“010”前孵化科技創(chuàng )新論壇暨首都科技發(fā)展集團十周年戰略研討會(huì )近日在北京中關(guān)村展示中心會(huì )議中心成功舉辦。第十四屆全國政協(xié)常委、北京市政協(xié)副主席、九三學(xué)社中央副主席、中國科學(xué)院院士、北京石墨烯研究院院長(cháng)劉忠范受邀出席活動(dòng)，并發(fā)表了主題為“石墨烯新材料的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同”的演講。
以下是演講節選：
首先熱烈祝賀首都科技發(fā)展集團成立十周年，十周歲生日快樂(lè )！
首都科技發(fā)展集團是BGI（北京石墨烯研究院）的股東，我要感謝首發(fā)展在BGI成立的起步階段給予雪中送炭的支持。
我是做石墨烯材料的，大家經(jīng)常講材料是產(chǎn)業(yè)的先導，其實(shí)卡脖子問(wèn)題深層次原因很多歸結于材料。材料從某種意義上講是制約我國高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一，發(fā)展新材料，開(kāi)辟新賽道，應該說(shuō)是解決“卡脖子”問(wèn)題，實(shí)現跨越式發(fā)展的重要抓手。
大家都知道石墨烯材料過(guò)去十幾年炒的很火，現在應該說(shuō)也沒(méi)有完全冷下來(lái)，但是沒(méi)有當年的那個(gè)熱度了。石墨烯這個(gè)材料擁有諸多特別神奇的特性，導電性、導熱性最好，強度是鋼的200倍，硬度甚至比金剛石還硬等等，正是因為這些神奇的特性大家期待的特別多，對于未來(lái)的石墨烯產(chǎn)業(yè)。但是一個(gè)新材料產(chǎn)業(yè)前途無(wú)量，挑戰也巨大。石墨烯未來(lái)的產(chǎn)業(yè)還有很多可能存在“卡脖子”的問(wèn)題，需要一個(gè)一個(gè)解決，需要科學(xué)家、企業(yè)家、工程師們通力合作推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng )新。
北京石墨烯研究院是2018年10月25日揭牌成立的新型研發(fā)機構，市科委大力支持的新平臺，希望打造石墨烯產(chǎn)業(yè)的基石。研究院建設是從借款開(kāi)始的，我們向首都科技發(fā)展集團借款4750萬(wàn)，半年之后還上了，而且多還了一百萬(wàn)利息。在這六年的時(shí)間里，BGI現在已經(jīng)成為全球最大規模的石墨烯新材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)研發(fā)平臺，我們現在擁有450多人，既有基礎研究團隊，也有工藝研發(fā)團隊，還有專(zhuān)業(yè)管理團隊和市場(chǎng)落地團隊，這是一個(gè)真正的有組織的科研、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng )新。
BGI的戰略定位是一手抓材料，一手抓裝備，材料裝備并行，希望能夠搶占未來(lái)石墨烯新材料產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)。BGI的理念就是打造全球石墨烯領(lǐng)軍企業(yè)，向客戶(hù)提供最佳材料解決方案。BGI致力于打造一個(gè)全新的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng )新一個(gè)新的范式，那就是北京大學(xué)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、北京石墨烯研究院和北京石墨烯研究院有限公司的三位一體。
北京石墨烯研究院是專(zhuān)門(mén)從事研發(fā)，并將研究成果全力通向北京石墨烯研究院有限公司一對一孵化，最后只孵化出一個(gè)大公司，而不是孵化出一堆小作坊的公司。BGI研發(fā)總部建成了引領(lǐng)世界的石墨系材料研發(fā)高地，現在有兩棟大樓是兩萬(wàn)平方米，這要感謝北京市科委、中關(guān)村管委會(huì )和海淀區的支持。
我們在正在規劃建設中關(guān)村西谷，已經(jīng)預約了52畝地，建筑面積53000平米。我們已經(jīng)走出北京，在河南鄭州啟動(dòng)了中原石墨烯實(shí)驗室和中原西谷的建設，現在擁有3.3萬(wàn)平米實(shí)驗室，27000平米生產(chǎn)廠(chǎng)房，規劃10平方公里的中原碳谷，河南省已經(jīng)把它列入省的重點(diǎn)發(fā)展規劃之一。
BGI是石墨烯領(lǐng)域的國家戰略科技力量。在六年的時(shí)間里已經(jīng)形成遍布全國B(niǎo)GI石墨烯產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò )，有9個(gè)聯(lián)合實(shí)驗室，7個(gè)協(xié)同創(chuàng )新中心，2個(gè)研發(fā)中心。我們的企業(yè)已經(jīng)成為石墨烯產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭羊，在中國現在號稱(chēng)有7萬(wàn)家石墨烯企業(yè)里面，BGI的企業(yè)已經(jīng)是國家級專(zhuān)精特新小巨人企業(yè)，去年被評為中國專(zhuān)精特新百強冠軍企業(yè)等等。
BGI已經(jīng)走向世界，2024年2月26日在瑞士成立第一個(gè)海外代理商，9月份在又在中國香港設立了辦公室，全力推進(jìn)海外業(yè)務(wù)。
六年的時(shí)間應該說(shuō)我們創(chuàng )造了屬于自己的奇跡，目前有12種石墨烯材料實(shí)現了規?；苽?，有12臺套的轉背研發(fā)完成并推向市場(chǎng)，蒙烯玻璃纖維已經(jīng)實(shí)現規?；a(chǎn)業(yè)落地，還有TOC分離膜、電鏡載網(wǎng)產(chǎn)品已經(jīng)推向市場(chǎng)，營(yíng)收總額已經(jīng)超過(guò)2億元，BGI是引領(lǐng)全球石墨烯材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)的孵化基地。
BGI的材料已經(jīng)從實(shí)驗室的樣品一步一步的走向規?；漠a(chǎn)品，一個(gè)4英寸的單晶晶圓實(shí)現規?；慨a(chǎn)等等，印有BGI標簽裝備陸續在推向市場(chǎng)。沒(méi)有裝備就沒(méi)有未來(lái)材料產(chǎn)業(yè)的主導權，在這一點(diǎn)上我們堅定不移，一手抓材料，一手抓裝備。
石墨烯的薄膜是在高溫爐子里長(cháng)出來(lái)的，長(cháng)出來(lái)的薄膜通常都是在金屬催化劑表面，通常必須得把它剝下來(lái)才能真正拿去用。在這里剝離是個(gè)極難的事情，我們從2008年開(kāi)始就在做剝離技術(shù)的研發(fā)，現在做了單晶圓的自動(dòng)化剝離裝備。這全是我們自己研發(fā)的裝備，日產(chǎn)能300片，盡管不大，現在也是全球最大規模的。在卷對卷薄膜也已經(jīng)實(shí)現了規?；瘎冸x，現在是全球領(lǐng)先的狀態(tài)。
如果說(shuō)剝離轉移技術(shù)沒(méi)法實(shí)現突破的話(huà)，其實(shí)石墨烯產(chǎn)業(yè)會(huì )有一個(gè)巨大的困難，薄膜和晶圓很難真正拿去使用，所以我們一直致力于開(kāi)拓新的賽道。BGI開(kāi)辟了超級蒙烯材料新概念體系，不剝離，直接拿去用，取得了巨大成功，而且現在只有BGI在做這個(gè)事情。在高溫爐子里面，直接在常用的工程材料表面生長(cháng)石墨烯，把石墨烯作用一個(gè)蒙皮去用，用這個(gè)蒙皮給材料帶來(lái)導電性和導熱性功能，直接拿去用就不再剝離了。專(zhuān)家們經(jīng)常問(wèn)，你在金屬上能長(cháng)好，在這種工程材料上能長(cháng)好嗎？答案是確實(shí)長(cháng)不好，但是比粉體要強，中間用十幾倍的差，事實(shí)上這個(gè)概念應該是重大理念上的突破。
這是BGI制造的蒙烯的全新材料--蒙烯碳化硅纖維材料，耐高溫15000度以上，高導電、導熱耐高溫的材料，像蒙烯氧化鋁粉體、蒙烯氮化鋁粉體，導熱、散熱膜里面必不可少的填料都是這種東西，比現在傳統填料性能提高30%以上。
我們又開(kāi)拓了蒙烯金屬材料體系，把金屬高溫粉化直接生長(cháng)石墨烯，再接著(zhù)去軋制成塊體材料，這是一個(gè)全新的材料，盡管規?；苽溥€有難度，但是未來(lái)可期。
我們的材料不僅僅是在實(shí)驗室里做出來(lái)的，還實(shí)現了規?；闹圃?，尤其是已經(jīng)用到了實(shí)際應用場(chǎng)景當中。蒙烯玻璃纖維已經(jīng)成功規?；瘧迷贕20上，這是2023年航空工業(yè)十大科技進(jìn)展唯一的材料，這是一個(gè)重大突破，也是石墨烯真正在武器裝備領(lǐng)域第一個(gè)應用。
蒙烯玻璃纖維已經(jīng)成功用于無(wú)人機上，現在已經(jīng)提供40駕次穩定供貨，還在全力推廣當中，成功用于衛星熱管理系統，已經(jīng)實(shí)現了規?；膽?，很快會(huì )在新一代導彈里面用作超材料，引申超材料，也很快會(huì )規?；蒙?。
目前BGI已經(jīng)跟華電、明陽(yáng)和華能簽訂了應用在風(fēng)電葉片的防出冰等民用領(lǐng)域的超過(guò)百臺樣機的合同，每臺樣機都是十幾兆瓦的功率，這是一個(gè)巨大的市場(chǎng)，我們的第一臺產(chǎn)品已經(jīng)在湖南安裝完成。
BGI的蒙烯玻纖已經(jīng)成功用于地鐵的座椅加熱，例如北京地鐵亦莊線(xiàn)上已經(jīng)規?；挠蒙狭宋覀兊漠a(chǎn)品。工業(yè)烘干用蒙烯玻璃纖維會(huì )創(chuàng )造奇跡，BGI已經(jīng)制備出120套工業(yè)烘干裝備，最重要的是這種材料它可以節能50%以上，效率提升30%以上。還有門(mén)頭溝區政務(wù)大廳加熱座椅全是用BGI的技術(shù)完成的。
BGI把石墨烯跟投射電鏡的載網(wǎng)結合起來(lái)，制備出新一代蒙烯載網(wǎng)，這項需求全球市場(chǎng)每年10億美元左右，它可以有助于解決結構生物學(xué)家冷凍電鏡高分辨率的問(wèn)題，全球19家國家和地區、超過(guò)130家團隊在用BGI的產(chǎn)品，市場(chǎng)前景廣闊。
石墨烯分離膜用于TOC分離全有機碳分離上面去，已經(jīng)實(shí)現關(guān)鍵耗材的國產(chǎn)替代，現在年產(chǎn)產(chǎn)能每年一萬(wàn)片，每片是2萬(wàn)元，半年換一片，所以說(shuō)這個(gè)市場(chǎng)其實(shí)也是非常之大的。
BGI矢志不移全力在打造千億級石墨烯產(chǎn)業(yè)數，已經(jīng)建立數家子公司，最后形成集團化產(chǎn)業(yè)集群，到2035年打造千億級石墨烯產(chǎn)業(yè)。
