“這是一羣特別執着的科學家,他們從寶雞的山溝裏走出來,歷經數十年的艱苦奮鬥,把西北有色金屬研究院發展壯大,讓新材料這一產業蔚然成勢。”

西安經開區科技創新與新經濟發展局局長郭哲文在與澎湃新聞記者回溯園區新材料產業源頭創新時這樣描述。

在這裏,科學家精神與成熟的產業化經驗打造了新材料高地。多年來,依託西北有色金屬研究院,西安經開區集聚了西部超導、歐中科技、西部材料、凱立新材、西部寶德、天力金屬、菲爾特、諾博爾、泰金工業、賽特思邁以及賽隆金屬等重點企業。2023年,西安經開區的新材料工業總產值突破180億元,擁有48家省級以上產業創新平臺。新材料產業規模穩步提升、帶動作用持續增強,正作爲延伸產業鏈條,實現產業模式突破的主攻方向之一。

2024年,“新質生產力”首次被列入政府工作報告,且位列政府工作十大任務之首。新材料產業是戰略性、基礎性產業,是未來高新技術產業發展的基石和先導,也是加速新質生產力發展的重要動能之一。

近年來,我國新材料產業規模不斷擴大,產業創新能力持續提升,而西安經開區正在打造“世界材料看中國,中國材料看西安,西安材料看經開”的競爭態勢。發展至今,西安經開區建成了亞洲最大的無縫鈦管生產基地、世界第二大層狀金屬複合材料和金屬纖維生產基地、國家稀有金屬材料科研生產基地,石油煉化高分子材料、複合材料、電子材料等細分領域發展處於國內前列。

西安經開區的新材料產業涵蓋鈦及鈦合金材料、超導材料、高溫合金材料、核材料、貴金屬催化材料、金屬3D打印材料等諸多門類,在航空航天、核電、化工、醫療器械、增材製造、節能環保六大領域形成了基礎研發、生產製造、推廣應用等較爲完備的產業鏈條,打造了以有色金屬材料爲主、多領域協同發展的特色產業體系。

從科研成果裏要產業

新材料這一產業在西安蓬勃壯大,離不開周廉院士及學生張平祥院士等最早一批科學家的執着與努力。

1969年,爲響應國家三線建設號召,29歲的周廉調到西北腹地秦嶺山下寶雞的一個山溝。當年這裏正在建設我國最大的稀有金屬材料加工科研生產基地,科研資料嚴重缺乏,儀器相當簡陋,周廉和“鈦城”人正是在這裏開始了艱難的超導科研攀登。

作爲中國超導專家委員會首席科學家(1988年-2000年),周廉在超導材料性能研究方面,創造了三次世界最高紀錄,並率先在國內實現了產業化,得到國際同行的高度評價。

西北有色院始建於1965年,後從寶雞搬遷到西安,進行二次創業。周廉在任職西北有色院院長期間,構建了西北院科研、中試與產業化三位一體的大型科技集團模式。2003年4月,具有獨立知識產權的超導材料生產基地——西部超導科技公司宣告成立,這是我國第一個具有國際水平的現代化超導材料高新技術產業基地,是我國超導材料產業化的重要里程碑。

“科技創新成果轉化不一定是固定的模式,宗旨都是要形成新的產業,促使原來走不通的路走通,花的人力更少,成本更少。解決國家的重大科研問題,而且本身就是精密度很高、創新性很強的產業,也只能由他們再去把它做成產品,從成果裏要產業。”郭哲文說。

西安有“一院一所”的模式,一院即西安經開區的西北有色院,一所爲西安高新區的西安光機所,這些年已發展爲兩種不同的科技成果轉化模式。

新材料領域攻關的技術難題很多是國家重大科研課題,因此有色院更多以控股的方式在自己體系內形成穩定的機制,而光機所的產業產品大多爲民用領域,像滿天星一樣散出去,更多是通過賦能,研究領域的成果直接運用到已有產業上。本着對產業特性的研究,實事求是,兩家機構選擇了不同的產業化方式。

西北有色院從底層0-1縱深性研發,按照自己的步驟有序進行,已經形成了超導材料等新材料產業,上下游又附着了一批相關交叉領域的產業。產業化過程中,根據市場的需求,交叉產業之間形成聯動之後,派生出市場及產業層面的創新性的研發。有色院實驗室裏的科技創新成果實現轉化,逐漸形成了現在科創板的上市公司。

“這些企業哪怕是車間主任,都是原來的研發人員,既是工人又是科學家,都是科學家加工程師的團隊。源頭創新的話語權會更重,產業的穩定性更強。因爲行標、國標、國際標準都可能是他們設計的。即使疫情期間,有色院也有一兩家企業上市,而且產值規模曲線圖指數穩步向前。”郭哲文介紹。

目前,西安經開區擁有新材料產業規上企業38家。西北有色院旗下的企業達31家,形成了以其旗下的新材料創新型企業聚合打造的整體鏈條。

課題寫在車間裏

從西部超導開始,西北有色院像一棵大樹,擴展出很多產業的分支及不同的產品,創新型的平臺也逐漸增多。

作爲國內高端金屬球形粉末材料的領軍企業,歐中科技也是有色院旗下重點企業,2013年成立於西安經開區。歐中科技通過“引進消化吸收再創新”,組建了國內首條超高轉速等離子旋轉電極霧化金屬球形粉末工業化生產線,以及國內首條高溫合金粉末渦輪盤“SS-PREP Disk®”短流程生產線。

“金屬被等離子體熔化爲液膜,其在超高速旋轉帶來的離心力下霧化,然後在表面張力作用下形成球形顆粒。我們的產品球形度高、粒徑細小。粉末冶金材料粒徑越細就越均勻。”

西安歐中材料科技股份有限公司技術負責人瞿宗宏告訴澎湃新聞記者,轉速越高,粉末粒徑越細。“增材製造行業對粉末粒徑的要求一般<53μm,我們可以在達到這個標準的同時把氧增量做到很低,因爲生產的工藝已經比較成熟了。”

創業階段從無到有,在老一輩科學家創新突破技術的基礎上,新一代工程師也未止步,始終在攻克技術難關,尤其是粉末渦輪盤等有着很長研發週期的關鍵產品。

航空發動機材料的關鍵是強度、壽命、可靠性等指標。歐中科技2013年開始佈局粉末渦輪盤項目,歷經近十年,才真正成爲供應商。

“產品開發經歷了很長時間,通過好多輪次的迭代,主要是技術人員不斷探索積累出來的。”瞿宗宏介紹,2016年生產線才投入使用,經過了多次的試驗、試製、考覈,並歷經多次評審會議,一直到2021年底,第一個產品才進入客戶的供方名錄。從內部小型試樣到最終產品,有着嚴格的考覈流程來驗證產品性能,如產品的理化檢測、組件試驗、裝機試驗。

工藝技術的形成與精進,依靠裝備的支撐,也依靠人才的培養。

歐中科技最初採購國外設備,後來發現會受制於人。“解決故障的過程中,技術團隊不僅找到癥結和關鍵點,也作出一定的創新,這樣運行三四年後,設備的設計和製造基本自主可控。”瞿宗宏說。

課題是歐中科技技術研發的一個重要平臺。醞釀後開題,評審產品目標、計劃、經費預算、技術難點方案等,來攻克一個個實際運行中遇到的技術難關。“科研人員的熱情很高,有決心做這個事情”,通過“課題寫在車間裏”的方式不斷積累經驗。瞿宗宏告訴記者,招來的博士和碩士要在一線的現場鍛鍊很長時間,技術人員不能整天坐在辦公室,都是從最基礎的幹起,要有紮根一線的耐心。

“技術實現突破之後,產品走向量產,公司就要正規化,引入質量管理。發出去的產品必須是可靠的,符合客戶要求,並且還要留有足夠的裕度。”前期更追求技術的突破,後期產品開始標準化上市,更加追求可靠性及嚴謹性。

爲避免出現又是裁判員又是運動員的情況,歐中科技一開始就對質量管理部門進行了獨立,來保障產品質量的可靠性。“有瑕疵的產品是否可以讓步接收對技術和生產主管來講就在一念之間,這是不科學的。”瞿宗宏說。

除了材料的研究,西北有色院還派生出了新材料檢測龍頭漢唐檢測、材料設備商優耐特容器等企業,不斷形成全鏈條的發展路線,並結合陝西高校材料學院強大的科研實力,不斷進行技術突破研發。

從1965年三線建設的物理化學研究所,延續到現在的漢唐檢測,是西北有色院整合其分析檢測資源組建的第三方檢驗檢測機構。漢唐檢測立足鈦及鈦合金,以鋯、鉿、鎢、鉬、鉭、鈮等稀有難熔金屬檢測爲主,兼顧稀貴金屬,瞄準航空航天、核電軍工、能源化工、醫療電子等高端製造領域檢測評價需求,服務新材料產業鏈創新發展。

中國製造業要高質量發展,需要一把把“尺子”來量化,檢測技術一定要在製造業的前沿。新材料從研發到中試,從生產到最後適用的全過程,都離不開檢測的支撐。

“從三線建設開始,老一輩科學家積累建立了一批方法,我們是把基礎技術服務商業化、規模化。”漢唐檢測總經理楊軍紅告訴澎湃新聞記者,過去新材料領域更重視材料研究,現在也開始重視檢測環節。

漢唐檢測從過去僅爲研究院內部提供技術服務支持到自負盈虧,從實驗室走向市場,技術服務水平也在市場這塊“試金石”中不斷被打磨。

“剛成立的時候有三四千萬的收入,相當於研究院內部企業,沒有外部的壓力,連市場部都沒有。後來自負盈虧,才成立了市場部,技術再高,沒有市場,肯定是不行的。”楊軍紅說。

2023年,外部市場收入已經超過漢唐檢測營收的一半。從“計劃經濟”走向“市場經濟”的過程中,直接面臨競爭對手的壓力,技術開發也圍繞市場需求展開,客戶的反饋與調整,使得漢唐檢測的技術和服務能力進一步提升,投資也更有目的性。“沒有市場需求,技術沒辦法轉化。”

除了走向市場的競爭壓力帶來的技術迭代動力,漢唐檢測也通過股權激勵、研發獎勵等方式,激勵人才創新,目前已經制定了國家/行業標準兩百餘項。

園區的產業化經驗

得益於儲備豐厚的技術資源、創新資源,相比其他園區,西安經開區更明顯的優勢在於“產業化”方面已有成熟的經驗。

“早期經開區就致力於爲創新型企業提供全流程、全生命週期的服務,包括人才獎補、產業擴大後的政策性支持、創新平臺的創建等。”

郭哲文說,新材料的企業很清楚自己的創新研究方向,經開區更多的是爲企業提供良好的發展空間。

如何把人才接住、把研究成果接住,力促更多科技成果轉化、孵化、產業化,經開區的秦創原未來產業創新聚集區是一個頗具成效的探索方式。

郭哲文介紹,陝西實驗室、創新平臺及檢驗檢測的服務性機構等,在聚集區的創新中心進行聚合。到今年3月31日,陝西省的秦創原創新驅動平臺已經成立三週年,來到了一個新的節點,西安經開區在省科技廳的指導下,聯合西安市科技局、西北有色院、秦創原發展公司,共同策劃了未來產業創新聚集區(新材料)。

“西安科研資源優勢明顯,優勢如何轉化爲產業,過去熟知的資金扶持和人才獎項都是相對常規的方式,現在更多的是創新要素在創新鏈上的聚合。”實驗室成果變成產品,產業化鏈條上要用到中試檢測平臺等資源,秦創原將原先分散在陝西各處的資源形成聚合力,將沒有打通聯繫的壁壘打破集中,使得成果轉化類的項目,走向產業化之前,可以共享資源,不用重複建設這些平臺。

這需要產業具備一定基礎且創新鏈佈局本身已經達到一定規模,擁有很多源頭創新的力量。

培育鏈路上,西北有色院的實驗室成果進行中試之後,會形成初步產業化,經開區的產業載體提供早期的優惠政策、土地要素保障,降低企業在初創期的成本投入。從研發設計階段開始到中試到落地,可以拿着一整套方案去變成產業,在經開區實現一站式產業化。

“省科技廳通過資源統籌中心建設了共享的創新平臺網絡,其中包括新材料產業,這個平臺的終端將設立在秦創原未來產業聚集區(新材料)創新中心,將經開區已有的平臺、全省的新材料實驗平臺、創新平臺以及檢驗檢測平臺整合在一起,新材料的科技成果項目出現之後,立刻可以找到相對應的服務性機構,給予其在轉化過程中加速賦能,實現快速轉化。”

聚集區除了創新鏈的佈局以外,在經開區渭北新城還規劃了一個產業基地,進行產業化,解決土地供應、工業載體等問題,省市區三級的政策在此彙集,精準施策,全生命週期促進創新成果產業化。

在這一過程中,建立了企業回訪機制,包括科技型企業成長壯大、登高升規,通過“百人助千企”或重點企業走訪,不斷梳理企業遇到的實際問題,並精準定位落實到人,幫助企業解決困難。

此外,經開區在營商環境、教育資源、醫療資源等軟性服務上,也下了大功夫。經開區在全省率先成立企業服務中心,全面實施“一證通辦、跨省跨市跨區通辦、無償代辦、週末不打烊”等服務舉措,37個工作日裏完成博世力士樂項目建審手續辦理,24天內實現陝汽重卡擴能項目徵地拆遷、七通一平、啓動建設,都得到了企業認可。同時,經開區醫療、教育覆蓋度位於西安市前列。郭哲文表示,“企業和經開區簽訂入區協議的時候,經開區都會承諾,科研人員的孩子在經開區的學校上學有進校保證。”

而園區良好的財稅狀態,也能爲身處其中的企業帶來穩定的經營環境。

郭哲文介紹,從一開始就把資源空間留給工業企業和相應配套的機構。經開區的城市基礎設施、商業配套,更多的是服務於經營主體工業企業。

“技術工人、工程師,或是企業高管,他們需要什麼,有目的地實施。依託規模以上工業企業,經開區財稅收入狀態穩定,政府的投入更多的是滿足企業主體的生產生活需求,要保障基礎設施來配套企業的需求,比如學校醫院等。”

近期,西安市2023年官方外資數據公佈,經開區以25068萬美元的實際使用外資額排名全市第一,金額較上年提升35%。即使近兩年有地緣政治的影響,經開區的外資企業依然在增資擴產。一家做工業風機的德國企業依必安派特,看到經開區穩定的狀態後,將原本準備放在印度的投資放在了經開區。

“開發區其實沒把自己當一個行政管理機關,我們和企業簽訂協議,是以平等的法律主體之間的法律關係去面對的。我們在選擇入區企業,其實企業也在選擇落地點。西北有色院旗下的31家企業都放在經開區,本身就是一種認可。”郭哲文說。

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