湖南教授闯“禁区”,一根纤维搏百亿美元大市场

湖南教授闯“禁区”,一根纤维搏百亿美元大市场

国内新材料行业正在形成特有的商业模式,而且在全球都具有颠覆性。

文|《中国企业家》记者 苗诗雨

编辑|张昊

头图摄影|邓攀

两个月前,一则看来并不起眼的消息,在材料行业“炸了锅”。

湖南泽睿新材料有限公司(以下简称“泽睿”)在一次国际性展会上展出了国内首款耐温超1800℃的第三代碳化硅纤维。

很多人对碳纤维并不陌生,这个当下最热门的新材料有“黑色黄金”“新材料之王”之称,被众多汽车、手机品牌当成新产品的核心卖点。而碳化硅纤维某种意义上是其“Pro版本”,很长一段时间,该技术为几家全球大公司高度保密。

因它理论上能扛住远比碳纤维高得多的温度,还不导电,国内只是知道被用在号称“制造业皇冠”的航空发动机上。在这个极端使用场景,碳化硅纤维相比现在的解决方案可以说是颠覆式替代。除此之外,少有公开信息。

“我们航天系统有一个公司副总说,碳化硅纤维和碳纤维未来会各占一半‘天下’。”泽睿创始人、首席科学家黄小忠教授说。行业使用较多的数据是,碳纤维全球市场规模将在今年突破200亿美元,而2030年将突破500亿美元。

价值数百亿美元级别的顶尖技术,被一家注册资本5000万元,甚至没有公开融资记录的湖南公司做出来了,这多少有些“魔幻”。直到7月,泽睿的这款产品通过了一些客户的专家组验收,评定结果显示,它完全满足制备航空发动机陶瓷基复合材料的极端性能需求。

碳化硅纤维的量产难度相比于碳纤维呈指数级上升。以至于2023年,黄小忠耗尽所有资金,几乎“手搓式”地拉出了国内第一条年产20吨的工程级别产线时,都并不明确这件事的机会。在此之前,他只见过国防科技大学那条500公斤的实验室级别产线。而碳纤维的产线早已从百吨级别卷到了1500吨级别,即便如此,它都还算“昂贵”的材料。

黄小忠 摄影:邓攀

材料行业预期极高的碳化硅纤维,是否真的有那么大的想象空间?这个问题,黄小忠这十几年里每天都要面对。

“冥冥之中,感觉好多次都是被推着走。”2007年,他离开国防科技大学,到中南大学任教时,最初只是想带带硕士生、做些研究。

哪怕因为碳化硅纤维这个课题拿到了中南大学自主科研项目、国家自然科学基金等项目资金,他还是科研逻辑为主,“我甚至不太想做,因为做一个纤维出来太辛苦了。”

那时候,碳化硅纤维只在美国和日本的文献里出现过,用处不详,样品也拿不到。“这不像是国产替代的其他产品,至少还能看到怎么拆解。”黄小忠形容这件事的挑战就像是“把图纸给烧了”,尤其是碳化硅纤维是要从一种有机纤维做起,然后转无机,“你并不知道那个有机物是什么。”

技术封锁很严重。都到了2019年,黄小忠去法国参加一个行业会议,看到欧洲材料业同行向美国相关企业提出“放开”碳化硅纤维技术限制时,还都被直接拒绝,“他们很多是‘盟友’,彼此之间都如此封闭,更何况一个中国公司。”

黄小忠还算幸运,虽然“跌跌撞撞”,但整体进度不错,经历过数次改规划。从拿到第一笔融资之前,定的是要做10吨级别产线,直接升级到20吨。他现在瞄的是500吨到1000吨,“这可不能再用10年时间了,最好5年就干完。”

他在内部提出了一个概念:把价格降到1000元一公斤。到这个价格段,民用市场空间将完全被打开。据他介绍,美国公司的产品现在价格大致在1.5万美元一公斤,“这已经不在一个数量级上了,所以我为什么总说这是我们中国人的产业。”

他深知自己的弱点,“我是大学教授出身,在社会经验方面是个‘空白’。”他只能要求自己“遥遥领先”,“只有碾压式的优势,我才能活下去。”

“跌跌撞撞”

黄小忠在国防科技大学时,他的博士生导师冯春祥教授就已经在研究碳化硅纤维了,冯在业内也被称为我国的“碳化硅纤维之父”。

到中南大学工作后,他跟湖南水口山矿务局讨论一个铍材料深加工的项目,期间提出了含铍掺杂纤维的研制,这是整个故事的起点。黄小忠因此启动了碳化硅纤维的研究,一做就是十几年。

当时西方科研界描述了两条技术路线,一条是更成熟的电子束辐照路线,还有一条就是黄小忠后来选择的掺杂路线。“那条路线基本上没人走,现在终于知道为什么了,就是太难了。”初期的大部分资金都来自于科研经费,他屡屡面对同行的质疑:你这个人太差了,用国家的钱做出了什么?

掺杂路线要在高温状态下引入空气,因此也要引入金属来抑制空气所带来的影响。而被更多企业采用的电子束辐照路线,更接近于在一个真空状态下。显然,黄小忠选择的路线如果成功,会极大降低对厂房生产环境条件的要求,且设备投资大幅降低,更加适合大规模连续化生产。这对应的是极其复杂的研发过程,因为加入了湿度、温度、杂质等非常多的变量,需要大量测试。

没任何现成的设备,黄小忠虽然在国防科技大学见过那条500公斤的实验线,但这不是他当时的主要课题,对具体设备并不了解。他只知道要做的那个“东西”由1000根500米长的纤维组成,每一根纤维直径是微米级别。

在那个阶段,很多条件看上去都无法跨越。比如电压的不稳定,直径微米级的产品,一秒钟连一厘米都做不出来,电压稍微波动就是致命影响。

好在当时他并没有被商业思维束缚,没想太多,决定先做起来。在完成了知识产权转移之后,2012年,他在自己的公司成立了碳化硅纤维事业部,开始了正式运营。

他一直保持着一个不大的团队,直到现在,带上工人也只有100多人。起初,他的规划并没有特别清楚,如今回想起来,幸亏找对了两个核心人物。

有一个机械行家,他不只是对产线有很强的规划能力,定制设计能力也很强。还有一个纺丝行家,需要将纤维纺成接近于丝织物的形态。黄小忠引入的这两个技术骨干有着丰富的实操经验,对整个流程都很熟悉。

不过大量工作都是在磨合,用他的话说,设备迭代了无数遍。而且过程中要考虑非常多细节,“稍微没想到,就得不到某种材料,跑掉了。”黄小忠说,好几次购置了一套设备,团队对设计非常满意,结果数据不好,还得重新再来。

“有一个员工快被折磨死了,每次反思感觉都很到位,缺点也找到了,问题分析得很明确,但一试,就是不行。”团队备受打击,黄小忠安慰他们:纺成了是意外,纺不成很正常。

“这事是要有情怀和目标的,钱拿得不多,又要吃最大的苦。”刚开始创业时,有员工的小孩才上小学,一直跟着黄小忠,现在小孩都上大学了,才终于看到曙光。

2015年,500公斤工程级别产线终于成功了,这已经是国内最先进的产线了,跟国防科技大学那条实验线不在一个等级上。

这阶段,他已经开始花自己的资金了。他的起步业务是隐身材料,也有几个股东。他那时没什么预算的概念,把公司利润都移到了碳化硅纤维项目上,股东有挺大的意见。

他一直扛到2017年,转机终于出现了。

在当年的世界发动机大会上,GE首次展示了其在航空发动机领域对碳化硅陶瓷复合材料的应用成果。GE称新材料相比传统金属材料,重量减轻约三分之二,同时可承受超过2000℃的高温。

这相当于“坐实”了这家美国公司相关行业要把碳化硅纤维用在航空领域,虽然在2015年国内就有了这个猜测。黄小忠说在会场内,GE高管甚至直接说,这将“摧毁一切耐热合金”。这个消息引发了相关部门和航天体系的重视,黄小忠必须加速了。

那条500公斤的产线,他向客户介绍过,并没有感受到那种强烈需求。他决定要做一条10吨的产线,这需要一大笔钱,这才开始想着对外融资。

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春天来了

从没接触过风险投资机构,对资本也没什么概念,黄小忠甚至无法做出一份完美的商业计划书,只是做了个介绍。他自己都觉得好笑,隐身材料是这几年资本市场热门题材,他启动创业时,从几个私人股东那里拿了不到五千万元,就出让了超过一半的股份。

这个股权结构也极大影响了他的后续融资,几个股东并不想投资碳化硅纤维,也反对他继续融资。

本科毕业于华中科技大学,一次会议上,他被华中科技大学校领导引荐给了同为校友的龚虹嘉。后者是海康威视最早的投资人之一,成立的嘉道资本也以投硬科技著称。

龚虹嘉先后派了三个投资经理考察泽睿,都被否掉了。“这是国家的事情,为什么不是‘国家队’成功,而是你成功?”黄小忠不好回答。在那个当口,其实有对政策敏感的房地产老板,要投他几千万元,他坚持没要。用他的话说,“追求”了龚虹嘉两年,解决了诸如股权结构等诸多麻烦问题,最终还是赢得了信任。

拿到这笔钱之后,反而顺利了很多。20吨产线加速落地,更重要的是,泽睿的产线实现了从“半连续”到“连续”,相对于传统“间歇”式的产线,效率迎来一次巨大跨越。

团队磨合到现在这个状态,产能继续放大的难度实际上小了很多。随着技术和工程难题的逐步攻克,这几年黄小忠在不断跑市场,他说自己的思维方式和工程逻辑也发生了变化。

他现在认为碳化硅纤维未来八成市场一定是在民用端,因为国内使用场景太多了。他仔细研究过碳纤维的发展路径,早先有些企业升级到100吨产线之后,财务数据不错,就一直停在这个状态。而行业真正的拐点是新玩家直接从百吨产线做起,继而快速升级到千吨级别,彻底打开了新能源、3C、汽车、体育休闲等超级大市场,并且后来居上。

“如果民用市场没有大规模打开,思维方式会受到局限。”黄小忠最近在跟一些飞行汽车公司谈合作,技术数据层面没问题,他把此前用在飞机上的数据摊开,对方马上就接受了。

AI生成

更大挑战在于思维方式的碰撞。飞行汽车公司很多管理者来自于互联网行业,当谈到商务部分,“人家一开始就下很大的订单,但要求超低价。”他身边一些朋友近几年都经历过类似的状况,尤其是一些手机、新能源汽车厂商的供应商。

这并不是材料行业常规的方式,但黄小忠眼看着一些企业借此弯道超车,他开始琢磨这种商业模式的本质问题。“他们本不是第一,结果最后成第一了。”黄小忠说:“哪怕亏一点,也要把单子接下来,相当于有人出钱训练你的产线,这会极大加速你的迭代。”

在他看来,中国的材料行业会形成特有的商业模式,而且在全球都具有颠覆性。

这两年,泽睿商业化的脚步越走越快,他大面积地调研了全球材料企业。“全产业链”几乎是巨头公司在大型颠覆性产业技术上的共同选择,尤其是GE,这也是碳化硅纤维行业在全球范围内的绝对龙头。通过投资关键技术公司、拿地建厂、后续维修等,“一点‘缝隙’都不留给其他公司,控制整个生态,完全闭环。”

但跟欧美巨头不同的是,他要更快速实现规模化,把价格打下来,让更多的客户可以用到碳化硅纤维,从而彻底打开市场空间。他认为只要牵扯到“高温”“金属减重”“轻量化”,都属于碳化硅纤维的市场范畴,只是泽睿的价格够不够低。

年底,泽睿和手机厂商合作的产品就要上市了,“到了千吨产线,我们就可以碰一碰汽车了。”黄小忠说:“它跟锂电池的路线应该是一样的,只要达到一定量级,在细分赛道别人就追不上了。”

硬科技的“春天”或许真要来了,这一天,他等了十几年了。

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