成功研发“纤维之王”生产工艺芯片关键原料实现突破

中国平煤神马集团实现两项关键技术重大突破

2022年11月26日，中国平煤神马集团万吨级对位芳纶项目将启动一期装置建设，一举实现该集团近20年的夙愿，该项目对标世界一流，为国内最先进工艺，推动我国对位芳纶材料产业实现新发展。

同日，该集团500吨/年硅材料项目一期投产，首批区熔级多晶硅棒（芯片关键材料）将下线，突破了区熔级多晶硅和生产设备两项“卡脖子”技术，打破了产品依赖进口的局面，将进一步推动我国半导体产业链强“芯”健体，保障国家芯片安全。

两项关键核心技术先后突破并快速产业化，是一代又一代中国平煤神马人接续继承和发扬吃苦耐劳、自力更生、艰苦奋斗精神，加快实施创新驱动发展战略，集聚力量进行原创性引领性科技攻关，加快实现高水平科技自立自强的生动写照。

科技创新是推动时代进步、催生发展动能的关键力量。中国平煤神马集团主动融入科技和产业发展大势，把科技创新摆在高质量转型发展的核心位置，集中各类资源，建机制、搭平台、抓攻关、育人才，加快构筑一流创新平台、打造人才集聚高地，努力把科技创新这一“关键变量”转化为高质量发展的“最大增量”。

围绕国家战略需求

自主创新攻下关键核心技术

“煤基-硅材料”产业链是中国平煤神马集团创新进行延链补链强链的一项重大成果，即“煤—焦炭—煤气—工业氢气（高纯氢气）—高纯硅烷气—太阳能光伏、半导体硅材料”产业链条，实现了从煤到太阳能光伏、半导体硅材料的产业链的延伸。

电子级（区熔级）多晶硅是制备集成电路的关键基础材料，是国家集成电路的原材料，主要运用在电子产品和芯片中。区熔级多晶硅是电子级多晶硅的高端产品，但生产技术一直由美、德等发达国家掌握，是一项需求无替代、自主研发难度大的“卡脖子”技术。近几年国家将区熔级多晶硅列为重点扶持的战略性新兴产业，实施政策激励与财政支持。

2012年，该集团旗下的河南硅烷科技股份有限公司启动硅烷气科研项目，以完全自主知识产权打破国外技术封锁，生产出高纯硅烷气，并成为国内半导体、光伏行业主要供应商。2016年，利用自身的硅烷产品质量优势及技术人才优势，该公司勇敢向着中国区熔级多晶硅“无人区”坚定迈进，致力打造原创技术的策源地。

从“零”出发，历经近6年潜心研究，该公司科研团队积累了大量的技术参数，突破了技术、设备、工艺等关键“障碍”，形成了自主工业化量产核心技术，硅烷转化率达99%以上。

“该工艺技术具有工艺路线短、反应温度低、多晶棒结晶致密，产品纯度高、无污染、产品易一次区熔成晶、产品稳定性和质量较好等特点。”硅烷科技公司董事长孟国均介绍，公司研发的样品在下游客户试用效果良好，已经形成了较为成熟的区熔级多晶硅生产工艺，同时锻炼了一批科研人才，培训出了一批多晶硅装置操作团队，为区熔级多晶硅产业化建设打下坚实基础。

17年，无论对个人抑或是企业，都面临着很多路口与抉择。中国平煤神马集团的选择是：紧紧围绕国家战略需求，坚持干难的事，坚持干有利于创新的事，以咬定青山不放松的精神攻下对位芳纶生产技术，对位芳纶产业化达到国际标准。

对位芳纶被誉为“纤维之王”，与碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维并称为世界三大高性能纤维，是不折不扣的“国之重器”。上世纪60年代，美国成功开发出对位芳纶产品。随后几十年间，对位芳纶的生产技术一直掌握在美国、日本、韩国等个别国家的少数几家企业手中。国内许多高校、科研院所、企业也投入了大量资源开展研究，虽然也有所突破，但迟迟突破不了工业化生产。

为了实现自主生产，国家大力支持对位芳纶的研制和产业化，将其列入国家“863”计划。国务院出台了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，明确提出要重点发展芳纶等高性能纤维及其复合材料。“十二五”国家战略性新兴产业发展规划中，明确提出积极开展芳纶开发及其产业化。

“国家需要什么，我们就研究什么、生产什么！”2005年，在国内尼龙化工和帘子布生产领域占据领先地位的神马集团（后并入中国平煤神马集团）启动对位芳纶的研发，一批科技精英和生产骨干汇聚在一起，开始了长达17年的坎坷求索。“没有任何技术参考，一切从零开始，全靠反复试验摸索可行的办法。”一位科研人员说。

一遍遍试验、总结、改进，再试验，中国平煤神马集团先后完成了500吨/年聚合装置及相配套的溶剂回收装置、100吨/年纺丝装置的建设，成功打通生产流程，生产出了20克/旦级以上的芳纶纤维样品，并攻破螺杆连续生产树脂技术，自主开发了对位芳纶树脂螺杆挤出机，极大提升了树脂质量……

创新之路注定是不平坦的。随后多年，芳纶中试装置一直没有很好地解决设备运行不稳定、产品指标频繁波动的问题，团队的信心也受到了很大的影响。

志不强者智不达。关键时刻，中国平煤神马集团领导总是在无条件支持着课题组。尤其是近几年来，该集团党委主要负责同志经常深入试验现场，与工作人员及有关专家交流，鼓励大家坚定信心、保持定力，瞄准行业一流标准，加大创新力度，稳定生产流程。

在该集团党委的热情鼓励和科研政策的强力支持下，研发人员斗志昂扬、干劲十足。今年起，课题组把研发课题明确划分为聚合、纺丝、控制系统、质量评价等十几项子课题，引入OKR（目标与关键成果法）管理模式，分别任命子课题长进行强力攻关。

“如果把对位芳纶工业化生产关键技术比作木桶，那么原料、工艺、设备、自动化、过程及质量分析等就像组成木桶的一块块木板，任何一方面短缺都不行。”河南神马芳纶技术开发有限公司总经理孙浩杰说。课题组开展了百余次试验，解决400多项技术难题，形成20余个成熟的工艺技术方案，取得一系列重大突破——

两条纺丝试验线先后实现连续纺丝，跨越成纤率、毛丝率、A级品率三个大台阶；系统掌握了差异化芳纶纤维生产技术；编制了拥有自主知识产权的成套技术包……

千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。2022年10月25日，中国平煤神马集团正式宣布对位芳纶研发成功，产品性能指标达到国内先进水平，已经具备产业化的各项条件。

优化科技创新生态

激发内生动力催生创新活力

从暗中摸索到试验成功，再到工业生产，中国平煤神马集团缘何在对位芳纶、区熔级多晶硅的攻关和转化上，一路披荆斩棘、凯歌高奏？

回顾艰辛历程，该集团科技创新管理部总监范新川用了“三个全靠”来概括：“全靠技术人员的不懈坚持，全靠集团的大力支持，全靠大家产业报国的使命感和责任感。”

在芳纶技术开发公司，51岁的机械动力部副部长梁海军夜以继日扑在项目上，大到控制系统，小到螺栓螺母，都细致入微、明察秋毫；纺丝卷绕工徐建忠手部患有关节炎，纺丝开车接触冷水时肿胀得难以弯曲，仍不下火线；检修班长杨胜腰椎间盘突出，带领职工日夜奋战……

在硅烷科技公司，董事长孟国均为了确保核心设备改造万无一失，日夜兼程赶到厂家商讨改造难题，“连轴转”的他饭也顾不上吃，最终累得胃出血，直至确定完设备改造方案、定下交货时间，才到医院就医；为了维护系统稳定正常运行，50多岁的技术中心副主任李金生经常住在实验室，他的爱人为了更好地照顾他，硬是把家搬进了单位狭小的职工宿舍，一住就是4年……

正是得益于这群“把项目视为自己孩子”的可敬的人，正是得益于全体职工开拓进取、勇于攀登，自力更生、克难攻坚，锲而不舍、久久为功，淡泊名利、无私奉献，一个个具有战略性全局性前瞻性的重大科技项目才得以突破，为国家加快实现高水平科技自立自强交出高分答卷。

对位芳纶生产技术攻坚瓶颈期，该集团党委多次鼓励研发团队要耐得住寂寞、经得起考验、熬得住低谷，并承诺集团攻关的决心不动摇、投入不降低。好消息传来，该集团党委立即决定，对对位芳纶和区熔级多晶硅的研发团队分别给予100万元奖励。

在中国平煤神马集团，重奖科技创新不是新鲜事儿。今年5月30日，第六个“全国科技工作者日”当天，该集团召开2022年度科技创新大会，拿出超3000万元重奖科技进步和管理创新成果，以及作出突出贡献的先进集体和个人。

“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。只有把关键核心技术掌握在自己手中，才能从根本上保障企业的长远发展。”中国平煤神马集团总经理杜波说。该集团充分认识科技创新的重要性，不惜代价鼓励科技研发，通过加大投入、科技奖补、效益分红、股权期权等方式，让科研人员多劳多得、得实惠有地位。

2021年，中国平煤神马集团下达企业重点以上课题84项、总资金16.56亿元，带动基层各单位开展专项课题研发360多项，投入研发资金30亿元，有力地加快了产业化研究步伐，推动产业链、产品链、价值链向中高端迈进。

投入力度只是重视程度的表现之一。该集团出台《新时代科技创新体系建设安排意见》，创造性提出“六个一批”创新战略构想，即：建设一批战略引领型项目、培育一批科技创新共享型孵化企业、研发一批重大科技攻关课题、建成一批产品研发型全流程重点实验室、搭建一批产学研合作交流平台、培养一批高层次科技创新人才，构建新时代企业科技创新体系的四梁八柱。

“集团党委明确科技创新要面向行业技术前沿、面向安全生产经营现实需要、面向高质量发展实际需求、面向国有企业责任担当。”中国平煤神马集团党委常委、常务副总经理张建国说。该集团党委站在对创新负责、为创新担当的高度，勇于打破制约创新的条条框框，大胆探索创新管理新路，突破性提出并大力推进科技创新“五项特别规定”，为科技创新工作提供全方位政策保障，全力做到“课题上的事课题长说了算，课题外的事集团帮着办”。

“五项特别规定”即针对集团重大、板块重点科研项目，实行项目承诺制、科研资金按需投入、科研人才配置及薪酬不设上限、科研设备采购绿色通道、科研项目课题长负责制，宽容失败，奖励过程，充分激发创新潜能。

人才是科技创新的第一资源。在两个项目的研发过程中，该集团抽调一批优秀科技人员加强课题组研发力量。“其中，芳纶技术开发公司在集团科创平台的基础上，引进长春应化所和平顶山学院等外部科研机构和高等院校，充分利用其专长，科学系统地突破技术壁垒。”该集团科技创新管理部总监范新川说。

一系列政策的支持下，中国平煤神马集团的重大科研攻关承载能力不断提升，并牵头组建了全省首批建设的10家产业研究院之一——河南省尼龙新材料产业研究院，打通了“产学研用”通道的关键一环，也彰显了其纵深推进“六个一批”取得的成果。

据不完全统计，中国平煤神马集团科研投入达到主营业务收入的2%，所属高新技术企业达3%以上；拥有高新技术企业28家，省部级及以上创新型企业和创新平台50家；规上工业企业研发活动覆盖率达100%，科研成果内部转化率达到95%；己二腈、氨基己腈、石墨烯导热膜、井下降温、煤层气开发、全钒液流电池等，部分细分领域和关键环节实现“0到1”的突破，呈现出核心技术、拳头产品、卓著品牌竞相涌现的良好局面；2018年以来累计荣获国家、省部行业级科技进步奖127项，授权专利等知识产权1600项，2021年企业科技创新综合绩效稳居全省国企首位。

创新驱动高速成长

面向未来擘画产业发展蓝图

科技成果只有与产业牵手，才能“跃出纸面”“落地生金”。如何快速把科技成果转化应用，也始终是中国平煤神马集团的关注点着力点。在技术即将突破之际，该集团就已经着手编制产业发展规划，准备启动工业化生产装置的建设。

为尽快实现区熔级多晶硅技术、设备、产品全国产化，硅烷科技公司立足自身优势，果断决策，边研发边生产，加速成果转化。2021年，该公司启动500吨/年半导体硅材料项目（一期工程）建设，仅用6个月时间即实现产业化项目机械竣工，并于今年10月28日试生产一次开车成功。目前，首炉产业化的区熔级多晶硅棒出炉下线，“河南材料”“河南技术”“河南创造”，成功展示在世界面前。

下一步，硅烷科技公司将进一步提升创新水平，站稳芯片硅材料领域领军位置，努力打造全省乃至全国最重要的高端硅材料生产基地。

与此同时，10月26日，在对位芳纶项目打通全部工艺流程，并实现全线连续稳定运行的第二天，该集团党委书记、董事长李毛便来到芳纶技术开发公司。“对位芳纶研发的成功，不仅表明我们攻克了尖端技术，开辟了新的赛道，更昭示了集团科研人员锲而不舍、坚韧不拔的精神。我们不仅要转化好这项成果，还要传承好这种精神，继续发挥科技创新对于集团高质量发展的引领作用！”李毛说。

“我们已经在中国尼龙城储备了近300亩土地，用于高端对位芳纶一期项目建设，并为后续扩大规模和发展下游产业预留了用地。项目启动，就立刻进入冲刺建设阶段，预计两年建成投产。一期项目建成投产后，随即启动二期项目建设，尽快达到万吨级产能规模。”神马股份总经理仵晓介绍。

按照瞄准打造绿色创新领先的世界一流“材”“能”企业目标，中国平煤神马集团在建设万吨级对位芳纶项目的同时，还计划建设对位芳纶全流程实验及中试基地，在芳纶系列纤维、下游制品两个领域投入科研力量，打造中国高端对位芳纶研发中心。

此外，该集团还规划建设了对位芳纶产业生态体系，生产不同规格的长丝、短纤、浆粕、纱线等产品，充分结合集团在煤炭开采、纤维、工程塑料、新能源新材料等方面的产业链优势，根据自身在芳纶产品方面积累的经验，积极支持下游企业开发防护、光纤补强、摩擦制动、电池隔膜、绳缆制品，以及芳纶纸等特种材料，打造国内规模最大、品种最全、质量最优的对位纤维及制品生产基地，推进企业高质量转型发展，让芳纶产业成为集团高质量发展的一张名片，成为河南省科技创新发展的典型示范，成为国家高性能复合纤维的产业基地。

“抓住了创新，就抓住了牵动高质量发展全局的‘牛鼻子’。下一步，我们要着重在重构体制机制上下功夫，既要坚持全面系统的观点，又要抓住龙头带动、高端平台、创新转化、一流课题、人才引育等关键，加快构建以国家战略+转型方向为牵引，以灵活机制为支撑，以‘六个一批’为抓手，以产销学研用一体化协同为依托，以实现高水平科技自立自强为目标的新时代集团创新体系，围绕国家提出的‘四个面向’，聚焦行业技术前沿、生产经营需求、转型发展高质量、国企责任担当，创出一批一流产品，靠产品支撑竞争力，打造世界一流企业。”李毛说。

承载着锲而不舍、勇于突破的创新精神和“产业报国”的初心，中国平煤神马集团将立足于未来，依靠创新在国防事业及国计民生重要领域绽放出更加夺目的光彩。