上创超导：让梦想照进现实

蕊冰

近日中科院在上海组织召开的“高温与高场超导材料及其应用技术研讨会”让高温超导材料引起了不少科学界的专家和投资者的关注。据统计2015年，全球超导技术市场规模达到18亿美元，预计到2022年，这一数据将增至58亿美元，其中的超导材料不仅考验了一个国家的科研水平，更在产业化进程中引发了激烈的竞争。

据悉，我国在高温超导材料的研发和产业化领域目前处于世界先进水平，发展潜力和应用前景广阔。在电力、通信、国防和医疗等领域均有超导需求，仅中科院高能物理所牵头筹建的CEPC（环形正负电子对撞机）-SPPC（超级质子对撞机）项目就需约10万公里量级的高温超导材料，即便考虑到未来价格大幅下降，仍会带来超过百亿元的带材市场。

在这样充满前景的领域内拓展，是否会是一帆风顺？回答一定是否定的，具有重要变革意义的创新从来都是艰难的，高温超导材料就是其中一例。日前，记者走访了上海上创超导科技有限公司，这家年轻的企业用自己的诚意和魄力将高温超导带材从大学实验室带上了企业化生产线，极大推进了我国高温超导材料的产业化进程。

科学家+企业家，把超导带材从实验室带上生产线

高温超导材料到底为何物？

上海市高温超导重点实验室主任、上创超导技术总监蔡传兵正是专攻这一领域近30年的专家。他先后在中国科学院微系统所（原中科院上海冶金所）、日本大阪大学、英国伯明翰大学和德国莱布尼茨研究所等从事高温超导材料研究，曾获上海“浦江人才计划”支持从海外引进，并在上海大学组建“超导与应用技术研究中心”，后来发展成为上海市科委批准的上海市高温超导重点实验室。

据他介绍，高温超导材料是指在价格低廉的液氮温度环境下具有零电阻效应的氧化物超导材料。凭借独特的零电阻特性，可以实现无损耗的大电流传输、且单位面积载流能力是常规铜铝导线的100多倍，这也意味着同等功率下使用超导带材比铜铝导线节省很多材料，在电力、电子、军事和医疗等许多领域运用都有重要意义。

从1911年第一次发现超导现象到1985年期间，超导材料均为金属或合金，只能在液氦环境下工作，一般称为低温超导材料或传统金属超导材料。1986年，科学家的视角开始触及到氧化物陶瓷材料，超导转变温度超过液氮温度，这类材料被称为高温超导材料。其实，高温只是相对而言，其摄氏温度仍是零下196度，但由于运行介质由稀缺昂贵的液氦，转换为随处可见的液氮，使用成本大大下降，绝热保温条件也较容易提供和保障。

目前，高温超导带材已发展到第二代。蔡传兵介绍，第一代高温超导带材因为本征性能和技术缺陷，成本难以下降，在市场上无法大规模推广。第二代高温超导带材是基于金属基带上的薄膜外延技术，使高温超导在电力工程中的广泛应用成为可能，材料成本大大低于第一代，具有极高的性价比，价格甚至有可能与现在常规的铜铝导线在同一水平。

自上世纪90年代末以来，美、日等国高温超导材料产业化技术取得重大突破并很快进入产业化阶段。

可以说，如果我国在高温超导带材领域没有自主知识产权和产业化能力，未来势必在很多关乎国计民生的重要领域受制于人。所以发展高温超导带材，是国家战略，也是地方经济创新转型的要求，正是基于此，上创超导公司浮出水面。

从德国回国后，蔡传兵在上海大学组建研究团队，先后主持承担了国家“863”、中德科技合作PPP、上海市重点、重大科技攻关项目等重大科研任务。团队掌握了具有自主知识产权的高温超导材料成材工艺和装备技术，建立了独特的低成本技术路线，在新型高效缓冲层和超导层人工磁通钉扎和厚度效应方面取得了一系列研究成果。

但校内的研究成果转换为市场化产品，需要资本的合作和实体的投资。此时，蔡传兵的老朋友，也一直默默关注国内超导产业发展的薛华实，与他站在了一起。他俩是中科院上海冶金研究所（现微系统所）的博士同学。薛华实博士毕业后长期在中石油上海分公司任职，有多年企业管理经验。蔡传兵负责技术，薛华实负责资金。2011年年初，在上海市科委和上海大学的全力打造和指导下，这一黄金搭档筹划了上海市首家致力于高温超导带材产业化的超导公司。通过技术转让，上海大学资产管理有限公司以无形资产入股上创超导公司，约占公司1/3股权，与上海百村实业有限公司、上海创业投资有限公司及管理团队、技术团队等投资组建。这一刻，科学家加上企业家，高温超导带材从实验室被带上生产线。

回归研发根本的创新道路令人尊敬

综观国际上其他超导材料公司，或为上市公司，或隶属国际知名大企业，都有着雄厚的资金支持。相比而言，撬动上创超导产业化超导带材的资金并不算多，即便与国内其他超导企业比，也是较少的，然而公司针对超导带材产业化生产设备投入一点都不比其他单位少，这主要得益于上创超导紧紧依托上海大学在超导领域的技术积累、人才力量和实验测试平台。在市政府指导下的产学研高度融合，使上创超导仅用几年时间赶上发达国家十几年的超导发展之路，交出了令人满意的答卷。

2015年《环球科学》的创新榜上，上创超导榜上有名。《环球科学》是《美国科学人》的中文版，他们与麦肯锡合作，从科技企业的研发投入、研究实力与成果转化能力、2015年重要成果、创新机制、创新人才培养、 对行业的推动作用、在可持续发展方面所做的工作与规划等13项指标对众多企业进行评估，上创超导获得认可的原因在于，当各类企业都在互联网热潮中激情高涨时，此类企业仍能静下心来，回归更为根本的技术研发，尝试一条更加艰难却更能激发联想、令人钦佩的创新道路。

这一评价可谓中肯，上创超导自成立以来，就一直将重心放在设计、研发上。2011年上创超导成立，公司将有限的资金的绝大部分投入了生产设备的研发，而科研人员、设计制造，和管理人员均以远低于同行的薪酬，凭着对高温超导带材产业化的信心和执着努力着。

仅用一年时间，2012年底洁净厂房装修和生产设备的自主设计与加工完毕，2013年5月国内首条具有自主知识产权的第二代高温超导生产线建成，再经过60天的系统调试和攻关会战，在上海这片中国经济发展最强劲的热土上实现了千米带材的试生产。

2013年，我国第一根千米级第二代高温超导带材在上海上创超导科技有限公司位于奉贤工业区内的超导生产车间内正式下线，这是国内第一条单根长度达千米的第二代高温超导带材，标志着我国高温超导技术向产业化又迈进了一大步。

2015年，公司的第3条生产线完成调试。这是一条完全意义的工业级生产线，可以制造20毫米宽以上的第二代高温超导带材，通过分条切割，大大提高了超导带材的产能。超导带材的结构指标和载流性能经第三方检测表明处于世界先进行列。

上海上创超导公司用几年的时间，走完了美、日、德等发达国家十几年走的高温超导带材产业之路。

这样的速度得益于公司对研发的投入和研发团队的努力。上创超导的研发团队几乎全部是上海大学的高温超导带材团队。这个团队骨干成员有个共同特点，就是具有在中国科学院的学习或工作背景。他们来自中国科学院的不同研究所，包括中科院微系统所、中科院硅酸盐所、中科院物理所、中科院宁波材料所、中科院上海光机所和中科院合肥物质研究院等单位，这样的学术背景使团队敢于以国家及地方重大科技的发展需要为己任，积极与“985”高校和中科院团队在同领域中开展合作与竞争，积极争取并承担了国家和地方多项重大科技攻关项目。也正是有这样的勇气和信心，经过几年的自强不息努力，使上海大学在第二代高温超导带材的基础研究和产业化攻关等方面走到了全国的前列。

为保障公司的超导技术持续领先，公司一方面委托上海大学开展技术攻关，充分利用上海大学的多学科优势。另一方面同上海电缆研究所、中船重工、中国变压器集团上海变压器有限公司、江苏华盛电气股份有限公司、上海电气电站集团等超导技术实际应用单位全面合作，不断推动新技术在下游领域的应用。同时与上海格林赛新材料有限公司、上海材料所、上海化工研究院等上游产品研发单位强化合作，持续降低原材料成本，以期使产品更适应市场需求。

高温超导带材从实验室，走上生产线，现在已经逐步走向市场，几年的快速跟进，我国的高温超导带材产业化能力也让国际同行刮目相看。2015年11月在第4届IEEE应用超导与电磁装置国际会议由上海大学、上创超导联合承办，蔡传兵任大会主席，吸引了300多位全球超导应用顶尖专家参加研讨。

产业化破冰在即，机会只给准备好的人

高温超导材料一直被业界看好，但是产业化之路仍然阻力重重，一方面仍有一定的技术难题和短板问题需要攻关，另一方面需要应用市场的跟进。

目前，发展超导材料已写入《中国制造2025》，并有望列入新材料产业“十三五”规划。业内人士认为，随着国家重视和产学研推动，高温超导材料产业化和市场规模化应用破局在即。从俗称“人造太阳”的可控核聚变项目到医疗领域的核磁共振设备，高温超导材料还可应用于智能电网、通信设备、军用舰艇和电磁发射等国防项目，市场前景广阔。日本早已制定了国家层面的超导战略技术路线图，德国、韩国等都已建成投入使用的超导电缆。高温超导材料产业发展具有国家战略意义。美国超导公司和超能公司在2002年左右实现了二代超导材料的产业化并长期垄断市场；2012年左右，日本、韩国、德国等涌现出多家可量产二代高温超导材料的供应商。

目前，各国公司都在激烈竞争抢占技术制高点。在第二代高温超导带材的研究上，上创采用的是一条直流反应磁控溅射法制备缓冲层、溶胶涂覆法制备超导层的低成本技术路线，适于批量化生产，具有特色和优势。这一技术路线，被业界认为是最适合产业化的工艺路线。世界知名的美国超导公司也是采用化学溶液涂覆技术实现了大规模第二代高温超导带材的市场化生产，成为当今世界上最大的超导带材供应商。

2011年公司成立之初立即启动了高温超导带材生产设备的研发设计，采用自主设计国外定制关键元部件的方法快速地建成了国际先进水平的生产线。之后上创超导又打造了两条生产线，各项指标已经代表着国内最高的技术水准。作为公司的技术负责人，蔡传兵的口头禅是“装备是技术的承载体，不懂设备的技术人员就不是合格的研发人员“。经过几年实践，证明了上创公司生产设备的自主研发能力，抢占了高温超导带材产业化的制高点对我国高温超导带材未来发展起到了关键性作用，。

根据规划，上创公司超导带材产业化及应用器件开发分为建设期、量产期和规模期三个阶段。建设期内，主要任务是加快基带与超导带材量产中试，完善上创上大联合研发中心建设，强化人才队伍建设。项目完成试产阶段后进入量产期。量产期内，生产规模和性价比得到大幅度提升，市场开发能力大大增强。第三阶段规模期的投入重点在新厂区建设，用于扩大超导带材产能、超导应用产品及相关自主知识产权装备的生产。

不得不看到，这几步都蕴含着很多困难和激烈的竞争。在高温超导带材产业化的道路上，上创超导要获得更好的发展，仍然需要持续的投入，必须培养持续创新的能力。在引入资本的同时，构建起科研团队持续创新的激励机制迫在眉睫。创新的主体是人才，有效的产学研合作需要很好的体制机制和人才评价及激励政策。据悉，上海大学对蔡传兵团队国家“863”科研成果转化的股权激励因工商管理政策和“国资产权”等等原因还迟迟不能落实。在国家大力提倡科研人员创新创业和上海市积极打造具有国际有影响力科创中心的今天，我们呼吁工商管理等有关部门积极推进国家科研成果转化奖励政策的落实，建立切实可行的实施办法这样才能真正调动广大科技人员的积极性。唯有这样才能持续保障足够人才队伍将高温超导材料的梦想之光照进现实。