把一塊普通玻璃變得如此科幻,是無數科研工作者的奮斗目標,這其中包括中國建材集團蚌埠玻璃工業設計研究院的佼佼者們。
6年來,在秉承“工匠精神”專攻玻璃60多年的基礎上,蚌埠玻璃工業設計研究院堅持創新,選擇四個方向展開重點攻堅,不斷增加玻璃的科技含量,提升玻璃的功能屬性,給這種普通建材帶來無限發展可能,蚌埠院連續三次獲得國家科技進步獎。
超薄玻璃打破國外壟斷
今年1月9日,2016年度國家科學技術獎勵大會在北京舉行,科技成果“超薄信息顯示玻璃工業化制備關鍵技術及成套裝備開發”,被授予國家科技進步二等獎。該成果由蚌埠院等6家單位共同完成,凱盛科技集團公司總裁、中國建材國際工程集團有限公司董事長、蚌埠玻璃工業設計研究院院長彭壽,作為項目第一完成人參加了頒獎大會。
對一般人來說,這項科技成果的名字太拗口,但提起它帶來的實惠,大家都會有切身感受。
七八年前,一臺50寸的大屏液晶電視,能賣到上萬元的價格,如今兩三千元就可以把品牌大彩電抱回家;智能手機價格曾居高不下,現在一兩千元,大家就可以隨時隨地享受便利。這些電子產品價格的下降,都與中國超薄新型玻璃的發展有關。
“大家可能不知道,我國大尺寸液晶產品所需的顯示面板,一度是僅次于石油、鐵礦石的單一進口產品,原因就是面板的核心技術‘超薄TFT-LCD玻璃基板’,一直被美國、日本壟斷。”彭壽說。
2008年6月,蚌埠院瞄準市場需求,踏上了TFT-LCD玻璃基板技術自主創新的攻堅路,2010年12月29日,國內第一片4。5代0。5毫米超薄玻璃基板下線;2011年7月1日,0。4毫米超薄玻璃基板誕生;2014年10月8日,成功開發0。3毫米超薄玻璃基板;2016年5月27日,0。2毫米超薄玻璃基板下線。
新產品的攻關,厚度每次下降的0。1毫米看似細微,但制作難度卻超乎想象,整個過程的熔化工藝、成型工藝、切割工藝、檢驗包裝和裝備技術,都需要進行連續攻關,突破1000多項技術瓶頸。
TFT-LCD玻璃基板技術的不斷提升、產品厚度的不斷變薄,帶來的就是液晶產品越變越薄,顯示效果越來越好,由于打破了國外壟斷,國外產品開始降價。如今,蚌埠生產的2。5D、3D手機蓋板玻璃,成為華為、小米等國內主流品牌手機供貨商,也為國產品牌手機壓縮成本提供了空間。
“四化發展” 讓玻璃充滿無限種可能
近年來,蚌埠院圍繞玻璃主業發展,提出玻璃“四化”,即超白化、超薄化、功能化、大尺寸化,6年來三次獲得國家科技進步獎。
“太陽能電池用微鐵高透過率玻璃成套技術及產業化開發”,由蚌埠院等單位聯合申報,獲得2011年度國家科技進步二等獎。
微鐵高透過率玻璃,也稱光伏玻璃或超白光伏玻璃,作為太陽能電池蓋板,它能夠充分吸收太陽光,最大利用率地將太陽光的光能轉化成太陽能電池的電能。但這種玻璃對太陽能量的透過率等技術指標要求非常高,此前該技術長期被國外大公司壟斷。中國光伏產業發展初期,太陽能電池價格較高,關鍵在于其玻璃比較貴。
經過多年努力,研發人員在多項技術領域實現了創新,蚌埠院開發建成了世界單體規模最大的“一窯五線”光伏玻璃生產線,多個關鍵指標處于國際領先地位,
2014年,蚌埠玻璃工業設計研究院等單位聯合完成的“浮法玻璃微缺陷控制與節能關鍵技術及產業化應用”項目,榮獲2013年度國家科技進步二等獎。有人打比方說,照片放大后,人臉上的雀斑會看得很清楚,而這項技術就是把玻璃放大后,也看不見瑕疵。
浮法玻璃,是一種玻璃生產工藝。曾經,粗放式生產的中國普通浮法玻璃產能嚴重過剩,而高端浮法玻璃產品卻長期依賴進口。針對這種狀況,蚌埠院等單位通過多年創新完成技術突破,實現玻璃質量的全面提高,成套裝備完全國產化。
在此基礎上,2014年8月26日,蚌埠玻璃設計院成功生產出國內最薄的0。3毫米顯示玻璃,實現了中國浮法玻璃由傳統領域向電子信息顯示領域的完美跨越,打破了國外對電子信息顯示行業上游關鍵原材料的長期壟斷。
“有數十年的玻璃專業基礎,我們有很多發展路徑,但我們結合自己的特長,選定了四個發展方向,集中力量攻堅克難,才取得了6年三獲國家科技進步獎的榮譽。”彭壽說。
在玻璃超白化、超薄化、功能化的研發過程中,蚌埠院的創新成果對相關產業來說,都具有里程碑意義,也為中國工業的發展不斷注入強勁動能。同時,通過科技加入光電、理化、熱學、力學等特性后,玻璃發展的廣闊空間就被打開了,未來發展將充滿無限可能。
如今,蚌埠院玻璃的大尺寸化研究方向也取得突破。
2016年12月29日,總投資50億元的8。5代TFT液晶玻璃基板項目在蚌埠舉行開工儀式,該項目是十三五國家重大專項支持項目,是國內首條具有自主知識產權的高端信息顯示用TFT基本玻璃生產線。項目建成后,對于發揮蚌埠院科技企業優勢,加速浮法玻璃技術運用,打破高端TFT-LCD玻璃基板依靠進口的局面,都有重要意義。
秉承“工匠精神” 推動供給側改革
“通過這些年的艱苦努力和創新,三次獲獎也充分體現國家對我們科技成果和科技創新的肯定。”彭壽說,蚌埠院是老的國家級科研院所,1953年誕生,多年來一直秉承“工匠精神”專注主業,始終堅持科研創新為發展注入活力。
據了解,蚌埠院1970年代初由北京遷至安徽蚌埠,1984年改制,2000年進入中國建材集團,并在上海改制成立中國凱盛國際工程公司,2014年12月,中國建材集團在北京注冊成立凱盛科技集團公司,蚌埠院成為凱盛科技的核心企業。通過一系列改革,蚌埠院實現了從科研院向科技型企業集團的華麗轉身。
近年來,蚌埠院依托合蕪蚌自主創新示范區平臺和蚌埠市的政策支持,建設了浮法玻璃新技術國家重點實驗室、玻璃節能技術國家地方聯合工程研究中心等國家級平臺,建立了以美國新澤西研發中心、德國慕尼黑研發中心、浮法玻璃新技術國家重點實驗室為依托的百名博士創新團隊。
高水平的研發平臺和研發團隊,結出了高水平的研究成果,蚌埠院至今共承擔和完成國家973、863、科技支撐計劃課題16項,獲得國家專利從2000年的幾乎為零,增長到目前的952件。利用自主知識產權和創新成果建設的中國玻璃新材料科技產業園,被列為國家硅基新材料產業基地。
由于蚌埠院在新型玻璃創新方面的突出成果,2016年7月28日,該院申報的“高世代電子玻璃基板和蓋板核心技術開發及產業化示范”,得到了中央財政經費支持4500萬元。這個項目的實施,將徹底改變我國光電顯示產業鏈關鍵環節的嚴重缺失,改變產業發展長期受制于人的尷尬現狀。
彭壽說,供給側結構性改革關鍵在創新。近年來,凱盛集團及其核心企業蚌埠院,引導增量、優化存量、主動減量,通過創新徹底解決了中國高端玻璃從國外進口的問題,創造了新的投資、消費和需求,開辟了玻璃產業發展的新領域和新境界。
“去年這么困難,我們的銷售收入增長了25%,利潤增長了23%。”彭壽說,未來集團將繼續圍繞“六五五”戰略奮勇前進,到2020年打造凱盛玻璃、凱盛材料、凱盛光伏、凱盛裝備、凱盛工程、中央應用研究院(蚌埠院)6大平臺,實現年收入500億元,利潤總額達到50億元。