18年前的一封信

2001年1月，時任北京市人大代表的羅益鋒先生在全國人民代表大會召開前，揣著一封信件輕車熟路地來到中央領導休息室門外。

大家都在好奇這個素有“議案大王”之稱的人大代表這次又準備提出什么建議。

羅益鋒沒和任何人做過多交流，他這次要提的建議跟往年都不一樣。

“我走到中央領導的休息室，就是后來秘書局的局長，我說有兩個院士，跟我說要向中央提交一個很重要的建議。他說什么建議？我說就是呼吁碳纖維，太重要了！”

其后，這封信被遞交到時任國家領導人手上。這是我國有史以來，材料“上達天聽”的少有案例。

但鮮為人知的是，這封信在提到碳纖維窘境的同時，也明確表示微電子芯片有待大力發展。

“我國國防科技存在兩個隱患，一是微電子芯片落后，一是高性能碳纖維的生產不能立足國內”。

△ 信件明確提到不能自主生產的

微電子芯片與高性能碳纖維是重大隱患

來源于《師昌緒與中國新材料產業》

這封信的執筆正是我國著名的戰略科學家、兩院院士師昌緒先生。出生于1918年的師昌緒院士，此時已是一位耄耋老者。

在當時的國人看來，這種超前的戰略眼光不可謂不犀利，甚至有點“危言聳聽”。但如果我們跟隨師老的步伐，回顧我國不同時期材料“卡脖子”事件，也許就能理解他老人家的肺腑之言。

二“中國材料科學之父”艱辛回國路

1952年，美國司法部長的辦公桌上，擺放了一份名單，這是明令禁止回到中國的35名學者。對于國防來說，這份名單上的每個名字，大概都可以抵上一支軍隊。

比如：“中國航天之父”錢學森、“中國力學之父”錢偉長、“中國原子彈之父”錢三強，緊隨“三錢”之后的，是一個對大多數人來說略為陌生的名字——師昌緒。

△ 這個國字臉的年輕學者，

后來成為了“中國材料科學之父”

圖片來源于《波士頓環球報》

那個時代的學者，大多出身書香門第，師昌緒也是如此。后來，抗戰爆發，家境中落。斬斷了師昌緒富家子弟的人生軌跡，卻也激發起了他的滿腔熱忱。師昌緒選擇了“實業救國”。

1937年，“七七事變”爆發，19歲的師昌緒開始了流亡，1948年他赴美留學。師昌緒天賦極高，不到1年時間，就拿到了密蘇里大學冶金專業的碩士學位，又用了2年時間在歐特丹大學得到了博士學位。

隨后，師昌緒在麻省理工擔任博士后。僅三年時間，他就取得了重大突破。基于他的研究成果，開發出了被稱為300M的超高強度鋼，這種鋼材兼具強度與韌性，隨后被大規模用在飛機起落架上。

時年，新中國成立。學有所成的師昌緒早就盼望回到東方故土，新中國的成立更加堅定了他的回國信念。

在麻省理工學院工作之余，師昌緒的時間、精力和金錢大都花在了爭取回國上。而他爭取回國的歷程，簡直就是一場“戰爭”！

1952年，美國司法部長的辦公桌上，擺放了一份名單，這是明令禁止回到中國的35名學者。

1953年夏天，師昌緒以組織夏令營的名義，把中國留學生聚在一起，共同商量爭取回國的對策，并向時任國家總理寫了一封求助信。師昌緒利用和印度大使館的舊交，把信件轉交給了中國政府。

次年5月，在日內瓦國際會議上，這封信成為中國抗議美國政府無理扣壓中國留學生回國的重要依據，周恩來總理向美國政府提出了嚴正抗議。

緊接著，師昌緒等中國留學生集體寫了一封致美國總統的公開信，還自費購買了一臺舊油印機印刷了2000份，再由他和另兩位留學生秘密分發。

其后，美國報紙大篇幅報道了禁止返回中國的35位學者。

1954年12月，在美國波士頓到紐約的火車上，列車員仔細端詳師昌緒之后問：你為什么要回國？師昌緒被這突如其來的問題問懵了，他有些緊張地抓緊了身邊兩個大皮箱，那里面塞滿了他親手油印、準備到紐約散發的致美國總統艾森豪威爾的公開信。

后來，他才知道，在那一天的《波士頓環球報》上他的大幅照片竟被印在了頭版頭條，一時成為轟動美國的“名人”！

美國列車司機實在不能理解眼前這個中國小伙子的決定：放棄美國前途無限的科研事業，放棄穩定舒適的生活和令人艷羨的社會地位，拼了命也要回到一窮二白的中國？

對師昌緒表示不理解的還有他的主管科恩教授。

科恩從報紙上得知師昌緒想回國，他便當面詢問緣由，并表示如果嫌待遇低、職位低，他都可幫忙解決。

但師昌緒回答：“像我這樣的人，在美國比比皆是，但現在的中國需要我這樣的人，我是中國人，應該回去幫助建設中國?！?/span>

留學生們3年的回國斗爭最終取得了勝利。

1955年7月的一個早晨，“克里夫蘭號”客輪從舊金山碼頭迎著朝陽起航。37歲的師昌緒站在甲板上望著無垠的大海萬分激動：他終于踏上了歸國之路！

半個世紀后的2011年1月14日上午，人民大會堂內，一位皓首老者緩步走上主席臺，當國家最高領導人胡***將國家最高科技獎獲獎證書授予這位老人時，現場熱烈掌聲經久不息。在全場目光和鏡頭的聚焦下，這位91歲的老人笑得平靜而坦然。

這位老人就是“兩院”資深院士、著名材料學家師昌緒。他不僅是我國材料科學與技術界的一代宗師，更是推動我國材料科學發展的杰出管理者和科技戰略家，可謂“中國材料科學之父”。

三高溫合金葉片：詬病已久的航空發動機關鍵材料

回國后，讓師昌緒嶄露頭角的是高溫合金材料，也就是航空發動機的關鍵材料。

上世紀五六十年代，伴隨著緊張的國際局勢，我國決定發展航空航天事業。

圖片來源于圖蟲創意

當時，高溫合金是航空、航天與原子能工業發展中必不可少的材料。中國既缺鎳無鉻，又受到國際封鎖，高溫合金的推廣與生產看起來前途渺茫。

1964年的一個晚上，時任航空研究院副總工程師榮科走進師昌緒的家里，在微弱的燈光下，交給他一項艱巨任務。

彼時，中國正在自行設計新型殲擊機，為了提高發動機的推力，當務之急是要鑄造高溫合金空心渦輪葉片。

如果說，航空發動機是現代工業的“皇冠”，那么，渦輪葉片無疑就是“皇冠上的明珠”。這顆“明珠”的制造技術只有少數幾個國家掌握，并對技術嚴格保密。

其實，師昌緒的專長在于物理冶金，但堅信“中國人又不比美國人笨，為什么做不出來?！钡乃闳唤酉铝诉@個重任。

師昌緒帶領團隊，幾乎走遍全國的特殊鋼廠和航空發動機廠，克服種種困難，歷時兩年零一個月，終于研制出了第一代空心氣冷鑄造鎳基高溫合金渦輪葉片。中國成為世界上少數掌握這項尖端技術的國家之一。

△ 空心渦輪葉片

來源于《師昌緒與中國新材料產業》

但讓人疑惑的是，時至今日，航空發動機仍然是我國航空事業的一塊心病。

其實，根源還是在于材料。

在早期的渦輪噴氣發動機時代，渦輪前溫度較低，高溫鎳合金（能夠承受1000℃左右高溫）是可以對付的。但到了渦扇發動機時代，在燃油利用率和推重比大幅提高的同時，渦輪前溫度也更高了。

高溫鎳合金葉片根本扛不住高溫和壓力發生變形。這會帶來很嚴重的后果，比如渦輪葉片發生斷裂、葉片飛出損傷機匣等，危及飛機安全。

研發出具備高耐熱性和高抗變形性的渦輪葉片，成為擺在各國研發人員面前的重要問題。

渦輪葉片處于航空發動機中溫度最高、應力最復雜、環境最惡劣的部位，是航空產品的第一關鍵零件。以F-22的發動機F-119為例，其直徑僅1.168米，卻需要提供15.6噸的推力。

在飛行中，其渦輪和風扇除了承受極大的壓力，還需忍受高溫的熬煎。在飛機高速飛行時，F-119的發動機渦輪前溫度可高達1977K（約1700攝氏度）。

因此，選擇合適的材料來制造渦輪葉片至關重要。而擁有強大性能的錸（lái），正是制造渦輪葉片的首選材料。

錸，素有“航空發動機的壯骨粉”之稱。把錸加入到鎳基超級合金中，只需一點點，就能大幅提高渦輪葉片的抗蠕變性，同時還能提高葉片的抗氧化和抗疲勞性能。目前，全球約80%的錸都被用于生產航空發動機的單晶葉片。

但由于歐美長期對我國實行技術封鎖，“錸”成為長期掣肘我國航空發動機研發的瓶頸問題。

西方分析人士認為：如果中國把錸運用到航空發動機領域，并取得技術突破，就會打破美歐對該領域技術的壟斷。

在吃霉大米的年代里，師昌緒讓中國航空發動機開啟了華麗篇章，但在和平年代，由于對核心關鍵材料的忽視，航空發動機卻再次成我國航空工業中的一個短板，并一再被國人詬病。

這不得不讓人感懷。

四碳纖維：重燃曾被擱淺的火炬

碳纖維，是另一種決定航空航天、國防軍工事業發展高度的國家戰略性新興材料。

而將碳纖維推到國家戰略高度的，正是2001年師昌緒寫給中央領導人的那封信。

其實，中國碳纖維研究始于60年代初，基本與世界同步。但由于當時國際環境惡劣，且西方對于碳纖維這種軍民兩用技術對中國高度技術封鎖，加上國內資源緊張，碳纖維的相關研究工作進展相對有限。（高端材料封鎖并不是現在才有的事）

圖片來源于新材料在線?

1975年11月，時任國防科工委主任的張愛萍將軍在其主持的“7511”會議上，將PAN碳纖維確定為戰略核武器的關鍵材料，聯合20多家研究所和企業共同攻關，終于解決了有無的問題。

在之后的幾年里，國家累計投入2600多萬元，用于碳纖維的研發和生產，一定程度上滿足了部分國防軍工的需求，但也存在諸多問題。

但由于種種原因，“7511”會議之后的20多年里，中國碳纖維行業一直找不到一個有序發展的技術途徑。很長一段時間，碳纖維行業都徘徊在沉寂期里。

1999年，南斯拉夫科索沃戰爭爆發。這是一場高技術局部戰爭。國內專家意識到，作為重要軍事武器的原材料——碳纖維的重要性，以及研制高性能碳纖維的緊迫性。

新世紀之交，國際局勢陰晴不定，海峽兩岸也風起云涌。碳纖維一方面面臨嚴格的國際封鎖，另一方面讓人憂心的是，國產碳纖維性能不穩定，無法滿足軍方要求。

時任中科院化學所研究員徐堅教授回憶道：“什么叫做‘卡脖子’，這才是真正的‘卡脖子’，國際局勢那么緊張，我們的軍機戰機卻因缺乏高性能碳纖維只得停工待料?！?/strong>

不僅僅是軍工層面的高端碳纖維，即使是低端民用碳纖維，也處處受制于人。

威海光威復材的首席科學家李書鄉談起那段歲月，仍心有余悸，“‘通知性漲價’‘賞賜性供給’，我們下游產業鏈全被‘卡脖子’，這種情況下，我們不得不開始自己造碳纖維?！?/span>

在這種內憂外患的情形下，此前與碳纖維及復合材料并無太多牽涉的師昌緒堅定地站了出來，這也就有了開篇羅益鋒在全國人大中央領導休息室遞交信件的故事。

師昌緒在這份《關于加速開發高性能碳纖維的請示報告》中言辭懇切地表示：“我國自60年代研究碳纖維以來，始終毫無起色，但碳纖維是發展先進殲擊機和導彈所必須的復合材料的重要組成部分，工業先進國家長期對我實行封鎖，因而高性能碳纖維的生產必須立足國內！”

這封信先后轉送到科技部、國防科工委等部門。經研究，科技部隨即將碳纖維的開發和應用列入“S-863”計劃中，并投入1億元進行技術攻關。

中國碳纖維的發展之炬，在沉寂二十余年后，終于被一個戰略科學家重新點燃了！

至此，我國開始高度重視碳纖維的研制，一批批優秀的“碳纖維報國”企業家不斷涌現出來。

但與之相隨的，則是類似于“孟晚舟事件”針對中國碳纖維技術封鎖而衍生的駭人聽聞的國際間諜報道層出不窮。

·2015年5月26日，日本《讀賣新聞》報道：3名日本商人因對華出口碳纖維被捕。兵庫縣警方當日以涉嫌非法出口管制商品的罪名逮捕3名日本人。嫌犯包括75歲的Poly-Chemicals公司董事長近藤正二。《讀賣新聞》稱，碳纖維可用于制造武器，一定強度以上的碳纖維需要獲得經濟產業省批準才能出口。近藤正二等3人涉嫌以向韓國光州市某企業出口的名義申請到了出口許可證，并于2011年借道韓國釜山，向中國出口總長數千米的碳纖維材料。

·據美國媒體報道，2012年，一名叫做張明順(音譯)的中國公民被指控非法向中國出口M60JB碳纖維。

· 2013年12月，綜合外媒報道，中國商人在美國遭遇“釣魚執法”，釀成又一起“中國間諜案”。一中國男子因非法采購航天級碳纖維在美國被判近5年。

橫跨半個多世紀，經過幾代人的攻關進取，中國碳纖維歷經幾度沉浮，終于逐漸擺脫了當年停工待料那般迫在眉睫的危機。

但20年前那虛驚一場的緊張時局，至今想起仍后背發涼。

2013年，年事已高的師老身體每況愈下，但躺在病床的師老在少有的清醒時刻，仍不忘咨詢國產碳纖維的研究發展進度，尤其是高性能碳纖維。

“到后來師老已經說不了話，但每次聽我們匯報碳纖維又有新突破時，他就微微點頭，有時精神好點就像個孩子一樣，認真地聽著，不時露出一個微笑。”

但讓徐堅感到遺憾的是，師老沒有等到碳纖維T800突破成功的消息，“如果老先生能再等3-5個月就好了。”

五半導體材料：芯片之爭，就是材料之爭

航天材料的迫在眉睫，讓大家對其它尚能進口的材料失去警覺。

當年，師老在提出微電子芯片材料是國防科技的隱患之一時，并不是沒有意識到芯片的戰略意義，但自主研發芯片的迫切性畢竟還有緩沖區。

但在后來的一系列封鎖看來，芯片的戰爭早已進入白熱化狀態。

作為高科技發展的要素，超級計算機早已成為世界各國經濟和國防方面的競爭利器。經過我國科技工作者幾十年不懈地努力, 我國的高性能計算機研制水平顯著提高，成為繼美國、日本之后的第三大高性能計算機研制生產國。

中國超算的快速發展讓美國感到了巨大威脅。

2015年，美國再次以瓦森納協定為理由，對中國禁售英特爾至強處理器，因為當年霸占超級計算機排行榜第一的，正是中國使用英特爾處理器而造出來的天河二號。

沒有了英特爾的芯片，國內的超算研究似乎被極大地限制了。

幸運的是，中國似乎早就意識到會有這一天，因此國內的申威芯片項目在2006年就啟動了。國防科大也先后對外發布了“火星”和矩陣2000。

2016年超算榜單出爐，中國超算“神威·太湖之光”問鼎全球超算500強榜首，使用了4萬顆申威26010處理器的神威·太湖之光，還一舉拿下了超算界當年的諾貝爾獎——戈登貝爾獎。（這個獎項在30年里一直被美日壟斷，中國奪冠的意義不亞于男足勇奪世界杯。）

超算失利，通訊成為下一個狙擊目標。

2016年3月7日，BIS將中興通訊及其附屬的三家公司列入“實體清單”，禁止美國企業及代理美國產品、技術的廠商向中興通訊出口相關的技術和產品。一年后（2017年3月），美方將中興移出“實體清單”。

美國放過中興不是沒有條件的，除了數十億美元的巨額罰款和保證金，并作為貿易談判的籌碼，美國在中興內部設立美國合規官員，用來監督中興是否遵守了美國的法規。美方人員進駐中興，對其所有的經營行為進行審核監督，并設立專門的賬戶隨時檢查。

人在屋檐下，不得不低頭。

數據顯示，中興的智能手機和電信網絡設備等產品中有25%-30%的零部件來源于美國供應商，包括基帶芯片、射頻芯片、存儲、光器件等。

2018年4月16日，美國商務部再次對中興發起制裁，未來7年將禁止美國公司向中興銷售零部件、商品、軟件和技術；不僅如此，還擬對中興通訊處以3億美元的罰款。

中興短期內難以找到替代品，訂單交付、新訂單獲取、回款都受到嚴重的影響。

改革開放四十年來，中國在科技領域取得了長足進步，但芯片一直是中國工業體系中的短板。中興事件，徹底暴露中國芯片產業的軟肋，同時也為過度依賴外國技術供應鏈的現象敲響了警鐘。

至此，從中興開始的“芯片之爭”正式走向前臺。

國家新材料產業發展專家咨詢委員會主任干勇院士一語中的地提出：“芯片之爭，就是材料之爭”。

新一輪的材料之爭似乎更明朗了。

當地時間5月16日早間，BIS將華為列入“實體名單”。

5月17日凌晨，華為海思總裁何庭波緊急發出內部郵件:“今后的路，不會再有另一個十年來打造備胎然后再換胎了，緩沖區已經消失，每一個新產品一出生，將必須同步‘科技自立’的方案。”

在中國相對落后的芯片產業中，華為海思半導體走在了前列。據研究調查機構IC Insights的數據顯示，2019年第一季度，華為海思以17.55億美元的銷售額，成功躋身全球前15大半導體廠商。

海思芯片的科技自立之路依然道阻且長。在何庭波發文后的隨后幾天，國外針對華為的封鎖愈加步步緊逼，蘋果、谷歌、ARM、微軟（這個名單還在不停增長）等國際巨頭企業先后對華為“開刀”。

如此看來，華為正在打造的“中國芯”今后的路將愈加步履維艱。

據悉，電子信息產業元器件生產需要數十種材料，缺一不可，且大多數材料具備極高的技術壁壘，因此材料企業在電子信息行業中占據著至關重要的地位。而日本在硅晶圓、合成半導體晶圓、光罩、光刻膠、藥業、靶材料、保護涂膜、引線架、陶瓷板塑料板、TAB/COF、焊線、封裝材料等14種重要材料方面均占有60%及以上的份額，在全球范圍內長期保持著絕對優勢。與此相對應的是，我國在大多領域尚處空白。

目前，國際上的高端芯片基本由美國壟斷，韓國和日本擁有部分中端芯片，而國內的高端芯片則基本完全依賴進口；此外，在芯片生產這個關鍵環節，中國內地領先的中芯國際比起臺積電和韓國三星等廠商還足足落后兩代。

鄔賀銓院士在談到中國芯片產業長期勢弱的問題時，他坦言“一方面是之前我們并沒有把芯片提到國家核心競爭力的高度來認識；另一方面，全球化供應鏈的便利使得我們沒有下決心在這個領域多做投入?！?/span>

“一定意義上你拿到全球化供應鏈這個好處，也喪失了自己獨立開發的意愿。”但如今看來，中國芯片已然成為另一個迫在眉睫的材料之爭故事了。

六材料自強不是只爭朝夕

根據最新消息，繼中興、華為之后，大疆、海康威視等一批高新技術企業也相繼被美國商務部盯上。而這一切，從1996年《瓦森納協定》簽訂之日起，就屬預料之中了。

1952年，巴黎統籌委員會專門為中國成立了一個“中國委員會”，用于執行針對中國的禁運和封鎖。而后，巴黎統籌委員會隨著冷戰結束而于1994年正式解散，但是17個原巴統成員國和其它11個國家隨后于1995年在荷蘭瓦森納召開會議，并于次年在奧地利首都維也納簽署了《瓦森納協定》，宣布基于“自愿”的原則限制軍民兩用商品和技術、軍品和技術的擴散，其物項內容大部分繼承自巴統，而中國則被赫然列入了被封鎖的國家名單之中。

自90年代以來，工業發達國家進一步加強了對華的各種禁運和封鎖，很多原有物項的封鎖和禁運仍未解除，而諸多新的物項卻被加入到封鎖的名錄中去。特別是對于涉及國防、航空航天、電子信息、冶金材料等高精尖領域的技術，西方諸國更是守口如瓶。

2018年8月1日，美國商務部工業與安全局（BIS）以國家安全和外交利益為由，將44家中國企業（8個實體加36個附屬機構）列入出口管制“實體清單”。

這44家中國企業新增至的《出口管理條例》（EAR）中，名單內的中國企業數量此前就已經長達將近20頁，包括了中國運載火箭技術研究院、中國電子科技集團等眾多軍工集團，甚至連北京航空航天大學等高校也在其列。

如去年被新增到實體名單中的中國電子科技集團公司第十三研究所。十三所自建所以來的50多年里，在半導體領域先后創造了54項國內第一，如中國第一只鍺合金晶體管（1956年）、第一只硅超高頻晶體管和第一塊硅集成電路（1965年）、第一只砷化鎵微波場效應晶體管（1977年）、第一只長波長半導體激光器（1980年）、第一塊砷化鎵集成電路（1982年）、第一只寬禁帶氮化鎵功率器件（2004年）等。

技術之爭不在一時，材料自強更不是只爭朝夕。

當科技之爭的核心比拼被層層剝開，當科技瓶頸日漸凸顯，當生產技術的天花板清晰可見，材料，尤其是核心關鍵材料的競爭就成為稀缺資源。

60多年前的那個早晨，師昌緒滿心歡喜地登上回國郵輪，在實業救國、科技創新的時代潮流中，當時的他可能永遠都不會想到，出身冶金專業的自己，今后的大半輩子都投身在高溫合金材料、腐蝕防護材料、生物醫用材料等新興材料開疆拓土的戰斗中，并一生致力于中國材料發展的戰略布局。

“以史為鏡，可以知興替。”

從一代材料宗師走過的旅程以及他對材料戰略的超前布局來看，“材料之爭”或許才剛剛開始。

注：本文關于師昌緒回國部分素材參考北洋君的《今天請記住師昌緒！他曾"大鬧美國"上了頭條，助推中國戰斗機起飛！》

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