方大集团成都炭素等静压石墨的全球之路

引子

近日，成都市先进材料产业生态圈联盟秘书处从成都市龙泉驿区经开区获悉，四川省重大发展项目、总投资21亿元的方大集团成都炭素有限责任公司(简称:成都炭素)“三万吨特种石墨制造与加工项目”已开始综合研发大楼室内装饰和部分精密检测设备采购，这意味着成都炭素“三万吨特种石墨制造与加工项目”二期项目开始建设。

特种石墨涵盖范围很广，就炭制品行业的习惯分类解释，特种石墨主要指高强度、高密度、高纯度石墨制品（简称“三高石墨”）。“三高石墨”从材料组织结构上可以分为粗颗粒结构、细颗粒结构和特细颗粒结构三种，从成型方法上区分，主要有模压成型特种石墨、挤压成型特种石墨和等静压成型特种石墨三类。高品质的特种石墨（各向同性石墨）是用等静压工艺生产的特种石墨。

“三万吨特种石墨制造与加工项目”总占地面积400余亩，综合研发大楼室内建筑面积约13400平方米。新建压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工等生产车间和配套公辅设施，项目一期建成后，年产能超过1万吨，是我国产能最大的等静压石墨产品的产业基地。

近日，笔者来到位于成都经济技术开发区的成都炭素有限责任公司，领略了这家中国专业大型等静压石墨制品科研生产企业不同凡响的风采。

发展历程

等静压石墨是国际上近50年发展起来的新产品，是制造单晶炉热场、金属连铸石墨结晶器、电火花加工用石墨电极等不可替代的材料，更是制造火箭喷嘴、石墨反应堆减速材料和反射材料的绝好材料，无法用其他较低品质的石墨制品代替。

我国等静压石墨的研制始于1960年代初，试制工作主要在科研院所进行，没形成批量生产能力。1980年代，上海碳素厂等几家炭素生产企业首批尝试生产等静压石墨，但由于技术基础薄弱，加上国外企业的技术封锁，中国等静压石墨的整体水平远远落后于美、德、法、日等国。

为了改变这种被动局面，成都炭素有限责任公司于1994年开始生产等静压石墨，着力开展等静压石墨研发，拓展等静压石墨应用领域。2005年，等静压石墨年产量612吨，2010年达到1489吨。我们现在考察的厂区是2008年5月启动的成都炭素新型炭材料技改扩能项目，年产3000吨各类新型炭材料（等静压石墨）产品。2014年，成都炭素通过设备引进和技术改造，产品质量全面升级，产品性能达到国外同类质量水平。

2010年底，方大集团与成都市政府签订战略合作投资建设协议书，在成都经济技术开发区设立方大科技产业园，投资210191.17万元，占地面积约411亩，新建3万吨/年特种石墨制造与加工基地。2014年6月项目开工建设，将建设包括压型、焙烧、浸渍、机加（含成品提纯）、新产品试验车间、研发大楼及配套等设施。2020年，新项目一期工程建成投产，达到1万吨/年等静压石墨产能。

凭借着持续创新的精神和多年沉淀下来的综合竞争优势，通过引进国际领先水平的国内外环保、大型自动化生产设备，成都炭素一跃成为全球等静压石墨及炭素新材料研发制造基地。

行业引领

等静压石墨是光伏单晶生长炉热场系统的主要原材料，过去高品质、大规格等静压石墨主要依赖进口。2004年-2010年，成都炭素生产的光伏用等静压石墨产品规格为Ф585×600mm及以下规格，只能够满足16吋单晶热场石墨件需求。2011年-2018年生产Ф610～Ф930mm规格产品，能够满足18～28吋单晶热场石墨件需求，同时生产7um超细颗粒电火花加工用石墨。2019年，生产Ф1450mm及以下规格产品，能满足32～44吋单晶热场石墨件需求。

2021年2月，中国新经济企业500强晶澳太阳能科技股份有限公司与成都炭素签订协议，双方就单晶硅热场用等静压石墨产品及成型保温毡制品结成深度的战略合作伙伴关系，致力于共同推进大规格等静压石墨产品及成型保温毡制品在光伏行业的量产和应用。这表明，成都炭素在光伏领域也已经建立起了深厚的市场基础。

在成都炭素成长壮大的十五年中，尽管中国等静压石墨需求量逐年扩大，但由于中国新涉足等静压石墨业务的企业普遍存在的产能和技术储备不足、产品结构和规格等方面不合理等问题，使得国外产品在相当长时期占据着中国等静压石墨市场，供需缺口部分主要依靠进口。比如，日本等静压石墨在产量、质量、品种、规格以及应用方面处于世界先进水平，直径500mm的等静压石墨产品在国内要卖到25万/吨。2008年，成都炭素研发出Ф585×600mm规格产品，直接把国外企业同规格产品从25万/吨降到15万/吨，打破国外产品垄断中国市场的局面！经过多年的规模化发展，国产等静压石墨已经在国内市场凸显主导地位。

随着技术装备和生产工艺的进步，成都炭素的产品规格越做越大，方形最大尺寸更是达到2100mm。成都炭素自主开发的“电火花加工(EDM)用超细等静压石墨” 最细粒径达7微米，被授予2011年四川省科技进步三等奖。“成炭产品”以其规格多、性能高，已成为国内中高端用户的首选。2020年四川省经济和信息化厅公布的《四川省名优产品目录》中，成都炭素的等静压石墨产品成功入选。2021年2月，成都炭素的等静压石墨又获得“四川省诚信产品”荣誉证书，表明成都炭素等静压石墨建立了以企业自律、市场评价为基础，以政府积极推动、引导、监督为保证，以用户（顾客）满意为宗旨的总体推进机制。

责任担当

等静压石墨是特种石墨中的高端产品，具有耐热稳定性、结构精细均匀性、耐化学腐蚀性、导热性和导电性等各向同性的一系列优异的性能，不仅在民用上大有作为，也与当今高科技紧密相联，尤其在国防尖端领域占有重要地位。

在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》公布的16个国家重大科技专项中，极大规模集成电路制造技术及成套工艺和大型先进压水堆及高温气冷堆核电站这两项都都与等静压石墨技术密切相关。

由于原料、装备、技术工艺等因素的制约，我国在一些重大技术领域的关键材料和零部件还大量依赖国外进口，成为制约我国科技发展的“卡脖子”难题，导致不少大型企业在产业链环节面临严峻的挑战。

在半导体工业领域，等静压石墨各向同性度好、导热性优良、抗热震动好、抗折和抗压强度高，并且能够有效地减小材料受急冷急热而产生的内应力，从而能够延长设备或器具的使用寿命，所以在半导体、太阳能光伏发电领域被用来深加工为硅晶生长设备用石墨部件。随着光伏行业的高速发展，单晶硅热场的尺寸由24吋发展到36吋，所用石墨热场部件尺寸随之增大，技术要求也不断加强，尤其需要高纯度的石墨。

金属有机物化学气相沉淀技术（Metal Organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD），是一项制备化合物半导体单晶薄膜的技术，主要用于发光二极管的制造。MOCVD设备是光电子行业关键设备，用MOCVD 技术进行外延生长是制造外延片的核心步骤。2018年美国制裁中国的芯片领域的关键材料就包括MOCVD用石墨基座。基于多年对MOCVD石墨盘用等静压石墨进行了广泛而深入的研究，成都炭素积极与受美国制裁的中国半导体企业高层商讨应对方案，就一些关键零部件共同申请科技攻关重大项目，携手应对美国打压，体现了中国民营企业为维护国家利益的使命与担当。

目前，在高纯度等静压石墨制造中，成都炭素依靠国际顶尖的石墨专用提纯设备，已经在半导体和光纤市场开始逐步替代进口产品。

在核能方面，等静压石墨以其高密度、高强度、耐高温、耐腐蚀、热膨胀系数小和热稳定性好等特点，具有慢化和反射中子的能力，作为结构材料、堆芯材料使用。有别于当前全球主流堆型压水堆，高温气冷堆是国际核能领域公认的第四代核能系统中的候选堆型之一，具有良好的固有安全性，能保证反应堆在任何事故下不发生堆芯熔化和放射性元素大量释放。

清华大学是我国高温气冷堆技术的主要研究单位。早在2013年，清华大学就在成都炭素设立高温气冷堆联合研究中心成都基地，共同开展核石墨研发与生产，这为实现高温气冷堆核电站的产业化和国产化奠定了基础。2009-2012年，成都炭素为国家科技重大专项“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”科研课题“石墨堆内构件的动力学响应和结构完整性研究”提供等静压石墨材料共计150吨。2020年11月3日，由清华大学牵头技术研发的高温气冷堆示范工程1号NSSS（核蒸汽供应系统）模块冷态功能试验成功，标志着全球首座模块式高温气冷堆商业示范电站双模块冷试项目的顺利完成。

李虓总经理告诉我们，第四代的高温气冷堆、钍基熔盐堆、快中子增殖反应堆等大量采用等静压石墨。虽然我国石岛湾高温气冷堆核电站采用的等静压石墨还是日本提供，但核石墨的国产化不会停下脚步。第四代先进核能系统之一的钍基熔盐堆领域国产石墨已成为主流供应商。李虓总经理透露，成都炭素正在研发用在核聚变堆的核级石墨，可替代进口产品，其它如军工、航天、粉末冶金等行业均能用国产等静压石墨进行替代。“未来中国核级石墨将主要诞生在成都炭素等公司，将彻底解决国产化问题。”

产学研深度融合，助推企业跨越式发展

成都炭素成立之初，面临核心技术被国外垄断、团队整体设计能力不足、等静压石墨生产难度大、周期长、对公司的资金要求很高等困难。为了赶超世界先进水平，成都炭素积极与相关院校、科研院所开展合作，攻坚克难，用较短时间实现了等静压石墨自主创新从无到有，成为国内高端特种石墨领域领先技术保持者。

2013年3月，清华大学•方大炭素新材料科技股份有限公司高温气冷堆联合研究中心成都基地在成都炭素挂牌

2013年11月，为推进钍基熔盐堆核能系统的发展，实现国产化核级石墨在钍基熔盐堆中的工程应用，成都炭素、方大炭素与中国科学院上海应用物理研究所签署了战略合作框架协议，将在国产核级石墨材料系统评估、工程应用和资源共享等方面开展多层次多形式的紧密技术合作。

2014年7月，成都炭素、方大炭素与中国科学院山西煤炭化学研究所签署合作框架协议，三方一致同意在特种炭石墨材料领域联合开展研发等方面的技术合作，加快特种炭石墨的产业化进程。

2020年12月，成都炭素与四川大学化工学院签署实践教学基地共建协议，发挥优秀企业在人才培养中的作用，建立高校、企业联合培养人才的新机制。

未来愿景

经过二十多年的发展，成都炭素的产品从以前单一针对光伏行业产品，发展出十余种产品，广泛应用于航空航天、太阳能光伏与半导体、电火花加工、连铸、硬质合金和电子模具烧结、玻璃、医药、化工等行业。成都炭素产品规格和质量一直处于国内领先地位，每种规格的产出均是填补了国内空白。

2021年初，成都炭素收到了四川省科技厅、四川省财政厅、国家税务总局四川省税务局联合颁发的“高新技术企业”证书，这是成都炭素继2013年后第三次通过高新技术企业认定，标志着成都炭素已成为一家具备强大核心竞争力和未来发展潜力的企业。截至目前，公司累计获得授权专利34项，在等静压石墨领域已拥有优秀的技术创新能力、强劲的市场开拓能力和科学的管理能力，在特种石墨领域持续引领行业健康发展。

谈到正在建设中的成都炭素3万吨特种石墨项目，李虓总经理预计今年底将完成项目投资的60%以上。李虓介绍说，成都炭素3万吨项目立足于打造国际一流特种石墨生产、研发及服务基地，通过引进国际先进的关键设备，在环保、节能、自动化程度上达到国际先进水平，进而摆脱目前国内特种石墨高端产品主要依赖进口的现状。项目建成后将是全球最大的特种石墨生产基地，其产品不仅应用于半导体、太阳能光伏、模具加工、核能、冶金、石油化工等众多领域，还将涉足超级电容、锂电等新兴领域，并广泛应用于汽车关键零部件制造，如汽车车身外体、轮毂、曲轴、栅格、发动机、仪表盘、内外饰件、机械模具工业、汽车刹车片等领域。

后记

在成都炭素参观考察的过程中，园区朝气蓬勃的氛围令我们十分振奋，随处可见的党旗和员工胸前佩戴的党徽更让我们对这家民营企业充满敬意。公司党委副书记兼销售部长王树告诉我们，成都炭素始终坚持“党建为魂”的企业文化，现有共产党员107名，占员工总数的21%，建有完善的党委、纪委、团委和工会组织，有优越完善的福利政策，营造出积极向上、团结和谐的良好企业氛围。

作为成都炭素建厂初期就入厂的老员工，王树在困难面前总是冲在最前面，全心全意带领大家攻坚克难，体现了共产党员的先锋模范作用，在他的引导下，销售部7成员工加入了中国共产党。

今年是中国共产党建党100周年，在我们走进成都炭素园区大门的时候，就深深地感受到了浓厚的红色氛围，一条条催人奋进的党建标语吸引着每位走进厂区的来访者，温暖滋润着每一位员工。党建意识、党建元素、党建活动早已成为企业持续健康发展的“红色引擎”。

“学党史话精神感党恩勤奋斗，跟党走谋发展”。我们衷心祝愿成都炭素，进一步发挥党建引领优势，推动企业高质量发展，继续为中国科技之崛起而砥砺前行！

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