光伏装备的“湖南奇迹”

——中国电子科技集团第四十八研究所产业化之路

本报记者 唐爱平 通讯员 张星

    从单一设备发展到单台设备与工艺结合； 

    从整线设备发展到整线设备与工艺结合的“整线交钥匙”系统方案；    

    占据国内太阳能电池制造装备80%的市场份额，成为国家级光伏全产业链制造规范企业；  

    一次无心插柳的转型，13年的奋力追赶，让中国电子科技集团第四十八研究所（简称48所）创下了光伏装备制造的产业奇迹，成长为国内最大的太阳能电池制造装备供应商，连续三年进入全球光伏装备制造业前十强。  

     转型转出新天地，

    跨入全球光伏设备制造商第一方阵    

    48所成立于1964年，其前身长沙半导体工艺设备研究所,是一家以集成电路、新型储能材料和特种传感器等技术为主的军工骨干科研院所。进入光伏产业之前，专注从事军用产品的专项生产，从事“三束”（离子束、电子束、分子束）为主的电子束曝光机、分子束外延设备、离子束注入机等半导体微细加工设备的研发。    

    与同类科研院所一样，随着社会发展，在市场经济的冲击下，48所陷入服务领域窄、发展后劲不足的被动局面。在世纪之交前后，单纯依靠军工产品开发的48所已运转迟缓人心浮动。    

    如何摆脱困境？48所开始从“研究所发展模式”向“现代企业发展模式”转变。2001年，48所凭借在半导体装备领域的深厚积淀，推出高温扩散炉和等离子体刻蚀机，以光伏装备作为推动企业进入市场的突破口，在创新开拓的道路上迈出了第一步。    

    无心插柳的转型，让48所成为国内最早从事光伏装备研发生产的单位。    

    但在48所投身光伏产业之后的相当一段时间里，一些投资比重大、也更为重要的关键设备，依然是一片空白。如晶体硅太阳能电池制造的关键设备——全自动太阳能电池测试分选设备，长期以来几乎全部依赖进口，严重制约了我国太阳能电池产业的发展。    

    为了提升光伏装备的核心竞争力，48所组织科研团队奋起直追，先后成功研发了清洗机、PECVD、高低温烧结炉、单晶炉、铸锭炉等太阳能光伏关键装备，其中全自动太阳能电池测试分选设备填补了国内空白，并成功打破该设备关键技术长期由西方少数公司垄断的历史。    

    从此，48所的光伏装备逐渐占领国内市场，在光伏电池制造设备细分市场上牢牢占据着80%的份额。在此基础上，48所成功开发出太阳能电池制造7道主要工序的所有工艺设备，将晶体硅太阳能电池大型生产线上的同类进口装备挤出国门；并将产品出口到20个国家和地区。    

    2010年，48所强势跨入全球光伏设备制造商第一方阵，稳居“2010年度全球十大光伏设备制造商”第九位，首次打破该排名长期由欧美设备制造大型企业一统江山的格局。    

     装备和工艺融合，架构光伏全产业链条

    48所常务副所长武祥在接受采访时告诉记者，只有融入一流的工艺，才能研制开发出一流的装备；只有与工艺完美融合，才能展现专用装备的真正价值。    

    为此，48所依托已有的市场优势，通过建设工艺大生产线，将光伏设备与自主研发的工艺技术相融合，提出一揽子的解决方案，提升装备的附加值。    

    2006年前后，国内光伏产业在积聚数年后迅猛爆发。48所也在那一年建成了以自己装备为主的第一条25MW晶体硅太阳能电池生产线。此后3年，48所累计投资10亿元，建设了“一所三园”，即北京中科信电子装备有限公司通州科技园区、湖南红太阳新能源科技有限公司天心环保科技园区、湖南红太阳光电科技有限公司麓谷科技园区，不仅使研发转为产能，还由此立足装备，向产业链下游延伸。    

    2009年，48所建成50MW晶体硅太阳能组件生产线；2010年，硅材料生产线正式投产，并正式推出了从硅片加工到晶体硅太阳能电池组件生产“整线交钥匙”解决方案，并由此创造出一个个光伏产业的奇迹：    

    2010年，48所迈入光伏“GW俱乐部”，合计产值达到50亿元，带动湖南迈入太阳能光伏全国前五的行列；    

    2011年，48所太阳能光伏综合产能达到1500兆瓦，位居国内前五；光伏装备整线交钥匙能力世界领先，为国内主要光伏电池生产厂商提供着品种繁多、门类齐全的光伏装备，更成为了国际市场上光伏装备最主要的供应商；

    2012年，以48所为依托单位组建的“国家光伏装备工程技术研究中心”，通过国家科技部组织的专家评审；    

    凭借光伏业务的异军突起，48所新能源产业合计产值从2006年几乎为零，增长到2013年的近80亿元，成为中国电科民品产业中自主创新能力最强、核心竞争能力最为突出、发展速度最为迅猛的支柱产业之一。    

     “强固”和“跃升”并举，

    致力建设绿色家园

    从2011年开始，我国光伏产业经历了欧盟“双反”和国内产能过剩的双重考验，进入了产业的寒冬期。    

    自2012年起，48所开始实施以强化成本和固化产业链管理为目标的“强固计划”，相比许多光伏企业没能安然过冬，或在盈利线上苦苦挣扎，48所的日子过得较为从容。到去年年底，48所旗下各公司一直处于满产状态，需要加班加点才能满足订单需求，去年全年销售额更是突破60亿元。    

    这是48所新的经营模式收获的可喜成绩。

    2013年，48所积极探索新的经营模式，目标客户群由传统的光伏制造企业向电站集成商、运营商扩展，通过重点开发大型地面电站和分布式电站项目，带动上游光伏产业链的发展。经过多方努力，48所联合中国国电、招商新能源、国家电网、中国保利等几家中央企业，共同设立“光伏绿色生态合作组织”（PGO），携手新能源央企建立创新战略联盟，共同开展光伏电站项目的开发、建设、销售和运营维护业务。    

    2013年，48所承接各类光伏系统工程数十项，其中，“内蒙古光伏电站项目”、“北京光机电产业园金太阳示范工程”、“节能减排专项天心区光伏发电工程”、“湖南省粮食集团光伏分布式发电项目”、“蓝思科技长沙光伏分布式发电项目”等光伏系统工程的正式实施，标志着该所全面启动和挺进分布式发电建设领域，完成由光伏装备产品制造商向系统集成商、运营服务商的华丽转型。   

    48所所长刘济东介绍，今年该所在继续实施“强固计划”的同时，正实施以装备技术跨越提升为目标的“跃升计划”，提升各类装备的研发制造水平，增强企业的核心竞争力。  

近日，在长沙市高新区管委会协调下，中联重科、九芝堂等多家麓谷企业已着手与48所合作，在企业的闲置屋顶安装分布式光伏发电站，生产清洁能源。据了解，在国家政策的基础上，我省对分布式光伏发电的补贴政策即将出台。这对光伏发电站的使用者而言，可以利用闲置空间、享受优惠电价，降低生产成本；而对光伏发电站的建设者而言，则意味着建设绿色生活美好家园工作平台；也许，光伏产业的又一个春天不久就要来临。

“真正的核心技术花钱买不到”

中国电科48所所长 刘济东

    创新，是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，是我国转变发展方式的动力之源。它囊括技术创新、模式创新和制度创新等多维领域，依托于科技进步，着眼于转型发展。    

    技术创新是永远的信条。“筑基而后自立，创新而后自强。”48所在建所之初，确立了离子束、电子束、分子束的“三束”研究方向，这个技术核心就是48所安身立命的所在。此后，48所的一切技术优势,包括半导体外延、离子注入、光伏制造等关键设备，都是由“三束”逐步延伸而来的，并最终促使核心技术固化为微电子装备和光伏装备的制造技术与生产工艺。“真正的核心技术是市场换不来、花钱买不到的，必须自力更生、奋发有为！”回顾50年的发展历程，如果没有对技术创新的孜孜追求，就不会有今天的48所。    

    模式创新成就独特道路。凭借扎实的传统技术优势，48所出于对装备与工艺研究的革新和探索，在技术创新的同时，逐渐摸索出“装备结合工艺、工艺带动产品、产品反推装备与工艺进步”的螺旋攀升模式，实现了装备-工艺-产品的有机促动，可以说，48所跳出了以往单纯做工艺、装备研发的窄道与老路，走向了装备、工艺、产品及产业化相结合的大道与新路。在科技创新驱动的今天，48所将更加关注以全球视野谋划和推动创新，提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力，不断提高自主创新及协同创新综合水平，凸显比较优势，牢牢把握住转型发展的机遇和主动权。    

    制度创新对于科研院所和制造企业尤为重要。著名经济学家吴敬琏曾说过，“制度重于技术”。好的机制与体制，势必会对转型发展起到事半功倍的作用。创新的主体是人，而充分调动人的主观能动性，关键在于形成“创新收益大于守成收益”的内生激励机制与激励兼容机制，用暖人心、鼓斗志的体制机制，“温暖”基础科研与技术前瞻人员久坐的“冷板凳”，从而引领科研技术人员的行为指向，夯实创新的“根基”，使技术创新、模式创新和体制创新紧密融为一体、相互支撑促进，让创新能力与创新动力迸发出跃动而强劲的“脉搏”。

陈国红和他的“多晶硅铸锭炉”

通讯员 张星 

    在48所，陈国红俨然是一个“明星”。    

    2013年9月，他主持开发的“多晶硅铸锭炉开发及产业化项目”荣获湖南省第二届职工科技创新奖一等奖，他本人也被授予“湖南省技术能手”和“湖南省五一劳动奖章”殊荣。    

    20年前，这个来自湘潭大学机械工程系的青涩毕业生，怀揣着理想和热情来到中国电子科技集团公司第48研究所（下称“48所”），致力于热工设备的研究与开发。  

    2006年12月，48所为打破国外对多晶硅铸锭炉的技术垄断，提出了“多晶硅铸锭炉的开发及产业化”项目，实现光伏产业链中的关键工艺设备国产化，掌握技术主动权。陈国红被选为项目组长，主持开发多晶硅铸锭炉项目。    

    面对新的挑战，陈国红带领项目组人员充分研究国内外相关设备的技术，分析多晶硅铸锭的特殊工艺要求，在解决了一个又一个技术难题之后，于2007年12月实现R13450－1/UM型多晶硅铸锭炉安装调试一次成功，铸造出的硅锭晶体结构和电学特性全部优良。    

    该设备的成功研制，解决了我国大规模生产多晶硅锭的技术瓶颈，是我国太阳能光伏产业关键设备实现国产化的一次重大突破，使我国的多晶硅制备技术不再受制于人。    

    为加快科技成果转化，将项目成果转化为经济发展的推力，2009年3月，在48所“装备产品同时并举”战略规划下，陈国红受命筹建湖南红太阳光电科技有限公司铸锭生产线。

    当园区内还是一片黄泥地时，铸锭炉车间率先启动进场安装。仅用了3个月，12台铸锭炉生产能力达产。 

    此后多年，陈国红带领技术团队在自己的多晶铸锭工厂中，探索出了适合国产设备的高效多晶铸锭工艺，创造性地采用无籽晶的高效多晶铸锭工艺，从熔化到生长自动切换，无需人工测量，解决了操作中的自动控制问题，降低了生产成本，利于大规模生产，并通过更为理想的温度梯度、界面形状来控制硅晶体的形核与生长，获得质量更好的多晶硅——高效多晶硅。    

    2011年，通过技术升级，陈国红技术团队成功研制出R13660－1/UM型（660Kg级）多晶硅铸锭炉。2012年7月，陈国红技术团队开始800kg多晶硅铸锭炉的研制工作，并且在工艺上加以改进和创新，成功研制出R13800－1/UM（800kg级）高效多晶硅铸锭炉，从普通多晶铸锭到无籽晶的高效全熔多晶铸锭，实现了设备与工艺的完美融合。    

    2013年3月，800kg高效多晶硅铸锭炉试制成功，5月即实现20台批量生产。用高效多晶硅片制成的太阳能电池，转换效率比普通多晶硅片制成的电池效率高出两个档位，真正体现了高效多晶铸锭的技术和成本优势，达到国内领先水平。