玻璃是一種傳統(tǒng)材料，又是一種新穎的材料，怎么說呢？這個新穎，說的是硅基新材料。今天，就從硅基新材料這個問題來開始。
要搞清楚什么是硅基新材料，首先我們需要知道，硅基材料是個什么東西？顧名思義，硅基材料就是以硅為基礎(chǔ)基質(zhì)的材料，很多人可能不知道“硅”是什么東西，其實看看高山大海，就都可以知道了。我們喜歡到海邊上去踏浪，喜歡去爬山。踏浪時，我們上岸會踩到沙，這沙中含得最多的就是硅。爬山呢，很多山石中的主要成分，也是硅。所以，硅看起來似乎并不起眼，并不值錢，但做硅基新材料產(chǎn)業(yè)的人卻知道，它也可以很值錢。這其中的區(qū)別，就在于怎樣把它從基礎(chǔ)材料變成適應(yīng)現(xiàn)代社會需要的新材料。
最早的玻璃出現(xiàn)在3000多年前，一艘腓尼基商船在大海航行，這艘船上拉的是天然堿，潮起潮落，一個大浪過后，船擱淺了。船員們紛紛登上沙灘，海風(fēng)的寒冷讓他們決定把船上裝載的堿塊和木柴放在一起燒火取暖。燒完之后突然有人發(fā)現(xiàn)，這堿塊和砂礫燒過之后，變成了晶瑩剔透的、從未見過的什么東西！其實那就是玻璃。沙子就是硅基的材料，和堿結(jié)合后變成了最原始的玻璃。腓尼基人就開始生產(chǎn)玻璃球、后又開發(fā)出其他玻璃產(chǎn)品出售，賣得很好，這就是最早的玻璃產(chǎn)品。
最早的平板玻璃又是怎么生產(chǎn)的呢？是靠人工把液態(tài)的玻璃吹成筒（之后是機械吹筒），再把它剪開、攤平，這樣的玻璃，可想而知平面是不夠平的，后期還要再把它磨平。所以那時的玻璃非常珍貴。記得我小時候上學(xué)，農(nóng)村的教室都是用塑料布來遮窗戶，根本用不起玻璃，而現(xiàn)在教室里不僅用得起玻璃，而且往往還是雙層、中空、隔熱的玻璃，保溫效果很好。除了建筑用，現(xiàn)在的玻璃還用于汽車、航空航天、太陽能、光電等等領(lǐng)域，已經(jīng)是人類生活離不開的材料。用的地方不一樣，玻璃成分和性能也大不相同。比如前幾天萬眾矚目的我國神舟十一號載人飛船與天宮二號自動對接成功，這個對接中也用到了玻璃，這就是一種特種玻璃。
而說起玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的玻璃產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)條件差、勞動強度大，工作非常辛苦，大量的工藝都是人工來做，勞動生產(chǎn)率也低，那樣的發(fā)展肯定是低端的。
浮法技術(shù)“鼎足三分”
上世紀(jì)50年代末，英國皮爾金頓玻璃公司向世界宣告，平板玻璃的浮法成型工藝研制成功，這是對原來的有槽引上成型工藝的一次革命。
那么問題來了，什么是浮法技術(shù)？舉一個小例子就可以說明，洗碗時，大家會發(fā)現(xiàn)水池中有一層油浮在表面，而且攤得很平整。浮法玻璃的原理與此一致。就是在生產(chǎn)玻璃時，讓玻璃液浮在某種液體的表面，這樣生產(chǎn)出的玻璃不就很平整、不用再磨平了嗎？問題是，需要什么物質(zhì)的液體才能滿足玻璃的生產(chǎn)需求呢？在做了多次試驗后，人們找到了在700℃的溫度狀態(tài)下的一種液體，而且比重比玻璃大，能夠讓玻璃液浮在表面，那就是金屬錫。這樣生產(chǎn)出來的玻璃，就叫做float glass，也就是浮法玻璃。
浮法玻璃技術(shù)誕生后，美國的PPG公司把它的技術(shù)稍加改進，與皮爾金頓并立，形成了世界兩大浮法玻璃工藝企業(yè)。在全世界玻璃行業(yè)都被浮法玻璃席卷的時候，這兩家公司對中國卻是技術(shù)封鎖的。我們國家堅持自力更生，上世紀(jì)70年代，國家組織全國各院所、企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，將洛陽玻璃廠的一條生產(chǎn)線進行改造，造出了中國的第一條浮法玻璃生產(chǎn)線。1981年通過了國家級技術(shù)鑒定，將這種工藝正式命名為“中國洛陽浮法玻璃工藝”。這樣，與英、美“三分天下”的第三大浮法玻璃技術(shù)徹底改變了中國傳統(tǒng)玻璃廠落后的生產(chǎn)局面。
中國人把浮法技術(shù)攻克后，迅速建設(shè)玻璃廠，到了1989年，我國玻璃產(chǎn)量全世界第一，一直保持到現(xiàn)在。但玻璃廠建得那么多，卻很少有盈利的。以前玻璃廠一個窯齡10年，一旦點了火停不下來，因為停下來窯就會廢掉。所以即使虧本也得生產(chǎn)，越生產(chǎn)越虧本，不生產(chǎn)虧本更大。記得我當(dāng)年在大學(xué)論文答辯時，老師就問，中國的玻璃生產(chǎn)能力這么強，為什么效益不好呢？我當(dāng)時腦子里就有個想法——集中度太差！事實上，那時的玻璃企業(yè)，很多只有一條生產(chǎn)線，全國300多條生產(chǎn)線，100多個玻璃廠，這樣低水平的重復(fù)建設(shè)，造成了玻璃行業(yè)的惡性循環(huán)，結(jié)構(gòu)不合理，低水平產(chǎn)品太多，僅僅只有建筑用途，普通玻璃過剩，新型玻璃短缺。
這時的中國玻璃產(chǎn)業(yè)，就亟須轉(zhuǎn)型升級，開發(fā)玻璃新產(chǎn)品，調(diào)整結(jié)構(gòu)，壓縮普通玻璃，發(fā)展優(yōu)質(zhì)浮法玻璃。
光與電的神奇幻化
蚌埠院轉(zhuǎn)型升級可以看成是中國玻璃產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的縮影。
2001年以來，我們的凈資產(chǎn)從8900萬元變成了32億元，靠的就是改革改制、自主創(chuàng)新。特別是2005年以來，蚌埠院通過自主創(chuàng)新，引領(lǐng)了中國浮法玻璃技術(shù)的升級和新型玻璃的突破，實現(xiàn)了四大跨越：光伏玻璃從無到有，占全球產(chǎn)量70%以上；浮法玻璃由大到強，可生產(chǎn)厚度為0.2～25mm的優(yōu)質(zhì)玻璃產(chǎn)品；超薄信息顯示玻璃打破壟斷，TFT-LCD基板玻璃國產(chǎn)化、世界最薄0.15mm觸摸屏超薄電子玻璃；技術(shù)裝備走向世界。
這其中的兩種新玻璃，就是光伏玻璃和超薄信息顯示玻璃，實現(xiàn)了光與電的神奇轉(zhuǎn)換。
光伏玻璃，是把太陽光轉(zhuǎn)化成電。現(xiàn)在光伏玻璃大家見得多了，比如我們新材料產(chǎn)業(yè)園的屋頂就是，一年能發(fā)一億多度的電，并入國家電網(wǎng)。而光伏玻璃剛剛問世時的良品率只有25%，這條生產(chǎn)線就被人戲稱為在“印鈔票”，但這項技術(shù)一開始也是對我國技術(shù)封鎖的。后來我們把這項技術(shù)進行攻關(guān)突破，良品率達到了極值89%，使我們的太陽能電池產(chǎn)業(yè)迅速壯大，光伏玻璃迅速降價，太陽能電池從很多人可望不可即的新鮮玩意兒，走到了全國各地，我們也獲得了國家科技進步二等獎。
超薄信息顯示玻璃則是把電能，轉(zhuǎn)換成屏幕顯示出的五光十色。這種玻璃聽起來有點生疏？我想問大家，如果在五六年前想買一臺五十寸左右的液晶電視，得花多少錢？得萬把塊錢吧，因為這種超薄信息顯示玻璃那時國內(nèi)生產(chǎn)不出來，美國技術(shù)壟斷，一臺電視中這一塊玻璃的成本占30%。后來我們成功地把這種玻璃生產(chǎn)出來了，現(xiàn)在大家再買這樣一臺電視，多少錢？差不多三四千塊錢。現(xiàn)在這塊玻璃在電視成本中占不到12%，這就是企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，讓百姓共享到的發(fā)展成果。
除此之外，我們的浮法玻璃也由大到強，我們的裝備也走向世界，在全球建玻璃廠，基本上都是我們建設(shè)。比如在印度建玻璃企業(yè)時，我們和美國PPG競爭，他們先開工，我們后開工一年，但是最終無論工期還是質(zhì)量，我們都比他們更快、更好。
“首位產(chǎn)業(yè)”因何而立？
說了這么多，我們進入了重點：新型玻璃發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景，新型玻璃技術(shù)發(fā)展的趨勢與難點，中國新型玻璃創(chuàng)新與突破和中國新型玻璃的創(chuàng)新發(fā)展。總的來說，就是我們能夠在新玻璃上做哪些文章？
新型玻璃包括信息顯示玻璃、太陽能電池玻璃也就是光伏玻璃、節(jié)能安全玻璃、航空航天與高鐵玻璃、生物醫(yī)療玻璃。其中超薄信息顯示玻璃代表著玻璃制造領(lǐng)域的最高水平，其中TFT-LCD超薄電子玻璃則是玻璃領(lǐng)域“皇冠上的明珠”。大家知道我們的手機上有幾塊玻璃嗎？其實是4塊、3種。其中兩塊是TFT超薄基板玻璃，負責(zé)液晶顯示，一塊是觸控玻璃，就是我們用手機時觸摸的，還有一塊，是觸摸屏蓋板玻璃，有時也叫它“金剛玻璃”。
液晶顯示面板一度是我國僅次于芯片、石油、鐵礦石的第四大單一進口產(chǎn)品，而超薄信息顯示玻璃是液晶顯示面板核心基礎(chǔ)材料，市場需求巨大，但一直被美國、日本壟斷。TFT-LCD超薄基板玻璃，美國康寧、日本旭硝子等四家企業(yè)占有90%以上市場份額，在國內(nèi)我們中國建材率先實現(xiàn)了穩(wěn)定量產(chǎn)，良品率高，達到國際先進水平。觸摸屏超薄電子玻璃，我們是主要生產(chǎn)企業(yè)，而觸摸屏高強蓋板玻璃，以前全部依賴進口，現(xiàn)在則將進入國產(chǎn)化，我們在蚌埠的項目年底點火，明年上半年投產(chǎn)。這塊玻璃國產(chǎn)化后，手機特別是國產(chǎn)手機會更便宜。另外，玻璃本身是不導(dǎo)電的，我們把不導(dǎo)電的玻璃變成了導(dǎo)電的玻璃，占到全球25%左右的市場份額，這和剛才講的三種超薄信息顯示玻璃一樣，是我們的驕傲。
大家都知道電子信息產(chǎn)業(yè)中非常重要的一塊就是硅基新材料。那么為什么它是首位產(chǎn)業(yè)？因為它的市場前景。當(dāng)前中國已成為全球信息顯示產(chǎn)業(yè)的重要生產(chǎn)基地和消費市場，面板產(chǎn)能占全球20%以上，國內(nèi)已建成8條8.5代液晶顯示面板生產(chǎn)線，在建8.5代以上面板生產(chǎn)線3條，但所需的1.1億平方米高世代TFT-LCD基板玻璃還全部依賴進口。到2020年，中國TFT-LCD基板玻璃總需求超2億平方米，而目前我國基板玻璃有效產(chǎn)能只有約0.3億平方米，缺口巨大。到2020年觸摸屏高強蓋板玻璃需求量將超過6500萬平方米，國內(nèi)需求約4000萬平方米，全部依賴進口。
差距就是未來的市場。新玻璃的市場這么大，我們就要滿足這新的市場需求，當(dāng)然，要滿足這種需求，需要雄厚的科研技術(shù)支撐。
新玻璃的另一個領(lǐng)域是太陽能電池玻璃，這種玻璃需要高透光率、高強度、耐久性等。這個領(lǐng)域中的晶硅電池蓋板（超白壓延玻璃），我們的技術(shù)國際領(lǐng)先，產(chǎn)品質(zhì)量、透光性都非常好。薄膜電池基板（超白浮法玻璃），日本旭硝子、法國圣戈班等企業(yè)能夠生產(chǎn)，我們在全球首次采用全氧燃燒熔窯，實現(xiàn)了超白浮法玻璃的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。
這個領(lǐng)域的前景同樣可觀，到2020年全球光伏發(fā)電量將占總發(fā)電量的2%，年需太陽能玻璃超10億平方米（日產(chǎn)650噸太陽能玻璃生產(chǎn)線滿產(chǎn)情況下，需50條以上）；2040年光伏發(fā)電量將占總發(fā)電量的20%以上。“十三五”期間國內(nèi)將新增裝機量超100GW，需要太陽能玻璃6億平方米以上，2030年將達到1000GW，市場潛力巨大。
新玻璃征途從頭越
要贏得巨大的市場，首先要突破技術(shù)上的道道關(guān)口，比如“超薄技術(shù)”，要突破原料配方、熔解脫泡、超薄成型及加工難點；“超白技術(shù)”需化解原料提純、熔化澄清、絨面技術(shù)難點；“大尺寸技術(shù)”得打破成型、微缺陷控制、精密加工難點等等。怎么創(chuàng)新，怎么突破？我們的感受是，追求創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈的融合。
我們首先加強基礎(chǔ)研究，聚集高端人才，增強原創(chuàng)能力，同時加強國際合作，整合全球資源，快速集成創(chuàng)新，實現(xiàn)核心成套裝備國產(chǎn)化，打造從原料到終端產(chǎn)品的完整產(chǎn)業(yè)鏈，最終擴大應(yīng)用范圍，推動戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。
我們規(guī)劃了一批重點項目，在信息顯示玻璃領(lǐng)域有環(huán)保8.5代TFT-LCD超薄電子玻璃、觸摸屏高強蓋板玻璃、0.1毫米以下的柔性顯示玻璃、OLED玻璃等；太陽能玻璃方面包括15GW銅銦鎵硒薄膜電池戰(zhàn)略布局項目、碲化鎘薄膜電池、中鋁高應(yīng)變點玻璃與背電極等；節(jié)能安全玻璃領(lǐng)域，則是硼硅酸鹽特種玻璃、Low-E自潔玻璃、真空-中空復(fù)合玻璃、智能光控玻璃、高鐵安全玻璃；其他還包括空心玻璃微珠、高純石英提純、ITO靶材項目、CIGS薄膜電池用靶材項目、稀散金屬提純項目等。
總而言之，新型玻璃作為一類具有特殊性能的功能材料，應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，未來發(fā)展大有可為。所以，我們一定要堅持自主創(chuàng)新，開發(fā)出新技術(shù)、新產(chǎn)品、新裝備，為玻璃行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出新的貢獻，迎來玻璃行業(yè)科學(xué)發(fā)展的新輝煌。
