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新利18体育全站6年深耕成果产业化 看青岛瓷兴的“小颗粒”如何撬动行业“大格局”

作者:新利体育·luck18(中国)
发布日期:2024-08-24
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  难以想象,仅5人的团队和氮化硅的科技成果,居然用了5年的时间,并在落后于国外20多年后,攻克“卡脖子”技术,迎头赶上,发展成为全球前三、国内唯一一家通过国际电动汽车产业链认证的氮化硅粉体生产企业。高裕昆正是这一切的见证者。

  2018年,秉承着“小颗粒 大格局”的使命,从突破中试放大到量产的“最后一公里”艰难到出口国外顶尖企业的最大供应商和国内高端陶瓷粉体企业,企业实现了“华丽逆转”。

  近日,大众网记者对话位于即墨区通济街道的青岛瓷兴新材料有限公司(以下简称“瓷兴”)董事长高裕昆,回顾6年来的发展脉络,他用两个“创新”给予了解答。

  氮化硅是一种新型结构陶瓷材料,具有高强度、低密度、耐高温、耐腐蚀、自润滑等特性,被称为“结构陶瓷之王”,以它为原料生产的氮化硅基板主要用来搭载高铁、智能电动汽车电控系统芯片。近年来,随着新能源汽车的广泛普及,氮化硅粉体的需求量迅速增长。而这种关键战略性材料,一直被日本和德国所“垄断”,无形中为国内企业增加了生产成本。

  面对如此复杂的情况,瓷兴以清华大学先进陶瓷与精细工艺国家重点实验室为基础,组建了研发团队,下决心要攻克这一难关。

  “最重要的卡脖子问题就是国内难以大规模稳定合成高性能陶瓷基板用低成本氮化硅粉体,如果继续沿用传统硅粉氮化工艺,单产周期需要72小时,耗能高、成本高,且性能明显落后于进口粉体。”高裕昆介绍,为了解决这一技术难题,瓷兴自主研发控温活化燃烧合成的工艺路线,进行颠覆式创新,这一方法不仅能耗低,还将反应时间缩短至4小时,极大降低了生产成本。

  当时,燃烧合成法在国际上没有大规模生产先例,国内只有一家企业在做,但是只能生产低端氮化硅粉体。“燃烧合成法简单说,就是将各种原料放到反应釜中引燃,通过自身发出的热量在很短时间内将反应物加热至高温,合成氮化硅。温度和压力在釜内变化极快,必须通过实时调整,让反应釜的温度和压力波动很小,才能合成高品质的氮化硅,控制难度很大。”高裕昆说。

  实验室研发成功只算项目迈出了一小步,能否顺利闯过中试这个成果转化的“死亡谷”,才是迈向成功的关键。如果要实现这一实验室技术的产业化应用,自主开发规模化合成设备至关重要。

  “中试阶段我们的反应釜从40升增大到2000升,直接增加了50倍,配方体系都要调整,工艺参数不断优化,装备越大过程越难控制,一开始设备居然‘失效了’。”高裕昆说,没有办法,只能一次次的调整,期间经历了无数次的失败。

  就在中试转化陷入瓶颈之时,即墨区政府为瓷兴注入的3000万高层次人才A类创新创业扶持资金发挥了关键作用,为企业继续推进工作提供了更多的资金上的支持。加之研发团队扎实的基础研究。终于,功夫不负有心人,经过不懈努力,瓷兴成功开发出当时全球最大的3000升单体合成装备,于2018年底实现了产业化生产。

  在高裕昆和研发团队都松了一口气的时候,市场却在发生着变化:最开始的对标光伏粉行业的市场萎缩,令瓷兴不得不寻找新的市场方向,在2019年转向结构件粉体时,该领域已处于“红海”状态。瓷兴想要急切的摆脱市场困境,却无计可施时,这时候,日本企业竟主动进行对接。

  “早在2018年,全球唯四的企业正在寻找供应商,其中日本的2家氮化硅基板企业考察了5家氮化硅企业,但不约而同地选择了瓷兴,采购产品做测试,测试成功后开始批量采购。”高裕昆说,彼时的瓷兴还处于产业化落地的初级状态,所生产的氮化硅粉体达不到客户的需求,但他们了解到,这些企业恰恰是看中了瓷兴的研发水平。

  2020年临近元旦,在第一批测试后的氮化硅粉体得到了客户的认可后,高裕昆感觉终于松了一口气。“我们开始做氮化硅粉体以后,不仅技术上达到了日本同样的水平,而且价格上只有日本的1/3,倒逼日本企业把高端氮化硅粉体价格下调了近40%。”高裕昆说,现在的产品都是以高附加值的出口到海外的,仅2022年,氮化硅粉体的销售额增长了64%,2023年的销售额突破6000万,增长势头良好。

  目前,瓷兴已发展成为全国规模最大的高端氮化硅粉体生产企业。在新能源汽车用氮化硅基板专用粉体、高端轴承球用氮化硅粉体、5G填料用氮化硅粉体、高性价比结构件用氮化硅粉体等赛道,产能全国领先。企业也先后被评为高新技术企业、山东省新材料领军企业、青岛专精特新企业、科技型中小企业、山东省瞪羚企业。瓷兴研发的高纯度氮化硅粉体制备技术已成为国内唯一一家通过国际电动汽车产业链认证的氮化硅粉体供应商,相关产品已应用于特斯拉、比亚迪等国际国内知名新能源汽车。

  被问及瓷兴成功的可复制性经验是什么,高裕昆坦言:是内生创新与外源性创新的相辅相成。

  高裕昆介绍,从瓷兴开始的科技成果转化过程中,如果没有政府、客户企业和科研机构的助力,那企业的发展不会如此顺利,同样的,如果没有内生创新的驱动,那就会失去外源性的创新。只有二者互相助力,才是企业源源不断地发展能量。

  “我们现在研发的氮化硅镁基板烧结助剂已试验成功,正在进行量产化验证;改良升级的第二代轴承球粉,客户验证反馈良。”高裕昆表示,未来,企业将进一步研发新一代的技术产品,继续扩大产能。

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