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四川省创新专家、成都中建材光电材料有限公司总经理潘锦功:用材料革命推动产业革命

2019-09-10叶涛周书婷

产城 2019年5期
关键词:玻璃材料

叶涛 周书婷

55秒,在这不足一分钟的时间里,生产线终端即送出一块世界最大单体面积的碲化镉“发电玻璃”。这条自去年4月投入试生产的生产线,如今已经斩获无数蜂拥而至的订单。潘锦功算了一笔账,单片玻璃面积为1.92平方米,年可发电260-270度,这条生产线年产足以达到100兆瓦。

九年前,中国建材集团响应国家号召,积极发展新能源、新材料战略,原在海外做科学研究的潘锦功受到感召,回国加入中建材,任成都中建材光电材料有限公司总经理。他多年坚持理论研发,带领研究团队在国际上率先开展高纯稀散金属半导体化合物碲化镉材料特性研究,首次提出碲化镉薄膜材料多能级多掺杂载流子密度图解法,其理论研究成果获2019年美国爱迪生发明专利大奖。他带领技术团队 “九年磨一剑”、打破国外巨头垄断,把平板玻璃从建筑材料变成可发电可滤光的功能材料,把建筑外墙变成了“发电站”。“他推动了一次传统玻璃工业的供给变革。”有人如此评价,“这为我国从建材玻璃大国提升为电子玻璃强国、半导体材料强国打下了技术和材料基础。”

事实上,也正如其所说,对于先进制造业而言,材料就是支撑和基础,关系着电子信息、高端装备等下游领域的产品质量和生产安全。“在我国加快从制造大国迈向制造强国的过程中,提升新材料产业的整体发展水平至关重要。” 潘锦功在接受《产城》杂志专访时如是说。

制造业是立国之本、兴国之器、强国之基,在我国从制造大国迈向制造强国的步伐中,作为基础性产业,新材料的创新成果能否顺利实现转化推广至关重要。

“新”之所向,即为未来

《产城》:您认为在我国迈向制造强国的背景下,新材料行业面临最大的困难是什么?

潘锦功:我们对创新的包容度偏低。咱们都知道新材料产业正日益成为支撑国民经济发展的重要产业。近年来,世界各国纷纷制定了新材料产业发展规划,我国也不遑多让,紧跟国际潮流,新材料产业也处于快速发展中。据相关资料显示,我国新材料产业总产值由2012年的1万亿元已经增加到2016年的2.65万亿元,年均增速27.6%。

但很多人并没有真正理解新材料行业,他们认为所谓新材料便是找到或发现一种新物质,再将其应用于不同行业领域中即可。但事实上,作为发展其他各类高技术产业的物质基础,新材料是电子信息、高端装备等下游领域高端产品质量的关键环节,先进制造业要实现发展就离不开新材料产业创新。

创新也伴随着另一个问题的产生,即一种新材料问世之初,由于对新材料技术性能缺乏全面的认识,往往会忽视新材料可能具有的缺陷,产品品质也就无法得到保障。而一旦出现问题,将会造成很大的损失。再加之下游企业与受众对创新的接受程度偏低,担心会有风险,所以大多对新材料的出现与使用抱以观望甚至是抵触的情绪,往往不愿使用、不敢使用,一般来说,新材料的市场前期应用推广都十分艰难。在这种情况下,不少材料经过研发生产出来后得不到市场广泛的支持,缺乏有效的应用验证,材料性能优化及完善也就无从谈起,于是产品性能便难以获得提升,从而形成恶性循环。

所以在这个过程中,市场对创新思想的包容与接受度极为重要。要改善这样的局面,一方面政策上建议多关注新材料初期市场培育方向,帮助新材料产品推广应用。另一方面,企业自身要提高自身的创新能力,能拿出优秀的新产品,真正能为人们的生活带来帮助。

《产城》:如今国内从事新材料的企业已经呈现出相当大的规模,在这个庞大的队伍中,企业该如何寻求个性发展?

潘锦功:说实话,我并不意外国内新材料行业如今热火朝天的局面,甚至我们能看到其他行业的人士卯足了劲儿想进入这场红海。这跟政府的倡导有很大的关系,早在2010年国务院就出台《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,将新材料产业作为七大战略性新兴产业之一。“十三五”以来,国家对新材料产业的重视程度日益提高,从顶层设计、研发创新、生产制造到组织领导,都进行了全方位部署,与日益增长的市场需求一起促成了如今新材料行业百花齐放的局面。这个队伍确实很庞大,对于很多企业来说,想超越大数量的对手,走到队伍的前列确实不容易。从我个人的经历出发,我提出以下几点建议,希望能有所帮助。

一是一定要建立起自己的地方特色。就像不同產品有不同的特色,不同方言有不同的特色,材料行业这个道理一样存在。基于成本控制的原因,我们不可能会认为把非洲的东西拿到四川加工,再卖到欧洲的方案是一个优秀的主意。我们在进入新材料行业时,一定要关注本地资源,不管是材料资源还是人力资源。像我们将世界第一条拥有自主知识产权工业4.0的年产100兆瓦碲化镉弱光发电玻璃示范生产线设立在成都,就是因为四川雅安等地能直接供给原材料,且成都过去是三线基地,有大量的人才积累,能找到传统的匠人师傅,获得经验加成。再加之成都生活环境舒适,科研院校资源雄厚,这些地方特色最终促成了我们发展光电玻璃新材料的优势。在特色的环境下,做出有特色的东西,将能形成不同的行业壁垒,这将保护企业自身市场不被其他企业侵占。

此外,要创新思想,创新工艺,保证产品质量。像我们在做碲化镉材料时,这些材料本是在四川不太受人注意的稀散金属资源,直至因作为航空材料才在2000年以后才进入公众的视野。我们着手于其优势,对一些新的相关化合物的核心特性有了新的发现,在起跑线上建立起自身的优势,在加大投入研发后建立的生产线解决了高纯光电材料合成、镀膜、热处理、封装等方面的技术难题,最终成为建材领域的一场技术革命,打破了西方的技术封锁,填补了我国没有规模化碲化镉弱光发电玻璃生产线的技术空白。所以不断加大对新材料、新工艺的应用研究力度,补齐和完善实验数据,形成与世界先进材料接轨、具有中国特色的新材料技术体系,是我们求发展的必要措施。

立潮头,求发展

《产城》:作为一个全新的领域,新材料行业前路大多无案例可循,企业应当如何平衡好自身科研方向与市场间的差异,以确保两者相匹配?

潘锦功:有的人可能会说,这个问题很简单,只要科研方向紧跟市场就足以,最后做出来的产品必定是为大众所接受。我认为这种观点是很浅显且被动的,科技应当引领市场,而不是市场引领科技。换句话说,做产品研发不能一味跟随市场,这样只会让企业越来越被动,唯有引领才能让企业在行业内有更多的主动权。作为科班教育出身的科学家,在行业一线领域一扎就是几十年,有着丰富的理论经验与实践经验,比普通的社会大众更了解行业情况,材料优势,所以科学家应当担当起引领作用,寻找正确的方向让新材料得到更好的发挥。

我们应该让自己的产品走在需求的“前面”。但要走这样一条路,其过程并非容易,这需要企业在技术或商业模式方面有更强的能力,保证在前期的数据收集、市场调研,后期的市场预判等环节中一步都不能出错。这样成功的案例有很多,比如上世纪70年代,索尼推出随身听,这在外界看来真的很冒险,但结果却是——这个新的技术型产品带动了一个全新的市场需求。新材料行业同样适用,只要技术过硬,思维模式创新,便能有机会为人们创造新的需求。

不过并不是所有的新都是正确的。现实中也有不少过分求新而失败的例子。以出名的谷歌眼镜为例,它的亮点是能让受众即时通讯、上网,又能让使用者解放双手,但眼镜的侵入性和糟糕的设计,使得谷歌眼镜没能如预想的那样快速进入市场。企业在 “引领市场”之前,一定要有充足的市场调研以及前瞻意识,如果只是盲目的求“新”,只会让所有的努力变成无用功。

我们需要顺应大的潮流与方向,然后在实际应用中以科技的力量引领市场。在新材料行业中,我国新材料发展将由原材料、基础化工材料逐步过渡至新兴材料、半导体材料、锂电材料,向着更绿色、更节能、更高质的方向而去。成都中建材也正是跟随这样的方向,依托中国建材集团在世界建筑材料行业的领先技术与市场优势,致力于碲化镉弱光发电玻璃的研发与产业化,高纯金属半导体材料的生产与销售以及光伏系统的设计、安装和运营。在国家战略的引领下,完成了光电材料上下游产业链整合。生产线已获得国家发改委 “增强制造业核心竞争力重大工程”专项支持1.59亿元。

《产城》:您如何理解“用材料革命推动产业革命”?这在企业发展过程中有何具体的指导意义?

潘锦功:有时候想想在未来十年可能面临的重大挑战,我们会不意外地发现不管是节能环保产业、新兴信息产业,还是生物产业、新能源、新能源汽车、高端装备制造业……材料都是一个核心问题。为了建设一个新的清洁能源未来,我们会需要更高效的太阳能电池板、风力涡轮机。制造商会需要新材料来生产更先进的产品……材料行业比我们想象的更接近生活。

不过在传统上,开发新材料一直是一个缓慢而艰苦的过程。为了找到他们想要的正确答案,科学家经常需要一个接一个地测试成百上千种材料,这也促成了材料研究一直以来被称作是投入周期长,回报存风险的行业,高昂的成本让很多人望而却步。就连我带头做的光电玻璃研究,前期也是投入了好几个亿,在没出结果前压力确实很大。

但問题是,我们不能在这场探索的行列中逃避,全球正处于一场材料革命之中。一方面,借助强大的模拟技术,加上不断提高的计算能力和机器学习能力,新材料的开发速度,在某些情况下可达原来的100倍以上。一方面,其他行业日新月异地进展也促使着新材料行业不能停步。我认为,我们正进入的创新时代很可能比过去30年的数字革命更具变革性。因为我们仍然生活在一个物质世界中,而这正是创造价值最多的地方。

就像我们建材行业,过去都是以砖头水泥作为诠释手段,与发电联系不上,与IT联系不上,与VR也联系不上。如今我们开发了一种全新的发电材料——碲化镉光电材料,把它镀到玻璃上,玻璃可以发电,这促使建材领域一步就跨入发电行列中。这是建材领域的一场技术革命,将引领出一个全新的智能化的新型绿色建材新工业。而这就是所谓的用材料革命推动产业革命。

对于企业来说,应当抓住全球新一轮“材料革命”、材料产业重新洗牌的机遇。只有全力提升现有的材料加工工艺水平,积极发展新型材料,培育既能满足行业配套需求,又能跟上材料行业新发展趋势、引领材料革新的新特材料产业群,才能以融于其他行业的方式,真正改变人们的生活,进而获得长足发展。

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