中国还有哪些技术全面落后于西方国家？不能够短时间超越的技术领域？

中国的科技进步是不可否认的，尤其是在互联网、5G、高铁、新能源汽车等领域，已经走在了世界前列。但如果放眼更广阔的科技版图，一些关键领域，特别是那些需要深厚基础研究积累、复杂精密制造能力以及长期生态系统构建的领域，中国与西方发达国家之间仍然存在着不小的差距，而且有些差距并非短期内可以轻易弥合。

1. 高端芯片制造与设计（特别是先进制程）

这是一个老生常谈但至关重要的问题。

制造（Fab）：芯片制造是整个半导体产业链中最复杂、最烧钱、技术门槛最高的环节。西方国家，特别是荷兰的ASML，在光刻机领域拥有绝对的垄断地位。ASML的EUV（极紫外光刻）光刻机是制造7nm及以下先进制程芯片的唯一途径。中国最大的芯片制造商中芯国际，目前最先进的制程只能达到N+1（接近7nm），与台积电（TSMC）和三星（Samsung）的5nm、3nm甚至更先进的工艺有着显著差距。
技术壁垒： EUV光刻机本身就是一个集光学、机械、真空、材料、软件控制于一体的超级工程，其研发和制造周期长达数十年，涉及数千个精密部件，每台机器的价格高达数亿美元。其中关键的光源、反射镜、掩模版等核心技术，中国都尚未完全掌握。
产业链依赖：即使有了光刻机，还需要配套的光刻胶、掩模版、化学试剂、工艺设备（如刻蚀机、离子注入机、薄膜沉积设备等）等一系列高精尖材料和设备。这些领域，西方企业（如美国的应用材料、泛林集团，日本的东京电子、信越化学）占据主导地位。中国在这些辅助材料和设备上的国产化率仍然不高，且在性能和稳定性上与国际顶尖水平有差距。
设计（EDA）：芯片设计离不开EDA（电子设计自动化）软件。目前全球最主流的EDA工具提供商几乎都被美国公司垄断，如Cadence、Synopsys。这些软件是设计高性能、低功耗芯片的基石。中国虽然也在大力投入开发自主EDA工具，但要达到国际顶尖水平，需要大量的算法优化、软件工程和用户验证，这是一个漫长且充满挑战的过程。

短期难以超越的原因：
技术沉淀：西方国家在半导体领域已经进行了数十年的技术积累和迭代。EUV光刻机的成熟，是ASML几十年来与全球顶级科研机构和企业合作的成果。
人才瓶颈：芯片设计和制造需要高度专业化的人才，包括物理学家、化学家、材料科学家、光学工程师、软件工程师等。中国虽然在培养相关人才，但顶尖的、具有丰富经验的专家仍然稀缺，且在全球范围内流动性受到一些限制。
巨额投资与风险：芯片制造厂的建设和维护需要天文数字的资金，而且投资周期长、风险高。一旦技术路线走错，损失将是巨大的。

2. 高端航空发动机（特别是民航大型客机和部分军用飞机）

航空发动机被誉为“飞机的眼睛”，是现代飞机工业皇冠上的明珠，其技术复杂度仅次于芯片。

技术挑战：
极端环境下的材料：航空发动机在工作时，核心部件（如涡轮叶片）会承受高达15002000摄氏度的高温、巨大的离心力和复杂的应力。这需要能够耐高温、抗氧化、抗腐蚀、高强度的特种合金（如镍基高温合金、单晶叶片）以及复杂的制造工艺（如精密铸造、定向凝固、热障涂层）。这些材料的研发和生产，涉及冶金学、材料科学、表面处理等多个前沿领域。
高精度制造与装配：发动机内部有数万个零件，它们的公差要求极低（微米甚至纳米级别），而且需要极端精密地组装。例如，涡轮叶片的仿形加工、动叶与静叶之间的间隙控制，直接影响发动机的效率、推力和寿命。这种制造精度和装配能力，需要高度自动化的生产线、先进的加工设备和严格的质量控制体系。
燃烧与热管理：如何在燃烧室中实现高效、稳定的燃烧，同时控制温度，防止过热损坏，是发动机设计的核心。这涉及到燃烧理论、流体力学、传热学等复杂学科的交叉应用。
可靠性与寿命：航空发动机的可靠性和寿命是民航客机安全飞行的生命线。一次发动机故障可能导致灾难性后果。因此，发动机需要经过极其严苛的地面测试和飞行测试，以确保其在各种复杂工况下的稳定运行。

中国目前的情况：
民航客机：中国自主研发的C919大型客机，虽然已经试飞并取得订单，但其搭载的发动机（CFM LEAP1C）仍然是与西方企业（通用电气、赛峰）合作的产物。中国仍在努力研发自己的民航发动机，如长江1000A，但距离实际应用和批量生产还有相当长的路要走。
军用飞机：在军用飞机领域，中国在部分型号上实现了发动机的国产化，例如WS10系列发动机在歼10、歼11、歼16等战机上得到应用，性能已有显著提升。但相比于西方最先进的发动机，如F22的F119、F35的F135，在推力、推重比、燃油效率、隐身性（低红外信号）等方面仍有差距。

短期难以超越的原因：
技术积累与试验数据：航空发动机的研发是一个“试错”的过程，需要大量的试验数据来验证设计和材料。西方企业有几十年的积累，拥有庞大的试验设备和数据库。
人才储备：航空发动机领域的高级工程师和科研人员是极其宝贵的资源，培养周期长。
风险规避：对于民航领域，安全性是第一位的。航空公司在选择发动机时，更倾向于久经考验、性能可靠的西方产品。新研发的发动机需要时间来证明其价值。

3. 生物医药（特别是创新药物研发）

在仿制药领域，中国已经取得了长足进步，甚至在成本上有优势。但在原创性、突破性的新药研发方面，与西方顶尖药企（如辉瑞、罗氏、诺华、默沙东等）仍有差距。

技术难点：
靶点发现与验证：发现新的疾病发生机制和与之相关的生物靶点，是新药研发的第一步。这需要对复杂的生命过程有深刻的理解，以及庞大的基因组学、蛋白质组学、代谢组学等数据挖掘能力。
分子设计与优化：基于靶点，设计出能够与靶点特异性结合并产生治疗效果的分子。这个过程需要高度的计算化学、药物化学和分子生物学知识，以及大量的药物筛选和结构修饰工作。
临床试验：药物的有效性和安全性需要在人体上进行严格的临床试验。新药研发的成功率非常低，绝大多数候选药物在临床试验阶段失败。进行大规模、多中心的国际化临床试验，需要强大的临床研究能力、符合国际标准的管理体系以及庞大的资金投入。
生物技术平台：基因疗法、细胞疗法、mRNA疫苗等新兴生物技术，虽然中国也在快速跟进，但其核心技术、载体系统、生产工艺以及安全性评估等方面，西方仍然处于领先地位。

中国目前的情况：
仿制药为主：中国医药市场依然以仿制药为主，虽然其质量在不断提高，但与创新药相比，技术含量和附加值较低。
创新药起步：近年来，中国在创新药研发方面投入巨大，涌现出一些国产创新药，在抗肿瘤、糖尿病等领域取得突破。但与国际顶尖水平相比，新药管线数量、获批新药的突破性以及全球影响力仍有差距。
临床研究能力：中国的临床研究能力正在迅速提升，但要达到FDA、EMA等监管机构的严格标准，仍需时间和经验的积累。

短期难以超越的原因：
研发周期长、风险高：一个新药从实验室走向市场，通常需要1015年，耗资数十亿美元，且成功率极低。
基础科学积累：药物研发的基础是生命科学的深入研究。虽然中国在基础研究方面进步显著，但一些关键的基础理论和发现，仍有待突破。
全球合作与监管：药物的研发和审批是全球化的过程，需要与国际监管机构、研究机构进行合作。

4. 高端精密仪器与设备

这里指的是能够进行精密测量、分析、制造的关键仪器，它们是支撑许多高端科技发展的“基石”。

例子：
高端显微镜：如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等，对于纳米材料、生物结构、物理材料的观测至关重要。西方国家（如德国的蔡司、日本的日立、JEOL）在这些设备的性能、分辨率、稳定性方面具有优势。
精密测量仪器：如原子钟、高精度激光干涉仪、谱仪等，这些仪器是科学研究、导航、通讯等领域的基础。
先进半导体设备：除了光刻机，刻蚀机、检测设备、清洗设备等在材料、工艺、控制精度上，许多高端型号依然被西方企业垄断。
高端医疗设备：如PETCT、MRI、高端口腔X光机等。

技术挑战：
光学、真空、精密机械、信号处理：这些仪器往往集成了最尖端的光学、真空技术、精密机械加工、电子学和软件控制技术。
材料科学：许多仪器内部的零部件需要特殊材料，以保证其性能和稳定性。
系统集成与校准：将众多精密部件集成到一个稳定工作的系统中，并进行精确的校准，是一项极其复杂的工程。

短期难以超越的原因：
跨领域集成能力：这些仪器是多学科、跨领域技术集成能力的体现，需要长期的技术沉淀和协同创新。
市场和生态系统：西方国家在这些领域已经建立了成熟的市场和完整的生态系统，包括供应商、用户反馈、技术服务等，这使得后来者难以快速切入。

总结：

上述这些领域之所以难以在短期内超越西方国家，根本原因在于它们不仅仅是某个单项技术的突破，而是基础科学的深度、跨学科的融合能力、长期的技术积累、严谨的工程实践、庞大的产业生态系统以及顶尖人才的储备等多方面因素的综合体现。

中国在这些领域正在努力追赶，并且取得了一些令人瞩目的成就。然而，这些“卡脖子”的技术，其挑战性在于其“硬核”程度和“系统性”，需要时间和耐心的持续投入，而非一蹴而就的改变。这并非否定中国科技的进步，而是客观认识到在世界科技版图上，依然存在一些需要我们长期耕耘、方能企及的领域。

网友意见

科研仪器设备，差距比光刻机还大。

听过一句话么？

中国制造在西方国家的商场里，德日制造在中国的工厂里，美国制造在中国的实验室里。

这家美国公司叫赛默飞世尔（thermo fisher），是全世界最强的科研仪器设备提供商，位列2020年世界500强第380位。

你要是想做生物、医药、材料方面的实验，一定逃不过赛默飞的设备和耗材。

有些东西全世界只有赛默飞能做。卖给中国的价格极其离谱，并且中国还买不到最好的。

不仅买不到最好的，数量也有限制。

这在一定程度上导致了中国大学教育资源分配极度不均的现状，甚至已经影响到了整个科研体系了。

那么，中国有公司做么？

没。

能在短时间内赶上么？

不能。

多说两句，各行各业的实验室都是不同的，所用器材耗材也是千差万别，我讲的是一个普遍性的现象。

有一句话叫，中国的实验室用美国的仪器耗材发表美国的期刊论文。

这叫什么，这叫中介么？

别怪我说话难听，这就是现状。

多说一句，已经被删除的那份北大国际战略研究院的报告里面是这么说的：
「以美国为对标，中国在技术上形成了多数领域“跟跑”，少数领域“并跑”，极少数领域“领跑”的基本态势。」
「实际上，“中国超越美国”“中国持续落后于美国”“中美齐头并进”的局面在各个（细分）领域可能同时存在。
目前，中国可能主要在通信技术、港口机械和轨道交通等领域领先于美国；
在生物技术、农牧育种、精细化工、工业软件、芯片制造、医疗设备、民用航空发动机等（细分）领域，中国和美国的差距较大；
在脑机技术、量子信息技术、人工智能等新兴技术领域，包括中美在内的许多国家都在调动资源，以竞争领先优势。」
报告的备份可见：

从回答里引用的最新研究的数据来看这个判断还是准确的。

这个问题勉强算是知识产权法范畴（跨国专利比较）。

专利技术的数量容易比较，但是很难衡量不同专利的质量优劣。

从专利数量上来说，中国的专利增量已经超越美国，并且和美国拉开了两倍以上的差距：

根据世界知识产权组织（WIPO）发布的《世界知识产权指标》年度报告，2019年全球专利申请量超过322万件，为十年来首次下降，而中国国家知识产权局受理的专利申请数量达到140万件，位居全球第一，是排名第二的美国主管部门收到专利申请量的两倍以上。

如果从年度专利增速来看，中国也已经拥有领先美国十个百分点以上的速度优势：

那么这能不能反映出中国和美国的科技水平已经实现了趋同甚至逆转了呢？

我想还言之过早。

学过知识产权法——尤其是专利法——的朋友都知道，专利里面既包括一般意义上的技术创新，例如发明；也包括对现有技术做出改良提高效率的实用新型，还包括外观设计这种不怎么和技术实力强相关的类别。

这就导致如果直接从专利数量来评价一个地区的科技水平，就存在严重的估计偏误：一个地区完全可以以量取胜，通过申请大量的对技术创新毫无帮助的实用新型和外观设计专利在短期内迅速扩大自己的专利库。

同时，即便是发明专利，由于专利法审查的新颖性、创造性和实用性标准门槛都比较低，一件只是单纯将实现步骤改换、调整实现结果的“发明”也可以获得专利。

因此，想要准确评价跨地区的科技水平差距，就一定需要一套评价专利质量的指标。

这样的指标注定是充满争议的，因为所谓创新就是在争议之中诞生的。一项新技术或新理论之所以是新的就是意味着它此前没有被别人设想过，因而诞生之时也难以立即被人理解。这就导致真正的科技创新是有时延性的，今天的一项新技术或许要在十几二十年之后才能被人正确评价。

同时，尽管我们在实际工作中能从业内从业人士口口相传的经验中获得直观认识，比如从事输配电行业的从业人员就非常清楚中国的特高压输电技术冠绝全球；而在航空航天领域工作的朋友就感觉到美国在这一领域的绝对优势；然而，这样的认识是存在严重的同温层偏差的，正如盲人摸象一般。这样的经验只在特定的行业内部具备指导意义。

因此，现行通用的评价专利质量的主要标准还是专利引用量，因为专利引用量相当于是业内人士之间的交叉评价，受评价高的专利被同业界人士引用的可能性更高；另一方面专利引用量的标准化处理又使得我们可以在较长时期尺度上直观地观察专利的影响力走势，一件在十年内不断被引用累积一百次的专利肯定是比一件在诞生当年就被引用一百次的专利更可能是基础技术层面的创新，因而可以受到更高评价。

基于此，香港中文大学的宋铮团队给出了一个评价专利质量因此也是技术水平的基准指标。

Hanming Fang, Zheng (Michael) Song, Yiran Zhang, An Anatomy of the Patent Quality: China vs. US

注：这项研究还没发布，链接暂时打不开

这项工作主要是基于专利引用量构建了三个指标：双向取得专利的后续引用量（the forward citations standardized by dual-listed patents）；两国专利文件中的新术语（the technology gap based on new words）；跨国知识转移（the cross-country knowledge transfer）。

专利的跨国比较存在制度上的难点，因为不同国家间的专利颁发标准不同。用双向取得的专利来评价可以避免这个问题，因为被评价的专利同时在美国和中国都经过了专利审查；

一般来说，科学技术领域内出现的新术语可以被视为技术创新的尝试，如果这一术语能在后续研究中不断被引用，那么这一新术语就可以被视为真正的创新；

跨国知识转移也就是两国之间谁引用谁的专利文件更多，这可以被理解新知识从高到低的流动。因而知识转移的方向也可以用来评价两国间的科技水平差距。

基于这一指标体系和他们建立的从1985-2020年间的专利数据库的测算：

1、美国的专利质量总体上是中国的两倍，但中国追赶的速度很快。

2、1996-2000年这一时期，中国专利文件上有16.72%的新术语早就在美国的专利里出现过；到2011-2015年，这一比例大幅下降到7.34%。

3、中美两国之间的知识转移现象绝大多数都是从美国转移到中国；但是2001年之后，中国在极少数工程领域，例如输配电技术、电子通讯和基础电子元件制造技术等，形成了对美国的知识逆流。只是这一比例相当微小，2017年时从中国流向美国的知识仅占中美两国知识转移总量的1.1%。

从上述测算不难看出，我国虽然已经在专利数量上超越美国，但在质量上和美国还有较大差距，也就是说，中国的专利灌水现象还是比较严重的。

这可以从中国大量的R&D研发经费的流向上找到合理的解释。

同样是宋铮团队的研究，他们构建了一个企业间随机交互的内生增长模型，因此来测算中国的R&D研发经费的错配现象和扭曲状况。

在2007-2012年间（这个年份的数据可得性更高），中国的R&D投入为中国的全要素生产率带来3.6%的年均增长，然而错配和扭曲现象的存在使得中国的研发经费投入效率低于台湾地区。

这是因为大量的企业为了获得科技补助把本来不属于补贴范围的技术换了个标签就去申请了经费。这样的骗经费企业大致有三分之二。

中国的全要素生产率主要是靠少数的成功企业（例如腾讯和联想等）超出一般企业12%的全要素生产率增速拉动的。

这一研究即将发表在经济学顶刊Econometrica。

From Imitation to Innovation: Where Is All that Chinese R&D Going? (with Michael Koenig, Kjetil Storesletten and Fabrizio Zilibotti), forthcoming,Econometrica

事实上，这一结果也和复旦大学陈钊、刘志阔团队的研究结果一致：

他们探讨了中国对符合条件（认证为“高新技术企业”）的企业给予较低的企业所得税税率（15%）这一重要税收优惠政策对企业的研发投资（R&D）的影响。

结果表明，税收优惠政策促进企业R&D投资的增长，其中约三分之一（36.8%）的R&D增长来源于企业将行政费用重新标注为研发费用，也即重标注“Relabeling”。（其实就是把杂七杂八的各种支出打包成研发支出来骗税收减免）

这项研究也发表在经济学Top5的顶刊，American Economic Review上：

Chen, Z., Z. Liu, J. C. Su´arez Serrato, and D. Y. Xu (2021). Notching R&D investment with corporate income tax cuts in China. American Economic Review 111 (7), 2065–2100.

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