上海超導(dǎo)研發(fā)的核心材料,助力能量奇點(diǎn)托卡馬克裝置成功點(diǎn)亮。受訪者供圖
上海超導(dǎo)張江老廠房,車間正滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),生產(chǎn)一種全球不少企業(yè)等著要的高溫超導(dǎo)帶材。該帶材以哈氏合金為基,在不足0.01毫米的厚度中,要進(jìn)行氧化鎂、鑭錳氧、超導(dǎo)層、銅層等共計(jì)11層鍍膜,才能成品。這種“讓分子均勻整齊排隊(duì)”的精密鍍膜工藝,難度不亞于半導(dǎo)體。
美國CFS,全球核聚變領(lǐng)域迄今融資最多的創(chuàng)業(yè)公司,其研制出的20特斯拉高溫超導(dǎo)磁體,關(guān)鍵材料供應(yīng)商就是上海獨(dú)角獸企業(yè)——上海超導(dǎo)。
托卡馬克,實(shí)現(xiàn)可控核聚變的環(huán)形容器,又稱“甜甜圈”。去年,上海核聚變能源商業(yè)公司能量奇點(diǎn)成功點(diǎn)亮其“洪荒70”,創(chuàng)下全球全超導(dǎo)材質(zhì)托卡馬克研發(fā)建造最快紀(jì)錄,又迅速交出全球最高21.7特斯拉的磁體佳績,上海超導(dǎo)同樣是核心材料供應(yīng)商。
全球范圍內(nèi),無論哪國能發(fā)出高溫超導(dǎo)核聚變第一度電,其進(jìn)度,大概率與上海超導(dǎo)的供貨速度有關(guān)。
“零電阻”的萬億賽道
超導(dǎo)材料,是指在極低溫下電阻變零且具完全抗磁性的顛覆性材料。
利用超導(dǎo)材料,中車長客正推進(jìn)時(shí)速600公里的超導(dǎo)電動高速磁浮列車;鋪設(shè)于上海徐匯區(qū)的世界首條35千伏公里級高溫超導(dǎo)電纜,已安全運(yùn)營三年半,可節(jié)省超70%的地下管廊空間。
超導(dǎo)材料是各國競相支持的核心新材料資源,無論應(yīng)用于磁浮、電纜,還是可控核聚變領(lǐng)域,都有萬億級潛在市場規(guī)模。
本世紀(jì)初,上海曾考慮以“引進(jìn)、消化吸收再創(chuàng)新”方式,謀求超導(dǎo)電纜產(chǎn)業(yè)突破,但聯(lián)系歐美日等超導(dǎo)領(lǐng)軍企業(yè)后,對方或拒絕,或開出天價(jià)。
上海決定靠自己。
2011年,上海交大制備出我國首根百米級超導(dǎo)帶材,同年成立上海超導(dǎo)公司。此后,上海超導(dǎo)帶材產(chǎn)量不斷進(jìn)階,2016年、2017年和2018年,分別達(dá)到10公里、17公里和43公里,更在2020年躍上200公里。這種百公里以上供貨能力,在當(dāng)時(shí)已居全球前列。
2020年夏,長期從事股權(quán)投資的馬韜開始接觸上海超導(dǎo)團(tuán)隊(duì)。他引入以上市公司及主流投資機(jī)構(gòu)為主的投資人團(tuán)體,帶來逾4.3億元凈現(xiàn)金,并于2022年3月出任董事長。
從接洽到正式成為公司法人的近兩年時(shí)間,馬韜觀察到,全球范圍內(nèi)的可控核聚變正因“高溫超導(dǎo)”而興奮不已——超導(dǎo)分高低溫,零下233攝氏度以下為低溫超導(dǎo),以上則為高溫超導(dǎo)。歐洲建設(shè)中的“人造太陽”ITER,是一個(gè)超大托卡馬克,使用低溫超導(dǎo)帶材,高30米,直徑28米。但如果選擇高溫超導(dǎo)材質(zhì),有望將“甜甜圈”的尺寸和造價(jià)降低數(shù)十倍,極大推動可控核聚變進(jìn)程。
馬韜預(yù)判,可控核聚變或迎里程碑。但高溫超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)若不實(shí)現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn),對產(chǎn)業(yè)就毫無意義。參考其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程,他認(rèn)為,針對高溫超導(dǎo),當(dāng)市場短期需求尚模糊但中期需求又十分明確時(shí),先具備工業(yè)級供貨能力,才能激發(fā)全球“敢”上大項(xiàng)目。
“十倍擴(kuò)產(chǎn)”并非豪賭
產(chǎn)能到底擴(kuò)幾倍?是從200公里擴(kuò)到400公里,還是索性直接擴(kuò)至2000公里?
馬韜沒怎么糾結(jié)。在他看來,上海超導(dǎo)的核心團(tuán)隊(duì)非常牛,“他們還是上海交大學(xué)子時(shí)就開始鉆研,能耐得住寂寞、坐得了冷板凳。他們年輕而資深,現(xiàn)在也才35歲,卻已投身超導(dǎo)事業(yè)十余年。”
基于這種信任,上海超導(dǎo)于2022年下半年啟動十倍擴(kuò)產(chǎn)。
舉目全球,沒有作業(yè)可抄,唯有自己摸索。裝備自主可控、工藝重新設(shè)計(jì),包括車間特氣管道、產(chǎn)品良率、供應(yīng)鏈協(xié)同等千頭萬緒,團(tuán)隊(duì)一一經(jīng)歷;私鼉赡陼r(shí)間,到2024年年中,終將首個(gè)2000公里產(chǎn)能跑通。但其實(shí),2023年末,馬韜便已心中有底——帶材被預(yù)訂一空,客戶包括南方電網(wǎng)、中國科學(xué)院、能量奇點(diǎn)、中車長客等,也覆蓋境外企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)。上海超導(dǎo)隨即啟動“第二個(gè)2000公里”擴(kuò)產(chǎn)。這一次,用時(shí)縮短一半。
而今,上海超導(dǎo)張江老廠房已基本具備年產(chǎn)4000公里高溫超導(dǎo)帶材的能力。記者在某臺檢測設(shè)備上看到,帶材已連續(xù)跑出600多米,一條如心電圖般但波動幅度很小的紅線,印證了帶材均一穩(wěn)定的頂級品質(zhì)。
從海外也傳來好消息。不久前在美國舉辦的某磁體學(xué)術(shù)大會上,包括上海超導(dǎo)在內(nèi)的全球多家企業(yè)的高溫超導(dǎo)帶材“匿名”參與驗(yàn)證,其中一家企業(yè)的帶材在“失超”(即在高磁場下電流超過臨界值)10次情況下仍能使用,其余參與測試的帶材則一次“失超”即損失了大部分性能。老外心知肚明:該帶材來自中國,擁有“神秘的東方配方”。
目前世界范圍內(nèi),高溫超導(dǎo)帶材產(chǎn)能過千公里的只有兩家(另一家在日本),而能實(shí)現(xiàn)帶材高一致性、大批量、快速出貨的,上海超導(dǎo)優(yōu)勢明顯。
連夜換地和14年陪護(hù)
但上海超導(dǎo)不敢沾沾自喜。工業(yè)化不僅僅是在手的4000公里級,從中期需求看,至少要達(dá)到2萬公里級別,整體的規(guī)模效應(yīng)才能顯現(xiàn)。
于是,與老廠房僅一街之隔,上海超導(dǎo)占地近百畝、產(chǎn)能不低于1.5萬公里的新工廠,今年6月29日正式開建。這是張江首個(gè)拿地即開工、交地即交證項(xiàng)目。
據(jù)悉,位于日本的另一家產(chǎn)能超千公里的競爭對手,已啟動3000公里產(chǎn)能建設(shè),并聲稱下一階段目標(biāo)要擴(kuò)產(chǎn)至2.5萬公里。
上海超導(dǎo)新基地還有一個(gè)“臨陣換地”的故事。
“新項(xiàng)目建設(shè),我從頭到尾只需對接一位‘服務(wù)管家’。此前,浦東科經(jīng)委和張江科建辦共同協(xié)商,為我們精選了浦東某地塊,相關(guān)拆遷、補(bǔ)償工作已在進(jìn)行。但今年初,我們聽聞國家發(fā)改委新批準(zhǔn)的上海某軌交線就在該地塊附近,地鐵高速運(yùn)行的振動將不可避免影響超導(dǎo)帶材納米級平整度的生產(chǎn)和檢測。我半夜三更與‘服務(wù)管家’溝通,沒想到第二天,‘服務(wù)管家’就又為我鎖定了現(xiàn)在這幅新地塊。”
馬韜坦言,講述高溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)宏大遠(yuǎn)景,的確費(fèi)了一番口舌。但此次連夜換地,竟完全沒費(fèi)口舌。
事實(shí)上,產(chǎn)業(yè)地塊出讓流程多達(dá)十余道,涉及市區(qū)兩級十多個(gè)部門,換地中規(guī)劃調(diào)整的復(fù)雜程度、協(xié)調(diào)難度可想而知。政府愿意把麻煩留給自己,完全出于對新興賽道產(chǎn)業(yè)邏輯和企業(yè)痛點(diǎn)的深刻理解。
馬韜算了一筆賬。2011年以來,無論是上海超導(dǎo)身處順境還是遇到阻礙,上海市經(jīng)信委和市科委等部門從未缺席,始終以極強(qiáng)的戰(zhàn)略定力,持續(xù)通過重大項(xiàng)目為團(tuán)隊(duì)提供支持,公司成立14年來所獲專項(xiàng)研發(fā)經(jīng)費(fèi)補(bǔ)貼也十分可觀。
“我們爭取盡快用10倍稅收來覆蓋政府對我們的各類補(bǔ)貼,并全力為這座城市的超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展夯實(shí)材料基礎(chǔ)。這是企業(yè)對上海服務(wù)精神的最好回饋!瘪R韜說。(記者 李曄)

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