超硬材料,河南創下了多項“第一”。
金剛石和立方氮化硼的合成產量全球第一,微粉和培育鉆石原石產量全球第一,形成了以超硬材料及制品為核心、原輔材料和專用設備儀器為基礎、公共技術服務體系為支撐的全產業鏈格局。
正是因為在這個細分領域的競爭力不是一般的強,業界才有“全球超硬材料看中國,中國超硬材料看河南”的說法。記者在調研中發現,在這個生態形成過程中,鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司扮演了關鍵核心技術供給的角色,基于鄭州三磨所出現的人才、技術和品牌的外溢,使得超硬材料產業在河南由點狀快速演變為塊狀,并越來越表現出區域產業創新生態的發展邏輯和迭代軌跡,上演“強者恒強”的行業神話。
產量優勢如何轉化
鄭州市鉆石精密制造有限公司生產車間,經過設備加工的金剛石刀片如指甲蓋大小,但極其堅硬,用來加工汽車發動機,或服務于航空材料生產領域。“通過整合刀具行業優勢資源,我們先后建立超硬刀具工程技術研究中心等研發機構,成功填補國內高端精密超硬刀具的空白。”4月6日,鄭州鉆石總經理張鵬飛說。
超硬材料制成品多用于芯片制造、新能源、航空航天、高檔數控機床等先進制造業。我省超硬材料產品產量全國第一,其中人造金剛石和立方氮化硼產量分別占全國的80%、95%,金剛石微粉、復合超硬材料、培育鉆(zhan)石產量均占全國的80%左右。
但(dan)是,突出的(de)(de)產(chan)(chan)量優勢背后,產(chan)(chan)值規模(mo)并不匹(pi)配。全國超(chao)(chao)硬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)產(chan)(chan)業(ye)規模(mo)1000億(yi)(yi)元,我省只有400億(yi)(yi)元左右,切(qie)磨鉆削等制成(cheng)品(pin)僅占國內市場份額的(de)(de)20%。全省超(chao)(chao)硬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)企業(ye)上游原材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)產(chan)(chan)品(pin)居多,高端超(chao)(chao)硬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)制成(cheng)品(pin)及功能化應用(yong)產(chan)(chan)品(pin)較少,中(zhong)高檔產(chan)(chan)品(pin)競爭力(li)薄弱,產(chan)(chan)品(pin)專(zhuan)用(yong)化程度和精細化程度不夠,部分中(zhong)低端產(chan)(chan)品(pin)產(chan)(chan)能過(guo)剩。河(he)南省機械工程學會秘(mi)書(shu)長李劍認為:“在超(chao)(chao)硬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)領域,我們的(de)(de)基礎很好,但(dan)是沒有將優勢發揮到(dao)極(ji)致。只有堅持鍛(duan)長板(ban)、補短板(ban),開(kai)辟產(chan)(chan)業(ye)發展新賽道,才能走好高質量發展的(de)(de)‘華山一條道’。”
創新供(gong)給如何保(bao)障(zhang)
要想領跑,就(jiu)必須依靠科技創新,搶(qiang)抓超(chao)硬材料產業前沿。
走進鄭州三磨所展館,可精確“剪裁”大尺寸硅片的“劃片刀”、可磨出鏡面潔度的“硅片減薄砂輪”……公司自主(zhu)研發的(de)(de)“高、精(jing)、尖、專”超硬材(cai)料(liao)制成品琳瑯滿目。作為研制我國(guo)第一(yi)顆(ke)人造金剛石及(ji)其聚晶、第一(yi)顆(ke)立方氮化硼及(ji)其聚晶的(de)(de)企業,鄭(zheng)州三磨所始(shi)終(zhong)走在創(chuang)新的(de)(de)前列,研制的(de)(de)半導體(ti)芯片精(jing)密劃切用超薄(bo)砂輪實(shi)現批量化生產。
“之前(qian),我國芯(xin)片(pian)自給率低,相關劃(hua)切(qie)技(ji)術長期落后于人,成為制約電子信息(xi)產業發展的‘芯(xin)病(bing)’,這個(ge)難題被(bei)我們破解了,打破了國外技(ji)術壟斷。”鄭(zheng)州三磨所總經理(li)助理(li)孫兆達(da)說,公司還(huan)進軍對金剛石材料(liao)要求更(geng)高(gao)(gao)的功能(neng)化領域,“高(gao)(gao)性(xing)能(neng)散(san)熱材料(liao)”“硼摻雜(za)電極材料(liao)”等(deng)新方向(xiang)也浮出水面。
在超硬材料領域,河南技術人才優勢明顯,全國50%以上的超硬材料研發創業人員均來自鄭州三磨所,鄭州大學、河南工業大學等高校均設立有相關專業并有突出優勢。未來,我省將重點發展CVD(化學氣相沉積法)金剛石,推動金剛石在芯片散熱、濾波器等行業的產業化應用,超前布局金剛石在第四代半導體、光學器件、生物醫藥等領域的研發應用。
融合發展如何突破
柘城縣生產金剛石微粉已有40余年的歷史,是全國最大的微粉生產基地。力量鉆石、惠豐鉆石、厚德鉆石等一批企業在這里集聚,形成了“原輔材料(碳棒)、金剛石單晶生產、金剛石微粉加工、金剛石制品生產”較為完善的產業鏈條。
“我們公司主要產品包括培育鉆石、金剛石單晶和金剛石微粉,銷售規模和市場占有率位居國內企業前列。”河南省力量鉆石股份有限公司總工程師張存升說,“公司將進一步向超硬材料功能化應用領域延伸,發揮超硬材料在聲、光、電、熱等應用領域的獨特優勢,做大產業、做長鏈條、做優品牌。”
據統計,河南現有規模以上超硬材料企業300余家,其中上市公司7家、年銷售收入超億元企業30家,主要布局在鄭州、許昌、南陽、商丘四地。從上游原材料、專用設備,到中游的金剛石、立方氮化硼、復合材料,再到下游應用到各領域,河南已經建立起較為集中和相對完善的產業鏈條。但從整個產業鏈來看,行業基礎研發能力和應用技術、上下游之間的配合和標準化程度等方面仍存在不足。
業內人士建議提高產業集中度,牢牢掌握行業定價權。省工業和信息化廳材料工業處有關負責人表示,我省正在積極創建國家級超硬材料先進制造業集群,匯集創新、金融、人才等要素,引導產業鏈上中下游和大中小企業融合發展。
對話關鍵人創造性地繼承與開拓
鄭州三磨所是我國磨料磨具行業唯一的綜合性研究開發機構,見證了中國超硬材料行業從無到有、從小到大、由弱變強的進階之路。河南加快超硬材料迭代和擴張,如何從鄭州三磨所的發展歷程中汲取智慧,向新而行?記者采訪了鄭州三磨所副總工程師魯濤。
——談基礎
記者:“從0到(dao)1”,鄭州三(san)磨(mo)(mo)(mo)所如何實現垂(chui)直進步,探索創新(xin)道(dao)路? 魯濤:鄭州三(san)磨(mo)(mo)(mo)所誕(dan)生(sheng)于國(guo)(guo)家在鄭州布局(ju)磨(mo)(mo)(mo)料(liao)(liao)磨(mo)(mo)(mo)具(ju)行(xing)業(ye)(ye)的(de)背景之下,被譽為“工業(ye)(ye)牙齒”的(de)超硬(ying)材料(liao)(liao)是磨(mo)(mo)(mo)料(liao)(liao)磨(mo)(mo)(mo)具(ju)的(de)重要原材料(liao)(liao),對于國(guo)(guo)內超硬(ying)材料(liao)(liao)行(xing)業(ye)(ye)而言,三(san)磨(mo)(mo)(mo)所起(qi)到(dao)“從0到(dao)1”的(de)作用。從承擔國(guo)(guo)家重大科研(yan)項目(mu)再(zai)到(dao)磨(mo)(mo)(mo)料(liao)(liao)磨(mo)(mo)(mo)具(ju)的(de)產(chan)業(ye)(ye)化,三(san)磨(mo)(mo)(mo)所不僅(jin)抓住(zhu)了(le)國(guo)(guo)家戰略布局(ju)的(de)歷史機遇,還滿足了(le)社會發展過程中不同產(chan)業(ye)(ye)對磨(mo)(mo)(mo)料(liao)(liao)磨(mo)(mo)(mo)具(ju)的(de)市(shi)場需求,逐漸成為國(guo)(guo)內超硬(ying)材料(liao)(liao)行(xing)業(ye)(ye)的(de)開(kai)創者、引領者。
——談成長
記者:“無人區”不會是一片坦途,成為開創者要注意哪些問題?
魯濤:首先,人的問題始終是第一位。成為開創者后,既要做好自身的人才隊伍建設,還要為行業做好人才培養,尤其是技術帶頭人、企業家等高層次人才的培養。
其次,要堅持“四個面(mian)向”的科技(ji)創新(xin)理念。其實(shi)每(mei)個方(fang)面(mian)都(dou)對應(ying)著不同的市場需(xu)求,科技(ji)創新(xin)不能閉門(men)造(zao)車,經過市場檢(jian)驗的科技(ji)創新(xin)才(cai)能循序漸進。
最后,要加大對基礎(chu)研究的(de)投入力度,創造良好的(de)科研環境,要有容錯(cuo)機制(zhi),重視基礎(chu)材(cai)料、基礎(chu)技術、基礎(chu)工藝(yi)的(de)研究,進(jin)而實現模(mo)塊化研制(zhi)、產(chan)品功(gong)能(neng)集成創新。
——談領跑
記者:科技創(chuang)新不是“一(yi)個人的(de)戰斗”,鄭州三磨所怎樣以(yi)團結(jie)的(de)力量(liang)不斷(duan)創(chuang)造奇(qi)跡?
魯(lu)濤:一(yi)是要付出比常人(ren)更多的(de)(de)努力,沒(mei)有(you)科(ke)研人(ren)員、技(ji)術工人(ren)的(de)(de)攻堅克難(nan),就不(bu)(bu)會(hui)誕(dan)生首顆人(ren)造金剛(gang)石;二是要重視信息(xi)的(de)(de)價值,不(bu)(bu)了解行(xing)業及上下游情況,科(ke)研、產業化(hua)工作(zuo)會(hui)缺(que)乏方向感;三是要重視平臺的(de)(de)作(zuo)用,延(yan)展自(zi)身成長的(de)(de)空間和(he)未來(lai)可能性。
至于領(ling)跑行業的(de)秘訣,最核心的(de)一點就是要有無私奉獻(xian)的(de)團(tuan)隊精神,而不(bu)是只(zhi)關注(zhu)某個(ge)人或某些人的(de)價值(zhi),因為一個(ge)人的(de)認知是有限的(de)。團(tuan)隊成員之間(jian)要達成共(gong)識、相互(hu)支撐,創造性地繼承(cheng)與開(kai)拓,整個(ge)團(tuan)隊才(cai)能(neng)持續(xu)發揮引領(ling)作用。