------第14屆珠海國際航空展光啓參展紀實

珠海航展是國際性專業航空航天展覽,也是中國最大的以航空航天為主兼具武器裝備展覽的綜合性國際博覽會。在航展上可以看到各種我軍現役和未來的高精尖裝備。珠海航展每兩年舉辦一次,今年11月8日至13日舉辦的是第十四屆航展 。

一、光啓展位印象

1、光啓展位布局

本次光啓在航展的位置與上次差不多,位於6號館主幹道邊!展廳的面積也與上次差不多一樣大。

這次光啓的展位與上次最大的不同是,如果說上次的展位是半封閉布局的話,這次的展位則是全敞开布局。

2、參展產品

光啓這次公开展示的產品比上次少很多,只有廖若晨星似的幾件,而且連上屆有的文字介紹都沒有了。原因估計是今年年初的那個20億的大合同,據說違反了保密規定,軍工安保部門對光啓的監管更嚴格了,去年能夠展的一些產品今年都不能展。

能公开亮像的這幾件產品我在上次參展的時候已經全部介紹過,這次就不重復介紹。(上一屆文章 https://xueqiu.com/3099933422/199594521)

據了解,現在光啓的大合同要分解成達不到強制公告要求的小合同,原因是光啓的大合同所對應的產品指向太明確了,不得不做分解處理。

這也從一個側面反映出光啓產品的尖端性、敏感性和對我國國防安全的重要性。

3、光啓產品的用途

面對衆多參觀者的詢問,劉董事長經常說:要想非常直觀的了解光啓超材料產品的使用情況,可到中航工業的1號展廳,展廳中間那個大轉盤上所放的飛機,除了運輸機和直升飛機外,其他所有機身上淺灰色的那一部分,都是光啓的產品所用的地方。

據了解,光啓的產品目前主要應用在我國最尖端的第5代战機上,並且所有的產品研發都已經完成。其中定位為重型殲擊機的殲20,光啓的產品正在逐步替換原來已經定性的產品。定位為中型殲擊機的FC-31,光啓一开始就參與了其研發過程,所以該機在明年推出的時候,所有灰色部位都直接採用光啓的產品。

4、其他

由於光啓本次參展所展示的產品和資料確實不多,我就不像上次那樣將主要時間守在光啓的展位上,而是利用難得的機會多看一些其他展品。

在开展的第2天(9號),我看到成都方向某先進战機的總設計師來過,聽說他是第2次來了。

同樣在开展的第2天,我還碰到“軍工一哥”石康帶着七八家券商和機構專程來光啓展位。而且待了很久,一直到中午才離开。是劉董事長親自接待的。

二、第4代超材料產品閃亮登場

對真正了解超材料技術的人來說,光啓的第4代超材料技術亮相才是光啓這次參展的最大亮點。

請大家留心這幅圖,它最大的特色就是立體感十分強。這也是第4代超材料技術與前面三代的最大的和最本質的區別。

這次光啓還首次展示從第1代到第4代超材料樣本,好讓大家有個對比。

下面是我在現場用手機拍攝的各代超材料樣本的圖片。

由於現場的燈光條件很差,又隔着玻璃櫃,所以拍攝的圖片不是很清楚。只是感到各代超材料樣本的表面都比上一代超材料樣本更精密,更光滑。

雖然光啓在本次展會首次亮相第4代超材料技術,但現場沒有任何文字資料介紹,也沒有見召开我期待的新聞發布會。我在現場問劉董事長為什么不开個新聞發布會?他非常自信的說,光啓的產品是不需要开新聞發布會的!

為了讓大家對超材料各代產品的區別有個直觀印象,下面再展示一組各代產品的樣品圖形。

一代產品樣本

二代產品樣本

三代產品樣本

四代產品樣本。

下面這張是更為精致的第4代超材料產品圖片。

四、性能更為優異的第4代超材料技術

劉董事長在航展現場介紹說,第四代超材料技術具有三大特點,首先它在很多關鍵指標上面有十倍數量級的提升,其次具有更大的超大帶寬特性,第三就是工藝制造結構,可以讓重量更輕。

由於資料的缺乏,外人是難以理解第4代超材料優異性及與第3代超材料的差異,更難以理解第4代超材料對光啓未來發展的影響。我只能通過這次航展所了解的一些信息來試圖對此做一些說明。

1、超材料4.0產品性能指標有着10倍數量級提高

光啓多次介紹超材料結構件不只具有隱身性能,還同時具有航電、對抗、識別等感知功能。光啓2021年年報還首次提到“超材料技術是“制電磁權”的利器”的概念(“制電磁權”是制信息權的基礎,敵方電磁信息可以被我方掌握、鎖定、幹擾、壓制,我方電磁信息可以被隱藏)。

2019年之前,光啓在尖端裝備上所用的超材料技術還是2.0的,從2019年底开始,光啓用了兩年多時間,用3.0技術全面取代2.0技術。目前光啓的所有產品都是基於3.0技術的,3.0技術的所有性能指標都能滿足國家關於“制電磁權”的標准要求的。

在這時光啓又將超材料技術發展到第4代,實現了由二維平面設計向三維立體設計的重大技術突破和超材料制造工藝的升級改進,從而在很多關鍵指標上有了十倍數量級的提升,這意味着什么呢?

通俗地說,過去發現不了的目標,現在可以發現了。過去僅可以看清楚的目標,現在可以看得很清楚了。過去我們的5代機如果在雷達反射面上顯示0.01平方米(即1平方釐米)的話,現在還要小一個或幾個數量級,也就是達到基本上看不到的程度。這對我國的先進战機掌握战場的主動權有着十分重大的意義。

由於超材料具有自然材料不具備的超分辨成像、電磁隱身和電磁吸波等方面超常規物理性能,因此超材料已是電子信息化作战的核心技術之一。

第4代超材料技術性能有如此幅度的提高,對我國尖端行業意味着什么,想必大家都能想象。據了解目前有些部門急需第4代產品進行測試,光啓的第4代生產线也將在春節後建成,到時开始生產第4代的產品供應市場,形成第3代產品和第4代產品共存的狀況。

2、超材料4.0產品具有更大的超大帶寬特性

我曾看到一個評論說,本屆航展最尖端的技術應該是隱身技術和發動機技術。這個說法准不准確?我不敢肯定。但這兩個技術至少是本屆珠海航展最先進的技術的一部分。

隱身性能是第5代战機最重要的指標。這次珠海航展,展出的隱身飛機有殲20實體機、FC-31模型機、攻擊-11無人模型機、飛鴻97-A無人模型機等。這就使我國第5代战機的型號和種類將會越來越多。

但自古有矛必有盾!在先進飛機具有越來越強的隱身能力的同時,反隱身裝備也在快速進步。在航展上我就發現了兩套反隱身裝備。

一個是中國電科推出的P波段有源相控陣雷達。根據文字介紹,該雷達工作在P波段,具備優秀的反隱身性能。

另一個是中國電子推出的米波三坐標雷達模型,根據文字介紹,該雷達具有良好的探索隱身飛機能力。

根據介紹,第3代超材料技術就具有全波段隱身性能,但達到何種程度的隱身仍然是一個保密數據。既然超材料4.0在性能指標上比超材料3.0有了10倍以上提高,想必它在各波段的隱身能力也相應有非常大的提高。據說超材料4.0出來以後,我國對先進飛機隱身能力的指標將調整到P波斷。

如果國家真的將對P波段隱身納入尖端裝備隱身指標中(也就是對米波段進行隱身),現有的塗料對這些尖端裝備隱身的作用將會受到很大的限制,超材料對隱身的作用將會越來越大,甚至整個機體外殼都要用超材料作為隱身材料。

3、超材料4.0產品的工藝制造接近芯片

(1)、有如芯片制造般的工藝流程

超材料技術每跨一代都是巨變。如果說超材料3.0和2.0還只是在制造工藝和測試技術的精度和復雜度上區別很大的話,4.0比3.0則是完全不可同日而語。由於4.0整個制程工藝、理論架構與3.0完全不同,4.0的超材料微結構制造過程更類似於芯片制造,而結構件制造技術則大幅度降低了難度。

11月2日,光啓在其公衆號發表的《第4代超材料首次亮相!光啓與您相約中國航展》文章中,對其生產线做了如下描述:“光啓超材料生產线是對材料科學,半導體技術等進行整合後搭建的一條特色生產线,融合了激光直寫曝光技術和高精度线路刻蝕技術,能夠實現高精度光阻貼合、线路直寫曝光、高精顯影刻蝕、线路檢查測量等全流程生產。”

我對芯片制造工藝是外行,無法描述光啓超材料產品的生產工藝與芯片的生產工藝有多大的區別。如果大家想進一步了解的話,可參考財經觀察GC近期發表的《一文讀懂超材料》。

(2)、光刻機等設備是第4代生產线的核心設備

據了解,光啓早在一年多以前就已經完成了第4代技術的理論設計,並开始籌建第4代生產线。由於第4代生產线更類似於芯片制造,所以光啓就通過一些特殊途徑定制了光刻機等一批關鍵設備,而且還是超大吞吐量的那種。據說這批設備的產能不但能滿足光啓現在和未來在尖端裝備方面的需求,還可以滿足相當一部分民用領域的需求。這也是光啓敢於在順德二期工程規劃的產能是一期工程的2.5倍的底氣。

(3)、超材料4.0產品的重量更輕了

超材料4.0不但在工藝制造上接近芯片制造,而且由於採用了與3.0不同的主材,產品的重量更輕了,使得整個飛機的結構重量系數得到了進一步優化。結構重量的減少意味着可多帶燃油或其他有效載荷,不僅可以增加飛行距離,而且可以提高單位結構重量的效費比。這也是4.0產品不可忽略的優勢。

4、更為重要的是超材料4.0產品的尺寸不再受限制

在珠海現場,劉董事長在介紹完第4代超材料技術的三大特點後,又補充了一句:更重要的是,第四代超材料應用範圍進一步提升,“不僅僅應用在機身的關鍵部位上面,它可以覆蓋在裝備全身”。

在第3代及以下的超材料技術所生產的超材料產品,其最大尺寸是有限的,在新聞圖片上看到的樣品,尺寸大概相當於50釐米到80釐米的地磚那樣。

到了第4代超材料技術,由於採用了完全不同的工藝路徑,所生產的超材料產品從理論上說可以無限大(當然至少從寬度上來說會受到生產設備的物理尺寸的限制),還可以按照結構件的外形需求生產出成型產品。這就至少從超材料產品這一源頭上,為將超材料應用到更大尺寸的尖端設備上,甚至覆蓋整個有人或無人飛機、導彈等各種空間飛行器,奠定了基礎。而且,減少了超材料產品之間的拼接,也自然相應減少了結構件生產難度,提高效率。

我曾見過一個超材料4.0產品,尺寸非常大,可以隨便卷起來或折疊,基材是樹脂。

如果說超材料3.0產品生產過程猶如生產瓷磚的話,超材料4.0產品生產過程就猶如布匹印花。

四、超材料4.0技術將成為我國尖端裝備規劃和預研的利器

一直以來中國軍工武器的打造傳統,都是“研制一代,生產一代,預研一代”。

早在2016年的時候,殲20就官宣全面列入中國空軍並批量生產。大概從那個時候6代機就开始預研,到現在早已進入正式研究階段。

在本次航展現場,我在中航工業的展廳內看到了下一代概念機的模型,非常科幻的那種。並且得到一個比較權威的信息,我國的第6代概念機將在明年初樣機落地。

在2012年光啓的超材料實驗室剛成立,殲20就已經完成了1.0的設計。也就是說光啓並沒有參加殲20前期研制工作。光啓之所以能夠在後來獲得殲20殼體許多關鍵部位的結構件訂單,完全是憑着超材料的優異性能,與原參與研發和生產的企業進行一項項PK獲得的。

到了FC-31开始研制的時候,光啓就直接參與了,已公告的研制經費1.3億元。這應該是光啓第1次參與我國先進战機的研制工作。

到了現在,光啓已經在我國衆多尖端裝備的概念階段就已經參與其中,並且成為核心研發單位,許多重要指標都是光啓提出來的。作為一個規模還不算大的民營企業,光啓之所以能走到這一步,其根本原因就是作為全球最前沿、最有战略意義的超材料技術,其所展現的常規材料所不具備的超常物理性質,能從各方面提升我國尖端裝備的性能。材料技術的研究和开發對國防工業和武器裝備的發展起着決定性的作用。因此行業內有着“一代材料,一代裝備”的說法。

超材料4.0技術不但在許多指標上較前一代技術有着10倍數量級的提高,而且由於制造工藝的改變,使得超材料產品的尺寸可以做得非常非常之大。這對降低超材料結構件的制造難度和成本,提高裝備的整體性能起着非常重要的作用。不排除我國新一代尖端裝備,比如第6代战機的外殼完全使用超材料的可能性。

正是由於光啓能夠全面介入我國新一代尖端裝備的概念和預研,才能夠根據我國尖端裝備的規劃和立項情況,提出未來5年光啓每年的營收能保持至少50%以上的增長速度。

據了解,每一代裝備的劃定,一條重要指標是新一代裝備在對抗上一代裝備中至少能夠取得1:10的效果。比如說以隱身為重要特徵的第5代战機對抗第4代战機,能取得一比十幾甚至1:100以上的效果。這在中國和美國都進行過測試的。

五、超材料技術與芯片的關系

目前沒有任何官方資料論述過超材料技術與芯片的關系,但既然第4代超材料生產過程與芯片生產過程有一定的相似度,而且光刻機也是超材料生產线的核心設備,那自然就有兩個問題需要投資者去思考和探索。

1、超材料產品能在某些方面替代芯片嗎?

2016年光啓借殼上市時所募集的資金主要投向民用智能裝備,公司當年上市文件對智能裝備是如此描述的:“智能裝備的主要特徵在於裝備本身即具有一定程度的自主能力,可根據工作環境的變化做出自主判斷,而傳統非智能裝備通常僅能根據預設自動化程序的指令運轉,對超出程序預設範圍的環境變化無法做出應變。”“超材料技術針對智能結構擬實現的功能(結構支撐、力感應變、電磁感應等),從材料微結構着手設計充分適合該等功能發揮的物理特性(輕質、高強度、良好的力感應性和電磁波透波性等),從而使材料滿足作為集成化智能結構載體的要求。”

後來由於軍工對超材料產品的需求爆發,光啓不得不中斷民用項目,全力轉向軍工項目。目前光啓對應用於軍工項目的超材料結構件功能的統一描述為:“超材料結構件不只具有電磁調制功能,還同時具有航電、對抗、識別等感知功能。”

超材料技術原理和芯片技術原理是完全不同的。但基本物理原理告訴我們,電和磁是相伴相生的關系,運動的電荷能在其周圍激發磁場,磁體的運動也會產生感應電流。芯片的本質是對電荷的運動進行控制和調節,而超材料技術能對磁場的形式進行控制和調節。因此,超材料技術是有可能在某些方面產生傳統的以集成電路為主的芯片的功能的。如果真是這樣,一些需要集成電路芯片才能達到的功能,有可能通過調整材料內部的微結構就能實現。

現在的自動化和智能裝備都離不开芯片,光啓的超材料產品功能能不能取代這些芯片?在多大程度上取代這些芯片?目前沒有確切的資料,只能是猜測。

2、超材料生產线能直接生產芯片嗎?

第4代超材料產品的生產過程與芯片生產過程極為類似,而且光刻機也是該生產线的核心設備,那就自然會產生另一個問題,超材料4.0生產线能否直接生產芯片?

盡管現在還沒有見到實物,但據說能做超材料4.0,就能做很多芯片,比如元宇宙設備要用的核心芯片Micro LED。如果真是這樣,那以集成電路模式設計和制造芯片的傳統方法有可能被顛覆,至少被部分顛覆。

六、4.0开啓了超材料應用新平臺

光啓的超材料結構件不只具有隱身性能,還同時具有航電、對抗、識別等感知功能。這些功能在超材料3.0階段就已能滿足我國現有的指標要求。現在光啓又推出了功能更為強大的超材料4.0,並且由於4.0採取了與3.0完全不同的制造工藝,還徹底解決了產量瓶頸問題。光啓除了將這些指標更為優秀的技術用於參與研制我國下一代尖端裝備外,超材料4.0還對光啓的未來發展有多大影響呢!

我們還是分層次來探討吧!

1、超材料4.0對外部信息的感知能力比現有的指標要求提高了好幾倍甚至十倍以上,使得原來看不見的東西現在能看見了,原來只能看見的東西現在看得更清楚了,原來接收不到的信號現在也可以接收到了,這些遠遠超過現有水平的新能力,能夠挖掘出什么新用途?

2、如前面所述,如果超材料4.0真的能夠具有類似傳感器前端芯片(如射頻芯片)的功能,那就意味着通過調整內部微結構的形式就能使自然界材料具有芯片的功能,這能在哪些方面开拓新的應用?

3、更進一步,如果光啓真的能利用超材料4.0技術,不按傳統的半導體電路設計制造模式就能制造出新的芯片,這能在多大的格局上顛覆傳統芯片制造模式?又能產生多少新類型的芯片?

4、從更大的角度來說,超材料突破了傳統的材料設計思想,直接通過材料物理尺度上的有序結構的設計來獲得等效的表觀性能,而這些性能往往是傳統材料所不具備的,如左手特性、逆Doppler效應、逆Snell效應、逆Cherenkov效應、完美透鏡效應等,這些最終能產生什么樣的功能特異的新材料,現在還不知道,但有了超材料4.0技術完全可以進行各方面的探索。

5、上面所說的都只是涉及超材料在光、電、磁方面的應用。在材料的物理性能方面,超材料也有非常出色的表現,比如說硬度更硬,耐熱性更高,耐腐蝕性更強,抗疲勞度更好等。最有名的一個案例就是我國的先進战機的進氣口和出氣口隔柵,過去不論用合金材料還是陶瓷材料,使用期限都只有一兩年。最後用超材料技術制作,使用期限才達到了與战機同等壽命的水平。

總之,雖然目前超材料應用主要的方向在電磁波控制和調節方面,但隨着超材料技術的大跨步發展,不但在電磁波的調節和控制方面會有越來越多的應用出現,而且其他方面的應用也會出來。光啓也會利用超材料4.0技術作為超材料應用平臺,從各方面積極探索超材料的應用的。

在推出第4代超材料技術的前後,光啓的領導人曾在不同場合下說過,第4代超材料技術才真正代表光啓的未來。

附:

在本文即將完成之時,光啓披露了籤訂超材料批產合同的公告:光啓尖端將向客戶 A 交付金額為 13,808.28 萬元的超材料航空結構產品。 其中 11,919.28 萬元屬於 2022 年已完成轉批產的 11 項產品對應的訂單。

對此公告我是這么理解的。

1、光啓的新產品开發一般遵循這個程序:先是研發,該階段提供3~5件產品。其次是小批量生產,該階段提供十幾件產品。再到大批量生產,該階段提供幾十件至上百件產品。

上述的金額接近1.2億元的11項產品屬於小批量生產階段。到明年對應的應該是幾億甚至10億以上的大批量生產階段(現在小批量生產的時間一般為一年)。

2、明年光啓業績增長的動力主要來自於:

(1)、我國某先進战機生產量的大幅度增加。

(2)、光啓超材料結構件在該战機應用比例的增加。

(3)、到了下半年,另一款先進战機也應該進入了小批量生產階段。

3、至於產能方面,超材料4.0生產线預計在明年春節前後投產,該生產线的產能是比較大的,應該可以滿足新增的產量。至於到了2024年,順德2期項目進入投產階段,完全可以滿足我國兩個型號的先進飛機的大規模量產。

到了2024年,“忠誠僚機”也應該定型和完成了研發,其小批量甚至大批量生產所需要的產能,光啓二期項目完全可以滿足。

林 中 行

2022年12月 1 日

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