上到神州下到电子产品,揭开氧化铝“高级玩家”的神秘面纱

新材料君 2021-11-03

氧化铝

3878 字丨阅读本文需 10 分钟

特种氧化铝粉,是一个听起来离我们生活很远的专业词。其实,我们生活中,例如在5G通讯、手机屏幕、电子产品的集成电路芯片里,都有它的身影……在这个领域,河南有一家“隐形冠军”企业,正计划打造高端氧化铝产业基地

一、啥是特种氧化铝粉?

在首届国家产融合作试点城市先进技术产品转化投融资路演周上,来自郑州的河南天马新材料股份有限公司(以下简称“天马”新材)是一个行业“隐形冠军”。可能普通人很少听过它,但天马新材在其所处的领域那可是“明星”品牌

虽然名字里有铝,但氧化铝粉并非金属。经过氧化过程后,特种氧化铝粉已经变成了一种无机非金属材质。它有良好的导热性、耐腐蚀性,与金属最大的区别就是它不导电。正是由于上述特性,特种氧化铝粉体以及它的“兄弟”氮化铝粉体广泛被应用于电子领域,是电子行业绝缘和导热零部件制造的最关键和最基础的原材料。

例如,电子陶瓷基板广泛应用在IC芯片(集成电路)制造领域,由氧化铝粉和陶土烧制而成的电子陶瓷基板承担的是芯片“底座”的作用。

在5G通讯领域,保证良好的散热很重要。特种氧化铝粉体在这个领域,常被用来制作用来绝缘和导热的陶瓷元器件、导热树脂等材料。

此外,特种氧化铝还可以作为研磨单晶硅片的原料。特高压电领域的绝缘材料、汽车火花塞、高端纺织机的相关耐磨零部件中,也都有特种氧化铝的身影……

二、高端特种氧化铝市场潜力巨大

如今,中国已成为世界上最大的氧化铝生产基地。各品种的特种氧化铝可以广泛应用于芯片、电子智能产品、5G通讯、 新能源汽车、航空等多个领域。电子行业的快速发展给新材料带来了更大的发展空间。

仅从锂电池行业和陶瓷基板行业来看,就存在巨大的市场空间。

新能源汽车领域,根据行业机构测算,2021-2023 年动力电池隔膜需求有望达到 30.46、38.44、46.69 亿平方米.,对应特种氧化铝粉体的需求量可达3万吨/年。

在陶瓷基板行业,根据测算,2021-2023 年我国流延陶瓷基板市场将以每年不低于20%速度快速增长。专用氧化铝粉体也会以同等速度快速增长, 需求量可达5万吨/年。

三、特种氧化铝粉行业的“隐形冠军”是怎么样炼成的?

然而,国内高端应用的特种氧化铝、氮化铝粉体材料长期以来还主要依赖进口,亟待国内研发和产业化,完成进口替代和行业空白填补。从2000年天马新材成立以来,已陆续在多个特种氧化铝领域关键产品上打破国外技术垄断。

“2001年我们研发生产CRT彩电显像管封接用特种氧化铝,打破日本公司在中国的垄断。2002年研发生产电子陶瓷流延芯片基板专用氧化铝,使该技术实现国产化,并应用于航空航天领域发射器芯片。”天马新材的常务副总黄建林在路演时介绍。此后,天马新材如同开了“外挂”一般,陆续研发出各种新产品。

2004年他们在国内独家研发出了用于生产单晶硅片研磨用特种氧化铝,成功替代进口。2008年研发出用于生产TFT-LCD液晶基板玻璃的专用特种氧化铝,实现该领域的国产化。有一句话在科研领域很流行,“在1米的宽度内,深挖1000米。”天马新材就是这种企业,他们就是围绕特种氧化铝粉不断地深入展开应用研发,把这个行业做深做透。

目前,在国内航天领域,国产的特种氧化铝约占该领域的80%,由天马新材供应。而在用于单晶硅片研磨用特种氧化铝,天马新材至今仍是国内唯一供应商。已经名副其实地成为了特种氧化铝粉行业的“隐形冠军”

1.“女神”级企业家:从落地无门到“神州”飞天

在高端氧化铝领域打拼了近30年的马淑云,已与“氧化铝”结下了不解之缘。曾身怀六甲仍奔波百公里之外为企业送样品做实验;也曾为自己的实验成果不能落地陷入困惑与焦虑……每每谈到自己的创业史,她依旧感慨万千,也依旧云淡风轻!

这家企业在她的能量影响下,一路披荆斩棘。产品助力神州五号、神州六号飞向太空,客户遭国际客户供应垄断的困局被破解得以扬眉吐气,乘风破浪的她还引领着企业登上新三板。

对待技术,她细致严谨。年已50有余的她,内心的理想依旧很大,认真的她正在谋划下一次“蜕变”。

2.以产业报国,“对赌”式实现特种氧化铝国产梦

这位温和优雅的女企业家身上,藏着一个能量满满的“小宇宙”。在她创业之前,这个“小宇宙”就带领她走着一条不同寻常的路。

2000年,在郑州轻金属研究院工作了十年的马淑云总结了这些年的研究成果,欣慰之余又觉得遗憾。

“这十年来,我没有一天是虚度的。”

马淑云时刻保持着责任感,尽管研究所的工作较为轻松,但她依旧像个发条一样紧绷着。报项目、做研发、对接市场,空闲之余还不忘充充电,去图书馆阅读英文版资料。

对于研发,马淑云有“强迫症”,自己参与研发的项目,不能亲眼看到结果就不甘心。

特种氧化铝是提升玻璃、电子陶瓷、导热硅胶等下游产品性能的关键原料。早在上世纪90年代,国内相关院所就展开了研究工作,郑州轻金属研究院便是其中之一。为了研发单晶硅片研磨抛光用特种氧化铝,马淑云倾注了大量的心血和汗水。

为了跟进该项目,她曾在怀孕6个月的时候,挺着大肚子,提着10公斤的材料从郑州辗转三次大巴到洛阳的单晶硅厂做实验。

办公室的那张明信片记录了客户当时的感动和敬佩。“客户当时给我写信,让我不要过来了,材料让其他人送或者寄过来都可以。但我觉得作为技术人员,我要亲自看到结果,拿到第一手资料。”

样品试制成功了,但当时国内大环境是重研发,轻转化。而被国际供应商限制供应的企业们,正嗷嗷盼着该项目的国产化。

对该项目充满感情的马淑云再三提建议,希望这一项目能够实现产业化,而不是束之高阁。

但最终仍是石沉大海,杳无音信。马淑云心有不甘。

“国内对新材料尤其高端新材料的需求越来越巨大,但很多高端材料被人卡住脖子。只有把技术转化为生产力,我们才能实现国产化。”

2000年9月,马淑云辞去了稳定的工作,毅然下海,创立了河南天马新材料股份有限公司(以下简称“天马新材”)。

和所有励志故事的典范一样,创业初期,马淑云渡过了一段极其艰难的岁月。

为给自己的产品找“婆家”,马淑云在得知彩虹集团珠海彩珠公司在国内寻求特种氧化铝产品国产化,就主动联系了彩珠公司,当时珠海彩珠公司是国内唯一的配套CRT彩电显像管制造屏锥封接用材料低熔点玻璃粉的厂家,其所需要的特种氧化铝材料由日本某公司独家供货。日方不但交期长,还高价限量供应,企业发展受到了极大的牵制。

彩虹集团珠海彩珠公司在对马淑云提供的样品进行检测后,欣喜不已。

但问题接踵而至。彼时的马淑云刚刚辞职,一穷二白,提2吨原材料的钱都拿不出。客户提供了一份合作思路,让她签下了一份“苛刻”的合同。

合同规定,彩虹集团珠海彩珠公司给天马新材先打预付款,倘若天马新材超过约定的时间交货,每迟交一天就罚合同总价1%的违约金,若产品质量问题造成损失,天马新材就要赔偿整个显像管价格的30%损失金。

“我当时签的合同是30万,但特种氧化铝仅占整个显像管工艺里的很小部分,也就是如果违约我可能要赔偿他们几百万。因此当时我爱人极力反对。”

这是一份近乎“对赌”性质的合同。尽管全家人极力反对签订这样的合同,但马淑云做出人生第一个最具风险性的决定,她只用了不到一天的时间说服了丈夫。

“虽然条件非常苛刻,但说到底都是技术风险,而技术风险恰恰就是我最能把控的,这相当于没有任何风险。”凭借研究所十年的积累和沉淀,马淑云自信而果敢地撂下这句话。

更让马淑云下定决心的是,彩珠公司看了小样后的反应,“他们反复跟我说,马工你一定要给我们做这个产品,不然我们国产化的路就断了。只有实现国产化,我们才不用一次次去让日本供货。”

在这样的信念支持下,经过一次次实验,一次次调配,马淑云和团队终于生产出合格的彩电显像管屏锥封接用氧化铝。

当时特种氧化铝的进口价是26万元/吨,而天马新材供应的产品仅6万元/吨,不到进口的1/4。“产品性能还比国际供应商的更优越。”

当年,天马新材的特种氧化铝就成功取代进口,成为彩珠公司的供应商,打破了日本对国内市场的垄断,对国内彩电行业的发展起到了积极的促进作用。

马淑云清晰地记得,客户激动地围着自己说:“马工你真的大大支持了我们,终于让我们扬眉吐气了。”

这个激动人心的场景一直萦绕在马淑云的脑海里,也支持着她攻克一个个难关。

3.往下游延伸,高端客户的需求是发展的动力

书写未来的人,前提得拥有足够的实力。

为了保持旺盛的企业生命力,马淑云非常重视研发,每一年投入接近营收的6%用作研发经费。

此外,从各高校引进高端人才,并先后与中科院过程所、北京科技大学、郑州大学、华北水利水电大学等院校建立了长期的技术合作关系。

高端氧化铝制造的原材料是冶金级氧化铝,产品被称之为特种氧化铝或非冶金级氧化铝。

“尽管国内非冶金级的氧化铝企业不少,但大多数是停留在没有研发能力只是进行简单的机械加工上,整个流程都不完善。”

为了保持核心竞争力,马淑云对全流程进行管控,从产品的研发设定,流程设计到各个环节的生产,确保每个环节都要达到高品质要求。

非冶金氧化铝在不同行业有着不同的应用,且有时候客户不了解粉体,提供的指标不足以涵盖粉体的所有性能,因此在设定产品时,她要求团队要深度调研下游用户,了解其需求。对客户如何应用、怎样使用、在使用过程中会有哪些现象和问题进行全方位的调查后再设定产品规格和参数。

就是凭着这样苛责的自我要求,20年间,她将天马新材打造成新三版挂牌公司,并获得4项国家发明专利及多项实用新型专利,有9个系列产品成功实现国产化。

2016年,为响应国家新能源发展战略,马淑云又率领团队攻克了陶瓷隔膜用氧化铝的难关

陶瓷隔膜用氧化铝主要应用于锂离子电池隔膜,以前国内市场一直被进口产品占据。现在,天马新材系列陶瓷隔膜用氧化铝正逐步占领市场,预计今年将占据半壁江山。

“我们并不是专门跟着风口来跑,高端客户的需求才是我们发展的动力。”马淑云解释道。

锂电池隔膜涂布所需的氧化铝,要求非常高,既要保证锂电池使用的安全性,还要求陶瓷隔膜的吸水率、透气度等各个性能都要优越。

“我们愿意并乐于挑战这样的工作。”在温婉的外表下,跳动的是一颗不畏困难勇于挑战的心。

除了锂电池行业,马淑云还积极布局5G行业用氧化铝材料。

“氧化铝未来的应用会越来越宽广,所以我们是着眼电子行业的发展来设定自己的产品,开发新的产品,以满足国内电子行业的发展。”

已过不惑之年,马淑云并没有止步和满足。在总结20年的得失后,她在酝酿着更大的动作。

“我们现在是做基础材料,为下游应用服务。在未来,我希望能做一些更高端的终端产品。接下来5年内我们有可能向5G陶瓷的下游产业发展。毕竟,我们对这个领域和原材料都熟悉。”

未来,让这位勇敢者看到了想象空间。而她的初心,让未来触手可及。

文章来源: 河南商报,新材料在线

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