世界上最顶尖的技术在哪些国家?

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半导体加工设备

基本被日本,美国霸占。

目前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(这个最牛的也是日立,刻画精度达到10000g/mm ),光刻机(ASML)等等,这些是美日严格限制出口的。

一个块CPU要制造出来,需要N多设备和材料。全球前十大半导体设备生产商中,有美国企业4家,日本企业5家。

半导体材料

生产半导体芯片需要19种必须的材料,缺一不可,且大多数材料具备极高的技术壁垒,因此半导体材料企业在半导体行业中占据着至关重要的地位。

而日本企业在硅晶圆、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中重要材料方面均占有50%及以上的份额,日本半导体材料行业在全球范围内长期保持着绝对优势。全球70%的半导体硅材料,都是由日本信越化学提供。

超高精度机床

超高精度机床和材料学并为工业之母:日本,德国,瑞士的天下,其中日本更是领先世界一大截。

世界最高精度机床主轴来自日本精工。

美国F22猛禽战机就用日本机床:SNK(新日本工机)的5轴龙镗铣。

yamazaki mazak(日本山崎马扎克)被瑞典皇家科学院评出的世界最佳公司、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等。mazak最拿手的环节,当属machining center(加工中心)。

全球超精密加工领域中精度最高的母机,来自于日本捷太科特Jtket的AHN15-3D自由曲面金刚石加工机,此设备主要用来对各种光学镜头和蓝光镜片模具进行超精密车削及研磨。这台机子仅从加工精度上讲比三台军工神器(美国LLNL的LODTM和DTM-3, 英国CUPE的OAGM2500)还要高出近8倍。

全球70%的精密机床都搭载着由日本Metrol研制的世界最高精度的微米级全自动对刀仪。

全球唯一一台突破纳米级加工精度的慢走丝电火花加工机,来自日本sodick(沙迪克),sodick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。

在任何尖端工业机械上都不可缺的传动部件,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4成以上份额,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。

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。

双主轴双刀塔车床的代表者——okuma(大隈株式会社)。okuma最令人称赞的是这家公司是全球机床界中唯一的“全能型制造商”,几十年来一直坚持从核心部件(驱动器、编码器、马达、主轴等)到数控操作系统到终端,全部由自社设计开发完成,真正实现了软硬兼备。

德国权威机械技术杂志maschinemarket将最佳革新技术奖连续授与okuma的Machining Navi自动加工导航技术和多层狭缝永久磁铁磁阻电机prex motor。

日本松浦机械几乎霸占了欧洲高端发动机加工,历来都是超跑法拉利,布加迪威航的客户。

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要利用生田产机的设备完成。

工业机器人

工业机器人是未来50年的全球大力发展的产业。目前工业机器人的技术基本掌握在日本手中。

机器人四大家族:日本发那科,安川电机,瑞典ABB,德国库卡。其中发那科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。德国库卡最弱,其核心技术基本外购,目前被美的收购。

工业机器人有三大核心技术其实也就是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。

一线厂家包括:发那科(Fanuc 日本)、安川(Yaskawa 日本)、ABB(瑞士)、库卡(KUKA 德国)。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)等等。

顶尖精密仪器

美日德基本垄断,其中美国10家,日本6家,德国4家,英国2家 。

美日都是诺贝尔奖大国,日本从2000年开始基本每年一个诺贝尔奖,其中之一就是离不开其高端仪器的制造,使用。

举几个例子。日本SATAKE长期致力于发展人类三大粮食作物之一的稻米方面机械设备,旗下囊括的粮食食品设备、实验检测设备、关联环境机械设备等方面市占率均为第一位。全球主要稻米粮食国家政府与企业均与SATAKE有合作,包括中国、美国、东南亚、南美等地区。

由日立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于去年正式投入使用。

目前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。全球唯一陶一台原子纳米级全息电镜也已经被日本开发成功——来自日立。

医疗硬件的最高峰之一,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,目前选择不开刀而接受重粒子线放疗的患者中有80%是在日本进行的。

医疗科技硬件两大最高峰的另一个——质子束放疗加速器,由日立与北海道大学发明,整套设备售价2亿dollar+,全球装机量不超15台。

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——三菱重工。

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——住友重机械-京都大学。BNCT是不需上手术台的癌治疗手段之一,日本产学界合作。

世界最速兼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)。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。

世界首支行星观测用(极紫外分光)太空望远镜——日本Sprint-A Sprint-A。

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,巩固了自己在电子显微镜界的世界领先地位。

世界最高波束亮度、强度生成能力的能量回收光源光阴极直流电子枪—日本pearl。

日立的质子束癌症放疗设备已经在全世界医院癌症科NO.1的美国MD安德森进行了2400+实例,此外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。

全球工程器械排行榜

美国卡特彼勒 ,terex第一,第三。日本小松,日立分列第二,第四。中国徐工进入前十。

2016年中国大力发展基建,让日本小松同比暴涨97%,日立暴涨42%,神钢增长29%。

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)——IHI运搬机械。

2015全球轴承排行

日本,瑞典,德国的天下。轴承在工业领域的发挥的重要作用和对材料学的要求,内行都懂。

发电用燃气机轮

三菱重工,日立,西门子的天下。世界最高热效率发电用燃气轮机就来自日本三菱重工的M701J,同时也是世界最大功率的发电用燃气轮机。

世界最大双轴燃气轮机为日立H80,简单循环功率110mw+,联合循环功率154mw+。

动力总成精密测试设备

不管是天上飞的海里游的还是地上跑的,只要是移动型的机械物体就需要发功,而发功的前提是测功——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压倒性领导力,在汽车,坦克,飞机等领域都有不可或缺的作用。

特殊类钢材

世界最大特殊类钢材制造商——日本daido steel出品的引擎用传动轴和船舶柴油引擎用开关阀分别占到了全球3成、6成份额,特别在传动轴市场是当之无愧的NO.1,历来波音空客旗下主力客机引擎之首选。

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,份额方面与瑞典阿法拉伐并列第一,另外日阪制作所利用热转换技术首创于全球的高温高压灭菌系统,已被广泛应用在生产医疗输液器械、中草药制剂、家常菜食材、调味料、啤酒、软包装饮料等领域的杀菌工序环节中,市场占有率7成。

液压式伺服冲压机

川崎重工旗下附属企业川崎油工,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。

三维图形转换软件

小企业有大实力——由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,自本世纪初开始为各非盈利型机构、跨国公司如NASA 波音、达索、IBM、autodesk、西门子、戴姆勒、宝马、福特等的主要项目提供支持。

elysium的高精确高保真度3D数距转换软件多年来一直贯穿波音、雷诺F1车队的整个研发周期。

复合材料热压烧结炉

川崎重工为应对波音b787-9 b787-10增产和今后更大777x系列机型而最新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)已正式在名古屋第一工场投入使用。

冈野工业

冈野工业,是员工仅6人,注册资本金不足1000万的绝对微型家庭作坊。

但是,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;在军工领域是美国隐型战机和NASA御用的炭素精加工技术提供者,美国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(今年1月已在中国上市)。

结语:一个国家的稀土消耗量可以判断一个国家的工业水平,任何高,精,尖的材料,原件,设备都离不开稀有金属。

日本目前是世界第一大稀土消耗国,其稀土冶金水平世界第一。目前的美日都在大力发展物联网、工业机器人、大数据云计算、新能源,这些都是今后世界发展的重点,从尖端专利申请我们就可以看出,美日现在到底在干嘛。

大数据分析的专利目前基本被美国IBM、微软、日本日立、NTT、富士通垄断。美日在抢占物联网的技术、专利。目前近半日企都开始应用物联网技术。工业机器人一直都是日本的天下,也是今后第四次工业革命的重点。

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