一、CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片

中国已经成功研制出CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片，并且还完成了芯片封装和测试。据中国工程院信息，此次芯片的研发是由南京网络通讯与安全紫金山实验室公共完成，这对我国科技来说是一项重大的技术突破，中国已经打破了美国对5G毫米波技术的垄断，从此不再受制于人。

值得一提的是，由我国研发的5G毫米波芯片的每通道成本只需20元，成本竟然只有美国高通的五分之一，要知道此前我们该芯片的每通道成本达到1000元。毫米波天线的研发我国有了新突破，已经封装集成1024通道天线单元的毫米波大规模有源天线阵列，据悉，此次的新芯片与天线的成功将有可能在2022年时大规模投入商用，助力5G系统的建成。此次的5G技术突破对我国来说可以算得上“盾构机”级别的技术突破，这对我国未来的5G甚至于6G技术都有巨大的意义，且想要中国正式进入5G时代，毫米波是绕不过去的硬技术。

二、128层闪存芯片

中国进口的芯片总额曾达到全球芯片进口量的一半。芯片的种类繁多，所谓集成电路一般是指半导体元件产品中的芯片，主要分为非存储芯片和存储芯片这两种，其中计算机CPU这类非存储功能芯片难度要比存储芯片要高很多，无疑自然价格也是水涨船高。

中国已经成功打破美国芯片领域的技术垄断！中国攻克了128层闪存芯片，并且开始实现全面量产。值得一提的是，之前在DRAM内存芯片和NAND闪存芯片这两种芯片领域已经基本被美国和日本以及韩国给彻底垄断，而美国英特尔、韩国三星，日本东芝和具有核心技术和市场。值得一提的是，中国长江存储公司曾投资70亿，研发团队在短短两年内就征服了32层3D闪存芯片。中国只用了极短的时间就完成了发达国家数十年堆砌起来的技术，且逐渐打破了这份技术壁垒，值得称赞。

三、乙烯压缩机技术

美国作为全球超级大国，曾多次被美国“卡脖子”。但随着我国的发展，美国的科技霸权正在逐步被打破。值得一提的是，美国垄断了50年的乙烯压缩机技术，被中国女工程师用9个月的时间就攻克了。这项技术的突破，能帮我国一天“省2亿”。作为中国的重要大型民生工程，西气东输工程规模之庞大，令西方国家都赞叹不已。尤其是乙烯压缩机在西气东输项目中发挥着重要作用，为了保证长达4000多千米的天然气运输，大概每隔200千米，就要安装一个百万吨级的乙烯压缩机。

但我国当时非常缺乏百万吨级的乙烯压缩机，只能向别国购买。当时全球只有美日德三个国家掌握这项技术。其中，美国的通用电气公司是全球最早造出百万吨级乙烯压缩机的企业，技术相对其他两国来说更加先进。我国找美国通用电气展开合作，但美方仗着技术垄断态度非常傲慢，不仅给中方开出高出国家价格10%的高价，还要求我国必须每天向其支付高达2亿元的专利费。美方的意图也很明显，就是看到我国对乙烯压缩机的需求量巨大，趁机大赚一笔。

百万吨级乙烯压缩机，并非是简单的小型压缩机的放大版。在压缩机大型化过程中，首先需要克服的就是曾几何倍数增加的气体压力和温度。除此之外，如此大规模的压缩机还要保证不能出现一丝泄漏，否则将会造成难以估量的可怕后果。中国最终用时9个月就突破了技术瓶颈。

四、原油催化裂解技术

据中国化工信息网报道，美国埃克森美孚公司（Exxon Mobil Corporation）早在2014年就率先开创了COTC项目的先河，直接用原油生产100万吨/年乙烯。值得一提的是，中国在这一领域也取得了重大进展。据中国石化新闻网之前消息，中国石油化工科学研究院自主研发的原油催化裂解技术已成功进行工业试验，该项技术支持直接将原油转化为轻质烯烃和芳烃等化学品。

值得一提的是，这是原油催化裂解技术的全球首次工业化应用，不仅意味着中国突破了美国在该领域的技术垄断，还标志着我国COTC技术取得突破性进展，成为全球这一技术路线的领跑者。

该技术可以“跳过”传统炼油的减压蒸馏等过程，直接将原油转化为所需的物质，增加了乙烯、丙烯等高价值化学品产量——试验结果表明，这一技术成功应用后，可将低碳烯烃和轻芳烃总产率提升2倍，高达50%以上。

石油化工科学研究院院长曾经表示，这一技术为原油制化学品开辟了一条新的途径，对化解中国炼油产能过剩、保障化学品供应和降低碳排放等具有重要意义；预计化学品收率最高可达70%，这意味着每加工100万吨原油可产出高价值化学品约70万吨。

五、RLV-T5可回收式火箭

中国民营航天企业翎客航天在可回收式火箭的技术上取得了重大的突破，他们研发出来的最新的RLV-T5火箭性能十分优秀，曾经有西方专家表示，让他们最担心的事情发生了，中国民营航天的崛起将打破美国在这一领域的垄断。

这种火箭的高度有8.1米，自身重量1.5吨，当然，这只是一种实验火箭，并不能够将任何的载荷直接发射到太空里面去。RLV-T5最主要的目的，就是检查它自身的结构，以及所使用的一系列运行算法能够允许这种火箭能够在指定的高度上面自行悬停，并且控制自己成功的降落到指定的区域上，可见而这个工作是十分不容易。

六、空冷塔技术

美国和德国发明的空冷塔技术曾经颠覆了世界，同时也垄断了中国60%的市场，掌握了该技术就等同于把控市场的话语权，值得一提的是，美国卖两台35万千瓦的空冷塔的价格非常高，不算设备，仅设计费在当时就需要支付4000万到5000万人民币的高额费用。中国开始奋发图强一边买入美国的空冷塔，一边潜心自主研发，不到两年，中国就突破了这项关键技术。中国还世界首创了一种防腐手艺，在散热片喷涂上一层特殊的金属粉末，可以达到30年以上的防腐效果。值得一提的是，由中国自主设计的第一套空冷设备，已在华北地区安全运行两年多了，跟美德两国已无差距。

另外中国科学家研发出了自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”，免去遭受美国及日本卡脖子的危机，所谓空冷塔，好比是一个特别大的汽车水箱，热水在里面靠外面的风扇来散发热量，这种降温技术利用空气对流来降温，不会消耗大量的水资源，特别适合缺水地区。

七、银河麒麟V10系统

中国的长城电脑已经成功打造出基于“国产CPU＋国产操作系统＋安全”的PKS体系，关键核心部件全部已实现了国产化。2020年4月，搭载银河麒麟V10系统的第一款长城国产化自主安全电脑下线，这款电脑开机只需10秒，性能和使用体验都已经能够媲美主流产品。

中国长城能够打造出基于“国产CPU＋国产操作系统＋安全”的PKS体系，是历经十多年持续投入、艰苦奋斗的结果。2020年，银河麒麟V10系统入选央企“十大国之重器”行列。

据相关调研机构公布的数据，截至2020年6月，微软Windows在PC端操作系统领域可谓是独占鳌头，全球市场份额超过86%；排名第二的则是苹果Mac OS，份额接近10%。这两家美国公司垄断了全球95%的PC端操作系统份额。因此，很容易被美国卡脖子。

麒麟系统的出现，尽管当时还无法挑战微软的霸主地位，但它是我们自己开发的国产操作系统，已经打破了美国操作系统在国内的垄断地位，尤其在办公及金融、能源、交通等领域积累了大量用户，因此被评为央企“国之重器”也是实至名归。

八、旋转导向系统及随机钻测井系统

中国自主研发的旋转导向系统和随钻测井系统联袂在渤海完成钻井作业，这两项技术可以引导钻头能够在地下几千米坚硬的岩石里自由穿行，准确命中油藏。这两项技术代表着当今世界钻井、测井技术的最高水平，中国在这两个技术领域打破了美国等巨头的垄断，成为全球第二个同时拥有这两项技术的国家中国海洋石油总公司也成为全球第四、国内第一个同时拥有这两项技术的企业。值得一提的是，由于研发难度大，多年来这两项技术一直被美国的三家油田技术服务公司垄断。

中国自主研发的旋转导向系统Welleader®、随钻测井系统Drilog®，可自主完成海上“丛式井”和复杂油气层的开采需求，有望大幅降低国内油气田开发综合成本。

九、提纯铼金属及制造单晶叶片

中国的公司其下属的陕西省洛南县黄龙铺钼矿区矿山中斟探到铼，储量达到176吨，约占全球储量的7%，仅次于智利、美国、俄罗斯和哈萨克斯坦。中国发现超级金属，由此一举打破美国垄断，中国的航空事业实现质的突破。航空发动机中的单晶叶片处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位，是航空产品第一关键零件，直接决定了航空发动机的性能。一台1000公斤推力的发动机中心，核心部件就是60片单晶叶片。

发动机将空气进行压缩之后压入燃烧室，在有限的空间内和燃料发生剧烈燃烧，产生猛烈的燃气喷射流，推动这些叶片高速旋转，迸发出惊人的动力，每一片叶片输出的马力都相当于一台2.0排量的SUV汽车。据了解，一千公斤级的发动机，高压转速都在三万多转接近四万转，大概的切向速度就是每秒钟450米左右，温度大概是1720多度。

为了防止熔化，工程技术人员把每一片叶片都制作成空心，中间还设计了一个精密而复杂的冷却系统。冷却系统带走的热量，可以在1/20秒、甚至更短的时间内烧开一壶水。但是在1700度的高温之下，普通金属还是不够耐热。因此生产单晶叶片，离不开珍贵的稀有金属——铼。

铼是人类发现最晚的天然元素，它在地壳中的含量比所有的稀土元素都小，比钻石更难以获取。全球探明的能量储量仅为2500吨左右。能够提纯金金属的，是中国成都一家公司的母公司，中国企业也克服重重困难，生产出合格的单晶叶片。

十、单孔手术机器人

中国精锋医疗研发的单孔手术机器人突破了达芬奇手术机器人在中国的专利封锁，并早在2018年5月就开展了国内首例单孔手术机器人动物试验，值得一提的是，精锋医疗样机已经迭代到第三代，预计在两年内推向市场。除了在机械臂上的原创技术，中国的精锋医疗在手术机器人的控制台、成像系统、核心算法上都进行了自主研发，形成了完整自主知识产权。

美国麻省理工大名鼎鼎的达芬奇手术机器人曾经是全球最成功及应用最广泛的手术机器人，其也代表着当今手术机器人的最高水平。2015年，达芬奇手术机器人剥葡萄皮的视频在YouTube上公布，一时技惊四座。而今的手术机器人已经可以做到在不破坏薄膜前提下剥鹌鹑蛋，缝合2毫米超细胶管后无液体渗漏。

十一、3D打印技术

中国的一项技术引起了美国的高度关注。该技术就是3D打印技术。当时美国不知道中国何时已经攻克了这项技术，因为美国之前官宣称其是世界上唯一一个掌握3D打印技术的国家。美国认为该技术是他们全球垄断的技术。值得一提的是，中国完全自主研制的3D砂芯打印机，已进行大量生产，并将会应用于世界500强中美国油气公司、船只重工等企业。无疑中国成为了全球上第一个将3D打印产业化应用的国家。

另外，在航天领域，众所周知，火箭有上千个核心部件，其中有一个最核心的零部件就是推进剂泵，造这样一个零部件需要近4年的时间，因为从设计到出图，再到审核，然后测试和上生产线制造。每一个环节，每一个步骤都要小心翼翼。因为任何一步出现错误都可能延缓火箭发射的时间。中国的3D打印技术未来将会解决了这些难题，3D技术应用到火箭零部件制造上的话，时间就会被缩短至少一半以上。而且质量也比传统工艺制造出来的好，更加精确。

十二、核电站C型密封圈

核电站中有4道十分重要的安全屏障。第一道屏障是耐高温、耐辐射以及耐辐射的二氧化铀陶瓷核燃料，足以挡住98%的放射性裂变物质；第二道屏障是由包壳管叠成主体后组成的燃料棒，在长期运行条件下不会让任何放射性裂变物质溢出；第三道屏障则是压力容器，保障燃料棒在高压运营的情况下不会轻易泄漏；最后一道屏障是双壳体结构厂房，拥有极高防护能力。

中国突破美国的垄断性新技术便属于第三道屏障中的一部分，即“C型密封环”，作用可以参照保温水杯杯身和杯盖之间采用的橡胶垫片，能够极大程度防止内部物质泄漏。值得一提的是，美国从1951年建立起世界上第一座核电站开始，就牢牢地将核电技术抓在手中，其中，最为重要的“C型密封圈”技术足足被美国垄断了近50年！出口价格甚至达到15万1个，而想要建起1个核反应堆至少需要3000多个密封圈，可想而知美国在全球捞到了多少利润。

十三、芳纶纸的研发和制造技术

中国在科学技术近些年获得了许多令国人骄傲的成就，其中有一项重要科技被美国垄断长达50年的技术，中国最终首先突破并将这项技术的产品又给干成了白菜价，它就是芳纶纸的研发和制造技术。所谓芳纶是指以芳香族化合物为原料制成的合成纤维，而芳纶纸就是用芳纶合成纤维制成的蜂窝状复合材料，全名为聚芳酰胺纤维纸。虽然名为纸，但它并不用来写画或者印刷，而是作为一种绝缘材料和结构材料用于工业和科技领域。在航天航空领域，耐热绝缘、强度极高而质量轻薄的芳纶纸能够为火箭和飞机在保持安全和稳定的同时，节省大量的动力燃料，大大降低制造和使用成本。芳纶纸还是重要的军事工业材料，比如雷达的内罩以及其他一些军工受力结构部件都使用了芳纶纸，在国防材料中有着举足轻重的地位。

值得一提的是，如此至关重要的材料的生产技术，却被美国垄断了将近50年之久。比如上个世纪60年代，芳纶纸的前身诺美纸被发明于美国，并通过不断的技术改进，最终成为了今天的芳纶纸。

中国在电磁领域方面的突出研究，将中国航母实现电磁弹射成为了可能。反观美国虽然很早就开始研发电磁弹射技术，但至今在美国福特号航母上的电磁弹射装置依然有各种问题，特朗普甚至提出了建议，要把美国福特号航母上的电磁弹射器全部撤下，换成普通的蒸汽弹射。中国的电磁弹射器比美国在福特级上使用的电磁弹射器要先进得多。美国虽然电磁弹射器已经随着福特号航母服役了，但是由于美国电磁弹射器存在各种故障和问题，导致福特号航母迄今为止还只是一艘直升机航母，并不能搭载战斗机，毕竟弹射器的问题多到让军方不敢轻易使用。

十四、超连续谱光源

中国侯静研发小组突破了多项关键技术，成功研制出两种金属光子晶体光纤，在“超连续谱光源”领域打破了美国的领先地位。而这种技术既可以民用，也可以转化为战斗力，这就是我们俗称的“激光器”。在激光器领域，美苏两国很早就展开了研究。苏联在1981年就建成了世界上第一个激光器平台，但随着苏联的解体，激光器研究陷入了停滞，至今俄罗斯也才开发出一套短程的激光发射器。而美国已经拥有了自己的激光防空系统，随着功率的加强，能摧毁的战机也将越来越大。中国研发的超连续谱光源是一种比激光器更加强大的未来技术。

十五、自主研发的碳基芯片

美国之前限制了华为的芯片供应，让我们意识到国产芯片独立自主的重要性。尽管在硅基芯片上中国跟国际顶尖水平有很大差距，但可喜的是由中国自主研发的碳基芯片已经成功取得了重要突破，并且与传统的硅基芯片相比，功耗和成本更低、性能更强。在硅基半导体的研发逐渐进入瓶颈期之后，未来全球半导体的发展方向最可能是碳基半导体技术，而中国现在抢先在碳基半导体技术领域实现了技术突破，不仅能够提高我国在未来半导体行业中的地位，对世界科技进步也有着十分重要意义。

北京大学彭练矛院士和张志勇教授等人的研究组，在顶尖学术期刊《科学》（Science）上发表了一篇论文（https://science.sciencemag.org/content/368/6493/850.full），