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大湾区表面工程技术在制造业产业链中的地位【刘仁志】

   日期:2020-04-30     浏览:92    评论:0    
提示:大湾区表面工程技术在制造业产业链中的地位刘仁志(武汉风帆表面工程股份有限公司,湖北 武汉 430000)作者简介:刘仁志,教授级
 大湾区表面工程技术在制造业产业链中的地位

刘仁志(武汉风帆表面工程股份有限公司,湖北 武汉 430000)

 

作者简介:刘仁志,教授级高级工程师,中国表面工程协会电子电镀专业委员会副主任委员、电镀分会技术委员会委员、中国电子学会电镀专家委员会委员、科普作家,风帆科技股份有限公司(股票代码430221)创始人之一。发表技术论文100 多篇,编著图书10 多本,拥有技术专利20 多项。其著作和论文目录可在个人网站“表面技术与互联网”和个人博客“长杰的博客”检索获取。

刘仁志

 

声明:本文预计发表于《电镀与涂饰》期刊2020年第39卷第7期,已被中文核心期刊、中国科技核心期刊全文收录。

 

文章全文

 

 

广东作为中国改革开放的前沿阵地和先行试验区,为中国的现代化和崛起作出了重要贡献。随着中国制造产业重心的部分东移,特别是近10 多年来,长三角地区的现代制造业在智能化时代发挥着越来越重要的作用,吸引了大量投资和人才。

 

这种转移绝不意味着广东已经不再有初期的风光,相反,具有锐意改革意识和丰富经验的广东,在已经具有大规模现代制造基础和高科技产业聚焦的基础上,再创造新的奇迹是完全可能的。

 

这种可能的一个最重要的前提是大湾区概念,这其实已经不只是一个概念,而是一个现实的平台。试想广东和港澳联手,发挥出的叠加效应,一定不只是算术级的加法,而是指数级的倍增。这对大湾区和整个中国,都是一个极为重要的增长极,值得期待。

 

在这个新区,现代智能制造将是一个重要的主题,以华为、大疆、比亚迪等为代表的现代智能化企业所研发的代表性产品,将成为引领现代制造由大走强的3 个领域的样板。

 

无论是现代移动通信还是智能无人机和智能电动汽车,都是大量硬件和软件的集合体,需要强大的现代制造业的支持,需要从材料到工艺、装备、测试等完整的产业链作为支撑。在这条重要的产业链中,表面工程技术是一个重要的环节。

 

但是,由于历史的原因,中国表面工程技术领域呈现的是各自为战和地区聚集的格局,对于应对中国现代制造的急速发展是很勉强的。作为这个行业的老人,自然生出很多感慨,也有了一些思考。

 

现在应本刊约稿,就大湾区表面工程技术在产业链中的地位谈点个人看法,供同行参考。

 

有人会奇怪:一个局外人何以要谈大湾区的事?殊不知本人早在20 世纪80 年代末90 年代初就在广州、深圳等地生活工作了近5 年,此后回到现在任职的公司,与广州、深圳有不少交集,更是作为华为工艺部的电镀技术顾问考察过深圳的多家电镀企业,在电镀业从业至今已经50 多年,应该是有发言权的。

 

当然,大湾区有许多这个行业的前辈和老师,也有本人很多好友,在这里发言,有班门弄斧之嫌,若有不当之处,请多见谅。

 

1  表面技术要做的事很多    

本人对表面的定义与传统的定义是不同的。本人认为,所谓表面是物体表达形体和感知环境的一种存在,也是不同相之间的界面。即使是完全纯净物体的表面,也与物体内部的组织有一些不同的性质。

 

显然,所有工业产品,无论整机还是零件,都是有表面的。由于不同材料的表面性质有所不同,人们需要对表面进行处理,以强化或改变原始表面的性质,从而满足产品设计的需要。这就是要对表面进行处理的原因。

 

不同材料的表面有不同的处理要求,新材料的出现对表面技术提出了更多新的要求。这使得传统表面技术一直需要适应材料的变化,因而有许多事情要做。

 

在表面技术中,电镀具有重要而特殊的地位。电镀是在亚原子级别对电子进行操控,从而实现将离子还原为原子并组装出镀层的过程。以如此微观的表述来定义电镀,突显了电镀技术在现代微制造中的重要地位,已经超出了传统将电镀理解为主要是装饰和防护作用的旧识。

 

首先,拿大家熟悉的移动通信基站产品为例。先不谈波导产品对镀银结晶结构的严格要求,仅仅只说腔体结构材料的变化,就给电镀带来许多挑战。

 

众所周知,第一代的基站是低频产品,当时的波导产品采用铜材料做腔体,表面镀银达30 μm 以上才能满足测试标准要求。随着移动通信技术的进步,中高频道应用增多,体积减小,开始采用铝材做腔体,到4G 时代已经完全是铝材的天下,并且开始研发树脂腔体,而5G 将大量采用新型塑料和电子陶瓷材料。这些给表面处理,特别是电镀,提出了许多新课题。

 

其次,汽车和飞行器都有这种类似的材料轻量化过程。增加有效载荷的一个最直接措施就是降低产品自重,因此汽车采用铝材和树脂已经是常态,飞机就更不用说了。而最重要的是这些材料的表面需要通过电镀来增强,或赋予其各种物理性能,包括强度、耐温、电、磁等性能。这些有的已经有了成熟的工艺技术,有些新材料则需要开发新的工艺和技术。

 

由此可知,仅仅是材料的变化就提出了许多新课题,而智能化电子产品的应用就需要更多的表面技术支持。如果能针对这种市场变化制定相应的战略,就可以保证现代制造产业链的强度和韧性。如果大湾区的表面处理业不够强大,不能提供区域内制造业的配套加工需要,一定不利于实现区域发展的远大目标。因此,表面处理产业环在大湾区整个工业产业链中具有举足轻重的地位,是值得持续关注的重要行业。简言之,大湾区的表面处理业应该做大做强。

 

2 需要有前瞻性的投入意识

做大做强表面处理业,需要具有前瞻性的投入意识。但是,有这种意识的国内表面处理企业并不多。大多数都是要有可观收入的项目才做跟进规划,这就导致企业研发的能力不足。而跟进的战略不只是没有办法处于领先地位,还会有企业之间重复投入造成产能过剩,最终导致恶性竞争的情况发生。

 

愿意第一个吃螃蟹(即冒风险)的人是不多的。这不是一个急功近利的问题,更多的是对发展趋势的判断能力的问题,这个能力有时需要的甚至是直觉。由于这种敏感的直觉并不是人人都具备,因此需要找市场调查来作为投资和立项的参考,而这类由咨询公司执行的所谓市场调查,往往只是数据的堆砌或主观臆断,并没有多少参考价值。

 

本人所在公司在上新三板时券商就曾聘请一家咨询公司做过市场调查,调查报告中提供的信息就与行业的实际情况相差甚远。因此,需要投资者和当事人去动用自己的资源和头脑来作出判断。更重要的是要有一定的前瞻性和冒险精神,这也是风险投资难的一个重要原因。

 

实际上,前瞻性是建立在对事物的认知能力之上的。对于看得更高和更远的人,行动起来并不是冒险,而是享受高人一筹的快乐。而要想看得更高更远,需要哲学思维能力和坚信事物运行的规律。相信在改革开放中拼博这么多年的大湾区表面处理业界,是不乏这类精英的。

 

3 应该实现院校与企业的实质性联合

目前市场提出的新课题都是难度较大的高精尖课题,如果单打独斗,胜算是不高的。这就需要借助社会力量,特别是高等院校和科研院所的力量。国家也一直提倡企业与院校联合,院校也希望能获得企业支持来共同开发新课题。

 

但是,过去的校企合作大多数是松散的和非实质性的,企业拿出一点资金,学校让学生做一些基础的研究课题,出几篇论文,甚至申请几项专利,就可结题了,这样的校企结合意义不大。

 

纵观国内大专院校,目前仍坚持在电镀领域开设课程和开展研究的并不多,其中有传统的哈尔滨工业大学、天津大学、福州大学、厦门大学和复旦大学,另有一些新兴的大学为适应地区表面技术和电镀技术的需要开设了电镀专业课程,如中国计量大学、上海应用技术大学、南昌航空大学等。

 

反观大湾区内的大学,在这个领域没有投入必要的关注,而是将眼光盯在更加前沿的课题。但是,如果没有表面技术方面的突破,一些关键的前沿技术也是难以有进展的。比如电源技术,对于新的电极材料的开发,电镀(电铸)就是一个重要的支撑,对延长电源寿命或提高效率而言非常关键,这又何尝不是前沿呢?

 

说到这里,经济效益仍然是一个不得不考量的因素,而另一方面,不客气地说,是还缺少从事这种开发的领军人物。在这个领域多年的退出,一些教师从没有动力到不再关注,对没有多少效益的电镀课题早已经没有兴趣。究其原因,则与大学的考核机制和资源配置原则有很大关系。这样一来,这个专业的衰落就是必然的了。

 

这就是为什么芯片电镀装置、芯片切割用金刚石线锯装置、金刚石化学镀技术等核心技术都由国外发达国家开发及掌控,而在中国的大专院校中很难找到从事相关研究的人。被视为低端的电镀技术,却在高端的芯片制造中扮演着重要角色,中国制造业中许多人对此漠不关心,实在是一件非常可悲的事情。

 

4 人才的培养是关键

现在困扰表面处理业界的一个更为紧迫的问题是人才奇缺。招聘高端电镀人才的困难,导致猎头公司不惜造假来满足一些企业的需要。

 

本人担任某企业顾问时,就遇到猎头公司招来的所谓高级电镀人才,进行电镀基础知识测试时,100 分的卷面分只能得20 多分,而这家企业的普通技术员却可以得70 分以上。这些学历和经历都造假的所谓高级电镀人才甚至不清楚阴极镀层和阳极镀层的差异,完全就是骗人钱财。但这也反映出行业的无奈,有真才实学的电镀人才确实严重匮乏,以至于猴子也可以充大王。

 

基于历史原因,我国电镀业一直被定位在低端行业,加之当初门槛较低,行业装备、环境、管理都较差,给世人以污染、危险的行业印象。同是电镀技术应用行业,印制板制造因为电子产品需求的带动,具有自动化程度高、设备精良、现场管理好等特点,被定位为高新技术产业。单纯的电镀加工产业则因为环境和现场两大问题而成为环保管控的重点对象。

 

其实,印制板制造是电镀应用最集中的行业。目前,电镀行业正在吸取印制板行业的经验,实行全自动化和生产线的封闭运行,所有进出液体由管线分流,地面整洁,三废得到治理。这种新一代电镀企业正越来越多,落后的产能已经基本消除。

 

但是,即使这样,电镀人才仍然缺少,因为大专院校已经不愿意开设相应的专业。另一方面,即使是这个专业的学子,毕业或从业一段时间后也大多转入其他行业,真正进入这个行业的基本上是其他专业的人员。这就是表面处理业人构成的现状。如果不改变这个现状,要想使表面工程做大做强是不可能的。这需要多个方面的协调才能加以解决,行业呼吁加政策措施应该也是重要的方面。

 

5 产业联盟新思维

说到行业的呼吁,就不免要说到行业。中国有表面工程行业协会和电镀分会,各地也有各地的行业协会,但是这些协会在行业内的影响力实际上并不大,或者说没有发挥它应该有的作用。其实在各家企业都忙着做自己的事情的时候,需要有一班专职人员来打理行业内的事情,这种做法在发达国家很普遍。

 

例如日本的表面技术协会,就具有权威性,整合了日本产业、研究机构、大学等各项资源,实行会员制,每月定期出版技术期刊,对一年的期刊内容(每期一个专题)进行预告和按专题约稿。对行业和会员都有很大帮助,同时可以协调行业与其他行业或政府的关系。

 

我国有我国的特色,而广东又有改革开放的前沿经验,应该敢为人先,在实行产业联盟方面做出更多的尝试。要想有一个强势的行业,应该在各地协会、学会基础上,召开联席会议,拿出主张,组建一个大湾区表面工程协会。

 

可以出版刊物,联合大湾区的所有表面处理企业和所有大专院校及科研院所的相应专业,统一协调大湾区的表面处理行业事务,包括制定标准和行业守则、定价议价、研究与开发、人才培训、难题攻关等。

 

还可以组成调研小组,到大湾区内大型高科技企业了解对表面技术的需求或遇到的技术难题,组织力量帮助企业解决难题。这对于做强大湾区的现代制造业一定大有裨益。

 

经历这次世界范围内的疫情大流行之后,相信许多企业家会看清形势,将社会效益放在经济效益之上。为了大湾区,为了全社会,每个人做出自己的努力,共同将表面处理行业做大做强,为祖国的进一步繁荣昌盛多作贡献。

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