中美日三国,谁的核心技术更厉害?

2021-4-22 02:12| 发布者: anpopocom| 查看: 457| 评论: 0

摘要: 中央主持召开科学家座谈会,强调要面向世界科技前沿,面向经济主战场,面向国家重大需求,面向人民生命健康,不断向科学技术广度和深度进军。这场座谈会,释放了非常重磅信号及概念——关键性核心技术!关键核心技术 ...


中美日三国,谁的核心技术更厉害?


中央主持召开科学家座谈会,强调要面向世界科技前沿,面向经济主战场,面向国家重大需求,面向人民生命健康,不断向科学技术广度和深度进军。这场座谈会,释放了非常重磅信号及概念——关键性核心技术!

关键核心技术是国之重器,对推动我国经济高质量发展、保障国家安全具有十分重要的意义。尽管近年来我国创新能力取得了长足发展,但关键核心技术的创新能力依旧不足是不争的事实。不论是科技界还是企业界,对于此问题往往“如鲠在喉”。


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简单来说,核心技术大致可分为两大类:

一是与国家战略有关的核心技术,比如最典型的是“两弹一星”、航天技术、深潜技术等;

二就是微电子技术。可惜的是上世纪五六十年代,在“能买来就不用自主研发”理念的指导下,解散了很多本来存在的与微电子、无线电领域相关的企业,导致整个产业链分崩离析。

根据中国科学报的专家文章显示,在微电子领域,微电子产业的工业节点是三年,每三年集成电路集成度提高4倍。在上世纪六七十年代,我国微电子领域的研发和生产与国外差两代,也就是6年左右。

现在的情况要分三个方面来看,科研方面,我们与国外大概差3代,十年左右;在低端产业方面由于大量引进技术,与国外没有实质性差距;在高端产业方面,乐观来看,我们与国外仍然有30年左右差距。

文章观点显示,任何与微电子产业有关的材料、设备、工艺、技术等最先进的三代技术我们是引进不了的。


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所以说我们目前面临的最严峻问题不在科研领域。科研领域我们虽说与国外有差距,但差距不是非常巨大。我们的主要问题出在产业化方面,具体说,我们现在面临的问题是即使设计出来电路,国内无法加工,只能找国外代工。或者我们可以做出一个好的样品,但在量产时无法保证良率,这是我们被(美国等西方国家)“卡脖子”的关键所在。

再比如在微波放大器领域,中国与法国、日本的差距至少有二三十年,和美国的差距还更大。

虽然如此,中国在某些领域依然拥有很多的世界科技第一及科技发明,比如:


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1、激光技术。我国激光技术世界第一,领先全世界15年。

2、超级稻及其他农作物杂交技术。超级稻被世界称为中国的第五大发明。

3、陶瓷技术。陶瓷技术是我国传统的领先技术。

4、反卫星武器技术。我国发明寄生星已多年。曾向菲律宾的一颗商业卫星部署寄生星。寄生星只有中国才有,世界任何国家都没有研制出来。是我国镇国之宝。


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5、建桥技术。我国是造桥王国,有“世界桥梁博物馆”的美称。杭州湾跨海大桥是世界上最长的桥,也是世界跨度最大的桥。

6、高原铁路建设技术。青藏铁路是世界高原铁路技术难度最大的技术。

7、巨型水电站建设技术。我国建设的三峡水利枢纽工程,代表世界水电技术的最高水平。

8、排灌机技术。安装在骆马湖的抽水机直径8米,计划再安装直径12米的机器。代表世界最高水平。


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9、智能机器人技术。我国的水下螃蟹系统,是世界独有的。

10、汽垫船是我国发明的。当时为了保密,没有向全世界公布。

11、打水井技术。我国在西北能打世界最深的水井。

12、丝绸技术。丝绸是我国的传统技术。现在仍然世界领先。

13、治理沙漠技术。我国治理沙漠技术世界领先。

14、防治人畜瘟疫技术。我国在50--60年代已经基本消灭人畜瘟疫,当时和现在都是世界最高水平。


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15、斯坦福大学发布的DAWNBench的深度学习榜单,令人惊讶的是,在这个榜单中头一次出现了中国的科技公司——阿里云。在本次最权威的人工智能领域竞赛中,阿里云打破了亚马逊保持的8个月的记录,一举夺冠!最后测试结果显示,在精准度相同的情况下,阿里云识别图片的速度比亚马逊快2.6倍,比谷歌快5.28倍;

16、中国国土资源部地质调查局在我国南海正式宣布:我国首次海域可燃冰(天然气水合物)试采成功!我国成为了全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。

17、世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生。

“世界首台”是货真价实的“中国造”,在原型机上运行一些量子算法,速度足足比国际上第二名要快24000多倍,人类历史上早期的那些经典计算机都无法与之比肩。


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18、港珠澳大桥主体工程全线贯通,它是世界最长的跨海大桥,被外媒称为“现代世界七大奇迹之一”!海底沉管隧道技术难度极高,中国曾想让荷兰公司提供技术支持,然而对方漫天要价,世界上其他经验又无法照搬套用。中国选择从零开始,自主攻关。港珠澳大桥是中国桥梁的集大成者,是中国桥梁震惊世界的经典之作。

19、蛟龙号:2017年5月23日,“蛟龙”号完成在世界最深处下潜,潜航员在水下停留近9小时,海底作业时间3小时11分钟,最大下潜深度4811米。


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20、无人码头:2017年5月11日,一座全球领先,亚洲首个真正意义上的全自动化集装箱新码头在青岛港正式启用。这不是一座传统意义上的码头,是颠覆了延续几十年的集装码头作业和管理模式,整个码头作业现场“空无一人”,只有机器人来回穿梭,集装箱全自动装卸。

21、复兴号高铁:2017年9月21日,在京沪高铁线路上开始投入运营的“复兴号”最高时速达到355公里。这标志着我国成为世界高铁商业运营速度最高的国家。“复兴号”是具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的动车组列车。

22、射电望远镜(FAST):世界最大的单口径球面射电望远镜(FAST),又被形象的称作中国“天眼”,比美国阿雷西博望远镜,综合性能提高了约10倍!

23、中国天眼:2017年10月10日,中国科学院国家天文台宣布,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)经过一年紧张调试,已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行,并确认了多颗新发现脉冲星。

24、人脸识别技术:2017年8月,在国际权威人脸识别数据库LFW和人脸检测数据库FDDB上,第六镜在LFW无限制条件下人脸验证测试(unrestricted labeled outside data)中提交的成绩为99.83%,FDDB人脸检测测试中提交的成绩为98.82%,两项成绩均刷新世界纪录,取得全球第一的成绩,参与测试的还有谷歌、百度、腾讯、商汤、Face++、小米、360、平安科技Face++等团队。


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25、 克隆猴:2017年11月27日,世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中国科学院神经科学研究所(上海)、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生;12月5日第二个克隆猴“华华”诞生。

体细胞克隆猴的成功,将加速针对阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病,以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程。标志着中国率先开启以猕猴作为实验动物模型的时代。

中国已成为全球第二大研发投入大国,在研发成果转化为商业产品阶段的投资已成为全球第一。2017年科技进步对中国经济增长贡献率可能达到57.5%,已接近世界创新国家的第一集团。

美国智库曾经发布了一个科技大国(主要是科技大国,不是工业大国)排行榜,这个排名是以大学水平、科研机构、诺贝尔奖获得数量,尖端工业如航空、航天、发动机、医疗、药品、新材料、自动化、智能化以及有效论文和专利数量制定的一个总和计算规则。全球科技大国排名如下:

1)美国;2)英国;3)日本;4)法国;5)意大利6)德国。美国排名第一。日本第三,日本的唯一短板是在基础研究和大学方面落后于美英,但是在材料及实用技术上面称得上世界第一。


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世界知识产权组织在印度新德里发布了2019年全球创新指数(GII)。报告显示,中国的全球创新指数从3年前的第25名涨到了第14名,并实现了连续4年排名上涨的记录,是少数能进入前15强的中等收入国家。

第1名-第20名排名如下(包括国家和地区):瑞士、瑞典、美国、荷兰、英国、芬兰、丹麦、新加坡、德国、以色列、韩国、爱尔兰、中国香港、中国、日本、法国、加拿大、卢森堡、挪威、冰岛。


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美国科技实力历来是全球第一。有一句话,美国打喷嚏,世界就感冒。美国是世界经济的火车头!美国经济好不了,全球经济好不到哪里去!


因此,谈到核心技术,首先必须从世界第一科技大国美国开始。


从GDP占比来看,美国是全球第一大经济体,占全球GDP的24%,几乎是四分之一。日本,德国,英国,法国,印度五个国家GDP加起来也没有美国多。美国的GDP是俄罗斯的12倍!。所以,从总量上看,对于全球经济影响是重量级的。


其次,从产业地位来看。美国是世界头号科技大国。其研发总额占全球的40% 。美国在最关键信息领域及通讯技术,至少领先日本欧洲5/10年。美国在20多项技术领域领先中国。比如半导体,生物机器,商业航空器,特种化工,系统软件等。这样一个经济巨孽对于全球经济影响不可估量。



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美国是世界上唯一在所有科技领域都全球领先的国家,科技实力占据世界的半壁江山,极具有统治性!假如美国突然从这个世界消失,那地球的科技至少倒退10年。美国最具统治力的领域有:软件(尤其是电脑操作系统、手机操作系统)、芯片(尤其是电脑CPU)、互联网、军工、航天、金融、通讯、教育等。因为美国领先的领域很多,不一一列举


中国虽然是世界第一制造业大国,但美国的制造业也占全球比重40%!制造业是宏观经济基础,甚至于经济实体命脉。制造业出问题会严重影响产业上下游。



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从诺贝尔奖这一科学研究的最高奖项上看,美国有376人获得过诺贝尔奖,全世界获得诺贝尔奖数量排名前列的大学基本都是美国的大学。其中哈佛大学就有158人获得过诺贝尔奖。日本有28人获得诺贝尔奖,进入21世纪的19年间有19位日本人获奖。

日本全国有约70万的科研人员,每年的科研经费达1300亿美元,高居全球第三。日本在电子、手机通信、低耗能环保车、机械、工业用机器人、光学、化学、半导体和金属等多项领域具世界领先技术且屡获殊荣,不但在诺贝尔奖上获奖众多,而且日本获得其他国际科学大奖的人数,也都是亚洲第一。其包括沃尔夫奖(科学类8人)、富兰克林奖章(12人)、拉斯克奖(7人)、盖尔德纳国际奖(13人)、罗伯·柯霍奖(11人)以及汤森路透引文桂冠奖(26人)。


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美国在大部分高科技领域处于全球领先的位置,尤其是硅谷为代表的半导体与互联网、软件,以及航空航天、制药领域。


美国企业惠普、戴尔、IBM在服务器市场排名前三; 路由器市场美国思科位居第一;存储器及硬盘驱动器市场也都是EMC,西部数据分别位居榜首第一。在智能手机操作系统,谷歌的安卓,苹果ios两大系统绝对垄断。


在搜索引擎上,谷歌的全球市场份额超过一半;杀毒软件,美国的赛门铁克领先;


半导体设备制造领域,美国的应用材料研发排名前两位;超声波诊断设备,通用电气世界第一;喷墨打印机领域,惠普强于日本佳能。


医药及生物医药行业在所有行业里门槛是最高的,全球前十大制药公司里,辉瑞、强生、默克、艾伯维、安进、施贵宝等六家都是美国公司。



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据联合国教科文组织统计,美国是全球对研究和开发投入资金最多的国家。中国紧随其后,日本位居第三。随着我国经济实力的增强和科研投入的加大,未来我国也会在越来越多的行业里掌握最一流的技术。


按汇率折算,我国研发经费总量先后超过英国、德国,并于2013年超过日本,成为仅次于美国的世界第二大研发经费投入国家,目前每年对全球研发经费投入的贡献超过六分之一。



虽然近些年中国在科技领域发展进步迅速,令人自豪,呐喊厉害了我的国的同时,依然应该回过头来未雨绸缪,思考应该现实的问题:中国至今还有哪些尚未掌握的关键性核心技术?

最终结果仍然是十分令人震惊的! 中国目前尚未掌握的关键性核心技术还有很多,甚至于超出我们的想象,差距也非常之大,大到只能喊中国加油!在具体实践中,尤其是要彻底破除清理“唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项”的形式主义思想。


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比如中国早在2017年就在许多核心技术就落后老邻居日本很多,虽然目前有一些方面逐渐缩小了差距,甚至赶上来,但绝大部分领域依然是日本占据全球领先水平,下面就介绍如下:

1、半导体加工设备(1)

几乎被日本,美国所占领。,了解一下intel的最佳供应商便可明白。中国即使想花大价钱买某些这些先进设备,问题是人家根本不卖。

蚀刻设备精度最高的是日立。比如东丽,帝人的炭纤维,超高精密仪器,数控机床,光栅刻画机(世界上最厉害的也是日立,刻画精度达到10000g/mm )。

值得一提是荷兰的光刻机(ASML)光刻机,ASML是全球最顶尖、技术实力最强的光刻机制造厂商,也是目前全球唯一可以制造EUV光刻机的厂商。

被称为现代光学工业之花,光刻机的制造难度非常之高,全球只有少数几家公司能够制造,并且光刻机的一般售价就高达约7000万美金,全球最昂贵的EUV光刻机单台售价已超过6.3亿人民币元,一台设备相当于买一架飞机的价格了,但即使售价卖得那么贵,依然供不应求,光刻机的订单也需要排队生产,给再多的钱也未必能够买到。


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(2)半导体材料:半导体芯片通常需 19 种材料,并且缺一不可,并且大多数材料具备非常高的技术壁垒,半导体材料企业在半导体行业中占据着十分重要的地位。世界上日本企业在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩、光刻胶、药业、靶材料、保护涂膜、引线架、陶瓷板、塑料板、 TAB、 COF、焊线、封装材料等 14 中重要材料方面占有约 50%及以上的份额,日本半导体材料行业在全球长期保持绝对优势。 比如日本的信越化学,全球70%半导体硅材料由其提供。中国大资金投资的半导体产业,最终结果让日本半导体设备厂商赚的盆满钵满。


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2、超高精度机床:超高精度机床和材料学被称为工业之母。日本和德国及瑞士三分天下,其中日本技术领先在世界上甩其他国家几条街。。世界最高精度机床主轴是日本精工。日本精工将自主设计的极微量油气润滑系统与定预压切换结构相结合。成功实现世界最高dmn值的工作机械(车床加工中心)用主轴。比如美帝F22战机使用的日本精密机床:比如F22猛禽战机的发动机和kc135加油机都是采用 SNK(新日本工机)的5轴龙镗铣进行超精密加工的。

大名鼎鼎的、集无数荣誉于一身的日本山崎马扎克yamazaki mazak。被瑞典皇家科学院评为世界最佳公司、英国本地最佳工厂兼出口成就奖、美国制造工程师学会惠特尼生产力奖获得者、美军US.ARMY岩岛兵工厂联合制造技术中心的机床供应商及机械师培训方、波音集团的最佳机床设备供应商等。同时日本山崎马扎克是美国军方 RIA-JMTC的机床供应商及机械师培训方。

日本山崎马扎克是美国波音公司最佳供应商,而且是美国制造工程师学会惠特尼生产力奖获得者。


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全球超精密加工领域中精度最高的母机是日本捷太科特Jtket的AHN15-3D自由曲面金刚石加工机,这个设备主要对各种光学镜头和蓝光镜片模具进行超精密车削及研磨,其性能达到了30nm部件形成精度和1nm级ra表面粗糙度,仅从加工精度上比三台军工领域最先进的——美国LLNL之LODTM、美国的DTM-3、英国CUPE的OAGM2500,还要超过近八倍。可见此母机在超级精度方面是无敌的。

全球70%左右的精密机床几乎搭载由日本Metrol研制的世界最高精度的微米级全自动对刀仪(对刀仪是为了应对机械在随工作时间加长切削轴热膨胀加剧后切削刀尖产生磨损,至使坐标跑偏的必备测量兼修正工具)。

全球唯一突破纳米级加工精度的慢走丝电火花加工机同样来自日本沙迪克 sodick,其将电火花式加工与水刀式加工结合成功开发出世界首台混合动力线切割放电加工机。

在所有尖端工业机械上都无法缺少的传动部件中,日本HDS的高精密大扭矩轻量化回力小的谐波减速机在全球拥有40%以上份额。NASA 空客蔡司外科手术镜等都是靠它来传递反馈设备的停走动力转向精度定位 搭载业界首款4kw级光纤发振器的世界最快光纤激光金属切割机——天田FOL3015AJ。


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日本amada在2000年推出的畅销欧洲的astro-540 interpro机型基础上开发出了世界首台将激光溶接-成型-攻丝-折弯4项钣金制造工序集成于一体的复合钣金加工机LASBEND-AJ;当选德国权威机械技术杂志maschinemarket评出的2013年度最佳革新技术奖。

双主轴双刀塔车床的代表者——okuma(大隈株式会社);okuma是全球机床界中唯一的“全能型制造商”。

日本松浦机械几乎占领了欧洲高端发动机加工,一直都是超级跑车法拉利、布加迪威航的客户。

独创双伺服电机驱动结构开发出的拥有世界最快速加工力的数控转塔式冲床——天田em-nt series(70工作塔位 4自动旋转塔位 500次冲孔/分 1800次步冲/分


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中国高精尖科研设备铜材主要提供商,国家重点扶持机构中铝洛铜向日本生田产机购买了一整条伸铜双面铣面切削生产线;世界几乎所有汽车品牌上的铜材的加工过程都利用其设备完成的。

3、工业机器人:工业机器人被认为是未来50年全球倾力发展的产业。目前工业机器人的关键性技术几乎掌握在日本手上。

全球机器人四大家族:日本发那科,安川电机,瑞典ABB,德国库卡。其中最顶尖的是日本的发那科,它是全球工业机器人销售记录保持者,利润保持者,技术领导者。德国库卡相对最弱,其核心技术基本外购,目前已被美的收购。

工业机器人有三大核心零部件的关键技术:控制器(控制技术),减速机,机器人专用伺服电机及其控制技术。


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全球一线厂家是::发那科(Fanuc 日本)、安川(Yaskawa 日本)、ABB(瑞士)、库卡(KUKA 德国)。 全球二线厂商包括Comau(意大利)、OTC(Daihen旗下 日本)、川崎(Kawasaki 日本)、那智不二越(Nachi-Fujikoshi 日本)、松下(Panasonic 日本)等,其中FANUC的零件自制比例高,其盈利能力很高。

4、精密仪器:在2015全球顶尖精密仪器top 25中, 几乎被美国日本德国所垄断。其中美国10家,日本6家,德国4家,英国2家。比如:显微镜,光谱仪,引力波探测器,拉曼成像仪,测量仪等。日本从2000年始几乎每年一个诺贝尔奖,其重要原因离不开其高端仪器的制造及使用。

举几个典型的例子:

A、日本SATAKE长研究发展全球三大粮食作物之一的稻米机械设备,包括粮食食品设备、实验检测设备、关联环境机械设备等方面,其市场占率均为全球第一,并且设备供应从单一到成套系统的全方位设备。世界主要生产稻米国家的政府与企业都和SATAKE合作,包括中国、美国、东南亚、南美等地区。

B、由日本日立公司为加拿大维多利亚大学定制打造的世界最强大的科研显微镜已正式投入使用,其分辨率35pm(1pm=1/1000nm),当时造价2500万美元——HF3300V STEHM(扫描透射电子全息显微镜)


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C、电子显微镜,全球高端电子显微镜主要有两大品牌:日本的JEOL和美国的FEI‘

D、全球唯一一台原子纳米级全息电镜是日本日立开发成功的。

E、全球仅有的6台投入使用的重粒子癌放疗设备有5套在日本、 1套在德国,属于医疗硬件的最顶级。当今选择不开刀而接受重粒子线放疗的患者中有大约80%是在日本进行的。


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医疗科技硬件最顶尖水平的质子束放疗加速器,是由日立与北海道大学发明的,当时整套设备售价2亿美元、全球装机量仅十几台。

日本三菱重工的世界首台带立体定向功能的适形调强放疗设备并用于胰腺癌治疗方面;日本住友重机械京都大学的世界首个不依靠科研反应堆,成功商业化为医院专用的硼中子捕捉疗法(BNCT)设备;

日本产学界合作,率先于全球开发并实用化使用回旋加速器的BNCT设备,可长期在尖端医疗器械领域保持领先地位,BNCT是次世代最被关注的不需上手术台的癌治疗手段之一。


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世界最快速并且唯一有能力探测外银河系高能量的全天候天文仪器——maxi(全天候X射线监视装置);maxi搭载了由jaxa和riken共同开发的世界最广视野狭缝监视摄像机(12固态+2气态),放置于国际空间站日本实验舱kibo号外平台,并且随kibo号沿空间轨道移动,可每92分钟完成一次对银河系的360度扫描,将以往千余个X线变光源的一轮分析时间由数日至数周缩短到一个半小时左右;不设特定对象,以最敏感的观测力捕捉宇宙空间内任何一处超新星、中子星、黑洞 伽玛暴的瞬间突发和后续可变现象。

截止2015年1月不到4年时间里,仅新的(极)超新星maxi就已经发现了12颗,很多过去未知的天文现象和原理正在被日本和美欧科学家利用maxi解明中,此台仪器将极大推动天体物理学的研究进展。

世界首支行星观测用(极紫外分光)太空望远镜是日本Sprint-A, Sprint-A将尝试解明类地行星(火星 金星)在太阳系形成后的数亿年间因太阳风磁层导致的大气逃逸之迷,并通过观测最靠近木星的卫星“木卫一”产生的大量硫离子,来调查因它引起的木星中等离子体能量转移;Sprint-A已由日本新型火箭epsilon已实现运载升空,投入使用中。

jeol利用最新独自研发的12极子球面像差校正器,成功推出最高加速电压达300kv的新一代冷场发射球差校正透射电镜,jem-arm300f在电子显微镜界处于世界领先地位。


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日立的质子束癌症放疗设备已是全世界医院癌症科NO.1的美国的MD安德森进行了2400+实例,美总统御用医院梅奥诊所、美国国家癌症研究所NCI唯一指定的儿童综合癌症治疗兼研究机构St.Jude Children‘s Research Hospital,欧洲最大规模肿瘤科的德国海德堡大学医院都在利用日立的质子束放疗设备。

5、工程器械:全球工程器械排行榜: 美国卡特彼勒、terex、日本小松、日立,同时还有中国的徐工都在前十名。

日本的IHI运搬机械,是历史上最大(8100tm)的拥有量产记录的动臂塔吊(动臂自升式起重机),在此之前IHI曾将起重力矩为5600tm的“前世界第一大”塔式起重机用于明石海峡大桥的主塔施工,动臂塔吊相比水平臂塔吊虽然造价昂贵,成为当今大规模建筑现场的主流母机。在此领域,IHI在本世纪初为自己的代工厂造过一台起重力矩达到近20000tm(65m-300t)的巨无霸,仅此一台没有量产。

6、轴承:在2015年全球轴承排行也属日本,瑞典,德国三分天下。


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7、炭纤维:炭纤维应用在高端军事,工业,生活,汽车,飞机等领域。碳纤维技术几乎被日本东丽,东邦,三菱丽阳所垄断。波音及空客是东丽的常客。 空客曾经在2010-2025期间从东丽进口价值21-32亿的碳纤维材料。

碳纤维之后, 日本的新材料SIC纤维再次推动世界技术革新。 新一代飞机的发动机核心零部件将采用日本开发的新材料。美国通用电气(GE)将在最新型发动机上采用日本厂商制造的重量轻、且具备高耐热性的碳化硅(SiC)纤维。

在飞机上,主翼和机身等部位将把铝合金改为碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)。从机身的CFRP采用比率来看,欧洲空中客车和美国波音的最新中大型飞机已经超过50%。

8、光学:世界先进光学玻璃制造商分别有:日本保谷光学Hoya,日本小原光学Ohara,日本住田光学Sumita,德国肖特光学Schott。其中日本住田光学Sumita拥有精密模压而成的光学玻璃,是世界最高折射率,世界最低成形熔点,世界最多品种数量记录。


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在光学领域最重要母机之一的大型衍射光栅刻划机,全球只有少数几个国家有能力制造,日立拥有最高刻划精度10000g/mm。

比如 世界第一行星探测能力的日本斯巴鲁subaru昴星为世界最大单一主镜片光学红外天文望远镜,在之前发现的距地球最遥远的10颗星系中有9个是科学家利用它发现的。

吉尼斯世界纪录认定的世界最精密光学天象仪——来自日本五藤光学 当今世界上最先进的光学天象仪能准确投影1亿4千万颗恒星,并且五藤光学和柯尼卡美能达的总和拥有全球7成左右市场份额。


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9、发电用燃气机轮: 三菱重工,日立,西门子三分天下。世界最高热效率发电用燃气轮机来自日本三菱重工的M701J,热转换效率比M501J曾提升了0.2%,刷新了世界记录, 并且是世界最大功率燃气机轮,拥有单机470兆瓦,GTCC联合循环680兆瓦的容量。

世界最大功率的发电用燃气轮机——三菱重工M701J,拥有单机470兆瓦,GTCC联合循环680兆瓦的容量,更惊人的是它的热转换效率比M501J之前曾提升了0.2%,也刷新了世界记录。


10、脱销催化装置:被称为发电机的心脏。此领域被日本日立垄断。


  

11、垃圾焚烧设备:日立造船在此领域世界NO1,强大处理能力的垃圾焚烧设备是城市化进程中不可缺少的环保设备,其客户遍布全球。


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12、石化领域最关键的一种母机——PP PE大型挤压造粒机:拥有完全自主设计兼制造能力的全球就3家(日本2家, 德国1家),其中日本制钢所的无齿轮泵式做到了100th(87万t年)的世界最高水平,日本的神户制钢拥有全球最高占有率。 由于PP/PE挤压造粒机是化工厂必需的设备,中国的两桶油都是日企的客户。

  

13、工业水泵:由日本ebara(荏原制作所)设计建造了世界最高单体扬程最大流量,曾被用于山西引黄工程 。

14、企业级扫描仪:属于日本富士通的天下,是全球商业智能文档影像解决方案大哥大。表单印刷-识别-电子化合体技术的发明者是富士通,富士通pfu利用自己世界最高市场份额的商用扫描仪和独立开发的光学字符识别软件(ocr)曾经帮助中国国家统计局高效准确的完成了世界最大规模人口普查。


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15、血液诊断设备:中国国家食品药品监督管理局曾指定北京市医疗器械检验所将全球血液诊断设备制造商大哥大日本的希森美康的血细胞分析仪做为国家标准,以此来审查检测全国所有血细胞计数设备的质量和日常精确度管理的提升。

16、全球氧化锌避雷器:东芝三菱电机产业系统株式会社(tmeic)作为全球领先企业,曾向中国首条由境外引入兼目前世界上线路最长的天然气输送项目——西气东输二线工程提供全部高压变频器与高速电机;东芝三菱电机产业系统株式会社拥有世界最大容量的电压源型变频器与高速电机。


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17、光伏逆变器:日立与东方电气集团在华的合资公司东方日立向中国乃至全球最大规模水力光伏互补光伏发电站提供上百台高出力、高转换率的光伏逆变器;光伏逆变器是将太阳能电池所发出的直流电逆变为交流电并承担系统保护作用的光伏电站关键设备之一。

18、HFC-23分解回收装置:日本月岛环境工程与旭硝子大金工业,根据《京都议定书》中的清洁发展机制项目(CDM)研发的世界最先进的有效破坏率超过99.99%的HFC-23分解回收装置占距了全球销毁HFC-23气体所需设备的30%以上份额; HFC-23别称氟利昂23,是传统氟利昂的替代物HFC-22在生产过程中必然要排放出的一种强效温室气体,是当今全球气候变暖的元凶。

19、海外淡化及废水利用:在海水淡化、废水再利用、超纯水制备中被广泛使用的反渗透膜等膜工业领域,日东电工、东丽、帝人、旭化成为首的日本化工企业掌握话语权。

20、建筑设计:全球最大规模的综合性建筑设计公司之一——日本日建设计(nikken sekkei)。日本的建筑设计的成绩单十分靓丽,在亚洲和中东表现十分突出,并连续9年世界第一。,比如中东第2高迪拜burj al alam、北京电视台、上海中银、深圳太平金融大厦等。

  

21、加氢反应器:是大型化工厂的必备。日本神钢与日钢的热壁加氢反应器常年保持在全球第1第2;神钢是唯一在设计核心材料组装的整条制造过程中具备完全自主能力的厂商。


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22、粉体加工机: 全球粉体装备老大哥大,日本的Hosokawa micron(细川密克朗),之前曾经预测,如果Hosokawa micron的粉体微粒加工机械出现停产,全球各大医药及糖果点心商的生产车间也将面临瘫痪。

比如细川密克朗的粉体加工机械是辉瑞、罗氏、诺华、阿斯利康、葛兰素史克等国际制药大厂商的御用设备。

23、核心卷绕设备皮带张紧机:全球绝市场份额被日本JDC的RB21和Beltbridle两种型号占有。在所有板材加工领域(钢板、汽车、家电、 建筑等)都必须用到核心卷绕设备皮带张紧机。

24、味之素:味精的发明者,日本味之素。味之素曾是手术患者术前术后不可或缺的氨基酸输液市场的制造商,曾占有全球6成份额;拥有在饮料口香糖中广泛存在的阿斯巴甜全球4成份额,其中可口 百事的低糖品牌大部分阿斯巴甜采购自味之素。


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25、焦炭生成器:住友重机械作为老牌化工母机制造商,把控着冶金制铁,基础原料焦炭的焦炭生成器大部分市场。中国及美英中东大型石油公司都是其客户。

26、动力总成精密测试设备:日本Horiba(堀场制作所)在引擎传动制动底盘排放等全套动力总成精密测试设备领域具有绝对的领先水平。其在汽车,坦克,飞机等领域都有不可或缺的作用。

比如Horiba与美国科学应用国际公司SAIC签订合同为美陆军坦克汽车研究工程中心建造世界最大的战斗用轮式及履带式车辆的测试和能源环境实验室。

27、特殊类钢材:世界最大特殊类钢材制造商是日本daido steel;由daido出品的商飞引擎用传动轴和船舶柴油引擎用开关阀分别占到了全球一半左右的市场份额,特别在传动轴市场是全球NO.1,历来是波音空客旗下主力客机引擎之首选。


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28、全成型电脑横机:日本和歌山市的岛精机制作所是世界最快速全成型电脑横机记录保持者,同时还握有此领域全球约60%市场份额;电脑横机与工业缝纫机并称为纺织业界的两大母机,工业缝纫机的老大也来自日本。

岛精机出品的电脑横机在崇尚高端时装的欧洲大佬眼里被称为针织机械界的“劳斯莱斯” 。董事长岛正博先生曾因在纺织设备领域对意大利时装界的贡献被授意大利国家级荣誉勋章 。


29、热转化处理领域:世界最大处理能力最高耐压的工业冷却板式热交换器——日阪制作所,市场份额与瑞典阿法拉伐并列第一。



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30、证件制造设备:中国公民2代身份证印刷设备曾是日本富士施乐设备。世界最大证件母机制造商日本unomatic多年来向各国政府机关交付了电子护照制造、数距编码、护照发行管理、激光式护照印刷机、钞票剪裁机等各种自动化系统,包括面向中国出货的存折制造设备。

31、液压式伺服冲压机:川崎重工旗下附属企业川崎油工自04-2013先后向中国第一大客车底盘生产商安徽江淮汽车公司提供中国最大的(5000t/6000t)液压式伺服冲压机。

32、电波暗室:全球最大规模电波暗室制造商——日本td。

33、高端光缆:nict与住友电工横滨国立大学 optoquest株式会社共同开发出36光芯兼每条光芯都可以3种模式传递信息的世界最强性能多功能光纤,成功开辟了利用单根光纤进行10pbps级超大容量传输的可能性,其成果已被在洛杉矶召开的光纤通信界的最大国际会议ofc 2016选为最热点话题。

34、SDN-软件定义网络:当下最新兴前沿的IT技术——software defined network(SDN-软件定义网络)。SDN的最初概念由stanford大学研究组提出,以nec为首的日本IT企业在研发应用化阶段处于绝对的全球领先地位。

  

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35、物联网安全解决方案:三菱电机与立命馆大学利用大规模集成电路在作动时产生的独特微细个体差异,创造出目前最先进的IoT(物联网)安全防护解决方案——lsi指纹id

36、全站仪: 日本托普康TOPCON作为影像型全站仪的发明者,和无棱镜脉冲全站仪测距记录的保持者。托普康从波兰教育局和英国Crossrail铁路项目中,曾经分别获得世界和欧洲最大的土木测绘仪器订单。各大医院眼科的验光仪器诊断设备,同样来自日本托普康TOPCON。

37、化妆品产业: 世界上化妆品产业份额基本被法国,美国,日本,德国占领。比如欧莱2016年欧莱雅在全球销售总额为258.4亿欧元(约合1892亿人民币),营业利润为45.47亿欧元(当时汇率约合333亿人民)十分吓人不?


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在设计及营销方面做得最好当属法国,虽然日本技术实力最强,拥有资深堂,花王,kose等。

资深堂是世界唯一23次获得IFSCC最优秀奖的化妆品厂家。且遥遥领先其他国际化妆品公司。曾荣获2014年在巴黎举办的第28届IFSCC congress top award(国际化妆品化学家学会联盟最优秀奖);这是资生堂连续第5届在IFSCC大会上取得top award,也是包含congress和conference在内的总计第23次获得top award,遥遥领先。

IFSCC大会是全球化妆品界公认最重要的科学会议,资生堂不论是在congress(15回)还是在conference(4回)上获得top award次数都保持绝对优势。资深堂在化妆品的科研贡献非常大。


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38、乐器行业:日本和德国二分天下。是世界乐器界的绝对王者。雅马哈钢琴是世界顶尖钢琴们的厚爱,也被最好的学校和音乐学院所推举。日本雅马哈在乐器界的地位,比丰田在汽车界的地位还高。雅马哈在中高端领域依然是全球霸主。雅马哈在全球乐器市场占比曾达23%左右,具有一定的压倒优势。

39、世界螺母NO1:世界著名的只有49名员工的小企业日本哈德洛克(Hard Lock)工业株式会社的永不松的螺母。 包括中国、英国、澳大利亚、美国等都曾向日本哈德洛克公司公司订购螺母,在全世界仅此一家,可想而知哈德洛克螺母占有的市场份额有多大。

可以说是日本人的工匠精神把一颗螺母做到了极致。 比如在高铁时速350公里快行中,假如固定螺丝的螺母发生了松动,导致重要装置脱落,将会酿成重大事故 。 HardLock螺母成了全世界唯一的绝不松动的螺母, 世界最长吊桥日本的“明石海峡大桥”、世界最高的自立式电波塔“东京天空树”、美国的航天飞机发射台、海洋钻探机等国内外许多国家和地区,都采用了日本的“Hard Lock螺母 。

  

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40、电池:无论电动车、氢动力,还是混合动力汽车最重要的东西就是电池!由日韩垄断。在电池上游电池材料供应中,日本住友化学,东丽,昭和电工,三菱化学在纯电动汽车EV上游产业链上有压倒性优势。东丽,住友化学为松下,LG供货。

  

41、海底电缆:日本住友电工曾在此领域技术是全球NO1。其开发的全球最轻海底输电电缆已经向英国和比利时的海底电缆供货,长度约130公里,价格为300亿日元。

42、生命科学专用超级计算机:世界最快生命科学专用超级计算机已由riken完成开发。


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43、cpu/gpu异构式超算系统:cpu/gpu异构式超算系统的提倡者兼此平台程序软件的先驱开发者,超级计算机界最高峰学术赏sidney fernbach award的新科得主——东京工业大学全球科学信息计算中心prof.satoshi matsuoka;全球几乎所有高性能超算系统都是此架构的支持者,matsuoka博士也因此获得了象征超级计算机领域个人最高荣誉的sidney fernbach award

43、世界精密减速器:中空轴减速机以及单轴伺服执行器和控制器的领导者是日本纳博特斯克。纳博特斯克(Nabtesco)在其业务领域掌握高端核心技术,占有很高的市场份额。

世界75%的精密减速器市场被日本的纳博特斯克和日本哈默纳科占领。其中飞行控制执行器的制造水准在世界上处于领先地位。

44、光纤:日本的nict kddi研究所和古河电工在太平洋横断光纤传输实验中结合三方软硬技术,成功全球首次使单根光纤的容量距离积达到1Exabps 级别,打破了ntt先前保持的世界纪录


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45、量子计算:东京大学在世界首次采用III族氮化物普及材料(GaN-氮化镓)作为量子点单光子源成功生成可于常温下操作的单一光子,迈出了量子计算的第一步。

46、量子隐态传输:东京大学prof.akira furusawa联合ntt先端设备技术研究所,将furusawa博士在2013年研制的世界首个完全态量子隐形传送装置的心脏部——用来生成检出量子纠缠的核心电路集成到一块以ntt拥有的纳米平面光波回路加工工艺为基础制作的微型硅芯片上,并成功在这个氧化硅衬底ic中发生和检测到量子纠缠,通过将布满了巨量光学器件的约1平方米的光平台复制缩小到面积0.0001平方米(26x4毫米)兼可升级的石英系基板上,突破性的解决了进行量子隐态传输时承载在光子上的量子位信号因光学系统内元件配置制约导致的运算扩展瓶颈;


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furusawa博士的下个课题是争取把光源二极管等非量子纠缠生成检出部分也完成聚集化,减少光纤损耗对量子位精度和稳定度的影响,向制造出超高速量子计算机和超大容量量子通信的目标迈进

47、量子电路板

48、矢量超级计算机:NEC开发完成最新型SX系列矢量超级计算机——SX-ACE;这台采用sun架构的矢量超算虽然其总体运算能力(130TFLOPS)排不进世界前5,但却具备世界第一的单核性能(64GFLOPS)和世界第一的单核内存带宽(64GB/s),并利用独到的工业设计实现紧凑化与低耗能


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49、电脑多头秤:电脑多头秤的发明者,世界最大计量包装解决方案提供商——日本ishida(石田)如今在全球电脑多头组合秤量机市场占有大部分市场份额。

比如联合利华、达能具备巨量产能的跨国食品企业是ishida的忠实客户。

50、小企业有大实力:来自静冈县滨松市不足70名员工的elysium开发的三维图形转换软件自本世纪初开始就始终如一地在幕后为各非盈利型机构 跨国公司(NASA、波音、达索、IBM、 autodesk、西门子 戴姆勒、宝马、福特)的主要项目提供支持。

elysium为洛克达因的世界最大推力火箭引擎RS68项目团队提供高精确度、高保真度的图形数距转换软件来应对复杂的实体几何模型 拓扑 装配关系。


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51、复合材料热压罐:川崎重工为应对波音b787-9 b787-10增产和777x系列机型而设计打造的世界最大复合材料热压烧结炉(直径9m 长30m 重920t)已在名古屋第一工场投入使用。

52、光子加速推器:世界首个成功展开并成功实现光子加速推进技术的太阳帆飞船(太阳辐射加速星际风筝)朝金星进发——日本宇宙航空研究开发机构IKARO。

53、引力波望远镜:世界最高精度与第2臂展的引力波望远镜——日本LCGT(kagra)

54、自由电子激光(XFEL)研究设备:世界最短波长的X射线自由电子激光(XFEL)研究设备——日本理化学研究所的SACLA


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55、中子源生成设施:世界最高密度超冷中子源生成设施——日本KEK 阪大RCNP 加拿大TRIUMF研究所共同建造。

56、使高速离子作为惯性约束核聚变加热介质:日本光产业创成大学院大学prof.yoneyoshi kitagawa联合hamamatsu(滨松光子株式会社)与大阪大学,利用hamamatsu开发的两支高往复ld(激光二极管)激励式固体激光对向照射直径0.5mm/厚7um的含有重氢的塑料球标靶制成球体堆芯,然后借助大阪大学超短脉冲高强度激光装置lfex的两条激光束从外部直角方向直接激发压缩成型的堆芯,成功将激光内爆反应时所需的热中子生成量由原先最多的2000万-3000万个一举增加至5亿个左右,同时确认其中离子流体产生的800万℃追加沉积热量是导致被加热前的800万℃燃料瞬间内爆至2000万℃的首要热源,即在世界首次成功使高速离子作为惯性约束核聚变加热介质的愿望变为现实。


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57、激光核聚变发电:日本光产业创成大学院大学prof.yoneyoshi kitagawa领导的研究小组在世界首次实现了激光核聚变所用核燃料的连续投入,并成功拍下由激光引起的连续聚变反应过程,向实用化发电再推进一步。、

58、天然气水合物:除甲烷水合物外另一种可燃冰——天然气水合物(NGH),三井造船在全球首次成功完成从微丸制备-储存到运输-再气化的一整套“陆上天然气水合物运送流程”的研究,并建造出世界首艘NGH专用运输船;天然气水合物作为一种前景广阔的新能源后选物,一旦大规模应用则将激发新油田开采,有望极大减少火电厂对LNG的依赖。三井造船为首的日企在本领域不仅具备有形资产,无形资产也是遥遥领先。  

59、通讯测量设备:无线电话发射机的发明者,世界3大IT通信测试测量设备制造商之一——建社近120年的anritsu。、


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60、家庭作坊:冈野工业是一家员工曾拥有仅6人,注册资本金不足1000万yen的绝对微型家庭作坊,其在民用领域拥有移动设备用锂电池不锈钢外壳的几乎100%份额;在军工领域是美隐型战机和NASA御用的炭素精加工技术提供者,美国防省激光反射器用抛物面天线指定供应商;在医疗领域利用自己世界第一的冲压技术成功帮助terumo将世界最细的针尖只有0.02mm的胰岛素注射针问世,从此使糖尿患者打针不再疼痛。

  

61、印刷机:三菱重工与德国曼罗兰高堡都有过向报社提供运转速度每小时90000cph(18万份/小时)的报纸用轮转胶印机的记录,不过在轮转印刷领域他们只能并列第2,迄今为止世界上最高速的倍幅报纸轮转胶印印刷机由日本TKS(东京机械)在2017年开发,印刷能力达到了每小时100000cph(20万份/小时)。


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为什么丰田能做到世界最高汽车热效率41%?这些都跟稀有金属的应用有关系。日本是世界第一大稀土消耗国,其稀土冶金水平也是世界第一,如果咱们能把稀土技术研究到日美这个水平,那么技术实力将大幅提升,所以,只能说中国加油。

所谓核心技术比的就是长期积累,投入时间,还有就是工业底蕴。

以上只是冰山一角。,全世界很多高科技产品暂时离不开美国日本的材料及技术,同样美国和日本也有某些方面离不开中国的材料及技术。


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中国虽然是世界第一制造业大国,但美国的制造业也占全球比重40%!制造业是宏观经济基础,甚至于经济实体命脉。制造业出问题会严重影响产业上下游。



从诺贝尔奖这一科学研究的最高奖项上看,美国有376人获得过诺贝尔奖,全世界获得诺贝尔奖数量排名前列的大学基本都是美国的大学。其中哈佛大学就有158人获得过诺贝尔奖。日本有28人获得诺贝尔奖,进入21世纪的19年间有19位日本人获奖。

美国在大部分高科技领域处于全球领先的位置,尤其是硅谷为代表的半导体与互联网、软件,以及航空航天、制药领域。



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美国企业惠普、戴尔、IBM在服务器市场排名前三; 路由器市场美国思科位居第一;存储器及硬盘驱动器市场也都是EMC,西部数据分别位居榜首第一。在智能手机操作系统,谷歌的安卓,苹果ios两大系统绝对垄断。


在搜索引擎上,谷歌的全球市场份额超过一半;杀毒软件,美国的赛门铁克领先;在云计算领域,阿里云虽然风光无限,但和亚马逊及微软等企业相距甚远。



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半导体设备制造领域,美国的应用材料,科林研发排名前两位;超声波诊断设备,通用电气世界第一;喷墨打印机领域,惠普强于日本佳能。


医药及生物医药行业在所有行业里门槛是最高的,全球前十大制药公司里,辉瑞、强生、默克、艾伯维、安进、施贵宝等六家都是美国公司。


据联合国教科文组织统计,美国是全球对研究和开发投入资金最多的国家。中国紧随其后,日本位居第三。随着我国经济实力的增强和科研投入的加大,未来我国也会在越来越多的行业里掌握最一流的技术。



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