在北京知春路的一座普通办公楼里，藏着一个能够创造“宇宙级低温”的办公室。这里研发的“超级冰柜”，能为量子计算机、火箭燃料、核聚变装置提供接近绝对零度的极端环境。
从中科院实验室走出的企业中科富海，自2016年成立以来，已完成从技术追赶到自主创新，成为低温装备制造领域当之无愧的“独角兽”。
从零到一：中国超低温装备的逆袭之路
可以在-253℃的极寒中持续工作，甚至能逼近-273℃的极限低温——这种被称为“超级低温工厂”的大型制冷装备，不仅需要实现从百瓦到万瓦级的稳定制冷能力，更要保证在极端环境下长期可靠运行。正是这种挑战物理极限的能力，让大型超低温制冷装备成为支撑前沿科技发展的关键基础设施，广泛应用于大科学装置、航天发射、氢能储运、氦资源提取、量子计算等国家安全和战略高技术领域。
成立于2016年的中科富海，让“超级低温工厂”实现了中国造，形成了从技术研发、工程示范到产业应用的完整链条。
突破的背后，是一段跨越半个世纪的接力传承。从空调的“普冷”到低温泵的“深冷”，再到如今的“超低温”，中国低温技术的每一次跃升，都凝聚着几代科研人的智慧和汗水。
“从上世纪50年代开始，中科院的老一辈科学家就为我国的低温研究奠定了坚实基础。没有前人的积累，就不会有今天的突破。”中科富海董事长张彦奇言语中充满敬意。
技术突破初期的艰难也是超出想象，首台10kW@20K大型低温制冷系统的研制堪称“从零开始”。
“其实每降低1K，难度都是几何级增长。关键系统都需要重新设计，关键部件也要升级，研发难度随之指数级增加。”张彦奇对记者举例称，就拿氦液化装置制冷的关键部件透平膨胀机来说，它的内部系统十分复杂，转速达十几万转/分钟，但轴承间隙要控制在头发丝的十分之一，在超低温下还要保持稳定，“即便能买来机器也买不来技术，从理论计算开始，到材料设计、加工制造、系统控制，最终形成一套完整的控制策略，全要靠自己一点点摸索。”
“当时在中科院理化所廊坊的中试基地，为了在规定的时间内完成整机调试任务，那时候的中心主任龚领会研究员虽然已经50多岁，仍然带着团队的年轻人，连续三个月在车间打地铺。”张彦奇回忆说，设备开机后，一个微米级的泄漏就会导致整机停机，必须24小时盯着数据。
如今，从超导加速器到航天器地面试验，再到先进光源、聚变实验堆，越来越多的国家重大工程用上了我国自主研制的大型低温制冷装备。“现在，我们整套低温制冷设备系统90%以上实现了国产自主研发。”张彦奇自豪地说，中科富海是国际上少数几家能够做到-271℃低温工业化技术的企业，在国内新增低温项目中，拥有80%以上的市场占有率。
就在今年3月，中科富海联合中科院理化所等9家单位，成功建设首条民用液氢制储运用全产业链示范工程，有效解决了氢能大规模、低成本、长距离储运瓶颈问题，可最大限度满足在交通、半导体、电池等领域的应用。
“两条腿”走路：创新模式下的快速发展
不同于以往先实验室突破、再中试、再产业化的成果转化路径，中科富海在装备研制过程中探索采用“边研究、边转化”的发展模式。
“针对大型低温制冷装备应用性强、产业需求迫切的特点，我们始终坚持‘两条腿’走路。‘一条腿’搞技术突破，保持行业领先，‘一条腿’开拓市场，加速成果转化。两者优势互补，缩短了成果转化周期，提升了我国低温产业的水平。”张彦奇对记者表示。
“服务国家战略是‘本分’，实现商业价值是‘本能’。”在张彦奇看来，企业活下去，活得好，除了在技术和产品创新上坚持长期主义，更要在商业化的道路上不断“造血”，“所以我们始终坚持不依赖国家政府项目，持续拓展工程和产业化应用，再用收入反哺研发，这样才能形成良性循环。”
伴随“边研发、边转化”模式持续发力，近年来中科富海多次迎来高光时刻。2020年，中科富海自主研发的BOG提氦装置从天然气中提取出99.9999%的高纯氦气，在国内首次实现BOG提取液氦的示范运行，取得里程碑式突破，填补了国内空白。2022年，中科富海自主研发的大型氦制冷装备850W@4.5K氦制冷机通过现场测试验收。目前，该装备已在南方光源研究测试平台项目中稳定运行超过10000小时，有力保障了该平台各项实验的顺利开展，为国之重器提供了低温环境保障。
实力领跑的背后是内外协同发力的结果。向内看，中科富海拥有“大院大所”出身的强技术背景人才梯队，以及领先技术带来的广阔市场；向外看，“耐心政府+耐心资本”也为企业可持续发展提供了可靠、稳定的资源支持。
“国有资本的多轮融资、以及银行信贷都为我们的科研和发展提供了很大支持。”张彦奇表示，有了资金的支持，中科富海每年研发投入平均5000万元以上，同时还进一步强化了在绿色氢能、电子特气、绿色气体领域业务布局，持续提升生产装备和气体的规模和能力，在自身产业链之上持续创新。
串珠成链：打造超低温设备产业生态
在鄂尔多斯建立BOG提氦示范工厂；在安徽阜阳建设高纯稀有气体工厂和大型液氢工厂；在广东建设低温装备制造基地与储运装备制造基地。放眼海外，马来西亚深冷空分EPCC、美国深冷空分EPS项目顺利实施，为全球客户提供优质的产品和服务。
实际上，中科富海的视野早已超越单一产品，而是构建一个完整的超低温产业生态，并带动产业链上下游发展。
“发展到今天，我们除了在北京总部设立研发基地与业务开发中心，还在全国各地成立了包括中科富海（杭州）气体工程公司、中科富海（中山）低温装备制造基地等20余家分子公司机构。”张彦奇表示，通过20余家配套企业协同创新、核心技术攻关，中科富海成功推动我国高端氦螺杆压缩机、透平膨胀机、低温换热器和低温阀门等行业生态的快速发展，提高了一批高科技制造企业的核心竞争力，使相关技术实现了从无到有、从低端到高端的提升，在我国初步形成了功能齐全、分工明确的低温产业群。
低温制冷技术研究没有终点。谈到未来规划，张彦奇表示，当前，中科富海已具备系列化的千瓦级大型低温制冷机研发制造能力，产品性能达到国际先进水平。展望未来，低温制冷技术将在量子计算、人工智能、低空经济、绿色能源等领域发挥重要作用，中科富海始终秉承“实现国家战略领域所需低温关键技术和装备自主可控”这一初心和使命，不断求新、求变、求索。
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