光学|中国尚未掌控的核心技术清单( 五 )

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电磁学的顶峰，各种机械电子成品只要身上存在半导体零件就需要进行电磁波环境测试，测量电磁兼容最重要的设备就是电波暗室，全球最大规模电波暗室制造商是日本TDK。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，成果已于去年3月被在洛杉机召开的光纤通信界的最大国际会议ofc 2016选为最热点话题文章。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是一种基于openflow的新型网络架构，通过从路由器和交换机中的数据转发平面分离出一个集中开放式控制平面，同时将命令和逻辑规则发送回硬件数据平面，把原来负责控制的操作系统提炼为独立的网络操作系统来负责和硬件设备间的通信，在加强底层选择度与系统集成性并提升对网络和资源访问控制精细度的低成本平台下，得以让运营商或企业机构以更灵活的可编程化实现不同业务特性适配，使网络的流量控制和转发依赖于硬件设备的传统模式架构发生跟本性改变。SDN的最初概念由stanford大学研究组提出，目前以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跑位置。35/ 物联网安全解决方案是今后物联网发展的重点。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/ 全站仪在测绘据有相当重要的作用。日本托普康TOPCON做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，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/ 化妆品产业这东西不光需要技术，还需要品牌积累，没有上百年的品牌积累，想超越什么兰蔻、欧莱雅之类的，难于上青天。具体来说，需要精细化工，医疗，生物方面的科研积累，还需要营销，设计，设计甚至营销更重要。目前世界上化妆品产业份额基本被法国，美国，日本，德国占领。由于韩流文化的风靡，韩国爱茉莉也发展为世界化妆品集团中的一员。化妆品产业超级赚钱，就拿欧莱雅来说， 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（约合333亿人民币）。在设计、营销方面做得最好的是法国，看其这么多奢侈品就知道了；日本虽然技术实力最强，以资深堂，花王，kose等为代表，但依然干不过法国；而美国则是二者都有。日本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，近年还因为揭示皮下脂肪细胞的肥大化以及随年龄增长产生的肌肤弹性衰退与法令线加深，脸颊形状老化间的机理关系”而荣获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，遥遥领先所有竞争对手。资深堂在化妆品产业科研贡献，几乎胜过任何一家国际化妆品公司。虽然资深堂技术实力如此强，但却一样干不过兰蔻。38/ 乐器行业
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乐器行业是日本，德国的天下。世界乐器界的绝对王者——雅马哈。“一台伟大的钢琴是能够令你对听众产生深厚情感影响的钢琴。雅马哈创造了这样的钢琴。他们是一个难以形容的将情感、响应和技术完美结合的产物。这就是为什么我深爱雅马哈。”国际著名的钢琴家斯维亚托斯拉夫·李奇特说。但是，他并不是唯一这样偏爱雅马哈的人，事实上，雅马哈钢琴是世界顶尖钢琴家们的选择，也被众多的学校和音乐学院所推崇。日本雅马哈在乐器界的地位非常高，在中高端领域都是全球霸主。市场份额方面，除了吉他较低外，其余都有相当的存在感（按照金额计），雅马哈占股全球乐器市场的23%，名副其实的压倒性优势。39/ 电池未来是电动车，氢动力，混合动力汽车的世界，其最重要的东西是电池，目前由日韩垄断。但在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上游产业链有压倒性的优势。东丽，住友化学为松下，LG供货。40/ 海底电缆目前日本住友电工在此领域的技术为世界第一，由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，并在菲尼宾，东亚，印度尼西亚有广阔的前景。41/ 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，于2014年第一季度在riken位于神户市的生命系统研究中心正式投入运转。这台超算搭载了riken与日立合作最新研发的grape系列第4代分子动力学模拟专用计算芯片(加速器)，由于专门针对创药领域的蛋白质分子经典粒子动态解释，所以此超算不能运行top500通用超算的linpack测试基准程序，但是如果只考虑运算性能的话它的计算速度将达到京超算的近百倍，并毫无疑问从ibm手中夺回最高性能创药专用超算的头把交椅。42/ 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。随着后续软体资源的快速配套和并行集群计算技术的加速发展，cpu/gpu异构式超算已经成为整个hpc界的事实标准体系，从最早的tsubame1.2到连续green500测试头名的tsubame-kfc，目前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/光纤传输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，成功实现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。44/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。45/量子通信东京大学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，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。46/ 激光光量子计算机的电路板日本和澳大利亚的研究人员已经在可扩展性的用激光光量子计算机的电路板取得了突破性的进展。东京大学和澳大利亚国立大学已经看到最多数量的量子系统汇集在一个单一的组件跳转从14到10000。47/ 矢量超级计算机NEC宣布已开发完成最新型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。48/ 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)在如今全球电脑多头组合秤量机市场占有7成份额。像联合利华、达能这类具备巨量产能的跨国食品企业是ishida的忠实支持者。49/ 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，自本世纪初开始就已无时不刻的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、福特等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。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，极大帮助工程师和技术研究员提升必要的几何图形编程处理、翻译优化、设计缺陷修复时的工作效率。50/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。改进了加热工艺，能更稳定更均匀的通过高温高压将机身前胴体所需的积层碳纤维复合材料一体固化成型。51/太阳帆飞船等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IKAROS。世界最高精度与第2臂展的引力波望远镜——日本LCGT(kagra) （激光干折计超过3km的实物只有美国的2台）。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。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。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。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。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。天然气水合物做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。以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。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。52/ 冈野工业冈野工业，是一家员工仅6人，注册资本金不足1000万yen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)。53/ 轮转印刷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，岂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07年开发，印刷能力达到了每小时100000cph(20万份/小时)。54/ 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。为什么同样是钢材，别人就比你耐腐蚀？同样是机床主轴，别人就比你耐用精确？同样是单晶，别人就能达到1650°的高温？为什么别人的玻璃折射率这么高？为什么丰田能做到世界最高汽车热效率41%？这些统统都跟稀有金属的应用有关系。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。所谓核心技术比的就是长期积累，投入时间早晚，工业底蕴。看看美日目前在干嘛，就能知道今后世界的发展方向。