改编者：南山工业书院的林雪萍
【编者按：一个地区的传统产业如何激活？日本纺织业给出一个很好的答案。2018年日本教授总结了碳纤维技术在日本北陆地区的发展过程，分析了如何将国家补贴与地方市区政策相结合，以实现当地产业的传统升级。这种实践对中国地方产业升级大有裨益。本文分三次刊发在《知识自动化》，供大家思考。本文为中篇。】
在日本各地，着眼于碳纤维这一先进材料，致力于形成碳纤维复合材料的产地。特别是在北陆地区的石川县和福井县，正在以县为中心推行各种措施，取得了巨大的成就。
从纺织业起步
北陆地区的产业特征就有明显的传统制造色彩。从石川县的制造业主要行业类别的专业化系数来看（见表1），纤维工业、家具・装备品制造业、生产用机械器具制造业、电子零部件・设备・电子电路制造业、信息通信机械器具制造业的产品出货额达到2以上，特别是纺织业的事业所数和员工数的专业化系数达到2以上；从福井县的制造业主要行业类别的专业化系数来看，纤维工业、塑料产品制造业、有色金属制造业、电子零部件・设备・电子电路制造业、信息通信机械器具制造业产品出货额达到2以上，特别是纺织业的事业所数达到3.93, 员工数达到6.26, 产品出货额达到10.12，是福井县重要的产业，同时，化学相关产业也蓬勃发展。
注：员工数10人以上、比例10%以上、专业化系数2 以上的，表示为灰色。
如上所述，石川县和福井县的纺织业专业化系数较高，纺织业目前仍占很大比例。石川县一直生产丝织品、长纤维（聚酯、长丝等），合成纤维的出货额超过福井县。石川县有很多大型制造商的生产基地，例如能美市的东丽石川工厂生产锦纶长丝和涤纶长丝、小松市和加贺市的帝人加工丝厂生产工业加工丝。
福井县一带气候温暖湿润，丝织品流行，从明治年间就是全国屈指一指的纯白纺绸生产地。福井县的纺织业不仅是地区经济，而且引领着日本经济。另外，福井县纺织业的窄纤维极具优势，其中织唛和丝带的产量全国第一。
随着日元走高，以及日本与韩国和中国制造商的竞争加剧，福井县和石川县的纺织业产量和生产额均在下降。为重建不断缩小的纺织业，在石川县和福井县积极采取各种措施，以石川县工业研究所和福井县工业技术中心为主，将碳纤维作为工业用纺织业的重点之一，包括碳纤维复合材料的研发，以增强“纺织业”的发展和高附加值化，提升竞争力。
2004年，以东丽在北陆地区的贸易公司为中心，形成“东丽合成纤维集群”，总部设在福井市。该集群在2014年由最初的67家企业扩大到89家，之前会员企业主要位于福井县和石川县，目前已扩大到以岐阜县为中心的东海地区、以及京都市、广岛县福山市、鸟取县等地。该集群下设包含五个分组的技术・材料开发小组，其中的高性能纤维分组进行碳纤维开发。
经济产业省的地区产业集聚先进示范区项目是振兴纤维产地的措施之一。该项目旨在创造促进工业积累的业务环境，深化并扩大产学研网络，通过升级和利用技术种子来促进新项目。北陆三县县纺织业集群协商会为了振兴纺织业，在2009年根据经济产业省的企业区位促进法，经国家同意成立了包括北陆三县县的约240家企业在内的产学研联合体，将拥有碳纤维复合材料相关技术种子的企业扩大到整个北陆地区（见图1）。
图1：北陆地区的碳纤维复合材料相关技术种子开发企业的分布
（来源：根据2016年中部经济产业局材料制）
向高质量出发
石川县碳纤维复合材料的开发起步较早，从1985年就开始研发沥青基碳纤维开纤技术。当时，日本石油（现为JX Energy）与拥有丰富纤维技术的石川县工业研究所合作，并将研究成果申请联合专利。
之后，在日本石油和新日铁共同出资成立的日本石墨纤维的蜂窝芯材料制造中，采用碳纤维复合材料来制造人造卫星的反射器（电波反射板），并安装在美国的人造卫星上。工业研究所独立研发碳纤维，不受石川县管辖。但在1993年由于缺乏资金，不得不暂停研发。2004年“北陆制造业创生协商会”启动“北陆先进复合材料研究会”，同期启动东丽合成纤维集群，并在2006年成立碳纤维分组，碳纤维受到了广泛关注。石川县工业研究所直到2006年才恢复碳纤维的研发， 2007年利用电源补助金，设置叶片制造试验装置，作为东丽合成纤维集群的活动设备，开始进行碳纤维丝带的开发。为了构建碳纤维的大型生产基地，2011年石川县工业研究所内开设下一代产业孵化支持中心，并安装碳纤维复合材料的相关设备。
而在2014年5月则大胆地制定“石川县产业成长战略”，将碳纤维复合材料定位为重点产业（见表3）。
石川县为了培养碳纤维复合材料产业，不断加强“人”、“物”、“资金”三个方面的支持政策。
在“人”的方面，设置协调员，利用文部科学省的地区创新战略支持项目的政府补助金，与研究人员、研究活动、成果的商业化进行对接，是设备共用化的技术支持人员。随着2014年设立ICC，不断增加研究人员，同时，将石川县产业政策机构和产业孵化支持机构的工作人员派遣到金泽工业大学的COI研发推进机构，作为后援。
在“物”的方面，具体体现在对于设施的支持。2011年石川县工业研究所设立“石川县下一代产业孵化支持中心”，利用JST的地区产学研共同基地建设项目。并且利用文部科学省的项目，在金泽工业大学设立ICC。2016年获批为文部科学省地区科技示范基地建设项目，利用国家的补助金，在石川县形成研发基地。
在“资金”的方面，2010年石川县和总部位于石川县内的七家金融机构参与设立“石川县下一代产业孵化基金”。2014年，基金规模从130亿日元增加到300亿日元，扩充了石川县下一代产业孵化的产学研合作的支持制度。
随着石川县的企业、大学、公开试验研究机构的合作深入，碳纤维集群的会员已扩大到120家左右的企业和院所。国产替代效果也非常明显，之前热塑性碳纤维增强复合材料片材一直从欧洲进口，但从2013年石川县的一村产业就开始制造并销售，扩大国内市场。随后Suncorona小田开发由薄层UD带切割而成的等方性随机薄片，已经作为汽车零件进行商业化。碳纤维自动层压机、激光切割加工机、高循环成型机等设备快速跟上。形势一片大好。
福井县的华丽转身
福井县的碳纤维复合材料开发是在1987年左右由该县的公开试验研究机构“福井县工业技术中心”开始进行。一开始，就将工业技术中心开发的开纤技术转移到该县的企业，推进工程化和实用化，实现技术扩散。通过专业技术人员的精心辅导，1995年工业技术中心成功实现碳纤维复合材料加工的核心技术“开纤”的装置化，并取得开纤装置的专利。这使得福井县的很多企业一直利用该技术进行产品开发。
尽管已独立申请开纤技术的相关专利，供福井县的企业使用。但基于开纤技术的制造工艺的相关知识技术是保密的，并未申请专利。实际上，因为实际制造过程中，需要调整纱线的滚动、摩擦、挠曲量等，即使公开专利，也很难学到技术。
随后，工业技术中心正在开发薄层预浸料片（热固性、热塑性）的制造技术，基于高可靠性的开纤技术，生产低成本、高机械性能的薄层碳纤维片，努力将碳纤维复合材料用于实际生产。目前正针对飞机、汽车、土木工程建设材料领域，进行多项联合研究。因此，工业技术中心内引入了成型设备，为福井县企业的碳纤维复合材料加工提供支持。而对于那些无法进行的片材物理性能测试，则在东京大学、京都大学进行。
与技术推进的是政策的开展。最初工业技术中心的开纤技术持续获得文部科学省的城市区域产学间合作促进项目、经济产业省的地区联盟研发项目、战略性基础技术发展支持项目等，推进了碳纤维复合材料的实际应用。2002年经济产业省的地区联盟研发项目以工业技术中心为主，福井县的中小企业积极参加，并引进福井县以外的大型企业如三菱Rayon、IHI航空航天公司等企业作为顾问加入，实现企业从上游到下游的垂直整合。而这些中小企业则陆续获得2010年经济产业省的先进技术示范、评估设备维修费等补助金、创新型低碳技术密集产业国内区位推进项目费补助金等补贴，进行设备投资，实现飞机零件的实际应用。
2010年制定的“福井经济新战略”中基本战略2的重点是：增加“孵化向福井型未来城市供应产品的产业（福井型未来城市提案产业）”的企业，碳纤维是先进技术、高可靠性的制造业产业之一。2015年修订版“福井经济新战略”中，碳纤维的定位更加明确，与碳纤维大型企业合作，用碳纤维复合材料维修和加固桥梁，开发“福井发”工艺。而在2015年2月，在工业技术中心设置支持研发和技术经营的“福井碳纤维复合材料研发、技术经营中心”，并不做具体研究，而主要是提供碳纤维相关的最新信息，并开展学习会。
与此同时，开发本地大学资源。福井大学作为福井县的工程研究和教育中心机构，在纤维研究方面一直比较活跃。尽管福井大学工学院没有纤维专业，也没有碳纤维相关的教授，而是由物质、生命化学专业来兼顾纤维行业。但是研究生院的工程研究专业中仍然有纤维尖端工程研究中心。
福井县纺织业的特点是有大量的纱线制造商。但目前，向碳纤维复合材料相关领域进行技术转移的企业，主要是进行薄板制造等中间工序的中游企业。福井县的碳纤维复合材料主要用于生产IHI的飞机引擎零件，由福井县的企业Mitsuya和SHINDO与IHI长期联合研究。2010年Mitsuya获得经济产业省的先进技术示范、评估设备维护费等补助金，2011年SHINDO也获得该补助金。2015年福井县工业技术中心和Mitsuya、SHINDO，依据“通过公开试验研究机构开发的碳纤维复合材料技术的对接，进入当地产业的飞机领域”，获选为内阁府的产学研合作功劳者表彰的科学技术政策担当大臣奖。
此外，坂井市的特殊纤维加工企业丸八也一直在开发碳纤维复合材料，积极吸收碳纤维的新技术，与碳纤维制造商合作开发预浸料，并与化学制造商及东京大学合作开发热塑性塑料，2015～2016年度被获批为经济产业省地区新生联盟研发项目，以“氢燃料电池汽车用70Mpa级塑料高压容器的研发”为主题，开发用于燃料电池汽车的氢用碳纤维复合材料高压容器，还开发了1m宽的UD预浸料片。
总部位于福井市的Sakai Orbex发挥织造技术的优势，生产预浸料片。芦原市的SHINDO通过编织技术，提供碳纤维片的非卷曲面料。Mitsuya则提供UD的热塑性预浸料。福井县有各种生产碳纤维复合材料的中间材料的方法，其技术从福井县工业技术中心传播到当地各企业，企业结合自身优势，产品各有特色。
小记：知识导入 产业升级
关于北陆地区企业的碳纤维复合材料的实用化措施，通过企业案例实践可以看到以下特征。引进碳纤维复合材料这一新技术的契机是：从根本上说，北陆的整个产地对于纺织业的未来都存在危机和焦虑。其中，具体开展碳纤维复合材料开发的是有一定规模的公司。
关于碳纤维复合材料这一技术的导入途径，由于对每家企业来说碳纤维都是新材料，所以有很多企业在公司内不具有碳纤维的相关知识和技术。因此，积极聘请大学和企业的专家，通过这种方法向公司内输入技术，并将其与公司现有技术相结合。如雇佣生产碳纤维的东丽等大型纺织品企业的技术能手；在在树脂方面由于公司内部没有相关经验技术，则通过寻求与树脂制造商合作进行研发，力求实现实用化。
由于每家公司本身的设备投资和研发费用的负担都很大，因此积极利用经济产业省和文部科学省的支援措施，扩大设备，推进技术开发。碳纤维复合材料的开发花费时间很长，需要制造机械设备的投资，因此公共支援促成了企业进入新领域的契机。另外，石川县的县政府与大学和企业之间的合作比较频繁。福井县的企业之间没有太多的合作，但以公开试验研究机构为中心，联系不断扩大。可以说，这些地区的网络已经形成了“为地区导入碳纤维复合材料这一新物质”的机遇。
作者：野泽一博（爱媛大学社会共创学部副教授）
更多精彩原创内容，请关注微信公众号“知识自动化”
,
