五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】芯片、运十与产业政策 -- 自以为是

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                                                • 家园 其他的领域我不是很懂

                                                  但是国内各行各业之间的门户之见那是相当的大。

                                                  我一直都觉得中国真能把各行各业的技术统筹一下的话,技术水平飞升到超欧赶美没什么压力。

                                                  比如这个200吨振动平台。很可能是当时的工业部从其他地方强行弄来了相关技术,做出来了成品,但是过了验收之后有关厂家继续严防死守,拒不配合,这种情况下除了摆着吃灰没有其他选择。

                                                  三大电气相互之间的严防死守程度之高,从各种燃气轮机设计三家动不动从国外连买两三遍就看出来了。F级技术买了几遍了?

                                                  也别笑话日本海陆东西之争,从国内某些公司嘴里抠出点东西的难度比走私弄巴统管制产品难度只高不低,厂所内斗简直就是体制内常态。

                                                  /

                                                  比如电子源/离子源这类东西,各种国内半导体一路专项几十年下来都快做烂了,毕竟半导体技术起步就是这玩意。

                                                  但是隔了一行的仪器仪表业,电子显微镜几乎国内是从一开始的80年代一流(可以国内外卖出去一百多台的那种一流),90年代以后落后到不入流的产业的典型中的典型。

                                                  因为最关键的电子源/离子源国内的仪器分析公司做不出来,又被管制。

                                                  /

                                                  是做不出来么?

                                                  这俩其实在半导体设备行业都快被做烂了。

                                                  光刻蚀刻沉积一大堆步骤很少有哪个不要这俩的。

                                                  刻蚀机都商用化打进台积电5nm了,现在和大家说国内连个FIB-SEM电子/离子源都做不出来,简直就是个笑话。

                                                  /

                                                  国内半导体被制裁前,一套国产场发射电子显微镜也没有,哪怕就是搞个贴牌,弄个整合的所谓的国内先进都没有。使得高端分析仪器的国产率是【零】

                                                  /

                                                  被制裁以后,搞半导体大会战,等于是帮全国人民强行普及了一遍相关领域有哪些公司可以供货。然后托某些部门被上面逼着军转民,还有国产化率要求,以及半导体行业发现自己被断根了,KLA和日立的东西可能买不到了,终于不得不漏点吃剩的东西出来。

                                                  随之就是一堆公司如同雨后春笋变戏法一样,什么博顿什么大束几年不到瞬间拿出来了各种各样的离子源。1988年以后再也没有造过一台SEM的国内,国产的透射电镜已停产十几年,被制裁以后一年之内就拿出来了EM8100这种300万倍放大的旗舰级SEM水平。

                                                  KLA跑路以后,如今国产CD-SEM/EDS/EDAX都在纯国产65nm线的晶圆缺陷检验上跑的飞起。

                                                  /

                                                  什么突破能快到这种水平?

                                                  因为本来就是就有的零件成品,缺个组装罢了。

                                                  其实这些高真空的仪器本质上都是吃半导体行业的剩饭,就如同日立的部门一样。半导体行业不给技术,其他行业就只能跟着吃瘪。

                                                  就因为行业壁垒,别说研发了,连组装都没人搞。

                                                  使得我国其他行业严重受限。

                                                  /

                                                  再做一个预测。

                                                  因为搞14nm以下缺陷分析离不开TEM,三星买FEI的球差矫正透射电镜一台几千万都是几十台几十台的买。考虑到半导体国产化的进度,我估计纯国产的透射电镜TEM不是今年就是明年出来。

                                                  科学界可以跟着沾点光等着日历FEI降价买点便宜货了。

                                                  半导体行业这次大会战漏出来的玩意,足够我国所有仪器仪表行业实现巨幅升级,打通所有高端仪器,顺便帮助其他行业实现技术飞升。

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                                                  • 家园 国企之间严防死守是改开不当的恶果,搞成一盘散沙。

                                                    “堂堂之阵,千百人列队而前,勇者不得先,怯者不得后。”

                                                    “虽有万军却只如一人,如此,方可天下无敌!”

                                                    刘帅说凳“民团都打不赢,还想打白崇禧。”——又菜又爱玩。

                                                    国内各行各业之间的门户之见那是相当的大。

                                                    三大电气相互之间的严防死守程度之高,从各种燃气轮机设计三家动不动从国外连买两三遍就看出来了。F级技术买了几遍了?

                                                • 家园 你所谓的80年代合成氨设备国产替代进口是在哪个现场了解到的?

                                                  国内90年代末突破了氮氢气高压离心压缩机,是你在哪个现场了解到的?

                                                  运行国产合成氨生产线是拿整个上海的人命作赌注,又是你在哪个现场了解到的?负责人被枪毙没有?

                                                  《上海机电工业志》白纸黑字记载的200吨高速动平衡机,仅凭你有限且主观的认知,大嘴一张,就成了不可用的摆设?

                                                  只会摆弄大词,而不去现场了解产业具体情况,不会使你的文章具有说服力。

                                                  赚钱谁都爱,因此虽然没有了以前的大会战,立项也少了,但是有钱在,技术升级的驱动力就在。国产设备就是在这样长时间的应用场景慢慢进步的。

                                                  教科书上都有写:资本主义也能促进生产力的进步。

                                                  蒋介石真冤,人家也是搞资本主义市场经济的,解放战争白打了。

                                                  卢作孚更冤,既然要搞资本主义,你凳十万为何要逼我公私合营呢?为何只准你儿子做权贵资本家,不准我做民族资本家?

                                                  • 家园 故纸堆中解释不了现实,也解释不了发展。

                                                    刀笔吏和春秋笔法,只要是有相当的社会经验就很容易理解。

                                                    我前面说过,因为我后来不在合成氨行业里工作,所以对于具体的发展,只能靠新闻和经验猜测。又因为老师讲解过此类设备的实现难点和效益,并做为一个伪军迷,平时也比较关注高压透平机、燃气轮机、涡扇发动机这类设备的新闻。如果根据前面给出的资料,我国在2004年重启大型合成氨产线的国产化工作,那么根据经验可以猜测,在99年前后,制造高压透平机应该没有什么不可解决的难题了,因为设计标准和规范、制造设备和制造工艺、靠检测设备和检测方法,这些东西都上来了。

                                                    有一个相似的问题,我国离心机的发展,前期都以增加直径为主,转速迟迟上不去。原因无它,加工精度不够,又没有相应的检测平台。我在氯碱行业干过不少年,用过各种离心机。行业里用得最大的固液分离的卧式离心机的转子,其直径有1.7米。这种离心机的处理能力大,一台可以顶其它型号的离心机好多台。但是这种离心机因为太大,也不好维修。它的轴承很大,没有健身的人都无法将其举起来。因为又大又重,转子本身蕴含的能量就很大,一出事故就是大事故。有一次事故,离心机将半边基础螺栓拔起拔断,基础后来需要重新打掉再浇筑一个新的,这真是让人感觉到工业的力量。

                                                    但是因为这种离心机的处理能力大,结构简单,适应恶劣工况,并因为这种离心机的转速不高,检修时只需要做静平衡处理,对检修设备要求不高,所以颇受厂家喜爱,大多都是产线上的重要设备或关键设备。其实这种离心机是欧美公司50年代的先进产品。在70年代时,随着那批引进的化工产线进入我国。国家组织人力对那些设备进行了测绘,再组织一些工厂进行仿制。大约过了10年,这种离心机最后在80年代中期仿制成功,并针对国内的技术条件和环境进行了改造,使其更容易生产也更容易检修,也更抗操。后面就陆续把原有产线上的国外离心机都换掉了,并把这种离心机做为通用产品售卖,用在其它类型的产线上。

                                                    因为各个化工厂还想继续提高产量和处理效率,于是需要有更大离心力的离心机。那时制造厂家的第一方案还是继续放大直径。最初猜测,国外设计时,直径只有1.7米,是因为国外的退火炉最大只能处理直径1.7米的工件。其实我们的退火炉技术也是同期引进的,同样也只能处理直径1.7米的工件。后来有制造厂想办法改造了自家的退火炉,使之能处理更大的工件,然后在90年代中期研制成功直径1.8米的离心机,并且也在化工厂里得到实际应用。

                                                    但是在实际应用中,这种1.8米的离心机并不理想。对比1.7米的离心机,各项指标并没有像原先预期的那样线性增长,只是略有增加,有些指标还略有下降。比如,新机的主轴比旧机的要大一号,轴承再大一号,普通人连双手都不好拎起来,于是转子就比旧机重很多,功耗要大很多,检修也更困难。总结下来就是1.7米的直径是综合性能最佳的区间,国外之所以不设计更大直径的转子,是再加大直径已不可行。这其实也宣告了再加大直径是条死路。

                                                    离心力公式在中学都学过。谁都知道增加转速比增加直径更有效。但是如果技术水平不到位,做不到就是做不到。国外公司在50年代制造1.7米的离心机,触碰到增加直径这条技术路线的极限,于是在60年代转头走缩小直径增加转速的技术路线。在70年代卖给我们1.7米的离心机,不但心我们仿制,是因为有技术代差。而我们在90年代补课,终于理解了里面的弯弯绕,技术升级就只有提高加工精度、提高转速这条路可走。

                                                    200x年的春节休假,那时我早已离开化工厂,和以前的工友聊天。工友告诉我,原来那些1.7米的离心机都拆除了,换上了小很多的离心机。新的离心机虽然个头小,但转速快,所以处理能力也大,并且也很好检修。算起来从认识到只有一条路可走,到新的离心机产品的推广,又过了10多年,也是整个制造行业升级的结果。

                                                    对于工业行业,前30年是打基础,后30年是在此基础上飞速发展。但是要说前30年就已经到达某个特别高度,后面30年只有坠落没有发展,这种说法解释不了现实,也违反了常识。

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                                                      我们哪时候能提供与国外设备相匹配的产品?根据现有披露的资料看,已是90年代末期的事情。也就是说从79年失败,还能坚持20年,在99年成功,这是国家战略。

                                                      99年成功,产品是哪个厂家研制的?安装在哪个化肥厂?有没有经过长期试车考验?

                                                      79年投产的合成氨生产线再怎么“春秋笔法”,也是经过连续147天连续试车考验的,你所谓99年的成功产品呢?有实物吗?恐怕只是存在于你的臆想中。

                                                      有一次事故,离心机将半边基础螺栓拔起拔断,基础后来需要重新打掉再浇筑一个新的,这真是让人感觉到工业的力量。

                                                      这就是你所谓“拿整个上海的人命冒险”的依据?

                                                      但是要说前30年就已经到达某个特别高度,后面30年只有坠落没有发展,这种说法解释不了现实,也违反了常识。

                                                      别自己树靶子来打,我反驳的是你所谓大型合成氨生产线的国产化程度在80年代不断提升的观点,从未说过“后面30年只有坠落没有发展”。

                                    • 家园 如果要讨论这个问题,需要了解专业细节。

                                      下面的内容涉及化工生产的细节,会比较枯燥。大多数人都不会关心。跳过即可。TLDR;

                                      前面说合成氨相对来说较为简单,是因为这是化工本科的一门专业课的重要一章。给本科开的课,就没啥秘密可言。但是实现起来很难,需要国家级的科技力量,实现后改变国力对比。德国最先实现合成氨的生产,于是炸药不再依赖南美的硝石,于是有了和英法开启一战的底气。一战后,英法也强迫德国开放了合成氨的专利,工业强国的炸药不再依赖硝石,从空气中固氮,理论上想造多少就造多少,二战也就不远了。

                                      谈到吴泾化工厂,其实厂里面有两套合成氨产线,一套10万吨、一套30万吨。10万吨这套产线才是完整的从工艺到设备全部国产化的产线。并且从意义上来说,10万吨这套产线才是真正的零的突破,给整个化工行业带来了巨大的进步。这套产线是在70年代初实现。也正是我们完全自主搞定这套产线,才有了和欧美公司谈判的底气,可以引进30万吨的工艺和设备。

                                      10万吨这套产线最苛刻的要求就是在30兆帕条件下合成氨,也就是要300个大气压。最难实现的就是那个反应容器,这就是这套工艺的核心设备。在那以前,国内制造压力容器都是采用绕带式实现,又重又不能保证耐受高压,根本不可能达到30兆帕。后来国家组织攻关,在60年代末,从冶金工艺到制造工艺和焊接工艺都有重大突破,终于可以制造30兆帕的高压容器。我国的压力容器国家标准设定的高压容器的上限,还有其它工业国家的类似标准的上限,大都是30兆帕,来源就来自合成氨工艺。也就是如果你搞定了30兆帕压力容器,那你整体的工业水平就是相当强了,你的炸药也自给自足了,那大家都是文明人,就可以坐下来谈生意了。

                                      要实现30兆帕的压力条件十分费劲,需要串联6级活塞压缩机才能实现。活塞压缩机的流量不大,制约了产能,而且每级压缩后气体温度急剧上升,还需要冷却,浪费了能量。还有那个30兆帕反应容器的造价高容量低,不好多造,也不好检修。30兆帕的系统很难密封也很危险,一旦发生爆炸,不要说那个厂了,恐怕那片城区都没了。每次检修后给那个反应容器上大盖扭螺栓是最头痛的事情,又需要出大力又需要技巧,十几个强壮青工要对称地扭螺栓,要严格按照顺序和扭矩扭螺栓,过一会还需要停下来检查是否平衡。扭到一定程度后需要停止,过夜,释放应力,到第二天才最后上紧。

                                      后来,国外大公司研发出新的触媒,可以在15兆帕条件下实现合成氨工艺,这一下子打开新天地,合成氨的成本大幅下降。首先是压力降了一半,那个反应容器就可以做大,增加反应面积提高了产能,并且制造成本下降。做30兆帕的容器在国内可能只有上海地区少数几个厂家能做,做15兆帕的容器在全国好几个工业基地的厂家都能做。唯一头痛的是这个反应容器怎么密封,因为直径大了周长就大了,用螺栓不能保证完全密封。后来的解决方案是干脆焊上,在制造时预留好长度,开始检修时割开,检修后再焊上。于是反应容器不再是这套工艺的瓶颈。

                                      因为产能从10万吨增到30万吨,扩大了3倍,这套工艺的实现难点转移到怎么提供这么大流量的15兆帕气体。活塞压缩机的特点是压力高但流量低,通过串联加并联的方式实现,成本和能耗受不了,检修维护也受不了。解决方案是采用轴流式压缩机,音译是透平机。该机的工作原理和网上讨论很热门的涡扇发动机的原理一样,靠高速旋转的叶片在径向压缩气体。这种压缩机的特点是压力低但流量大。但是国外大公司凭借自身的工业实力,实现了一级15兆帕的压缩能力,30万吨产能只需要并联两台压缩机,压缩气体不需要中间冷却就可以送去反应。这才是这套合成氨工艺的运行成本大幅下降的关键。

                                      我国对于涡扇发动机的突破是后来的事情了。可以说从70年代到90年代,我国不能制造这么高压力这么大流量的、并且保证运行一年不坏的透平机,必须依靠进口。这才是这套30万吨装置无法推广的根本原因,也是国外卡我们脖子的地方。进口这种设备不是单纯的商业买卖,和现在购买制造芯片设备一样,都是我国和欧美政府之间的博弈项目。开始维修这种设备都是老外工程师,不允许我们工程师参与,怕我们偷学了去,然后在涡扇发动机方面有突破。

                                      这套30万吨的合成氨工艺另外一个难题在反应容器出口到另外一个容器之间的管道上。合成气体在反应容器出口处大约是800多度,高温,15兆帕,高压,大流量气体冲刷产生的高频振动,就会产生金属材料最头痛的问题:金属疲劳和高温蠕变。并且氨还有腐蚀性,在上述条件下腐蚀性更厉害。大多数钢材在这种条件下早就软化了,而在这里的钢材要求保持高温强度耐冲刷耐腐蚀,能稳定运行一年。很遗憾,在很长时间里我国都不能生产出类似的钢材,必须依赖进口,这也是国外卡我们脖子的地方。

                                      因为安全生产的原因,每年大检修时必须更换这批不锈钢管。这管子不长,大概十来米,每根计价一万多美刀,90年的计价,我忘了总共有多少根管子了,总之每年全部更换对工厂也是很头痛的事情。更换下来的不锈钢管需要清洗干净封存起来,以备不时之须。最紧张的时候是在89以后,担心他们不再给我们提供零配件,于是这批不锈钢管被翻出来进行检测,准备挑状态最好的顶上。后来经过谈判,他们继续供应零配件,我们才没有冒险。好像也是在那个时候,因为他们的工程师来不了,也就由我们的工程师打开那个透平机看了看,也就那么回事。后来我们的工程师就能参与维修了,再后来也就全由我们的工程师自己维修了。

                                      所以说,79年我们设计并实现这套30万吨产线时,当时是中美蜜月期,我们是在可以向外采购核心设备和材料的情况下进行的设计。最早采用了很多进口设备和材料,这个很正常,经济快速出产品才是最重要的,当时全国农业急需大量尿素。后来随着我们在各个工业领域的进步,逐步替换了很多进口设备和材料。到上文总结的91年的时候,还有两台透平机和一批不锈钢管必须依赖进口。而要替换这些最后的核心设备和材料,后来大约又花费了10年时间。从合成氨工业的发展历程看,从69年到99年,大约30多年的时间里,我们逐步掌握了欧美公司的核心的工业能力,然后在新世纪初,他们也开启了轰轰烈烈的去工业化进程...

                                      通宝推:云山,胡一刀,西电鲁丁,心有戚戚,桥上,薄荷糖家族,
                                      • 家园 高压离心式压缩机八九十年代不能制造,但七十年代能造。

                                        75年6月上海压缩机厂试制成功年产30万吨合成氨GLY2000—150/25高压离心式压缩机,填补了国内空白。

                                        此压缩机安装在上海吴泾化工厂。

                                        可以说从70年代到90年代,我国不能制造这么高压力这么大流量的、并且保证运行一年不坏的透平机,必须依靠进口。这才是这套30万吨装置无法推广的根本原因,也是国外卡我们脖子的地方。

      • 家园 还要进口大量轿车,这样才好运粮食,保证大家吃饱

        还要进口大量轿车,这样才好运粮食,保证大家吃饱

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