“我國在超導材料領(lǐng)域的研究處于國際先進水平，但是跟國際相比，產(chǎn)業(yè)化的確是劣勢，可以說幾乎為‘零’。”談及公司當初設(shè)立的背景，西部超導總經(jīng)理馮勇如是說。
“恰逢當時我國宣布加入ITER（國際熱核聚變實驗堆項目）計劃，同期，國家啟動了新型戰(zhàn)機計劃，西部超導的前身超導有限也就順勢成立了。”馮勇說，當初設(shè)立的宗旨很明確，就是“圍繞國家需求，填空白補短板”。
成績當然有目共睹。從成功打破我國超導產(chǎn)業(yè)為零的局面，代表國家完成ITER項目用超導股線供貨任務(wù)，到自主研發(fā)的三種牌號的鈦合金材料成為我國航空、航天結(jié)構(gòu)件用主干鈦合金，西部超導取得了令人贊嘆的成績。
不過，馮勇直言“并不滿足”。他說，通過十幾年的努力，公司初步形成了一支成熟的創(chuàng)新團隊，技術(shù)水平也在持續(xù)提升，“目前公司正在努力解決我國高溫合金材料領(lǐng)域的‘卡脖子’問題，力爭為我國國防事業(yè)作出更大的貢獻。”
成立16年來，由零開始的西部超導，憑借自主研發(fā)的核心技術(shù)，一次次填補國內(nèi)高端材料領(lǐng)域空白，創(chuàng)造著世界材料產(chǎn)業(yè)的“中國時刻”。
為“超導”而生
西部超導的成立，與目前全球規(guī)模最大、影響最深遠的國際科研合作項目——ITER計劃息息相關(guān)。
談及公司成立與ITER計劃的淵源，馮勇娓娓道來，ITER計劃需要采用低溫超導線材NbTi和Nb3Sn制造用以約束核聚變反應(yīng)的超導磁體核心裝置，線材制造任務(wù)由各參與國承擔。“但在2003年1月，中國政府決定參加ITER計劃時，國內(nèi)尚無企業(yè)具備前述超導線材的生產(chǎn)能力。”
在迫切需要開展超導線材產(chǎn)業(yè)化的背景下，2003年2月，西部超導的前身——背靠西北有色金屬研究院的超導有限正式成立，并開始了NbTi和Nb3Sn超導線材的產(chǎn)業(yè)化。
“當時在法國的工程堆需要超導線，訂單有幾十個億，我們只拿了其中很小的部分，因為我們不敢接，對方要求的產(chǎn)品當時在國內(nèi)尚處于實驗階段，并無產(chǎn)業(yè)化的先例。”馮勇說，雖然份額小，但任務(wù)非常重，我們都明白這件事的重要性，所以必須要抓住這個機會。“更何況，公司當時成立的第一目標就是為我國以正式成員身份參加的ITER計劃提供關(guān)鍵主要材料。”
功夫不負有心人。在全體員工齊心協(xié)作下，西部超導于2017年完成了ITER項目中國采購包的全部材料訂單。“法國這個國際熱核聚變實驗堆建完，我們就已經(jīng)掌握了中式規(guī)模堆的搭建，下一步我國要建一個規(guī)模更大而且更接近實用的工程堆。”馮勇說。
目前，公司已發(fā)展成國內(nèi)唯一的低溫超導線材商業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，同時也是目前全球唯一的鈮鈦錠棒、超導線材、超導磁體的全流程生產(chǎn)企業(yè)。這是最讓馮勇驕傲的事之一。
隨著ITER項目任務(wù)完成交付，在超導線材銷售收入主要來源出現(xiàn)斷層的背景下，公司的低溫超導產(chǎn)品如今已完成需求端結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)了逐步向MRI（醫(yī)用核磁共振成像儀）等領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用。
馮勇告訴記者：“在成功研制ITER用超導線材的基礎(chǔ)上，公司在2013年成功開發(fā)出高端MRI專用NbTi超導線，先后通過國際主要MRI制造企業(yè)如美國GE、德國SIEMENS的驗證。目前，公司已向GE和SIEMENS批量供貨。”
“MRI是目前最重要的醫(yī)療影像診斷技術(shù)之一，但國內(nèi)MRI市場基本被國外巨頭壟斷，且價格昂貴。西部超導在這一方面的布局不僅是在低溫超導產(chǎn)業(yè)線上的延伸，更是響應(yīng)國家號召，為MRI設(shè)備逐步國產(chǎn)化奮斗。”談及此，馮勇異常激動。
除了MRI領(lǐng)域，公司還相繼突破并掌握了全套的大型超導磁體繞制等國內(nèi)空白技術(shù)，研發(fā)出特種磁體制備新技術(shù)并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
公司自主研發(fā)且實現(xiàn)批量出口的磁控直拉單晶硅（MCZ）磁體就是一個很好的例子。“采用超導磁體提供5000Gs穩(wěn)定磁場的MCZ技術(shù)是目前國際上生產(chǎn)300mm以上大尺寸半導體級單晶硅的最主要方法，既能降低能耗，又能提高成品率，對促進我國單晶硅行業(yè)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級非常關(guān)鍵。”馮勇說。
以高端為本
2005年以來，隨著我國新型戰(zhàn)機計劃啟動，更高的戰(zhàn)機性能對航空用結(jié)構(gòu)鈦合金提出了苛刻的技術(shù)要求。在NbTi合金制備技術(shù)上深度鉆研的西部超導，再一次承擔起服務(wù)國家戰(zhàn)略的重任。
“金屬鈦性能優(yōu)越，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，毫不夸張地說，鈦工業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個國家綜合實力的重要標志。”馮勇說，當時此類鈦合金材料尚屬于國內(nèi)空白產(chǎn)品，公司的鈦合金業(yè)務(wù)正是源于自身具備的NbTi合金制備技術(shù)，這恰好因應(yīng)了國家新型戰(zhàn)機對高端鈦合金的迫切需求。
然而，與馮勇云淡風輕的表述截然相反的是，高端鈦材行業(yè)的壁壘實則很高。
首先，從鈦工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分支來看，公司隸屬分支即為高端支線——鈦材加工，“從鈦鐵礦和金紅石采選開始，制造海綿鈦，然后制成各種金屬產(chǎn)品，最終應(yīng)用于航天航空、艦船兵器等領(lǐng)域。”馮勇介紹。
其次，對進入軍品供應(yīng)鏈的企業(yè)而言，行業(yè)壁壘無形又增加不少。由于航空航天等高端鈦材主要是“以銷定產(chǎn)”，如果沒有強大的研發(fā)能力和質(zhì)量保障，根本無法在巨量訂單以及較短的加工期下完成交付。
“取得相應(yīng)的軍工資質(zhì)本身就是一大難關(guān)。”馮勇告訴記者，以航空鈦材為例，對于國家急需的新材料，在國家立項之前就要自籌資金進行預研，從預研到成為合格供應(yīng)商不下六七年時間，這期間的投入更是可想而知。
在掌握NbTi合金制備技術(shù)的基礎(chǔ)上，公司先后為若干新型號戰(zhàn)機成功提供了結(jié)構(gòu)鈦合金，打破了美歐等國的技術(shù)封鎖和禁運。之后，由于新型戰(zhàn)機對高性能結(jié)構(gòu)鈦合金的需求，因此鈦合金業(yè)務(wù)逐漸成為公司的主要收入來源。
招股書顯示，2016至2018年，西部超導高端鈦合金材料營業(yè)收入穩(wěn)步上升，由2016年的7.4億元升至2018年的9.13億元，占總營收比例也由77.6%升至85.9%。2018年，公司高端鈦合金材料毛利為3.63億元，為公司貢獻毛利超過90%。
公司的高端鈦材達到何種水平？“鈦合金材料在航空器上的運用，主要是看它的抗疲勞性能。”馮勇跟記者分享了一個數(shù)據(jù)：公司所提供的高性能結(jié)構(gòu)鈦合金可以讓我國新型戰(zhàn)機的飛行壽命從2000小時直線提升至8000小時。
“西部超導不僅要做新東西，更要做解決‘卡脖子’問題的關(guān)鍵性東西！”馮勇情緒頗為激動。
隨著航空發(fā)動機使用溫度的提高，對高溫合金的抗疲勞性能和高可靠性能的要求也越來越高。正是基于此，在高端鈦合金產(chǎn)業(yè)站穩(wěn)腳跟的西部超導，憑借扎實的技術(shù)積淀加速進軍高溫合金產(chǎn)業(yè)。
馮勇告訴記者：“我們的目的非常明確，從2014年開始研究高溫合金，就是為了打破國外對我國高溫合金產(chǎn)業(yè)的技術(shù)封鎖，實現(xiàn)航空發(fā)動機、燃氣輪機等高端領(lǐng)域中高溫合金材料的國產(chǎn)化。”
據(jù)馮勇介紹，公司在西安某產(chǎn)業(yè)園內(nèi)專門投建了“兩機”重大專項用高性能鎳基高溫合金項目，主要用于制造航空發(fā)動機和燃氣輪機壓氣機、渦輪等盤類鍛件以及葉片等轉(zhuǎn)動部件。“子公司聚能裝備在2017年就已經(jīng)完成主型設(shè)備的驗收工作，并完成多個牌號高溫合金的首批棒材試制。”
靠研發(fā)騰飛
“與一些高科技企業(yè)相比，我們的研發(fā)模式有些特殊。”馮勇笑了笑說。
按照一般的理解，科研人員大多都是在實驗室里工作，但西部超導的科研人員是長期駐守在生產(chǎn)一線的。也因此，西部超導每個車間技術(shù)主任幾乎都是博士，既懂科研又是實踐能手。
“西部超導的一個重要理念，就是培養(yǎng)有創(chuàng)造生產(chǎn)力的博士。我們希望技術(shù)人員和生產(chǎn)人員能夠打成一片，這樣的企業(yè)才會有前途。”馮勇說。
據(jù)介紹，西部超導這種研發(fā)機制的益處是：一方面，研發(fā)人員長期工作于生產(chǎn)一線，能夠在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)問題并提出課題；另一方面，公司依托國家、省、市級課題或自主立項課題，以國家型號或客戶需求作為課題研發(fā)，研發(fā)新產(chǎn)品、新工藝。
馮勇進一步解釋道，公司研發(fā)成果直接應(yīng)用于或指導生產(chǎn)，可以減少科研成果轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，大大縮短新產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)周期，迅速占領(lǐng)市場。
正如馮勇所言，西部超導的確用“優(yōu)秀人才一線奮斗”創(chuàng)造出了優(yōu)異的科技成果。目前，西部超導已是我國高端鈦合金棒絲材、鍛坯主要研發(fā)生產(chǎn)基地之一，同時也是我國新型飛機用鈦合金材料的主要供應(yīng)商之一。
“我們在研發(fā)方面的長遠發(fā)展目標，就是希望產(chǎn)品在國內(nèi)甚至國際上處于技術(shù)領(lǐng)先，具體來講就是做到‘生產(chǎn)一代，開發(fā)一代，儲備一代’。”馮勇表示，這體現(xiàn)了公司在研發(fā)方面的前瞻性。
馮勇介紹，比如在高端鈦合金領(lǐng)域，公司與航空主機設(shè)計所、主機生產(chǎn)廠等單位建立了長期、友好的合作關(guān)系，預先開展研究工作；同時，大量選派技術(shù)人員赴國外進行學術(shù)交流，了解國際動態(tài)，做到公司研發(fā)的超前性。
“人才的培養(yǎng)必須下大力度，不惜成本！”馮勇毫不避諱地說，每年公司的出國人次都在百人以上，包括參加最新產(chǎn)業(yè)動態(tài)的學術(shù)討論會，以及每年派精英研發(fā)人員參加國際技術(shù)培訓。
在研發(fā)方面長期保持高投入，也是馮勇引以為傲的一點。最近三年，公司研發(fā)投入分別為6384.32萬元、8798.18萬元和9051.29萬元，占當期營收的比例分別為6.53%、9.10%和8.32%。“持續(xù)高水平的研發(fā)投入是公司保持技術(shù)領(lǐng)先性的基礎(chǔ)。”馮勇說，未來，公司還將持續(xù)加大研發(fā)經(jīng)費的投入力度。
■快問快答
上證報：什么是超導材料？
馮勇：超導材料，是指在一定條件下，具有直流電阻為零和完全抗磁性的材料。
上證報：超導材料產(chǎn)品主要應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？
馮勇：公司生產(chǎn)的超導產(chǎn)品，包括鈮鈦錠棒、鈮鈦超導線材、鈮三錫超導線材和超導磁體等，主要用于包括磁共振成像儀、磁控直拉單晶硅、核聚變實驗堆、核磁共振譜儀、質(zhì)子/重粒子加速器、磁懸浮列車、智能電網(wǎng)裝備等先進裝備制造領(lǐng)域。
上證報：公司超導業(yè)務(wù)“兩個唯一”的含金量有多高？
馮勇：由于NbTi線材中超導芯絲最終要被拉伸至5微米，且Nb和Ti的熔點相差較大，因此如何把Nb和Ti很好地熔煉并且加工成棒材，這是一項很難的技術(shù)，而且要實現(xiàn)具備合理性價比的商業(yè)化生產(chǎn)，更需要強大的技術(shù)支撐。
上證報：自ITER項目完成交付后，公司超導材料產(chǎn)品已逐漸向商業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)型。未來3年，公司超導材料市場預期將如何發(fā)展？
馮勇：MRI用超導材料已成為超導材料目前最重要的商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域之一，未來需求將保持增長。此外，中國已成為全球增長速度最快的單晶硅生產(chǎn)和消費國家，其中磁控直拉單晶硅（MCZ）產(chǎn)品占總產(chǎn)量的70%至80%，目前國際上300毫米以上大尺寸單晶硅片已成為主流。近年來，在半導體產(chǎn)業(yè)的拉動下單晶硅爐產(chǎn)量直線上升，為單晶硅生產(chǎn)用MCZ磁體奠定良好的市場基礎(chǔ)。
上證報：中國鈦材需求發(fā)展趨勢怎樣？
馮勇：目前我國民用中低端鈦材產(chǎn)能嚴重過剩，但航空用高端鈦材供不應(yīng)求。從全球范圍來看，航空航天和軍工對鈦材的需求始終占鈦材總需求的50%左右，而國內(nèi)的比例僅為16.3%。經(jīng)測算，未來10年，國內(nèi)航空航天用鈦材需求量預計約為21.86萬噸。
上證報：公司高端鈦合金材料產(chǎn)品的競爭力如何？
馮勇：公司高端鈦合金材料產(chǎn)品瞄準的是我國軍用、民用飛機和航空發(fā)動機等領(lǐng)域的高端市場，眾多產(chǎn)品填補了國內(nèi)空白，廣泛應(yīng)用于國家多項軍工重大裝備，客戶包括中航工業(yè)、中國航發(fā)、中船重工、中國兵器工業(yè)等眾多知名軍工集團。
上證報：鈦合金是否有面臨新型材料替代的風險？
馮勇：隨著復合材料、鋁鋰合金等輕質(zhì)材料發(fā)展，鈦合金的未來推廣應(yīng)用將逐步遇到一定挑戰(zhàn)。但公司一直重視鈦合金基礎(chǔ)研究，同時持續(xù)加強新型鈦合金研發(fā)和應(yīng)用研究。這對于降低鈦合金加工成本、擴大高端鈦合金的應(yīng)用領(lǐng)域、提升航空航天用鈦合金的性能水平和應(yīng)用水平等均具有重要意義。
上證報：目前公司高溫合金業(yè)務(wù)發(fā)展情況如何？
馮勇：高溫合金從誕生起就用于航空發(fā)動機，在現(xiàn)代航空發(fā)動機中，高溫合金材料的用量占發(fā)動機總重量的40%至60%。公司自2014年切入該領(lǐng)域，并投建了“兩機”專項用高性能高溫合金棒材項目，該項目于2017年5月開始熱試車，2018年進入試生產(chǎn)階段。
上證報：公司近幾年研發(fā)投入情況怎樣？
馮勇：2016至2018年，公司研發(fā)投入分別為6384.32萬元、8798.18萬元和9051.29萬元，占當期營業(yè)收入的比例分別為6.53%、9.10%和8.32%。
上證報：相較珠三角、長三角地區(qū)，如何看待公司所處地理區(qū)位的人才培養(yǎng)？
馮勇：近年間，公司所在的陜西正在從科技大省向科技強省轉(zhuǎn)變，陜西的科技創(chuàng)新取得了許多值得驕傲的成就。公司依托特種鈦合金材料制備技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室、超導材料制備國家工程實驗室、國家企業(yè)技術(shù)中心、博士后科研工作站等創(chuàng)新研發(fā)平臺，與國內(nèi)外知名高校、研究單位和企業(yè)建立了密切合作關(guān)系。截至2018年末，公司員工中有30名博士，169名碩士，碩士及以上學歷占比近三成。
