隨著（zhe）科技的不斷進步，中國正努力攻克一係列被外界稱為“卡脖子”的關鍵技術。超精密拋（pāo）光技（jì）術作為其中的一（yī）項（xiàng），對於提（tí）升我國製造業水平（píng）和實現高端裝備自主化（huà）具有重要意義。那麽，超精密拋光（guāng）技術還要多久才能攻破（pò）呢（ne）？本文將圍繞（rào）這一問題（tí）展開探討。
一、超精密拋光技術（shù）的重要性
超精密拋光技術是製（zhì）造高精度、高質（zhì）量產品的關鍵環節（jiē），廣泛應用於光（guāng）學、半導（dǎo）體、航空航天等領域。在光學領域，超精密拋光技術用於製造高精度光學元件，如鏡頭、反射鏡等，對於提高光（guāng）學儀器的成像質量和性能至關重要。在半導體領域，超精密拋光技術則是製造集成電路芯（xīn）片的必要手段，對於提升半導（dǎo）體產業的國際競爭力具有重（chóng）要意義。
二、超精密拋光技術的（de）挑戰與突破
盡管我國在超精密拋光技術方麵取得了（le）一定的進展，但（dàn）與發達國家相比，仍存（cún）在一定的差距。目前，我國在超精密拋光技術方麵麵臨的主要挑（tiāo）戰包括：技術瓶頸（jǐng）、設備（bèi）依賴、人才培養（yǎng）等方麵。
為了攻破這些技術難題，我國科（kē）研（yán）人員和企業家們（men）正在積極探（tàn）索和創新。一方麵，他們加強與國外（wài）先進企業的合作與交流，引進先進技術和管理經（jīng）驗；另一方麵，他們加大研發投入，推動超精密拋光技（jì）術的自（zì）主研發（fā）和創新。同時，國家也出台了一係列政策措施，支（zhī）持超精密拋光技術的研發和應用。
三、超精密拋光技術的未來展望
雖然超精密拋光技（jì）術的攻破之路充（chōng）滿挑戰，但隨（suí）著我國科技實力的不斷提升和科研人員的不斷努力，相信不久的將來，我國一定能夠在超精密（mì）拋光技術領域取得重大突破。
展望未來，我國超精密拋光技術的發展將呈現以下趨勢：一是技術水平不斷提升，逐步實現從跟跑到並跑再到領跑的轉變；二是應用領域不斷（duàn）拓寬，不僅局限於光學和半導體領域，還將拓展到更（gèng）多高端製造領域；三是（shì）產業鏈不斷完善，形成從原材料、設（shè）備到技術的完整產業鏈，提高我國在全球（qiú）超精（jīng）密拋光技術（shù）領域的競（jìng）爭力。
中國“卡脖子”的（de）35項關鍵技術，超精密拋光（guāng）還（hái）要多久才能攻破？
跟（gēn）專業投資人學投資：本公眾（zhòng）號運營團隊皆出身於國內外知名財經院校，與美國前財長，高盛前主席亨利保爾森和諾（nuò）貝爾（ěr）經濟學獎獲得者加裏貝克爾教授的研（yán）究團隊有深入合作，曾（céng）任職國內頂級風投機構和私募基（jī）金。本公眾號誌在為中國迅猛增（zēng）長的中產階級提供最前沿財富風口指引，最詳盡的熱點行（háng）業研究報告以及市場風險提示。
一、超精密加工技術行業（yè）長期被卡脖子，國產（chǎn）替代需求迫切
超精密加工，指以不改變工件材料物理特性為前提，以獲（huò）得（dé）極（jí）限的形狀精度、尺寸精度、表麵粗糙度、表麵完整性(無或（huò）極少的表麵損傷，包括微裂紋等缺陷、殘餘（yú）應力、組織變化)為目標的機械加工。
通常，按加工精度量級可將機械加工分為普通加（jiā）工（gōng）、精密加工、超精密加（jiā）工。
超精密加工技術成為衡量一個（gè）國（guó）家先進製（zhì）造技（jì）術水平的重要指標之一。
長期以來，國外超（chāo）精密機床的進口受到西方國家的禁運限製，我國超精密加工行業技術發展較慢。
工業母機在國家戰略（luè）意（yì）義上的（de）重（chóng）要十分緊迫，屬於牽一發而動全身關鍵領（lǐng）域。
此前國家（jiā）工信部、科學技術部相繼發布亟待（dài）突破“卡脖子”的35項核心技術，超精密加工及拋光工藝就位列其中。
近年國內（nèi）相關基礎性產業支持政策不斷出台；2021年8月19日，國資委擴大會議首（shǒu）次（cì）提及（jí）工業母機，並（bìng）強調針對工業母機等領域，加強關鍵核心技術攻關。
-《（中國製（zhì）造2025）重點領域技術（shù）路線圖》，到2025年，高檔數控機床（chuáng）國內市場占有率超過80%；主軸、絲杆、線軌等中高檔功能部件國（guó）內市場占有率達到80%；我國高檔數控機（jī）床與基礎製造裝備要總（zǒng）體進入世界強國行列；
-《產業（yè）技術（shù）創新（xīn）能力發展（zhǎn）規劃（2016-2020年）》強調機械工業基礎製造技術關鍵零（líng）部件的高速高效精密切削等（děng）先進基礎製造工藝技術，提高（gāo）我（wǒ）國在光學加工設備、光學器件、光學鏡頭等（děng）方麵的設計（jì）及整體（tǐ）製造（zào）能力；
-《工業強基工程實施指南（2016-2020年）》指出加快促進工業基礎能力提升（shēng），重點發展光學精密及（jí）超精密加工工藝，非球表麵零件加（jiā）工工藝；
-《“十三（sān）五”先進製造技術（shù）領域科技創新（xīn）專項（xiàng）規劃》要（yào）求重點發展精密與超精密加工（gōng）工藝及裝備（bèi），突破高精度光學元件等精密超精（jīng）密加工（gōng）關鍵技術。
光學鏡片按材質可分為（wéi）塑料鏡片和玻璃鏡片，按幾何（hé）形狀及製程可分為球麵鏡片和非球麵鏡片，玻璃非球麵鏡（jìng）片在性能方麵優於其他鏡片（piàn）
玻璃相比塑膠具有較高折射率、低吸（xī）收率、寬的光透過光譜範圍（wéi）、高（gāo）抗變形性、高抗高溫性、高抗濕性、硬度高及擁（yōng）有較佳表麵抗刮等特性；
非球麵相比球麵更容易修正影像畸（jī）變、色差（chà）、彗差等光學像差，使畫麵更加清晰，提高光學性能，使大光圈和廣角設計變得簡單；並讓鏡頭的鏡片數目大幅降低，1片非球麵鏡可抵3-5片球麵鏡的效果。
玻（bō）璃非球麵製備工藝
非球麵玻璃鏡片製備工藝主要包括傳統磨削工藝、熱加（jiā）工法（fǎ）-模造法、冷加（jiā）工法，模造（zào）成型工藝高精度、低成本，是製備玻璃非球麵透鏡（jìng）的主流工藝。
模造工藝主（zhǔ）要應用於車載鏡（jìng）頭、高清廣角鏡頭（tóu）、數位相機（jī）鏡頭等。
模造玻璃技術門（mén）檻較高，以往全球僅HOYA（日本（běn））、亞洲（zhōu）光學（台灣）等少數公（gōng）司可實現量產，隨著海外技術人才流（liú）入國內，加（jiā）上下遊需求爆發，國內廠商紛紛入局，目前舜宇（yǔ）光學、聯創電子、藍特（tè）光學、聯合光電等公司均掌握該工藝，近三年持續擴產。
玻璃非（fēi）球麵熱（rè）模造（zào）工藝壁壘高，核心難點在於模具加（jiā）工。
模仁表麵加工精度需達（dá）納米級別
-玻（bō）璃非球麵鏡常用的模仁材質為碳化鎢（wū）和碳化矽，其輪（lún）廓必須利用超精密（mì）研削機床加工成形，後用超精密拋光機（jī）床（chuáng）微加工，模仁表麵精度達到納米級別；還需在（zài）模仁（rén）表麵鍍上一層離形膜，以提高模仁的（de）壽命及避免玻璃與模仁表麵發生沾粘，上述工藝要求在千級無塵車間進行。如何確保加工精度的同（tóng）時最大（dà）化加工效（xiào）率，對模具生產設備提出巨大挑戰。
加工過程需實時監測，測量方法需匹配工（gōng）藝
-玻（bō）璃非球（qiú）麵生產流程檢（jiǎn）測要求高，需（xū）使用誤（wù）差（chà）足夠小的精密檢測設（shè）備，並根（gēn）據工藝要（yào）求選擇合理的測量方法。非球麵由於麵（miàn）形複雜，采用何種表（biǎo）麵測量方法，需要綜合考慮待測非球麵光學元件的表麵曲率、縱深、表（biǎo）麵結構特（tè）征（zhēng）、尺寸，以（yǐ）及對測量速度、測量精度的要求。
四、應用場景不斷出（chū）現，催生玻璃非球麵鏡片市場需（xū）求（qiú）
①車（chē）載是玻璃（lí）非球麵目前主戰場。
玻璃非球麵（miàn）鏡片（piàn）是（shì）車（chē）載攝像頭最佳解決方案（àn）。相較於（yú）消（xiāo）費類電子攝像頭，車載攝像頭的工作環境極度惡劣，如震動、高低溫、雨霧、光線變化劇烈等。車（chē）載（zǎi）攝像頭以駕駛安全為目的，塑膠鏡片（piàn）無法提（tí）供穩定、可靠（kào）、清晰的周邊環境數據，而玻璃（lí）非球麵鏡片同時（shí）具有小型化、輕量化和成像效果佳的優勢（shì），已經成為高像素（sù）車載鏡頭的最佳解決方案。
玻璃非球麵（miàn）鏡片準直性能優異成為（wéi）激（jī）光雷達不同技術路線（xiàn）透鏡的主流選擇。一方麵激光器發射的原（yuán）始激（jī）光存在（zài）光斑形狀不規則、發散（sàn）角過大等缺點，要提高測量精度就必須使用準直透鏡將（jiāng）激光準直為平行光線（xiàn）。另一方麵激光穿透（tòu）溫度高，玻璃（lí）熱（rè）膨脹係數極低（dī），是準直端透鏡主流選擇材料。
AR-HUD離不開玻璃非球麵。為優化顯示效果，HUD需要根據擋風玻璃的尺寸和曲率（lǜ）去有針對性地適配高精（jīng）度非球麵反射鏡。
l車載攝像頭
-全球（qiú）每年銷售8000萬（wàn）輛汽（qì）車，未（wèi）來3年車載攝像頭滲透率（lǜ）達80%以上，單車平均搭載6顆（kē）以上，每顆攝像頭至少4片玻璃非球（qiú）麵，年市場需求量為15.36片。根據調研（yán）行業，目前（qián）全球玻璃非球麵產能約（yuē）2億片（piàn），仍有約13億（yì）片的玻（bō）璃非球麵新增需求。
l激光雷達（dá）
-未來3年車載激光雷達滲透率達20%以上，單車平（píng）均（jun1）搭載1個以上，每個激光（guāng）雷達至少4片玻璃非球麵（miàn），年（nián）市場需求量（liàng）為0.64億片。目前出貨量很小，激光雷（léi）達對（duì）玻璃非球麵需求預（yù）計（jì）有0.64億片（piàn）的新增空間。
l車載HUD
-未來3年車載HUD滲透率達40%以上，單車（chē）平均搭載1個以上（shàng），每個匹配1片玻璃非球麵/自由曲麵，年市場需求量（liàng）為0.32億片。目前出貨量很小，預（yù）計後續（xù）有0.32億片的新增需求空間。
l車載市場對應設備市場規模
-玻璃非球麵一條年產能1000萬顆產（chǎn）線（xiàn）總投入約（yuē）1.5億，轉換成產線設（shè）備（bèi），其中（zhōng）磨削機床2000萬，拋光（guāng）機床600萬，測量設（shè）備1000萬。
-根據以上假設，玻璃非球麵車載需求未來三年新增約14億片，考慮設備稼動（dòng）率80%，則後續需新增（zēng）產能17.5億片。
-未來三年，對應磨削機床市場規模35億，拋光機床市場規（guī）模（mó）10.5億，測量設備市場規模17.5億，合計約63億（yì）元。
②智能手機是玻璃非球麵未來巨大的可想（xiǎng）象空間。
玻璃非球麵上高端手機大勢所趨。從近兩年手機新品來看，攝影/攝像是廠商（shāng）最看重的性能，越（yuè）來越多的廠商將高像素、長焦距攝影作為最大賣點，這都離不開玻璃非球麵鏡片（piàn）。如果采用玻（bō）璃非（fēi）球麵鏡片，鏡頭的厚度也可明顯減小。
近期市場不斷傳出風聲。2023年10月底台灣《經濟日報》，供應鏈（liàn）傳出蘋果明年推出iphoness 16鏡頭將大改版（bǎn），旗艦款擬搭載更高階的模造玻璃。11月29日，天風證券分析師發文，玻塑混合鏡頭在獲（huò）得蘋（píng）果與華為采用後將成為鏡頭產（chǎn）業的新關鍵趨勢（shì），其他品牌高階機型未來可能會跟進。玻塑混合鏡頭采用模（mó）造玻璃，而非效能較差的晶圓級玻璃。
若智能手機相機上玻璃非球麵，相關設備（bèi）需求將迎來指數級增長。
2023年全球手機銷量約12億台（tái），未來5年玻璃非球麵滲透率達35%，每台手機用2片玻璃非球麵，需求量8.4億片，考（kǎo）慮設備稼動率80%，則需新增產能10.5億片。對應磨削機（jī）床市場（chǎng）規模21億，拋光機床市場規模6.3億（yì），測量（liàng）設備市場規模10.5億，合計（jì）約37.8億元（yuán）。
③ARVR、智能家居、安防（fáng）監控等應（yīng）用對光學鏡片提出更高的（de）性能（néng）要求，非球麵玻璃鏡片市場不斷增長。
在AR/VR領域，非球麵玻璃鏡片（piàn）和自由曲麵鏡片是必不可少的光（guāng）學元（yuán）件。光學（xué）鏡頭是AR/VR的必要組件，被廣泛應（yīng）用於（yú）拍照（zhào）、位置追蹤和環境映射，以實現對環境及周圍目標的感知。隨著消（xiāo）費者對成像體驗的要求不斷提升，具備大（dà）倍率變焦、高可靠性等特征的玻（bō）璃非球麵產品（pǐn）在AR/VR領域的應用也將持續加（jiā）深。
安防（fáng）領（lǐng）域對遠距離大（dà）空間場景的監（jiān）控需求催生對玻璃非球麵（miàn）鏡（jìng）片的需求。一般來說定（dìng）焦鏡頭可滿足無放（fàng）大和3X放大鏡頭的基本需求，但（dàn）在智慧城市發（fā）展背景下，安防對於遠距離大空間場景的監控需求不斷提高。根據沙利文數據顯示，定（dìng）焦鏡（jìng）頭在（zài）全球安防鏡頭占比從2018年的67.4%下降到2023年的59.4%，而變焦鏡頭占比從2018年的32.6%增長到2023年的（de）40.6%。變焦鏡頭必須使用玻璃非球麵鏡片才能滿足（zú）性能需求，因此玻璃（lí）非球麵鏡片（piàn）在安防（fáng）領（lǐng）域將有巨大（dà）需求。
製造5G光通信的光纖（xiān）耦合器和和光纖激光領域也需要用到非球麵透鏡。
玻璃非球麵鏡片（piàn）在智能家居不斷（duàn）衍生新場景，如高端激光電（diàn）視、掃地機器人、單反相機等（děng）。為追求更（gèng）高的流明和清（qīng）晰度，激光電視用激光光源進（jìn）行發射，投射在鏡片上溫度高，塑膠鏡片難以匹配。掃（sǎo）地機的（de）視覺方案也會選配玻璃非球麵。單反相機（jī）一（yī）直都是標配玻璃非曲麵鏡片。
五、國內工業母機廠商加（jiā）快追趕，在部分（fèn）領域已經實現國產替代（dài）
①超精密研削加工設備
目前國產化率小於5%，市場主要被東芝（日本（běn））和Precitech（美國）占據；
國產僅有北京海普瑞森超精密技術有限（xiàn）公司和廣州精點科技有限公司小（xiǎo）批量送樣。
②精密模具拋光設備
此前（qián）外資壟斷，被黑田精工（日本）和ZEEKO（英國）占據；
國產有廣州（zhōu）精點科技有限公司通（tōng）過五年時間，已實現性能和效（xiào）率全麵領先（xiān），實現（xiàn）國產替代。下遊光學廠商調研反饋，目前其占（zhàn）據該款設備60%以上市場份額。此外國內（nèi）還（hái）有廣東金（jīn）鼎光學技術股份有限公司已小批量（liàng）送樣。
③精密非球麵測量設備
國產化幾乎為0，市場主要被鬆（sōng）下（日本）和（hé）泰勒霍普森（英國）占據；
國內廠商鮮有出貨。
五（wǔ）、結尾語
工欲善其事，必先利其器。對於製造業來說，這個“器”就是機床。“十四五”時期，機床行業要補短板、鍛長板，任重（chóng）道（dào）遠（yuǎn）。我國在（zài）精（jīng）密和超精密製造（zào）領域顯（xiǎn）著落（luò）後（hòu）於美、日、德等（děng）國家，超精密拋光更是被列為（wéi）35項中國被（bèi）卡脖子的關鍵技術之一，國（guó）產替代需（xū）求迫（pò）切。在高像素車載鏡頭（tóu）和高端手機將搭載更高階（jiē）的玻璃非球麵鏡片雙重共振下，超精密（mì）磨床和拋光機床市場有望迅速放量，在政策和市場的（de）雙重作用下，有望（wàng）助推我國高端超（chāo）精（jīng）密加工機床行業實現（xiàn）“彎道超（chāo）車”。
結（jié）語
超精密（mì）拋光技術作為中（zhōng）國“卡脖子”的35項關（guān）鍵技（jì）術之一（yī），其攻破對於提升我國製造業水平和實現高端裝備自主（zhǔ）化具有重要意義。雖（suī）然目前我國在超精密拋光技術方麵還存在一定（dìng）的差距和挑戰，但隨著科技的不斷進（jìn）步和科研人員的不斷努（nǔ）力，相信我們一定能夠攻克這一難題，實現超精密拋光技術的重大（dà）突破。讓我（wǒ）們期待這一天的到來！
