一架飛機(jī)劃破廣袤天際,機(jī)身使用的超材料結(jié)構(gòu)件,,讓它在保證通信,、探測等功能的基礎(chǔ)上,能成功躲過多重雷達(dá)系統(tǒng)探測……行走在全國最大的超材料基地——位于佛山順德的光啟技術(shù)超材料智能制造中心,,映入眼簾的一個個超材料結(jié)構(gòu)件,,未來將應(yīng)用于天空、陸地,、海洋各場景的尖端裝備上,。
從全球范圍來看,超材料作為前沿科技領(lǐng)域,,能躋身行業(yè)頂尖行列的企業(yè)并不多,,除了光啟技術(shù)為代表的中國企業(yè)之外,還有波音,、豐田,、雷神等國際巨頭。光啟技術(shù)董事長劉若鵬接受證券時報記者采訪時表示,,前三代超材料技術(shù),,中外企業(yè)發(fā)展路徑相似,但在第四代超材料上面,,海外企業(yè)可能和光啟會點出不同的“科技樹”,。目前,光啟技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)第四代超材料的量產(chǎn),,在性能,、強(qiáng)度等多個方面較前一代顯著提升。
“光啟技術(shù)作為超材料行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè),如今面臨的已經(jīng)不是超材料技術(shù)的應(yīng)用問題,。我們已經(jīng)跨過了‘從0到1’和‘從1到10’的階段,,走到了‘10到100’環(huán)節(jié),主要任務(wù)是把超材料相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)生態(tài)打造好,,只有產(chǎn)業(yè)鏈強(qiáng)大了,,我們整個產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)制造交付和迭代更新才能往下走?!眲⑷豉i表示,。
從第三代到第四代超材料實現(xiàn)“超進(jìn)化”
在光啟技術(shù)順德基地,能看到近20臺如同“鋼鐵潛艇”一般整齊排列的熱壓罐,,每一個的高度都接近兩層樓,,長度超過15米。在這些熱壓罐內(nèi)部,,溫度與壓力被精確控制,,光啟技術(shù)的第四代超材料產(chǎn)品就在其中被壓實、固化及高性能化,。
在過去十年時間里,,光啟技術(shù)實現(xiàn)了四次超材料技術(shù)的創(chuàng)新與迭代。2024年一季度,,公司第四代超材料已進(jìn)入批量生產(chǎn)狀態(tài),。和第三代超材料相比,第四代有哪些不同,?劉若鵬表示,,從制造角度來看,第三代超材料雖然部分融入了微電子元素,,但仍以高分子材料為主,,第四代超材料則幾乎完全基于微電子的微結(jié)構(gòu)制造,這一轉(zhuǎn)變極大地提升了材料的精度與功能性,。
“在性能層面,,第三代超材料主要側(cè)重于‘抑制’電磁波,第四代則實現(xiàn)了‘消除’級別的提升,,它的性能比第三代提升了1到2個數(shù)量級,。而且得益于納米級厚度的關(guān)鍵微結(jié)構(gòu)設(shè)計,第四代超材料在保持同等強(qiáng)度下,,重量大幅減輕,,幾乎達(dá)到了原來的一半,有效提升了材料的輕量化水平,?!眲⑷豉i稱,。
除此之外,第四代超材料產(chǎn)品的應(yīng)用場景也比此前一代實現(xiàn)了“質(zhì)的飛躍”,,不僅能應(yīng)用于航天航空裝備,,還應(yīng)用于電子裝備、艦艇制造,、無人機(jī),、智能汽車等多個先進(jìn)制造領(lǐng)域。
劉若鵬表示,,從成本來看,第四代超材料的制造成本相比第三代有了顯著降低,,為高效,、大規(guī)模的生產(chǎn)提供了堅實的基礎(chǔ)。成本的降低不僅促進(jìn)了技術(shù)本身的普及,,也為其在各類裝備中的廣泛應(yīng)用鋪平了道路,。
走向科學(xué)“最底層”打贏技術(shù)迭代“攻堅戰(zhàn)”
超材料,既是一門前沿科學(xué),,也是一個市場規(guī)模正飛速增長的行業(yè),。根據(jù)QYR(恒州博智)的統(tǒng)計及預(yù)測,2023年全球超材料市場銷售額達(dá)到了20.93億美元,,預(yù)計2030年將達(dá)到548.6億美元,,復(fù)合年均增長率約60%。
而市場規(guī)模的擴(kuò)大,,離不開超材料的技術(shù)迭代與創(chuàng)新,。“每一代的超材料技術(shù)都是一個完整的體系,?!眲⑷豉i認(rèn)為,從前期的理論推導(dǎo)到理論驗證,、設(shè)備定制等,,超材料技術(shù)創(chuàng)新的每一步都是實打?qū)嵉摹肮詰?zhàn)”。
“從理論原理上來講,,第四代超材料跟第三代已經(jīng)有很明顯的區(qū)別了,。在超材料技術(shù)的研發(fā)過程中,理論推導(dǎo)無疑是最大的挑戰(zhàn)之一,。這一過程需要長時間,、不間斷的深入思考。我從2021年第三代超材料量產(chǎn)的時候,,就開始做第四代超材料的理論了,。建立第四代技術(shù)理論推導(dǎo)的時候,,我更是連續(xù)通宵了幾個晚上?!眲⑷豉i表示,。
而理論推導(dǎo)只是超材料技術(shù)創(chuàng)新迭代的第一道難關(guān),有了理論還需要進(jìn)行驗證,,這就需要光啟技術(shù)投入大量資源,,定制高度專業(yè)化的設(shè)備和軟件?!熬退闶蔷亩ㄖ频脑O(shè)備和軟件,,在實際操作過程中也頻頻暴露出意料之外的問題。設(shè)備的使用方式,、關(guān)鍵性能點的把握,,都需要我們在實踐中不斷摸索和試錯,這是全流程的試錯,?!眲⑷豉i說。
這種“試錯”,,也是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的必經(jīng)之路,。劉若鵬認(rèn)為:“新質(zhì)生產(chǎn)力的本質(zhì)就是要走到最基礎(chǔ)的底層進(jìn)行創(chuàng)新。你科學(xué)的深度有多深,,創(chuàng)新的影響力才能有多大,。”從基礎(chǔ)理論到原材料再到整個生產(chǎn)制造工藝的突破,,才是“有價值的新質(zhì)生產(chǎn)力”,。
500多萬字標(biāo)準(zhǔn)工序產(chǎn)業(yè)鏈沖刺“10到100”
“超材料這個活挺難干的,因為從它的原材料開始就要定制,、設(shè)計,。”劉若鵬向記者坦言,。
一開始劉若鵬進(jìn)入超材料領(lǐng)域的時候,,甚至整個行業(yè)連“超材料”的名字都沒有。由于整個產(chǎn)業(yè)鏈都是“從無到有”開始構(gòu)建,,早期光啟技術(shù)也經(jīng)常面臨“缺乏合適供應(yīng)商”的問題,,從原材料到零件到設(shè)備都很難買到合適的,劉若鵬把那段時光稱為“到處救火”,。
“但經(jīng)過了10多年時間,,這個鏈條里面有專業(yè)分工的企業(yè)慢慢沉淀出來了,整個產(chǎn)業(yè)鏈條越來越清晰了,,一個全新的產(chǎn)業(yè)鏈開始浮現(xiàn)到水面,?!眲⑷豉i表示,光啟技術(shù)要成為整個超材料產(chǎn)業(yè)鏈的“鏈主”,,帶動超材料行業(yè)實現(xiàn)“從10到100”的跨越,。
為此,光啟技術(shù)也在推動超材料產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)化,。據(jù)劉若鵬演示,,光啟技術(shù)自主研發(fā)了一整套全數(shù)字化系統(tǒng),實現(xiàn)了對每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化管理,,每一個零部件都能在這個系統(tǒng)上溯源,。
“為了建立行業(yè)唯一一套超材料全數(shù)字化系統(tǒng),我寫了500多萬字的標(biāo)準(zhǔn)工序,。用這種標(biāo)準(zhǔn)化的手段去承接完全非標(biāo)的任務(wù),,不僅提升了生產(chǎn)效率,降低了成本,,還實現(xiàn)了生產(chǎn)流程的標(biāo)準(zhǔn)化和精細(xì)化管理,使得超材料產(chǎn)品的制造不再依賴少數(shù)‘大國工匠’的技藝,?!眲⑷豉i表示。
以“鏈主”的角色,,推動整個超材料產(chǎn)業(yè)走向標(biāo)準(zhǔn)化,、產(chǎn)業(yè)化,構(gòu)建起完整的超材料產(chǎn)業(yè)鏈,,是光啟技術(shù)接下來的核心目標(biāo)之一,。劉若鵬表示,光啟技術(shù)計劃在“十五五”期間(2026—2030年)完成“從10到100”的產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),,牽起一條有規(guī)模,、有體量、層次清晰的超材料產(chǎn)業(yè)鏈,。