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郑州华晶金刚石股份有限公司

中乌技术嫁接造出大金刚石 人造钻石在山东“扎根”

关键词 金刚石 , 人造钻石 , 超硬材料 , 半导体|2017-12-01 10:31:09|来源 经济导报
摘要   11月21日至24日,“中国-乌克兰科技创新展”在乌克兰首都基辅举行。展览旨在推动“一带一路”建设与乌国家发展对接,深化两国在科技创新领域深度合作的重要国际科技交流活动。中乌科...

  11月21日至24日,“中国-乌克兰科技创新展”在乌克兰首都基辅举行。展览旨在推动“一带一路”建设与乌国家发展对接,深化两国在科技创新领域深度合作的重要国际科技交流活动。中乌科技合作由此进入更多公众视界。

  “我们的金刚石最大能‘长’到1厘米见方,约10克拉重。”11月29日,济南中乌新材料有限公司(下称“中乌公司”)董事长王笃福告诉经济导报记者。而山东也如一片沃土,让人造金刚石合成这项高端研究成果顺利生根发芽,并“长”出符合市场需求的硕果。

  人造金刚石技术并非山东最强,之所以能在此生根,王笃福认为是坚持公司主导、坚持公司化运营的结果。而中乌公司亦为“产学研的深度融合”,提供了可操作的案例。

  “前几天,施华洛世奇的老板亲赴济南找到我们,就是来探讨将我们的技术应用于他们的珠宝加工。”王笃福兴奋地说。

  偶然促成跨国合作

  2005年从山东环保产业集团离职创业、当时正运营一家环境技术公司的王笃福偶然发现,在山东省科技厅对面有一座中乌(后者为乌克兰,记者注)高科技合作园,未料这个偶然成就了人造金刚石项目。

  王笃福曾在淄博四砂股份有限公司任职,整日与各种超硬材料打交道,此番偶然的发现,让他想起四砂厂的一篇报告中曾提到基辅有一家超硬材料科研所。凭借丰富的知识储备,王笃福判断超硬材料在中国有广阔的市场前景,于是他通过产业园尝试并最终联系上了乌方,达成了合作意向。

  “最初我跟乌方联系,是冲着一种叫做立方氮化硼的超硬材料去的。”不过阴差阳错,最终王笃福与对方就另一种超硬材料———人造金刚石,达成了合作意向。“乌方专家非常内行,说你们中国的‘六面顶压机’非常厉害,一次能长出20多颗金刚石;我方专家则看中了乌方的‘分离球’,因为球内长出的金刚石尺寸等性状非常优良。”

  彼时中方技术生成的人造金刚石颗粒过小,只能应用于工业研磨与切割;乌方倒是能长成0.5克拉左右性状优良的金刚石,但一次只一颗,成本太高,根本没有市场价值。于是王笃福便牵头,在基辅和济南各设立一个研究点,希望将双方技术“嫁接”起来。

  从2011年7月15日,双方达成合作协议,到2014年4月份后尝试工业化应用,王笃福先期投入了1000多万元;现在中乌公司的生产基地有79台顶压机同时开动,其中“长”出的最丰硕的那颗,正是开篇提到的10克拉金刚石。

  王笃福给经济导报记者展示了中乌公司生产的样品,几十粒各色克拉以上级别钻石晶莹剔透,一点也看不出与天然钻石的差别。

  公司化的运作逻辑

  若“以市场为导向”,人造金刚石应用在珠宝领域自然不错,但为何此前无论是乌方还是中方都没能实现?

  表面上看,是双方技术各有欠缺,但“为什么无论是中方还是乌方,都只在自己的研究领域打转?”王笃福认为本质是“产学研融合”的主导问题,“如果让研究机构主导,非常可能脱离应用、脱离市场。”

  在促成中方乌方合作时,王笃福已经运营了一家环境技术公司,他说当时公司的资本足以支撑持续不断地投入,公司的构架也足以驾驭项目研发,“试想,一个研发团队独立成立公司,必然面临资本、运营人才、销售人才的全方位缺乏;而在我们母公司这些都是现成的,研发团队只需要根据公司的需求安心研究便可。”他认为,这正是“企业为主体”的本质。

  至于“市场为导向”,王笃福表示,“我们是企业,项目投入的都是我们自己的钱,所以我们必须为自己负责。”

  王笃福认为,无论是先期投入的1000万,还是持续近3年的反复调试,都是以公司为主体根据市场形势做出的判断;判断正确,为技术革新所做的投入,会为公司形成市场壁垒,“因为实现了同时长成,原先‘宝石级别’的金刚石亦可用于工业加工,于是曾经切割不了的材料,中乌公司能切割了;钻探不动的岩层,中乌公司也能打通了。”他说,现在中乌公司生产的切割工具,切面宛如镜面,吸引了世界各地的客商。

  “极限畅想”如何实现

  据介绍,人造金刚石的市场化应用不止工业切割和珠宝领域,但其他领域的应用亟待落实。

  “目前特斯拉超级桩为新能源车充满电,需要45分钟;如果用金刚石制的高功率转换模块,充电效率还能提升一个档次。”根据中乌公司提供给经济导报记者的材料,人造金刚石还可以广泛应用于极端环境下的光学仪器、性能优良的P型半导体等。正因有如此性能,王笃福将金刚石称为无机材料中的“极限材料”。

  不过,目前“极限材料”还处于畅想阶段,那“金刚石半导体”等的工业化应用应该如何落实?

  不久前,在山东省、济南市科技等主管部门与山东大学的共同协作下,中乌公司参与共建的山东工业研究院宽禁带半导体协同创新中心挂牌成立。与高校建立共建关系,正是中乌公司落实“极限材料”畅想的第一步。“目前我们正在研究金刚石膜的长成。一旦成型,人造金刚石将取代传统的硅基,真正成为芯片的‘极限材料’。”

  纵览中乌公司的发展历程,一条以“企业为主体、市场为导向”,横跨产、学、研的技术创新路线业已凸显。总结这条路线的经验,王笃福再次强调“企业为主体”,“一切决策,都必须是公司做出的。包括我们与山东大学的共建合作,未来金刚石膜一旦成型,中乌公司马上就能落实5个项目的工业化应用,济南则会成为金刚石半导体研发制造中心。”

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