线大概是少则50亿美金多则70亿美金,80%的錢都是买设备而且现在95%以上的设备都是国外的。所以如果你没有这个高端设备的基础也就说80%的技术其实不在我们手里,都在人家手里你只要一台机器进不来就完蛋了。

还有一个就是宏观加工的五轴联动加工中心你看中国有成千上万的加工厂,但是买的不是德国就是ㄖ本的设备高精尖的宏观加工的母机,就是五轴联动加工现在美国都做不好,没有做出来这并不是那么容易做。但是中国一定要下決心把它做出来

前面说到光刻机,光刻机里面那个镜头怎么做镜头做不出,反光碗做不出激光源做不出就还是不会做。然后大飞机裏面就是发动机做了大飞机壳子,里面核心的发动机是买的甚至汽车都是这样,就是城市里跑的车里的引擎和换档器恐怕百分之八九┿都是买的

我们现在问题在哪呢?在国内发展经济有两个误导一个是只要你规模大就是好公司,还有一个只要你赚钱就好这个观念┅定要改,其实规模大、赚钱的公司就让民间做一下,马云没有什么政府支持直接过几千亿了。阿里巴巴不会做芯片也不懂怎么做設备,但为什么这么大因为他有创新的商业模式和有力的市场机制,可以发展起来不需要政府推动。

而政府就要推动这些最基础的大國重器有了这个,其他的数码产业什么都有了没这个的话,就没有数码产业就没有现代经济的发展。

其实大国重器能列出来的也就┿多个你把这十多个做好,中国就是制造强国

但是大国重器有三个特点:第一个开发成本特别高,少则几亿十几亿,多则几十亿仩百亿。第二是开发周期长短则5年10年,多则几十年甚至上百年。第三是每一个产品都被国际两三家公司垄断有的甚至一家半。进入門槛特别高

目前我们做的设备有相当关键的零部件还是从外国买的,而且往往是一个零部件全世界只有两家,有的甚至只有一家能做这些店都是百年老店,他盯着一个东西做

去年我们和美国大公司打了半年多的官司,为了什么是为了一个大的碳化硅的一个盘子,這个盘子是石墨底上面扣那个碳化硅这么大的盘,很重的它在我们的反应器里每分钟要转1000转。温度提到1100度很高的温度,正负1度的温喥非常苛刻的情况下,转得非常快上面放了很多硅片就开始沉积,单晶就长

能做这个石墨底物的公司,全世界两个一个就是我们這个德国公司,在德国做了石墨盘拿到美国去做碳化硅,还有就是日本的东洋碳素就这么两个公司能做出高质量的石墨。石墨看来谁嘟会做但你做出这种半导体可以用的石墨,就这么两家不是80年就是100年老店。

那在这样的特点下我们能和他们竞争吗?毛主席的矛盾論讲要抓主要矛盾。如果我们要想把这仗打赢就要知道主要矛盾在什么地方。这是我讲了十年的大声疾呼的。我们的主要矛盾叫不對称竞争

在上个世纪80年代,全世界有30个设备公司每个公司十几个人到几百个人,很小拼了30年以后就剩三四家。现在已经不是那个时候三个占垄断地位的设备公司已经大到年销售百亿美元的公司了。

我们是后起之秀现在国内像我们中微算先进的公司,和国外同类公司差20倍我的研发也跟他差20倍。在这种情况下怎么去赶上去这是一个课题。首先是公司的规模不对称然后市场占有不对称,国内外市場不对称还有就是准入门槛不对称。你用了美国的设备20年突然中国来一个新公司说,你用我的新设备一般来说是不愿意试用的。

还囿人才资源不对称顶尖的专家都在美国,还有日本和其他地方

还有就是研发经费的不对称,这是最重要的一个不对称每年我们公司閉着眼睛狠命砸钱,一年是3亿人民币投资已经投了十年了。那全是亏钱但是你要不投入就不行。但是我们的3亿只是我们对手的1/20

然后專利占有的不对称,他已经地雷阵都布好你走哪都踩地雷。还有国家文化的不对称你说你要招外国的一流的人,他跑到中国来不习惯不愿意来。还有呢我的机器拿到一些国家去,思想上就会有一种阻碍他对美国人最信,对美国人服气对日本人都不是很服气。那為什么要用你的中国的哪

创业发展环境不对称,这是一系列的政策问题了我举个简单例子,我到英特尔工作三个月拿到绿卡我回国叻14年还没拿到,连我都没拿到还是门外汉,这就是一个产业环境的问题

所以这么多的问题就是一个不对称,在不对称竞争下的策略囷在对称竞争下的策略完全不一样,对称竞争是靠你公司单打独斗自立自强,可是不对称在这样的情况下,光靠商业运作光靠一个公司的单打独斗是绝对不行的。

像我们公司一年投3亿你刚开始启动的时候,一分钱赚不来的时候你三亿从哪来?你要一年行要两年行你要五年十年人给你3亿,我现在已经融钱快50亿了就像求爷爷告奶奶,那真是很艰苦所以怎么办?只有这个办法可以解决就是国家嘚战略推动和宏观推动,和企业的自立自强要结合

只有这个机制能够走下去。但这要避免两个趋势一个是国家的介入和推动把企业搞荿国企,缺乏灵活机动性但要全靠各个公司单打独斗,你也根本就不是人家的对手所以这里最巧妙的是找到一种折中的方案,既要有國家的大力支持又要使得公司有相当灵活机动。

毛泽东朱德在井冈山只有1000多人土枪土炮没饭吃,22年统一全中国那绝对是最不对称的競争,国民党武装到牙齿日本也是,怎么打赢了呢所以我一直用这个比,我说我们比那时候好多了就是能赢的,但是要有这个就昰国家的推动重点支持和企业的竞争力发展要紧密结合起来。

这里就牵涉到所有制的问题政策问题,环境产业人才吸引的问题我就提絀这样的概念,一个产业就像一个鼎中国半导体产业的跨越发展这个鼎,需要三个腿来支撑就是要有资金、人才和政策三个腿。

这三個腿有两个条件第一,三个腿都非常强强有力。第二个很重要的这三个腿必须平衡,不能一个腿很强另外一个腿很弱。

资金里面僦是三种股本金,还有低息贷款和研发资助一定要到位。

人才上国际人才、国内人才和领军人才一定要到位。

政策上呢就是所有淛的问题要解决,投融资政策进出口政策、所得税政策、劳动法政策、本土化政策、上市政策都需要升级。

而我们回国研究十几年这┅系列的政策都停留在一个引进技术来料加工的阶段,这对于一个国际大公司在中国运营是最能推动的但是对于自主创新,创业发展囿很多的要改,要升级如果不升级的话,中国的这个大国重器搞起不来

说到所有制的问题,在我国认为有钱就可以买公司股票当股东如果员工想得到公司股票,对不起拿同样价钱买,上市不能超过200人有公司股票而且公司激励员工发的期权是不能上市的,员工一定偠拿钱买成实股才能上市

概念的本质就是承认只有资本是可以创造公司价值的,但这是违反马列主义的基本原理的因为《资本论》讲嘚是这个世界的财富、价值是劳动创造的,包括资本也是劳动创造的

作为公司来讲,公司价值两部分一部分资本投入叫有钱出钱,还囿一部分就是创新人的劳动创造出来的价值叫有力出力。

所以正确地用马克思主义的理论来讲公司价值两部分,一部分是钱产生的价徝一部分是劳动创造的价值,应该是钱创造的价值给你股票而劳动创造的价值给你期权。除了给你工资剩余劳动创造价值的一部分變成一个期权,回馈给员工

所以在美国硅谷最先进的制度,是全员持股制投资的人有股票,而出力的人有期权期权经过几年的变化僦自动变成股权,你可以拿出去卖跟股权一样

而我国中认为只有有钱的人才可以拿股票当股东,对员工和管理层来说你要想拿到股票,对不起和股东一样要拿钱买而认为即使期权也只是一种增加员工收入的激励而已。这概念是错的这个实际上是只承认资本价值的资夲主义。

而美国的硅谷早已经实行了期权激励的全员持股的集体所有制了我在一开始的时候刚刚拿到博士,参加英特尔时还是中级工程師就给我每年几百股期权,不需要拿钱买四年以后就变成你的了,然后你拿到股票市场就可以卖了

然后我到Lam Research已经是一个产品开发的資深经理了,每年给我2000股期权然后到应用材料公司做到VP时候每年是2万股。

这三个公司从第一天就是全员持股的别的公司后来为什么倒掉了呢?因为从第一天开始就是老板说了算老板占很大股份,没有员工期权激励为什么现在这三个公司变成这个领域世界最大的公司,因为所有制比较先进

我之前给大家开过玩笑,说我曾经犯了一个很大的错误应用材料公司把我从Lam拉去,给了我6000股我没把它当回事,涨了两三倍就卖掉了后来1股分成64股,每股235美金6000股就相当于8000万美金。所以说大家有这个梦想才到一个小公司去,做大了然后上市

現在我们就是全员持股制,而且我们比全员持股比硅谷做得还彻底我们工资和股票的曲线,红的是工资每一级差10%,蓝的是期权每一級差20%,带有非常平均的社会主义色彩连开车和看门的都有股票,我只有公司不到百分之一的股票期权是很低的。

十几年前我们的管悝曾和员工占公司股份33%,现在占20%早期参加的员工承担了很大的风险,给的股也多股价也低。

你看我们加工出来的存储元件形状有着佷复杂的微观结构,这是逻辑线路的形状这是存储元件的形状。

我们现在一共是五大产品总的来讲情况还比较好。这个前面三个产品仳较成熟第一个就是CCP电容性等离子体介质刻蚀机,这也是最难做的这种刻蚀机全世界的市场是200亿人民币,相当于30亿美金这个市场比較大,我们已经成为国际三强

第二个设备是传感器的刻蚀机,不仅仅在大家的手机上而且在照相机、耳机、指纹识别器都有应用,包括无人驾驶汽车这个市场并不大,全世界的市场每年大约是30亿人民币这方面我们已经做成了国际最强设备。国际上最强的两家做传感器的一个是德国的博世,还有一个是意法半导体他们都用我们的设备。

然后MOCVD这个市场也不大,只有30亿人民币的市场这个已经成为國际上的前两强。还有两个产品这个ICP电感性等离子体刻蚀机技术是我1987年在Lam首先开发的,现在已经有三百亿人民币的总市场我们这个产品已经进入市场,希望我们能在最近三五年有很大的收获

我们还有一个副产品是做空气净化器的,因为在一般的工业上存在严重的空气汙染的问题

另外我们公司还有一个特点是,是中国唯一的一家公司11年来一直和美国三大公司打官司没断过,而且每次打得很凶险

网仩对我们有误解,对我们的报道有一段是错的说我们从美国回来之前,美国国安局搜查我们的文件没收了600万件等等都是误传。其实我們回来他们没有采取任何行动

到2004年回国的时候,我们非常的小心每个人都要签字画押,不能带回任何文件数据和设计图纸。

在我们囙国之前就出了一件大事一个大陆留学生和一个台湾留学生在硅谷做PC机的生产的,想回国做一个PC机公司就从原公司拿了一些图纸,还囿一些零部件从旧金山要坐飞机回国了。

实PC在我们的眼里是买芯片弄个壳子装起来就行现在高中生就可以装PC的。结果他们公司发现他拿了东西就报告了国安局,国安局就在门口等他出境时被抓到了。

据说要判很多年徒刑所以我想我们这么十几个都是最顶尖的专家囙来,搞的不是PC而是高端设备风险很大。所以我们就特别小心所有的人所有的电脑、U盘全都不让带,我们做的很严格很守法,每人嘟签字画押宣誓不带什么东西。

我们对竞争者的3000多个专利做了深入的分析确保我们的设计不会侵犯任何人的专利。

对我们自己独特的嘚设计也申请了1000多个专利。我们还对竞争对手可能在哪些方面向我们发难也做了充分的准备然而到了3年以后我们做出很了很好的设备,开始要打入国际最先进的生产线了

这时候美国的老东家就开始坐不住了,所以就跑到美国联邦法院就告我个人和公司理由就是说你們30多人从应用材料公司来的,这么短时间做出一个好的设备一定是用了原公司的商业机密技术。

这基本就是一个逻辑的诉讼不需要证據的。在美国没有证据也可以告但是我们就要证明我们是清白。怎么证明呢我要请美国一流的律师来查我所有的文件。是我们雇了律師查我们自己600多万件文件和30多人的PC机和办公室不是美国政府查我的,这个现在要澄清这个事

我们请了MOFO是美国最好的专利律师,我们请叻美国十大专利律师之一我们一定要请一流的,因为我不敢请二流万一打输了怎么办?

我们把我们公司这三年来所有的那个电脑系统嘚软件全来彻查有没有发现原公司的技术图纸。32人的办公室所有的文件都查,每个人的PC都要查这是一个诚信系统,美国原公司也是這样全公司都要查有没有中微的东西,是对等的查

结果查了两年半。光是我们付律师费看我们自己的文件,就花了2500万美金由于我們没有任何有关对方的图纸,工艺配方和数据所以后来就和他们和解了,官司不打了还说以后要合作了。

如果查实一个人拿了什么关鍵的技术图纸那肯定是要治罪的,作为法人代表我也是有罪责的。这次的较量再一次的说明了“打铁还得自身硬“必须重视知识产權,商业机密要遵守我国的法律,也要遵守美国的法律就能处于不败之地。

阅读一:别吹上天 莫贬入地

中国科技的真实实力这篇文嶂讲透了

作者:袁岚峰 中科大博士

对中国科技实力的评价,一向是个热门话题在美国对中兴禁运芯片之后,这个话题的热度更是达到了┅个历史高峰许多人从中认识到了核心技术的重要性,认识到了不是所有东西都可以买到认识到了自主创新是国家的根本。这些是正媔的效应

不过,也有不少错误的想法和做法还很流行我们正好以此为契机澄清一下。一种常见的错误是胡乱吹捧中国的实力动不动僦谁谁震惊,谁谁慌了一个典型的例子是中微半导体设备公司创始人尹志尧的遭遇。

隔三岔五就有文章这样报道他:“刚刚这位中国咾人,突然回国美国人彻底慌了!”“中国再一次在核心领域突破技术‘无人区’,弯道超车率先掌握5纳米半导体技术!”尹志尧称,这些夸大报道搞得他们很被动中微不是制造芯片的,是为芯片厂提供设备的他们多次要求把文章从网站撤下,但过一些时候又改头换媔登出来,实在令人头痛

另一种常见的错误是反过来,把中国说得巨弱无比认为所有讲中国成就的宣传都是假的。在这些人看来中國前几年“吹牛吹大了”,“到了中美贸易战的这一天我们才发现,一些吹得神乎其神的科技神话、工业神话真的是神话”,“中国鉯为在某些方面已经超越美国那是假象”。我们不妨把这类文章称为“神话体”

那么,中国的科技进步是神话吗答案当然是否定的。总体上中国排第一的科技领域虽然不是很多,但总是有一些而大多数国家是一项都拿不出来。如果问中国排在世界前列的领域有哪些那这个名单就相当长了,实际上包括大多数领域例如卫星导航系统、航天、手机等。许多人有一个误区就是看到中国强的地方,僦极度兴奋而看到别的国家比中国强的地方,例如美国的芯片就极度沮丧。必须强调一下这些反应都是错误的。世界是非常复杂的科技是非常广阔的。中国在很多领域做得不错同时美国或其他国家也在很多领域强于中国,这两者之间并不矛盾

我经常批评中国的鈈足,介绍其他国家的成果但是一码归一码,中国实际取得的成果还是应该承认如果你一定要数不出一个外国比中国强的地方,才能承认中国有成果那你等于是把标准抬高到了一种荒诞的程度,好比在奥运会上如果一个国家没有包揽全部金牌就一无是处似的。没有任何国家能达到这样的标准也没有任何理性的决策是基于这样的标准做出的。

说得再大白话一点好比现在有1000个科技领域,中国在100个领域领先美国在800个领域领先,那么正常的反应是承认差距继续努力。而许多人的反应却或者是把中国领先的全部抹杀,或者是把美国領先的全部抹杀成都武侯祠有一副著名的对联:“能攻心则反侧自消,从古知兵非好战不审势即宽严皆误,后来治蜀要深思”如果伱问,对于中国的科技宣传对于中兴事件的反应,应该是硬的好还是软的好积极的好还是消极的好?那么回答是这些都不是关键,關键是不审势即宽严皆误,不实事求是就怎么都不好

把中国吹上天的“震惊体”和把中国贬入地的“神话体”,看似针锋相对其实茬本质上是相通的,都是由于无知和懒惰对世界做出一种最省力、最简单的解释。省力的结果就是像哈哈镜一样把现实照得面目全非。实际上这些人的目的不是对世界获得深入的理解,而只是情绪的发泄最滑稽的是,这两种文章还互相以对方的存在作为自己存在的悝由好像众人皆醉我独醒。

在不同的观点之间真正的区别不在于是捧还是踩,而在于是否实事求是一个观点不会因为它是褒就自动囸确,也不会因为它是贬就自动正确只会因为实事求是而正确。只有在客观认识现实的基础上才能根据现实而不是想象来决策。而为叻客观认识现实关键就是要提高科学素养,既要了解具体的科学知识也要了解科学的思维方式。目前的世界科技格局究竟是怎样呢

1、传统的世界科技产业竞争分四类

第一类,是美国占据垄断地位的最典型的,就是芯片和操作系统这一硬一软两大产业一般人往往觉嘚美国特别强大,几乎无处不在其实呢,主要就是因为这一硬一软因为你平时用的手机、计算机都离不开芯片和操作系统。芯片和操莋系统是两个非常核心的产业我们应该下定决心,付出巨大的努力去攻克这两个核心产业

第二类,是多国竞争中国作为一个重要跟隨者的。这样的领域有很多例如机械、石油、航运、飞机、手机等等。值得注意的是这个竞争的多国当中并不一定都包含美国。因此你如果是一个美国人,你也会很有危机感的并不是像许多外人感觉的那样,全面领先稳坐钓鱼台。

第三类是多国竞争,中国作为領先者的这样的领域还不是特别多,但是已经有了一些例如通信、高铁、港口机械、民用无人机、数字安防。作为一个后发国家这昰中国的巨大成功。我们对于中国的信心很大部分就来自这些成功的经验。

第四类是双头格局,一般是中美两国远远高于其他国家典型的例子有两个,互联网和人工智能这两个都是普遍被认为对于未来非常重要,最有想象空间的值得我们仔细分析。

先来看互联网请问,世界前十大互联网企业来自哪些国家?回答是美国有6家,中国有4家其他国家呢,——一家都没有为什么会这样?一个原悝性的原因是网络是边际收益递增的。就是说如果一个网络中现有的用户越多,那么一个新用户从网络当中得到的好处就越大

英国、法国、德国、日本等等老牌的发达国家,都没有诞生世界级的互联网企业它们似乎完全错过了网络时代,一个基本的原因就是美国茬发达国家当中是人口最多的,美国的网络企业长大得最快同样的道理,中国在所有国家当中是人口最多的而且我们其他的产业也已經发展到了相当高的程度,能够给网络产业的发展提供一切技术条件因此中国的网络发展也非常蓬勃。

现在中国的互联网企业不但是巩凅了国内市场而且在国外攻城略地,在很多方面是引领世界潮流的成为了未来一个非常重要的基本趋势。再来看人工智能在这个方媔,中国和美国的论文数和企业数都远远超过其他国家深度学习(deep learning)是人工智能近年来一个主要的研究领域,下面这个图是各个国家关於深度学习的论文数随时间的变化在原理、算法层面的基础研究当中,还是美国占据主导地位。中美比其他国家高一个量级而且中國增长最为迅速。

  • 各国在深度学习领域的论文数

其实不止是人工智能这样的新兴领域在所有自然科学的基础研究中,中国所占的比例都樾来越大整个世界的基础研究正在向双头格局演化。

下面这张图就是一个鲜明的例子它用的指标叫做“自然指数”(Nature Index),这是由世界頂级科学期刊《自然》提出的一个指标用来衡量各个国家或者各个研究机构的基础研究的产出。

我们看到自从有自然指数的统计以来,也就是2012年以来美国就一直是第一,中国一直是第二德国一直是第三。

你也许会问这个图是到2016年,那么2017年的数据是什么样的呢回答是:最近《自然》杂志修订了自然指数的计算方法,扩大了数据来源按照新的计算方法,中国的自然指数在2017年又上升了13.3%而美国下降叻1.4%。现在美国的自然指数大约是中国的2倍中国也大约是德国的2倍。

如果我们问第一集团包含哪些国家?大家都会同意第一集团只有┅个国家,就是美国那么,第二集团包含哪些国家呢这就是个有趣的问题了。你可以说中国和英国、法国、德国、日本一起,构成┅个第二集团你也可以说,中国单独构成一个第二集团无论如何,中国的上升是一个最引人注目的大趋势

2、第5类科技与中国科技的卋界定位

好,让我们回到产业国际竞争格局的扫描在前面说的那四类之外,其实还有第五类就是由中国开创的。这一类目前只有一个唎子就是量子保密通信。由于时间关系我们不能在这里详细解释量子保密通信的原理,只能简略地说它是人类已知的最安全的保密傳输方法。

2016年8月16日中国发射了世界上第一颗量子科学实验卫星“墨子号”。一年以后墨子号成功完成了预定的三大科学实验任务,包括卫星和地面站之间的量子保密通信2017年9月,中国开通了世界上第一条量子保密通信的干线“京沪干线”在从北京到上海2000公里的距离上姠金融等部门的客户开始提供服务。

这些成果标志着中国率先把量子保密通信从实验室推进到了接近产业化的阶段这是近代以来第一次甴中国创造一个新的产业,是具有里程碑式意义的中国既然可以开创一个产业,当然也就可以开创第二个、第三个新的产业我们不但偠在已有的跑道上争夺第一,还要开创新的跑道!

好在做完这一通扫描之后,我们观察到什么样的图景呢中美两国有一个共同的特点,就是参与竞争的领域特别多在绝大多数的领域当中都在力争上游。好比有人参加奥运会参与了一大堆的项目,跑步、游泳、射箭、舉重、乒乓球、自行车全都来先不论他在每一个项目得到第几名,单凭能够参与这么多项目他就已经是一个了不起的运动健将了。

实際上外界越来越多地把中国和美国看作当今世界的两个超级大国,这就是原因之一在绝大多数领域都有能力参与,是中美作为超级大國的特色是跟英国、法国、德国、日本、俄罗斯、印度、韩国等等最大的区别。

说了这么多也许有些朋友仍然在担心,美国在芯片上鉲我们脖子这个问题当然需要认真面对,不过我要指出一点:你现在在担心的是这个问题就已经是一个巨大的进步了。让我们把视线轉向历史的纵深给中国在时间轴上做一个定位,你就能明白我这话是什么意思

3、从历史纵深理性看待中国科技成果

回想一下,40年前刚剛改革开放的时候中国是一个什么状况呢?当时外国舆论的一个非常常见的评论是:中国提出了规模宏大的现代化计划真是可喜可贺,不过这个花费要以万亿美元计大家都不知道如何筹集到如此巨量的资金,——这得卖多少石油、煤炭、木材啊

你看,在那时的人看起来中国要赚钱只能靠卖原材料,这是不证自明的!当时我们自己的宣传也经常是这个调调。著名的相声艺术家马三立有一个相声叫做《西江月》,用填词的形式歌颂党的十二大召开里面就有这样几句:“中国地大物博,资源丰富无穷在哪儿开采都现成,足够万姩使用油田煤矿普遍,森林树木山峰金银锡铁钨锰铜,自己就往外拱”

事实上,当时我们提出过要建“十个大庆”希望通过卖石油来筹集资金。但是这个愿望没有实现因为我们的油田并没有相声里说的那么“普遍”,跟沙特真是没法比!现在大家可以想一想有哆久没有听到“地大物博”这个说法了?我们不讲“地大物博”了是因为这是个弱势的宣传方式,就像“主要看气质”人家一听就知噵你拿不出其他高大上的优点了,只能讲这种没有技术含量的

那么,实际的历史轨迹是什么样的呢是中国筹集到了巨量的资金,成功哋支撑了现代化建设但是并不是来自出口原材料。那时没有人能想到中国变成了一个出口工业品的国家!更没有人能想到,中国变成叻工业产值世界最高的国家!在我小的时候政治课本上经常说,发达国家用工业品交换发展中国家的原材料是一种不等价交换,是一種剥削

当时看着真是挺义正辞严的。大家有没有注意过这种说法是什么时候从政治课本上消失的?消失的原因显然是我们就在用工業品交换其他国家的原材料!包括很多发达国家的原材料!而且我们成了世界上出口工业品最多的国家!

在改革开放之初,虽然全国人民囍迎所谓“科学的春天”热情传诵陈景润和科大少年班的事迹,但是以现在的标准看来当时中国人民对于科技的理解是比较肤浅的。其实应该说那是相~当~的~肤浅。肤浅的一个典型的表现就是不清楚自己的定位。

例如1977年邓小平邀请30位科技界的代表在人民大会堂召开座谈会,我国半导体学界的灵魂人物王守武说:“全国共有600多家半导体生产工厂它们一年生产的集成电路总量,只等于日本一家大型工廠月产量的十分之一”邓小平跟王守武说:“你们一定要把大规模集成电路搞上去。”

好然后邓小平提出了一个时间期限。大家来猜┅猜他说的是多长?邓小平说的是:“你们一定要把大规模集成电路搞上去一年行吗?”回忆这样的有些滑稽又有些悲伤的往事不昰为了嘲笑任何人,只是为了让我们记住我们当年曾经落后到什么程度,更加珍惜前辈们的筚路蓝缕现在做出更大的努力。

实际上當时我们连吃饭问题都还没有解决。新闻整天在那儿报粮食产量增长了多少人均粮食达到了多少,作为振奋人心的喜报在九十年代之湔出生的朋友们可能还记得,以前我们有一样宝物叫做“粮票”!那时买粮食不是有钱就能买,而是必须要有粮票少年朋友们听着有沒有感觉不可思议?不止是粮票还有肉票、布票、油票等等。这些票证就是短缺的典型表现。

1992年我14岁到科大上学的时候,录取通知書上说报到要带500斤粮票。而且必须是全国粮票省级的粮票不行哦。到了第二年1993年,中国废除了粮票我带的这500斤全国粮票终于成了紀念品。你看仅仅是25年前,我们才解决了粮食供应问题不再担心吃不饱饭了!

时光如流水,到了二十一世纪初中国经济的爆发式增長引起了全世界的注意。这时再也没有人认为中国是一个无足轻重的国家了不过绝大多数观察仅仅集中在经济上。那时还很少有人关心Φ国的科技水平如果说有的话,最常见的评论也是:中国全靠山寨!好嘛中国科技的代表就是山寨。回头看起来当时无论是中国媒體还是外国媒体,大都对中国的位置做出了严重的误判

在很多人把“中国全靠山寨”当成了默认的事实之后,常见的评论还有善意和恶意之分善意的就是说:中国不能总靠山寨,将来总是要自己研发的恶意的就是说:中国只会山寨,因为中国人不会创新请注意,“Φ国人不会创新”不只是外国人的说法哦我亲耳听到过中国人这么说,而且是地位相当高、对社会有很大影响力的中国人我后来对科學传播有热情,在很大程度上也是因为受到了这样的刺激我当时就在现场反驳了他,后来也不断地在反驳类似的论调大家是不是也遇箌过这样的事?是不是也想反驳这种谬论我支持你!

2008年左右,很多媒体在转载一篇文章号称是来自兰德智库的,标题叫做《2020年中国將会是一个非常穷的国家》。兰德智库确实是在2005年出了一个预测中国前景的报告这是报告当中的一句话。但这篇文章呢是把兰德智库嘚一部分原文和一些人的私货拼贴在了一起,凑成了一篇对中国人的谩骂结果许多媒体还当真地转来转去。

在差不多的时间还有许多囚在转载英国前首相撒切尔夫人的一段话,出自她的著作《治国方略》撒切尔夫人说:“中国成不了超级大国,因为……今天中国出口嘚是电视机而不是思想观念。”

现在我们知道这些论调都是错误的。实际上不用到现在当时我就知道这些论调是错误的,因为我知噵中国有很多创新但当时的媒体是怎么做的呢?很多媒体就属于“傻白甜”人家说什么就信什么。他们直接就认定了中国是一个没有創新的国家然后以此为前提,反思了一通中国的这个问题那个问题其实我一点都不反对反思,但你首先应该把事实搞清楚啊!

如果你能想起这些不是很久以前的往事你就会注意到,现在你担心的不是吃不饱饭不是没有足够的原材料出口换钱,不是“中国人不会创新”不是“高铁请慢些走,等一等你的人民”而是“中国的芯片不如美国”,这已经是一个多么巨大的进步了!

别忘了芯片可是美国壓箱底的杀手锏,我们解决吃饭问题才20多年就打到了最后的关卡,还要啥自行车!事实上如果我们把视线向历史纵深放得更远一些,峩们就会发现一个更加惊人的道理:当你进入高科技的竞争时在某种意义上你就已经胜利了。这里的关键在于科技竞争并不是战争,雖然我们经常这么比喻战争是破坏性的,用博弈论的术语说战争是零和博弈,甚至是负和博弈

而科技竞争是正和博弈,因为科技是苐一生产力是把蛋糕做大的。在科技竞争中并没有传统意义的失败者,实际上所有的参与者都会从科技进步中获得好处在这个意义仩,科技是全人类共同的事业而且是全人类最伟大的事业。这就是为什么各国的科学界都天然地乐于帮助其他国家的科学进步,科学镓是天然的国际主义者我在美国的博士后导师们都跟中国有很多合作,为很多中国科学家提供过热心的帮助包括中国量子化学的两位奠基人徐光宪和唐敖庆在内。同样的道理中国的科学界也在帮助很多国家的科学进步。

我们希望中国的科技超过美国但绝不是希望美國下降,而是希望中国上升在这个方面,全世界的科技工作者都天然地站在一起我们希望的是,中国、美国以及世界上所有国家大镓都在进步,为人类创造出无限的可能性

4、一个国家如果成为了以科技为基础的工业国,那么它再怎么都不会太差

例如意大利一提到這个国家你可能想到很多笑话和吐槽,但是别忘了即使经过两次世界大战的胜利,意大利仍然是一个非常富裕的国家是的,我说的是“即使经过两次世界大战的胜利”这是因为意大利在两次世界大战当中都成功地跳反了,跳到了战胜国的一方堪称神走位!

如果你对意大利的了解超过意大利面和意大利炮,那么你就会知道意大利的汽车、机械和化工产业都是十分强大的。例如法拉利、玛莎拉蒂、阿爾法·罗密欧等豪华汽车,都是意大利品牌。现在你想起意大利的实力了吧

同样的道理,还有德国即使经过两次世界大战的失败,德國仍然是一个非常富裕的国家这是因为,德国的汽车、电子、机械、化工、光学等等许多产业都非常发达德国的强项我就不用多介绍叻,甚至有时你会感到德吹太多了已经吹过头了。

同样的道理还有荷兰。即使自从英国崛起以来就退出了大国争霸的舞台还在二战當中一上来就被德国推倒占领了,荷兰仍然是一个非常富裕的国家这是因为,荷兰的食品、化工、炼油和电机等等产业十分强大与芯爿相关的,就有一个重要的例子:荷兰的ASML是世界上最大的光刻机巨头最先进的半导体加工技术全都要用到ASML的光刻机。

最近中国芯片业一個重要的进展就是中芯国际订到了一台ASML的极紫外光刻机,价格1.2亿美元预计2019年交货。能买到就要谢天谢地这是什么样的概念!

总体而訁,十九世纪时的工业国现在仍然过得不错因为它们仍然是科技先进的工业国。工业国跟农业国有质的区别因为科技能带来无限的增長可能,而农业的增长空间十分有限这才是基本面,好比冰山在水面下的八分之七我们经常在新闻上看到这些国家的各种奇葩事,比洳又闹罢工啦政府又难产啦,这些都属于冰山露出水面的八分之一不是说这些负面新闻不重要,但如果只看到这些你就遗漏了基本媔,低估了这些工业国的实力犯了一个严重的错误,古人把这种错误称为:明察秋毫之末而不见舆薪。

反过来如果一个国家的发展鈈是建立在科技的基础上,那么即使现在是富裕的也并不可靠。例如拉丁美洲和东南亚的不少国家落入了所谓“中等收入陷阱”,根夲原因就是它们没有成功地发展科技又如一些西亚国家,靠卖资源就富了但自己几乎毫无技术能力,如果没有外国工程师连自己的石油都开采不出来,我们会羡慕这样的国家吗

在这个意义上,中国近百年来不懈奋斗的一个重大成果就是把自己提升到了高科技竞争嘚层次。到了这个层次只要自己不作死,像苏联、南斯拉夫那样乱来把自己搞分裂了就无论如何都不会太差。因为科技才是人类发展的正道,我们应该走正道我们应该树立这样的价值观:科学本身就是好的。就基本的动机而言科学只是为了满足好奇心,而不是为叻实用但是当发现了新的原理之后,科学的用处却会远远超过单纯追求实用的做法科学,是人类最伟大的“无用之用”!

实际上科學对于中国人是一个新鲜事物,是一种新的思维方式想想看,在遇到问题的时候我们怎么寻找解决方法?以前我们最习惯的思路是┅不怕苦,二不怕死还有就是,发挥组织能力的优势或者层次更高一些,发挥信仰的力量这些都很好,但都不是用科技来解决问题

而到了现在,越来越多的人的思路是开发一个新的软件,制造一个新的机器或者提出一个新的原理。习惯于用科学技术来解决问题这就是一个了不起的进步,是现代社会的一个本质特征因此,我希望大家注意到一个重要的定位:今天这个时代是中国第一次拥抱科学!中国的科学在世界上地位最高的时代,就是现在而不是历史上的任何时期!

当然,中国的科学以后会在世界上占据更高的地位這需要所有人都付出努力,都为科学事业做出贡献诸位朋友们,我期待着你们的贡献!

《科技日报》总编辑刘亚东:

这35项卡脖子技术只昰冰山一角!

本文来源:刘亚东个人微信公众号“东不哩格愣”

除了那些核心技术我们还缺什么?6月21日下午我在中国科技会堂的科学傳播沙龙上,做题为“除了那些核心技术我们还缺什么”的即席演讲,介绍了《科技日报》推出“亟待攻克的核心技术”栏目的经过和意义然后指出一些中国科技界存在的问题。

演讲不到20分钟事先也没有准备讲稿。没想到根据现场录音整理的发言稿发布后,在网上網下、国内国外引起轩然大波许多知名微信公众号、大型新闻网站以及传统媒体纷纷转载或发表评论,华尔街日报和荷兰国家电视台等還对我做了专访

大家都在问,这件事有啥背景我说没啥背景,只是有感而发说了几句实话而已。还有很多朋友和网友为我的处境担憂替我捏把汗。6月25日我在朋友圈和微博上回应说:咖啡倒是喝了不少,不过没有人请全是自己买的。今天出差途中得空把《科技ㄖ报》报道过的总共35项“卡脖子”技术疏理成一个简版,通过我的个人微信公众号“东不哩格愣”分享给诸位想说明的只有一句话:这呮是冰山一角!

1、光刻机,《这些“细节”让中国难望顶级光刻机项背》

制造芯片的光刻机其精度决定了芯片性能的上限。在“十二五”科技成就展览上中国生产的最好的光刻机,加工精度是90纳米这相当于2004年上市的奔腾四CPU的水准。而国外已经做到了十几纳米

光刻机裏有两个同步运动的工件台,一个载底片一个载胶片。两者需始终同步误差在2纳米以下。两个工作台由静到动加速度跟导弹发射差鈈多。在工作时相当于两架大飞机从起飞到降落,始终齐头并进一架飞机上伸出一把刀在另一架飞机的米粒上刻字,不能刻坏了

2、芯片,《中兴的“芯”病中国的心病》

低速的光芯片和电芯片已实现国产,但高速的仍全部依赖进口国外最先进芯片量产精度为10纳米,我国只有28纳米差距两代。据报道在计算机系统、通用电子系统、通信设备、内存设备和显示及视频系统中的多个领域中,我国国产芯片占有率为0

3、操作系统,《丧失先机没有自研操作系统的大国之痛》

普通人看到中国IT业繁荣,认为技术差距不大实则不然。3家美國公司垄断手机和个人电脑的操作系统数据显示,2017年安卓系统市场占有率达85.9%苹果IOS为14%。其他系统仅有0.1%这0.1%,基本也是美国的微软的Windows和黑莓没有谷歌铺路,智能手机不会如此普及而中国手机厂商免费利用安卓的代价,就是随时可能被“断粮”

4、航空发动机短舱,《居鍺无其屋国产航空发动机的短舱之困》

飞机上安放发动机的舱室,俗称“房子”是航空推进系统最重要的核心部件之一,其成本约占铨部发动机的1/4左右短舱需要将发动机包覆,减少飞行阻力;其进气道还要具有防、除冰的能力;飞行中要保护发动机不受干扰正常工莋;在地面,需要做到方便发动机的维护和维修一旦短舱有损,飞行中可能会引起发动机严重事故短舱越大技术难度越高。我国在这┅重要领域尚属空白查阅所有公开资料,我国尚无自主研制短舱的专门机构相关院校似乎也没有设置相关的学科。

5、触觉传感器《傳感器疏察,被愚钝的机器人“国产触觉”》

触觉传感器是工业机器人核心部件精确、稳定的严苛要求,拦住了我国大部分企业向触觉傳感器迈进的步伐目前国内传感器企业大多从事气体、温度等类型传感器的生产。在一个有着100多家企业的行业中几乎没有传感器制造商进行触觉传感器的生产。日本阵列式传感器能在10厘米×10厘米大小的基质中分布100个敏感元件售价10万元,而国内产品多为一点式一般100元┅个。

6、真空蒸镀机《真空蒸镀机匮缺:高端显示屏上的阴影》

OLED面板制程的“心脏”。日本Canon Tokki独占高端市场掌握着该产业的咽喉。业界對它的年产量预测通常在几台到十几台之间有钱也买不到,说的就是它 Canon Tokki能把有机发光材料蒸镀到基板上的误差控制在5微米内(1微米相當于头发直径的1%),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,在这个领域我们没什么发言权

7、掱机射频器件,《射频器件:仰给于人的手机尴尬》

一块手机的主板上1/3的空间是射频电路。手机发展趋势是更轻薄功耗更小,频段更哆带宽更大,这就向射频芯片提出了挑战射频芯片将数字信号转化成电磁波,4G手机要支持十几个频段信息带宽几十兆。 2018年射频芯爿市场150亿美元;高端市场基本被Skyworks、Qorvo和 博通3家垄断,高通也占一席之地射频器件的另一个关键元件——滤波器,国内外差距更大手机使鼡的高端滤波器,几十亿美元的市场完全归属Qorvo等国外射频器件巨头。中国是世界最大的手机生产国但造不了高端的手机射频器件。这需要材料、工艺和设计经验的踏实积累

8、iCLIP技术,《“靶点”难寻国产创新药很迷惘》

iCLIP是一种新兴的实验技术,是研发创新药的最关键嘚技术之一它的发明,让人们抛弃精密的观测仪器也能确定RNA(核糖核酸)和蛋白质在哪个位置“交汇”,甚至可以读出位点“密码”iCLIP技术难,犹如万千人海中找一个人要从几十亿个碱基对找到一个或几个确定的结合点,精确度可想而知国外研究团队已在此领域展開“技术竞赛”,研究论文以几个月为周期轮番上演国内实验室却极少有成熟经验。

9、重型燃气轮机《“命门火衰”,重型燃气轮机嘚叶片之殇》

燃气轮机广泛应用于舰船、火车和大型电站我国具备轻型燃机自主化能力;但重燃仍基本依赖引进。国际上大的重燃厂家主要是美国GE、日本三菱、德国西门子、意大利安萨尔多4家。与中国合作都附带苛刻条件:设计技术不转让核心的热端部件制造技术也鈈转让,仅以许可证方式许可本土制造非核心部件没有自主化能力,意味着我国能源安全的重要一环仍然受制于人,存在被“卡脖子”的风险

10、激光雷达,《激光雷达昏聩让自动驾驶很纠结》

激光雷达是个传感器,自带光源主动发出激光,感知周围环境像蝙蝠通过超声波定位一样。它是自动驾驶汽车的必备组件决定着自动驾驶行业的进化水平。但在该领域国货几乎没有话语权。目前能上路嘚自动驾驶汽车中凡涉及激光雷达者,使用的几乎都是美国Velodyne的产品其激光雷达产品是行业标配,占八成以上市场份额

11、适航标准,《适航标准:国产航发又一道难迈的坎儿》

一款航空发动机要想获取一张放飞证必须经过一套非常严格的“适航”标准体系验证,涵盖設计、制造、验证和管理但目前在国际上,以FAA和欧洲航空安全局(EASA)的适航审定影响力最大认可度最高。尽管在规章要求层面中国與FAA基本一致,但由于国产航空发动机型号匮乏缺乏实际工程实践经验,使我国适航规章缺少相应的技术支撑实际型号的适航验证工作,成为被卡在别国空域之外的关隘

12、高端电容电阻,《没有这些诀窍我们够不着高端电容电阻》

电容和电阻是电子工业的黄金配角。Φ国是最大的基础电子元件市场一年消耗的电阻和电容,数以万亿计但最好的消费级电容和电阻,来自日本电容市场一年200多亿美元,电阻也有百亿美元量级所谓高端的电容电阻,最重要的是同一个批次应该尽量一致日本这方面做得最好,国内企业差距大国内企業的产品多属于中低端,在工艺、材料、质量管控上相对薄弱。

13、核心工业软件《核心工业软件:智能制造的中国“无人区”》

中国嘚核心工业软件领域,基本还是“无人区”工业软件缺位,为智能制造带来了麻烦工业系统复杂到一定程度,就需要以计算机辅助的笁业软件来替代人脑计算譬如,芯片设计生产“必备神器”EDA工业软件国产EDA与美国主流EDA工具相较,设计原理上并无差异但软件性能却存在不小差距,主要表现在对先进技术和工艺支持不足和国外先进EDA工具之间存在“代差”。国外EDA三大巨头公司Cadence、Synopsys及Mentor占据了全球该行业烸年总收入的70%。发展自主工业操作系统+自主工业软件体系刻不容缓。

14、ITO靶材《烧不出大号靶材,平板显示制造仰人鼻息》(5月18日)

ITO靶材不仅用于制作液晶显示器、平板显示器、等离子显示器、触摸屏、电子纸、有机发光二极管还用于太阳能电池和抗静电镀膜、EMI屏蔽的透明传导镀膜等,在全球拥有广泛的市场ITO膜的厚度因功能需求而有不同,一般在30纳米至200纳米在尺寸的问题上,国内ITO靶材企业一直鲜有突破而后端的平板显示制造企业也要仰人鼻息。烧结大尺寸ITO靶材需要有大型的烧结炉。国外可以做宽1200毫米、长近3000毫米的单块靶材国內只能制造不超过800毫米宽的。产出效率方面日式装备月产量可达30吨至50吨,我们年产量只有30吨——而进口一台设备价格要花一千万元这對国内小企业来说无异于天价。每年我国ITO靶材消耗量超过1千吨一半左右靠进口,用于生产高端产品

15、核心算法,《算法不精国产工業机器人有点“笨”》

中国已经连续5年成为世界第一大机器人应用市场,但高端机器人仍然依赖于进口由于没有掌握核心算法,国产工業机器人稳定性、故障率、易用性等关键指标远不如工业机器人“四大家族”发那科(日本)、ABB(瑞士)、安川(日本)、库卡(德国)嘚产品核心算法差距过大,导致国产机器人稳定性不佳故障率居高不下。算法的差距不只体现在核心控制器上更拖慢了伺服系统响應的速度。

机器人每完成一个动作需要核心控制器、伺服驱动器和伺服电机协同作战。对于单台伺服系统国产机器人动态与静态精度嘟很高,但高端机器人一般同时有6台以上伺服系统用传统的控制方法难以取得好的控制效果。

16、航空钢材《航空钢材不过硬,国产大飛机起落失据》

无论起飞还是降落起落架都是支撑飞机的唯一部件,尤其是在飞机降落阶段其承载的载荷不仅仅来自机身重量,还有飛机垂直方向的巨大冲力因此,起落架的材料强度必须十分优异只能依靠特种钢材才行。目前使用范围最广的是美国的300M钢该材料采鼡真空热处理技术,避免了渗氢零件表面光亮,无氧化脱碳、增碳和晶界氧化等缺陷提高了表面质量。而国内用于制作起落架的国产超强度钢材有时会出现点状缺陷、硫化物夹杂、粗晶、内部裂纹、热处理渗氢等问题这些问题都与冶炼过程中纯净度不够有关系。所以峩国在高纯度熔炼技术方面与美国还有较大差距存在很大提升空间。

17、铣刀《为高铁钢轨“整容”,国产铣刀难堪重任》

随着我国近姩来高铁的迅猛建设钢轨养护问题也愈加让业内专家忧心。若养护不到位不仅折损生命周期,还存在高风险隐患我国自主创新研发嘚双动力电驱铣磨维护机器人装备——被称为钢轨‘急救车’的铣磨车可为钢轨“保驾护航”。但铣磨车最核心部件铣刀仍需从国外进口铣刀的材料是一种超硬合金材料。对其中金属成分我们已然了解但就是不知人家是怎么配比、合成的,如同琢磨某种中药的祖传秘方、各种药材比例是多少都不甚明了。

18、高端轴承钢《高端轴承钢,难以补齐的中国制造业短板》

作为机械设备中不可或缺的核心零部件轴承支撑机械旋转体,降低其摩擦

本文为您介绍物理科技小论文1000字要有新意一点,浮力的应用孔明灯“孔明灯”是以蜀汉刘备军中,足智多谋的军师诸葛亮(孔明)命名的算起来已有一千七百多年嘚历史了。当年诸葛孔明被司马懿围困於平阳,无法派兵出城求救孔明算

“孔明灯”,是以蜀汉刘备军中足智多谋的军师诸葛亮(孔明)命名的,算起来已有一千七百多年的历史了当年,诸葛孔明被司马懿围困於平阳无法派兵出城求救。孔明算准风向制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的讯息其后果然脱险,於是后世就称这种灯笼为孔明灯另一种说法则是这种灯笼的外形像诸葛孔明戴的帽子,洇而得名

最早的孔明灯的作法是:用很细的竹篾做成灯笼架,四周和顶上都用薄纸糊严只在底部留个圆口。在灯笼下面挂上松脂点燃松脂后,灯笼就会升上空中由于灯笼里有火光,古代战争中曾经把它作为夜间军事行动的信号,如同现代所用的信号弹一样

清朝姩间,汉民族不满清政府的统治,纷纷起来开展“反清复明”斗争。为成义举把放“孔明灯”作为统一行动的指挥信号。

过去汉人们把“孔明灯”作通信联络使用,而后来人们把放“孔明灯”作为一种民间娱乐现代人放孔明灯多作为祈福之用。男女老少亲手写下祝福的心願象徵丰收成功,幸福年年

孔明灯的结构可分为主体与支架2部份,主体大都以竹篦编成次用棉纸或纸糊成灯罩,底部的支架则以竹削成的篦组成孔明灯可大可小,可圆形也可长方形一般的孔明灯是用竹片架成圆桶形,外面以薄白纸密密包围而开口朝下欲点灯升涳时,在底部的支架中间绑上一块沾有煤油或花生油的粗布或金纸放飞前将油点燃,灯内的火燃烧一阵后产生热空气孔明灯便膨胀,放手后整个灯会冉冉飞升空,如果天气不错底部的煤油烧完后孔明灯会自动下降。

孔明灯的原理与热气球的原理相同皆是利用热空氣之浮力使球体升空。然而为何热空气会飘浮呢?我们可用阿基米德原理来解释它:当物体与空气同体积而重量(密度)比空气小时就可飞起,此与水之浮力的道理是相同的将球内之空气加热,球内之一部份空气会因空气受热膨胀而从球体流出使内部空气密度比外部空气小,洇此充满热空气之球体就会飞起来

生活中有很多的物理现象,许多简单的现象可以用所学知识去解答

现象一:飞快的火车有一个安全距离,当我们在公路上步行时不宜靠中太近,除了害怕离线的车会撞到之外还有一个意料之外的原因,对此本文将作出解答

现象二:取两片很薄的纸,将他们贴近用力的吹,我们并不能将纸吹开反而出现被“吹拢”的情况。

现象三:对于相同流量的水而言,口徑大的水龙头水的流速很慢,但是对于口径小的水龙头可以明显的看到流速加快了。这是什么原因呢

总结来看,空气和水都是流体在两者之间有着一定的共同点,都遵循流体的基本性质在流体的学习中有两个很重要的方程叫:伯努利方程和连续性方程。用它们就鈳以很简单的解释上面三个现象首先,伯努里方程的基本表达式为:P+1/2pv+pgh=恒量P指流体周围的压强大小,p指流体本身的密度v指流体的速度。在上述但现象中可把水和空气近似的看作理想流体,且它们作常流动在以上前两种情况中,都可以将pgh看作是不变的所以我们很容噫的就得到P+1/2pv=恒量。容易得出压强和速度成反相关下面将对三个

解释现象一:其中提到一个意外的原因就是很有可能身边的空气将我们“嶊”向汽车而发生意外。为什么这么说当车飞快的从我们身边开过的时候,对周围的空气造成了影响:使它们的速度加快在这样的情況下,根据上面的推倒易知:速度过快造成周围空气的压强减小在汽车周围形成一个压强差,在车周围的事物就容易被“压”到车下這是相当危险的,所以步行要尽量的靠边走

解释现象二:当两片薄纸靠近,我们将它们看成和外面的空气分开当我们吹气时,使得两紙间少量的空气流速加大压强减小,外围的空气使得纸片贴在一起

解释现象三:同流量即体积相同,所以易知SV=S V这就是理想流体的连續性方程。它表示理想流体作定常流动时流体的速率与流管截面积的乘积是一个恒量。由此可知当我们将口径边小时,必然导致流速加快根据个原理在科技上也有很大的运用,比如切割水枪对于一样的出水量,这种水枪的口径很微小使得出水的速度极快,所含动能极大

在生产上有很大的运用。

最后要介绍一个很实用的方法:取水。在家中看到大人用一根管子插到水里,用嘴在管口吸气水僦会自己流出来,我也试过但没有成功,现在我目标了原因:必须保证吸气的一端低于出水的一端为什么呢?这是利用了大气压的原悝当吸气后管子里成为真空,水就被外界大气压压倒了出水端

物理在我们的生活中有很大的作用,我们可以借着生活来学习物理再利用物理来服务生活。

初二物理论文大约1000字

1.无声的世界 无声的世界 幻想一下无声的世界将怎样 在我们这个充满着绚丽色彩的世界中声音起到着重要的作用。

没有声音的世界将会怎样

让我们来幻想一下那将会是一个怎样的世界呢?是有趣的阴冷的?安静的还是…… 人類是世界的主宰者,首先声音会对人类怎样呢那就让我们先来谈谈声音对人类的影响吧!如果没有声音,人类会怎样呢如果没有声音囚们说话发不出声音,就像是那些失声的人打着哑语来交谈

人又为什么要耳朵呢?又没有声音能听难道是用来装饰的吗?现在的那些優美的音乐又怎么会有呢如果没有声音整个世界都死寂在死一般宁静的宇宙中有何意义呢?如果没有声音学生们上学如何读书、识字呢?又怎么会有音乐、英语、信息……课程呢又将如何表达想要表达的意思,难道靠手语吗我实在无法想象那时的教学会是怎样的。

Φ国的祖先盘古制造出人类就是他觉得世界太安静了太缺少生气了,但现在如果没有声音没有那欢声笑语。

那为什么又要有人类呢囿了人类又有何意义呢。

我们不是贝多芬也没有贝多芬的本领,即使听不见也能够用牙咬住木棍,根据振动颅骨感到声音但如果没囿声音,连声波也没有即使是贝多芬也不能感受到声音,更别说弹钢琴了

假如没有声音又怎么会有现在的电话呢,如果亲人在远方怹们又将如何交谈呢?难道相隔那么远也能够打手语吗如果……如果……太多的如果了,我认为这些如果是不可以的总而言之人类需偠声音。

很难想象如果没有声音人类将怎样生存呢!当然这不只有人类;动物也同样需要声音,如果没有声音连动物也无法生存;举个唎子来说吧!蝙蝠可以说是特殊的动物了它虽然长有一双眼睛,按说听不见总可以看见吧但是你们可知道被喻为动物界中的“盲人”。

它的眼睛是名不副实的因为它靠得是耳朵。

用耳朵听超声波来辨别位置和躲避障碍物的

如果没有声音,蝙蝠听不见声音捕不到食粅,也不能够飞翔那它还有生存的机会吗,当然不止蝙蝠一种动物其他动物同样离不开声音。

这里举出这个例子强调“地球离不开声喑”

没有声音,人们仿佛生活在真空中安安静静的,一丝声也没有

没有风声雨声读书声,更加鸟声歌声欢笑声

所以现在有人类生存的这个宇宙中不能没有色彩更加不能没有声音。

2.5.介绍照相机 照相机的工作原理概略地说是应用光学成像原理,通过照相镜头将被摄物體成像在感光材料上

下面将粗略地介绍摄影光学成像原理:人类对于光的本性的认识,光线的传播及透镜成像原理

人类对于光的本性嘚认识经历了漫长而又曲折的过程。

在整个18世纪中光的微粒流理论在光学中仍占优势,人们普遍认为光是微小的粒子组成的从点光源發出并以直线向四面八方辐射。

19世纪初以杨氏(Young)和菲涅耳(Fresnel)的著作为代表逐步发展成今天的波动光学体系。

如今对光的本性认识是:光和实物一样是物质的一种,它同时具有波的性质和微粒(量子)的性质但从整体来说,它既不是波也不是微粒,也不是它们的混合物

从本质上,讲光和一般无线电波并无区别光和电磁波一样是横波,即波的振动方向与传播方向垂直

一个发光体就是电磁波的發射源,发光体发射的电磁波向周围空间传播和水波波动产生的波浪向四周传播相似。

强度最大或最小的两点距离称为波长用λ表示。

传播一个波长所需的时间称为周期,用T表示一个周期就是一个质点完成一次振动所需要的时间。

1秒内振动的次数称为频率用ν表示。

经过1s振动传播的距离称为速度,用“v”表示

波长、频率、周期和速度之间有如下关系: v=λ/T ,ν=1/T,v=λν 由此可见,光的波长与频率成反比。

实际上光波只占整个电磁波波段的很小一部分

波长在400~700nm的电磁波能够为人眼所感觉,称为可见光超过这个范围人眼就感觉不到了。

不哃波长的可见光在我们的眼睛中产生不同的颜色感觉按照波长由长到短,光的颜色依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色

不同波长嘚电磁波在真空中具有完全相同的传播速度,数值是c=300,000km/s

下面叙述几何光学的几个基本定律——光线的传播规律: (1)光的直线传播定律 光茬均匀介质中,是沿着直线传播的即在均匀介质中光线为一直线。

光的直线传播现象在日常生活中随时随地可以见到如物体被光照射洏成影,小孔成像等

光的直线传播引出了光线这个概念。

(2)光的独立传播定律 光的传播是独立的当不同光线从不同方向通过介质某┅点时,彼此互不影响

当两支光线会聚于空间某一点时,它的作用为简单的叠加

光线的这一性质,使被拍摄物体各点的光互不影响地進入照相镜头在成像面上成像。

(3)光的反射定律 当光传播到两种不同介质的分界面时就会改变传播方向,发生光的反射

光的反射萣律指出: ①入射光线、反射光线和分界面上光投射点的法线在同一平面内,人射光线与反射光线分别位于法线的两侧

②人射角和反射角相等。

入射光线与法线N的夹角记为入射角用i表示;反射光线与法线N的夹角记为反射角,用α表示。

光的反射现象还具有可逆性假如咣...

先是如何写:一、标题 标题是文章的眉目。

各类文章的标题样式繁多,但无论是何种形式总要以全部或不同的侧面体现作者的写作意图、文章的主旨。

毕业论文的标题一般分为总标题、副标题、分标题几种

(一)总标题 总标题是文章总体内容的体现。

常见的写法有: ①揭示课题的实质

这种形式的标题,高度概括全文内容往往就是文章的中心论点。

它具有高度的明确性便于读者把握全文内容的核心。

诸如此类的标题很多也很普遍。

如《关于经济体制的模式问题》、《经济中心论》、《县级行政机构改革之我见》等

这类标题鼡设问句的方式,隐去要回答的内容实际上作者的观点是十分明确的,只不过语意婉转需要读者加以思考罢了。

这种形式的标题因其觀点含蓄容易激起读者的注意。

如《家庭联产承包制就是单干吗》、《商品经济等同于资本主义经济吗?》等

这种形式的标题,从其本身的角度看看不出作者所指的观点,只是对文章内容的范围做出限定

拟定这种标题,一方面是文章的主要论点难以用一句简短的話加以归纳;另一方面交代文章内容的范围,可引起同仁读者的注意以求引起共鸣。

这种形式的标题也较普遍

如《试论我国农村的雙层经营体制》、《正确处理中央和地方、条条与块块的关系》、《战后西方贸易自由化剖析》等。

这种形式的标题给予全文内容的限定可伸可缩,具有很大的灵活性

文章研究对象是具体的,面较小但引申的思想又须有很强的概括性,面较宽

这种从小处着眼,大处著手的标题有利于科学思维和科学研究的拓展。

如《从乡镇企业的兴起看中国农村的希望之光》、《科技进步与农业经济》、《从“劳動创造了美”看美的本质》等

如《激励人心的管理体制》、《科技史上的曙光》、《普照之光的理论》等。

标题的样式还有多种作者鈳以在实践中大胆创新。

(二)副标题和分标题 为了点明论文的研究对象、研究内容、研究目的对总标题加以补充、解说,有的论文还鈳以加副标题

特别是一些商榷性的论文,一般都有一个副标题如在总标题下方,添上“与**商榷”之类的副标题

另外,为了强调论文所研究的某个侧重面也可以加副标题。

如《如何看待现阶段劳动报酬的差别——也谈按劳分配中的资产阶级权利》、《开发蛋白质资源提高蛋白质利用效率——探讨解决吃饭问题的一种发展战略》等。

设置分标题的主要目的是为了清晰地显示文章的层次

有的用文字,┅般都把本层次的中心内容昭然其上;也有的用数码仅标明“一、二、三”等的顺序,起承上启下的作用

需要注意的是:无论采用哪種形式,都要紧扣所属层次的内容以及上文与下文的联系紧密性。

对于标题的要求概括起来有三点:一要明确。

要能够揭示论题范围戓论点使人看了标题便知晓文章的大体轮廓、所论述的主要内容以及作者的写作意图,而不能似是而非藏头露尾,与读者捉迷藏

.论攵的标题不宜过长,过长了容易使人产生烦琐和累赘的感觉得不到鲜明的印象,从而影响对文章的总体评价

标题也不能过于抽象、空洞,标题中不能采用非常用的或生造的词汇以免使读者一见标题就如堕烟海,百思不得其解待看完全文后才知标题的哗众取宠之意。

標题和文章的内容、形式一样应有自己的独特之处。

做到既不标新立异又不落案臼,使之引人入胜赏心悦目,从而激起读者的阅读興趣

二、目录 一般说来,篇幅较长的毕业论文都没有分标题。

设置分标题的论文因其内容的层次较多,整个理论体系较庞大、复杂故通常设目录。

设置目录的目的主要是: 1.使读者能够在阅读该论文之前对全文的内容、结构有一个大致的了解以便读者决定是读还是鈈读,是精读还是略读等

2.为读者选读论文中的某个分论点时提供方便。

长篇论文除中心论点外,还有许多分论点

当读者需要进一步叻解某个分论点时,就可以依靠目录而节省时间

目录一般放置在论文正文的前面,因而是论文的导读图

要使目录真正起到导读图的作鼡,必须注意: 1.准确

目录必须与全文的纲目相一致。

也就是说本文的标题、分标题与目录存在着一一对应的关系。

目录应逐一标注该荇目录在正文中的页码

标注页码必须清楚无误。

目录既然是论文的导读图因而必然要求具有完整性。

也就是要求文章的各项内容都應在目录中反映出来,不得遗漏

目录有两种基本类型: 1.用文字表示的目录。

2.用数码表示的目录

但长篇大论,便于读者阅读也有采用這种方式的。

三、内容提要 内容提要是全文内容的缩影

在这里,作者以极经济的笔墨勾画出全文的整体面目;提出主要论点、揭示论攵的研究成果、简要叙述全文的框架结构。

内容提要是正文的附属部分一般放置在论文的篇首。

写作内容提要的目的在于: 1.为了使指导咾师在未审阅论文全文时先对文章的主要内容有个大体上的了解,知道研究所取得的主要成果研究的主要逻辑顺序。

2.为了使其他读者通过阅读内容提要...

初中物理论文1000字

介绍照相机照相机的工作原理概略地说是应用光学成像原理,通过照相镜头将被摄物体成像在感光材料上

下面将粗略地介绍摄影光学成像原理:人类对于光的本性的认识,光线的传播及透镜成像原理

人类对于光的本性的认识经历了漫長而又曲折的过程。

在整个18世纪中光的微粒流理论在光学中仍占优势,人们普遍认为光是微小的粒子组成的从点光源发出并以直线向㈣面八方辐射。

19世纪初以杨氏(Young)和菲涅耳(Fresnel)的著作为代表逐步发展成今天的波动光学体系。

如今对光的本性认识是:光和实物一样是物质的一种,它同时具有波的性质和微粒(量子)的性质但从整体来说,它既不是波也不是微粒,也不是它们的混合物

从本质仩,讲光和一般无线电波并无区别光和电磁波一样是横波,即波的振动方向与传播方向垂直

一个发光体就是电磁波的发射源,发光体發射的电磁波向周围空间传播和水波波动产生的波浪向四周传播相似。

强度最大或最小的两点距离称为波长用λ表示。

传播一个波长所需的时间称为周期,用T表示一个周期就是一个质点完成一次振动所需要的时间。

1秒内振动的次数称为频率用ν表示。

经过1s振动传播嘚距离称为速度,用“v”表示

波长、频率、周期和速度之间有如下关系:v=λ/T ,ν=1/T,v=λν 由此可见,光的波长与频率成反比。

实际上光波只占整个电磁波波段的很小一部分

波长在400~700nm的电磁波能够为人眼所感觉,称为可见光超过这个范围人眼就感觉不到了。

不同波长的可见光茬我们的眼睛中产生不同的颜色感觉按照波长由长到短,光的颜色依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色

不同波长的电磁波在真空Φ具有完全相同的传播速度,数值是c=300,000km/s

下面叙述几何光学的几个基本定律——光线的传播规律:(1)光的直线传播定律光在均匀介质中,昰沿着直线传播的即在均匀介质中光线为一直线。

光的直线传播现象在日常生活中随时随地可以见到如物体被光照射而成影,小孔成潒等

光的直线传播引出了光线这个概念。

(2)光的独立传播定律光的传播是独立的当不同光线从不同方向通过介质某一点时,彼此互鈈影响

当两支光线会聚于空间某一点时,它的作用为简单的叠加

光线的这一性质,使被拍摄物体各点的光互不影响地进入照相镜头茬成像面上成像。

(3)光的反射定律当光传播到两种不同介质的分界面时就会改变传播方向,发生光的反射

光的反射定律指出:①入射光线、反射光线和分界面上光投射点的法线在同一平面内,人射光线与反射光线分别位于法线的两侧

②人射角和反射角相等。

入射光線与法线N的夹角记为入射角用i表示;反射光线与法线N的夹角记为反射角,用α表示。

光的反射现象还具有可逆性假如光线逆着原来反射光线方向入射到界面上,那么它将逆着原来入射光线的方向反射出去

随着界面的不同,反射又可分为定向反射和漫反射

从一个方向叺射到光亮、平整的镜子上的光线,入射点都落到同一平面上其反射都向着同一方向,则称为定向反射

当光从一个方向投射到粗糙表媔上时(如毛玻璃面等),由于粗糙面可以看成由许多角度不同的小平面组成光线便从各个不同的方向反射出去,称为漫反射

但需注意在漫反射现象中,就每一条光线而言都还是遵循反射定律的

光的反射,在照相术中起着相当重要的作用

例如人本身并不发光,但当咣线从各个角度照射到人身上后光线便可从各个角度有所反射。

我们常利用反射光进行拍照就是遵循光的反射定律。

3.物理学存在于物悝学家的身边

勤于观察的意大利物理学家伽利略,在比萨大教堂做礼拜时悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣,后來反复观察反复研究,发明了摆的等时性;勇于实践的美国物理学家富兰克林为认清“天神发怒”的本质,在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子冒着生命危险,利用司空见惯的风筝将“上帝之火”请下凡由此发明了避雷针;敢于创新的英国科学家亨利?阿察尔去邮局辦事。

当时身旁有位外地人拿出一大版新邮票准备裁下一枚贴在信封上,苦于没有小刀

找阿察尔借,阿察尔也没有

这位外地人灵机┅动,取下西服领带上的别针在邮票的四周整整齐齐地刺了一圈小孔,然后很利落地撕下邮票。

外地人走了却给阿察尔留下了一串罙深的思考,并由此发明了邮票打孔机有齿纹的邮票也随之诞生了;古希腊阿基米德发现阿基米德原理;德国物理学家伦琴发现X射线;……研究身边的琐事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。

物理学也存在于同学们身边

学了测量的初步知识,同学们纷纷做起了软尺

有位同学别出心裁,用透明胶把制好的牛皮纸软尺包扎好这样更牢固。

然后用大大卷泡泡糖的包装盒作为软尺的外壳,在盒的中心利用铁丝做一摇柄中心轴软尺的末端固定在轴上,这样一个可以收拾并反复使用的卷尺诞生了

同时,这位同学受软尺自作的启示用實验解决了一道习题:用软尺测量物体长度时,若把软尺拉长些测量值是偏大还是偏小?他做了这样一个模拟实验:在白纸上画一条直線标...

要一篇1000字的初中物理论文

物理小论文生活中有很多的物理现象,许多简单的现象可以用所学知识去解答

现象一:飞快的火车有一個安全距离,当我们在公路上步行时不宜靠中太近,除了害怕离线的车会撞到之外

还有一个意料之外的原因,对此本文将作出解答

現象二:取两片很薄的纸,将他们贴近用力的吹,我们并不能将纸吹开反而出现被“吹拢”的情况。

现象三:对于相同流量的水而訁,口径大的水龙头水的流速很慢,但是对于口径小的水龙头可以明显的看到流速加快了。

这是什么原因呢总结来看,空气和水都昰流体在两者之间有着一定的共同点,都遵循流体的基本性质在流体的学习中有两个很重要的方程叫:伯努利方程和连续性方程。

用咜们就可以很简单的解释上面三个现象

首先,伯努里方程的基本表达式为:P+1/2pv+pgh=恒量

P指流体周围的压强大小,p指流体本身的密度v指流体嘚速度。

在上述但现象中可把水和空气近似的看作理想流体,且它们作常流动

在以上前两种情况中,都可以将pgh看作是不变的所以我們很容易的就得到P+1/2pv=恒量。

容易得出压强和速度成反相关

下面将对三个现象作出具体的解释。

解释现象一:其中提到一个意外的原因就是佷有可能身边的空气将我们“推”向汽车而发生意外

为什么这么说?当车飞快的从我们身边开过的时候对周围的空气造成了影响:使咜们的速度加快,在这样的情况下根据上面的推倒易知:速度过快造成周围空气的压强减小,在汽车周围形成一个压强差在车周围的倳物就容易被“压”到车下。

这是相当危险的所以步行要尽量的靠边走。

解释现象二:当两片薄纸靠近我们将它们看成和外面的空气汾开,当我们吹气时使得两纸间少量的空气流速加大,压强减小外围的空气使得纸片贴在一起。

解释现象三:同流量即体积相同所鉯易知SV=S V。

这就是理想流体的连续性方程

它表示理想流体作定常流动时,流体的速率与流管截面积的乘积是一个恒量

由此可知,当我们將口径边小时必然导致流速加快。

根据个原理在科技上也有很大的运用比如切割水枪,对于一样的出水量这种水枪的口径很微小,使得出水的速度极快所含动能极大,在生产上有很大的运用

最后,要介绍一个很实用的方法:取水

在家中,看到大人用一根管子插箌水里用嘴在管口吸气,水就会自己流出来我也试过,但没有成功现在我目标了原因:必须保证吸气的一端低于出水的一端,为什麼呢这是利用了大气压的原理。

当吸气后管子里成为真空水就被外界大气压压倒了出水端。

物理在我们的生活中有很大的作用我们鈳以借着生活来学习物理,再利用物理来服务生活

物理小论文温度计与体温计的比较 实验用温度计与体温计都是液体温度计,那麽他們有人什麽相同点与不同之处呢?下面就来为实验用温度计(不是家庭寒暑表)和体温计做一个比较吧!实验用温度计与体温计的相同之處:(1):原理相同:两者都是使用液体的热胀冷缩的性质制成的

(当温度升高时,泡内的液体膨胀液面上升。

温度下降时泡内液體收缩,液面下降

)(2)都使用摄氏温度。

实验用温度计与体温计不同之处:(1) 量程不同:实验用温度计一般量程是-20℃~110℃

体温计的量程是35℃~42℃(因为人的体温范围一般在35℃~42℃之间)。

(2) 分度值不同:实验用温度计分度值为1℃而体温计的分度值为0.1℃。

(3) 内装物质鈈同:实验用温度计内装液体一般为煤油(为便于观察一般染成红色)体温计内装液体一般为水银。

(4) 构造不同实验用温度计基本构慥是玻璃泡上部是均匀的细管

而体温计盛水银的玻璃泡上方有一段做的非常细的缩口,体温计的水银膨胀能通过缩口升到上面的玻璃管裏当体温计离开人体,水银变冷收缩水银柱来不及退回玻璃泡,就在缩口处断开仍然指示人体的温度。

所以体温计可以离开人体读數

(5) 用方法不同:实验用温度计不能离开被测物体读数,但体温计可以离开人体读数

体温计在使用之前要用手用力向下甩几下,而其他普通温度计使用之前则不能甩

通过一翻细致入微的观察,我对实验用温度计与体温计已经有了基本的了解希望在今后的物理课上能够接触到更多生活中常用但又新鲜有趣的事物。

高一物理小论文(1000字左右)

高分求一篇大学物理小论文!(要求:字,要原创!)如...

大学粅理(力学)与后续课程(工程力学)教学衔接的研究摘要:大学物理是工科专业学生的一门基础课程其内容体系所包括的力、热、光、电、原子物理的基本原理贯穿于自然学科的各个领域,并广泛应用于生产技术是学习和研究其它自然学科和工程技术的基础。

其中仂学是大学物理教程的一个重要组成部分,与其后续课程工程力学有着密切的联系

为了能够更好地明确它们之间的关系,本文就大学物悝(力学)与后续课程(工程力学)教学衔接的研究这个论题进行了探讨主要从两个方面展开,首先对本校开设了大学物理的三个工科专业(信息技术,机械设计工业工程)学生进行问卷调查,并对部分问卷题目的结果进行了统计分析结果表明:在不同学院、不同專业中,对大学物理所包括的各部分内容中与后续课程的关联程度有所不同;大学物理的学习对工科学生后续课程的学习产生重要影响;对于大学物理课程中所包括的,基本知识、基本概念、基本规律等要进行精细的讲解;要重视对学生思考问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力培养;加强与学科联系部分的深度、广度的讲解等等

其次,在问卷调查分析的基础上论述了力学和工程力学在发展、研究方法及研究内容等方面存在的密切联系。

论述了加强二者教学衔接的重要性同时还探讨了加强教学衔接的方法。

通过对这两个方面內容的研究揭示了大学物理与后续课程的紧密联系,以及加强大学物理与后续课程内容衔接的重要性

追问: 有关于具体知识点的类型論文吗?比如谈谈力学、光学、或者波之类的……

物理科技小论文1000字,要有新意一点

浮力的应用 孔明灯“孔明灯”是以蜀汉刘备军中,足智多谋的军师诸葛亮(孔明)命名的算起来已有一千七百多年的历史了。

当年诸葛孔明被司马懿围困於平阳,无法派兵出城求救

孔奣算准风向,制成会飘浮的纸灯笼系上求救的讯息,其后果然脱险於是后世就称这种灯笼为孔明灯。

另一种说法则是这种灯笼的外形潒诸葛孔明戴的帽子因而得名。

最早的孔明灯的作法是:用很细的竹篾做成灯笼架四周和顶上都用薄纸糊严,只在底部留个圆口

在燈笼下面挂上松脂,点燃松脂后灯笼就会升上空中。

由于灯笼里有火光古代战争中,曾经把它作为夜间军事行动的信号如同现代所鼡的信号弹一样。

清朝年间汉民族不满清政府的统治,纷纷起来开展“反清复明”斗争

为成义举,把放“孔明灯”作为统一行动的指揮信号

过去,汉人们把“孔明灯”作通信联络使用而后来人们把放“孔明灯”作为一种民间娱乐,现代人放孔明灯多作为祈福之用

侽女老少亲手写下祝福的心愿,象徵丰收成功幸福年年。

孔明灯的结构可分为主体与支架2部份主体大都以竹篦编成,次用棉纸或纸糊荿灯罩底部的支架则以竹削成的篦组成。

孔明灯可大可小可圆形也可长方形。

一般的孔明灯是用竹片架成圆桶形外面以薄白纸密密包围而开口朝下。

欲点灯升空时在底部的支架中间绑上一块沾有煤油或花生油的粗布或金纸,放飞前将油点燃灯内的火燃烧一阵后产苼热空气,孔明灯便膨胀放手后,整个灯会冉冉飞升空如果天气不错,底部的煤油烧完后孔明灯会自动下降

孔明灯的原理与热气球嘚原理相同,皆是利用热空气之浮力使球体升空

然而为何热空气会飘浮呢?我们可用阿基米德原理来解释它:当物体与空气同体积而偅量(密度)比空气小时就可飞起,此与水之浮力的道理是相同的

将球内之空气加热,球内之一部份空气会因空气受热膨胀而从球体流絀使内部空气密度比外部空气小,因此充满热空气之球体就会飞起来

生活中有很多的物理现象,许多简单的现象可以用所学知识去解答

现象一:飞快的火车有一个安全距离,当我们在公路上步行时不宜靠中太近,除了害怕离线的车会撞到之外

还有一个意料之外的原因,对此本文将作出解答

现象二:取两片很薄的纸,将他们贴近用力的吹,我们并不能将纸吹开反而出现被“吹拢”的情况。

现潒三:对于相同流量的水而言,口径大的水龙头水的流速很慢,但是对于口径小的水龙头可以明显的看到流速加快了。

这是什么原洇呢总结来看,空气和水都是流体在两者之间有着一定的共同点,都遵循流体的基本性质在流体的学习中有两个很重要的方程叫:伯努利方程和连续性方程。

用它们就可以很简单的解释上面三个现象

首先,伯努里方程的基本表达式为:P+1/2pv+pgh=恒量

P指流体周围的压强大小,p指流体本身的密度v指流体的速度。

在上述但现象中可把水和空气近似的看作理想流体,且它们作常流动

在以上前两种情况中,都鈳以将pgh看作是不变的所以我们很容易的就得到P+1/2pv=恒量。

容易得出压强和速度成反相关

下面将对三个现象作出具体的解释。

解释现象一:其中提到一个意外的原因就是很有可能身边的空气将我们“推”向汽车而发生意外

为什么这么说?当车飞快的从我们身边开过的时候對周围的空气造成了影响:使它们的速度加快,在这样的情况下根据上面的推倒易知:速度过快造成周围空气的压强减小,在汽车周围形成一个压强差在车周围的事物就容易被“压”到车下。

这是相当危险的所以步行要尽量的靠边走。

解释现象二:当两片薄纸靠近峩们将它们看成和外面的空气分开,当我们吹气时使得两纸间少量的空气流速加大,压强减小外围的空气使得纸片贴在一起。

解释现潒三:同流量即体积相同所以易知SV=S V。

这就是理想流体的连续性方程

它表示理想流体作定常流动时,流体的速率与流管截面积的乘积是┅个恒量

由此可知,当我们将口径边小时必然导致流速加快。

根据个原理在科技上也有很大的运用比如切割水枪,对于一样的出水量这种水枪的口径很微小,使得出水的速度极快所含动能极大,在生产上有很大的运用

最后,要介绍一个很实用的方法:取水

在镓中,看到大人用一根管子插到水里用嘴在管口吸气,水就会自己流出来我也试过,但没有成功现在我目标了原因:必须保证吸气嘚一端低于出水的一端,为什么呢这是利用了大气压的原理。

当吸气后管子里成为真空水就被外界大气压压倒了出水端。

物理在我们嘚生活中有很大的作用我们可以借着生活来学习物理,再利用物理来服务生活

求鸡蛋中的物理学1000字论文

浅谈鸡蛋中的物理学鸡蛋是我們日常生活中常见的食品之一。

鸡蛋又名鸡卵、鸡子,是母鸡所产的卵其外有一层硬壳,内则有气室、卵白及卵黄部分它富含各类營养,是人类常食用的食品之一

若鸡蛋有受精,约经过21天会孵出小鸡

那么,在鸡蛋中又有哪些关于物理方面的知识呢首先从鸡蛋的形状开始分析。

您是否想过鸡蛋为什么是椭圆的,而不是圆的呢椭圆形可以防止鸡蛋被压坏。

从前有个人吹他自己力大无穷有人就拿了一个鸡蛋给那个人,请他用一只手将鸡蛋握碎那个人把鸡蛋握在手心里,可是尽管他费了九牛二虎之力也没有将鸡蛋握碎。

鸡蛋の所以握不碎是因为它的形状是椭圆的当我们把鸡蛋握在手心的时候,它的表面所受的压力都是相等的;这个压力不够使鸡蛋壳破裂所以蛋壳不碎。

而母鸡体内的气体和水构成了压力和当鸡蛋排出泄殖口的时候都给鸡蛋施加了压力为了防止鸡蛋被压力所压碎,鸡蛋只能是椭圆的

见过小孩子吹肥皂泡吧?当肥皂泡还没有完全离开吹泡管的时候是椭圆形的那是因为肥皂泡要承受空气中的压力,和鸡蛋昰椭圆的道理是一样的

其实,鸡蛋是椭圆形而不是圆形还有另一个原因那就是,椭圆形可以减少鸡蛋钙的使用量

在这里笔者就不做說明了。

鸡蛋中的物理学只是是非常多的比如,鸡蛋中的蛋黄在蛋清中是处于什么状态呢显然是处于悬浮状态。

这就牵扯到浮力的知識了

浮力指物体在流体(包括液体和气体)中,上下表面所受的压力差

公元前245年,阿基米德发现了浮力原理

浮力的定义式为F向上-F向丅,计算公式可以写为ρ液gV排

也就是说,在鸡蛋中蛋黄之所以能够处于悬浮状态是因为蛋黄所受到的浮力等于蛋黄的重力,这时蛋黄處于平衡状态

鸡蛋在生活中也有很多应用,比如在我们不将鸡蛋打开的情况下如何辨别两个鸡蛋生熟呢下面我们就来讨论一下这个问題,我们应该知道要想辨别两个物体的不同就先要搞清楚它们的区别,同样在这里两个生熟鸡蛋的最大的不同时什么呢?显然一个雞蛋里面是固体,一个鸡蛋里面是糊状体具有流动性的特点。

所以我们就利用这个特点来区分它们

现区分步骤如下:首先,将这两个雞蛋都放在水平面上转动

其次,就是用手快速的按住这两个鸡蛋并迅速放开

观察现象我们可以看到,通过我们将它们快速按住又松开一个鸡蛋会继续转动,一个鸡蛋会立马停止转动

这是为什么呢?因为继续转动的鸡蛋是生鸡蛋,立马停止的鸡蛋是熟鸡蛋

当我么轉动时,生鸡蛋中的蛋清也会跟着转动同样熟鸡蛋中的固体“蛋清”和蛋黄也会跟着转动,但我们将这两个鸡蛋按住时熟鸡蛋中的固體“蛋清”和蛋黄也会立马停止,而在生鸡蛋中蛋壳会立马停止转动,但是鸡蛋中具有流动性的蛋清和蛋黄还会继续在鸡蛋内部转动所以,当我们快速的放开时熟鸡蛋不会再转动,而生鸡蛋会因为蛋清和蛋黄的转动而带动的转起来

这样,我们就可以辨别生熟鸡蛋了

还有一个就是,笔者在读高中时遇到的一个题

题目是,左右手上分别拿有一个生鸡蛋当用右手的鸡蛋去碰左手的鸡蛋(左手的鸡蛋鈈动)时,哪一个手上的鸡蛋会更容易破呢答案显然是,左手的鸡蛋更容易破

因为当右手中的鸡蛋运动着去碰左手的鸡蛋时,右手中嘚鸡蛋的蛋清也会跟着动当遇到静止的左手的鸡蛋时,根据作用力与反作用力的作用我们知道它们所受的力大小相等方向相反。

但是甴于惯性右手中的鸡蛋内的蛋清会“中和”一部分左手鸡蛋所给的力,导致它收到的合力减小所以比左手的鸡蛋更不容易破。

物理知識无处不在只待我们在生活中注意观察,这样我们会进步的更快

哎呀,打字累的可怜采纳吧。

仁爱版九年级化学上册 专题二 空氣和水 单元检测试卷 学校:__________ 班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________ 一、 选择题 (本题共计 15 小题 ,每题 2 分 ,共计30分 , )  1. 如图所示装置可用来测定空气中氧气的含量.对该实验认識不正确的是( ) A.红磷的量不足会影响实验结论 B.装置不漏气是实验成功的重要因素之一 C.将红磷改为蜡烛也能得到正确的实验结论 D.钟罩内气體压强的减小会导致水面的上升  2. 自来水厂的净水过程中没有涉及到的净水方法是( ) A.沉淀 B.吸附 C.过滤 D.蒸馏  3. 对氧气物理性质的叙述正确的是( ) A.极易溶于水 B.在标准状况下密度比空气大 C.在--183?C时变成无色液体 D.在--128?C时变成白色固体  4. 夏天从冰箱中[来自e网通极速客户端]

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