習近平總書記2018年5月28日在兩院院士大會上強調：“關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的。”只有實現關鍵核心技術自主可控，才能把創新主動權、發展主動權牢牢掌握在自己手中。作為推動創新創造的生力軍，企業應堅持自主創新，提升核心技術創新能力，帶動新技術、新產品、新業態蓬勃發展，這不僅是我國進行供給側結構性改革的必然要求，也是企業不斷髮展壯大的必由之路。
近年來，北京始終以建設具有全球影響力的全國科技創新中心為引領，加快推進科技創新成果向現實生產力轉化，加快構建產業新體系，增強經濟核心競爭力。北京市科學技術委員會在《北京加強全國科技創新中心建設重點任務2018年工作方案》中明確提出，要提升企業技術創新能力，打造高精尖產業主陣地。
高新技術企業作為科技創新成果轉化的“加速器”，為北京轉換髮展動能，構建現代化經濟體系做出了重大貢獻。截至今年7月，北京市高新技術企業數量達到20163家。2017年，這兩萬多家的高新技術企業實現總收入2.5萬億元，實現利潤率11.5%，稅收總額1211.8億元，佔北京整個稅收的34%。
北京市科學技術獎歷年獲獎項目分析顯示，高新技術企業逐步成為引領首都技術創新和產業發展的重要力量。2017年，在面向產業的獲獎成果中，高新技術企業參與度約佔85%。今天我們帶來的兩個獲獎成果就是高新技術企業利用自身研發優勢，通過自主創新，實現關鍵核心技術自主可控，促進經濟高質量發展的典型代表。
國產金屬玻璃“芯” 助力節能減排
經過一百多年的發展，電能的利用已經深深地融入每個人的生活。隨著人們生活水平的不斷提高，用電量也在逐年遞增，不斷挑戰著電力系統的輸配電能力。
然而，在輸配電過程中有兩隻“電老虎”--配電變壓器和電機，它們“吃掉”了部分電力，因此產生了電力的損耗。數據顯示，我國配電變壓器損耗約佔全國發電總量的3.3%，2017年約達到2145億千瓦時，超過2個三峽工程2017年的發電量（976億千瓦時）。電機“食量”更大，實際能耗超過全社會總耗電量的50%。因此，降低變壓器與電機的損耗對節能減排、建設低碳經濟至關重要。
無論是配電變壓器還是電機，最基本的原理都是電磁能量轉換，減少電磁能量轉換過程中的電力損失，就可以降低損耗。這其中最關鍵的就是降低鐵芯的損耗，非晶合金是目前公認綜合性能最好的鐵芯材料之一。
以非晶合金為鐵芯材料製成的變壓器，其空載損耗與採用硅鋼片的傳統變壓器相比，減少了75%左右。其應用於高效電機，可使鐵芯損耗降低80%以上，在高頻時（400Hz以上）整機效率可提升2%-15%，節能潛力巨大。
北京科銳配電自動化股份有限公司等單位利用企業研發資源，針對國產非晶帶材的性能特點，在非晶配電變壓器和非晶電機制造技術和產業化集成等方面集中攻關，取得了系列技術突破。該單位牽頭完成的“國產非晶帶材在電力系統中的應用開發及工程化”項目獲得2017年度北京市科學技術獎一等獎。
創新結構設計 國產非晶變壓器實現產業化
非晶合金俗稱神奇的金屬玻璃，是通過先進的急冷技術，將鋼液一次成型為厚度20-30微米的帶狀特種合金，其原子結構處於一種長程無序的不規則排列的非晶態結構，使其具有高導磁性和低損耗特性，有利於減少鐵芯損耗。然而，非晶帶材厚度極薄，硬度高且對機械應力非常敏感，導致其不易切割，且退火後極易破碎，給非晶帶材的設計和製造帶來了很多困難。
以往為了簡化加工工藝，三相非晶變壓器鐵芯均採用矩形截面的五柱式結構設計，但存在著線圈繞制工藝複雜、成本高，抗突發短路能力弱以及佔地面積大、噪音大等問題，成為非晶變壓器領域亟待解決的難題之一。
項目團隊發明了截面近似圓形的變壓器鐵芯，通過精確的鐵芯結構設計、選用不同寬度規格的非晶帶材和高精度模具、配合特殊的熱處理工藝，徹底解決了矩形截面非晶鐵芯存在的線圈繞制工藝複雜、成本高，抗突發短路能力弱兩大技術難題。
同時，提出了新型的三相三柱式結構，不僅使非晶變壓器鐵芯的重量和橫向尺寸明顯降低，節省了材料、降低了成本，也減少了使用過程中非晶變壓器的佔地面積；並採用環氧樹脂塗層降噪技術，大幅度降低了使用過程中的噪音。
為實現非晶變壓器的輕量小型化，採用新型絕緣結構設計，較大程度上減小了非晶變壓器的結構尺寸，實現了整機減重，降低了產品成本。同時，採用新型裝配技術及可調式新型線圈生產模具，提高生產效率，模具用量減少了70%以上。以一臺低壓繞線機和兩臺高壓繞線機為一個單位，該技術創新可把繞線模具用量從每天18套降至5套以內。
目前，已建成生產能力為4萬噸/年的國產非晶配電變壓器鐵芯生產線和生產能力為6萬臺/年非晶變壓器生產線。測試報告顯示，基於國產非晶帶材的非晶配電變壓器空載損耗和噪聲等性能指標優於國家相關行業標準，性能達到國際先進水平。經中國質量認證中心認證，被評定為中國節能產品。
創新加工工藝 突破非晶電機定子鐵芯製造
非晶電機是用非晶帶材做成定子鐵芯的一種電機，與傳統硅鋼電機相比，損耗極低，可顯著提高電機效率。但非晶帶材的特性使其加工成環形、矩形等簡單形狀相對容易，加工成非晶定子鐵芯的齒槽結構則非常困難。因此，高性能非晶電機定子鐵芯的製備技術是世界難題。
國際上具備製備技術的主要有美國萊特電氣有限公司（LE）和日本日立金屬，均採用樹脂鑄型後切割成型的加工方式，存在成品率低、加工應力影響鐵芯性能等共性問題。
項目組在國際上率先發明瞭“表面塗覆-衝槽-同步卷繞”的全新工藝流程：首先對鐵基非晶寬帶進行表面塗覆，然後在帶材上衝出矩形槽，最後同步卷繞成型，一步得到軸向磁場非晶定子鐵芯；也可在非晶帶材上衝出一系列的徑向齒槽的非晶片，再將其進行軸向成型得到徑向磁場非晶定子鐵芯。
該技術徹底解決了美日技術中銑削、切割或拼接工藝存在的弊端，經檢測該技術製造的非晶定子鐵芯損耗（P1000Hz，1.0T=7.07W/kg）遠低於美國 LE 公司公佈的非晶定子鐵芯損耗（P1000Hz，1.0T≤25W/kg），技術參數達到國際領先水平。
針對非晶電機整機制造技術瓶頸，創新性地開發了“C型模塊式非晶電機定子鐵芯”的全新電機結構，使非晶材料利用率從40%-50%提升至90%以上，同時省略掉了複雜齒槽結構加工步驟，使生產效率提升10倍以上，成型效率提高5-10倍，成本降低了40%-50%。該新型非晶電機正在非晶伺服電機、非晶高性能離心風機上推廣應用。
性能領先 決勝節能市場
經過8年的科技攻關，國產非晶變壓器和電機在工藝和製備技術等方面取得多項突破，獲授權發明專利18項，形成了一批具有自主知識產權的核心技術。
目前不同規格的非晶變壓器已在國家電網、各省電力公司等批量掛網運行20餘萬臺，獲得了客戶的高度評價，“在掛網運行過程中運行狀態良好，噪音小、損耗低、節能效果顯著”。
更令人欣喜的是，配電變壓器產品已經進入國際市場，包括加拿大、韓國、南非、菲律賓等國家和地區，提升了我國在非晶帶材及其在電力系統的應用方面的國際影響力和話語權。
國產非晶電機定子鐵芯已經通過公開招標，成功取代進口產品成為湘電萊特電氣有限公司的非晶鐵芯供應商，實現了非晶鐵芯成本下降40%，並且組裝的非晶電機出口到北美市場後得到了客戶的高度好評。
項目總負責人周少雄博士認為，非晶變壓器和非晶電機的技術突破，不僅源自於項目團隊和參與企業的自主創新，更受益於整個產業的聯合與發展。由項目參與企業聯合國家稀土永磁電機工程技術研究中心、中科院物理所等57家單位組建的“非晶節能材料產業技術創新戰略聯盟”，涵蓋了該領域我國90%以上的優勢單位，提升了非晶節能材料產業鏈自主創新能力和核心競爭力，打破了國外產品的壟斷地位，帶動了下游產業的全面發展。
“隨著電力系統的升級改造，市場對非晶變壓器的需求將進一步擴大。與此同時，非晶高頻電機在航空、軍事、新能源汽車等高端領域具有廣泛的需求。”周少雄博士對非晶產業的發展前景充滿信心，“預計到‘十三五’末，非晶變壓器、電抗器及非晶電機行業將超過300億元市場規模。”
精確顯示 讓你看見更精彩的世界
在第十二屆全國人大五次會議答中外記者問環節，其背後的顯示屏以優質的視覺效果引人關注。該產品正是來自利亞德光電股份有限公司的高密度全綵LED顯示屏。
LED顯示屏是二十世紀八十年代在全球迅速發展起來的新型信息顯示媒體，因其性能穩定、使用壽命長、環境適應能力強、價格性能比高、使用成本低等特點，在信息顯示領域得到了廣泛的應用，在我們的生活中隨處可見。各種各樣的LED廣告牌、裝飾燈、景觀照明等，不僅起到了宣傳美化的作用，也使夜晚變得更加迷人。
常規LED顯示屏由於像素間距較大，不能滿足室內觀看時“清晰、逼真、無顆粒感”等要求。直到最近幾年，高密度全綵LED顯示技術取得突破後，LED才進入室內專業圖像領域。
利亞德在北京市科委的支持下，抓住產業調整機遇，研發出了具有無縫拼接、智能可調、穩定性高、色彩真實等優勢的高密度全綵LED顯示屏。該單位完成的“高密度全綵LED顯示屏幕關鍵技術研發及產業化”項目也獲得了2017年北京市科學技術獎二等獎。
擺脫“同質”競爭 自主創新是關鍵
從2010年開始，LED上游瘋狂投資，芯片產能過剩，行業低價競爭嚴重。公開數據顯示，2012年我國有幾千家LED公司，其中近六成上市公司淨利潤同比出現下滑，超過兩成的顯示屏廠家破產倒閉。市場競爭加劇，LED顯示行業經歷著從數量競爭到質量競爭的轉變，推動產業結構調整勢在必行。
與此同時，隨著互聯網和多媒體顯示技術的迅猛發展，指揮調度中心、監控中心、數據中心、信息中心等室內場景都需要大屏幕顯示產品，對大畫面、多色彩、高分辨率顯示設備需求與日俱增。
憑藉多年在LED顯示領域的經驗積累，利亞德敏銳地看到了LED顯示技術在室內應用的巨大潛力，全力進行高密度全綵LED顯示技術的研發。
項目主要完成人、利亞德副總經理兼技術總監盧長軍認為，企業進行自主研發的關鍵在於吸引創新人才，提升“智力”硬實力。為此，利亞德不斷加大人才引進，建立了自己的研發團隊，並不惜投入大量資金進行技術創新，每年研發投入約佔公司總收入的5%左右。
有付出就會有回報。經過幾年的不斷努力，利亞德在LED封裝技術、顯示技術等方面取得了系列技術突破，獲得授權發明專利20項。
高密度低能耗 LED更出彩
高密度LED顯示屏是指點間距在2.5mm以下的LED顯示屏。間距越小，分辨率越高，顯示畫面越清晰、細膩。試想一下，在一平方米的顯示面積上，密密麻麻地排布著百萬級數量的LED燈，即使在室內合適的觀看距離上，也難以感覺到其顆粒感，如同電視一樣舒適、清晰。
2010年，國內LED顯示屏幕採用的 LED 為表貼三合一，即表面貼裝器件（SMD），常規SMD封裝燈珠的最小尺寸只能做到1.5mm*1.5mm，導致顯示屏的點間距均在4mm以上。高密度LED顯示技術被國際巨頭壟斷，成為國內LED顯示屏進入高端顯示領域的技術瓶頸。
項目團隊通過對封裝技術的深入研究，摒棄了傳統的LED封裝方法，採用了包括覆晶封裝在內的一系列新的封裝方法，解決了傳統封裝燈珠中由於支架的尺寸限制而造成LED顯示屏最小點間距過大的問題。同時，減小了焊接質量對LED顯示屏性能的影響，提高了LED顯示屏幕的可靠性。目前，利亞德已具備點間距0.7mm超高密度高清LED顯示屏的量產能力。
節能化是我國每個產業都在為之努力的方向。高密度全綵LED顯示屏涉及到電量的使用和運營成本，不僅關係到LED全綵屏運營商的利益，也關係到國家能源的使用。
傳統LED顯示屏採用共陽驅動技術，即R/G/B三個基色管連接在同一個電壓端。不管哪個需要發光運行，也不管是否需要那麼高的電壓，驅動芯片的輸入電壓都保持相同，所以造成了能源的浪費。
項目組通過分析R、G、B三基色光電特性，採用共陰驅動技術和精準電壓控制技術，根據發光需求進行分步供電，使整體能耗降低20%-25%。同時，將開關電路、驅動電路和控制電路集成到顯示驅動電路中，實現LED顯示器的控制電路佔用面板的面積小、設計簡單且刷新率高的效果。
要想實現產品的產業化，併成功推向市場，還必須解決產品量產和後期維護問題。為此，項目組研發出批量轉印和前維護技術，節約了像素空間，提高了生產效率和產品穩定性，解決了顯示屏拼接縫隙和平整度問題，打通了產品進入市場的最後一公里。
盧長軍表示，利亞德的高密度全綵LED顯示在性能指標上超越了其他幾種顯示技術，價格也能持平，在技術和市場上取代其他顯示技術已無障礙。
“加之未來能更好地與裸眼3D、VR、AR、雲控播、智能應用、搭載互動等新技術融合，前景可期。”盧長軍說。
掌握核心技術 佔領高端市場
利亞德已成為全球第一家實現0.9mm間距規模產業化的企業，銷量已超過億元。0.7mm間距的產品也已實現量產，並於2017年6月在美國infoComm展會上成功首發，同行業的量產水平都還在1mm以上。
利亞德憑藉其技術優勢，成為國家重大活動的顯示系統提供商。2015年9月3日，紀念中國人民抗日戰爭暨世界反法西斯戰爭勝利70週年閱兵式上，天安門廣場東、西北角的兩塊面積各360平方米的巨型LED閱兵大屏幕正是來自利亞德的高密度全綵LED顯示屏。在2016杭州G20峰會中，利亞德承建了包括G20主會場、環保、安監、傳播、創意亮化等領域的LED顯示任務。
利亞德的高密度全綵LED顯示屏還走出國門，遍佈全球100多個國家和地區，在德國寶馬研發中心、納斯達克股票交易大廳、美國NBC電視公司、西班牙電視臺、中國香港半島酒店等地，均有它的身影。
在英國諮詢機構Futuresource Consulting的報告中，2016年，全球顯示市場中，利亞德市場佔有率排名第一，達到14%。其中，利亞德高密度全綵LED產品優勢明顯，全球市場佔有率約為50%。
高密度LED顯示屏技術含量高、利潤豐厚，利亞德圍繞關鍵核心技術形成了專利池，把創新發展的主動權牢牢掌握在企業自己手中，不僅給企業發展注入了新的活力，也改變了LED顯示屏市場低利潤的窘境，促進了整個產業的轉型升級。
抓創新就是抓發展，謀創新就是謀未來。邁進新時代，企業要實現更高質量、更有效率、更可持續的健康發展，應自覺承擔起創新主體的角色，大力推進管理創新、科技創新、產業創新、市場創新、產品創新，在轉型升級上下功夫、爭效益，努力成長為具有國際影響力的行業領軍企業，助力北京具有全球影響力的全國科技創新中心建設。（北京日報）
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