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» 日本的高科技冰山一角
    日本高科技的冰山一角
    其它方面不說，單單材料科技
    人類材料學(xué)的最高技術(shù)標(biāo)桿——日本
    材料學(xué)的水平極大程度決定一個(gè)國家的最高新科技的水平。好的裝甲需要好材料，導(dǎo)彈的外殼需要好材料，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片需要更優(yōu)異的材料，最高精尖的軍用雷達(dá)半導(dǎo)體元器件也需要更好的材料。
    而在材料方面，日本已經(jīng)甩開了第二名美國極大的身位，剩下的俄羅斯中國之類已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不在一個(gè)檔次，這里以人類的最高精尖的三種材料技術(shù)——制作洲際彈道導(dǎo)彈噴管和殼體以及飛機(jī)骨架的高強(qiáng)度碳纖維材料；制作最高性能主動(dòng)相控陣軍用雷達(dá)的寬禁帶半導(dǎo)體收發(fā)組件材料；制作最新式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的高性能單晶葉片。
    三種頂級(jí)科技說明日本遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他地球國家的最頂級(jí)科技。
    1,首先是最新式的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的五代單晶材料。
    因?yàn)闇u輪葉片工作環(huán)境極為惡劣，并且要在極度高溫高壓下保持?jǐn)?shù)萬轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速，所以對于高溫高壓下的抗蠕變性能的要求是非常高的。這個(gè)目前科技最好的解決方法就是讓晶體約束朝一個(gè)方向伸展，使其材料相比于常規(guī)材料來說無晶界，這可以大大提升高溫高壓下的強(qiáng)度和抗蠕變性能。
    目前人類科技的單晶材料共有五代。
    我們可以發(fā)現(xiàn)，越到后面一代，已經(jīng)沒有美國和英國的影子了，老毛子那更是不知道甩到猴年馬月去了。如果說四代單晶還有法國作為西方的希望苦苦支撐的話，那么第五代單晶就是東瀛的獨(dú)舞——人類最頂級(jí)的單晶材料，就是日本的第五代單晶TMS-162/192，日本是目前世界上唯一一個(gè)能制造第五代單晶材料的國家。
    有些人可能不知道這意味著什么，我們貼出美國F-22和F-35使用的F119/135發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片材料CMSX-10三代高性能單晶作為對比。
    我們可以看到，三代單晶的典型代表CMSX-10的抗蠕變性能如下：1100度，137Mpa，220小時(shí)。這是西方的頂級(jí)水平了。
    日本的第五代TMS-162呢？同樣條件，壽命高達(dá)959小時(shí)，接近1000小時(shí)壽命，相比于美國材料壽命足足達(dá)到4倍有余。
    事實(shí)上，在這個(gè)偉大的技術(shù)革新面前，傳統(tǒng)的材料學(xué)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的歐洲頂尖水平公司RR已經(jīng)選擇了屈服。英國羅羅大批進(jìn)口日本的單晶材料用于制造自己的Trent系列發(fā)動(dòng)機(jī)。
    2,再看碳纖維材料。
    眾所周知，碳纖維因?yàn)橘|(zhì)量輕巧，強(qiáng)度極高而被視為理想的導(dǎo)彈，特別是最頂尖的洲際彈道導(dǎo)彈材料。包括美國侏儒以及三叉戟D5還有法國M51的新式洲際彈道導(dǎo)彈都用碳-碳和碳-樹脂復(fù)合材料用于制造洲際導(dǎo)彈的殼體和噴管。在這項(xiàng)技術(shù)上日本同樣領(lǐng)先于世界水平。
    碳纖維分為兩種——高強(qiáng)度和高拉伸模量
    上面的是日本東麗公司的碳纖維材料，下面是美國大力神公司的
    其中IM7被用作制造三叉戟D5的殼體。
    而東麗的T1000強(qiáng)度高達(dá)7060mpa，拉伸模量在高強(qiáng)度碳纖維中也很高(達(dá)到了284Gpa)，這些都超過了美國的IM9的美國最高水平。
    碳纖維目前勉強(qiáng)處于同一水平線的只有美日(雖然美國相對較差)，其他國家與這兩個(gè)國家相比都不值一提。
    我們來看看俄國人到達(dá)了一個(gè)怎么樣的水平吧
    纖維復(fù)合材料特別是碳纖維有機(jī)復(fù)合材料，在現(xiàn)代飛機(jī)上獲得了廣泛應(yīng)用。與西方比較俄羅斯這種材料，研究及應(yīng)用時(shí)間稍晚一些，上世紀(jì)70年代才著手研究。當(dāng)時(shí) 前蘇聯(lián)國家石墨結(jié)構(gòu)材料研究所、全蘇聚合物纖維研究所，以及今日的全俄航空材料研究院，生產(chǎn)出拉伸強(qiáng)度2500～3000MPa、拉伸模量250GPa的 高強(qiáng)度碳纖維，以及模量400～600GPa的高模量碳纖維。后來又研究出4000～5000MPa的中模量碳纖維�？傮w上看俄羅斯的碳纖維產(chǎn)品，性能水 平不如美日水平高。從高強(qiáng)度纖維產(chǎn)品來看，俄羅斯的YKH、BMH比目前通用的，T300大約低1000Mpa。俄羅斯高模量纖維400～600GPa， 與日本M40J、M60J相近。在中模碳纖維方面與美國的，T800H及T1000G有一定差距，在模量相同的條件之下，后者的強(qiáng)度高出 500～1000MPa。
    俄國人最強(qiáng)的水準(zhǔn)也不過5000mpa封頂，和美日完全不是一個(gè)檔次，這還是毛子的實(shí)驗(yàn)室水平。
    業(yè)內(nèi)專家告訴記者，目前，全世界碳纖維生產(chǎn)廠家中日本的東麗、東邦和三菱3家公司，代表著目前世界上最先進(jìn)水平。我國碳纖維的質(zhì)量、技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模與 國外差距很大，其中高性能碳纖維技術(shù)更是被西方國家壟斷和封鎖。我國雖然經(jīng)過多年研究和試生產(chǎn)，但至今尚未掌握高性能碳纖維的核心技術(shù)。從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)業(yè)
    化難度更大，因此碳纖維要真正實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化需要一個(gè)漫長的過程。
    可以看到，中國的T800級(jí)別的碳纖維也只能在實(shí)驗(yàn)室里生產(chǎn)。
    而日本的遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于T800的T1000碳纖維已經(jīng)走入了市場大量制造了。
    事實(shí)上，T1000只是東麗80年代的制造水平�？梢娒廊赵谔祭w維領(lǐng)域領(lǐng)先其他國家20年以上。
     3,再看看雷達(dá)。
    大家知道，主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)的最關(guān)鍵技術(shù)就在于一個(gè)個(gè)T/R收發(fā)組件。事實(shí)上，AESA雷達(dá)就是數(shù)千個(gè)收發(fā)組件單元組建成一臺(tái)整的雷達(dá)。而T/R組件就是由少則一個(gè)，多則4個(gè)MMIC半導(dǎo)體晶片材料封裝而成。這個(gè)芯片是將雷達(dá)的電磁波收發(fā)組件集成起來的一個(gè)微型電路，既負(fù)責(zé)電磁波的發(fā)出，也負(fù)責(zé)接收。而這個(gè)芯片就是在整個(gè)半導(dǎo)體晶元上蝕刻出電路來的。所以，這個(gè)半導(dǎo)體晶圓的晶體生長是整個(gè)AESA雷達(dá)最關(guān)鍵的技術(shù)部分。
     這就是F-35的諾斯羅普.格魯曼公司的APG81雷達(dá)的MMIC芯片，APG81雷達(dá)由數(shù)千個(gè)一模一樣的這樣的MMIC芯片組成。這個(gè)芯片是以GaAs為基體蝕刻構(gòu)筑的。
     但是事實(shí)上，GaAs材料因?yàn)槠浣麕н^窄，其擊穿電壓過低，其發(fā)射功率是上不去的。所以，迫切需要新一代寬禁帶的半導(dǎo)體材料。而這個(gè)材料目前已經(jīng)找到了，就是GaN材料。
     而GaN材料的晶體生長是非常困難的，目前也是東瀛率先攻克了GaN薄膜的大規(guī)模制造工藝。
     1994年日本日亞化工突破了GaN材料成核生長的關(guān)鍵技術(shù)，不久P型GaN采用退火技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，隨后GaNled研制成功。近幾年，通過外延技術(shù)的提升，GaNLED的內(nèi)量子效率大大提升，結(jié)合粗化、倒裝、PSS襯底等提高光輸出效率的技術(shù)，GaN基LED已廣泛應(yīng)用于全彩顯示、交通信號(hào)燈、汽車燈具、液晶背光、室內(nèi)照明和路燈照明等領(lǐng)域，半導(dǎo)體照明已經(jīng)日臻成熟，走進(jìn)千家萬戶。
    目前，絕大部分GaN基LED均采用價(jià)格相對低廉的藍(lán)寶石為襯底材料制備。然而，藍(lán)寶石襯底與GaN材料有高達(dá)17%的晶格失配度，如此大的晶格失配造成了很高的位錯(cuò)密度，導(dǎo)致GaNLED中的非輻射復(fù)合中心增多，限制了其內(nèi)量子效率的進(jìn)一步提升。SiC襯底與GaN材料的晶格適配度只有3%，遠(yuǎn)小于藍(lán)寶石襯底與GaN材料間的晶格適配度，因此在SiC襯底上外延生長的GaN材料的位錯(cuò)密度會(huì)更少，晶體質(zhì)量會(huì)更高，同時(shí)SiC的熱導(dǎo)率(4.2W/cm.K)遠(yuǎn)大于藍(lán)寶石，有利于器件在大電流下工作。
     但是SiC襯底的制備難度較高，外延生長GaN的成核也具有一定難度。因此，SiC襯底上制備GaNLED的技術(shù)僅限于以美國CREE為代表的少數(shù)掌握SiC襯底囗制備技術(shù)的公司手中。目前，美國Cree公司生產(chǎn)的GaNLED封裝成白光后，流明效率已經(jīng)超過200lm/W，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他同行廠家。
    
    美國由于無法大規(guī)模制造SiC基體的GaN材料，所以求助于日本�？梢灶A(yù)見，下一代美國的雷達(dá)的材料都將是Made in Japan。
    
    日前LED上游大廠美國Cree表示，該公司已與三菱化學(xué)簽訂獨(dú)家授權(quán)合約。根據(jù)雙方協(xié)議，三菱化學(xué)將可制造、販賣獨(dú)立的氮化鎵(GaN)基板，并有權(quán)簽訂類似專利范圍的再授權(quán)協(xié)議(similarly-scoped sublicenses)。
    據(jù)了解，三菱化學(xué)光電事業(yè)部門總經(jīng)理Yasuji Kobashi在聲明中指出，上述授權(quán)合約可望幫助該公司在光電產(chǎn)品領(lǐng)域中拓展氮化鎵基板業(yè)務(wù)。
     事實(shí)上，美國F-22的雷 達(dá)用日本技術(shù)從來就不是什么秘密。早在90年代初，也是日本率先攻克GaAs晶圓的生長工藝，逼著美國購買日亞化工的GaAs晶圓技術(shù)用以制造F-22的 APG77雷達(dá)。正是日本日亞化工向美國的半導(dǎo)體材料制造的技術(shù)許可和轉(zhuǎn)讓，美國才得以在90年代后半期發(fā)力，利用軍用雷達(dá)的AESA革命甩開其他國家。
     實(shí)際上大學(xué)學(xué)理工科的人恐怕對美國和日本這兩個(gè)國家都會(huì)又愛有恨吧，首先是很多高尖端大型設(shè)備包括基礎(chǔ)理論多出自這兩個(gè)國家，軟件不用說了，很多一套上百萬的軟件是出自美國的，日本呢，在材料方面實(shí)在太強(qiáng)了，中國當(dāng)前最大的缺陷就是材料，有人說中國火箭都能上天了，為什么發(fā)動(dòng)機(jī)不太好。其實(shí)你用一萬多名科研人員去制造一年就幾十臺(tái)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，不計(jì)較成本，完全沒問題。關(guān)鍵是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)這考慮的東西太多了，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射出去到預(yù)定位置使用完畢就行了，朝鮮都能發(fā)射，但是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)輒一年生產(chǎn)上萬臺(tái)，幾十萬臺(tái)的大批量，既要考慮成本經(jīng)濟(jì)，又要考慮人的舒適性，還要考慮性能優(yōu)越。這就涉及到太多的材料學(xué)，和加工工藝了甚至包括很系統(tǒng)靈活的企業(yè)管理體制有關(guān)系。中國目前的短板都是單獨(dú)搞一個(gè)高科技項(xiàng)目可以，一旦實(shí)現(xiàn)大批量工業(yè)化，質(zhì)量就無限的下降，這與人才缺少有關(guān)，與現(xiàn)代化管理有關(guān)。我覺得日本這個(gè)國家如果說高科技發(fā)達(dá)倒不如說企業(yè)管理模式發(fā)達(dá)，這種管理模式造就能很多高科技產(chǎn)業(yè)。真心希望中國能從根源上去找原因。
    

網(wǎng)友評(píng)論(618727)2013-01-21 10:52

    沒干貨，都是自己在說→_→
    日本最高端技術(shù)的參數(shù)就這么容易搞到么(>_<)
    再說了，只掌握某一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)而做不出體系，也就只能當(dāng)個(gè)好一點(diǎn)的走狗而已
    另外…………這貼我前兩年貌似就在校內(nèi)上看過了
    
    ----sent from my motorola MB860,Android 4.1.2
    

網(wǎng)友評(píng)論(17262592)2013-01-21 10:53

    太長求總結(jié)
    

網(wǎng)友評(píng)論(6310119)2013-01-21 10:55

    反正聽說787的葉片是毛子給造的。
    

網(wǎng)友評(píng)論(522734)2013-01-21 10:57

    最后兩句話才是重點(diǎn)
    ----sent from my HTC Desire HD,Android 2.3.5
    

網(wǎng)友評(píng)論(1918194)2013-01-21 10:57

    Reply Post by desperadoxzg (2013-01-21 10:52):
    
    沒干貨，都是自己在說→_→
    日本最高端技術(shù)的參數(shù)就這么容易搞到么(>_<)
    再說了，只掌握某一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)而做不出體系，也就只能當(dāng)個(gè)好一點(diǎn)的走狗而已
    另外…………這貼我前兩年貌似就在校內(nèi)上看過了
    
    ----sent from my motorola MB860,Android 4.1.2
    
    商業(yè)化的東西去廠商官網(wǎng)看就能找到性能指標(biāo)。。。。
    其他不知道。。。碳纖維倒是經(jīng)�？吹絫g千方百計(jì)從日本轉(zhuǎn)n手搞過來的消息。。。
    

網(wǎng)友評(píng)論(53642)2013-01-21 10:57

    F-2的發(fā)動(dòng)機(jī)日本能自產(chǎn)了嗎？
    

網(wǎng)友評(píng)論(3249646)2013-01-21 10:58

    日本的企業(yè)管理模式么…我覺得中國企業(yè)還是別去找根源什么的了…
    ----sent from my Sony Ericsson LT28h,Android 4.0.4
    

網(wǎng)友評(píng)論(4651792)2013-01-21 10:59

    鬼子的精密科技本來就很厲害啊
    

網(wǎng)友評(píng)論(5146042)2013-01-21 11:00

    1024看見到的
    

網(wǎng)友評(píng)論(189358)2013-01-21 11:00

    日本好牛啊， 航空航天材料這么先進(jìn)， 日本的載人航天是不是已經(jīng)登陸火星了�。�？？ 日本的五代機(jī)是不是已經(jīng)投入實(shí)際應(yīng)用了�。�
    

網(wǎng)友評(píng)論(235147)2013-01-21 11:05

    好牛逼啊 沒有美國爸爸管著我 我早就征服世界了�。《际撬麄儽浦�我買F35的！做不出來也只是弱雞美帝科技的阻撓而已
    
    F15J沒換代只不過因?yàn)闆]錢而已，才不是我們修不了呢�。�
    
    PS.結(jié)合F22進(jìn)駐沖繩的那文章一起看 更有喜感
    

網(wǎng)友評(píng)論(20095505)2013-01-21 11:05

    日本的假想敵其實(shí)是崛起后的大宇宙帝國。
    
    地球上的原始人科技，壓根不在其眼里。
    

網(wǎng)友評(píng)論(646540)2013-01-21 11:06

    總感覺是高級(jí)黑啊…
    ----sent from my HUAWEI U8860,Android 4.0.3
    

網(wǎng)友評(píng)論(480355)2013-01-21 11:06

    日本某些科技確實(shí)牛逼。
    但是不給日本材料。
    光有技術(shù)有屁用？
    

網(wǎng)友評(píng)論(347603)2013-01-21 11:09

    典型的三炮啊
    
    日本的 航空發(fā)動(dòng)機(jī) 和雷達(dá) 呵呵。。。。
    
    確實(shí)是冰山一角 可惜只有一角 沒有冰山。。。
    

網(wǎng)友評(píng)論(1644854)2013-01-21 11:10

    我想看到點(diǎn)針對文中具體情況相反意見的干貨 純抒情不好
    

網(wǎng)友評(píng)論(618727)2013-01-21 11:16

    Reply Post by 占樓編輯先 (2013-01-21 10:57):
    
    商業(yè)化的東西去廠商官網(wǎng)看就能找到性能指標(biāo)。。。。
    其他不知道。。。碳纖維倒是經(jīng)�？吹絫g千方百計(jì)從日本轉(zhuǎn)n手搞過來的消息。。。
    
    沒仔細(xì)看……這是商業(yè)化產(chǎn)品的數(shù)據(jù)？
    
    泥轟在幾種材料上確實(shí)挺厲害……但是動(dòng)不動(dòng)就甩幾條街就還是算了吧
    ----sent from my motorola MB860,Android 4.1.2
    

網(wǎng)友評(píng)論(1297185)2013-01-21 11:16

    這么厲害為什么美國爸爸的F22一來鬼子們那全部跪添，應(yīng)該自己上啊
    ----sent from my Xiaomi MI 1SC,Android 4.0.4
    

網(wǎng)友評(píng)論(347603)2013-01-21 11:17

    Reply to Reply Post by 米斯蒂婭 (2013-01-21 11:10)
    
    產(chǎn)業(yè)不完整就是這種德行 在某些點(diǎn)上很先進(jìn)
    
    但是做出完整方案就需要整體產(chǎn)業(yè)完整性和實(shí)力 所以日本在很多點(diǎn)上的高精尖只能停留在點(diǎn)上 在集成應(yīng)用面上就各種扯蛋
    
    日本自己的航空發(fā)動(dòng)機(jī) 已經(jīng)完成的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力才5.5噸 只有兔子的一半不到
    
    雷達(dá)R/T器件以及電子元件水平很高 但是做出來的雷達(dá)就各種扯蛋 搶先搞了有源相控陣?yán)走_(dá) 結(jié)果探測距離只有同期機(jī)掃雷達(dá)的一半
    兔子的神盾系統(tǒng)已經(jīng)造了十幾套了 日本還靠進(jìn)口美國的
    
    兔子新一代戰(zhàn)斗機(jī)用的有源相控陣?yán)走_(dá)已經(jīng)是AN/APG-77往上的水品 日本呢？？ 呵呵 兔子的大型預(yù)警機(jī)都使用有源相控陣了 日本呢？連預(yù)警機(jī)都搞不了
    
    至于復(fù)合材料這塊日本是NB 但是那又如何呢？應(yīng)用上中國又不是不能滿足自己的需要 中國T800水平的碳素纖維已經(jīng)可以量產(chǎn)了