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  • 地方采风
2023/4/16 9:11:03

超硬材料演绎“强者恒强”

记者 孔学姣 胡舒彤 河南日报社全媒体记者 张克瑶

超硬材料,河南创下了多项“第一”。

金刚石和立方氮化硼的合成产量全球第一,微粉和培育钻石原石产量全球第一,形成了以超硬材料及制品为核心、 原辅材料和专用设备仪器为基础、公共技术服务体系为支撑的全产业链格局。 正是因为在这个细分领域的竞争力不是一般的强,业界才有“全球超硬材料看中国,中国超硬材料看河南”的说法。 记者在调研中发现,在这个生态形成过程中,郑州磨料磨具磨削研究所有限公司扮演了关键核心技术供给的角色,基于 郑州三磨所出现的人才、技术和品牌的外溢,使得超硬材料产业在河南由点状快速演变为块状,并越来越表现出区域产 业创新生态的发展逻辑和迭代轨迹,上演“强者恒强”的行业神话。

产量优势如何转化

郑州市钻石精密制造有限公司生产车 间,经过设备加工的金刚石刀片如指甲盖大 小,但极其坚硬,用来加工汽车发动机,或服 务于航空材料生产领域。“通过整合刀具行 业优势资源,我们先后建立超硬刀具工程技 术研究中心等研发机构,成功填补国内高端 精密超硬刀具的空白。” 4月 6日,郑州钻石 总经理张鹏飞说。 超硬材料制成品多用于芯片制造、新能源、航空航天、高档数控机床等先进制造 业。我省超硬材料产品产量全国第一,其中 人造金刚石和立方氮化硼产量分别占全国 的 80%、95%,金刚石微粉、复合超硬材料、 培育钻石产量均占全国的80%左右。 但是,突出的产量优势背后,产值规模 并不匹配。全国超硬材料产业规模 1000亿 元,我省只有 400 亿元左右,切磨钻削等制 成品仅占国内市场份额的 20%。全省超硬材料企业上游原材料产品居多,高端超硬材 料制成品及功能化应用产品较少,中高档产 品竞争力薄弱,产品专用化程度和精细化程 度不够,部分中低端产品产能过剩。河南省 机械工程学会秘书长李剑认为:“在超硬材 料领域,我们的基础很好,但是没有将优势 发挥到极致。只有坚持锻长板、补短板,开 辟产业发展新赛道,才能走好高质量发展的 ‘华山一条道’。”

创新供给如何保障

要想领跑,就必须依靠科技创新,抢抓超 硬材料产业前沿。

走进郑州三磨所展馆,可精确“剪裁” 大尺寸硅片的“划片刀”、可磨出镜面洁度 的“硅片减薄砂轮”……公司自主研发的 “高、精、尖、专”超硬材料制成品琳琅满 目。作为研制我国第一颗人造金刚石及其 聚晶、第一颗立方氮化硼及其聚晶的企业, 郑州三磨所始终走在创新的前列,研制的半导体芯片精密划切用超薄砂轮实现批量 化生产。

“之前,我国芯片自给率低,相关划切技 术长期落后于人,成为制约电子信息产业发 展的‘芯病’,这个难题被我们破解了,打破了 国外技术垄断。”郑州三磨所总经理助理孙兆 达说,公司还进军对金刚石材料要求更高的 功能化领域“,高性能散热材料“”硼掺杂电极 材料”等新方向也浮出水面。

在超硬材料领域,河南技术人才优势明 显,全国50%以上的超硬材料研发创业人员 均来自郑州三磨所,郑州大学、河南工业大学 等高校均设立有相关专业并有突出优势。未 来,我省将重点发展CVD(化学气相沉积法) 金刚石,推动金刚石在芯片散热、滤波器等行 业的产业化应用,超前布局金刚石在第四代 半导体、光学器件、生物医药等领域的研发应用。

融合发展如何突破

柘城县生产金刚石微粉已有 40余年的历史,是全国最大的微粉生产基地。力量钻 石、惠丰钻石、厚德钻石等一批企业在这里 集聚,形成了“原辅材料(碳棒)、金刚石单晶 生产、金刚石微粉加工、金刚石制品生产”较 为完善的产业链条。

“我们公司主要产品包括培育钻石、金 刚石单晶和金刚石微粉,销售规模和市场 占有率位居国内企业前列。”河南省力量 钻石股份有限公司总工程师张存升说,“公司将进一步向超硬材料功能化应用 领域延伸,发挥超硬材料在声、光、电、热等应用领域的独特优势,做大产业、做长链条、 做优品牌。”

据统计,河南现有规模以上超硬材料企业 300余家,其中上市公司7家、年销售收入超亿 元企业30家,主要布局在郑州、许昌、南阳、商 丘四地。从上游原材料、专用设备,到中游的 金刚石、立方氮化硼、复合材料,再到下游应用 到各领域,河南已经建立起较为集中和相对完善的产业链条。但从整个产业链来看,行业基础研发能力和应用技术、上下游之间的配合和 标准化程度等方面仍存在不足。

业内人士建议提高产业集中度,牢牢掌握行业定价权。省工业和信息化厅材料工 业处有关负责人表示,我省正在积极创 建国家级超硬材料先进制造业集群, 汇集创新、金融、人才等要素,引导产 业链上中下游和大中小企业融合发展.