在新世紀，機械工程師面臨的挑戰是雙重的:振興傳統制造業，改造提升制造業，提高制造業在全球競爭中的國際競爭力；還需要增加能力和提高水平，為高技術產業的發展提供必要的設備。後者是對中國制造業的深遠挑戰，是半個世紀發展後需要攀登的新制高點。
3.1新的制高點
如果粗略評價壹下，可以理解為，60年代中國裝備制造業，或者說機械制造業的代表性貢獻是“九大裝備”和萬噸水壓機，以及以它們為代表的壹批各行各業的機械設備，為中國的工業化做出了不可磨滅的貢獻。20世紀80年代前後，以每年供應15萬千瓦電站設備和100臺鉆機的攻堅戰為標誌，制造業為新中國的工業現代化創造了基礎設施條件，為中國能源交通事業的快速發展和四化的推進提供了物質基礎。現在正面臨壹個新的高峰。
按照中國經濟學家的分析，適應工業經濟發展的“第壹代基礎設施”主要指向能源、道路、水源，承載人和物流；面對知識經濟時代，急需發展的是承載信息流和資金流的“第二代基礎設施”，即網絡、數據庫、終端、電子商務系統等。為這些基礎設施的建設提供設備，必然成為機械制造部門新的歷史使命。
對於有著50多年歷史的制造業來說，為高新技術產業提供裝備無疑是壹項更高、更艱巨的任務，是為中國走向新世紀、新經濟、全球化、知識經濟奠定基礎的新制高點。
3.2高新技術產業化需求巨大，中國裝備制造業很不適應。
目前，中國的裝備制造業遠遠不能滿足高科技發展的需要。特別是微電子制造業，需要先進的矽片生產線、集成電路生產線、顯示器生產線、精密模具和塑料機械；光電制造業生產光纖、光纜、連接器需要測試設備和生產線；納米技術的產業化需要精密儀器設備和微觀力學；新材料的制備和測量，新能源設備和部件的制造，生命科學、基因科學、生物技術、新醫學工程、航天技術、海洋技術的研發和產業化，都需要相應的先進設備和儀器。
就看中國信息化建設的需求。作為核心部件，中國的需求占全球的五分之壹。根據CCID(信息產業部計算機與微電子發展研究中心)的數據，2005年國內芯片需求為470億片。2010的需求是800億元。
為了適應信息化發展的需要，中國各地都在規劃建設集成電路生產線和光纖生產線。例如，北京“北方微電子產業基地”將建設20條集成電路生產線，開發芯片生產線專用設備。“十五”期間，上海微電子產業基地引進投資6543.8+00億美元，建成6543.8+00條集成電路生產線。此外，成都、深圳、無錫、杭州、寧波、珠海、青島、xi安、成都和樂山都有正在建設和規劃中的集成電路生產線。
面對這些生產線所需要的先進設備和儀器，中國的裝備制造業是很不適應的，目前能制造的也就那麽幾個。
3.3從微電子設備入手是合理的選擇。
近十年來，國際上高科技發展的設備研發都是從微電子設備開始的。美國在1991的“國家關鍵技術”報告中指出:“美國的半導體產業是以設備供應商為基礎的，制造設備的領先國家可能主導半導體器件的世界市場。”因此，報告建議將“微納米尺度制造”列為國家關鍵技術，專門針對集成電路的應用，在納米光刻技術、薄膜/表面處理技術、微尺度機械器件三個方面進行技術突破。
芯片生產線的設備基本屬於“精密光機電設備”，技術密集，附加值高，體現綜合國力；外圍設備多，關聯性強，帶動性強，需要的技術大多是高技術產業的* * *技術——精密/超精密技術，光機電技術。而其前沿產品(0.25μ以下的技術和裝備)已經成為國外控制我國先進裝備發展的關鍵指標線。壹條8英寸生產線的設備投資約為654.38+0億美元；壹條12英寸生產線的設備投資達到15 ~ 20億美元。可以預計，五到十年內，我國集成電路生產線建設將投入數百億美元的相應設備采購。2000年全球半導體設備投資為530億美元。
為擺脫完全依賴進口、受制於人的局面，上海市信息化發展戰略提出的七項任務是，加大信息產業設備和生產線的研發力度，為信息產業提供工作機和成套生產線；上海、北京的機械制造企業正在調動當地資源，向電子設備領域進軍(從外圍和後工藝設備開始)；也有壹些小型外資企業開始在中國設廠，制造面向全球供應的單臺後處理設備。然而，從整體上看，信息技術發展所需的所有關鍵設備目前都處於基本依賴進口的局面。需求是最大的動力，所以從微電子設備入手顯然是合理的選擇。
3.4傳統產業和新興產業沒有差距。
傳統產業和新興產業不僅僅是妳中有我的關系，更是新興產業成長和傳統產業轉型升級的關系。新興產業中的復雜生產過程，大多是由相應成熟的單壹工藝技術通過升級、改進、集成而成。例如，半導體制造技術領域的知名設備供應商，如Ultratech、VSEA和TEL，分別依靠離子註入和等離子體摻雜、薄膜沈積和激光熱處理。都是在機械工程師熟悉的摩擦學、表面工程、真空技術、焊接技術、熱處理等傳統領域常用技術的基礎上，為滿足新的要求而集成，使之更精細、更實用、更高。
對國外情況的分析表明，美國半導體技術發展的主角多為新興企業；日本和歐洲是新老企業共同發展的主體，尤其是裝備制造業。如日本佳能依靠相機技術開發光刻設備，日立依靠精密加工技術開發印刷電路板高速鉆孔機，壹批家電巨頭大力發展微電子生產技術和設備，如松下、索尼、三洋和夏普，歐洲的博世、蔡司、飛利浦，美國的德州儀器等，都成功從傳統制造業進入半導體制造領域。這些事實對於經濟基礎遠不如美國的發展中國家利用好現有的工業基礎發展高科技產業應該是有益的啟示。
3.5機械工程應有新的發展。
讓中國的裝備工業適應高科技產業化的需要，並不完全取決於工程師。這裏體制創新和機制創新往往比技術創新更重要。但從技術基礎來看，機械工程學科發展和人才培養的重點和方向顯然也要積極調整。
例如，從高科技發展的需求來看，應該更加重視精密模具技術、RPM技術、精密和超精密加工技術、自動化和機器人技術、真空技術、表面技術、光刻技術、薄膜技術、精密測量技術、新材料應用技術等等。
工業工程、成組技術、並行工程、虛擬設計、快速制造、網絡化制造、個性化批量生產、現代物流、客戶管理等。應首先應用於高科技產業化設備的研究、開發、設計和生產。
從技術和專業集群的概念來看，需要大力加強四個方面的技術集群，即高技術裝備的四個關鍵技術，或者說要做好四個方面的工作:
3.5.1做好光學和機械文章
光機電壹體化技術，本質上是廣義的機電壹體化技術，是機械與控制、光學、電子、機械的集成，是機械、材料、粒子物理化學性質的綜合集成與復合。它涉及機械工程的許多領域，是微電子、光通信技術、生物技術、納米技術、航空航天技術等高新技術發展中不可缺少的技術。
3.5.2做好“表面文章”
最明顯的例子就是芯片。芯片制造的基本工藝:電鍍、板蝕刻、摻雜、熱處理，可以說是“在表面上做文章”，都是精細的表面工藝。另壹個例子是金屬和金屬氧化物塗層和類金剛石膜在半導體器件、顯示器、微波電路、磁光存儲介質、激光器件、生物醫學器件、太陽能電池等中的應用。這也是在清潔或真空條件下的精細表面技術。
3.5.3做好“微尺度文章”
所有高科技行業都需要超精密測量和加工技術。集成電路制造的趨勢是2001年0.13μ，2004年0.09μ，2008年0.06μ，2014年0.03μ，這已經成為世界半導體行業的同壹個目標。納米材料表現出全新的性能，相應的微納機械也需要全新的設計理念和工藝方案。
機械工程必須適應這壹現實，擺脫只關註“重”和“大”的工作對象，努力發展相應的微機械工程，在微觀尺度上設計制造相應的微機械設備和器件，從毫米、微米向亞微米、納米尺度延伸。
因此，機械工程的研究領域應發展微觀運動學、微觀結構、微觀動力學、微觀摩擦學和微觀流體力學，建立基於尺度效應的微觀力學。
機械制造產品包括微型齒輪、微型電機、微型軸承、微型閥門、微型泵、微型開關、微型直線導軌、微型激光頭、微型刀具、微型主軸和微型傳感器，由此制造微型機器、微型機械手、微型機器人、微型衛星、微型武器和探測器。
相應地，機械制造技術應掌握精密/超精密技術、微細加工、微細測量、微細表面處理、微細電火花加工和微能量束加工。
3.5.4做好“經濟文章”
高新技術能否產業化，最終必然反映為經濟問題。比如海水淡化的原理早就解決了，采用膜技術的技術方案也沒有爭議。核心是生產成本。如何改進制膜設備，提高生產效率和成品率，改進傳熱和分離系統，改進用能設備，提高運輸效率，大幅度降低制造成本，這些以經濟性為終極目標的生產技術集成，本質上是機械工程師的本職工作。同樣，無論是太陽能光伏發電、電動汽車、風力發電、磁懸浮列車等。能夠盡快大範圍推廣和產業化，主要問題也歸結於經濟。為了服務於高科技產業化，機械工程師必須尋求全面的技術和經濟解決方案。
3.6第三個攀登高峰的新特點
要攀登為高技術產業化提供先進裝備的新高峰，必須看到它的新特點:
技術上是多學科復合集成，尋求綜合解決方案。必須組建壹支多學科的工程師團隊。
從時間上來說，高科技的發展和更新速度很快。我們必須瞄準前方，迎頭趕上。現在芯片技術的主流是進入300mm晶圓和0.1μ級工藝，全球在建生產線壹半以上是300mm晶圓廠。在這裏，新舊往往不是共存的，而是被淘汰和取代的。
組織上是大規模的賽前合作體系，跨行業的聯合突破。為了降低研發成本，強有力的合作是必要的。
在機制上，是計劃手段和市場機制的綜合運用。必須由政府倡導，規劃協調支持，高強度推進。
現在很多制造業的人都知道美國有壹個“下壹代汽車計劃(PNGV)”，但他們並不都知道在半導體技術的發展上，美國有三個大規模的政府推動、企業聯合、產學研壹體化的R&D計劃，日本的ASTI(半導體技術財團)，歐盟的JISSI。壹個顯而易見的事實是，在發展信息技術的關鍵技術和設備時，再市場國家也意識到企業的利益與國家目標高度壹致，它們關系到全局，因此政府必須推動它們，組織大規模的聯合研究機構，千方百計搶占制高點。