笔芯钢的技术瓶颈有哪些?

如题所述

中国每年要生产380亿支笔,需要用每吨12万的价格进口1000多吨生产笔头的钢材,付出外汇1500万美元。这样算下来,每枚笔头的用钢大概是0.0004美元,折合人民币2厘钱,也就是0.002元,而中国生产的圆珠笔大多属低档类,出口平均价仅为0.03美元/支,笔头用钢成本仅占总成本的1.3%。

一位钢铁材料学科研究人员向网易财经表示,圆珠笔笔头用钢的用量太小,附加值低,对于大部分企业来说完全没必要自己生产,而且市场造假山寨层出不穷,研发者得不到应有的回报。企业进口几吨就可以用很久,而且现在都是直接买笔头,因为把钢加工成笔头也是需要精密技术的,大多数圆珠笔生产厂家都没必要引进加工笔头的生产线。“就像一些廉价药一样,因为没利润,所以就索性没想过研发的事。”他坦言。

根据2015年11月央视播出的《对话》节目《圆珠笔挑战高端制造》里的数据,从日本进口一吨造高端笔尖用的钢材需要12万人民币,龙头企业一年需要860 吨,算下来也仅仅是1 个多亿,谈不上是巨大的需求。如此一看,倘若只是为了制作完全中国造的高端圆珠笔,好像并没有必要做相应的材料研发与制造。

小小笔头,研发成本有多高?

上述研究人员向网易财经表示,中国现有的技术完全可以在很早之前就研发出笔头钢,技术上是不存在问题的,因为样本材料不缺,不像军工材料那样严格保密,而且目前高温合金才是技术门槛较高的特种钢,研究难度要大于笔头钢。不过,研发笔头钢的“性价比”还是太低,很少有企业愿意这么做。对于钢企而言,一条普通生产线一天可以生产1万吨普通钢,排期是个大问题,因为中国一年的需求也仅仅是1000余吨,如果真要生产起来,一天生产的钢可能很久都用不完。此外,钢铁生产需要经历铸造、冷轧等流程,根据钢铁不同的特性,还需要调整工艺,这会极大抬高研发成本。

王辉绵说,因为开发这个产品没有可借鉴的资料,都是根据不同成分的配比从几十公斤的开始炼,各种成分加入多少这个次数没法统计了。为了找到国外守口如瓶的保密配方,必须摸索出一套前所未有的炼钢工艺,没有任何参考,只能不断地积累数据,调整参数,设计工艺方法。根据太钢集团的说法,光最终测试都测试了十多次,那么这几年数不清实验,不知道需要花费多少钢材。一吨普通钢材的价格大概在3000~5000元不等,而生产笔头的钢材是特种钢,成本只会更高,每测试一次都是一笔不小的费用。

为了解决这个问题,国家在2011年拨款6000 万,重点打造“制笔行业关键材料及制备技术研发与产业化”项目,其中三个子项目分别是:圆珠笔墨水的研发与产业化;笔头线材及其装备技术的研发与产业化;笔头与墨水匹配等瓶颈问题。据悉,项目实施期为3 年(2011 年6 月至2014 年6 月)。按照科技部的要求,每个子项目的实施单位均需按1:2 的比例对该项目进行资金配套。这意味着,将投入1.8 亿元对圆珠笔的核心技术进行科技攻关。最终,贝发集团、晨光集团、上海纳诺微科技公司三家企业牵头,承担各个子项目的科技攻关。2015 年3 月,该项目通过验收。2016年9月,太钢集团笔头钢试验取得成功。现在,一些笔头企业已经开始使用国产笔头钢,在未来两年有望完全替代进口。
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第1个回答  2020-09-22
不要小看小小的圆珠笔芯,仅仅两年多以前,这个不起眼的笔尖我们国家竟然要全部依赖进口,而当时全球能生产笔尖的国家只有两个,一个是日本,一个是瑞士,都是以工匠精神闻名世界的制造强国。圆珠笔尖表面上看是一个小球珠,其实里面有5条沟槽,用来引导墨水,其加工精度达到千分之一毫米;笔头是的质量决定了一支笔的好坏,流畅与否,漏油都和笔尖有莫大的关系。而生产一个高质量的笔尖,除了需要精密的切削加工工具,适用的钢材也非常关键,而当时这些对于我们来说都是空白。

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为此,2011年科技部专门立项,成立相关的项目团队,以突破圆珠笔笔尖技术难题,这其中笔头钢钢材的研发是最主要的环节。笔头钢不同于一般的钢材,它对于耐磨性,易切削都有很高的技术要求,因此就必须在钢材中添加一定的微量元素,而这个添加的配方对国外企业来说就是”绝密“,严禁向他国转让。经过经过5年的攻关,国内的太原钢铁终于研发出笔头钢,解决了笔芯的核心技术难题,此外国内还顺利建成多条笔头生产线和笔头制造设备,”笔芯“难关的成功突破,体现出一个制造大国的技术实力和创”芯“精神。

不过这种创”芯“精神在另一”芯“领域却严重缺失,这里所说的是”半导体芯“,也就是常说的芯片。无论是在芯片原材料还是芯片制造,目前国内与国际一流企业的差距非常明显。
第2个回答  2020-09-22
不要小看小小的圆珠笔芯,仅仅两年多以前,这个不起眼的笔尖我们国家竟然要全部依赖进口,而当时全球能生产笔尖的国家只有两个,一个是日本,一个是瑞士,都是以工匠精神闻名世界的制造强国。圆珠笔尖表面上看是一个小球珠,其实里面有5条沟槽,用来引导墨水,其加工精度达到千分之一毫米;笔头是的质量决定了一支笔的好坏,流畅与否,漏油都和笔尖有莫大的关系。而生产一个高质量的笔尖,除了需要精密的切削加工工具,适用的钢材也非常关键,而当时这些对于我们来说都是空白。

为此,2011年科技部专门立项,成立相关的项目团队,以突破圆珠笔笔尖技术难题,这其中笔头钢钢材的研发是最主要的环节。笔头钢不同于一般的钢材,它对于耐磨性,易切削都有很高的技术要求,因此就必须在钢材中添加一定的微量元素,而这个添加的配方对国外企业来说就是”绝密“,严禁向他国转让。经过经过5年的攻关,国内的太原钢铁终于研发出笔头钢,解决了笔芯的核心技术难题,此外国内还顺利建成多条笔头生产线和笔头制造设备,”笔芯“难关的成功突破,体现出一个制造大国的技术实力和创”芯“精神。

不过这种创”芯“精神在另一”芯“领域却严重缺失,这里所说的是”半导体芯“,也就是常说的芯片。无论是在芯片原材料还是芯片制造,目前国内与国际一流企业的差距非常明显。根据今年一季度的统计数据,全球芯片代工企业(晶圆制造)排名,台积电的市场份额为48%,三星电子为19%,其次是格芯和联电,国内最先进的晶圆制造企业中芯国际的市场份额为4.5%,并且同比下滑了21%,另一家企业华虹半导体市场份额仅为1.5%,在全球市场的影响甚微。目前中芯国际的主流制造工艺以28nm为主,下半年才能实现14nm工艺的量产,而华虹则要到明年才能实现14nm工艺,对比台积电已经量产的7nm先进制程,国内企业至少落后两代。

在芯片的原材料等领域,主要的硅晶圆材料,来自日本和台湾的企业包揽了大部分的产能,其中日本的两家企业信越化学,盛高占据了全球50%的市场份额。而芯片制造设备领域,更是被美国及日本欧洲的企业包揽,全球最大的芯片设备提供商是美国的应用材料公司(AMAT),其次是荷兰的ASML,日本的东京电子。而目前除了ASML,其它几家企业已经对国内的特定企业实施了禁令。看起来晶圆制造实现突破的难度相对要小一些,而作为国内布局晶圆制造最早的企业,中芯国际的成立时间在2000年左右,距今将近20年,不过和国际一流企业的差距始终未见缩小。

芯片难是没错,技术难度更高,产业链更为复杂,不过还不至于到攻克不了的程度。过去国内半导体产业缺技术,缺人才,因此大批从台湾引进,包括中芯国际本身就是台湾的张汝京创办。“外来的和尚会念经”,中芯国际就是在借助外来资源的基础上发展起来的,直到今天依然没有摆脱这种模式。回头看国内重大的技术突破,无一例外都是自主研发为主,拥有核心知识产权,华为的成功就是一个很明显的例子。笔芯的突破同样是如此,没有国外的技术,仅仅五年时间就打破的垄断,实现了笔芯的国产化。长远来看,国产芯片的突破还是要依靠自己,立足自主研发,以“创芯”精神跻身世界一流企业。

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