小器件带来大革命,纳米晶材料的“破”与“立”

要闻 2024-09-14 19:16:23
导读 “随着5G通信、新能源汽车等新兴产业的蓬勃发展,纳米晶材料凭借其卓越性能逐步取代传统产品,为电力电子技术向大电流、高频化、小型轻量、...
2024-09-14 19:16:23

“随着5G通信、新能源汽车等新兴产业的蓬勃发展,纳米晶材料凭借其卓越性能逐步取代传统产品,为电力电子技术向大电流、高频化、小型轻量、节能等方向发展提供了强大支持。朗峰,作为行业的佼佼者,建造了国内首家纳米晶全产业链、全自动化的生产线等行业中许多个“第一”。本期《隐形冠军》节目将走进国家高新技术企业、国家级专精特新“小巨人”企业,解锁朗峰的冠军之路。”

在电子世界的微观脉络中,电感器作为电子元件的基石,扮演着“心脏”角色,默默支撑着信号的跳动与能量的流转。随着5G通信、新能源汽车等新兴产业的蓬勃发展,纳米晶材料凭借其高饱和磁密、高磁导率、高居里温度等卓越性能,逐步取代传统产品。在这一过程中,中国纳米晶制造企业快速崛起,在高端市场实现突破,国产替代进程正在加速。

一家成立于2012年的企业在这场国产化浪潮中脱颖而出。朗峰新材料科技股份有限公司(以下简称“朗峰”)从纳米晶带材原材料起家,实现首个纳米晶超薄带12微米技术,建立了国内首家纳米晶全产业链、全自动化的生产线,成为国内首批掌握纳米晶压力制带工艺的企业。

作为国家高新技术企业、国家级专精特新“小巨人”企业,朗峰的发展历程值得关注:从纳米晶带材到铁芯再到大功率精密电感产品的一次次创新与突破,朗峰凭什么能够“后来居上”?这家年轻企业是如何跨越成长周期,迅速成长为隐形冠军的?

首个12微米,转型成瘾的“翻译官”

纳米晶,一种介于宏观材料和微观分子之间的超细晶体。作为战略性新兴产业的重要组成部分,《中国制造2025》等战略规划明确提出了新材料产业发展的方向和目标,其中纳米晶材料作为关键新材料之一,被列为重点发展领域。

纳米晶主要指铁基纳米晶合金,是由铁、硅、硼和少量的铜、铌等元素经急速冷却工艺形成非晶态合金后,再经过高度控制的退火环节,形成具有纳米级微晶体和非晶混合组织结构的材料。因此,纳米晶材料具有高强度、高硬度、耐磨性、耐蚀性、高电阻和优异磁学性能等特殊性能,已被广泛应用于消费电子、新能源发电、新能源汽车、家电、粒子加速器等多个领域。据数据统计,我国非晶纳米晶行业市场规模从2016年的12.28亿元增长至2023年的25.85亿元。

在现代电子设备设计中,电磁兼容(EMC)与抗电磁干扰(EMI)已成为重中之重。任何用电的产品在运行时都会产生磁场,而这些磁场可能会干扰周围的电子设备或电路,导致高频电磁噪声的产生。如果没有有效降噪,所有电器在运行中都将受到高频电磁噪声的影响,无法正常工作。因此,无论是手机、电脑还是家用电器,都离不开磁性材料作为电磁转化的介质。而纳米晶带材正是所有软磁材料中能量转化效率最高的产品,不仅强度和硬度高于普通钢材,还具有一定柔韧性,因此被誉为“绿色制造与绿色应用的双绿色高效节能材料”。

“纳米晶带材越宽越薄,性能越好。”江沐风,工学博士在读,师从东南大学沈宝龙教授,朗峰新材料科技股份有限公司上海研发中心的灵魂人物。他告诉我们,“朗峰的纳米晶带材能做到12微米量产,是头发丝的1/5大小。”国内纳米晶带材的厂家大部分都在14微米左右,目前全球仅有三家,可以做到12微米稳定量产的企业,朗峰便是其中之一。

12微米纳米晶带材固然是朗峰的技术之王牌,但更重要的是公司强大的“翻译官”能力,掌握贯穿全产业链的独门秘籍。公司拥有国内首条纳米晶产品全自动化生产线,覆盖原材料到最终产品的整个产业链,真正做到了在原材料和产品之间的“翻译”工作。

从纳米晶原材料起家,到器件再到模组的全产业链、全自动化生产线,体现了企业的创新精神和强大的研发实力。“在新项目开发方面,我们有两类案子会不惜一切代价去做,”江沐风坦言,“第一类是大客户的项目,第二类虽然客户规模不大,订单金额可能只有几万块钱,利润不高,但却是全新的、前所未有的项目。对于这些小客户的新诉求,我们也会全力以赴,因为只有在这种崭新的项目中,我们才能真正深入了解客户的需求,与客户共同成长。”

凭借与多所大学和研究机构的战略合作、强大的研发团队和丰富的专利储备,朗峰已在大功率家电、汽车电子、工业控制、消费电子等多个领域实现应用。在服务客户的过程中朗峰首创了高饱和磁化强度铁基纳米晶软磁合金及其制备方法,这项由铁、硅、硼、磷、铜构成的FexSiyBzPaCub合金技术,能够大幅提高纳米晶软磁合金的饱和磁化强度,同时能够保持较低的矫顽力并有效降低原材料成本。

朗峰科技的成功,离不开其全产业链的优势。正如管理大师迈克尔·波特所言:“企业的竞争优势来自于价值链的各个环节。”朗峰科技拥有滤波、功率、电流 、屏蔽四大产品线,前端的材料研发为后端器件研发提供支持,后端器件研发为前端材料研发提供方向。全生产环节实现自动化,不仅提升产品精度,还能快速响应客户需求,提供高效的交付速度和服务效率。目前已有专利 91 项,其中发明专利 38 项。拥有两个生产基地,分别位于菏泽和启东,一个研发中心位于上海, 一个技术服务中心位于深圳,并成立院士工作站。

以品质破局,打造“中国制造”金字招牌

在制造业追求卓越品质的征途上,很多企业都曾艰难跋涉,但只有少数企业能真正做到质量文化的深度内化。

2018年,在韩国一家客户工厂,一件朗峰产品出现了质量问题。这引发了一场席卷全公司的质量革命。正如当年韩国老板的那番话:“中国是出了名的样品可以,但是量产质量不行。”这犹如当头棒喝,令当时的朗峰上下无不汗颜。

对产品质量来说,不是100分就是0分。朗峰董事长江向荣当时就下定决心,绝不能再让类似的质量问题发生。“那时我真切感受到,我们不仅代表朗峰,也代表着整个中国制造。”江向荣对员工说,“质量就是我们立足之本,只有树立起严格的质量理念,我们才能获得发展。”

江向荣 朗峰新材料科技股份有限公司董事长

朗峰开始从产品的每个环节反思质量问题的根源,建立起全自动化的生产线和一整套质量管理体系。在朗峰,质量检验贯穿了产品的全生命周期,从原材料采购、生产制造到出货验收,每一道工序都有严格的质量标准和控制措施。更难能可贵的是,朗峰将质量意识内化为企业文化的一部分,真正树立起对产品质量的敬畏之心。

一次又一次的质量问题解决,一项又一项的质量提升措施,朗峰最终赢回了客户的信任。如今,朗峰的纳米晶技术已处于世界领先水平,年产能达到纳米晶带材1500吨,纳米晶磁芯3000万只,纳米晶电感1500万只。产品遍布全球,获得国内外主流客户的青睐。

质量造就了信赖,信赖催生了创新。如今的朗峰正在加大产品创新力度,将纳米晶技术拓展到更多新兴领域,如新能源汽车、5G通信等,为世界带来更多绿色、环保、智能的解决方案。

质量是朗峰的生命线,更是中国制造的力量之源。当我们追求高质量发展时,就一定能赢得全球市场的尊重。朗峰之路启示我们,唯有对质量的矢志不渝,才能持续擦亮中国制造这一“金字招牌”。

上阵“父子兵”:新能源风口下如何抢先“上车”

在全球绿色低碳发展的大趋势下,中国汽车产业电动化变革正加速演进。数据显示,2023年,我国新能源汽车产销量分别达到958.7万辆和949.5万辆,同比分别增长35.8%和37.9%;我国新能源汽车产销量占全球比重超过60%,连续9年位居世界第一位。

纳米晶材料作为新能源汽车关键零部件,随着新能源汽车产业的快速发展而备受瞩目。作为朗峰公司的掌舵人,江向荣带领着儿子江沐风,携手开创了一段“专精特新”的佳话。

在电动汽车的驱动系统中,纳米晶磁芯可以用于电机控制和电池管理系统,提高效率和减少损耗。江沐风解释道,电驱动成为新能源汽车的主要驱动方式,因此新能源汽车发展的挑战在于“三电系统”。只要涉及到电,就离不开磁性材料。与传统的铁芯相比,由纳米晶带材制成的磁芯或者电感器磁感更高、损耗更小、性能更稳定。这样的特点不仅提升了电子产品的热量损耗控制和传输效率,而且在新能源汽车上应用,可以大幅提升性能和效率,对电池的监控和测量更加精准、安全。

为了实现更高的节能和效率,新能源汽车的发展对磁性材料和器件提出了更高的要求。江向荣表示:“纳米晶材料最初应用于家电领域,而汽车行业的要求有所不同。如果产品在家电中出现质量问题,比如空调,最多会导致其停摆。但在汽车中,如果出现质量问题,就会涉及到安全。因此,汽车行业对供应商的要求非常严格。”彼时朗峰刚进入新能源汽车赛道,一家国内一线汽车品牌在采购朗峰产品时,对朗峰的质量体系管理提出了87项不符合项。

江向荣并没有感到气馁,在他看来解决困难不过是遇山开山、逢水架桥。挫折与困难会磨炼出更优越的产品。根据《汽车质量管理体系》,朗峰开始逐条逐项整改。不找理由、有错就改的态度,让朗峰的品质、技术和管理变得更为完善。

与此同时,江沐风的加入为朗峰带来了新视野与机遇,推动了朗峰与东南大学等其他科研机构的深入合作,特别是在新能源汽车领域的研究方面,取得了显著进展。

江向荣和江沐风在工作中的相处大多是在争执中开展的,父与子的合作在争执中越来越默契。江沐风坦言,“工作中我跟父亲经常会有意见相左之处,我会给他打电话说,来吧,咱俩吵一架吧。”江沐风认为,争吵并不是不和,而是用更多元的视角去审视和应对市场的变化。他自己所持的敏锐市场观,在建设无尘车间的决策上,最终也得到了父亲的认可和支持。

江向荣对此表示,年轻视角的补充与自身的经验结合,赋予了公司更多创造力和活力。父亲是船长,儿子是水手,二人同心协力,共同驾驭着朗峰这艘大船,驶向未来的广阔海洋。企业中的开放思想让这种家族合作模式变得更加有力,他们不仅是彼此的榜样,更是彼此的骄傲。

如今,朗峰生产的纳米晶电感、纳米晶滤波等产品已经成为了新能源汽车行业的明星产品,95%的新能源汽车厂家在沟通阶段已经开始大批量的供货。整改清单也永远地成了朗峰的历史,更是激励朗峰前行的动力。

中国从世界工厂迈向制造强国,在纳米晶材料领域已经走在了世界前沿。朗峰的产品不仅在祖国大地奔跑,还行驶在世界各地。截至目前,朗峰累计服务了30多家汽车整车厂,生产了300多个不同种类的产品,客户覆盖中国、韩国、日本、德国、法国等多个国家。朗峰新材料科技股份有限公司的成功,不仅见证了中国材料科技的发展,也代表着中国企业在全球舞台上的崛起。

人才是企业最宝贵的财富,这一信念深植于朗峰的每一个角落。在朗峰园区内有一座精致的江南园林,江向荣希望这座园林能够为朗峰的员工提供一个休憩、放松的空间。过去12年里,朗峰经历了无数的挑战和困境,九九八十一难,这些志同道合的伙伴成就了今日的朗峰。从江向荣到江沐风,再到每一位朗峰员工,他们在纳米晶新材料领域彼此激励,共同书写了朗峰的辉煌故事。这座园林既是对员工的人文的关怀,也是对彼此同舟共济的感激,更寓意着朗峰对未来的展望与追求——在纳米晶行业登上全球的制高点。

新望 中制智库理事长兼研究院院长

中制智库理事长兼研究院院长新望表示,朗峰进入纳米晶带材领域相对较晚,但发展速度较快,属于后来居上的一家企业。我认为,其发展迅速的原因主要有三个方面,一是拥有坚实的上游研发基础作为支撑;二是企业初期就开始重视设备生产线的自动化、智能化,所以它形成了从原材料到零部件的全产业链自动化的体系;三是赶上了我们国家制造业节能、绿色的大趋势,尤其是新能源汽车的爆发式增长。朗峰是在基础材料领域里边,一个小的创新就能带来广泛的应用空间,这也体现了制造业的特点,只要在基础领域里面有突破,就可以带来产业链上一系列的革命。基于新材料等基础领域的持续突破,朗峰的未来将拥有更为广阔的市场发展空间。

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