在我國合肥,就有這樣一個(gè)核聚變發(fā)動(dòng)機(jī)的原型裝置——2018年11月12日,我國大科學(xué)裝置“人造太陽”(核聚變發(fā)電裝置的通俗稱謂)取得重大突破,等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億度,為人類開發(fā)利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
1億度,這是太陽核心溫度的6倍多,更是一個(gè)無物不化的溫度。所以要想獲得穩(wěn)定的核聚變輸出,就必須防止過熱的等離子體破壞反應(yīng)堆壁。但是約束太陽談何容易,哪怕它是人造的。不過科學(xué)家們自有辦法,利用超導(dǎo)材料來產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行約束,以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的核能輸出。
超導(dǎo)材料對(duì)于核聚變發(fā)電裝置有多重要?中科院等離子體所副所長宋云濤曾表示:我們建設(shè)初期的時(shí)候,美國同意給我們超導(dǎo)材料,但是后來卡了我們,堅(jiān)決不給,沒有超導(dǎo)材料怎么建超導(dǎo)托卡馬克裝置(一種利用磁約束來實(shí)現(xiàn)受控核聚變的環(huán)形容器),所有人都傻眼了。所以最終問題就落到了超導(dǎo)材料上面。
核心技術(shù)是買不來的,經(jīng)過我國科技工作者的不懈努力,超導(dǎo)材料的問題最終得以攻克。目前,位于西安的科創(chuàng)板擬上市企業(yè)西部超導(dǎo)的已成為我國唯一的低溫超導(dǎo)線材商業(yè)化生產(chǎn)企業(yè),也是全球唯一的鈮鈦錠棒、超導(dǎo)線材、超導(dǎo)磁體的全流程生產(chǎn)企業(yè),其低溫超導(dǎo)線材技術(shù)已達(dá)國際領(lǐng)先水平。
同時(shí),西部超導(dǎo)又在超導(dǎo)材料制備技術(shù)的基礎(chǔ)上,開展了新型戰(zhàn)機(jī)用高性能結(jié)構(gòu)鈦合金的研制并取得突破,成功為若干新型號(hào)戰(zhàn)機(jī)提供結(jié)構(gòu)鈦合金,成為我國領(lǐng)先的軍用鈦合金供應(yīng)商。
緣起人造太陽
雖然西部超導(dǎo)在科創(chuàng)板上市的事情發(fā)生在2019年,但故事的起源卻要追溯到2003年。
2003年2月18日,在俄羅斯圣彼得堡召開的“ITER(國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆)第八次政府間談判會(huì)”上,中國宣布作為全權(quán)獨(dú)立成員加入ITER計(jì)劃。
根據(jù)規(guī)劃,ITER 計(jì)劃需要采用NbTi 和Nb3Sn 超導(dǎo)線材制造超導(dǎo)磁體,按照國際分工,線材制造任務(wù)由各參與國承擔(dān)。但彼時(shí),國內(nèi)尚無企業(yè)具備NbTi 和Nb3Sn超導(dǎo)線材生產(chǎn)能力,迫切需要開展超導(dǎo)線材產(chǎn)業(yè)化。2003 年2 月28 日,西北有色金屬研究院成立了西部超導(dǎo)的前身超導(dǎo)有限,開始了ITER 計(jì)劃用NbTi和Nb3Sn超導(dǎo)線材的產(chǎn)業(yè)化。
這些超導(dǎo)材料的生產(chǎn)難度有多大?簡(jiǎn)而言之,需要在0.8毫米直徑內(nèi),需要拉出上萬根細(xì)絲,這些細(xì)絲外面,還有多層不同材料的包層。關(guān)鍵是,這樣精細(xì)的超導(dǎo)線圈,所需最短長度就要1公里。
這樣精細(xì)的超導(dǎo)線圈已經(jīng)超出了當(dāng)時(shí)我國的生產(chǎn)能力,中科院等離子體所研究員武玉指出:“雖然等離子體所在建造EAST(先進(jìn)實(shí)驗(yàn)超導(dǎo)托卡馬克)裝置時(shí)發(fā)展了相應(yīng)的超導(dǎo)導(dǎo)體技術(shù),但這種技術(shù)對(duì)ITER導(dǎo)體來講,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”
但時(shí)間不等人,ITER計(jì)劃有自己的工程進(jìn)度。況且做為中國第一個(gè)以“平等伙伴”身份加入的國際大科學(xué)工程計(jì)劃,中國必須按時(shí)按質(zhì)按量地予以交付。
“核心技術(shù)等不來、要不來、討不來!怎么辦?“現(xiàn)任中國國際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心主任羅德隆表示,當(dāng)時(shí)他告訴西北有色金屬研究院,已經(jīng)進(jìn)口了一批最先進(jìn)的線材,就放在他那,如果研制不出來,就用人家的做認(rèn)證!
激將法起了作用,讓西北有色金屬研究院的研發(fā)團(tuán)隊(duì)感到了巨大壓力,愣是在有限的10個(gè)月內(nèi),突破了卡脖子環(huán)節(jié),拉出來的絲不僅長度足夠,且性能更優(yōu)異。目前西部超導(dǎo)已經(jīng)能夠生產(chǎn)最大長度達(dá)到9 萬米的多芯NbTi超導(dǎo)線。
根據(jù)ITER計(jì)劃采購進(jìn)度,2010-2011 年西部超導(dǎo)的NbTi 和Nb3Sn 超導(dǎo)線材通過ITER 組織的綜合評(píng)價(jià),2012年開始向ITER 計(jì)劃批量供貨。目前,西部超導(dǎo)已經(jīng)完成全部Nb3Sn 超導(dǎo)線材和NbTi 超導(dǎo)線材交付工作。
得益于西部超導(dǎo)等國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的努力,現(xiàn)任ITER組織總干事伯納德·比戈稱,“中國是非常非常好的合作伙伴”。并且,在ITER項(xiàng)目上的成功,為西部超導(dǎo)贏得了良好的市場(chǎng)聲譽(yù),目前其客戶包括中國國際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心、GE(通用電氣公司)、SIEMENS(西門子)、ORIENT MATERIAL CO., LTD(東方材料株式會(huì)社)等。此外,國內(nèi)MRI(磁共振成像)制造商已在崛起,而磁共振成像需要需要大量的超導(dǎo)材料,這為西部超導(dǎo)的低溫超導(dǎo)線材提供了更廣闊的市場(chǎng)空間。
功成戰(zhàn)鷹騰空
隱形戰(zhàn)斗機(jī)、艦載戰(zhàn)斗機(jī)、大飛機(jī),,,,,,最近10年,是我國航空工業(yè)飛速發(fā)展的10年,在這大發(fā)展背后,也有西部超導(dǎo)的一份力。
2005 年以來,隨著我國新型戰(zhàn)機(jī)計(jì)劃啟動(dòng),更高的戰(zhàn)機(jī)性能對(duì)航空用結(jié)構(gòu)鈦合金提出了苛刻的技術(shù)要求,但當(dāng)時(shí)此類鈦合金材料尚屬于國內(nèi)空白產(chǎn)品。
公開資料顯示,鈦金屬集鋼的高強(qiáng)度和鋁的輕質(zhì)地于一身,因此也被稱為“空中金屬”。美國最先進(jìn)的隱形戰(zhàn)斗機(jī)F-22上的鈦合金結(jié)構(gòu)比重高達(dá) 41%,超過了復(fù)合材料的 24%、鋁合金的 15% 和鋼的 5%。
抓住這一市場(chǎng)機(jī)遇,并結(jié)合自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì),西部超導(dǎo)正式進(jìn)入鈦合金領(lǐng)域。
由于用于ITER項(xiàng)目的NbTi 線材中超導(dǎo)芯絲最終要被拉伸至5 微米,且Nb(鈮)和Ti(鈦)的熔點(diǎn)相差較大,NbTi 合金成分和組織均勻性要求遠(yuǎn)高于常規(guī)鈦合金。因此,西部超導(dǎo)公司從2005 年開始在所掌握的NbTi 合金制備技術(shù)的基礎(chǔ)上,開展了新型戰(zhàn)機(jī)用高性能結(jié)構(gòu)鈦合金的研制并取得突破,成功為若干新型號(hào)戰(zhàn)機(jī)提供結(jié)構(gòu)鈦合金。
目前,西部超導(dǎo)是國內(nèi)唯一、全球批量化生產(chǎn)Ti45Nb 鈦合金材料的兩家公司之一,解決了我國特種材料鉚接用材料的“卡脖子”問題;在國內(nèi)率先成功開發(fā)出滿足重點(diǎn)型號(hào)研制要求的眾多關(guān)鍵鈦合金材料,推動(dòng)了多項(xiàng)鈦合金材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)換版,開發(fā)的直650mm、單重4.5 噸的特大規(guī)格鈦合金棒材性能水平處于國際領(lǐng)先。
招股書顯示,西部超導(dǎo)的眾多產(chǎn)品填補(bǔ)了國內(nèi)空白、完全實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代,補(bǔ)齊了行業(yè)里的“短板”。2018年度,西部超導(dǎo)填補(bǔ)國內(nèi)空白產(chǎn)品收入合計(jì)4.00億元,高端鈦合金材料收入合計(jì)9.13億元,占比為43.83%。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于國家軍工重大裝備、大型科學(xué)工程等,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)等眾多知名單位。
目前,鈦合金業(yè)務(wù)已是西部超導(dǎo)的主營業(yè)務(wù),占總營收的85.90%。西部超導(dǎo)表示,近年來中國軍費(fèi)支出持續(xù)增長,2008 年中國軍費(fèi)預(yù)算支出為4,178 億元,2019 年增至11,899 億元,年均復(fù)合增長率為9.98%,遠(yuǎn)高于同期GDP 的增長速度。可以預(yù)見,未來我國對(duì)軍用飛機(jī)特別是新型戰(zhàn)機(jī)的需求巨大。
陜西第一批“科創(chuàng)版”企業(yè)
2019年4月25日,上交所受理了西部超導(dǎo)的科創(chuàng)板上市申請(qǐng),7月2日,西部超導(dǎo)成功注冊(cè),用時(shí)79天,堪稱神速。據(jù)悉,西部超導(dǎo)是第一批注冊(cè)生效的陜西企業(yè)。
那么,西部超導(dǎo)為何能成為陜西第一批在“科創(chuàng)板”上市的企業(yè)呢?
這里面自然有西部超導(dǎo)自身業(yè)績(jī)過硬的原因,招股書顯示其2018年?duì)I收為10.88億元,凈利潤為1.34億元。西部超導(dǎo)可比上市公司為寶鈦股份(600456.SH),該公司是中國大型的鈦及鈦合金生產(chǎn)、科研基地。2018年,寶鈦股份實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入34.10億元,是西部超導(dǎo)的3.13倍;實(shí)現(xiàn)歸屬于上市公司股東的凈利潤1.41億元,僅為西部超導(dǎo)的1.04倍;截止發(fā)稿時(shí)間,寶鈦股份市值為105億元。
在低溫超導(dǎo)材料方面,西部超導(dǎo)主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手來自海外,包括英國Oxford(牛津儀器)、德國Bruker(布魯克)等。布魯克是美國納斯達(dá)克上市公司,截止發(fā)稿時(shí)間其總市值為78.61億美元,折合人民幣540.97億元。
不過財(cái)務(wù)原因并不是全部。西安科研院所云集,比如西部超導(dǎo)的大股東就是西北有色金屬。某不愿具名業(yè)內(nèi)人士表示 ,若西部超導(dǎo)上市成功,將為陜西“硬科技”企業(yè)賦予新動(dòng)能,加快陜西產(chǎn)業(yè)孵化速度,為打造產(chǎn)業(yè)集群提供示范效應(yīng)。









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