河南日報客戶端記者 陳輝

神舟飛天、蛟龍入海、嫦娥奔月、北斗組網(wǎng)，一個個大國工程背后都離不開新材料的支撐。新材料產(chǎn)業(yè)已被視為戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，是制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的先導(dǎo)和基石，也是培育新質(zhì)生產(chǎn)力的關(guān)鍵領(lǐng)域。

人造金剛石產(chǎn)量全球第一，尼龍新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模全國第一，氟基新材料、電子特種氣體材料、鋁基新材料、納米材料等在全國具有重要影響力。作為全國重要的原材料工業(yè)大省，河南在超硬材料、有色金屬、鋼鐵、建材、耐火材料等領(lǐng)域有較為深厚的積累和實力，布局新材料產(chǎn)業(yè)有著先發(fā)優(yōu)勢。

“發(fā)展新材料是一個系統(tǒng)工程，河南既面臨超硬材料、有色金屬材料、耐火材料、化工材料等傳統(tǒng)材料業(yè)向新材料升級的問題，也有如何抓住納米材料、超導(dǎo)材料、生物材料、智能材料等前沿新材料的緊迫。”河南省工業(yè)和信息化廳相關(guān)負責人表示。

去年，我省統(tǒng)籌謀劃28條重點產(chǎn)業(yè)鏈，其中包含超硬材料、鋁基新材料、銅基新材料、化工新材料等9條新材料產(chǎn)業(yè)鏈，全方位延鏈補鏈、建鏈升鏈，加快從原材料大省向新材料強省轉(zhuǎn)變，向價值鏈高端延伸、向新質(zhì)生產(chǎn)力升級。

以河南在全國領(lǐng)先、全球獨具優(yōu)勢的超硬材料為例，2023年河南超硬材料產(chǎn)業(yè)鏈大事不斷：推出超硬材料產(chǎn)業(yè)鏈“1+5”行動方案、舉辦首屆金剛石產(chǎn)業(yè)大會、組建河南省超硬材料協(xié)會、揭牌河南省超硬材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、籌建金剛石集團……產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈加速完善，核心競爭力高位提升。

業(yè)內(nèi)龍頭鄭州三磨所2023年突破了關(guān)鍵共性技術(shù)難題30多項，新研發(fā)的半導(dǎo)體晶圓切割用劃片刀具有超薄、超精、高效等特點，產(chǎn)品制造精度和使用性能達到國外同類產(chǎn)品水平，已在國內(nèi)數(shù)十家半導(dǎo)體晶圓制造企業(yè)大批量應(yīng)用;開發(fā)的芯片封裝高效精密切割用金剛石砂輪產(chǎn)品，保障了我國半導(dǎo)體領(lǐng)域供應(yīng)鏈安全需求。

培育鉆石是超硬材料行業(yè)火爆的新材料，原本用于工業(yè)生產(chǎn)的金剛石由此打開了廣闊的民用消費市場。2023年，全省預(yù)計年產(chǎn)培育鉆石800萬克拉、同比增長20%。面對培育鉆石原石價格劇烈波動的局面，省內(nèi)各龍頭企業(yè)持續(xù)推進培育鉆石產(chǎn)品技術(shù)升級迭代，黃河旋風(fēng)加大培育鉆石高產(chǎn)工藝開發(fā)，突破高穩(wěn)定性晶體生長和晶形控制等關(guān)鍵核心技術(shù);力量鉆石公司已掌握從0.1克拉至30克拉培育鉆石批量生產(chǎn)技術(shù)。

在當下，電子信息、新能源、高端制造等領(lǐng)域的新材料備受關(guān)注。我省也在這些領(lǐng)域大力攻克“卡脖子”難題：焦作多氟多生產(chǎn)的用于芯片清洗、蝕刻等環(huán)節(jié)的超凈高純電子級氫氟酸進入國際高端半導(dǎo)體制造供應(yīng)鏈，洛陽中硅高科生產(chǎn)的電子級多晶硅在第三代半導(dǎo)體碳化硅領(lǐng)域填補了國內(nèi)空白，河南昊華氣體生產(chǎn)的多種電子氣體材料國內(nèi)市場占有率第一……

強有力的舉措推動了行業(yè)的整體升級。2023年，河南新材料領(lǐng)域新培育省級專精特新中小企業(yè)349家、占全省新增的26%，培育國家專精特新“小巨人”企業(yè)19家、占全省新增的36%。

當前，河南9個新材料產(chǎn)業(yè)鏈的攻堅正在緊鑼密鼓進行，超硬材料產(chǎn)業(yè)鏈瞄準建設(shè)全球超硬材料生產(chǎn)研發(fā)基地和國際培育鉆石制造交易中心;鋁基新材料產(chǎn)業(yè)鏈目標是打造具有國際競爭力的先進鋁基材料產(chǎn)業(yè)集群;先進合金材料產(chǎn)業(yè)鏈要建設(shè)具有全球影響力的先進合金材料產(chǎn)業(yè)基地……

以“新”提“質(zhì)”，以“質(zhì)”催“新”，河南新材料蘊藏著巨大的新質(zhì)生產(chǎn)力，萬億級“藍海”前景廣闊。

納米金剛石國際標準“河南造”

“1根頭發(fā)絲的直徑約為6萬納米，我們研發(fā)生產(chǎn)的納米金剛石最細尺寸只有20納米，相當于1根頭發(fā)絲直徑的3000分之一。”

河南日報客戶端記者 陳輝

“1根頭發(fā)絲的直徑約為6萬納米，我們研發(fā)生產(chǎn)的納米金剛石最細尺寸只有20納米，相當于1根頭發(fā)絲直徑的3000分之一。”2月29日，記者來到河南聯(lián)合精密材料股份有限公司(以下簡稱“聯(lián)合精密”)采訪，該公司總工程師王泳自豪地向記者介紹。

納米金剛石，一般指尺寸介于1—100納米的金剛石，不僅具有普通金剛石的高硬度、高耐磨性，還具備優(yōu)異的導(dǎo)熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、生物相容性等。近年來，納米金剛石在高分子聚合物增強領(lǐng)域已成為新的應(yīng)用方向，國內(nèi)外競相開展相關(guān)技術(shù)儲備和產(chǎn)品開發(fā)。

在河南超硬材料“軍團”中，聯(lián)合精密是個低調(diào)的存在，但在納米金剛石領(lǐng)域，卻是個“隱形的王者”。

“早在十幾年前，公司就成立了河南省納米金剛石粉體材料工程技術(shù)研究中心，近年又成立了超精密研磨拋光材料和應(yīng)用技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室等研發(fā)平臺，每年研發(fā)投入強度在6%以上。”王泳介紹，聯(lián)合精密專注納米微米金剛石產(chǎn)品的深度研究、原始創(chuàng)新，目前已形成金剛石精細磨料、流體磨料和精密工具三大產(chǎn)品體系，陸續(xù)推出了類多晶金剛石、團聚金剛石、納米金剛石、金剛石流體磨料、鉆石研磨墊等創(chuàng)新產(chǎn)品。

納米金剛石具有硬度高、導(dǎo)熱性好、化學(xué)穩(wěn)定性強等特點，已廣泛應(yīng)用于電子、機械制造、化工和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。王泳介紹，聯(lián)合精密的納米金剛石面向更高端的市場，主要服務(wù)于第三代半導(dǎo)體碳化硅晶體、微電子藍寶石晶體、微電子玻璃、光伏硅片等應(yīng)用市場，目前業(yè)務(wù)覆蓋20多個國家和地區(qū)。

“國內(nèi)一款高端自主品牌手機的昆侖玻璃，就使用了我們的納米金剛石研磨墊，不僅替代了進口產(chǎn)品，解決了供應(yīng)鏈‘卡脖子’問題，同時降低加工成本50%以上。”王泳說。

《超硬磨料納米金剛石》《超硬磨料制品金剛石研磨液》兩項國家行業(yè)標準均是由聯(lián)合精密主持制定。如今，該公司正在進行“納米金剛石”國際標準的制定。

“我們從2020年起就開展了《聚合物增強用納米金剛石》國際標準提案的預(yù)研工作，提出了標準研制方案，并于去年獲得正式立項批準。”王泳說，這個國際標準預(yù)計在今年審定后正式發(fā)布，不僅是ISO內(nèi)首個關(guān)于納米金剛石的國際標準，也標志著中國在納米金剛石領(lǐng)域的制備和應(yīng)用技術(shù)取得了長足進步，并開始在國際舞臺上擁有話語權(quán)。

3月1日，位于襄城縣產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的平煤隆基新能源科技有限公司，員工正在監(jiān)控自動化生產(chǎn)線運轉(zhuǎn)情況。 河南日報客戶端記者 聶冬晗 攝

碳化硅材料叫響河南“芯”名片

“目前我們是國內(nèi)最大的碳化硅半導(dǎo)體粉體研發(fā)、生產(chǎn)和銷售企業(yè)，擁有國際先進的粉體合成爐和自動化無污染破碎技術(shù)，產(chǎn)品具有單爐產(chǎn)能大、顆粒度大、純度高、阿爾法含量高和游離碳低等優(yōu)點，更適合8英寸碳化硅厚單晶的生長。”

河南日報客戶端記者 張海濤 王冰珂

從生產(chǎn)燃料、原材料到生產(chǎn)新材料，平煤神馬集團創(chuàng)新發(fā)展步伐不斷加速。

近日，河南電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園傳出好消息：平煤神馬集團碳化硅半導(dǎo)體實驗室成功生長出全省第一塊8英寸碳化硅單晶晶錠，全面驗證了該集團中宜創(chuàng)芯公司碳化硅半導(dǎo)體粉體在長晶方面的獨特優(yōu)勢。

碳化硅半導(dǎo)體粉體是重要的第三代半導(dǎo)體材料，在光電子和微電子、5G基站、新能源汽車等領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大，未來有望形成萬億級市場規(guī)模。比如用于新能源汽車領(lǐng)域，可實現(xiàn)快速充電，喝一杯咖啡的時間，汽車即可滿能啟程。

但國內(nèi)掌握碳化硅半導(dǎo)體粉體核心技術(shù)的企業(yè)尚不多。去年以來，平煤神馬集團立足高端硅碳等基礎(chǔ)材料優(yōu)勢，在中試研究取得重大進展的基礎(chǔ)上，規(guī)劃建設(shè)了年產(chǎn)2000噸碳化硅半導(dǎo)體粉體項目(一期)，吹響了量產(chǎn)的沖鋒號。

“目前我們是國內(nèi)最大的碳化硅半導(dǎo)體粉體研發(fā)、生產(chǎn)和銷售企業(yè)，擁有國際先進的粉體合成爐和自動化無污染破碎技術(shù)，產(chǎn)品具有單爐產(chǎn)能大、顆粒度大、純度高、阿爾法含量高和游離碳低等優(yōu)點，更適合8英寸碳化硅厚單晶的生長。”中宜創(chuàng)芯公司董事長孫毅說。

孫毅介紹，此次實驗成功驗證了產(chǎn)品優(yōu)勢，展示了平煤神馬集團的科研實力，標志著我省碳化硅半導(dǎo)體關(guān)鍵原料技術(shù)進入國內(nèi)第一方陣。

中宜創(chuàng)芯公司致力建成“國內(nèi)領(lǐng)先、世界一流”的碳化硅半導(dǎo)體粉體生產(chǎn)企業(yè)，叫響河南“芯”名片。

碳化硅半導(dǎo)體材料項目是平煤神馬集團“6+2”重大科研項目之一，也是其加快實現(xiàn)高水平科技自立自強的縮影，更是其加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、扎實推進高質(zhì)量發(fā)展的生動體現(xiàn)。

近年來，平煤神馬集團圍繞新能源、新材料轉(zhuǎn)型方向，持續(xù)實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，逐步構(gòu)建起以儲能和半導(dǎo)體材料為核心的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)體系，為加快邁向世界一流企業(yè)奠定了堅實基礎(chǔ)。

沃森超高建成投產(chǎn)超高分子量聚乙烯裝置。 劉濤 攝

聚合產(chǎn)業(yè)鏈“塑”造新優(yōu)勢

“作為熱塑性工程塑料，超高分子量聚乙烯因性能優(yōu)異而用途廣泛，鋰電池隔膜、人工關(guān)節(jié)、防彈衣等多種物品中都能見到它的‘身影’。”

河南日報客戶端記者 逯彥萃 河南日報社全媒體記者 張曉靜

約14萬根狀如釣魚絲的極細纜繩，吊裝起重約6000噸的鋼結(jié)構(gòu)混凝土預(yù)制件……港珠澳大橋建設(shè)過程中的神奇一幕，有濮陽新材料參與其中。“我們生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯樹脂，是制造這種高強度纜繩的主要原料。”3月1日，走進坐落于濮陽經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的河南沃森超高化工科技有限公司(以下簡稱“沃森超高”)，相關(guān)負責人張恩龍介紹了背后的“黑科技”。

聚乙烯(簡稱PE)是為大眾所熟知的塑料，超高分子量聚乙烯可謂PE中的“魁首”。“作為熱塑性工程塑料，超高分子量聚乙烯因性能優(yōu)異而用途廣泛，鋰電池隔膜、人工關(guān)節(jié)、防彈衣等多種物品中都能見到它的‘身影’。高端的超高分子量聚乙烯，更是軍事、航空航天等領(lǐng)域迫切需要的材料。”張恩龍說，不同牌號的超高分子量聚乙烯樹脂有不同的應(yīng)用領(lǐng)域，而沃森超高擁有目前國內(nèi)最全的產(chǎn)品牌號、最先進的工藝技術(shù);其重點牌號的產(chǎn)品，品質(zhì)與國外同類產(chǎn)品相當，部分指標甚至超過國外同類產(chǎn)品。

這份“優(yōu)異成績”來自什么?創(chuàng)新驅(qū)動是關(guān)鍵。據(jù)了解，因為超高分子量聚乙烯在高科技領(lǐng)域的作用，少數(shù)掌握核心技術(shù)的發(fā)達國家、外國公司實行了技術(shù)封鎖，甚至不對我國銷售成品。從20世紀90年代起，上?；ぱ芯吭褐鸩酵黄撇⑼晟屏顺叻肿恿烤垡蚁┥a(chǎn)的催化劑、合成工藝等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，形成了自主知識產(chǎn)權(quán)。這些科技成果的轉(zhuǎn)化、工業(yè)化應(yīng)用，在沃森超高落了地。

2023年3月23日，沃森超高建成投產(chǎn)了全國首套3萬噸/年淤漿環(huán)管連續(xù)法超高分子量聚乙烯裝置，創(chuàng)新實踐再上新臺階。該裝置采用的工藝技術(shù)為上?；ぱ芯吭涸谌蚴讋?chuàng)，工藝全流程均采用國產(chǎn)化設(shè)備。

超高分子量聚乙烯的科技“質(zhì)變”緣何發(fā)生在濮陽市?“作為資源枯竭城市全面轉(zhuǎn)型高質(zhì)量發(fā)展的濮陽，把打造千億級新材料產(chǎn)業(yè)集群視作‘關(guān)鍵子’。”濮陽市工信局相關(guān)負責人說。在聚碳新材料、生物可降解材料、綠色助劑等新材料領(lǐng)域，濮陽市強化頂層設(shè)計、補鏈延鏈強鏈，培育了盛源集團、星漢生物、濮陽惠成等一批產(chǎn)業(yè)鏈上中高端關(guān)鍵環(huán)企業(yè)。2月28日，龍都化工新材料實驗室揭牌，實現(xiàn)了濮陽市省實驗室“零的突破”，濮陽市新材料產(chǎn)業(yè)提檔升級邁出新步伐。

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