据WebofScience平台的报告，中国早在年的发文总量就已经超越了美国，但我国依然有很多技术被发达国家卡脖子，比如芯片、大推力发动机以及光刻机等。

值得一提的是，发改委等四部门之前发布《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》，又一批卡脖子材料、技术名单曝光。意见提出，加快新材料产业强弱项。围绕保障大飞机、微电子制造、深海采矿等重点领域产业链供应链稳定，加快在光刻胶、高纯靶材、高温合金、高性能纤维材料、高强高导耐热材料、耐腐蚀材料、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破。

实施新材料创新发展行动计划，提升稀土、钒钛、钨钼、锂、铷铯、石墨等特色资源在开采、冶炼、深加工等环节的技术水平，加快拓展石墨烯、纳米材料等在光电子、航空装备、新能源、生物医药等领域的应用。

再比如聚焦新能源装备制造“卡脖子”问题，加快主轴承、IGBT、控制系统、高压直流海底电缆等核心技术部件研发。加快突破风光水储互补、先进燃料电池、高效储能与海洋能发电等新能源电力技术瓶颈，建设智能电网、微电网、分布式能源、新型储能、制氢加氢设施、燃料电池系统等基础设施网络。提升先进燃煤发电、核能、非常规油气勘探开发等基础设施网络的数字化、智能化水平。

加快新一代信息技术产业提质增效。加大5G建设投资，加快5G商用发展步伐，将各级政府机关、企事业单位、公共机构优先向基站建设开放，研究推动将5G基站纳入商业楼宇、居民住宅建设规范。加快基础材料、关键芯片、高端元器件、新型显示器件、关键软件等核心技术攻关，大力推动重点工程和重大项目建设，积极扩大合理有效投资。

近些年来，在中国科学家的不断努力之下，很多卡脖子的技术被攻克，达到国际先进甚至领先水平。下面为大家精选及梳理一些近年来被我国科学家突破的重要技术，这些技术已经走出实验室，有些甚至已经列装在重要的大国重器上面：

一、乳铁蛋白生产技术

重要意义：中国公司创行业之先，着手建立自己的“中国母乳数据库”，开启科学、系统研究中国母乳的大门。中国研究人员突破了长久以来西方的掐脖子技术，因为之前高纯度乳铁蛋白的生产技术掌握在欧洲和澳洲的6家企业中。

中国飞鹤公司曾经于年5月23日官宣：飞鹤成功获批乳铁蛋白生产许可，标志着中国乳品行业第一条乳铁蛋白自动化生产线正式投产。值得一提的是，一直以来，中国乳制品行业都存在着奶源进口依赖度高，乳清粉、乳铁蛋白等关键原辅料被国外“卡脖子”的问题，成为中国乳业高质量发展道路上的隐患。

从年开始，飞鹤先后参与了国家计划、科技部十二五项目，携手中国工程院院士团队、哈佛医学院BIDMC医学中心、北京大学医学部、江南大学、中国农科院等国内外顶尖科研院所，搭建起高水平的母乳科研平台。

值得一提的是，世界上的乳铁蛋白基本都是从生产干酪的副产品乳清中提取，成本低，但提取出来的乳铁蛋白纯度不高，活性不足。而且中国没有食用干酪的习惯，单独提取乳清成本高，还很浪费原材料。

从生牛乳（鲜奶）中提取，是第二种选择。但乳铁蛋白很稀缺，一百吨牛奶大概只能提取出7公斤乳铁蛋白，意味着需要大量的优质鲜奶。而奶源，恰恰是飞鹤的长项。提取乳铁蛋白可以使用超滤膜分离法，成本低，装置简单，操作容易，但提取出来的乳铁蛋白纯度只有60%左右，远不能达到中国95%纯度的要求。另一条技术路线是离子交换层析法，制药领域应用比较成熟，提取乳铁蛋白纯度能超过90%。因此飞鹤的突破意义重大。

二、全球首座高温气冷堆核电站

重要意义：中国华能集团副总经理认为，石岛湾高温气冷堆核电站运行，不仅标志着中国突破了一系列的世界性、行业性的卡脖子的关键技术，而且让高温气冷堆核电站从沿海走向内陆，成为了可能

全球首座高温气冷堆核电站中国华能石岛湾核电站进入临界状态，机组正式开启带核功率运行，中国再次创造一项世界第一。据悉，在进入临界状态并开启带核功率运行之前，华能石岛湾核电站已完成了双堆冷试、双堆热试以及首次装料等多项试验。

华能石岛湾核电站坐落于山东省威海市荣成县宁津湾，地处黄海之滨，项目于年12月正式开工建设，总投资30亿元。该项目既是中国“十二五”期间获批的第一个核电站项目，也是全球首座第四代核电技术加持的核电站。其运用的高温气冷堆技术，在全球之前已经建成的核电站中还没有先例。

值得一提的是，该技术还是中国16个重大科技专项之一，其与核心电子器件、高端通用芯片、基础软件、高档数控机床与基础制造技术、转基因生物新品种培育以及探月工程等项目并列，重要性和难度不言而喻。中国希望通过此项技术，实现从核电大国到核电强国的转变。

值得一提的是，石岛湾核电站的运行不光是高温气冷反应堆技术的突破，也是其他核电站配套技术的突破。据统计，在石岛湾核电站的建设过程中，中国累计制造了多套设备，且大多数是全球首创。石岛湾核电站国产零部件的使用率高达93%以上，完全是一座拥有自主知识产权的核电站。

三、耐℃烧蚀的陶瓷涂层及复合材料

重要意义：中国军工技术及重要的复合材料技术尽管起步较晚，但中国在军工各领域开始“弯道超车”迈入世界顶级行列的，例如高超音速飞行器，甚至在局部领域超越了美国。尤其高超音速飞行器所用的超燃冲压发动机是中国航发技术突飞猛进的代表作品。值得一提的是，中国开发的涂层和复合材料表现出优越的抗烧蚀性能和抗热震性能，被认为是高超声速飞行器关键部件极具前景的候选材料，具有很强的战略意义。

中南大学粉末冶金国家实验室黄伯云院士团队通过大量实验，开发了一种新型的耐℃烧蚀的陶瓷涂层及其复合材料，这一发现有可能为高超声速飞行器的研制铺平道路。这种陶瓷是一种多元含硼单相碳化物，具有稳定的碳化物晶体结构，由Zr、Ti、C和B四种元素组成。研发团队采用熔渗工艺将多元陶瓷相引入到多孔炭/炭复合材料中，进而获得一种非常有潜力的新型Zr-Ti-C-B陶瓷涂层改性的炭/炭复合材料。由于这种超高温陶瓷兼具了碳化物的高温适应性和硼化物的抗氧化特性，使上述涂层和复合材料表现出优越的抗烧蚀性能和抗热震性能，是高超声速飞行器关键部件极具前景的候选材料。

所谓高超声速飞行，是指飞行速度等于或大于5倍声速，即至少每小时公里。实现超音速的前提是飞行器的关键结构部件能够承受住剧烈的空气摩擦和高达-℃的热气流冲击而不被破坏。其中最大的挑战之一是如何保护关键部件，比如前缘、燃烧室和机头，使它们在飞行过程中超过摄氏度的温度下经受严重氧化和热流的极端冲刷。

四、高性能碳/碳复合材料技术

重要意义：根据之前原国防科工委鉴定观点认为：抗氧化涂层技术达到国际领先水平，填补了国内空白，为中国在世界碳/碳复合材料研究领域赢得了声誉和地位。

中国研究团队经数十年的研究，在碳/碳复合材料抗氧化涂层的研究已从先前使用温度℃、防护时间30小时提高到℃、防护时间小时，实现了国内碳/碳复合材料抗氧化研究的大飞跃。原国防科工委鉴定意见认为：抗氧化涂层技术达到国际领先水平，填补了国内空白，为中国在世界碳/碳复合材料研究领域赢得了声誉和地位。

值得一提的是，中国功臣李贺军院士将压力加工的方法跨界用于碳/碳复合材料的制备，实现了该材料由航空航天战略性武器应用向兵器常规战术武器应用的突破。这种高性能碳/碳复合材料系列低成本制备新技术，已在国防重点领域内多个型号装备中应用，为相关国防高技术武器装备的效能提升提供了重要支撑。重要的是，他们研制的碳/碳复合材料作为耐高温的关键部件，用于多种型号的固体火箭发动机喉衬、超音速导弹的热防护系统等新一代武器装备，为国防现代化建设和军民融合发展做出了重大贡献。

所谓碳/碳复合材料，是以碳纤维为骨架来增强碳或石墨基体的复合材料,是一种战略性材料，主要用于先进空天飞行器、其动力系统以及高尖端武器装备。其关键技术一直被西方国家严密封锁，特别是上世纪90年代初，国内对于该材料的研究尚处在起步阶段。碳/碳复合材料高于一定温度便开始氧化，严重制约了其在高温极端环境下的可靠应用。

值得一提的是，碳/碳复合材料性能不稳定、成本高、氧化敏感性高、表面微结构复杂，传统涂层理论与方法已难于满足，提高材料性能及稳定性、长寿命涂层理论创新与技术突破是国际公认的挑战性难题。

五、光刻机光源领域重大技术突破

重要意义：这是一项光电子领域的重大突破。换句话说，中国在这一技术领域突破后，中国已经开始有机会能够打破美国对于极紫外光源技术的“一家独霸”，并且能够一举解决掉现在EUV光刻机稳定性差、寿命短的致命缺陷。

研究成果已发表在世界《自然》杂志上，研究表明，研究团队利用波长nm的激光,操控位于储存环内的电子束，电子束在绕环一整圈（周长48米）后形成了精细的微结构，即“稳态微聚束”。通过探测辐射，研究团队验证了微聚束的形成，随后又验证了SSMB的工作机理。该粒子可以获得光刻机所需要的极紫外（EUV）波段，为大功率EUV光源的突破提供全新的解决思路。

中国清华大学的科研团队之前之前正式官宣，他们已经完成了“稳态微聚束（SSMB）”的测试，标志着中国在芯片光源这个领域里面再一次取得了重大突破。

值得一提的是，在过去几年中，美国总共对华为公司发出了三轮制裁，利用芯片卡脖子。严重地阻碍了华为公司手机业务的发展，为此中国掀起了一轮芯片研发热潮。国家层面甚至出文件，要求国内芯片在年实现75%以上的自给自足。其中国内多家科研机构，包括中科院，清华大学等都义无反顾的加入了芯片研发行列。

众所周知，华为的子公司海思拥有设计国际顶尖芯片的能力，可是苦于不能投入生产，主要原因是不能制造出高端光刻机。光刻机的最主要的硬件是镜头，由钼和硅制两个特殊材料制成，被相关发达国家牢牢把控，所以材料的匮乏是我国光刻机技术迟迟攻克不下的主要原因。

所谓的SSMB光源，实际上就是一种新型粒子加速器光源，区别于现在荷兰ASML的EUV光刻机光源，这种SSMB光源在功率、重频等方面都要比前者高出很多，其波长直接可以涵盖EUV光刻机所使用的极紫外光。

六、高塑性耐高温TiAlPST单晶

重要意义：北京航空材料研究院曹春晓院士观点认为：镍基单晶高温合金的承温能力每提高25~30℃，即为一代新合金。中国研究团队发明的TiAl单晶合金，一下将承温能力提高了~℃以上，是重大突破，属引领性成果。这项关键材料技术诞生在中国，是中国国家和民族的骄傲与自豪。

中国南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究中心陈光教授团队经过长期的研究，制备出了0°PSTTiAl单晶，性能上实现了新的大幅度跨越。PSTTiAl单晶材料室温拉伸塑性和屈服强度分别高达6.9%和MPa，抗拉强度高达MPa，实现了高强高塑的优异结合。更为重要的是，该合金在℃时的拉伸屈服强度约为MPa，并具优异的抗蠕变性能，相关成果《PolysynthetictwinnedTiAlsinglecrystalsforhigh-temperatureapplications》于年6月20日在线发表于NatureMaterials(《自然材料》)。

所谓TiAl基合金，是一种新兴的金属间化合物结构材料。具有低密度、高比强度和比弹性模量，高温时仍可保持较高强度的同时具有良好的抗蠕变及抗氧化性能。这使其成为航天、航空、汽车发动机等耐热结构件的理想材料。因此，全球各国研究者都在大力开发TiA1合金。然而TiA1合金的短板是其塑性非常低，室温延伸率通常小于2%，严重限制了它的实际应用。值得一提的是，这种材料最小蠕变速率和持久寿命均优于合金1~2个数量级，有望把目前TiAl合金的使用温度从~℃提高到℃以上。

七、成功解决大规格钢锭成分偏析难题

重要意义：李殿中根据实验结果撰写的论文发表在全球著名的NatureCommunications杂志上，引发了国际较大反响，“控氧可有效控制偏析”机理成为行业共识。

中国研究人员李殿中成功解决了大规格钢锭成分偏析难题。材料的缺陷经常导致各种失效。一种典型的缺陷，称为宏观偏析，在凝固过程中经常发生。它反映了一种化学成分变化的现象，在铸件和铸锭中，化学成分变化的范围从几毫米到几厘米，甚至到几米。尽管这一缺陷在近年前就被描述在青铜枪管中，但宏观偏析理论是大约半个世纪前由弗莱明及其同事首创。

在此之前，宏观偏析被认为是凝固过程中由于密度对比而产生的重力驱动流动的结果。目前，宏观偏析是由三种已知的力引起的:自然热溶质对流的浮力、颗粒沉降或浮选的固体移动力和凝固过程中体积收缩的收缩力。其中最典型和最严重的是通道偏析，这一问题长期以来一直是冶金、地球物理和地质学领域的研究课题。根据经典的宏观偏析理论，钢中的宏观偏析主要是由于枝晶间的热溶质浮力，这是由于富溶质熔体和块状液体之间的密度不同所致。

为了很好的解决此问题，金属所李殿中研究员将直径2.4米，高3.5米，单重多吨的大钢锭一剖为二。从剖开的横断面发现了很多孔洞和裂纹，这是导致钢锭易报废的主要原因。

之前的经典理论认为通道型偏析是钢的自然对流驱动的，但本实验从剖开的横断面看到了许多条氧化物引起的偏析流线，分析认为，这些通道型偏析的形成是氧在钢中起到了关键作用，以氧化物为核心的轻质夹杂物与凝固界面的交互作用，诱发了钢锭的成分不均匀性，因此，通过控制钢水中的氧含量，就能显著减少夹杂物的数量和尺寸，实现钢的均质性，以达到提升钢的性能的作用。

八、OPUS系列算法

重要意义：中国研究人员使用AlphaFold得到了15个蛋白的预测结构，并利用不同方法根据预测出的主链结构对其侧链进行重新建模。其结果显示，OPUS-Rota4的结果显著优于其它侧链建模方法，而且比AlphaFold预测的侧链更接近天然构象。

复旦大学复杂体系多尺度研究院院长马剑鹏教授认为，AlphaFold是又一个卡脖子的核心技术。年12月，复旦大学复杂体系多尺度研究院院长马剑鹏教授的团队和上海人工智能实验室合作，在《生物信息学简报》上发表了一篇名为“OPUS-Rota4:agradient-basedproteinside-chainmodelingframeworkassistedbydeeplearning-basedpredictors”的论文，简述了他们开发的算法成果。中国的研究团队研发出的具有自主知识产权的OPUS系列算法，这个算法可以用于预测蛋白质主链和侧链的三维结构，值得一提的是，其中的蛋白质侧链预测算法即OPUS-Rota4算法，精度比著名的AlphaFold更胜一筹。

蛋白质结构预测早已不是一个新的领域，科学家已经做了五十多年，但是直到AlphaFold的出现，这一领域的研究才出现突破性成果。

值得一提的是，年7月28日，英国DeepMind公司表示，AlphaFold已经预测了全球几乎所有的蛋白质结构，短短一年时间，他们的蛋白质结构数据库中的数据从万个扩增到超2亿个。

在很多业内专家看来，它的出现某种程度上是靠科学家个人去发挥他们的创造性。但中国在这一领域发展也有一定优势，这就是计算机系统工程。科学问题的工程化，AlphaFold也是非常典型的例子之一。

需要提醒的是，我国还没有能够完全超越AlphaFold的核心技术，要实现真正“从0到1”的突破，或许还需要一些时间。

九、S0空间芯片

重要意义：百迈客百创S0空间芯片最大的突破就是将空间分辨率降低至5μm，而传统的芯片制造还处于μm的分辨率。中国科学院陈润生院士表示，百创S0空间芯片的发布，将加快生长发育问题的研究，特别是在早期发育阶段复杂结构的研究，针对只有一层或几层细胞有明显的优势，另外对于肿瘤发生发展或肿瘤治疗过程中，关于免疫微环境或免疫浸润的研究也是一大利好的消息。同时，百创S0空间芯片将加速时空动态图谱的构建，特别是加速精细图谱研究领域，有利于打破行业垄断、加速空间数据积累。

北京百迈客生物科技有限公司经过多年研发，正式发布了国内首款亚细胞级微孔空间转录组芯片——百创S0。在百创S0新品发布会现场，云集众多学术专家、行业投资人以及媒体记者，一同见证百迈客百创S0的诞生。

空间转录组学技术自年首次在顶级SCI期刊Science上亮相，便成为了继单细胞测序技术之后的另一个生物技术研究热点。空间转录组从空间层面对基因表达数据进行解析，利用基因芯片技术将样本位置信息保留在芯片上以此解析单个组织切片中的mRNA，定位和区分功能基因在特定组织区域内的表达情况。随着单细胞技术的发展以及分析工具的拓展，空间分析在过去一两年逐渐发展成为一个新的科研领域。空间转录组学技术更是先后被Nature、NatureMethod评为“年度技术”，其相关技术呈指数级增长。在给定的预测期内，全球单细胞与空间转录组分析市场预计在年将达到约77亿美元。

十、高效激光选区熔化增材制造关键技术

重要意义：高效激光选区熔化增材制造关键技术深度融合了信息技术和制造技术等特征的激光3D打印技术，由4台激光器同时扫描，是世界上效率和尺寸最大的高精度金属零件激光3D打印装备。该装备攻克了多重技术难题，解决了航空航天复杂精密金属零件在材料结构功能一体化及减重等“卡脖子”关键技术难题，实现了复杂金属零件的高精度成形、提高成形效率、缩短装备研制周期等目的。

华中科技大学之前对外发布，由该校武汉光电国家实验室（筹）完成成的“大型金属零件高效激光选区熔化增材制造关键技术与装备（俗称激光3D打印技术）。

随着航空航天装备不断向轻量化、高可靠性、长寿命、低成本方向发展，一些关键金属零件复杂程度越来越高，制造周期要求越来越短，使得我国现有制造技术面临系列共性难题，如复杂薄壁精密零件结构-性能一体化制造技术，航空航天发动机叶片、涡轮等复杂精密零件的成形技术等，严重制约了航空航天装备技术水平的提高。

金属零件的激光3D打印技术是各种3D打印技术中难度系数最大也最受国内外

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