以实现玻璃新材料科技自立自强为目标的 核心技术攻关和成果转化体系管理

中建材玻璃新材料研究院集团有限公司(原国家建材局蚌埠玻璃工业设计研究院,以下简称“中研院”)是国务院国资委管理的中央企业——中国建材集团有限公司三级企业。近年来,中研院以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,以实现玻璃新材料科技自立自强为目标,大力实施创新驱动发展战略,聚焦突破玻璃新材料关键核心技术和科技前沿,深入实施关键技术协同攻关与成果转化,打造了自主可控、安全可靠、竞争力强的现代化产业体系,使中国玻璃新材料产业从“跟跑”“并跑”走向“领跑”,创新团队被党中央国务院授予“国家卓越工程师团队奖”。

以实现玻璃新材料科技自立自强为目标的核心技术攻关和成果转化体系管理的背景

习近平总书记强调,新材料产业是战略性、基础性产业,也是高技术竞争的关键领域。作为国民经济不可或缺的基础原材料,玻璃新材料在玻璃基础上赋予了光电、电磁、半导体、生物、光学、耐辐射等新功能,具有广泛的应用前景,但其中高世代TFT-LCD玻璃、中性硼硅药用玻璃、智能设备用玻璃等高端产品及部分关键核心技术等仍被国外掌握,因此聚焦“卡脖子”关键核心技术攻关,对于推动玻璃新材料战略性新兴产业融合集群发展,确保产业链供应链安全,不断提升中国玻璃新材料行业国际地位,具有十分重要的意义。

但在推动玻璃新材料突破发展过程中,与世界一流对标,还存在一些问题和差距:一是协同创新有待加强,行业内研发、生产、应用单位联合松散,行业关键核心技术和前沿技术研发进展缓慢,制约玻璃新材料产业创新发展;二是基础研究不足,投入占比较低,玻璃新材料研发以跟踪式研发为主,信息显示、生物医用等新兴产业所需的具备新特性、新功能的玻璃新材料成为行业发展的短板;三是科技成果转化效率亟待提升,玻璃新材料核心装备及工艺国产化替代与应用规模有待加快,科技成果转化应用存在不足,需要深化创新体制机制改革。

作为具有70余年历史的玻璃行业国家级科研院所,中研院牢记习近平总书记对玻璃新材料的“领跑”嘱托,落实中国建材集团发展战略,落实玻璃新材料“3+1”战略布局,发挥玻璃新材料“原创技术策源地”作用,通过有效融合创新要素,注重关键核心技术攻关与成果转化,打通工程化、产业化路径,打造世界一流玻璃新材料产业新高地。

以实现玻璃新材料科技自立自强为目标的核心技术攻关和成果转化体系管理的主要做法

(一)开展顶层设计,明确总体思路

中研院坚持以实现玻璃新材料产业科技自立自强为目标的总体思路,大力实施创新驱动发展战略,聚焦玻璃新材料和应用材料关键核心技术和科技前沿领域,以技术创新、管理创新和体制创新为支撑,加强技术创新体系建设,加大科技研发投入与人才培养,创造性开展产业协同创新,推进各类创新资源深度融合和有效利用,凝聚玻璃新材料内外创新合力,建立核心技术攻关和成果转化体系(见图1)。

(二)汇聚创新资源,搭建协同平台

中研院建成玻璃行业首个国家重点实验室——浮法玻璃新技术国家重点实验室,以中国工程院院士为实验室主任,全面负责实验室的工作。开展遍布全球的研发基地建设,包括国家玻璃新材料创新中心、AGM工业互联网双跨平台、玻璃工业节能技术国家地方联合工程研究中心、硅基材料安徽省实验室、硅基新材料安徽省制造业创新中心等国际、国家和省部级研发平台40余个。其中,中研院牵头建设“十四五”首批国家制造业创新中心——国家玻璃新材料创新中心,重点围绕信息显示玻璃、新能源玻璃、特种玻璃、节能低碳玻璃四大方向,开展关键共性技术攻关、产业孵化及行业公共服务,采用“公司+联盟”方式运营,形成股东单位、联盟单位、行业及上下游应用企业齐聚的开放式“产学研用金”创新发展生态。

(三)推进产学研协作技术攻关

依托平台优势开展产学研合作攻关。以浮法玻璃新技术国家重点实验室为核心研发平台,建设完善玻璃镀膜技术研究中心、玻璃深加工工程中心、光电应用技术研究中心等研究平台,联合知名高校院所、行业优势企业开展协同创新,开发出的液晶玻璃基板专有生产工艺技术和装备达到国际先进水平,成立合资公司成功量产4.5TFT-LCD玻璃基板,打破国外的技术封锁,产品占据全国80%市场,并出口到台湾等地区,在全球市场中占据一席之地。合作完成高世代电子玻璃基板和盖板核心技术开发及产业化示范,并建设了国内首条具有自主知识产权的8.5TFT-LCD示范线。

实施联合协同关键技术攻关。打造新能源材料研发平台,通过引进核心技术及专利、开展集成创新,生产出铜铟镓硒薄膜太阳能全尺寸冠军组件,创造工业化生产太阳能电池组件的世界纪录,实现了铜铟镓硒薄膜太阳能电池技术的国产化。研发药用中性硼硅玻璃技术及成套装备,产品性能指标高于国家标准,达到国际先进水平。

开展国际科研交流合作。有效整合国际国内资源,每年组织10余次学术交流和技术讲座,与美国宾夕法尼亚大学、伦斯勒理工学院、丹麦奥尔堡大学等高校开展技术交流。通过与科研院所及企业开展人员互访、学术交流和项目合作计划,有力推动新材料技术国际化合作。

(四)实现玻璃新材料产业科技与装备跨越式发展

首创全球领先柔性可折叠玻璃。联合上下游生产企业首创柔性可折叠玻璃成套技术与装备,解决柔性可折叠玻璃加工过程中极易破损和产生外观不良等多项技术难题并实现产业化,量产30-70微米厚度的主流规格超薄柔性玻璃,广泛用于智能手机、平板电脑、智能穿戴、柔性显示等信息显示领域。形成了拥有自主知识产权的国内唯一、国际首创覆盖“高强玻璃—极薄薄化—高精度加工—柔性贴合”的全国产化UTG产业链。

填补超薄玻璃基板工艺空白。利用已有4.5TFT-LCD玻璃基板的技术基础,牵头承担国家重点研发计划“G8.5电子玻璃基板工程化技术优化集成和生产技术攻关”,经过3年多持续攻关,先后攻克能够同时满足理化和工艺性能的玻璃基板化学组成与配方,开发出具有自主知识产权G8.5高世代TFT电子玻璃基板,创新掌握具有中国特色的铂金流道超薄浮法新工艺,实现窑炉、锡槽、退火窑等关键装备的国产化开发,实现高世代 TFT-LCD玻璃基板“零”的突破,成为继美日之后全球第三个掌握高世代TFT-LCD玻璃基板生产技术的国家。

开发玻璃新材料核心装备及工艺。加快玻璃生产装备国产化替代应用,开发出全新结构的“全等宽、宽窑池、台阶池底”新型玻璃熔窑,有效提升玻璃液的熔化质量并降低能耗,达到国际先进水平,在国内外高端浮法玻璃技术市场占有率达到80%以上。首创光伏玻璃成形新方法,攻克超白化、一窑多线成形等核心技术难题,与国外技术相比,良品率提高20%以上、综合能耗降低29.76%、投资成本降低40%,实现中国微铁高透过率玻璃技术和产业从无到有,达到国际领先水平。

(五)推动玻璃新材料产业化发展

优化玻璃新材料产业化发展布局。大力推动玻璃新材料产业化发展,打造玻璃新材料产业集群,形成完整的玻璃新材料应用基础研究—工程化技术研究—产业化成果转化的创新体系。妥善选择区域布局,以地方政府对产业的支持和产业链上下游配套厂商的选址为出发点,积极争取更多政策支持,同时靠近用户,提供优质高效服务。

推进科技成果产品示范应用。建设“世界单体规模最大薄膜光伏建筑一体化应用示范项目”,利用自主研发的铜铟镓硒和碲化镉发电玻璃取代大部分外墙材料和屋顶材料,根据厂房墙面和屋顶的结构、安装方式、施工及运维等方面进行一体化同步设计,采用“自发自用、余电上网”模式,大幅降低工业能耗指标,降低建筑屋顶的维修费用和用电成本、延长防水层寿命,实现建筑从“高能耗向低能耗、正能耗”转变。

实施重大成套装备国产化替代。全面推进玻璃技术与装备的工程化和产业化国产化替代应用,采用自主研发的成套技术装备建成148条高品质浮法玻璃生产线,国内市场占有率达80%以上;建成52条光伏玻璃生产线,全球市场占有率达70%以上。在基本完成国产化替代的基础上,积极推动中国玻璃技术和装备走向世界,共向17个国家出口32条高品质玻璃生产线。

建立产业化发展运营新模式。以项目公司的形式对科技成果转化进行产业化运作,注册成立独立经营、自负盈亏的经营实体。项目公司采用股份制合资经营,引进战略投资人,激励创新团队持股。中研院领导和相关技术人员进入产业化公司的董事会兼职,实现对公司有效管控;指派技术负责人,整体负责产业化项目的建设和运营,聘请或选派专业的经营团队和核心技术人员负责公司运营。

推行产学研一体产业化生产。瞄准产业化需求,构建产学研的技术、工艺、装备和系统,在产业化过程中进行验证,将产业化过程中出现的问题,又反馈到研发部门进行技术改进和更新,促进产业化过程中精细化管理和技术、装备创新,不断促进技术迭代升级。

(六)健全技术攻关与成果转化保障机制

建设科技研发投入长效机制。多措并举筹措科技经费,引导全社会多渠道、多形式和多层次的科技投入,形成以科研立项为主线的多元化科技投入机制,即以政府投入为引导、企业投入为主体、金融信贷为支撑、社会投入为补充的科技投入融资体系,“十三五”以来科研经费投入同比增长20%以上。

建立多元化的基金合作机制。开展多元化金融支撑机制建设。以孵化功能及创新创业投资基金为基础,联合股东单位和联盟单位金融企业,为行业提供产业股权投资、辅助融资等金融服务,缓冲行业企业特别是初创高科技企业的筹资压力和资金成本,以资金链支撑行业关键技术快速商业化,重点支撑中心关键技术成果以及对行业升级具有重大作用的技术成果转化项目。

完善价值导向激励保障措施。建立以人才资本价值实现为导向的分配激励机制。一是研发项目实行项目经理负责制,每年组织优秀科技成果评选奖励,充分调动研发人员创新创造的积极性主动性;二是建立科技成果转化收益分配和激励机制,以技术转让或者许可方式转化科技成果的,从技术转让或者许可所取得的净收入中提取一定比例用于奖励;三是采用股份形式推动技术成果转化,技术成果作价出资设立公司或者开展股权投资时,从该科技成果入股时作价所得股份中提取一定比例用于奖励;四是实施研发团队持股,推进国有企业混合所有制改革试点。

构建高水平人才培养发展体系。实施人才引进与培养相结合的战略举措。一是实施导师制培养,筛选富有经验和技能的资深管理者或者专业人员作为新进青年技术人员的导师;二是建立联合培养机制,与具有优势的高等院校及科研院所建立合作培养方案,选派中青年科技人员继续深造;三是搭建培养平台,依托联合实验室、院士工作站、博士后流动站等平台,配套提供灵活的项目管理和绩效管理机制,吸引、聚合、培育高水平专业人才;四是创新对外交流人才培养模式,让科技骨干走出国门,通过进修访问考察以及开展合作研究、学术交流等途径,培养一批国际化人才。

以实现玻璃新材料科技自立自强为目标的核心技术攻关和成果转化体系管理的成效

关键核心技术攻关取得新突破。中研院通过玻璃新材料技术研究、产学研协同、产业化发展、示范应用,成为国内唯一一家掌握超薄触控玻璃、柔性可折叠玻璃、TFT-LCD玻璃基板等主要显示玻璃核心技术的企业,创造了国内外玻璃新材料领域多项第一,形成具有自主知识产权玻璃新材料“中国首创、世界第一”的创新成果并成功实施产业化。

产业链供应链保障取得新进展。中研院通过开展玻璃新材料国际领先技术攻关,科技研发投入年均增长超过10%,科技成果转化率达到60%以上,推动科技成果成功转化50余项,打通了科技成果转换产业化的“最后一公里”,培育了玻璃新材料产业化公司20多个。建成了世界最大规模的1200吨级高品质浮法玻璃生产线,满足了国内市场对高品质浮法玻璃的需求,累计创造利润100亿元,推动了中国玻璃技术和装备走向世界。组织实施美国福耀、韩国现代、印度HNG、印尼ARB、伊朗ARDAKAN等大型成套工程,创汇30多亿美元。

企业改革发展取得新成效。中研院通过以实现玻璃新材料科技自立自强为目标的核心技术攻关和成果转化体系管理,由单一设计模式的科研院所转变为掌握玻璃新材料核心技术的高科技企业集团。累计授权专利1700余件,其中国际专利197件,发明专利282件;主持或参与制定标准共计113项,其中国家标准27项,行业标准76项,团体标准10项,内容涉及新兴产业的多个领域。获得国家技术发明二等奖1项,国家科技进步一等奖1项、二等奖3项,中国工业大奖1项,首届行业唯一师昌绪新材料技术奖,省部级科技进步奖90余项。与企业改制之初相比,主要经济指标实现三位数以上增长,2023年中研院集团总资产达到435.82亿元,同比增长229倍,营业收入163.05亿元,同比增长330倍,利润总额7.46亿元,实现增长达2202倍。

(文章来源:中建材玻璃新材料研究院

集团有限公司)