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从隐身衣到下一代3D打印材料碳化硅研究频现突破

2018-09-15 12:10:47

美国斯坦福大学本周披露的研究成果显示,通过添加纳米原子,碳化硅超颖材料可以达到"真正隐形";而此前,作为下一代3D打印材料,碳化硅在美国已经进入商用阶段。美股碳化硅公司科锐今年股价已接近翻番。随着科研究的不断突破,碳化硅应用有望呈现空前增长。

碳化硅可制隐形材料

本周,美国斯坦福大学工程系官网头条刊登文章,介绍该学院对超颖材料研究所取得的突破。

据该文介绍,每一种自然物质都有一个正的光反射比值,然而通过对碳化硅制成的超颖材料添加类似凹面镜的新月型纳米级人工原子,科学家们便可以调节光的反射值,如果能将这个值调整为零,那物体吸收的光线将不被反射,做到了真正的"隐形"。项目组成员阿特雷在接受采访时表示:"我们能通过调整纳米原子的大小,以及新月凹面的角度,让我们的超颖材料对所有人类可见的光隐身。"

超颖材料在美国的研究已经有了十余年的历史。由于自锐性好,光学相关的超颖材料基本都由碳化硅制成。同时,由于对超颖材料植入人工原子的工程量很复杂,目前制造出斗篷大小的隐身衣仍然非常耗费时间,但技术上已经不存在障碍。

除了斯坦福大学之外,麻省理工学院同样在进行相关研究。今年三月初媒体报道了该学员团队在TED2013会议上展示由方解石制成的隐身盒子,曾一度让方解石概念股连续涨停。

在斯坦福团队另一名成员加西亚看来,"超颖材料在未来将允许我们做到很多现在看来无法想象的事,我甚至无法想象几年后这一领域的研究水平可以达到多么科幻的程度。"

美碳化硅公司四个月股价翻倍

伴随着科技的进步,资本市场对碳化硅生产商亦相当追捧。美国科锐公司是全球的LED外延、芯片与封装厂商,同时也是世界上的碳化硅生产商之一。其碳化硅产品能广泛用于半导体材料和电子设备。今年一月中旬以来,该股的股价已接近翻倍,从32美元涨至62.12美元,离70美元的历史点仅一步之遥。1999年互联网泡沫时代,科锐公司也曾经凭借碳化硅产品这一热点题材,股价在半年内上涨了393%。

从公司官网的介绍可以看到,科锐公司认为其市场优势来源于碳化硅材料,公司以此作为LED外延芯片与制备相关的器件。今年3月4日,科锐曾推出超低价LED灯泡新产品,带动美股LED概念股当日大涨。

商业化前景看好

中国工程院院士卢秉恒院士在5月10日举行的"2013年上交会3D打印技术论坛"上曾表示,国内3D打印高端发展方向是航空航天领域,国家在该领域给予较多的科研支持,打印材料研究方向将向碳化硅复合材料、高介电陶瓷等超颖材料拓展。

美国弗吉尼亚大学的舒尔曼博士便自己创立了一家名为Ceralink的企业,使用碳化硅材料已经接获了包括军工订单在内的各类订单,成功商用。

碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成,高精度产品的的技术门槛很高。2006年全球只有五家公司可以生产碳化硅,现在也不过数十家。

从现阶段3D打印制造的成本构成来看,设备和材料占据主体部分。目前3D打印材料主要类型是塑料,液态树脂和金属粉末,3D systems和Stratasys公司主要供应前两种材料。从3D systems财报来看,3D打印材料收入占比近三成,销售毛利率也大幅高于3D打印设备和服务产品,因此打印材料才是未来3D技术发展和公司业绩提升的关键。

由此可以推断,一旦碳化硅材料在3D打印的应用更为普及,对于碳化硅产量占全球七成的我国来说,在议价权方面自然更有底气,相关公司业绩也值得期待。

新大新材

公司从事碳化硅粉体材料生产,市场占有率位居行业前列。核心产品为为高纯度、超精细的绿碳化硅微粉,是光伏产业、半导体芯片产业的专用切割刃料,同时还广泛应用于工程陶瓷、耐火材料和宝石玉器等领域。公司研发的碳化硅精密陶瓷制品具有耐磨损、抗高温等特性,广泛应用于航空航天领域。

另外,公司新控股股东平煤神马注入的易成新材料,也是主营碳化硅精细微粉,并建成了世界的碳化硅精细微粉工业园区,生产的多种规格产品,可以满足国内外不同客户需求。同时,新控股股东承诺,自本次重组完成后十个月内,若新大新材(300080,股吧)股价达不到10元/股,则将通过二级市场增持不低于重组前公司总股本的3%,若15个月内新大新材股价达不到10元/股,则累计增持新大新材股份不低于5%,目前资产重组已完成。

天富热电

公司是国内规模化生产碳化硅晶片的企业,通过与中科院物理研究所合作,成立北京天科合达蓝光半导体有限公司,天富热电(600509,股吧)持股40.8%。天科合达专业从事第三代半导体碳化硅晶片的研发、生产和销售,现已研发出拥有自主知识产权的碳化硅晶体生长炉和碳化硅晶体生长、加工技术和专业设备。同时,公司建立了完整的碳化硅晶片生产线,成为全球碳化硅晶片的主要供应商,其相关专利技术已被国家知识产权局授权。

东方钽业

公司主要从钽铌及其合金制品,碳化硅业务占比约10%左右。公司表示,目前正在积极关注3D打印新材料的研究进展情况。另外,按照经营策略,"十二五"期间,公司除了重点发展传统钽铌铍产品外,还将侧重发展碳化硅业务,做大做强太阳能光伏材料产业。

同时,积极发展钛及钛合金加工材,和锂离子正极材料,并适时介入重要且具有广阔市场前景的高温合金领域。

(本报数据研究部 刘重才 陈晓力)

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