近日,清华大学经济管理学院教授、博士生导师魏杰指出,中国供给冲击的压力越来越大,原因就是中国经济存在巨大的短板,最害怕的就是海外断供。一旦断供,整个产业就会停止,没办法运转。通过调研发现,有五个短板非常明显,包括高端发动机、高端材料、数控机床、生物医药、信息硬件等。
很多网友认为,魏教授说的话是杞人忧天,我国是制造业大国,“小小”的材料怎么会突然变成了短板?现在几乎每个理工科院校都设有材料科学与工程专业,不至于被西方国家卡脖子。事实真的是这样吗?
我国工业体系情况
在联合国产业分类中,现代工业体系按大类分为39个,191个中类和525个小类。现代化完整工业体系更看重的是大而全,而非高精尖。按照工业体系完整度来算,中国以拥有所有工业大类39个、中类191个、小类525个,成为全球唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家,这意味着联合国产业分类中所列举的全部工业门类都能在中国找到。
一个远在巴西的制造商,想要正常开工生产,除了必需的生产设备,还要原材料、能源供应。如果该制造商在其他国家寻找供应商完全所有配套生产,可能要花费大半年时间才能搞定,而在中国,他只需一天的时间。中国大而全的工业体系,可以降低生产成本,有利于生产优质低廉的产品,加强国内产品在国际出口的竞争力。
虽然我国拥有完整的工业体系,生产着全球一半以上的钢材、7成以上的水泥……然而我国是工业大国而非强国,作为工业基础的材料工业水平仍然较为落后。
材料是人类生产生活的物质基础,是推动社会发展的动力。在很多年前,我国已经意识到材料学科的重要性,大力发展材料科学,在很多科研机构和高校设立“材料科学与工程”专业。我国高校大约3000所,工学专业招生比例最大,接近40%,在教育部第四轮学科评估中,材料科学与工程参评的高校数量多达122所。
其中获评A+的有三所高校:清华大学、北京航空航天大学和武汉理工大学。
获评A~A-的高校主要有:哈工大、浙大、上海交大、西工大、中科大等。
不难看出,材料科学与工程强势的学校,几乎覆盖了985和211。有网友就会产生疑问,既然像清华、上海交大这种顶级院校都在研究材料,为何我国材料还会被西方国家卡脖子?这里的原因就有很多。
首先从学科评估结果看,拥有A-以上的院校,确实厉害,这里的厉害是指科研能力。我国的科研机构和院校在国际期刊上发表的论文数很多,各种材料领域学术期刊上都可见到我国科研者发布的最新成果。一旦走出实验室、做量产,就完成不了,很尴尬。
拿半导体芯片来说,用到晶圆的材料Si纯度需要达到12个9,我国的Si纯度是可以达到要求,问题在于没法做出足够高的良品率。良品率简单来说,就是及格线,越高收益越大,反之则亏本。我们良品率低,就没有办法量产,会亏本,很难跟其他国家竞争。
半导体芯片,生产环境是超净的。用水,用空气,都有要求。在理论研发设计芯片时,设计人员是不会把水质,空气质量算进去,这些参数就要求在工艺线上由工程师去人为修正。这种修正其实是没有理论指导的,就好像用最原始的方法制作一个球体,全凭经验。
这些光靠研究是研究不出来,需要时间的沉淀和历史经验的累积,需要投入大量的人力和物力。
其次,看材料学科的人才梯队。美国汤森路透集团发布了全球顶尖的100位材料学家名人堂榜单。在这份依据过去10年中所发表研究论文的引用率而确定的最优秀的100名材料学家榜单中,共有15位华人科学家入选,其中榜单前6位均为华人,美国加州大学伯克利分校教授杨培东位居第一。
这份榜单中的15位华人,来自中科大的有7人,来自台湾大学的有1人,来自华中科技大学的有1人,南京大学的有1人,清华大学的有1人,加入美国国籍的多达5人,只有三名科学家在中国工作,其余12名全部在美国。
说明我们国家在材料科学上是不缺少大师级人物,我们的基础学科建设是非常优秀的,但是为什么这些科学家大部分选择留在美国,确实值得我们深思。
综述
材料专业是大部分专业的基石,无论是哪个学科或行业,都离不开要用到材料,无论是科研、测试、生产等等,所以这个学科会永远发展,永远存在。
最近十年来,很多考生和考生家长都不太愿意报考材料专业,因为在社交网络上都有一种说法:生化材,三大入坑专业,毕业了就意味着失业。大家对于材料学的认识还停留在低端产能阶段,一吨钢材只赚一个茶叶蛋的钱,一吨水泥赚的钱还不够买颗糖。
一方面低端材料过剩,一方面又急需解决“卡脖子”的材料问题,不是人才过剩,而是缺少能沉淀、做尖端科研的研究人员和生产工程师,这条路需要有人走,很艰辛也很漫长。
有志于投身于祖国建设的我们,有多少愿意一辈子投身于材料领域的呢?