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      1. 河南超硬材料產業究竟多“硬氣”?

        來源: 本站 發布日期:2024/01/26

        歲末年初,“爾濱”的爆火出圈,掀起一場“南北方特產”大起底。河南“壕”送的培育鉆石,在一眾“萬萬沒想到”的特產中突出重圍,亮出河南省blingbling的超硬材料產業家底。


        河南的超硬材料到底有多“壕”?大膽告訴你,全球每10顆培育鉆石中,就有5顆來自中國;而中國每10顆中,就有8顆產自河南。


        從更廣維度來看,作為超硬材料產業兩大主力的金剛石和立方氮化硼(硬度僅次于金剛石的超硬材料),河南的產量分別占全國的80%和95%。


        河南正培育壯大的28條產業鏈中,超硬材料位居首位。河南省超硬材料產業如何優勢再造、創新提升?也正是2024年河南省兩會代表委員及場外的熱議點。


        大河財立方
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        源自河南的“超硬”力量


        全國超硬材料產業哪家強?河南絕對榜上有名——人造金剛石和立方氮化硼產量常年占全國的80%、95%,金剛石微粉、復合超硬材料、培育鉆石產量均占全國的80%左右,形成了“世界超硬材料看中國,中國超硬材料看河南”的發展格局。


        回首產業誕生之初,正是新中國百廢待興之時。工業體系的逐步建立,對工業用金剛石的需求與日俱增。但由于天然金剛石成本高且儲量少,再加上技術缺失,我國的工業用金剛石主要依靠進口,后因國際環境變化,國外對中國進行封鎖,導致我國工業用金剛石的來源幾乎被掐斷。要發展,中國就要去創造自己的金剛石。


        1960年10月,當時的第一機械工業部設立了代號為“121”的攻關課題組,鄭州磨料磨具磨削研究所(以下簡稱三磨所)等機構正式開啟了研究人造金剛石的征程。


        經過老一輩科技工作者失敗、改進、再失敗、再改進的艱苦探索,1963年終于在兩面頂壓機上,成功研制出了中國第一顆人造金剛石。


        或許正是由于具有特殊含義的艱難起步,此后的60多年間,河南上下協力、精研探索、接續創新,逐步形成了以超硬材料及制品為核心、原輔材料和專用裝備為基礎、公共技術服務體系為支撐,相對完善的產業鏈條,并涌現出一批極具特色的產業集聚地和享譽全國的龍頭企業。


        鄭州、許昌、南陽,以金剛石合成和制品為主。鄭州三磨所高精密超硬材料制品產量全國第一,鄭鉆公司高精度刀具全球領先;長葛市黃河旋風是全國最早的金剛石行業上市公司,也是國內品種最齊全、產業鏈最完整的超硬材料供應商;方城縣中南鉆石是全球最大的工業金剛石制造商,產品出口40多個國家和地區。


        商丘柘城縣,是全國最大微粉生產基地,誕生了力量鉆石、惠豐鉆石上市公司“雙子星”。


        洛陽、焦作等地,則在超硬材料裝備方面優勢明顯。


        不僅如此,河南還擁有國內唯一的國家級超硬材料產業基地——國家火炬計劃河南超硬材料產業基地,有超硬材料行業的國家級重點實驗室、企業技術中心、工程技術中心、質量檢驗中心、生產力促進中心和全國標準化技術委員會等國家級平臺,鄭州三磨所更是被譽為中國磨料磨具界的“黃埔軍?!?;鄭州大學、河南工業大學、河南理工大學、中原工學院、鄭州職業技術學院等高校也為超硬材料行業發展提供了深厚的基礎理論研究,培養和輸送了大量專業技術人才。


        來自河南省超硬材料協會的一組數據顯示,河南現有規模以上超硬材料企業300余家,其中上市公司7家,年銷售收入超億元企業30家。河南已成為全國超硬材料主產區和產業研發中心、產業化基地、技術人才輻射源。


        創新突破的2023年


        對于河南省超硬材料產業來說,2023年是創新突破年,也是前所未有的機遇年。


        自年初以來,河南省委省政府將超硬材料產業鏈作為全省重點培育的28個產業鏈之首,制定出臺了《河南省培育壯大超硬材料產業行動方案(2023—2025)》和磨具、鉆石、光學、電子、裝備5個專項攻堅方案,集全省之力加強培育。國家層面也出臺了超硬材料產業鍛長板、高質量發展等激勵政策,形成了前所未有的政策支持機遇。


        行業方面,產學研金用服的支撐體系加速構建。河南省新材料投資集團揭牌成立,并牽頭組建河南省新材料產業聯盟,充分發揮資源整合優勢,助推新材料企業與原材料企業、下游應用企業緊密合作、利益共享,為構建強大的新材料產業集群賦能助力;河南省超硬材料協會正式亮相,旨在打造產學研用金服一體的服務架構,推動產業鏈、創新鏈、人才鏈、資金鏈的深度融合;河南省金剛石材料產業研究院、省超硬材料及制品產業研究院、省培育鉆石產業研究院、省超硬材料及制品產業技術研究院等“組團”成立,為超硬材料產業培育良好生態、滋養創新沃土。


        事實證明,企業的發展不負期待。


        精工銳意科技(河南)有限公司研發出功能金剛石高功率微波等離子體化學氣相沉積(MPCVD)生長設備,填補了國內高端裝備空白,可滿足8英寸功能金剛石的生長需求,為我國功能金剛石的發展提供了關鍵裝備支撐。


        黃河旋風推出碳化硅切割專用金剛石線鋸,切割效率、切割質量和切割穩定性等均優于現有砂漿切割水平,性能達到甚至超過國外同類產品水平。


        力量鉆石突破一種寶石級大單晶金剛石多腔體合成結構及其制備方法和應用,目前耐高溫金剛石正處在試用階段;還掌握了從0.1克拉至30克拉培育鉆石的批量生產技術,并建立了專門的培育鉆石產品銷售網絡。


        河南省人大代表王來福,是惠豐鉆石的創始人?!敖陙?,由于國外的技術封鎖,給國內第三代半導體產業的發展帶來一定制約?;葚S鉆石加大自主研發,不斷在碳化硅村底技術方面尋求突破,目前不僅成功躋身以天科合達為代表的第三代半導體制造商的供應鏈,還在2022年與哈工大鄭州研究院簽署戰略合作協議,重點布局‘終極半導體’?!蓖鮼砀8嬖V大河財立方記者,目前半導體行業帶來的營收占公司全部營收的比重不斷提升,已成為公司收入的主要增長點之一。


        “光環”背后的思考


        雖然“光環籠罩”,但超硬材料產業長期存在的短板,也引發行業的深度思考。尤其是去年,培育鉆石價格劇烈波動,為河南培育鉆石市場帶來較大沖擊,如何提升產業鏈的韌性與安全,成為行業考題。


        “目前河南省超硬材料企業中,上游原材料產品居多,高端超硬材料制品及功能化應用產品較少,存在上中游產品低價銷往國外,加工成高端產品后高價進口國內的現象,進口價格往往是出口價格的6至20倍。同時,中高檔產品競爭力薄弱,產品專用化程度和精細化程度不夠,部分中低端產品產能過剩。還存在產品應用實驗室欠缺或不夠完善、前沿技術研究薄弱及未來可持續發展高端人才支撐不足等問題?!敝袊鴻C床工具工業協會超硬材料分會秘書長孫兆達告訴大河財立方記者。


        從數據來看或許更為直觀。目前全國超硬材料產業規模達1000億元,而河南省只有400億元左右,切磨鉆削等制品僅占國內市場份額的20%。


        在培育鉆石領域,目前全球培育鉆石上游原料以中國為主要產地、約占全球的50%,中游加工以印度為中心、約占全球的95%,下游消費以美國為中心、約占全球的90%。2022年,河南省生產培育鉆石毛坯約600萬克拉,占全國產量的80%、全球產量的40%,原料優勢十分突出,但在打磨、鑒定、銷售等中下游環節存在明顯短板,價格體系被國外控制。


        河南省超硬材料產業應如何補鏈強鏈延鏈,實現優勢再造、創新提升?


        “鑒于當前省內超硬材料發展內卷嚴重,建議省政府能從省級層面統籌超硬材料產業發展,依托當地產業既有優勢,聚焦超硬材料各關鍵環節,推動錯位發展,打造各具競爭力的特色產業。同時建議制訂培育鉆石產業綠電優先使用方案,釋放用電優惠政策,在降低生產成本的基礎上,也能夠為培育鉆石貼上綠色標簽,助推培育鉆石企業參與綠色能源產品的國際競爭?!焙幽鲜∪舜蟠?、柘城縣縣長余化敏告訴大河財立方記者。


        “就金剛石微粉行業來看,最關鍵的還是技術和應用的創新。目前行業運用的主流技術相對落后,雖說運用了一些新的設備,但是核心的破碎、分級等技術并沒有取得核心的突破。這并非企業一家之力可以完成,希望政策層面高位推動,發揮產學研用合力,共同實現技術和應用上的突破與創新?!蓖鮼砀Uf。


        河南工業大學材料學院教授,河南工大高新產業技術研究院首席科學家、名譽院長栗正新提出了五點建議:一是“專精特新”模式發展亟須加強;二是產學研用政金要有效協作,以市場為導向、以技術為驅動、以資本為紐帶,采用新機制、新方式,開展高精密加工金剛石制品、功能金剛石等重大項目研究開發;三是加快龍頭企業培育,引領產業鏈協同發展;四是大力支持新型研發機構建設和創新項目實施,實現技術大面積突破;五是政府引導,協會、聯盟發力,規范市場、避免同質惡意競爭,保護行業合理利潤,實現協同、高質量發展。


        欣喜的是,成立剛滿3個月的河南省新材料產業聯盟,已經開啟了“融群入鏈”的創新探索?!白月撁顺闪⒁詠?,不斷發揮連心橋、領頭雁、試金石、護林員、創新體的功能作用,完成了五個方面的重點工作。如不斷豐富完善服務工具箱,新材料集團利用自身資源鏈接優勢,引入新材料在線、國家技術轉移鄭州中心等機構,增強聯盟在知識產權、金融服務等方面的服務能力;舉辦產銷融研學對接活動,聯盟廣泛邀請浙江大學、哈工大鄭州研究院、國開行、國開證券等科研機構、金融機構參加,為成員企業推介科技創新成果、宣講金融產品等,聯盟服務產業的深度與實效逐步加深?!焙幽鲜⌒虏牧袭a業聯盟秘書長、省新材料產業投資集團董事長吳國學表示。據悉,目前聯盟成員單位已擴容至190家。

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