隨著新能源汽車、第三代半導(dǎo)體這些新興產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)，氮化硅陶瓷這個(gè)新材料走上前臺(tái)，成為炙手可熱的產(chǎn)業(yè)明星。

從1978年山東工陶院成立氮化硅項(xiàng)目組，到2023年新能源汽車產(chǎn)業(yè)爆發(fā)，位于淄博的中材高新氮化物陶瓷有限公司（簡(jiǎn)稱中材氮化物）在蟄伏45年后，終于等到了自己的時(shí)代。

中材氮化物所在的淄博市，目前共有包括中材氮化物在內(nèi)的國家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)81家，省級(jí)專精特新中“小巨人”企業(yè)534家。就在2023年，淄博市新增國家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)17家，國家級(jí)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè)19家，數(shù)量位居山東第2、全國第6。

挖掘中材氮化物的成長故事，它身上正藏著淄博“量產(chǎn)”國家級(jí)專精特新“小巨人”的密碼。

1. 一代材料、一代裝備、一代產(chǎn)業(yè)

4月13日，“行走先行區(qū) 看綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展”主題采訪活動(dòng)走進(jìn)淄博。

在淄博高新區(qū)中材氮化物的車間，高導(dǎo)熱基片生產(chǎn)線上一派繁忙。

這是中材氮化物為新能源汽車上游客戶提供的小批量新產(chǎn)品，主要應(yīng)用于IGBT/Mosfet第三代半導(dǎo)體功率器件上，最終，它們都將用在特斯拉、比亞迪、蔚小理等新能源汽車上。

由于氮化硅陶瓷基片熱膨脹系數(shù)小，與第三代半導(dǎo)體材料SiC、GaAs等有著良好的匹配性，因此成為制造第三代半導(dǎo)體功率器件的關(guān)鍵材料。而第三代SiC半導(dǎo)體功率器件，廣泛應(yīng)用于新能源汽車、軌道交通、光伏發(fā)電等行業(yè)。

2023年，隨著國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)，站在產(chǎn)業(yè)上游關(guān)鍵點(diǎn)位的中材氮化物，高導(dǎo)熱基板和氮化硅陶瓷球的訂單猛增，年產(chǎn)能一下沖高到200噸。2023上半年這兩款產(chǎn)品出口同比增長了97%，七八月份更是達(dá)到110%的增長。

中材氮化物副總經(jīng)理?xiàng)詈衩日f，氮化硅陶瓷基片原來產(chǎn)能70萬片，現(xiàn)在又新上280萬片產(chǎn)能的產(chǎn)線，預(yù)計(jì)明年底產(chǎn)能達(dá)到350萬片，未來力爭(zhēng)產(chǎn)能達(dá)到700萬片。

在中材氮化物產(chǎn)業(yè)園三期規(guī)劃中，產(chǎn)能將擴(kuò)大到400噸，這意味著這家企業(yè)的產(chǎn)品在全球市占率將達(dá)到20%，坐望全球第二位置。

中材氮化物逆襲的背后，正是“一代材料、一代裝備、一代產(chǎn)業(yè)”這句話最真實(shí)的寫照。

2. 直徑1毫米小球里的極限制造能力

在中材氮化物展廳，我們見到了這種外表宛如黑珍珠般的氮化硅陶瓷球。

這些陶瓷球有近70種不同大小規(guī)格，直徑最大的110毫米，最小的僅0.8毫米，兩者體積相差130多萬倍。

直徑10mm的，用在新能源汽車電機(jī)和機(jī)床軸承上；直徑50.8mm的，用在風(fēng)力發(fā)電上；直徑1毫米的，用在微型牙鉆上。

在人們想象中，陶瓷這種又脆又易碎的東西怎么能用于新能源汽車電機(jī)和機(jī)床的軸承呢？

氮化硅陶瓷并不是傳統(tǒng)意義上的陶瓷，作為一種人工合成的高純度氮化硅粉體，在經(jīng)過高溫高壓制備后，硬度僅次于金剛石，能耐1200攝氏度高溫，而重量只有鋼材的1/3。

高強(qiáng)度、電絕緣、無磁性、高精度、輕量化、自潤滑、低摩擦系數(shù)、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕……這么多種特性“融煉”到一件材料中，使得氮化硅陶瓷成為目前綜合性能最好的陶瓷新材料之一。

這是用在微型牙鉆的陶瓷球，這樣一小瓶，里面居然裝了25000個(gè)“袖珍小家伙”。

現(xiàn)場(chǎng)展示的這款用在微型牙鉆的陶瓷球，每分鐘可以達(dá)到60萬轉(zhuǎn)，而常見鋼球轉(zhuǎn)速每分鐘20萬轉(zhuǎn)。軸承球質(zhì)量越輕，越能達(dá)到更高的轉(zhuǎn)速，而轉(zhuǎn)速越高，做牙科手術(shù)時(shí)患者疼痛感就越低。

制造這種比米粒還小的陶瓷球，并且把外表磨成鏡面級(jí)，加工難度可想而知，因?yàn)轶w積越小、重量越輕，加工過程中小球很容易浮在機(jī)床里面，這樣的“微雕”能力，無疑代表了這家國家級(jí)專精特新“小巨人”的極限制造能力。

“這種1毫米小球，市場(chǎng)價(jià)值是普通軸承球的4倍。”楊厚萌告訴記者。

在一些采購平臺(tái)，記者注意到，大量低端的、初加工的氮化硅粉末是按袋賣的，一袋一公斤百元左右。

中材氮化物的氮化硅陶瓷球能完成“華麗的轉(zhuǎn)身”，關(guān)鍵在于生產(chǎn)技術(shù)和工藝的突破。

3.如何接住這“潑天的富貴”？

中材氮化物并不是憑空接下這“潑天的富貴”。

“我們一直沒有停止研發(fā)，一直在為這一天做準(zhǔn)備，這就是材料行業(yè)的特點(diǎn)，我們終于等來了爆發(fā)期。”楊厚萌說。

在中材氮化物的官網(wǎng)上，掛著一篇《讓氮化硅陶瓷這顆“明珠”更加璀璨耀眼》的文章，上面記錄了中材氮化物艱難爬坡的履歷——

20世紀(jì)60年代初期，以美國為中心的歐美國家就開始研究陶瓷材料在滾動(dòng)軸承中的應(yīng)用。

20世紀(jì)80年代，日本開始了此類項(xiàng)目的研究。

1978年，山東工陶院成立氮化硅項(xiàng)目組。

1980年，無壓燒結(jié)氮化硅研制成功。

1984年，成立氮化硅研究室。

1996年，建成國內(nèi)首條年產(chǎn)80萬粒氮化硅陶瓷軸承球中試生產(chǎn)線。

2008年，在北京建成年產(chǎn)12噸氮化硅陶瓷軸承球生產(chǎn)線。

2011年，在山東成立中材高新氮化物陶瓷有限公司。

2014年，國家工業(yè)陶瓷工程技術(shù)中心氮化硅陶瓷軸承球生產(chǎn)示范線貫通。

2017年9月，年產(chǎn)100噸高性能氮化硅陶瓷生產(chǎn)線開工建設(shè)。

這一漫長的歷程中，2015年是一個(gè)值得紀(jì)念的節(jié)點(diǎn)，中材氮化物在這一年成功突破國外封鎖，實(shí)現(xiàn)了高性能氮化硅陶瓷材料中試生產(chǎn)線的貫通，并于當(dāng)年將熱等靜壓（HIP）氮化硅軸承球推向市場(chǎng)，產(chǎn)品性能達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ級(jí)材料水平。中材氮化物也因此成為全球第三家、國內(nèi)唯一能夠?qū)崿F(xiàn)熱等靜壓氮化硅材料批量化制造的企業(yè)。

這樣的技術(shù)攻關(guān)，在40多年歷程中從未間斷過。

2023年4月，中材氮化物與全球軸承巨頭、瑞典斯凱孚簽署合作意向書，雙方將充分發(fā)揮各自在氮化硅材料、陶瓷球生產(chǎn)、軸承應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)，共同研發(fā)、生產(chǎn)用于新能源汽車、精密機(jī)床等領(lǐng)域的陶瓷球，為全球市場(chǎng)提供品質(zhì)可靠的混合陶瓷球軸承產(chǎn)品及解決方案。

中國材料新秀與全球軸承巨頭的牽手，展現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)上下游協(xié)同創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)發(fā)展，把小物件做成大生意，進(jìn)入一個(gè)個(gè)全新賽道的沸騰場(chǎng)面。

“怎么抓住行業(yè)爆發(fā)期的紅利？一要有技術(shù)積累，二是產(chǎn)品要有高穩(wěn)定性、高可靠性、高精度，都要有保證。”楊厚萌說。

楊厚萌說的技術(shù)積累，就是往氮化硅陶瓷這個(gè)“一米寬、一公里深”的垂直細(xì)分領(lǐng)域鉆得更深，下面這些數(shù)據(jù)足以證明中材氮化物深厚的“內(nèi)功”：“十三五”以來，中材氮化物共承擔(dān)國家和地方重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目30余項(xiàng)；申請(qǐng)/授權(quán)中國發(fā)明專利項(xiàng)60余項(xiàng)；編制國際標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，國家標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。

正是這樣的技術(shù)積累，才使中材氮化物擁有強(qiáng)大的工程能力，游刃有余“轉(zhuǎn)戰(zhàn)”于航空航天、新能源汽車、機(jī)床、光伏、高鐵、生物醫(yī)療裝備等不同賽道，從一種技術(shù)的應(yīng)用方向切換到另外一個(gè)應(yīng)用方向。

這一點(diǎn)，正是淄博81家國家級(jí)專精特新“小巨人”的共同特質(zhì)，也是新質(zhì)生產(chǎn)力的典型特征，通過自身掌握的“獨(dú)門秘笈”，不斷地突破發(fā)展的天花板，往價(jià)值鏈高端快速攀升。

而楊厚萌說的產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性、精度，這是中國制造長期以來在上游材料領(lǐng)域的“痛點(diǎn)”。

沒有好材料，是造不出好的產(chǎn)品的。2016年，工信部、發(fā)改委等四部委發(fā)布《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，明確了在新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)用材料、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人材料、航空航天裝備材料、新能源汽車、核電、農(nóng)機(jī)裝備材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械材料等十個(gè)重點(diǎn)突破的領(lǐng)域。國家傾注大量資源，以國家力量建設(shè)20個(gè)國家新材料生產(chǎn)應(yīng)用示范平臺(tái)，從最基礎(chǔ)的原材料攻關(guān)，以提升這十大關(guān)鍵領(lǐng)域的整體水平。

這樣一場(chǎng)“強(qiáng)基之戰(zhàn)”，促使眾多像中材氮化物這樣的材料企業(yè)脫胎換骨，能力提升，沉降到一個(gè)個(gè)全新的著陸點(diǎn)。

工信部文件顯示，國內(nèi)新材料產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值2010年為0.65萬億，2015年增加至近2萬億。到了2023年1-9月，中國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值超過5萬億元，保持兩位數(shù)增長。

而淄博眾多像中材氮化物這樣的新材料企業(yè)，就在這樣的高增長中開辟屬于自己的新時(shí)代。

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