チップ製造のためのリソグラフィ装置の精度がチップ性能の上限を決定している。第12次5カ年計画の科学技術成果展で、中国が生産する最高級のリソグラフィ装置の加工精度は90ナノメートルであった。これは2004年に発売されたPentium 4 CPUの水準に相当する。一方、海外ではすでに10ナノメートル台を実現している。

リソグラフィマシンには2つの同期動作するワークステージがあり、1つはフィルムを、もう1つはコートを載せている。両者は常に同期し、誤差は2ナノメートル以下である。2つのワークステージは静止状態から動き出し、その加速度はミサイル発射に匹敵する。作業中は、2機の大型飛行機が離陸から着陸まで常に並走し、1機の飛行機からナイフを伸ばして、もう1機の飛行機の米粒の上に文字を刻むようなもので、刻んで破損してはならない。

低速の光チップと電気チップは国産化が実現しているが、高速のものは依然としてすべて輸入に依存している。海外で最も先進的なチップの量産精度は10ナノメートルであるのに対し、我国は28ナノメートルにとどまり、2世代の差がある。報道によると、コンピュータシステム、汎用電子システム、通信機器、メモリ装置、およびディスプレイ・ビデオシステムなどの多くの分野で、我国の国産チップの占有率は0である。

一般人は中国のIT業界の繁栄を見て、技術的な格差がそれほどないと思っているが、実際はそうではない。米国の3社が携帯電話とパーソナルコンピュータのオペレーティングシステムを独占している。データによると、2017年のアンドロイドOSの市場占有率は85.9％、アップルのiOSが14％を占め、その他のシステムはわずか0.1％である。この0.1％もまた、米国のマイクロソフトのWindowsとブラックベリーによるものだ。グーグルが道を開いていなければ、スマートフォンはこれほど普及していなかっただろう。中国の携帯電話メーカーがアンドロイドを無料で利用している代償は、いつでも「供給を遮断される」可能性があることだ。

航空機にエンジンを設置する部屋、通称「ハウジング」は航空推進システムの最も重要なコア部品の一つで、そのコストはエンジン全体の約4分の1を占めている。ハウジングはエンジンを覆い、飛行時の抵抗を減らす必要がある。その吸気口には防除氷能力も必要である。飛行中はエンジンが正常に作動するよう干渉を受けないように保護し、地上ではエンジンのメンテナンスと修理を容易にする必要がある。ハウジングが損傷した場合、飛行中にエンジンの深刻な事故を引き起こす可能性がある。ハウジングが大きければ大きいほど技術的難易度が高くなる。我が国はこの重要な分野ではまだ空白である。すべての公開資料を調べたところ、我が国には独自にハウジングを開発する専門機関はなく、関連する大学や研究機関にも関連する学科が設置されているようには思えない。

触覚センサーは産業用ロボットの核心部品である。正確で安定した厳しい要求のために、我国の大部分の企業が触覚センサーへの進出を阻まれている。現在国内のセンサー企業の多くはガス、温度などのタイプのセンサーの生産に従事している。100社以上の企業がいる業界の中で、センサー製造メーカーのほとんどが触覚センサーの生産を行っていない。日本のアレイ式センサーは10cm×10cmの基板に100個の感応素子を配置でき、価格は10万元であるのに対し、国内製品はほとんど一点式で、通常1個100元である。

OLEDパネル製造プロセスの「心臓部」。日本のカノン・トッキーがハイエンド市場を独占し、この産業の命脈を握っている。業界ではその年間生産台数は通常、数台から十数台と予測されている。お金があっても買えないのがまさにこれだ。カノン・トッキーは有機発光材料を基板に蒸着する際の誤差を5マイクロメートル以内（1マイクロメートルは髪の毛の直径の1％に相当）に抑えることができるが、他の会社の蒸着装置にはそのような精度は実現されていない。現在、我国には蒸着装置を生産する企業がなく、この分野では発言権がほとんどない。

携帯電話のメインボードの1/3のスペースは無線周波数回路です。携帯電話の発展トレンドはより薄く軽量、消費電力がより少なく、周波数帯がより多く、帯域幅がより大きいことで、これは無線周波数チップに挑戦を突きつけます。無線周波数チップはデジタル信号を電磁波に変換し、4G携帯電話は十数個の周波数帯をサポートし、情報帯域幅は数十メガです。

2018年には、RFチップ市場は150億ドルに達し、ハイエンド市場は基本的にSkyworks、Qorvo、ブロードコムの3社によって独占されており、クアルコムも占めている。RFデバイスのもう一つの重要な部品であるフィルターについては、国内外の格差がさらに大きい。携帯電話に使用されるハイエンドフィルターは数十億ドル規模の市場であり、完全にQorvoなどの海外のRFデバイス大手に支配されている。中国は世界最大の携帯電話生産国であるにもかかわらず、ハイエンドの携帯電話RFデバイスを製造することはできない。これは材料、プロセス、設計経験の着実な蓄積が必要である。

iCLIPは新興の実験技術であり、革新的な医薬品の開発において最も重要な技術の一つです。その発明により、精密な観測機器を捨てても、RNA（リボ核酸）とタンパク質がどの位置で「交わる」かを特定できるようになり、さらにはその部位の「コード」を読み出すことも可能です。iCLIP技術の難しさは、まるで無数の人海の中で一人を探すようなもので、数十億の塩基対の中から一つまたは数個の確定的な結合点を見つける必要があり、その精度は想像に難くありません。海外の研究チームはすでにこの分野で「技術競争」を展開しており、研究論文は数ヶ月ごとに次々と発表されています。一方、国内の研究室では成熟した経験がほとんどありません。

ガスタービンは艦船、電車、大規模発電所などに広く応用されている。我が国は軽量ガスタービンの自給能力を有しているが、大型ガスタービンは依然として輸入に依存している。国際的に大型の大型ガスタービンメーカーは主にアメリカのGE、日本の三菱、ドイツのシーメンス、イタリアのアンサルドの4社であり、いずれも中国との協力に厳しい条件を付けており、設計技術やコアとなる高温部品の製造技術を譲渡せず、許可証方式で地元での非コア部品製造のみを許可している。自給能力がないということは、我が国のエネルギー安全保障の重要な一環が依然として他国に左右され、『首を絞められる』リスクがあることを意味している。

LiDARはセンサーであり、自光源を持ち、積極的にレーザーを発射して周囲の環境を感知する。これはコウモリが超音波で位置を特定するのと似ている。それは自動運転車の必須部品であり、自動運転業界の進化レベルを決定している。しかし、この分野では国産品にはほとんど発言権がない。現在、公道を走行できる自動運転車の中で、LiDARを搭載しているものはほとんどが米国のVelodyne社の製品を使用しており、そのLiDAR製品は業界の標準装備であり、市場シェアの8割以上を占めている。

航空エンジンが飛行許可証を取得するためには、設計、製造、検証、管理をカバーする非常に厳格な「適航」基準体系の検証を通過しなければならない。しかし現在、国際的にはFAAと欧州航空安全機関（EASA）の適航審査が最も影響力があり、最も高い認可を受けている。規制要求のレベルでは中国とFAAが基本的に一致しているにもかかわらず、国産航空エンジンの型式が乏しく、実際の工学的実践経験が不足しているため、我国の適航規制には対応する技術的裏付けが欠けている。実際の型式の適航検証作業は、他国の空域の外で足止めされる関門となっている。

コンデンサと抵抗は電子工業の黄金の脇役である。中国は最大の基礎電子部品市場であり、年間で数兆個の抵抗とコンデンサを消費している。しかし、最高品質のコンシューマグレードのコンデンサと抵抗は日本から輸入されている。コンデンサ市場は年間200億ドル以上、抵抗も100億ドル規模である。いわゆる高級コンデンサや抵抗の最大の特徴は、同一ロット内の製品が可能な限り均一であることであり、この点では日本が最も優れており、国内企業には大きな差がある。国内企業の製品は多くが中低級品で、製造工程、材料、品質管理の面で比較的弱い。

中国の核心的な産業ソフトウェア分野は、基本的にまだ「未開拓の領域」です。産業ソフトウェアの欠如は、スマート製造に多くの課題をもたらしています。産業システムが一定の複雑さに達すると、人間の脳の計算を補助するコンピュータ支援型の産業ソフトウェアが必要とされます。例えば、チップ設計・生産の「必須ツール」であるEDA（電子設計自動化）産業ソフトウェアの場合、国産EDAと米国の主流EDAツールを比較すると、設計原理には違いはないものの、ソフトウェアの性能にはかなりの差があり、主に先進技術やプロセスへのサポート不足が問題となっており、海外の先進EDAツールとの間に「世代の差」が存在しています。海外のEDA分野をリードする3大企業であるCadence、Synopsys、Mentorは、この業界の世界年間総収入の70％を占めています。自主的な産業オペレーティングシステムと自主的な産業ソフトウェア体系の開発は、差し迫った課題となっています。

ITOターゲットは液晶ディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、プラズマディスプレイ、タッチスクリーン、電子ペーパー、有機発光ダイオードの製造に用いられるだけでなく、太陽電池や抗静電コート、EMIシールドの透明導電コートなどにも使用され、世界中で広範な市場を有している。ITO膜の厚さは機能要求に応じて異なり、通常30ナノメートルから200ナノメートルである。

サイズの問題において、国内のITOターゲット企業はこれまでほとんど突破が見られず、バックエンドの平面ディスプレイ製造企業も他人に頼らざるを得ない状況です。大サイズの焼結ITOターゲットを製造するには、大型の焼結炉が必要です。海外では幅1200ミリメートル、長さ3000ミリメートル近くの単一ターゲットを製造できますが、国内では幅800ミリメートルを超えるものは製造できません。生産効率の面では、日本の設備は月産30トンから50トンに達するのに対し、国内の年間生産量はわずか30トンです。さらに、海外から1台の設備を輸入するには1000万元もかかるため、国内の中小企業にとっては高額すぎます。

わが国では毎年、ITOターゲットの消費量が1千トンを超え、その約半分が輸入に頼っており、これらは高級製品の生産に使用されています。

中国はすでに5年連続で世界一のロボット応用市場となっているが、高級ロボットは依然として輸入に依存している。コアアルゴリズムを掌握していないため、国産工業ロボットの安定性、故障率、使いやすさなどの重要な指標は、工業ロボットの「四大メーカー」であるファナック（日本）、ABB（スイス）、ヤンチャイ（日本）、クッカー（ドイツ）の製品には遠く及ばない。コアアルゴリズムの格差が大きすぎるため、国産ロボットの安定性が低く、故障率が高い。アルゴリズムの格差はコアコントローラーにだけ現れるのではなく、サーボシステムの応答速度も遅くしている。

ロボットがひとつの動作を完了するには、コアコントローラ、サーボドライバ、およびサーボモーターの協調動作が必要である。単一のサーボシステムについては、国産ロボットの動的および静的精度はともに高いが、ハイエンドロボットには通常6台以上のサーボシステムが搭載されており、従来の制御方法では良好な制御効果を得るのは難しい。

離陸でも着陸でも、着陸装置は飛行機を支える唯一の部品であり、特に着陸段階では、それが支える荷重は機体の重量だけでなく、飛行機の垂直方向の巨大な衝撃力も含まれている。したがって、着陸装置の材料強度は非常に優れていていなければならず、特殊鋼材に頼るしかない。

現在最も広く使用されているのはアメリカの300M鋼で、この材料は真空熱処理技術を採用し、水素浸透を防ぎ、部品表面が光沢があり、酸化脱炭、増炭、晶界酸化などの欠陥がなく、表面品質が向上している。一方、国内で製造される着陸装置用の国産超高強度鋼材には、点状欠陥、硫化物介在、粗晶、内部割れ、熱処理による水素浸透などの問題が時々見られ、これらの問題はすべて製錬過程での純度不足と関係がある。したがって、我国の高純度溶解技術はまだアメリカと大きな差があり、大幅な改善の余地がある。

近年、我が国で高速鉄道が急激に建設されるにつれて、レールのメンテナンス問題も業界の専門家をますます心配させている。メンテナンスが不十分だと、ライフサイクルが短縮されるだけでなく、高いリスクの隐患も存在する。我が国が独自に自主開発した双動力電動切削研磨メンテナンスロボット装備——レールの「救急車」と呼ばれる切削研磨車はレールを「守護」することができる。しかし、切削研磨車の最も核心的な部品である切削刃は依然として国外から輸入する必要がある。切削刃の材料は一種の超硬合金材料である。その金属成分については既に理解しているが、相手がどのように配合・合成しているのかは分からない。ある種の漢方薬の祖伝秘方や各種薬材の比率がどれくらいかを推し量るようなもので、あまり明確ではない。

機械装置において欠かせないコア部品として、ベアリングは機械の回転体を支持し、その摩擦係数を低減させ、回転精度を確保します。航空機、自動車、高速鉄道、あるいは高精度工作機械や計測機器において、ベアリングは不可欠です。これにより、精度、性能、寿命、信頼性に対する高い要求が課せられます。中国のベアリング製造技術はすでに世界トップレベルに近づいていますが、材料、つまり高級ベアリング用鋼はほぼ輸入に依存しています。

高級ベアリング用鋼の研究開発、製造、販売は基本的に世界のベアリング大手であるアメリカのテムキン社、スウェーデンのSKF社に独占されている。数年前、彼らはそれぞれ山東省煙台市、済南市に拠点を構え、中国の低品質素材を調達し、自社のコア技術を用いて高級ベアリングを作り、中国市場で10倍の価格で販売している。鋼の製造過程で希土類を添加すれば、もともと高品質な鋼をさらに「堅牢」にすることができる。しかし、どのように添加するかは、世界のベアリング大手たちの核心的な秘密である。

油圧システムは装備製造業の重要な部品の一つであり、あらゆる工学分野で機械設備がある場所では油圧システムが欠かせない。高圧ピストンポンプは高級油圧装置の核心部品であり、油圧システムの「心臓」と呼ばれている。中国の油圧産業の規模は2017年にはすでに世界第二位となったが、産業は量は多いものの強さに欠け、特に定格圧力35MPa以上の高圧ピストンポンプは90％以上が輸入に依存している。国内で生産される油圧ピストンポンプは外国ブランドと比べて、技術の先進性、作動の信頼性、使用寿命、可変機構の制御機能および動静的性能指標において大きな差があり、おおよそ国外の1990年代初頭のレベルに相当している。

1980年代以降、世界の航空業界はデジタル設計の新たな段階に入り、現在ではソフトウェアなしでは設計できないほど高度な依存状態に達しています。航空機の設計には少なくとも十数種類の専門ソフトウェアが必要で、すべて欧米諸国の製品です。国内の設計部門は巨額の資金を投入してソフトウェアを購入するだけでなく、首に「緊箍咒」をかけられると、航空産業全体が麻痺状態に陥ってしまいます。

メディアの報道によると、J-10戦闘機の設計段階で、主輪の主支持構造の金属部品全体は海外委託で製造されていた。しかし、完成後に着陸装置の伸縮に問題が生じ、5ミリの誤差があったため、再注文して製造しなければならなかった。このわずかな誤差だけで、J-10の初飛行が8～9カ月遅れた。完全にデジタル化されたソフトウェアがなければ、どんな些細な誤差も製造業の悪夢となる可能性がある。