研发圆珠笔芯的收益到底有多少

中国以前因为造不出圆珠笔的笔芯,一直被精日、你国党们嘲笑,中国工业、科技部门和制造业者们在舆论嘲笑的压力下,忍辱负重,投入大笔资源、人力、时间进行攻关,仅科技部的笔头研发项目就花费了万元经费。多家国企、科研院所历时6年努力,终于在年1月宣布实现圆珠笔笔芯的国产化。精日和你国党的嘴终于被堵住了。

然而,投入巨资和浩大的资源去攻关圆珠笔芯是否带来了相应的产业回报呢?

央广网的采访中,贝发集团当家人邱智铭认为,笔尖钢确实是好东西,但下游企业如果跟不上,上游研发的材料再好,这些金贵的材料也只能会“睡大觉”,根本派不上用场。

中国有多家制笔企业、20余万从业人口、年产圆珠笔多亿支,为何还可能出现下游跟不上呢?答案是,很多企业生产的是廉价圆珠笔,不会在乎笔尖的好坏。而很多消费者也只买廉价的圆珠笔,不会花大价钱去买更高端的。

如中国工业设计协会副会长、浙江大学教授应放天的感受,“中国制造是个橄榄形状,产品设计很弱,营销能力也很弱,中间很大,有钱就买地,买设备,招工人,头小脚小肚子大,这是很不健康的。要变成哑铃形状,设计研发很厉害,营销品牌很厉害,中间制造扁平化。”

从以上采访来看,目前国产圆珠笔芯的推广依然任重道远,品牌建设需要时间。不幸的是,时间对整个市场都不利,就在中国推广国产圆珠笔芯的时候,全球圆珠笔市场还在继续萎缩,原本萎缩的笔芯市场随着中国挤入,压价现象更加严重。“笔”这个产业的市值巅峰已经一去不复返了,目前趋势是逐渐沦为小众市场。

圆珠笔的钢珠、座体和一直是你国党、日吹、精日们的常用段子,给大家塑造了一个高大上的行业形象,仿佛只有瑞士、日本、德国等国能做的高利润行业。

其实这个行业早在5年前就已经步入价格战了,主要是因为韩国、法国等国厂商的介入。他们其实是通过笔的革命作为蛮荒者强行杀入这个领域了,后起的水性笔/中性笔对笔尖、笔座体的工艺要求远远低于传统油性圆珠笔,一些水性笔的笔尖甚至就是普通的杆形钢芯,光滑度要求较低,有的厂商甚至都不需要用钢材就做出水性笔的笔尖了,门槛越拉越低,此后几年大批厂商涌进水性笔芯领域(包括中国厂商),后起厂商一下子掀起了水落石出式的粉碎性革命。(讽刺的是,中性笔的理论概念最早居然是日本人自己提出来的,真是自己埋葬自己的利润,别跟我扯三菱的水笔,这和扯NEC的镀膜是一回事,说白了都是情怀)

韩系厂商发动的这次产业革命得涉及到圆珠笔的定义:

传统狭义上的圆珠笔其实就是指的油性笔,这种笔对圆珠、圆珠的座体的光滑程度要求极高(其实细小的钢珠制造并没有什么难度,难度在于光滑度、钢珠曲面变化率的工艺控制)。敢问现在还有多少人用油性圆珠笔?现在已经是改良水性笔和中性笔的时代了,圆珠笔在各方面属性上都已经沦为鸡肋,可能就剩日本,乌兹别克斯坦,土耳其等保守国家还在大量使用圆珠笔。也就是说水性笔的笔尖厂商已经通过新事物进行了毁灭性地弯道超车。这是对传统瑞士、日本厂商的高利润的粉碎。

为什么只有油性笔对圆珠的曲面变化率和光滑度要求很高呢?这就涉及到表面张力,只要是大学基础物理、物化或者表面化学没挂科的人都应该清楚,油相(oilphas)和水相(watrphas)对固体表面的浸润效果是有很大差别的:

如上图,左边为水相浸润效果,右边为油相浸润效果,两者张力差别太大。这也就导致使用油性颜料的笔对钢珠的光滑度比水性颜料高得多。而在早期,各国基本都使用油性颜料。原因如下1,由于早期化工生产中乳蚀液大规模生产能力的局限性,油性颜料更容易获得。2,更重要的是由于早期纸张生产工艺的落后,水性颜料浸润到纸张上时容易过度扩散(想起了小时候写毛笔字用的宣纸),即使到了90年代,很多国家生产的办公纸张仍然不够致密,用水性颜料写上去,颜料一下子扩散,弄得字迹一坨黑,相信大家都有这样的经历。所以在10多年前的圆珠笔(油性笔)时代,那几个垄断高光滑度钢珠和笔座体生产技术的瑞士、日本厂商确实享受过暴利。但随着水性颜料生产工艺中化学快速乳蚀能力的增强,以及纸张生产工艺的日益改善,水性笔的书写效果和油性笔已经没有明显差别。而且水性笔的生产成本、颜料成本均低于油性圆珠笔,很快,一场产业革命掀起,日本、瑞士的圆珠厂商的暴利时代也就被终结了。

下面是不同的润湿效果,Θ角度越小,浸润效果越好,笔芯追求的就是尽可能好的浸润效果。

如果大学基础物理、表面化学或者热力学(thrmodynamics)没学好,不明白为什么油性颜料对钢珠光滑度要求高,笔者把基本原理再解释下(不想看的可以跳过这一段):

由上可以推导出固体被液体浸润要做的内聚功就是表面张力的吉布斯自由能。对表面张力的吉布斯自由能的表达式按照面积进行偏微分,可以得出:

也就是说,在表面张力系数γ不变的下,若浸润面积变化越小,所需克服的内聚功就越小,也就是说,同等曲率的笔尖圆珠,表面越光滑,表面积越小,即dA越小,则克服张力做功越容易,这也就是为什么油性圆珠笔对圆珠的光滑度要求非常高的原因。

中性笔和水性笔另辟蹊径,不在面积dA上深度纠缠,而是直接改变了上面偏微分公式中的γ值,一下子把包括笔尖在内的整个笔的产业链的入行门槛一下子拉低了,大家都在打价格战,利润惨不忍睹。实际上圆珠笔产业的产值即便像行业协会所说的有亿人民币,也赶不上IT行业下属细分类别的一个零头,更别说和迅速崛起的人工智能相比了,至于笔的钢芯生产商的各家全年利润加起来连台积电一个季度的利润都不如。至于其中对圆珠工艺要求较高的油性圆珠笔钢珠生产领域,全年总利润加起来估计连台积电买的一台ASML光刻机的单价都不如。如果你把半导体芯片三巨头之一的台积电理解为类似富士康一样的代工企业,那就麻烦看看笔者于年8月18日、年7月15日、年3月12日发布的几篇关于半导体三巨头(三星、Intl、台积电)以及三巨头持股的芯片光刻机霸主荷兰ASML的文章。

如果不算旅游,中国对外最大的贸易逆差来源不是石油,而是半导体芯片(进口清单中归纳为集成电路)。年中国的集成电路进口额高达亿美元,这是进口瑞士或者日本、德国圆珠笔笔芯总和的上千倍,更别说比利润了,利润倍数差距更大。

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就算不提圆珠笔的圆珠已经被水性笔革命杀成了鸡蛋水饺产业。整个笔的上下游产业链都已经是夕阳行业了,先不谈产能过剩,敢问今天你是用笔多还是用键盘/触屏多,笔的行业产值的增长幅度还赶不上通货膨胀率,无论是产值、利润还是成长率,这和今天的成长性新兴产业完全是一个天上,一个地下。如果非要说“笔”还有什么高利润率的例子,那就只有少数几个奢侈品牌了,一年卖不了多少支,比如万宝龙的笔,镶上一堆黄金宝石,谁还看你的钢珠啊。

至于很多人说这是材料学领域的飞跃。。。不可否认这是中国材料学领域进步的表现,但材料学是个很广泛地概念,一种特种钢通常只能用于特定领域,比如这个做油性圆珠笔钢珠的钢材就未必能用到轴承钢上。不要想当然地把油性圆珠笔的钢珠和航空发动机强行联系起来,如果说研发圆珠笔是为其他重要领域的研发积累相关经验和技术储备,那为什么不直接把资源投入到相应的重要领域中呢?没必要为了研发航空发动机而去绕弯子搞油性圆珠笔吧?有这么浪费财力人力物力的曲线救国套路吗?一些人会说这个钢珠不仅仅关系到圆珠笔这个产业,还关系到一些精密制造行业,本文就事论事,并没有扯到精密制造。而且精密仪器本身是个涵盖甚广的系统工程,就算相邻领域之间的技术传导也不是那么想当然的,也是要花资源、花时间去做的。

功夫应当花在刀刃上,也不应当拐弯抹角,中国突破中等收入陷阱所剩的时间已经不多了。

笔者写这些,也是因为心中的一个质疑,当时这笔专项研发巨款完全可以划拨到芯片光刻机领域、射频芯片领域、先进半导体制程领域、人工智能领域的,可是立项的时候,资源被某些传统钢铁行业的院士给抢到了。这一大笔钱原本应该有更好的回报的,可惜现在看来回本都够呛。(新兴领域在中国国家工程院有几个话语者?如果不能增加新兴行业在中国工程院和各科技、工业部委中的话语权,中国科研资源和经费的利用效率难突破瓶颈。)

日本所擅长的产业领域中,很多已是传统夕阳行业,就靠冗长的日吹PPT误导舆论,这类夕阳行业即便产值还不低,利润却是少得可怜或者是负利润,所有的日本冶金、材料、电器企业的利润加起来还不如三星电子(投行预计三星电子年第2季度利润将超过亿美元,直逼工商银行,预计三星电子第三季度利润还要再创新高),大把的日企靠做假账骗可转债成为不死僵尸(资不抵债的东芝集团面临退市的概率不小,诚信危机太严重,恐怕连僵尸企业都做不成)。中国要跨过中等收入陷阱,必须集中精力抓住主导未来经济的新兴产业,多向美帝硅谷学习,才有弯道超车的机遇。然而在一个已经杀得很成熟的传统产业拼命往往是事倍功半,一个国家的资源和精力都是有限的,笔者不反对在任何科研领域拼资源,但是应该集中资源按优先次序进行攻关,这是新兴国家在经济人力物力资源配置领域的一个基本原则。(顺便抱怨一句:巨额亏损的新日铁住友金属株式会社因为一个钢珠就可以被精日们吹成ASML级的企业,若不是因为年中国供给侧改革使得全球钢价回暖,难以扭亏。舆论号召学习日本,现在中国钢珠做出来,各大论坛的精日们又开始忽悠别的话题了,充分证明了——精日误国)

既然油性圆珠笔的钢珠国产化做成功了,笔者纵使对新旧领域研发的资源分配很不满,但还是挺高兴的,毕竟中国从此可以继韩国之后,进一步把“笔”这个夕阳产业从地板价杀到地狱价,把韩国、捷克厂商的利润打到零,把日本、瑞士厂商的利润杀到负值,也算对得起发达国家粉碎机的称号。

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在贵州吃腊肉

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