「我國在超導材料領域的研究處於國際先進水平,但是跟國際相比,產業化的確是劣勢,可以說幾乎為『零』。」談及公司當初設立的背景,西部超導總經理馮勇如是說。
「恰逢當時我國宣布加入ITER(國際熱核聚變實驗堆項目)計劃,同期,國家啟動了新型戰機計劃,西部超導的前身超導有限也就順勢成立了。」馮勇說,當初設立的宗旨很明確,就是「圍繞國家需求,填空白補短板」。
成績當然有目共睹。從成功打破我國超導產業為零的局面,代表國家完成ITER項目用超導股線供貨任務,到自主研發的三種牌號的鈦合金材料成為我國航空、航天結構件用主幹鈦合金,西部超導取得了令人讚嘆的成績。
不過,馮勇直言「並不滿足」。他說,通過十幾年的努力,公司初步形成了一支成熟的創新團隊,技術水平也在持續提升,「目前公司正在努力解決我國高溫合金材料領域的『卡脖子』問題,力爭為我國國防事業作出更大的貢獻。」
成立16年來,由零開始的西部超導,憑藉自主研發的核心技術,一次次填補國內高端材料領域空白,創造著世界材料產業的「中國時刻」。
西部超導的成立,與目前全球規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目——ITER計劃息息相關。
談及公司成立與ITER計劃的淵源,馮勇娓娓道來,ITER計劃需要採用低溫超導線材NbTi和Nb3Sn製造用以約束核聚變反應的超導磁體核心裝置,線材製造任務由各參與國承擔。「但在2003年1月,中國政府決定參加ITER計劃時,國內尚無企業具備前述超導線材的生產能力。」
在迫切需要開展超導線材產業化的背景下,2003年2月,西部超導的前身——背靠西北有色金屬研究院的超導有限正式成立,並開始了NbTi和Nb3Sn超導線材的產業化。
「當時在法國的工程堆需要超導線,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,對方要求的產品當時在國內尚處於實驗階段,並無產業化的先例。」馮勇說,雖然份額小,但任務非常重,我們都明白這件事的重要性,所以必須要抓住這個機會。「更何況,公司當時成立的第一目標就是為我國以正式成員身份參加的ITER計劃提供關鍵主要材料。」
功夫不負有心人。在全體員工齊心協作下,西部超導於2017年完成了ITER項目中國採購包的全部材料訂單。「法國這個國際熱核聚變實驗堆建完,我們就已經掌握了中式規模堆的搭建,下一步我國要建一個規模更大而且更接近實用的工程堆。」馮勇說。
目前,公司已發展成國內唯一的低溫超導線材商業化生產企業,同時也是目前全球唯一的鈮鈦錠棒、超導線材、超導磁體的全流程生產企業。這是最讓馮勇驕傲的事之一。
隨著ITER項目任務完成交付,在超導線材銷售收入主要來源出現斷層的背景下,公司的低溫超導產品如今已完成需求端結構性轉型,實現了逐步向MRI(醫用核磁共振成像儀)等領域的商業化應用。
馮勇告訴記者:「在成功研製ITER用超導線材的基礎上,公司在2013年成功開發出高端MRI專用NbTi超導線,先後通過國際主要MRI製造企業如美國GE、德國SIEMENS的驗證。目前,公司已向GE和SIEMENS批量供貨。」
「MRI是目前最重要的醫療影像診斷技術之一,但國內MRI市場基本被國外巨頭壟斷,且價格昂貴。西部超導在這一方面的布局不僅是在低溫超導產業線上的延伸,更是響應國家號召,為MRI設備逐步國產化奮鬥。」談及此,馮勇異常激動。
除了MRI領域,公司還相繼突破並掌握了全套的大型超導磁體繞制等國內空白技術,研發出特種磁體製備新技術並實現產業化。
公司自主研發且實現批量出口的磁控直拉單晶矽(MCZ)磁體就是一個很好的例子。「採用超導磁體提供5000Gs穩定磁場的MCZ技術是目前國際上生產300mm以上大尺寸半導體級單晶矽的最主要方法,既能降低能耗,又能提高成品率,對促進我國單晶矽行業的產業技術升級非常關鍵。」馮勇說。
2005年以來,隨著我國新型戰機計劃啟動,更高的戰機性能對航空用結構鈦合金提出了苛刻的技術要求。在NbTi合金製備技術上深度鑽研的西部超導,再一次承擔起服務國家戰略的重任。
「金屬鈦性能優越,應用領域非常廣泛,毫不誇張地說,鈦工業的發展水平是衡量一個國家綜合實力的重要標誌。」馮勇說,當時此類鈦合金材料尚屬於國內空白產品,公司的鈦合金業務正是源於自身具備的NbTi合金製備技術,這恰好因應了國家新型戰機對高端鈦合金的迫切需求。
然而,與馮勇雲淡風輕的表述截然相反的是,高端鈦材行業的壁壘實則很高。
首先,從鈦工業產業鏈分支來看,公司隸屬分支即為高端支線——鈦材加工,「從鈦鐵礦和金紅石採選開始,製造海綿鈦,然後製成各種金屬產品,最終應用於航天航空、艦船兵器等領域。」馮勇介紹。
其次,對進入軍品供應鏈的企業而言,行業壁壘無形又增加不少。由於航空航天等高端鈦材主要是「以銷定產」,如果沒有強大的研發能力和質量保障,根本無法在巨量訂單以及較短的加工期下完成交付。
「取得相應的軍工資質本身就是一大難關。」馮勇告訴記者,以航空鈦材為例,對於國家急需的新材料,在國家立項之前就要自籌資金進行預研,從預研到成為合格供應商不下六七年時間,這期間的投入更是可想而知。
在掌握NbTi合金製備技術的基礎上,公司先後為若干新型號戰機成功提供了結構鈦合金,打破了美歐等國的技術封鎖和禁運。之後,由於新型戰機對高性能結構鈦合金的需求,因此鈦合金業務逐漸成為公司的主要收入來源。
招股書顯示,2016至2018年,西部超導高端鈦合金材料營業收入穩步上升,由2016年的7.4億元升至2018年的9.13億元,佔總營收比例也由77.6%升至85.9%。2018年,公司高端鈦合金材料毛利為3.63億元,為公司貢獻毛利超過90%。
公司的高端鈦材達到何種水平?「鈦合金材料在航空器上的運用,主要是看它的抗疲勞性能。」馮勇跟記者分享了一個數據:公司所提供的高性能結構鈦合金可以讓我國新型戰機的飛行壽命從2000小時直線提升至8000小時。
「西部超導不僅要做新東西,更要做解決『卡脖子』問題的關鍵性東西!」馮勇情緒頗為激動。
隨著航空發動機使用溫度的提高,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。正是基於此,在高端鈦合金產業站穩腳跟的西部超導,憑藉紮實的技術積澱加速進軍高溫合金產業。
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業的技術封鎖,實現航空發動機、燃氣輪機等高端領域中高溫合金材料的國產化。」
據馮勇介紹,公司在西安某產業園內專門投建了「兩機」重大專項用高性能鎳基高溫合金項目,主要用於製造航空發動機和燃氣輪機壓氣機、渦輪等盤類鍛件以及葉片等轉動部件。「子公司聚能裝備在2017年就已經完成主型設備的驗收工作,並完成多個牌號高溫合金的首批棒材試製。」
「與一些高科技企業相比,我們的研發模式有些特殊。」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裡工作,但西部超導的科研人員是長期駐守在生產一線的。也因此,西部超導每個車間技術主任幾乎都是博士,既懂科研又是實踐能手。
「西部超導的一個重要理念,就是培養有創造生產力的博士。我們希望技術人員和生產人員能夠打成一片,這樣的企業才會有前途。」馮勇說。
據介紹,西部超導這種研發機制的益處是:一方面,研發人員長期工作於生產一線,能夠在生產過程中發現問題並提出課題;另一方面,公司依託國家、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,研發新產品、新工藝。
馮勇進一步解釋道,公司研發成果直接應用於或指導生產,可以減少科研成果轉化環節,大大縮短新產品的開發、生產周期,迅速佔領市場。
正如馮勇所言,西部超導的確用「優秀人才一線奮鬥」創造出了優異的科技成果。目前,西部超導已是我國高端鈦合金棒絲材、鍛坯主要研發生產基地之一,同時也是我國新型飛機用鈦合金材料的主要供應商之一。
「我們在研發方面的長遠發展目標,就是希望產品在國內甚至國際上處於技術領先,具體來講就是做到『生產一代,開發一代,儲備一代』。」馮勇表示,這體現了公司在研發方面的前瞻性。
馮勇介紹,比如在高端鈦合金領域,公司與航空主機設計所、主機生產廠等單位建立了長期、友好的合作關係,預先開展研究工作;同時,大量選派技術人員赴國外進行學術交流,了解國際動態,做到公司研發的超前性。
「人才的培養必須下大力度,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,包括參加最新產業動態的學術討論會,以及每年派精英研發人員參加國際技術培訓。
在研發方面長期保持高投入,也是馮勇引以為傲的一點。最近三年,公司研發投入分別為6384.32萬元、8798.18萬元和9051.29萬元,佔當期營收的比例分別為6.53%、9.10%和8.32%。「持續高水平的研發投入是公司保持技術領先性的基礎。」馮勇說,未來,公司還將持續加大研發經費的投入力度。
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