“我國在超導(dǎo)材料領(lǐng)域的研究處于國際先進(jìn)水平,但是跟國際相比,產(chǎn)業(yè)化的確是劣勢,可以說幾乎為‘零’。”談及公司當(dāng)初設(shè)立的背景,西部超導(dǎo)總經(jīng)理馮勇如是說。
“恰逢當(dāng)時我國宣布加入ITER(國際熱核聚變實驗堆項目)計劃,同期,國家啟動了新型戰(zhàn)機(jī)計劃,西部超導(dǎo)的前身超導(dǎo)有限也就順勢成立了。”馮勇說,當(dāng)初設(shè)立的宗旨很明確,就是“圍繞國家需求,填空白補(bǔ)短板”。
成績當(dāng)然有目共睹。從成功打破我國超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為零的局面,代表國家完成ITER項目用超導(dǎo)股線供貨任務(wù),到自主研發(fā)的三種牌號的鈦合金材料成為我國航空、航天結(jié)構(gòu)件用主干鈦合金,西部超導(dǎo)取得了令人贊嘆的成績。
不過,馮勇直言“并不滿足”。他說,通過十幾年的努力,公司初步形成了一支成熟的創(chuàng)新團(tuán)隊,技術(shù)水平也在持續(xù)提升,“目前公司正在努力解決我國高溫合金材料領(lǐng)域的‘卡脖子’問題,力爭為我國國防事業(yè)作出更大的貢獻(xiàn)。”
成立16年來,由零開始的西部超導(dǎo),憑借自主研發(fā)的核心技術(shù),一次次填補(bǔ)國內(nèi)高端材料領(lǐng)域空白,創(chuàng)造著世界材料產(chǎn)業(yè)的“中國時刻”。
為“超導(dǎo)”而生
西部超導(dǎo)的成立,與目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項目——ITER計劃息息相關(guān)。
談及公司成立與ITER計劃的淵源,馮勇娓娓道來,ITER計劃需要采用低溫超導(dǎo)線材NbTi和Nb3Sn制造用以約束核聚變反應(yīng)的超導(dǎo)磁體核心裝置,線材制造任務(wù)由各參與國承擔(dān)。“但在2003年1月,中國政府決定參加ITER計劃時,國內(nèi)尚無企業(yè)具備前述超導(dǎo)線材的生產(chǎn)能力。”
在迫切需要開展超導(dǎo)線材產(chǎn)業(yè)化的背景下,2003年2月,西部超導(dǎo)的前身——背靠西北有色金屬研究院的超導(dǎo)有限正式成立,并開始了NbTi和Nb3Sn超導(dǎo)線材的產(chǎn)業(yè)化。
“當(dāng)時在法國的工程堆需要超導(dǎo)線,訂單有幾十個億,我們只拿了其中很小的部分,因為我們不敢接,對方要求的產(chǎn)品當(dāng)時在國內(nèi)尚處于實驗階段,并無產(chǎn)業(yè)化的先例。”馮勇說,雖然份額小,但任務(wù)非常重,我們都明白這件事的重要性,所以必須要抓住這個機(jī)會。“更何況,公司當(dāng)時成立的第一目標(biāo)就是為我國以正式成員身份參加的ITER計劃提供關(guān)鍵主要材料。”
功夫不負(fù)有心人。在全體員工齊心協(xié)作下,西部超導(dǎo)于2017年完成了ITER項目中國采購包的全部材料訂單。“法國這個國際熱核聚變實驗堆建完,我們就已經(jīng)掌握了中式規(guī)模堆的搭建,下一步我國要建一個規(guī)模更大而且更接近實用的工程堆。”馮勇說。
目前,公司已發(fā)展成國內(nèi)唯一的低溫超導(dǎo)線材商業(yè)化生產(chǎn)企業(yè),同時也是目前全球唯一的鈮鈦錠棒、超導(dǎo)線材、超導(dǎo)磁體的全流程生產(chǎn)企業(yè)。這是最讓馮勇驕傲的事之一。
隨著ITER項目任務(wù)完成交付,在超導(dǎo)線材銷售收入主要來源出現(xiàn)斷層的背景下,公司的低溫超導(dǎo)產(chǎn)品如今已完成需求端結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)了逐步向MRI(醫(yī)用核磁共振成像儀)等領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用。
馮勇告訴記者:“在成功研制ITER用超導(dǎo)線材的基礎(chǔ)上,公司在2013年成功開發(fā)出高端MRI專用NbTi超導(dǎo)線,先后通過國際主要MRI制造企業(yè)如美國GE、德國SIEMENS的驗證。目前,公司已向GE和SIEMENS批量供貨。”
“MRI是目前最重要的醫(yī)療影像診斷技術(shù)之一,但國內(nèi)MRI市場基本被國外巨頭壟斷,且價格昂貴。西部超導(dǎo)在這一方面的布局不僅是在低溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)線上的延伸,更是響應(yīng)國家號召,為MRI設(shè)備逐步國產(chǎn)化奮斗。”談及此,馮勇異常激動。
除了MRI領(lǐng)域,公司還相繼突破并掌握了全套的大型超導(dǎo)磁體繞制等國內(nèi)空白技術(shù),研發(fā)出特種磁體制備新技術(shù)并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
公司自主研發(fā)且實現(xiàn)批量出口的磁控直拉單晶硅(MCZ)磁體就是一個很好的例子。“采用超導(dǎo)磁體提供5000Gs穩(wěn)定磁場的MCZ技術(shù)是目前國際上生產(chǎn)300mm以上大尺寸半導(dǎo)體級單晶硅的最主要方法,既能降低能耗,又能提高成品率,對促進(jìn)我國單晶硅行業(yè)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級非常關(guān)鍵。”馮勇說。
以高端為本
2005年以來,隨著我國新型戰(zhàn)機(jī)計劃啟動,更高的戰(zhàn)機(jī)性能對航空用結(jié)構(gòu)鈦合金提出了苛刻的技術(shù)要求。在NbTi合金制備技術(shù)上深度鉆研的西部超導(dǎo),再一次承擔(dān)起服務(wù)國家戰(zhàn)略的重任。
“金屬鈦性能優(yōu)越,應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,毫不夸張地說,鈦工業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個國家綜合實力的重要標(biāo)志。”馮勇說,當(dāng)時此類鈦合金材料尚屬于國內(nèi)空白產(chǎn)品,公司的鈦合金業(yè)務(wù)正是源于自身具備的NbTi合金制備技術(shù),這恰好因應(yīng)了國家新型戰(zhàn)機(jī)對高端鈦合金的迫切需求。
然而,與馮勇云淡風(fēng)輕的表述截然相反的是,高端鈦材行業(yè)的壁壘實則很高。
首先,從鈦工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分支來看,公司隸屬分支即為高端支線——鈦材加工,“從鈦鐵礦和金紅石采選開始,制造海綿鈦,然后制成各種金屬產(chǎn)品,最終應(yīng)用于航天航空、艦船兵器等領(lǐng)域。”馮勇介紹。
其次,對進(jìn)入軍品供應(yīng)鏈的企業(yè)而言,行業(yè)壁壘無形又增加不少。由于航空航天等高端鈦材主要是“以銷定產(chǎn)”,如果沒有強(qiáng)大的研發(fā)能力和質(zhì)量保障,根本無法在巨量訂單以及較短的加工期下完成交付。
“取得相應(yīng)的軍工資質(zhì)本身就是一大難關(guān)。”馮勇告訴記者,以航空鈦材為例,對于國家急需的新材料,在國家立項之前就要自籌資金進(jìn)行預(yù)研,從預(yù)研到成為合格供應(yīng)商不下六七年時間,這期間的投入更是可想而知。
在掌握NbTi合金制備技術(shù)的基礎(chǔ)上,公司先后為若干新型號戰(zhàn)機(jī)成功提供了結(jié)構(gòu)鈦合金,打破了美歐等國的技術(shù)封鎖和禁運(yùn)。之后,由于新型戰(zhàn)機(jī)對高性能結(jié)構(gòu)鈦合金的需求,因此鈦合金業(yè)務(wù)逐漸成為公司的主要收入來源。
招股書顯示,2016至2018年,西部超導(dǎo)高端鈦合金材料營業(yè)收入穩(wěn)步上升,由2016年的7.4億元升至2018年的9.13億元,占總營收比例也由77.6%升至85.9%。2018年,公司高端鈦合金材料毛利為3.63億元,為公司貢獻(xiàn)毛利超過90%。
公司的高端鈦材達(dá)到何種水平?“鈦合金材料在航空器上的運(yùn)用,主要是看它的抗疲勞性能。”馮勇跟記者分享了一個數(shù)據(jù):公司所提供的高性能結(jié)構(gòu)鈦合金可以讓我國新型戰(zhàn)機(jī)的飛行壽命從2000小時直線提升至8000小時。
“西部超導(dǎo)不僅要做新東西,更要做解決‘卡脖子’問題的關(guān)鍵性東西!”馮勇情緒頗為激動。
隨著航空發(fā)動機(jī)使用溫度的提高,對高溫合金的抗疲勞性能和高可靠性能的要求也越來越高。正是基于此,在高端鈦合金產(chǎn)業(yè)站穩(wěn)腳跟的西部超導(dǎo),憑借扎實的技術(shù)積淀加速進(jìn)軍高溫合金產(chǎn)業(yè)。
馮勇告訴記者:“我們的目的非常明確,從2014年開始研究高溫合金,就是為了打破國外對我國高溫合金產(chǎn)業(yè)的技術(shù)封鎖,實現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等高端領(lǐng)域中高溫合金材料的國產(chǎn)化。”
據(jù)馮勇介紹,公司在西安某產(chǎn)業(yè)園內(nèi)專門投建了“兩機(jī)”重大專項用高性能鎳基高溫合金項目,主要用于制造航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)、渦輪等盤類鍛件以及葉片等轉(zhuǎn)動部件。“子公司聚能裝備在2017年就已經(jīng)完成主型設(shè)備的驗收工作,并完成多個牌號高溫合金的首批棒材試制。”
靠研發(fā)騰飛
“與一些高科技企業(yè)相比,我們的研發(fā)模式有些特殊。”馮勇笑了笑說。
按照一般的理解,科研人員大多都是在實驗室里工作,但西部超導(dǎo)的科研人員是長期駐守在生產(chǎn)一線的。也因此,西部超導(dǎo)每個車間技術(shù)主任幾乎都是博士,既懂科研又是實踐能手。
“西部超導(dǎo)的一個重要理念,就是培養(yǎng)有創(chuàng)造生產(chǎn)力的博士。我們希望技術(shù)人員和生產(chǎn)人員能夠打成一片,這樣的企業(yè)才會有前途。”馮勇說。
據(jù)介紹,西部超導(dǎo)這種研發(fā)機(jī)制的益處是:一方面,研發(fā)人員長期工作于生產(chǎn)一線,能夠在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)問題并提出課題;另一方面,公司依托國家、省、市級課題或自主立項課題,以國家型號或客戶需求作為課題研發(fā),研發(fā)新產(chǎn)品、新工藝。
馮勇進(jìn)一步解釋道,公司研發(fā)成果直接應(yīng)用于或指導(dǎo)生產(chǎn),可以減少科研成果轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié),大大縮短新產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)周期,迅速占領(lǐng)市場。
正如馮勇所言,西部超導(dǎo)的確用“優(yōu)秀人才一線奮斗”創(chuàng)造出了優(yōu)異的科技成果。目前,西部超導(dǎo)已是我國高端鈦合金棒絲材、鍛坯主要研發(fā)生產(chǎn)基地之一,同時也是我國新型飛機(jī)用鈦合金材料的主要供應(yīng)商之一。
“我們在研發(fā)方面的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo),就是希望產(chǎn)品在國內(nèi)甚至國際上處于技術(shù)領(lǐng)先,具體來講就是做到‘生產(chǎn)一代,開發(fā)一代,儲備一代’。”馮勇表示,這體現(xiàn)了公司在研發(fā)方面的前瞻性。
馮勇介紹,比如在高端鈦合金領(lǐng)域,公司與航空主機(jī)設(shè)計所、主機(jī)生產(chǎn)廠等單位建立了長期、友好的合作關(guān)系,預(yù)先開展研究工作;同時,大量選派技術(shù)人員赴國外進(jìn)行學(xué)術(shù)交流,了解國際動態(tài),做到公司研發(fā)的超前性。
“人才的培養(yǎng)必須下大力度,不惜成本!”馮勇毫不避諱地說,每年公司的出國人次都在百人以上,包括參加最新產(chǎn)業(yè)動態(tài)的學(xué)術(shù)討論會,以及每年派精英研發(fā)人員參加國際技術(shù)培訓(xùn)。
在研發(fā)方面長期保持高投入,也是馮勇引以為傲的一點(diǎn)。最近三年,公司研發(fā)投入分別為6384.32萬元、8798.18萬元和9051.29萬元,占當(dāng)期營收的比例分別為6.53%、9.10%和8.32%。“持續(xù)高水平的研發(fā)投入是公司保持技術(shù)領(lǐng)先性的基礎(chǔ)。”馮勇說,未來,公司還將持續(xù)加大研發(fā)經(jīng)費(fèi)的投入力度。
■快問快答
上證報:什么是超導(dǎo)材料?
馮勇:超導(dǎo)材料,是指在一定條件下,具有直流電阻為零和完全抗磁性的材料。
上證報:超導(dǎo)材料產(chǎn)品主要應(yīng)用于哪些領(lǐng)域?
馮勇:公司生產(chǎn)的超導(dǎo)產(chǎn)品,包括鈮鈦錠棒、鈮鈦超導(dǎo)線材、鈮三錫超導(dǎo)線材和超導(dǎo)磁體等,主要用于包括磁共振成像儀、磁控直拉單晶硅、核聚變實驗堆、核磁共振譜儀、質(zhì)子/重粒子加速器、磁懸浮列車、智能電網(wǎng)裝備等先進(jìn)裝備制造領(lǐng)域。
上證報:公司超導(dǎo)業(yè)務(wù)“兩個唯一”的含金量有多高?
馮勇:由于NbTi線材中超導(dǎo)芯絲最終要被拉伸至5微米,且Nb和Ti的熔點(diǎn)相差較大,因此如何把Nb和Ti很好地熔煉并且加工成棒材,這是一項很難的技術(shù),而且要實現(xiàn)具備合理性價比的商業(yè)化生產(chǎn),更需要強(qiáng)大的技術(shù)支撐。
上證報:自ITER項目完成交付后,公司超導(dǎo)材料產(chǎn)品已逐漸向商業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)型。未來3年,公司超導(dǎo)材料市場預(yù)期將如何發(fā)展?
馮勇:MRI用超導(dǎo)材料已成為超導(dǎo)材料目前最重要的商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域之一,未來需求將保持增長。此外,中國已成為全球增長速度最快的單晶硅生產(chǎn)和消費(fèi)國家,其中磁控直拉單晶硅(MCZ)產(chǎn)品占總產(chǎn)量的70%至80%,目前國際上300毫米以上大尺寸單晶硅片已成為主流。近年來,在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的拉動下單晶硅爐產(chǎn)量直線上升,為單晶硅生產(chǎn)用MCZ磁體奠定良好的市場基礎(chǔ)。
上證報:中國鈦材需求發(fā)展趨勢怎樣?
馮勇:目前我國民用中低端鈦材產(chǎn)能嚴(yán)重過剩,但航空用高端鈦材供不應(yīng)求。從全球范圍來看,航空航天和軍工對鈦材的需求始終占鈦材總需求的50%左右,而國內(nèi)的比例僅為16.3%。經(jīng)測算,未來10年,國內(nèi)航空航天用鈦材需求量預(yù)計約為21.86萬噸。
上證報:公司高端鈦合金材料產(chǎn)品的競爭力如何?
馮勇:公司高端鈦合金材料產(chǎn)品瞄準(zhǔn)的是我國軍用、民用飛機(jī)和航空發(fā)動機(jī)等領(lǐng)域的高端市場,眾多產(chǎn)品填補(bǔ)了國內(nèi)空白,廣泛應(yīng)用于國家多項軍工重大裝備,客戶包括中航工業(yè)、中國航發(fā)、中船重工、中國兵器工業(yè)等眾多知名軍工集團(tuán)。
上證報:鈦合金是否有面臨新型材料替代的風(fēng)險?
馮勇:隨著復(fù)合材料、鋁鋰合金等輕質(zhì)材料發(fā)展,鈦合金的未來推廣應(yīng)用將逐步遇到一定挑戰(zhàn)。但公司一直重視鈦合金基礎(chǔ)研究,同時持續(xù)加強(qiáng)新型鈦合金研發(fā)和應(yīng)用研究。這對于降低鈦合金加工成本、擴(kuò)大高端鈦合金的應(yīng)用領(lǐng)域、提升航空航天用鈦合金的性能水平和應(yīng)用水平等均具有重要意義。
上證報:目前公司高溫合金業(yè)務(wù)發(fā)展情況如何?
馮勇:高溫合金從誕生起就用于航空發(fā)動機(jī),在現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)中,高溫合金材料的用量占發(fā)動機(jī)總重量的40%至60%。公司自2014年切入該領(lǐng)域,并投建了“兩機(jī)”專項用高性能高溫合金棒材項目,該項目于2017年5月開始熱試車,2018年進(jìn)入試生產(chǎn)階段。
上證報:公司近幾年研發(fā)投入情況怎樣?
馮勇:2016至2018年,公司研發(fā)投入分別為6384.32萬元、8798.18萬元和9051.29萬元,占當(dāng)期營業(yè)收入的比例分別為6.53%、9.10%和8.32%。
上證報:相較珠三角、長三角地區(qū),如何看待公司所處地理區(qū)位的人才培養(yǎng)?
馮勇:近年間,公司所在的陜西正在從科技大省向科技強(qiáng)省轉(zhuǎn)變,陜西的科技創(chuàng)新取得了許多值得驕傲的成就。公司依托特種鈦合金材料制備技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室、超導(dǎo)材料制備國家工程實驗室、國家企業(yè)技術(shù)中心、博士后科研工作站等創(chuàng)新研發(fā)平臺,與國內(nèi)外知名高校、研究單位和企業(yè)建立了密切合作關(guān)系。截至2018年末,公司員工中有30名博士,169名碩士,碩士及以上學(xué)歷占比近三成。









