凱盛科技：探秘玻璃新材料原創(chuàng)技術(shù)策源地

材料是人類文明的基石，而新材料的發(fā)現(xiàn)、研發(fā)和應(yīng)用引領(lǐng)著社會(huì)進(jìn)步、技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革。近年來，國內(nèi)關(guān)鍵新材料產(chǎn)品保障能力明顯提升。

在玻璃新材料領(lǐng)域，凱盛科技誕生了多項(xiàng)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、世界領(lǐng)先的重大創(chuàng)新成果，其中包括世界最薄0.12毫米超薄觸控玻璃、中國首片8.5代TFT-LCD玻璃基板、世界領(lǐng)先的30微米柔性可折疊玻璃、世界最大單片面積1.92平方米碲化鎘發(fā)電玻璃、光電轉(zhuǎn)換率超20%的銅銦鎵硒發(fā)電玻璃等一系列創(chuàng)新成果，既展現(xiàn)了凱盛科技在玻璃新材料領(lǐng)域的創(chuàng)新成就，也助推中國玻璃工業(yè)實(shí)現(xiàn)了高水平的自立自強(qiáng)。

玻璃國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

凱盛科技是中國建材集團(tuán)旗下玻璃板塊研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的重要平臺，擁有國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室并承擔(dān)國家多項(xiàng)課題，有較強(qiáng)研發(fā)能力。

在玻璃新材料方面，中國建材集團(tuán)對凱盛科技提出了玻璃新材料 “3+1”戰(zhàn)略布局，以玻璃新材料研究總院為研發(fā)平臺，打造顯示材料與應(yīng)用材料、新能源材料、優(yōu)質(zhì)浮法玻璃及特種玻璃三大業(yè)務(wù)板塊。

2021年6月16日，中國建材集團(tuán)黨委書記、董事長周育先在凱盛科技旗下企業(yè)調(diào)研時(shí)指出，創(chuàng)新是凱盛的名片，速度是凱盛發(fā)展的秘訣。凱盛科技經(jīng)歷了從院所轉(zhuǎn)制到全方位發(fā)展的重大飛躍，突破了多項(xiàng)玻璃新材料關(guān)鍵技術(shù)，形成了多項(xiàng)“世界第一、中國首創(chuàng)”產(chǎn)品，為中國建材集團(tuán)新材料產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

今年1月23日，在凱盛科技2021年度總結(jié)表彰大會(huì)上，周育先強(qiáng)調(diào)，凱盛科技要堅(jiān)持“四位一體”全面創(chuàng)新，加快打造原創(chuàng)技術(shù)策源地，大力開展科研成果的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化、效益轉(zhuǎn)化，加快培育一批有國際競爭力的玻璃新材料產(chǎn)業(yè)集群。

事實(shí)上，凱盛科技一直在致力于打造玻璃新材料原創(chuàng)技術(shù)“策源地”和玻璃新材料產(chǎn)業(yè)集群。

中國工程院院士、中國建材集團(tuán)總工程師、凱盛科技董事長彭壽認(rèn)為，做新材料，關(guān)鍵是要集中力量攻克關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”問題。

01玻璃中的黑科技

一般把0.1-1.1毫米厚度的玻璃稱為超薄玻璃。

超薄電子玻璃是信息顯示產(chǎn)業(yè)的核心材料，具有優(yōu)良的力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)及耐化學(xué)侵蝕性，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦、電視等顯示終端，是21世紀(jì)不可或缺的關(guān)鍵材料。

在電子產(chǎn)品輕薄化、便攜化、多功能化的今天，玻璃材料越薄，透光性和柔韌性就越好，相關(guān)顯示產(chǎn)品的重量也就越輕。

但是玻璃太薄又極其易碎，如何才能兼顧玻璃的薄度、強(qiáng)度和韌度？

2013年以前，1.1毫米以下的超薄乃至極薄玻璃，屬于當(dāng)時(shí)國內(nèi)市場空白，技術(shù)和產(chǎn)品一直被國外壟斷，長期受制于人。導(dǎo)致所有的超薄電子玻璃都需要進(jìn)口，不僅嚴(yán)重影響國家信息顯示行業(yè)安全，而且造成了國內(nèi)下游電子產(chǎn)品價(jià)格居高不下。

對此，凱盛科技旗下中建材玻璃新材料研究總院聚焦開展原料提純、玻璃成分及配方、新型熔化、超薄成形等關(guān)鍵核心技術(shù)與裝備的科技攻關(guān)，突破了百余項(xiàng)技術(shù)瓶頸，使生產(chǎn)出來的玻璃厚度，一降再降，最終工業(yè)化生產(chǎn)出僅0.12毫米的“世界最薄玻璃”。厚度每下降0.1毫米看似簡單，但增加的難度卻超乎想象。

量產(chǎn)后的0.12毫米超薄電子玻璃相當(dāng)于A4紙一樣的厚度，不僅透光率高，而且柔韌性好，被彎曲成環(huán)狀也不會(huì)折斷，堪稱玻璃中的黑科技。

30微米柔性可折疊玻璃 

0.12毫米超薄電子玻璃的成功量產(chǎn)，不僅實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)萬億級信息顯示產(chǎn)業(yè)的“固鏈、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈”，材料的國產(chǎn)化也加速實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口替代，大量減少了國內(nèi)信息顯示產(chǎn)業(yè)成本和國家外匯，推動(dòng)了電子終端產(chǎn)品價(jià)格的下降，最終使消費(fèi)者得到了實(shí)惠。

中建材玻璃新材料研究總院攻克了0.12毫米超薄電子玻璃，不僅標(biāo)志著中國打破了發(fā)達(dá)國家長期對超薄玻璃技術(shù)的封鎖，而且還打通了從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的“最后一公里”，實(shí)現(xiàn)了從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的跨越。

02破解“卡脖子”難題

近年來，國內(nèi)光電顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，中國已成為全球最大的信息顯示產(chǎn)業(yè)基地，以京東方、華星光電、惠科集團(tuán)、中電熊貓為代表的液晶面板生產(chǎn)商已在國內(nèi)建設(shè)20多條8.5代（尺寸：2.2m×2.5m）TFT-LCD面板生產(chǎn)線，全球占比超60%。

TFT-LCD玻璃基板是液晶顯示面板的核心部件，是電子信息顯示產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料，其生產(chǎn)控制精度與半導(dǎo)體行業(yè)相當(dāng)，代表著目前全球現(xiàn)代玻璃規(guī)?；圃祛I(lǐng)域的最高水平。

據(jù)悉，2019年以前，大尺寸液晶面板所需的8.5代TFT-LCD玻璃基板完全由美國康寧、日本旭硝子等少數(shù)幾家國外企業(yè)供應(yīng)，玻璃基板成為嚴(yán)重制約國內(nèi)顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”難題。

這就意味著一旦國外公司對中國實(shí)施斷供，中國投入近萬億元的液晶顯示面板產(chǎn)業(yè)將面臨“斷鏈”風(fēng)險(xiǎn)。

面對國家重大需求，2016年，彭壽院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以具有自主知識產(chǎn)權(quán)的浮法工藝為基礎(chǔ)，首創(chuàng)了具有中國特色的氣電混合高效熔化、新型貴金屬流道超薄浮法成型工藝，開發(fā)出適配于工藝的TFT玻璃核心配方，攻克了極難熔電子玻璃高效熔化澄清等系列難題。

2019年9月18日，中國首片自主研發(fā)的8.5代TFT-LCD浮法玻璃基板在蚌埠下線，從點(diǎn)火投產(chǎn)到成功引板僅用70天，創(chuàng)造了我國自主生產(chǎn)高世代液晶玻璃基板的“中國速度”，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。中國也成為繼美日之后全球第三個(gè)掌握高世代TFT-LCD玻璃基板生產(chǎn)技術(shù)的國家。

8.5代TFT-LCD玻璃基板的成功開發(fā)實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)高世代電子玻璃基板“零”的突破，解決了中國顯示面板產(chǎn)業(yè)對國產(chǎn)化大尺寸玻璃基板的緊迫需求，對保障中國信息顯示產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈安全具有里程碑意義。

03守護(hù)國民生命線

自2020年底新冠病毒疫苗接種工作展開以來，疫苗玻璃瓶產(chǎn)能便成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，因?yàn)樯a(chǎn)疫苗瓶所需的核心基礎(chǔ)材料——中性硼硅玻璃管供給嚴(yán)重不足。

這看似簡單的“玻璃管”技術(shù)此前我國卻遲遲未能攻克。

受溫度、濕度、空氣、光、微生物等影響，藥品的穩(wěn)定性會(huì)發(fā)生變化，因此需要特殊的藥用玻璃作為包裝材料。目前，5.0中硼硅玻璃在耐水性、耐酸耐堿性、抗冷凍性、熱穩(wěn)定性等方面都遠(yuǎn)優(yōu)于7.0低硼硅玻璃，是國際公認(rèn)的安全藥品包裝材料。

國內(nèi)首條疫苗用中性硼硅藥用玻璃生產(chǎn)線 

為滿足國內(nèi)玻璃藥用包材市場的需求，中建材玻璃新材料研究總院充分發(fā)揮自身科研和技術(shù)優(yōu)勢，突破了藥玻管熔化溫度高、黏度大、澄清與均化難、硼氧化物易揮發(fā)等“痛點(diǎn)”，實(shí)現(xiàn)了核心設(shè)備國產(chǎn)化，在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)中性硼硅藥用玻璃管的穩(wěn)定量產(chǎn)，產(chǎn)品通過國內(nèi)權(quán)威檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和歐盟RoHS的雙重檢測認(rèn)證，質(zhì)量比肩國際先進(jìn)水平。

這種藥玻的量產(chǎn)彌補(bǔ)了疫苗產(chǎn)業(yè)鏈短板，推動(dòng)了國產(chǎn)高品質(zhì)中性硼硅玻璃的規(guī)?；瘧?yīng)用，促進(jìn)了藥玻行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，保障了國民用藥安全。

04掛在墻上的油田

發(fā)電玻璃是在玻璃基板上沉積了一組以碲化鎘為主的光電功能材料薄膜，當(dāng)太陽光照射到薄膜層后，薄膜層中產(chǎn)生電子運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。

碲化鎘發(fā)電玻璃具有低碳、環(huán)保、節(jié)能、創(chuàng)能、美觀等屬性，在新型建筑材料及BIPV領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展空間，是用科技創(chuàng)新推動(dòng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的典范，可廣泛應(yīng)用于大型太陽能地面電站、工商建筑、現(xiàn)代工廠、產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、摩天大樓等。例如北京冬奧會(huì)上隨處可見的綠色科技，從“奧運(yùn)走廊”上的地面電站到城市中心的地標(biāo)建筑，再到冬奧村核心區(qū)域內(nèi)的綠色路標(biāo)，都是基于碲化鎘發(fā)電玻璃應(yīng)用所建設(shè)的多個(gè)低碳創(chuàng)能項(xiàng)目。而這些綠色科技背后，離不開凱盛科技旗下成都中建材光電材料有限公司的積極參與。

自主研發(fā)生產(chǎn)出中國第一片銅銦鎵硒薄膜太陽能高效模組成功下線，標(biāo)志著在引領(lǐng)國際新能源產(chǎn)業(yè)上邁出了重要步伐，為全線打通太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。目前銅銦鎵硒發(fā)電玻璃光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到世界最高的20% 

目前，凱盛科技的技術(shù)團(tuán)隊(duì)正加快技術(shù)研發(fā)，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化。同時(shí)，已在全國多地布局碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃生產(chǎn)線，通過規(guī)?；?yīng)有效降低人力成本及公用設(shè)備建設(shè)成本。

05破解成果轉(zhuǎn)化難題

科技成果轉(zhuǎn)化是科研機(jī)構(gòu)面臨的普遍難題。

柔性可折疊玻璃一期項(xiàng)目年產(chǎn)200萬片于2021年7月份已經(jīng)建設(shè)完成，經(jīng)過調(diào)試磨合已經(jīng)具備量產(chǎn)能力。目前在建的二期項(xiàng)目年1500萬片，廠房已經(jīng)封頂，今年年底完成建設(shè) 

近年來，凱盛科技在信息顯示玻璃、新能源玻璃、特種玻璃等領(lǐng)域取得了多項(xiàng)科技創(chuàng)新成果，并成功完成科技成果轉(zhuǎn)化。

據(jù)了解，凱盛科技在科技成果轉(zhuǎn)化過程中同樣也面臨產(chǎn)品導(dǎo)入期長、驗(yàn)證成本高等問題，該公司主要通過以下三個(gè)策略解決問題：

一是促進(jìn)多方協(xié)同合作。凱盛科技通過與高校、科研院所、上下游廠家組成創(chuàng)新聯(lián)合體，共同承擔(dān)國家重大課題。通過參與單位多方協(xié)同合作，加快科技成果轉(zhuǎn)化速度。

二是創(chuàng)立股權(quán)分紅激勵(lì)機(jī)制。科研團(tuán)隊(duì)以研發(fā)成果入股，與公司合資并參與分紅，形成“公司+團(tuán)隊(duì)”的命運(yùn)共同體。例如，在空心玻璃微珠產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)核心科研人員（骨干）實(shí)現(xiàn)全部持股，確保成果轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)了科研團(tuán)隊(duì)的穩(wěn)定。

三是加強(qiáng)與地方政府合作聯(lián)系。位于安徽蚌埠的中國玻璃新材料產(chǎn)業(yè)園，是凱盛科技在安徽省和蚌埠市的大力支持下，對成果項(xiàng)目按鏈條劃分、分時(shí)落地形成的國內(nèi)最大的玻璃新材料產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)?？萍汲晒母哔|(zhì)量轉(zhuǎn)化助力蚌埠市建成國家硅基新材料新型工業(yè)化示范基地、玻璃新材料國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范基地、國家合蕪蚌新型顯示產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展試點(diǎn)、安徽省首批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)基地。2022年9月19日，中建材（合肥）新能源光伏電池封裝材料二期暨二氧化碳捕集提純項(xiàng)目在合肥投產(chǎn)，是世界首套玻璃熔窯二氧化碳捕集與提純示范項(xiàng)目，打造了全球玻璃行業(yè)減碳、固碳、管碳的典范，為國家實(shí)現(xiàn)“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)貢獻(xiàn)了建材力量。