努力實現(xiàn)科技和產(chǎn)業(yè)“雙向奔赴”（科技視點·走近優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊）

彭壽(右一)在指導(dǎo)實驗。

中建材玻璃新材料研究總院供圖

熔融的玻璃液自由流淌到錫面上，均勻攤開，在拉邊機作用下慢慢變薄。退火冷卻后，經(jīng)過裁切，最終形成原板寬近2米、厚6毫米的質(zhì)量較好的玻璃……1971年9月，我國第一條浮法玻璃生產(chǎn)線建成投產(chǎn)。這種浮法玻璃工藝與英國“皮爾金頓浮法”、美國“匹茲堡浮法”齊名，成為全球三大浮法工藝之一。同年，100多名科研人員響應(yīng)國家號召，從北京南遷至安徽蚌埠，中建材玻璃新材料研究總院(原國家建材局蚌埠工業(yè)設(shè)計研究院)自此在這里扎根。

到了本世紀(jì)初，產(chǎn)業(yè)發(fā)展對玻璃材料的要求迅速提升。20多年來，中國工程院院士、中國建材集團(tuán)首席科學(xué)家，中建材玻璃新材料研究總院黨委書記、院長彭壽帶領(lǐng)團(tuán)隊錨定先進(jìn)玻璃材料“主賽道”，開展硅質(zhì)原料提純、玻璃成分及配方設(shè)計、新型熔化、超薄成型等一系列關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)、工程化與產(chǎn)業(yè)化，研制生產(chǎn)出眾多世界領(lǐng)先的玻璃新材料，實現(xiàn)全球高端玻璃技術(shù)工程與高端玻璃裝備占有率均超65%，讓中國浮法玻璃從追趕走向超越，推動中國建材集團(tuán)由傳統(tǒng)建材企業(yè)向無機非金屬材料原創(chuàng)技術(shù)策源地轉(zhuǎn)變。

一個信念

“一定要把中國的玻璃事業(yè)做上去”

走進(jìn)中建材玻璃新材料研究總院，能夠直觀真切地感受到玻璃的“無處不在”和“千變?nèi)f化”：廠房外墻上的玻璃，涂抹4微米厚的碲化鎘光電薄膜后，就變成可導(dǎo)電、可發(fā)電、可回收的半導(dǎo)體材料，完成光電轉(zhuǎn)換和電能供應(yīng)，實現(xiàn)“有光就有電”;實驗室里，30微米柔性可折疊玻璃彎折壽命突破100萬次，按照1天折疊100次計算，可供折疊屏手機使用超過27年;錐形瓶中盛放著中空的微米級玻璃粉體，粒徑為5至150微米，密度最低僅為水的1/10，成為深海探測裝置的關(guān)鍵浮力材料……

超薄電子玻璃、TFT—LCD(液晶顯示器)超薄浮法玻璃基板、30微米柔性可折疊玻璃、銅銦鎵硒發(fā)電玻璃、碲化鎘發(fā)電玻璃、疫苗用中性硼硅玻璃管、空心玻璃微珠……這些成果都來自中建材玻璃新材料研究總院。作為一家1953年成立的國家級科研院所，它既見證了我國玻璃工業(yè)的發(fā)展歷程，也承載著自主創(chuàng)新的重要使命。

上世紀(jì)80年代，我國玻璃產(chǎn)量首次實現(xiàn)世界第一。但此后很長一段時間，我國玻璃在技術(shù)和品質(zhì)方面與國際先進(jìn)水平存在差距，并且到了本世紀(jì)初，這種差距還有被進(jìn)一步拉大的風(fēng)險。中建材玻璃新材料研究總院首席專家張沖回憶：“當(dāng)時我國玻璃的產(chǎn)量比較大，但是像汽車玻璃原片、高等級建筑用玻璃都做不了。”

另一方面，隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)步，新的玻璃品種開始涌現(xiàn)，國民經(jīng)濟(jì)對高品質(zhì)玻璃材料的需求日益提升。“整個行業(yè)發(fā)生了顛覆性變化。”張沖舉例，“當(dāng)時，剛剛興起的太陽能發(fā)電電池需要玻璃，顯示產(chǎn)業(yè)由CRT(陰極射線顯像管技術(shù))向平板顯示轉(zhuǎn)換也需要玻璃，而這些高端玻璃基本被國外廠商壟斷。”

當(dāng)時作為國內(nèi)玻璃材料方面的重要研究機構(gòu)，中建材玻璃新材料研究總院只能進(jìn)行一些普通浮法玻璃生產(chǎn)線設(shè)計，在高端玻璃領(lǐng)域基本上是“一張白紙”。面對轉(zhuǎn)型要求，必須瞄準(zhǔn)新興領(lǐng)域，做高品質(zhì)的玻璃。

這是一個必須“跳高”才能夠得著的目標(biāo)。院里不少人心有疑慮：“研發(fā)、工程進(jìn)行轉(zhuǎn)移缺乏基礎(chǔ)”“新品種根本就沒設(shè)計過”“人才、裝備底子太薄”……彭壽就任院長后瞄準(zhǔn)目標(biāo)、毫不動搖：“沒有資源我們?nèi)フ遥瑳]有人才我們自己培養(yǎng)。但是大家要堅定信心，一定要把中國的玻璃事業(yè)做上去。”

在這個目標(biāo)的牽引下，中建材玻璃新材料研究總院招聘規(guī)模一下擴(kuò)大了幾倍，給研發(fā)人員提供可與北京、上海比肩的薪資待遇;同時開始籌劃建設(shè)國家重點實驗室，積極承擔(dān)各級課題任務(wù)。但是大家深知，要想把技術(shù)“跑通”，還是要靠項目帶動，經(jīng)受市場的檢驗。

三次跨越

每一步都充滿挑戰(zhàn)

長期以來，我國高端浮法玻璃一直依賴進(jìn)口。中建材玻璃新材料研究總院充分發(fā)揮科研開發(fā)以及工程化、產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢，在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用上進(jìn)行攻關(guān)，提出了浮法玻璃微缺陷控制、低能耗制備新方法，成功開發(fā)出世界最大規(guī)模日熔化量1200噸的玻璃生產(chǎn)線核心技術(shù)與成套裝備，讓我國第一次用自己的工藝生產(chǎn)出滿足汽車和高等級建筑需求的玻璃。

經(jīng)過持續(xù)攻關(guān)，中建材玻璃新材料研究總院的裝備、技術(shù)和管理水平得到了極大提升，很快奠定了自身的市場地位，并為福耀集團(tuán)等知名企業(yè)提供了汽車玻璃原片核心技術(shù)與成套裝備。

太陽能事業(yè)同時也是玻璃事業(yè)。當(dāng)時，太陽能多晶硅電池開始出現(xiàn)，中建材玻璃新材料研究總院在廣東東莞建設(shè)我國第一條光伏玻璃生產(chǎn)線。

玻璃性能的不同，使得研制生產(chǎn)幾乎又要“從頭開始”。玻璃液的黏度跟以前不一樣，鐵含量低，玻璃透光率高，原來設(shè)計的一套東西就難以適應(yīng)。經(jīng)常是原料投不進(jìn)去，熔化后又到處都是玻璃液，板拉出來質(zhì)量沒有保證，每一步都充滿挑戰(zhàn)。

當(dāng)時國外已有比較成熟的工藝，但國內(nèi)才剛剛起步。面對壓力，中建材玻璃新材料研究總院創(chuàng)新性地開發(fā)出了更具前景的工藝路線。東莞產(chǎn)線建成投產(chǎn)后，又經(jīng)過多次迭代，團(tuán)隊建成了全球首條日熔化量1200噸光伏玻璃生產(chǎn)線，推動我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

幾年間，中建材玻璃新材料研究總院的年銷售額增長至上百億元。實力壯大起來，“研發(fā)、工程化、產(chǎn)業(yè)化”也形成了良性循環(huán)。但團(tuán)隊并沒有止步，這一次，他們的目光瞄向了性能要求更苛刻、生產(chǎn)技術(shù)更復(fù)雜、工藝難度更高的顯示玻璃，并且決心用中國自己的浮法工藝來生產(chǎn)。

起步晚，沒有經(jīng)驗可以借鑒，團(tuán)隊又一次開始了艱辛而漫長的攻關(guān)歷程：2014年，0.33毫米;2016年，0.15毫米;2018年，0.12毫米，這也是當(dāng)時世界上最薄的觸控玻璃……在超薄電子觸控玻璃領(lǐng)域不斷突破，團(tuán)隊將中國浮法工藝再次帶到了產(chǎn)業(yè)前沿。短短4年，他們在國際市場的份額就增長到40%。

面對顯示玻璃由厚到薄、由小到大、由薄到柔、由有到精的發(fā)展趨勢，團(tuán)隊意識到，要想真正取得顯示玻璃領(lǐng)域的“話語權(quán)”，高世代TFT—LCD玻璃基板是必須攻克的技術(shù)難關(guān)。

作為液晶面板上游的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料，高世代TFT—LCD玻璃基板核心技術(shù)及其市場長期被國外公司壟斷。面對這條最有發(fā)展?jié)摿σ彩亲钇D難的新賽道，團(tuán)隊全力以赴、分秒必爭，要的是盡可能在最短的時間內(nèi)趕超世界先進(jìn)水平。

高世代TFT—LCD玻璃基板科技攻關(guān)的過程就是與顆粒“戰(zhàn)斗”的過程。所謂顆粒，指的是玻璃表面2至10微米的極微缺陷。產(chǎn)品剛下線時，每片玻璃的顆粒多達(dá)上萬個。團(tuán)隊在幾十個參數(shù)變量中，尋求多個參數(shù)的匹配。他們早上討論工藝和參數(shù)，夜里出結(jié)果，每天分析、總結(jié)參數(shù)變化，尋找規(guī)律、提出對策建議，進(jìn)行改善，再分析下步如何走，最終硬是將每片玻璃的顆粒數(shù)量降到40個以內(nèi)。

2019年8月，我國首條8.5代TFT—LCD玻璃基板生產(chǎn)線在蚌埠一次性引板成功，項目也由烤窯升溫、聯(lián)動調(diào)試階段正式轉(zhuǎn)入試生產(chǎn)階段，為產(chǎn)品批量下線奠定了堅實基礎(chǔ)。自此，我國成為全球為數(shù)不多掌握高世代TFT—LCD玻璃基板生產(chǎn)技術(shù)的國家之一。

三鏈融合

讓科技和產(chǎn)業(yè)“雙向奔赴”

多年來，團(tuán)隊規(guī)模越來越大，產(chǎn)值、營收不斷提升，但中建材玻璃新材料研究總院仍然在玻璃領(lǐng)域保持著專注。在浮法玻璃新技術(shù)國家重點實驗室副主任曹欣看來，深厚積累和有序傳承始終是這個團(tuán)隊的特色，正是有了長期的沉淀，才能不斷延長研究鏈條、拓展研究覆蓋面。

中建材玻璃新材料研究總院還堅持面向產(chǎn)業(yè)優(yōu)化浮法工藝，讓科技和產(chǎn)業(yè)“雙向奔赴”。“材料是產(chǎn)業(yè)的重要支撐，材料只有面向產(chǎn)業(yè)、與下游產(chǎn)業(yè)‘適配’，才能不斷迭代優(yōu)化，越做越好。”曹欣說，該院通過構(gòu)建創(chuàng)新鏈、工程鏈、產(chǎn)業(yè)鏈“三鏈融合”新模式，有效支撐了信息顯示、新能源、半導(dǎo)體和高端裝備等領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)玻璃材料的需求。

在中建材玻璃新材料研究總院，科研人員既可以選擇從事應(yīng)用基礎(chǔ)研究，也可以承擔(dān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化任務(wù)。“我們建立了分門別類的考核評價體系，允許雙向選擇。”曹欣說，“對于偏基礎(chǔ)的研究，我們設(shè)置了階段性和連續(xù)性的考核標(biāo)準(zhǔn)，給予自由度，鼓勵‘試錯’;在成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化方面，我們也有諸如‘生產(chǎn)線要拉起來’‘哪些指標(biāo)要驗證通過’等標(biāo)準(zhǔn)。此外，我們還推出了項目跟投、超額利潤分紅等新措施，來鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)造。”

玻璃是典型的熱工生產(chǎn)過程，貿(mào)然停工會造成很大損失。因此，玻璃生產(chǎn)線經(jīng)常需要“連軸轉(zhuǎn)”。這也是中建材玻璃新材料研究總院科研人員多年來的工作狀態(tài)。“我們保持科學(xué)探索的興趣和好奇心，坐得住‘冷板凳’，多問幾個‘為什么’。”6年前，在重點實驗室做基礎(chǔ)研究的朱明柳轉(zhuǎn)崗到8.5代TFT—LCD玻璃基板生產(chǎn)一線，在攻關(guān)過程中眼鏡甚至被烤化了兩副。

“跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的交叉融合成為材料研究和創(chuàng)新的重要趨勢，不斷催生新的學(xué)科前沿、科技領(lǐng)域和創(chuàng)新形態(tài)。”彭壽表示，“現(xiàn)有的團(tuán)隊要不斷提升壯大，不斷適應(yīng)深化與信息科學(xué)、能源科學(xué)、生命科學(xué)、空間科學(xué)等領(lǐng)域的交叉創(chuàng)新，開展前沿技術(shù)探索，為集成電路、顯示技術(shù)、智慧醫(yī)療、空間科技等未來科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支撐。”

本報記者 谷業(yè)凱