半导体加工设备：日本、美国霸占市场，中国面临限制

1. 半导体加工设备

基本上还是日本和美国占主导地位，从英特尔最好的供应商就可以看出来。不同的是，中国想买一些外国设备，但其他国家不卖。

日立是目前精度最高的蚀刻设备。其实你看看英特尔最好的供应商就知道，做一颗CPU需要很多东西。INTEL的成功离不开它的供应商，有些还是独家供应商，厂商想买也买不到。比如东丽、帝人的碳纤维、超高精度仪器、数控机床、光栅雕刻机（最好的也是日立，雕刻精度10000g/mm）、光刻机（ASML）等等。这些都是美国和日本严格限制出口的。如果你分不清什么是蚀刻机、光刻机、光栅雕刻机，就去Google一下。

以下为英特尔颁发的SCQI、PQS奖项的最佳供应商：

1、SCQI奖（蚀刻设备、显微镜为Intel公司产品，监控设备为日立公司产品）

2. PQS 奖

可以看出制造一颗CPU需要大量的设备和材料，全球前十大半导体设备制造商中，美国公司有4家，日本公司有5家。

B：半导体材料

生产半导体芯片需要19种必不可少的材料，其中大部分都具有极高的技术壁垒，因此半导体材料企业在半导体产业中占据至关重要的地位，日本企业在硅片、合成半导体晶圆、掩膜板、光刻胶、药品、靶材、保护涂层、引线框架、陶瓷板、塑料板、TAB、COF、键合线、封装材料等14种重要材料占比达50%左右，日本半导体材料产业在全球长期保持绝对优势，仅举几家日本企业便可知，如信越化学就提供了全球70%的半导体硅材料。

半导体材料份额：

a. 中国目前正在大力投资半导体

日本半导体设备制造商因此大赚了一笔。

2.超高精度机床

这个东西和材料科学是工业之母：日本、德国、瑞士占据主导地位，日本更是遥遥领先全球。

中国机床工具进口国家份额：

全球最高精度机床主轴源自精工，精工结合自家微量油气润滑系统搭配恒预载切换结构，成功为工作机（车床加工中心）主轴实现全球最高DMN值。

比如美国F22战斗机就采用日本的机床：以下是SNK（新日本工机）的5轴龙式镗铣床在美国后勤车间对F22猛禽战斗机的发动机和KC135加油机进行超精密加工！

瑞典皇家科学院评选的全球最佳公司、英国最佳本地工厂及出口成就奖、美国制造工程师学会惠特尼生产力奖得主、美国陆军岩岛兵工厂联合制造技术中心最佳机床设备供应商、波音集团最佳机床设备供应商、教师最佳培训供应商等等，山崎马扎克所获荣誉数不胜数，当然马扎克最拿手的还是加工中心。

日本山崎马扎克是美国军方RIA-JMTC的机床供应商和机械师培训商！

作为超级跑车公司迈凯伦的唯一CNC供应商，马扎克在其技术中心安装了共计19台各类机床。

日本山崎马扎克公司是波音公司的最佳供应商。

山崎马扎克是美国制造工程师协会颁发的惠特尼生产力奖的获得者。

威尔士亲王亲自感谢山崎家族对英国制造业和就业做出的贡献！

目前世界上超精密加工领域精度最高的母机，当属日本Jtket公司的AHN15-3D自由曲面金刚石加工机。该设备主要用于各类光学镜片、蓝光镜头模具的超精密车削和磨削加工，机床性能已达到30nm的元件成形精度和1nm的表面粗糙度，仅从加工精度上看，就比三大军工神器（美国LLNL的LODTM和DTM-3、英国CUPE的OAGM2500）高出近8倍。

这台母机在超精高精度方面的无敌地位是毋庸置疑的。

全球70%的精密机床都配备了日本美特龙公司研制的全球精度最高的微米级全自动对刀仪，对刀仪是为了应对机床随着工作时间延长，切削轴热膨胀增大而引起的切削刃磨损，以及坐标偏差等问题必不可少的测量和修正工具。

全球唯一突破纳米级加工精度的慢走丝放电加工机——来自日本沙迪克

沙迪克成功研发出世界首台电火花线切割机床，将放电加工与水射流加工相结合

任何尖端工业机械中，传动部件都是必不可少的。日本HDS的高精度、高扭矩、轻量化、低回程谐波减速机，全球市场占有率达40%以上。NASA、空中客车、蔡司手术镜等均依赖它。带传递反馈装置的走走停停动力转向的精确定位

全球速度最快的光纤激光金属切割机，配备业界首款 4kw 光纤振荡器 - Amada FOL3015AJ

日本天田公司以2000年上市、风靡欧洲的Astro-540 Interpro机型为基础，研发出全球首台集激光焊接、成型、攻丝、折弯四大钣金制造工艺于一体的复合钣金加工机LASBEND-AJ；荣获德国权威机械技术杂志Maschinemarket颁发的最佳创新技术奖，目前已获得欧洲、日本等多个订单，首台设备将入围德国钣金零件制造商BVS GmbH

双主轴双刀塔车床的代表是Okuma（大隈株式会社）；最令人称道的是，这家公司是全球机床行业唯一的“全能制造商”，几十年来坚持核心部件，从驱动器、编码器、电机、主轴等到数控操作系统到终端，全部由本公司自行设计研发，真正实现了软硬件兼顾。

德国权威机械技术杂志Maschinemarket将最佳创新技术奖授予了Okuma的Machining Navi自动加工导航技术及多层缝隙永磁磁阻电动机Prex Motor。

日本松浦机械几乎垄断了欧洲高端发动机加工市场，一直是法拉利、布加迪威龙等超级跑车的客户。

独创双伺服马达驱动结构开发的世界最快速数控转塔冲床-Amada EM-NT系列（70个工作转塔，4个自动旋转转塔，500冲/分，1800冲切）/点

我国主要的高科技科研设备铜材料供应商、国家重点支持机构中铝洛铜从日本生田产业机械公司采购了完整的铜拉丝双面铣切生产线；世界上几乎所有汽车品牌所用铜材料的加工工序都必须使用生田产业机械生产的设备来完成。

3.工业机器人

工业机器人是未来50年世界范围内大力发展的产业，目前工业机器人技术基本掌握在日本手中。

机器人四大家族分别是日本发那科、安川电机、瑞典ABB、德国库卡，其中实力最强的是发那科，全球工业机器人销量第一、利润第一、技术第一，实力最强的是德国库卡，核心技术基本都是外包的，目前被美的收购了。

工业机器人有三大核心技术，其实就是三大核心部件的关键技术：控制器（控制技术）、减速器、机器人专用伺服电机及其控制技术。掌握核心技术的企业如图所示：

一线厂家有：发那科（日本）、安川（日本）、ABB（瑞士）、KUKA（德国）。二线厂家有：柯马（意大利）、OTC（日本大恒）、川崎（日本）、Nachi-Fujikoshi（日本）、松下（日本）等。

下图中，FANUC的零部件自制比例较高，利润更高，中国厂商甚至没有上榜。

4. 全球精密仪器25强

美国、日本、德国基本垄断市场，美国有10家，日本有6家，德国有4家，英国有2家。仪器指：医疗、科研设备，例如：显微镜、光谱仪、引力波探测器、拉曼成像仪、测量仪器等。美国和日本都是诺贝尔奖得主国家，日本从2000年起每年都能获得一项诺贝尔奖，其中一项和其高端仪器的制造和使用密不可分。

举几个例子

A.日本佐藤公司长期致力于人类三大粮食作物之一的水稻机械设备的研发，其食品设备、实验检测设备、相关环境机械设备均占有最大的市场份额，从单一供应到全球主要稻米生产国的政府和企业均与佐藤公司开展合作，包括中国、美国、东南亚、南美等地区。图为中国国家粮食局与日本佐藤公司建立的“科技合作框架协议”

B.日立为加拿大维多利亚大学定制的全球最强科研显微镜于去年正式投入使用，其分辨率达到35pm（1pm=1/1000nm），耗资2500万美元——HF3300V STEHM（扫描透射电子全息显微镜）。

C.探索微观世界的“队长”——电子显微镜。我有幸两次到中科院物理所参观，那里最顶尖的场发射透射电子显微镜单台售价高达3000万元人民币，自主设计、制造出一台高水平的透射/扫描电子显微镜是毫无疑问的。透射/扫描电子显微镜是一个国家电子工业水平的重要考核环节之一。目前，全球高端电子显微镜主要有两大品牌：JEOL和FEI，前者是日本的，后者是美国的。这里说说日美能橡树岭国家实验室引进原子级分辨率的JEOL-2200FS像差校正场发射透射电子显微镜，提升精密材料科学研究水平，并成立全球实验室，让帝国理工学院等海外科学家通过高带宽、低延迟进行研究。通过互联网远程操控JEOL的电子显微镜

此外，橡树岭国家实验室还配备了日立公司的HF-3300场发射透射电子显微镜和S4800场发射扫描电子显微镜。

D.不过日本并不满足于自己在电子显微镜方面的领先地位，毕竟最先进的透射电子显微镜的分辨率也只有0.04nm，因此为了进一步提升生命科学、材料科学领域的水平和研发效率，有能力将微观世界的探索带入另一个时代的全球唯一原子纳米级全息电子显微镜，被日本成功研发出来——来自日立。

E. 医疗硬件的巅峰——全球目前投入使用的重粒子癌放疗设备只有6台，其中日本5台，德国1台。目前，选择接受重粒子放疗替代手术的患者80%都在日本进行

医疗技术硬件两大高峰中的另一个，是日本日立公司和北海道大学联合发明的质子束放射治疗加速器，全套设备造价超过2亿美元，全球安装的不超过15台。

全球首台具备立体定向功能的适形调强放射治疗设备用于治疗胰腺癌 - 三菱重工

全球首台不依赖科研反应堆、已成功商业化供医院使用的硼中子俘获治疗（BNCT）装置——住友重工京都大学；BNCT是下一代最受欢迎的无需手术的癌症治疗方法之一，日本产学合作在利用回旋加速器开发和商业化BNCT设备方面走在了世界前列，确保了日本在尖端医疗器械领域长期保持不败地位。

日立的质子束癌症放射治疗设备在全球排名第一的癌症医院MD Anderson和美国国家癌症研究所（NCI）唯一指定儿童癌症综合治疗医院梅奥诊所已使用超过2400例，治疗和研究机构圣犹大儿童研究医院和欧洲最大的肿瘤科海德堡大学医院也在使用日立的质子束癌症放射治疗设备。

准备

5.全球工程设备排名：

卡特彼勒和特雷克斯在美国分别排名第一和第三。

日本的小松制作所和日立制作所分别位列第二和第四。

中国徐工集团进入前十，恭喜。

2016年，中国开始大力发展基础设施，带动小松同比增长97%，日立同比增长42%，神钢同比增长29%。

6. 全球轴承排名

日本、瑞典、德国占据了市场主导地位，这个东西在工业领域的重要作用，对材料科学的要求，专家都了解。

7. 全球碳纤维排名

碳纤维在新世纪乃至未来扮演着越来越重要的角色，高端军事、工业、生活、汽车、飞机等都离不开这个东西，碳纤维技术基本被日本东丽、东邦、三菱扬垄断，目前中国的T800还不能完美量产，东丽已经在玩T1100G了。

波音、空客都是东丽的老客户，2010-2025年空客将从东丽进口21-32亿美元的碳纤维材料，波音也将如此。

继碳纤维之后，来自日本的新材料SIC纤维将再次推动世界技术创新。

新一代飞机的发动机核心部件将采用日本研发的新型材料。

美国通用电气公司（GE）将在其最新发动机中使用日本制造商生产的轻质高耐热碳化硅（SiC）纤维。这些纤维将由宇部兴产等两家日本制造商供应。

在飞机方面，主翼和机身将由铝合金取代碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）。从机身CFRP采用率来看，欧洲空客和美国波音的最新中大型飞机已经超过50%。在CFRP领域，日本企业的市场份额约为70%。

通用电气将与日本石川岛播磨重工业公司和宇部兴产公司联合开发，并将利用高压气体推动飞机的涡轮机的风扇叶片等四个部件从以前的镍合金改为碳化硅材料。设计调整使GE9X的燃油效率比以前提高了10%。

8. 光学

世界上先进的光学玻璃生产厂家有日本豪雅光学、日本小原光学、日本住田光学、德国肖特光学等。其中日本住田光学拥有世界上折射率最高、精度最低的成型光学玻璃，其成型玻璃的熔点居世界前列，品种数量居世界前列。日本住田光学生产的光学玻璃无论在制造技术上，还是在产品品种上，都领先于其他同行。

大型衍射光栅刻划机是光学领域最重要的母机之一，全球仅有3-4个国家有能力制造，日立保持着10000g/mm的最高刻划精度，该机直接影响光学领域的研究。

再如：日本的昴星团昴星团拥有世界第一的行星探测能力，是世界最大的单镜头光学红外天文望远镜，在迄今发现的10个最遥远星系中，有9个是科学家利用它发现的，其中包括最远的一个，它于2012年打破了对新银河系最远观测的纪录。

获得吉尼斯世界纪录认证的全球最精确光学天象仪——来自日本五藤光学。全球最先进的光学天象仪可以精确投射1.4亿颗星星，而五藤光学和柯尼卡美能达合并在此领域已经占据全球约70%的市场份额。

9. 发电用燃气轮机

三菱重工、日立、西门子占据市场主导地位。世界上热效率最高的发电燃气轮机来自三菱重工的M701J。热转换效率比M501J高0.2%，创下新的世界纪录！它也是世界上功率最大的燃气轮机，单机470MW，GTCC联合循环容量680MW！

发电用燃气轮机的另一项评价指标是功率，目前全球功率最大的发电用燃气轮机三菱重工M701J，单机容量470MW，GTCC联合循环680MW，更让人称奇的是它的热转换效率，M501J再次提升0.2%，创下新的世界纪录

全球最大双轴燃气轮机，简单循环功率110MW+，联合循环功率154MW+——日立H80

2012年，日本三菱重工向韩国运送了大型燃气轮机。

2016年，我国东方电力有限公司引进三菱日立的燃气轮机，这是目前世界上投入运行的最先进的F级和H级燃气轮机。

10.去库存催化装置

这是发电机的心脏，目前日立垄断了这一领域，每台脱硝催化装置相当于一栋多层住宅楼的大小，中国所有发电厂都是它的客户。

11、垃圾焚烧设备

全球第一、功率强大的垃圾焚烧设备，也是城镇化推进中不可缺少的环保设备，日立造船在该领域处于领先地位，客户遍布全球，在中国已安装26台。

12、石化领域最关键的母机——PP PE大型挤出造粒机

全球仅有3家公司（日本2家、德国1家）具备完全独立设计制造的能力，其中日本制钢所的无齿轮泵型可达到世界最高水平百分率（87万吨/年），神户制钢所的市场占有率世界最高，PP/PE挤出造粒机是化工厂必不可少的设备，而我国的两大石油公司均为日资企业的客户。

13.大型工业水泵

日本荏原公司（荏原制作所）设计制造的世界单机扬程最高、流量最大、耐用度最高的工业水泵，应用于山西引黄工程。

14. 企业级扫描仪

日本富士通公司是全球商业智能文档影像解决方案的领导厂商，也是表格打印-识别-电子结合技术—富士通PFU的发明者；富士通PFU以其全球市场占有率最高的商用扫描仪和其自主研发的光学字符识别软件（OCR）助力中国国家统计局高效、准确地完成了全球最大规模的人口普查。

15.血液诊断设备

中国国家食品药品监督管理局指定北京医疗器械检验所以全球最大的血液诊断设备制造商日本Sysmex公司的血细胞分析仪作为国家标准，对全国所有血细胞计数设备的质量和日常使用情况进行审查和检测。提高准确性管理

16.全球氧化锌避雷器

龙头企业东芝三菱电机产业系统株式会社（TMEIC）为我国首个从国外引进的天然气外送工程、世界最长的天然气输送管道西气东输二线提供了全部高压变频器和高速电机；东芝三菱电机产业系统株式会社拥有全球最大容量电压源变频器和高速电机

17.光伏逆变器

日立与东方电气集团在中国的合资公司东方日立，已经为中国乃至世界最大的水光互补光伏电站提供了数百台高输出、高转换率的光伏逆变器。光伏逆变器是将太阳能电池发出的电能转换为电能，将直流电能转换为交流电能，并承担系统保护作用的光伏电站关键设备之一。

18.HFC-23分解回收装置

日本月岛环境工程公司与旭硝子大金工业株式会社在京都议定书下的清洁发展机制（CDM）项目中，开发出全球最先进的HFC-23分解回收装置，有效销毁率达99.99%以上，占全球HFC销毁量的1.3%。 其中HFC-23气体占所需设备的30%以上；HFC-23又称氟利昂23，是传统氟利昂替代品HFC-22生产过程中必须排放的强烈温室气体，是罪魁祸首，是一种极难销毁的类型，必须控制其流入空气中的量。

我国国家发展和改革委员会是其客户。

19.超纯海水淡化

在海水淡化、超纯水制备等广泛应用的反渗透膜等膜行业，以日东电工、东丽、帝人、旭化成为首的化工企业可以说掌握着相当的话语权。继续努力！

20. 粉体加工机

任何糖果、药品等的大规模生产，都离不开粉体加工机。如果全球最大的粉体设备制造商细川密克朗的粉体加工机停产，全球各大药用糖果都会受到影响。点心摊贩的生产车间也将面临瘫痪。

举几个例子，细川密克朗的粉末加工机被辉瑞、罗氏、诺华、阿斯利康、葛兰素史克等国际制药公司采用；3分钟PV被德国子公司细川阿尔派采用；气流磨被慕尼黑当地电视台介绍。

21.焦炭发生器

住友重工作为老牌化工机械制造商，占据了冶金炼铁用焦炭发生装置和基本原料焦炭的大部分市场，中国、美国、英国、中东等地的各大石油公司都是其客户。

22.动力总成精密检测设备

不管是天上飞，海里游，地上跑，只要是移动的机械物体，都需要发电，而发电的前提就是要测量功率。日本堀场制作所（Horiba Manufacturing Co., Ltd.）开发了发动机传动、制动底盘、排放的功率测量系统，在完整的动力传动系精密测试设备领域具有压倒性的领导地位。这个东西在汽车、坦克、飞机、道路等领域都发挥着不可或缺的作用。

仅举几个例子：

1. 堀场制作所获得上汽集团的合同，为美国陆军坦克和汽车研究与工程中心建造世界上最大的战斗轮式和履带式车辆测试和能源与环境实验室

2、为了提高新型重卡的发动机燃油效率和最大扭矩4000Nm，瑞士联邦理工学院下属的国家材料科学与工程实验室决定在2009年继续更新堀场制作所的新型测试设备，包括TITAN D系列发动机动态测试系统和MEXA7500尾气排放测量系统，瑞士国家电视台对这一过程进行了全程报道

3. 机械工程专业在德国排名前三的达姆施塔特大学引进了堀场公司的测功机和发动机自动化控制系统，旨在通过实践加深学生对发动机动力学的理解。

4.宝马将堀场的发动机尾气检测技术和定容稀释采样技术引入其能源与环境测试中心，进行复杂的排放测量

23. 特殊钢产品

大道钢铁公司（Daido Steel）是世界上最大的特殊钢铁产品制造商。

24.电池

未来是电动汽车，氢能汽车的主导地位，最重要的是电池。

然而，在上游电池材料供应中，日本的Sumitomo Chemical，Toray，Showa Denko和Mitsubishi Chemical在上游纯电动汽车（EVS）的上游产业中具有压倒性的优势。