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          面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展戰(zhàn)略研究丨中國(guó)工程科學(xué)

          來(lái)源:高新院 achie.org 日期:2024-03-19 點(diǎn)擊:次

            新材料是新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根基,是搶占科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展制高點(diǎn)的重要領(lǐng)域,也是我國(guó)推進(jìn)新型工業(yè)化的重要驅(qū)動(dòng)力。新材料產(chǎn)業(yè)在支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保障國(guó)家安全、贏得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、實(shí)現(xiàn)工業(yè)綠色發(fā)展中具有基礎(chǔ)性和引領(lǐng)性作用。
           
            中國(guó)工程院屠海令院士研究團(tuán)隊(duì)在中國(guó)工程院院刊《中國(guó)工程科學(xué)》2024年第1期發(fā)表《面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展戰(zhàn)略研究》一文。文章面向前沿技術(shù)和新興領(lǐng)域的發(fā)展需求,分析未來(lái)產(chǎn)業(yè)新材料發(fā)展面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn),提出面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展重點(diǎn)方向與發(fā)展路徑,并針對(duì)性地提出對(duì)策建議,以期為我國(guó)打造自主可控、安全可靠、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的新材料產(chǎn)業(yè)體系提供基礎(chǔ)參考。
           
            一、前言
           
            新材料指新出現(xiàn)的、具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料,以及傳統(tǒng)材料成分、工藝改進(jìn)后性能明顯提高或具有新功能的材料。新材料產(chǎn)業(yè)在支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保障國(guó)家安全、贏得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、實(shí)現(xiàn)工業(yè)綠色發(fā)展中具有基礎(chǔ)性和引領(lǐng)性作用。當(dāng)前,建立安全、彈性和多樣化的新材料產(chǎn)業(yè)體系,確保新材料制造和創(chuàng)新領(lǐng)先地位,擺脫對(duì)外過(guò)度依賴,保障國(guó)家安全和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,探索、識(shí)別突破性和顛覆性新材料,成為科技和產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新領(lǐng)跑者是新材料不斷創(chuàng)新發(fā)展的重要?jiǎng)幽堋?/div>
           
            世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)分別形成了特征鮮明的新材料優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域,并不斷強(qiáng)化新材料發(fā)展戰(zhàn)略,全力提升新材料研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化及面向未來(lái)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)僅在2022年就提出了包括《先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略》、新版《關(guān)鍵和新興技術(shù)清單》《6G路線圖:構(gòu)建北美6G領(lǐng)導(dǎo)力基礎(chǔ)》《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法》等多項(xiàng)措施與法案,旨在提升美國(guó)各個(gè)領(lǐng)域新材料創(chuàng)新能力,并在“制造業(yè)美國(guó)”、“OPEN 2021”、美國(guó)國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃、增材制造發(fā)展計(jì)劃等項(xiàng)目資助下開(kāi)展變革性清潔能源技術(shù)用新材料、納米材料等前沿和顛覆性新材料的研發(fā)。世界主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體在加強(qiáng)戰(zhàn)略布局和技術(shù)研發(fā)的同時(shí),不斷完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、注重人才培養(yǎng)、健全法律制度、營(yíng)造良好產(chǎn)業(yè)生態(tài);同時(shí),政府致力于加強(qiáng)政策支持,研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展材料基礎(chǔ)理論等方面研究,企業(yè)實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化,多方協(xié)作共同推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并通過(guò)產(chǎn)業(yè)集群建設(shè),推動(dòng)新材料企業(yè)形成創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈和人才鏈的深度融合。
           
            我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)多年的創(chuàng)新發(fā)展,先進(jìn)基礎(chǔ)材料總體實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供給,經(jīng)濟(jì)效益顯著提高;重大工程與高端裝備用關(guān)鍵戰(zhàn)略材料取得一系列重大突破,關(guān)鍵技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)自主保障;前沿新材料取得一批核心技術(shù)專利,部分品種實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);國(guó)防科技工業(yè)所需新材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力明顯增強(qiáng)。但我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)仍存在關(guān)鍵原材料依賴進(jìn)口、核心裝備尚未實(shí)現(xiàn)自主可控、高端產(chǎn)品自給率不足、部分重點(diǎn)產(chǎn)品缺乏應(yīng)用迭代以及標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)體系不完善等問(wèn)題,需要持續(xù)提升新材料產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的韌性和安全水平,以科技創(chuàng)新帶動(dòng)體系化競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì),通過(guò)統(tǒng)籌謀劃高質(zhì)量發(fā)展路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。
           
            文章面向前沿技術(shù)和新興領(lǐng)域的發(fā)展需求,分析未來(lái)產(chǎn)業(yè)新材料發(fā)展面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn),提出面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展重點(diǎn)方向與發(fā)展路徑,并針對(duì)性地提出對(duì)策建議,以期為我國(guó)打造自主可控、安全可靠、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的新材料產(chǎn)業(yè)體系提供基礎(chǔ)參考。
           
            二、面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展趨勢(shì)
           
            以人工智能、量子信息、移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈為代表的新一代信息技術(shù)加速突破并應(yīng)用,以合成生物學(xué)、基因編輯、腦科學(xué)、再生醫(yī)學(xué)等為代表的生命科學(xué)領(lǐng)域孕育新的變革,融合機(jī)器人、數(shù)字化、新材料的先進(jìn)制造技術(shù)正在加速推動(dòng)制造業(yè)向智能化、服務(wù)化、綠色化轉(zhuǎn)型。不斷涌現(xiàn)的新材料制備、加工、應(yīng)用技術(shù)為信息、生命、制造、能源、空間、海洋等領(lǐng)域的開(kāi)拓發(fā)展提供了更廣泛的創(chuàng)新基礎(chǔ),新材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展正成為影響國(guó)家實(shí)力、人民福祉的戰(zhàn)略高地??傮w上看,新材料發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)如下特征。
           
           ?。ㄒ唬┬畔⒐δ懿牧蟿?chuàng)新是未來(lái)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要引擎
           
            以人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等為代表的新一代信息技術(shù)正在經(jīng)歷新的發(fā)展階段,量子通信和量子計(jì)算已經(jīng)成為信息領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。通信終端不斷增多,汽車(chē)電子化趨勢(shì)不斷增強(qiáng),智能家居、智能穿戴設(shè)備、醫(yī)療電子不斷興起,消費(fèi)娛樂(lè)電子不斷增多,先進(jìn)制造業(yè)強(qiáng)力推進(jìn),大數(shù)據(jù)時(shí)代來(lái)臨,航空、航天電子需求快速增長(zhǎng),這些都將促進(jìn)信息功能材料需求急劇攀升,并推動(dòng)信息功能材料快速發(fā)展。
           
            隨著硅基集成電路技術(shù)向摩爾定律極限發(fā)展,新型半導(dǎo)體材料與硅材料的結(jié)合將有利于突破硅的極限,更好地兼顧硅基集成電路的經(jīng)濟(jì)成本優(yōu)勢(shì)。絕緣體上硅、硅基化合物半導(dǎo)體、新型相變材料、阻變材料、自旋電子材料、寬禁帶碳化硅、氮化鎵、超寬禁帶半導(dǎo)體氧化鎵、金剛石等是目前成熟硅基集成電路和砷化鎵基半導(dǎo)體功率器件的重要補(bǔ)充和未來(lái)的發(fā)展方向。碳納米管將成為后摩爾時(shí)代中頗具潛力的新型半導(dǎo)體材料,可在短期實(shí)現(xiàn)碳基傳感技術(shù)等高性能、中集成度的應(yīng)用,在長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)碳基射頻電子、特種芯片甚至超大規(guī)模碳基數(shù)字集成電路等高性能、高集成度的應(yīng)用。
           
           ?。ǘ┎牧暇G色生產(chǎn)和新能源材料顛覆性技術(shù)將成為實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵
           
            新能源技術(shù)、高效節(jié)能技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)、資源循環(huán)利用技術(shù)已成為突破資源、能源、環(huán)境瓶頸,推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。2020年,英國(guó)發(fā)布《綠色工業(yè)革命十點(diǎn)計(jì)劃:更好地重建、支持綠色工業(yè)并加速實(shí)現(xiàn)凈零排放》、歐盟發(fā)布《氫動(dòng)力航空:到2050年氫技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和氣候影響》,均強(qiáng)調(diào)低碳綠色發(fā)展的重要性。
           
            在新能源革命的推動(dòng)下,具有潛在顛覆性應(yīng)用的新材料涌現(xiàn)。熱電材料是可以實(shí)現(xiàn)熱能?電能直接轉(zhuǎn)換的清潔能源材料,是太陽(yáng)能全光譜高效發(fā)電、工業(yè)余熱發(fā)電、微小溫差發(fā)電、熱電制冷等前瞻性、戰(zhàn)略性新能源技術(shù)的關(guān)鍵材料。有機(jī)?無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料作為太陽(yáng)能電池的吸光材料,因消耗的資源更少,在超薄及柔性能源領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。多電子體系電池已被應(yīng)用于傳統(tǒng)的鋰離子電池和其他新型二次電池領(lǐng)域,鋰空氣電池(5217 W·h·kg-1)和鋰硫電池(2567 W·h·kg-1)有望實(shí)現(xiàn)比當(dāng)前鋰離子電池(低于500 W·h·kg-1)高2~10倍的能量密度突破。隨著儲(chǔ)存與運(yùn)輸高密度氣體燃料的新材料、先進(jìn)生物質(zhì)廢物轉(zhuǎn)化為能源等技術(shù)的發(fā)展,有望突破氣體燃料應(yīng)用部署的技術(shù)障礙,有效降低中型和重型氣體燃料車(chē)的成本。風(fēng)電行業(yè)需要繼續(xù)降低成本,通過(guò)研發(fā)新材料或多材料的解決方案,以減輕部件重量、增加耐用性并改善機(jī)械性能;還需開(kāi)發(fā)更輕、更耐用、更易回收的新材料,以提高風(fēng)電設(shè)備制造的可持續(xù)性。
           
           ?。ㄈ┬虏牧显谏锛夹g(shù)中的應(yīng)用成為創(chuàng)新熱點(diǎn)
           
            生物醫(yī)用材料、生物醫(yī)藥、生物基材料、生物農(nóng)業(yè)日趨成熟,生物制造、生物能源、生物環(huán)保正在快速興起。全球生物產(chǎn)業(yè)的年均增長(zhǎng)率將高達(dá)30%,是世界經(jīng)濟(jì)平均增長(zhǎng)率的10倍。新材料與生物技術(shù)的融合將推動(dòng)治療性細(xì)胞和分子、化學(xué)物質(zhì)、藥物、聚合物和燃料的生物制造,促進(jìn)生物技術(shù)在計(jì)算、信號(hào)處理和通信領(lǐng)域的應(yīng)用,如腦機(jī)接口是科學(xué)技術(shù)改變?nèi)祟?lèi)生活的重要體現(xiàn)。材料學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)、化學(xué)、基因組學(xué)、生物反應(yīng)器工程、分離與純化融合可以推動(dòng)生物工廠生產(chǎn)基于細(xì)胞的小分子療法,并擴(kuò)大規(guī)模且使其多樣化以滿足個(gè)性化需求;還可以解決與無(wú)細(xì)胞蛋白質(zhì)制造相關(guān)的挑戰(zhàn),通過(guò)加強(qiáng)和擴(kuò)展用于無(wú)細(xì)胞制造的平臺(tái)來(lái)維持多種原料的特定活性,生產(chǎn)酶生物催化劑、生物傳感器和疫苗等。充分利用微環(huán)境?細(xì)胞?表型相互作用和合成生物學(xué)工具方面的研發(fā)新進(jìn)展,開(kāi)發(fā)在納米/生物界面上工作的傳感器、致動(dòng)器、納米材料/納米機(jī)器、可調(diào)節(jié)細(xì)胞反應(yīng)的計(jì)算工具。新材料和納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué),成為未來(lái)診斷與治療發(fā)展的重要趨勢(shì),如富勒烯在腫瘤治療等方面取得了革命性創(chuàng)新,即羧基修飾的釓基金屬富勒烯水溶性納米顆??梢栽谏漕l輔助下快速殺死小鼠體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞。生物學(xué)與半導(dǎo)體技術(shù)集成面臨重要機(jī)遇,有望發(fā)展出可用于設(shè)備和系統(tǒng)的新型生物材料,以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間超過(guò)100年且存儲(chǔ)容量超過(guò)當(dāng)前存儲(chǔ)技術(shù)1000倍的下一代信息存儲(chǔ)技術(shù)。
           
            (四)新材料與技術(shù)支撐深空、深海、載運(yùn)、高端裝備制造領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展
           
            隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,以及新型感知技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,先進(jìn)制造技術(shù)正在朝智能化的方向發(fā)展。具有感知、分析、推理、決策、控制功能,可實(shí)現(xiàn)高效、高品質(zhì)、節(jié)能環(huán)保和安全可靠生產(chǎn)的下一代智能制造裝備的支撐材料,將是未來(lái)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的亟需。民用航空產(chǎn)業(yè)對(duì)于材料的需求迫在眉睫。在發(fā)展綠色航空的背景下,民用飛機(jī)將朝著更安全、更經(jīng)濟(jì)、更舒適、更環(huán)保的方向發(fā)展。在安全性方面,從材料、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用等全過(guò)程考慮,不斷提高最低適航要求;通過(guò)采用輕質(zhì)材料和一體化綜合設(shè)計(jì)、開(kāi)展全壽命經(jīng)濟(jì)評(píng)估、降低保障費(fèi)用等策略來(lái)有效提高經(jīng)濟(jì)性。復(fù)合材料的應(yīng)用不斷推進(jìn)運(yùn)載工具的輕量化、低成本化和綠色環(huán)保化,碳纖維等高性能復(fù)合材料正在替代傳統(tǒng)材料,汽車(chē)承力結(jié)構(gòu)件復(fù)合材料應(yīng)用占比不斷提升。新能源汽車(chē)通過(guò)應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料顯著降低了車(chē)體質(zhì)量,與電池、儲(chǔ)氫等新技術(shù)一起助力新能源汽車(chē)提升續(xù)航能力。集成化、整體化的復(fù)合材料構(gòu)件是航空、航天飛行器總體性能提升的重要支撐,其發(fā)展策略受到越來(lái)越多的關(guān)注。隨著世界海洋油氣開(kāi)發(fā)的不斷推進(jìn),海洋油氣開(kāi)發(fā)用海洋工程裝備用材正在成為海洋高端裝備制造業(yè)的重要內(nèi)容;海洋觀測(cè)和探測(cè)裝備大型化、大深度、長(zhǎng)周期、全海域、多功能的發(fā)展趨勢(shì)要求高強(qiáng)韌鈦合金突破大規(guī)格制備技術(shù)與高魯棒性焊接技術(shù)、非金屬結(jié)構(gòu)材料需進(jìn)一步發(fā)展缺陷控制技術(shù)。
           
            (五)新材料與其他學(xué)科、領(lǐng)域的深度融合加劇
           
            新材料與其他學(xué)科、領(lǐng)域的深度融合成為新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新特點(diǎn)。鈣鈦礦材料和有機(jī)材料聯(lián)用催生了有前景的新型太陽(yáng)能電池,并被證明在各種應(yīng)用場(chǎng)景中具有變革性應(yīng)用,逐漸向大規(guī)模商業(yè)化邁進(jìn)。智能材料與增材制造結(jié)合形成了4D打印技術(shù);有機(jī)復(fù)合材料、生物活性材料與臨床醫(yī)學(xué)結(jié)合分別產(chǎn)生和發(fā)展了“電子皮膚”、組織再生工程;碳纖維復(fù)合材料已用于航空、航天和先進(jìn)交通工具;化合物半導(dǎo)體材料使太赫茲技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療、反恐方面得到應(yīng)用;超材料以微結(jié)構(gòu)與先進(jìn)材料結(jié)合,在電磁和光學(xué)領(lǐng)域獲得引人矚目的成果;柔性電子學(xué)材料、新能源材料、生物醫(yī)用材料擁有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景;自旋電子學(xué)材料、鐵基及新型超導(dǎo)材料的研究方興未艾;阻變、相變及磁存儲(chǔ)材料將改變傳統(tǒng)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器;富勒烯、石墨烯、碳納米管開(kāi)辟了碳基材料的發(fā)展空間,尤其是石墨烯剝離成功引發(fā)了二硫化鉬、單層錫、黑磷、硅烯、鍺烯等二維材料的研究熱潮。材料基因工程有機(jī)融合了材料高效計(jì)算設(shè)計(jì)、先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù),有利于加速推進(jìn)研發(fā)模式的變革,對(duì)提高研發(fā)效率、降低研發(fā)成本、滿足日益增長(zhǎng)的高性能新材料需求具有重要意義。
           
            總的看來(lái),當(dāng)前新材料發(fā)展呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)功能一體化、材料器件一體化、高純化、納米化、復(fù)合化、制備和使用過(guò)程綠色化等新特點(diǎn),在高速飛行器、微納機(jī)電系統(tǒng)、新醫(yī)藥、高級(jí)化妝品和新能源電池方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
           
            三、我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
           
            (一)發(fā)展現(xiàn)狀
           
            近年來(lái),我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)立足資源優(yōu)勢(shì)和發(fā)展基礎(chǔ),推進(jìn)材料先行、產(chǎn)用結(jié)合,著力構(gòu)建以企業(yè)為主體、高校和科研機(jī)構(gòu)為支撐、“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同促進(jìn)的新發(fā)展體系。以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)保持持續(xù)增長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)效益水平顯著提高,總體技術(shù)水平顯著提升,優(yōu)質(zhì)企業(yè)快速成長(zhǎng),新材料產(chǎn)業(yè)體系逐步完善,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)增強(qiáng)。
           
            1.產(chǎn)業(yè)規(guī)模平穩(wěn)增長(zhǎng)
           
            近年來(lái),我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值從2012年的約1萬(wàn)億元增加到2022年的6.8萬(wàn)億元,預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到10萬(wàn)億元。我國(guó)的先進(jìn)儲(chǔ)能材料、光伏材料、超硬材料、新型顯示材料等百余種材料產(chǎn)量居世界首位,先后培育出碳纖維、風(fēng)電葉片、汽車(chē)輕量化復(fù)合材料、電子顯示玻璃、石墨烯等多個(gè)產(chǎn)值超百億元的產(chǎn)業(yè),以及特高壓陶瓷絕緣子、藍(lán)寶石襯底、閃爍晶體、氣凝膠等數(shù)個(gè)產(chǎn)值超十億元的產(chǎn)業(yè)。我國(guó)前三大玻璃纖維企業(yè)的玻璃纖維產(chǎn)量占全世界產(chǎn)量的50%以上,高強(qiáng)玻璃纖維、高模玻璃纖維、電子級(jí)玻璃纖維、低介電玻璃纖維、高硅氧玻璃纖維等新材料已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。稀土功能材料、先進(jìn)儲(chǔ)能材料、光伏材料、有機(jī)硅、超硬材料、特種不銹鋼、玻璃纖維及其復(fù)合材料等有力支撐了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和重大工程建設(shè)。
           
            2.技術(shù)創(chuàng)新能力大幅提升
           
            我國(guó)新材料研發(fā)的投入強(qiáng)度由2012年的0.62%提高到2021年的1%左右,科技論文和發(fā)明專利數(shù)量位居全球第一,現(xiàn)有300余項(xiàng)材料技術(shù)獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì),建成了170余家國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和工程(技術(shù))研究中心、26家國(guó)家新材料重點(diǎn)平臺(tái)。關(guān)鍵材料不斷取得創(chuàng)新突破。首次發(fā)現(xiàn)極細(xì)晶粒多晶銅中的一種可維持金屬高溫強(qiáng)度的全新亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu),N36鋯合金等一批典型材料的自主化研發(fā)成功解決了制約核電發(fā)展的鋯材生產(chǎn)問(wèn)題,超導(dǎo)材料領(lǐng)域具備全流程生產(chǎn)能力,有序介孔高分子和碳材料研究實(shí)現(xiàn)國(guó)際引領(lǐng),C919客機(jī)用鋁合金厚板、特種工程塑料、電子化學(xué)品等一批新材料實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。應(yīng)用于“天和號(hào)”空間站核心艙主結(jié)構(gòu)件的復(fù)合材料等一批自主研發(fā)的新材料有力保障了航空、航天、信息通信等重大裝備和重大工程的實(shí)施。同時(shí),我國(guó)積極探索新物態(tài)調(diào)控,研發(fā)高效率、低能耗、多功能的原型器件,為低能耗電腦芯片,無(wú)損輸電,拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī),環(huán)保型熱電、磁電材料與器件等未來(lái)顛覆性技術(shù)革新奠定科學(xué)基礎(chǔ),前瞻布局未來(lái)產(chǎn)業(yè)。
           
            3.企業(yè)實(shí)力不斷壯大
           
            截至2021年,我國(guó)已培育形成以材料為特色的“單項(xiàng)冠軍”企業(yè)196家、“專精特新小巨人”企業(yè)998家,綜合實(shí)力穩(wěn)步增長(zhǎng),國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)增強(qiáng)。目前,我國(guó)在鎂基新材料、化工新材料、新型顯示材料、功能高分子材料、新能源電池材料、高性能磁性材料等領(lǐng)域初步形成了上下游協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系,眾多新材料產(chǎn)品已具備國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。我國(guó)新材料企業(yè)通過(guò)自主研發(fā),有效服務(wù)國(guó)家重大工程建設(shè)。我國(guó)自主研制的復(fù)合材料主結(jié)構(gòu)件成功應(yīng)用于我國(guó)“天和號(hào)”空間站核心艙的推進(jìn)分系統(tǒng)和電源系統(tǒng);自主研發(fā)的大尺寸碳化硅陶瓷基復(fù)合材料成功應(yīng)用于多個(gè)衛(wèi)星型號(hào),在空間遙感衛(wèi)星領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用突破和自主保障;自主開(kāi)發(fā)的碲化鎘發(fā)電玻璃成功應(yīng)用于北京冬奧會(huì)短道速滑館等重大工程。
           
            4.產(chǎn)業(yè)集聚態(tài)勢(shì)良好
           
            我國(guó)新材料空間布局日益優(yōu)化,產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)逐步凸顯,產(chǎn)業(yè)集群漸成規(guī)模,形成了以環(huán)渤海、長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲等地區(qū)為代表的新材料產(chǎn)業(yè)集聚區(qū);新材料領(lǐng)域培育了4個(gè)先進(jìn)制造業(yè)集群、14個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群、19個(gè)創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)集群、96個(gè)新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地。深圳市擁有國(guó)內(nèi)最大、產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)完整的先進(jìn)電池材料產(chǎn)業(yè)集群,集聚了動(dòng)力電池正/負(fù)極材料、電解液和隔膜等領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外代表性企業(yè),集群主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值超過(guò)千億元,集群工業(yè)總產(chǎn)值占全國(guó)相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的比重超過(guò)70%。寧波市在稀土磁性材料、化工新材料領(lǐng)域處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,形成了具有國(guó)內(nèi)影響力的產(chǎn)業(yè)集群,稀土磁性材料產(chǎn)量占全國(guó)的40%,二苯基甲烷二異氰酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯樹(shù)脂等化工新材料產(chǎn)量位居全國(guó)第一。蘇州市圍繞納米技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè),形成了從設(shè)備、原材料、制備、工藝、集成到應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈納米材料產(chǎn)業(yè)集群,納米技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值突破1000億元,成為全球八大納米產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)之一。
           
            5.新材料產(chǎn)業(yè)支撐引領(lǐng)作用凸顯
           
            新材料作為材料工業(yè)的先導(dǎo),對(duì)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、保障國(guó)家安全等具有重要的支撐和引領(lǐng)作用。我國(guó)已經(jīng)在基本型(T300級(jí))碳纖維的研制、工程化及航空航天應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù),濕法高強(qiáng)型(T700G級(jí))碳纖維的研制和工程化關(guān)鍵技術(shù),高強(qiáng)中模型(T800H級(jí))碳纖維的工程化及其應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)等方面取得了系列突破,有力支撐了我國(guó)衛(wèi)星平臺(tái)、運(yùn)載火箭、大型飛機(jī)、兵器、艦船等國(guó)家重大裝備建設(shè);建成了8.5代TFT-LCD玻璃浮法生產(chǎn)線以及鋰鋁硅玻璃產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線,打破了國(guó)外企業(yè)在高品質(zhì)電子顯示玻璃領(lǐng)域的長(zhǎng)期壟斷。我國(guó)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鈰磁體已廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、高端機(jī)床、醫(yī)療器械、節(jié)能家電和電動(dòng)自行車(chē)等領(lǐng)域各類(lèi)電機(jī)中,年產(chǎn)量超過(guò)6×104 t,規(guī)模約占整個(gè)稀土永磁產(chǎn)業(yè)的1/3。
           
           ?。ǘ┐嬖诘膯?wèn)題
           
            雖然我國(guó)重視新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,初步建立了品種門(mén)類(lèi)較為齊全的產(chǎn)業(yè)體系,但仍面臨先進(jìn)基礎(chǔ)材料參差不齊、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料受制于人、前沿新材料技術(shù)有待突破等問(wèn)題,亟需提升原始創(chuàng)新能力,加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控,深度融合創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈、人才鏈和安全保障等。
           
            1.部分基礎(chǔ)原材料依賴進(jìn)口,嚴(yán)重威脅新材料產(chǎn)業(yè)鏈安全
           
            大國(guó)博弈激烈化、地區(qū)沖突持久化使全球經(jīng)濟(jì)秩序和政治關(guān)系受到嚴(yán)重沖擊,世界科技競(jìng)爭(zhēng)格局正在發(fā)生變化。在涉及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、國(guó)防裝備建設(shè)和人民福祉改善的領(lǐng)域,部分新材料“卡脖子”問(wèn)題日益顯現(xiàn)。我國(guó)的半導(dǎo)體材料領(lǐng)域仍存在技術(shù)基礎(chǔ)薄弱及產(chǎn)業(yè)鏈脆弱的環(huán)節(jié),關(guān)鍵原輔材料如光掩模用高純合成石英、光掩?;?、光掩模保護(hù)膜,光刻材料用樹(shù)脂、單體、添加劑,功能化學(xué)品生產(chǎn)過(guò)程中所用關(guān)鍵原料、電子級(jí)化學(xué)品、分析檢測(cè)儀器和包裝材料,化學(xué)機(jī)械拋光液用納米級(jí)磨料,拋光墊用原材料,靶材用超高純?cè)牧襄V材,封裝材料的高端原材料,氣體配套相關(guān)設(shè)施管道、閥門(mén)、包裝瓶等仍然依賴進(jìn)口。用于制備先進(jìn)結(jié)構(gòu)和功能一體化陶瓷材料的高性能陶瓷粉體行業(yè)長(zhǎng)期被日本、歐洲、美國(guó)的公司壟斷。我國(guó)高性能氮化物陶瓷粉體,如氮化硅、氮化鋁、氮化硼等粉體等嚴(yán)重依賴國(guó)外進(jìn)口,雖然國(guó)內(nèi)正在進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),且已經(jīng)有相關(guān)產(chǎn)品,但距離真正產(chǎn)業(yè)化還有相當(dāng)長(zhǎng)的距離。
           
            2.部分核心裝備尚未實(shí)現(xiàn)自主可控,產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在風(fēng)險(xiǎn)
           
            我國(guó)核心裝備受制于人的重要原因是研發(fā)與生產(chǎn)脫節(jié),材料、工藝與裝備多學(xué)科交叉融合研究不足以及流程和裝備問(wèn)題未受到重視。我國(guó)碳纖維生產(chǎn)裝備與國(guó)外差距顯著,缺乏裝備自主設(shè)計(jì)制造能力,嚴(yán)重依賴國(guó)外進(jìn)口,如生產(chǎn)高質(zhì)量碳纖維所必需的碳化爐、高溫石墨化爐主要來(lái)自美國(guó)哈泊國(guó)際公司和德國(guó)西格里碳素公司。裝備短板問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因如下:一是缺乏優(yōu)秀的模擬和設(shè)計(jì)人員,產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)相對(duì)匱乏,再加上國(guó)外技術(shù)封鎖,導(dǎo)致我國(guó)在自主設(shè)計(jì)裝備方面長(zhǎng)期落后;二是我國(guó)核心工業(yè)領(lǐng)域的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件,如力學(xué)場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流場(chǎng)模擬軟件,普遍依賴進(jìn)口;三是我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域與德國(guó)、日本等國(guó)家仍存在明顯代差,直接導(dǎo)致碳纖維設(shè)備或核心部件的制造規(guī)模、工藝、精度,裝配的規(guī)模和精度,維護(hù)水平較國(guó)際一流水平有明顯差距;四是材料質(zhì)量與裝備強(qiáng)國(guó)存在明顯差距,如我國(guó)高溫碳化爐的石墨發(fā)熱體材料、石墨電極材料,低溫炭化爐的爐膽材料等。
           
            3.高端產(chǎn)品自給率不高,高端應(yīng)用的自主保障能力不足
           
            原始創(chuàng)新能力不足、核心技術(shù)空心化、規(guī)?;膶I(yè)人才隊(duì)伍和知識(shí)產(chǎn)權(quán)(核心技術(shù))儲(chǔ)備缺失,導(dǎo)致高端產(chǎn)品自給率較低。我國(guó)主要稀土功能材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模居全球前列,但“大而不強(qiáng)”的問(wèn)題仍然比較突出,特別是在汽車(chē)、電子、新能源等領(lǐng)域所需的高端稀土功能材料被國(guó)外壟斷。一些產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)均來(lái)自國(guó)外,如稀土永磁生產(chǎn)過(guò)程中的速凝、氫破碎、滲鏑等關(guān)鍵技術(shù)主要來(lái)自日本;靶向氣流磨技術(shù),燒結(jié)釹鐵硼一致性、智能化生產(chǎn)裝備與技術(shù),熱壓磁體產(chǎn)業(yè)化技術(shù)以及高性能指標(biāo)釹鐵硼磁體、釤鈷磁體等仍由日本、歐洲、美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)掌握。
           
            4.基礎(chǔ)研究與應(yīng)用脫節(jié),產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展滯后
           
            部分領(lǐng)域的新材料基礎(chǔ)研究雖然取得一定進(jìn)展,在研究論文、專利數(shù)量等方面處于領(lǐng)先地位,但基礎(chǔ)研究與應(yīng)用脫節(jié),科研成果從樣品到產(chǎn)品再到商品的轉(zhuǎn)化效率低,產(chǎn)業(yè)化能力不足,導(dǎo)致市場(chǎng)被國(guó)外企業(yè)占據(jù)。高校、科研院所與企業(yè)在體制上分離,交流協(xié)作不充分,缺乏將科研成果進(jìn)行及時(shí)有效轉(zhuǎn)化和實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)研”協(xié)作的健全機(jī)制。高校和科研院所的研究成果往往僅停留在實(shí)驗(yàn)室工作階段,未進(jìn)行產(chǎn)品的小試、量產(chǎn)驗(yàn)證,而企業(yè)的研發(fā)又因?qū)嶒?yàn)分析設(shè)備缺乏而不夠深入。在熱壓磁體材料方面,我國(guó)在熱流變磁體各向異性理論、取向技術(shù)、晶界擴(kuò)散提高磁體矯頑力、無(wú)重稀土高矯頑力熱壓磁體研發(fā)、磁體微觀組織結(jié)構(gòu)調(diào)控、熱壓磁體使役性能研究、“氫化?歧化?脫氫?復(fù)合”工藝處理熱壓磁體研發(fā)、磁化機(jī)理和矯頑力機(jī)制研究、新制備工藝技術(shù)研發(fā)等領(lǐng)域的研究已經(jīng)處于世界先進(jìn)水平,但產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)卻非常緩慢。相比之下,美國(guó)和日本率先實(shí)現(xiàn)了熱壓磁體的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)化應(yīng)用,如美國(guó)Magnequench公司主要生產(chǎn)MQ3磁體,日本大同電子株式會(huì)社已經(jīng)從制備技術(shù)的開(kāi)發(fā)、改進(jìn)發(fā)展到磁體晶界擴(kuò)散工藝的改進(jìn)、性能提升。
           
            5.市場(chǎng)培育不力,產(chǎn)品未能大規(guī)模應(yīng)用
           
            應(yīng)用和市場(chǎng)是新材料實(shí)現(xiàn)價(jià)值轉(zhuǎn)化的必經(jīng)環(huán)節(jié),為其發(fā)展提供不可或缺的牽引力。我國(guó)部分新材料的研發(fā)、應(yīng)用與市場(chǎng)培育未實(shí)現(xiàn)同步發(fā)展,存在應(yīng)用技術(shù)發(fā)展滯后、市場(chǎng)培育不力等問(wèn)題,導(dǎo)致產(chǎn)品未能大規(guī)模應(yīng)用。目前,我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)規(guī)模已居全球第一,但顯示材料國(guó)產(chǎn)化率不足30%,其中關(guān)鍵材料不足5%。顯示材料產(chǎn)業(yè)化及推廣應(yīng)用難度高,主要原因在于:由小量研發(fā)走向大量生產(chǎn)存在較大的工藝難度,在量產(chǎn)工藝、量產(chǎn)設(shè)備等技術(shù)上,還需要國(guó)內(nèi)廠商進(jìn)一步加大投入,攻克關(guān)鍵技術(shù)工藝難題,盡快突破一系列工程化關(guān)鍵技術(shù);由于長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)產(chǎn)材料在產(chǎn)業(yè)界給予客戶的信任度較低,進(jìn)入面板產(chǎn)線的驗(yàn)證周期較長(zhǎng)。
           
            6.部分領(lǐng)域“小、雜、散”問(wèn)題突出,行業(yè)集中度不高
           
            美國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)的新材料發(fā)展模式是依靠集結(jié)大型或巨型生產(chǎn)企業(yè)來(lái)占據(jù)產(chǎn)業(yè)、市場(chǎng)絕對(duì)主體地位;我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)的“小、雜、散”問(wèn)題突出,難以匹敵同行業(yè)國(guó)際巨頭,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。例如,在電子陶瓷材料領(lǐng)域,我國(guó)多家從事片式元器件生產(chǎn)的骨干企業(yè)的產(chǎn)值總和不及日本東京電氣化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社。在壓電陶瓷產(chǎn)品方面,我國(guó)壓電陶瓷企業(yè)數(shù)量較多,其中規(guī)模較大的企業(yè)有蘇州攀特電陶科技股份有限公司、廣東捷成科創(chuàng)電子股份有限公司等,雖然能夠生產(chǎn)一些高端壓電陶瓷產(chǎn)品,如多層壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器、多層壓電變壓器、多層壓電微揚(yáng)聲器及壓電微馬達(dá)等;但多數(shù)企業(yè)是中小企業(yè),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以低端產(chǎn)品為主,如點(diǎn)火器、蜂鳴器以及少量的濾波器、換能器等。盡管多年來(lái)我國(guó)在壓電陶瓷的研究開(kāi)發(fā)中取得了一批有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果,但從目前行業(yè)的總體情況看,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平亟待提高,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有待升級(jí)。
           
            7.標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系不完善,難以有效支撐技術(shù)發(fā)展
           
            完善的材料綜合性能測(cè)試和應(yīng)用技術(shù)評(píng)價(jià)體系是持續(xù)支撐技術(shù)及行業(yè)發(fā)展的基石,統(tǒng)一、科學(xué)、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)體系是產(chǎn)業(yè)上下游交互的基礎(chǔ),是實(shí)現(xiàn)降低產(chǎn)品成本、提高研發(fā)效率的關(guān)鍵。然而,我國(guó)部分新材料應(yīng)用起步較晚,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系尚未完善、部分關(guān)鍵測(cè)試設(shè)備與技術(shù)未能完全自主可控,導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展通道受阻。此外,大部分行業(yè)的國(guó)際市場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)不足,導(dǎo)致部分行業(yè)產(chǎn)品、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際認(rèn)可度受限,難以提升產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。以離子交換膜為例,我國(guó)尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品基本性能檢測(cè),電滲析膜堆尺寸大小、格網(wǎng)、墊片等均無(wú)統(tǒng)一配套標(biāo)準(zhǔn),大幅限制了離子交換膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
           
            四、面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展體系
           
            全球科技和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局加速重塑,前瞻預(yù)判前沿技術(shù)和顛覆性技術(shù),謀劃布局新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為打造國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。“十四五規(guī)劃綱要”中明確提出,在類(lèi)腦智能、量子信息、基因技術(shù)、未來(lái)網(wǎng)絡(luò)、“深海空天”開(kāi)發(fā)、氫能與儲(chǔ)能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域,組織實(shí)施未來(lái)產(chǎn)業(yè)孵化與加速計(jì)劃,謀劃布局一批未來(lái)產(chǎn)業(yè)。北京、上海、廣東、安徽等省份已提前謀劃未來(lái)產(chǎn)業(yè)或先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),超前布局區(qū)塊鏈、太赫茲、量子通信等未來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈,前瞻布局量子信息、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人等未來(lái)產(chǎn)業(yè),實(shí)施未來(lái)產(chǎn)業(yè)培育工程等。此外,我國(guó)正在部署和推進(jìn)“央企產(chǎn)業(yè)煥新行動(dòng)”“未來(lái)產(chǎn)業(yè)啟航行動(dòng)”,聚焦新一代移動(dòng)通信、人工智能、生物技術(shù)、新材料等15個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域方向,推動(dòng)中央企業(yè)加快布局和發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)與未來(lái)產(chǎn)業(yè)??梢?jiàn),發(fā)展壯大新興產(chǎn)業(yè)并前瞻布局未來(lái)產(chǎn)業(yè)是建設(shè)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系、培育發(fā)展新動(dòng)能、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措,是面對(duì)新型國(guó)際關(guān)系、把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)的戰(zhàn)略舉措,也是謀求“十四五”時(shí)期競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵所在。
           
            新材料是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的根基,是支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)和贏得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵領(lǐng)域。新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)具有創(chuàng)新活躍、技術(shù)密集、發(fā)展前景廣闊等特征,關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)全局。新材料產(chǎn)業(yè)在推進(jìn)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著基礎(chǔ)性、引領(lǐng)性作用,遴選支撐新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)發(fā)展需求的重點(diǎn)新材料領(lǐng)域,營(yíng)造適宜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),形成良好產(chǎn)業(yè)生態(tài)具有重要意義。為此,應(yīng)從以下方面培育和前瞻布局面向未來(lái)的新材料產(chǎn)業(yè)。
           
           ?。ㄒ唬┟嫦蛐屡d產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新材料
           
            1.集成電路關(guān)鍵材料
           
            我國(guó)集成電路關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)是填補(bǔ)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)空白,需加大力量補(bǔ)短板,保障集成電路制造產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的安全和穩(wěn)定。重點(diǎn)布局覆蓋130~90 nm、90~28 nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的先進(jìn)邏輯產(chǎn)品、先進(jìn)存儲(chǔ)器用晶圓制造成套工藝和先進(jìn)封裝成套工藝的各類(lèi)關(guān)鍵材料開(kāi)發(fā),包括193 nm浸沒(méi)式光刻膠及其配套抗反射材料和特種試劑、高階邏輯工藝和先進(jìn)存儲(chǔ)用前驅(qū)體系列產(chǎn)品、高階工藝用拋光液和拋光墊、特種合金靶材及先進(jìn)封裝用多種材料。填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白,大力提升規(guī)?;a(chǎn)業(yè)技術(shù)水平,提高產(chǎn)品品種覆蓋率,加強(qiáng)產(chǎn)品品質(zhì)、服務(wù)、配套保障能力建設(shè),提升產(chǎn)業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力,提高產(chǎn)品市場(chǎng)占有率;部署開(kāi)發(fā)20~14 nm、14~7 nm及其以下技術(shù)代邏輯產(chǎn)品和先進(jìn)存儲(chǔ)器需求關(guān)鍵產(chǎn)品,為產(chǎn)品進(jìn)入高端市場(chǎng)奠定基礎(chǔ)。加緊布局超越“摩爾定律”相關(guān)領(lǐng)域,推動(dòng)碳基集成電路特色工藝材料開(kāi)發(fā)。在集成電路關(guān)鍵材料領(lǐng)域建設(shè)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的產(chǎn)業(yè)體系,發(fā)揮對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的支撐作用。
           
            2.信息功能陶瓷材料
           
            通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)新型微波濾波器件提出了高頻寬帶化、超低功耗的技術(shù)要求,對(duì)微小型濾波器件的結(jié)構(gòu)與寬頻設(shè)計(jì)原理、超低功耗實(shí)現(xiàn)方法和器件加工與測(cè)試技術(shù)等提出了新的挑戰(zhàn),需要發(fā)展新型微波介質(zhì)濾波器件的高頻低功耗設(shè)計(jì)原理、集成制造與糾偏微調(diào)技術(shù)及器件測(cè)試與評(píng)價(jià)方法。集中力量開(kāi)展具有優(yōu)良介電性能,適合新一代無(wú)源集成組件應(yīng)用的低、中、高介電常數(shù)低溫共燒陶瓷介質(zhì)材料開(kāi)發(fā);解決器件集成中異質(zhì)材料工藝匹配、外場(chǎng)下的穩(wěn)定性等關(guān)鍵共性問(wèn)題,獲得材料結(jié)構(gòu)?工藝?電性能?服役特性優(yōu)化的途徑,推動(dòng)低成本、高性能的無(wú)源集成器件用介質(zhì)材料制備;針對(duì)新一代無(wú)線通信、可穿戴電子系統(tǒng)應(yīng)用,探索基于自主介質(zhì)材料的新型無(wú)源器件的設(shè)計(jì)、制備和集成技術(shù)。采用材料基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)相結(jié)合的方式,堅(jiān)持材料?器件?工藝一體化研究路線,鼓勵(lì)科研單位與生產(chǎn)企業(yè)密切合作,開(kāi)展協(xié)同創(chuàng)新研究工作。
           
            3.先進(jìn)能源材料
           
            綠色發(fā)展、用能成本等問(wèn)題已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的核心議題,能源戰(zhàn)略與各領(lǐng)域、各行業(yè)、各環(huán)節(jié)及各市場(chǎng)主體聯(lián)系密切。圍繞不同的能源轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)方式和原理,先進(jìn)能源材料需重點(diǎn)發(fā)展燃料電池材料、熱電材料、超級(jí)電容器材料、固體鋰電材料、生物質(zhì)能材料、光電材料和納米能源材料等方向。加速推進(jìn)氫燃料電池新材料與部件的產(chǎn)業(yè)化,進(jìn)一步推進(jìn)銻化鉍熱電材料體系的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,研制綜合性能優(yōu)異的正/負(fù)極材料、功能性電解液及隔膜等超級(jí)電容器關(guān)鍵材料,突破固態(tài)電池材料在電導(dǎo)率、成本、批量生產(chǎn)等方面的問(wèn)題,加快推進(jìn)生物質(zhì)液體燃料清潔制備與高值化利用技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,解決新型光伏材料批量化生產(chǎn)過(guò)程中造成的轉(zhuǎn)換效率下降問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)納米發(fā)電機(jī)在人機(jī)交互、智能醫(yī)療和仿生智能器件等重要領(lǐng)域中的應(yīng)用。
           
            4.新型顯示材料
           
            以提高顯示核心材料的國(guó)產(chǎn)化率,探索新型器件結(jié)構(gòu),培育新材料、信息系統(tǒng)龍頭企業(yè),實(shí)現(xiàn)“換道超車(chē)”、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展為目標(biāo),攻克一批提升顯示性能的關(guān)鍵材料與技術(shù)。具體包括:發(fā)展有機(jī)發(fā)光二極管/量子點(diǎn)發(fā)光二極管(OLED/QLED)印刷顯示材料與器件、激光顯示材料與器件、微發(fā)光二極管(MicroLED)顯示材料與器件、光場(chǎng)顯示材料與技術(shù);攻克一批便攜式移動(dòng)顯示難題,如低功耗、驅(qū)動(dòng)技術(shù),下一代移動(dòng)通信技術(shù),人工智能系統(tǒng)集合技術(shù);攻克一批大尺寸制造問(wèn)題,研究柔性制造技術(shù);以新一代高視覺(jué)維度的光場(chǎng)顯示需求為牽引,以材料、器件、模組、算法、整機(jī)全鏈條總體協(xié)調(diào)和同步開(kāi)發(fā)為研究發(fā)展思路,推進(jìn)全產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新;通過(guò)開(kāi)展科學(xué)技術(shù)研究,突破納米發(fā)光二極管(NanoLED)顯示核心材料與關(guān)鍵技術(shù),形成先發(fā)優(yōu)勢(shì),搶占未來(lái)顯示技術(shù)與產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。
           
            5.生物醫(yī)用材料
           
            隨著生物醫(yī)用材料的飛速發(fā)展,我國(guó)一些高端生物材料及醫(yī)療器械產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。我國(guó)以醫(yī)用羥基磷灰石陶瓷材料為代表的系列骨誘導(dǎo)人工骨,羥基磷灰石涂層及具有骨腫瘤與骨質(zhì)疏松治療功能的羥基磷灰石納米材料,用于先天性心臟病和冠心病治療的生物可吸收材料及器械,基于重組人源化膠原蛋白的心血管系統(tǒng)修復(fù),骨科、牙科、皮膚科、婦產(chǎn)科等材料及器械產(chǎn)品,增材制造材料及產(chǎn)品等的研發(fā),位列國(guó)際發(fā)展前沿。全面推進(jìn)相關(guān)材料的研發(fā)及生產(chǎn),開(kāi)發(fā)系列化醫(yī)用產(chǎn)品,建立完整的監(jiān)管體系,開(kāi)展臨床應(yīng)用技術(shù)研發(fā)及臨床應(yīng)用推廣,保持我國(guó)原始創(chuàng)新產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)及發(fā)展國(guó)際市場(chǎng),搶占國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制高點(diǎn),推動(dòng)產(chǎn)品走向國(guó)際是面向未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。
           
            6.生物基材料
           
            生物基材料作為新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分獲得了廣泛關(guān)注。目前,在生物基材料領(lǐng)域,我國(guó)在原料、核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面仍面臨諸多挑戰(zhàn),與其他先進(jìn)國(guó)家相比仍處于“跟跑”階段。生物材料產(chǎn)業(yè)面臨基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力略顯不足、關(guān)鍵或重要產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化程度不足、市場(chǎng)認(rèn)可度偏低等挑戰(zhàn)。未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)以淀粉糖等為原料的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品的生物法生產(chǎn)與應(yīng)用,推動(dòng)生物基聚酯、生物基聚氨酯、生物基聚酯酰胺、生物尼龍、生物基環(huán)氧樹(shù)脂、生物橡膠、生物基/質(zhì)聚合物、生物基介電儲(chǔ)能材料、生物基材料助劑等生物基材料產(chǎn)業(yè)的鏈條化、集聚化、規(guī)?;l(fā)展。
           
            7.先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料
           
            以國(guó)家重大需求為導(dǎo)向,以攻克關(guān)鍵核心技術(shù)、獲取自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和工程應(yīng)用為目標(biāo),解決材料設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)調(diào)控的重大科學(xué)問(wèn)題,突破結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料制備與應(yīng)用瓶頸技術(shù),實(shí)現(xiàn)先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料技術(shù)自主發(fā)展。發(fā)展基于跨尺度多維度結(jié)構(gòu)調(diào)控的新型結(jié)構(gòu)材料、高性能高分子及其復(fù)合材料、高溫耐蝕結(jié)構(gòu)材料、輕質(zhì)高強(qiáng)新材料、結(jié)構(gòu)陶瓷及其復(fù)合材料、重大工程結(jié)構(gòu)材料、增材制造材料并取得重大技術(shù)突破,材料微結(jié)構(gòu)調(diào)控、超強(qiáng)韌化、極限化制備與服役等一批共性瓶頸技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平;形成具有國(guó)際一流水平的先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料主干新材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)體系,結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料創(chuàng)新能力進(jìn)入國(guó)際前列;重大裝備用的高端結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料能夠自主保障,戰(zhàn)略必爭(zhēng)領(lǐng)域關(guān)鍵核心結(jié)構(gòu)材料實(shí)現(xiàn)自主可控。
           
            8.稀土材料
           
            緊密?chē)@國(guó)家戰(zhàn)略需求,結(jié)合未來(lái)智能機(jī)器人、智慧城市、深空/深海開(kāi)發(fā)、大數(shù)據(jù)和人機(jī)交互等應(yīng)用場(chǎng)景,重點(diǎn)開(kāi)展工程化及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究,著力突破稀土永磁材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化材料、稀土晶體材料、高純稀土金屬及靶材等先進(jìn)稀土功能材料的核心制備技術(shù)、智能生產(chǎn)裝備、專用檢測(cè)儀器及其應(yīng)用技術(shù);通過(guò)全產(chǎn)業(yè)鏈同步創(chuàng)新,推動(dòng)先進(jìn)成果的推廣實(shí)施,保障戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、國(guó)防軍工、智能制造等對(duì)關(guān)鍵材料的需求,最終實(shí)現(xiàn)高端應(yīng)用稀土功能材料的自主供給;開(kāi)展前沿基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)研究,通過(guò)科學(xué)問(wèn)題的深入探究和積累,提出更多原創(chuàng)理論和原創(chuàng)發(fā)現(xiàn),獲得一批稀土新材料和新應(yīng)用原創(chuàng)性成果;實(shí)現(xiàn)我國(guó)從稀土大國(guó)向稀土強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變,引領(lǐng)未來(lái)稀土科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
           
            9.超導(dǎo)材料
           
            超導(dǎo)技術(shù)是21世紀(jì)具有戰(zhàn)略意義的高新技術(shù),在能源、醫(yī)療、交通、科學(xué)研究及國(guó)防軍工等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用前景。通過(guò)“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合攻關(guān),實(shí)現(xiàn)我國(guó)低溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代,突破高溫超導(dǎo)材料批量化制備關(guān)鍵技術(shù),開(kāi)發(fā)出面向電力、能源、醫(yī)療和國(guó)防應(yīng)用的超導(dǎo)電工裝備,實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)材料、超導(dǎo)強(qiáng)電和超導(dǎo)弱電產(chǎn)品的協(xié)同發(fā)展和規(guī)?;瘧?yīng)用,總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,打造并形成基于超導(dǎo)材料及其應(yīng)用技術(shù)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
           
           ?。ǘ┟嫦蛭磥?lái)產(chǎn)業(yè)布局的新材料
           
            1.原子制造技術(shù)
           
            原子制造技術(shù)是以原子水平的量子物理為基礎(chǔ)、以原子級(jí)功能基元為核心,在物質(zhì)極限層次開(kāi)展的材料與器件的制造技術(shù),將在邏輯、存儲(chǔ)、傳感、超導(dǎo)、催化、儲(chǔ)能及光電等領(lǐng)域催生重大應(yīng)用,顯著促進(jìn)多學(xué)科交叉融合和技術(shù)發(fā)展。未來(lái)將重點(diǎn)發(fā)展原子基元設(shè)計(jì)及其材料器件制造、分子基元設(shè)計(jì)及其微系統(tǒng)組裝制造、基元系統(tǒng)及大規(guī)模器件制造、原子量子態(tài)精確控制及其器件制造、原子制造的前沿新理論與新概念。
           
            2.硅基多材料體系融合集成
           
            硅基集成光電子器件/模塊的重要研究方向?yàn)椋捍罱ü枧c先進(jìn)光電材料的混合集成工藝平臺(tái),充分發(fā)揮集成電路工藝的超大規(guī)模、超高精度制造特性,結(jié)合各類(lèi)材料的光電特性優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)高性能混合光電集成芯片制備技術(shù)突破。
           
            3.碳納米管微納電子材料
           
            碳納米管載流子遷移率高,可應(yīng)用于射頻器件的制造,提高射頻器件的截止頻率和最大振蕩頻率,有望應(yīng)用于空間通信、高速無(wú)線電鏈路、車(chē)輛雷達(dá)和芯片間通信應(yīng)用領(lǐng)域的耦合納米振蕩器。碳納米管耐彎曲的特性使其可應(yīng)用于柔性、透明電子設(shè)備的制造,推動(dòng)顯示設(shè)備性能提升。隨著技術(shù)的進(jìn)步,碳基半導(dǎo)體的應(yīng)用場(chǎng)景將日益多元化,未來(lái)碳納米管材料在微納電子領(lǐng)域應(yīng)用還需聚焦碳納米管制備、器件穩(wěn)定性、性能與集成度兼顧等問(wèn)題,建立納電子器件用碳納米管材料標(biāo)準(zhǔn)、表征方法、工藝流程。
           
            4.超寬禁帶半導(dǎo)體材料
           
            我國(guó)的超寬禁帶半導(dǎo)體材料正處于前沿研究階段,高品質(zhì)、大尺寸襯底材料的制備是近期技術(shù)突破的重點(diǎn);基于高品質(zhì)襯底生長(zhǎng)的外延材料將成為器件制備的基礎(chǔ),攻克器件制備工藝的技術(shù)難點(diǎn)將為超寬禁帶半導(dǎo)體的廣泛應(yīng)用提供可能。超寬禁帶半導(dǎo)體材料禁帶寬度大、單晶制備難度高、高效摻雜難度大、器件接觸性能調(diào)控難度高等一系列難題成為超寬禁帶半導(dǎo)體應(yīng)用的阻力,為超寬禁帶半導(dǎo)體的發(fā)展帶來(lái)了重大的挑戰(zhàn)。今后還需重點(diǎn)發(fā)展高品質(zhì)、大尺寸襯底材料制備能力,開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、穩(wěn)定高效的單晶生長(zhǎng)和加工技術(shù),形成單晶生長(zhǎng)、缺陷控制、襯底加工技術(shù)等超寬禁帶材料專利池,儲(chǔ)備相關(guān)技術(shù)人才,突破大尺寸、高性能單晶襯底產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。
           
            5.超材料
           
            典型的超材料如左手材料、“隱身斗篷”、完美透鏡等,已在光學(xué)、通信、國(guó)防等領(lǐng)域獲得應(yīng)用;多種電磁超材料、力學(xué)超材料、聲學(xué)超材料、熱學(xué)超材料及基于超材料與常規(guī)材料融合的新型材料相繼出現(xiàn),形成了新材料的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。面向未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,還應(yīng)提前布局光學(xué)超透鏡技術(shù)、超材料電磁隱身技術(shù)、超材料天線技術(shù)及超材料全光開(kāi)關(guān)技術(shù),推動(dòng)超材料減震技術(shù)研究及其在精密機(jī)械和重大工程中的應(yīng)用,研發(fā)用于聲吶、噪聲抑制及聲學(xué)信息技術(shù)方面的新型超材料,用于熱能利用及轉(zhuǎn)換、熱管理等領(lǐng)域的新型超材料。
           
            6.液態(tài)金屬
           
            液態(tài)金屬的應(yīng)用基礎(chǔ)研究已發(fā)展成為當(dāng)前備受?chē)?guó)際廣泛關(guān)注的重大科技前沿和熱點(diǎn),為眾多行業(yè)帶來(lái)了顛覆性解決方案和實(shí)現(xiàn)手段,為能源、熱控、電子信息、先進(jìn)制造、國(guó)防軍事、柔性智能機(jī)器人以及生物醫(yī)療健康等領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)變革。未來(lái),該領(lǐng)域還需重點(diǎn)發(fā)展液態(tài)金屬電子漿料、液態(tài)金屬熱界面材料、液態(tài)金屬相變材料、液態(tài)金屬導(dǎo)電膠、液態(tài)金屬磁流體、液態(tài)金屬低溫焊料等功能材料;研發(fā)液態(tài)金屬腫瘤血管栓塞制劑及治療技術(shù)、液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復(fù)技術(shù)、液態(tài)金屬高分辨血管造影術(shù)、液態(tài)金屬內(nèi)外骨骼技術(shù)與注射電子學(xué)、液態(tài)金屬皮膚電子技術(shù)、堿金屬流體腫瘤消融治療技術(shù)等前沿醫(yī)療技術(shù),以及系列創(chuàng)新醫(yī)療器械產(chǎn)品。
           
            7.高熵合金
           
            高熵合金打破了傳統(tǒng)合金以混合焓為主的設(shè)計(jì)理念,為新材料的研發(fā)打開(kāi)了一個(gè)廣闊的成分設(shè)計(jì)空間。高熵合金可在國(guó)防、航空、航天等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域得到應(yīng)用,開(kāi)發(fā)并推廣具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高熵合金新材料具有重大戰(zhàn)略意義。高熵合金發(fā)展的重點(diǎn)包括輕質(zhì)高熵合金、耐高溫難熔高熵合金、耐腐蝕高熵合金、耐輻照高熵合金、生物醫(yī)用高熵合金、共晶高熵合金、耐磨高熵合金、儲(chǔ)氫高熵合金、催化高熵合金、軟磁高熵合金等。面向未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景和具有潛力的重點(diǎn)應(yīng)用方向,開(kāi)展實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證;針對(duì)國(guó)防裝備應(yīng)用、航空、航天等極端環(huán)境條件下服役需求,研制特種高性能高熵合金;開(kāi)發(fā)用于寬溫域工況條件下的綜合性能優(yōu)異的新型裝備高熵合金結(jié)構(gòu)材料,實(shí)現(xiàn)高熵合金國(guó)際戰(zhàn)略引領(lǐng)。
           
            五、對(duì)策建議
           
            培育并發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)需要的新材料產(chǎn)業(yè)是把握世界科技發(fā)展趨勢(shì),瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長(zhǎng)期方向,推動(dòng)制造業(yè)朝著智能化、數(shù)字化、生態(tài)化、國(guó)際化方向發(fā)展的重要路徑,是實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的重要基礎(chǔ)。在明確新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)對(duì)新材料發(fā)展需求的基礎(chǔ)上,應(yīng)用產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)思維,加快提升新材料產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平,充分發(fā)揮新型舉國(guó)體制的制度優(yōu)勢(shì)和超大規(guī)模市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),堅(jiān)持應(yīng)用牽引、問(wèn)題導(dǎo)向,堅(jiān)持政府引導(dǎo)和市場(chǎng)機(jī)制相結(jié)合,堅(jiān)持獨(dú)立自主和開(kāi)放合作相促進(jìn),推進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
           
           ?。ㄒ唬┲χ涡虏牧袭a(chǎn)業(yè)發(fā)展根基
           
            一是加強(qiáng)新材料產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),加快新材料重大基礎(chǔ)設(shè)施、共性技術(shù)平臺(tái)、檢驗(yàn)檢測(cè)、質(zhì)量認(rèn)證等的發(fā)展。二是加強(qiáng)新材料核心技術(shù)攻關(guān),形成以材料基礎(chǔ)研究帶動(dòng)新材料應(yīng)用技術(shù)突破、以技術(shù)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、以產(chǎn)業(yè)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的良性循環(huán)。三是加強(qiáng)新材料專業(yè)人才培養(yǎng),深入推進(jìn)產(chǎn)教融合,建立一批專業(yè)人才培養(yǎng)基地,同時(shí)優(yōu)化高校專業(yè)設(shè)置,加強(qiáng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)中新材料領(lǐng)域的學(xué)科建設(shè)。
           
            (二)著力提升新材料產(chǎn)業(yè)鏈水平
           
            一是培育壯大一批新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)需要的新材料企業(yè)。推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)集群化、生態(tài)化、融合化發(fā)展,在新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域率先培育形成一批面向未來(lái)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的主導(dǎo)型企業(yè)。二是構(gòu)建自主創(chuàng)新、安全高效的新材料產(chǎn)業(yè)鏈體系。針對(duì)我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈發(fā)展中存在的短板問(wèn)題,扎實(shí)推進(jìn)穩(wěn)鏈、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈工作,著力構(gòu)建以國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體、國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局。三是深化國(guó)內(nèi)外新材料產(chǎn)業(yè)鏈的融合發(fā)展。破除深度融入全球產(chǎn)業(yè)鏈的體制性和機(jī)制性障礙,實(shí)現(xiàn)新材料產(chǎn)業(yè)“走出去”“引進(jìn)來(lái)”有機(jī)結(jié)合。
           
           ?。ㄈI(yíng)造良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)環(huán)境
           
            一是統(tǒng)籌發(fā)揮新型舉國(guó)體制和市場(chǎng)機(jī)制的作用。堅(jiān)持自主創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新、開(kāi)放創(chuàng)新,抓大放小,聚焦新材料產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵領(lǐng)域、關(guān)鍵產(chǎn)品,避免“碎片化”發(fā)展導(dǎo)致領(lǐng)軍人才分散、生產(chǎn)線重復(fù)建設(shè)、資源浪費(fèi)。二是利用體制上的協(xié)同優(yōu)勢(shì),聯(lián)合新材料生產(chǎn)企業(yè)與應(yīng)用企業(yè),加速新材料技術(shù)迭代,滿足器件、整機(jī)持續(xù)提升性能的需求。三是成立新材料科技基金,聯(lián)合社會(huì)、政府、企業(yè)對(duì)投資大、周期長(zhǎng)的材料產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行持續(xù)投入,培育一批面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料“高精特新”企業(yè)。
           
           ?。ㄋ模┩晟飘a(chǎn)業(yè)發(fā)展配套政策
           
            一是加快和完善有利于推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步的政策與法規(guī)體系,制定面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)亟需發(fā)展的新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄和投資指南,防止出現(xiàn)“投資碎片化”。二是引導(dǎo)金融資源配置,為涉及新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料重點(diǎn)領(lǐng)域提供長(zhǎng)期、穩(wěn)定、充足的資金來(lái)源,發(fā)揮政府股權(quán)投資引導(dǎo)基金的引導(dǎo)作用,健全從新材料實(shí)驗(yàn)研究、中試到生產(chǎn)全過(guò)程的科技創(chuàng)新融資模式。三是持續(xù)擴(kuò)大新材料“首批次”保險(xiǎn)補(bǔ)償機(jī)制,解決“好材不敢用”的后顧之憂。
           
            注:本文內(nèi)容呈現(xiàn)略有調(diào)整,若需可查看原文。
           
            作者介紹
           
            屠海令
           
            電子材料專家,中國(guó)工程院院士。
           
            主要從事硅及硅基半導(dǎo)體材料、化合物半導(dǎo)體材料、新型傳感材料研究。


           

          面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展戰(zhàn)略研究丨中國(guó)工程科學(xué)

          2024-03-19 來(lái)源:高新院 achie.org 點(diǎn)擊:次

            新材料是新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根基,是搶占科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展制高點(diǎn)的重要領(lǐng)域,也是我國(guó)推進(jìn)新型工業(yè)化的重要驅(qū)動(dòng)力。新材料產(chǎn)業(yè)在支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保障國(guó)家安全、贏得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、實(shí)現(xiàn)工業(yè)綠色發(fā)展中具有基礎(chǔ)性和引領(lǐng)性作用。
           
            中國(guó)工程院屠海令院士研究團(tuán)隊(duì)在中國(guó)工程院院刊《中國(guó)工程科學(xué)》2024年第1期發(fā)表《面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展戰(zhàn)略研究》一文。文章面向前沿技術(shù)和新興領(lǐng)域的發(fā)展需求,分析未來(lái)產(chǎn)業(yè)新材料發(fā)展面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn),提出面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展重點(diǎn)方向與發(fā)展路徑,并針對(duì)性地提出對(duì)策建議,以期為我國(guó)打造自主可控、安全可靠、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的新材料產(chǎn)業(yè)體系提供基礎(chǔ)參考。
           
            一、前言
           
            新材料指新出現(xiàn)的、具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料,以及傳統(tǒng)材料成分、工藝改進(jìn)后性能明顯提高或具有新功能的材料。新材料產(chǎn)業(yè)在支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保障國(guó)家安全、贏得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、實(shí)現(xiàn)工業(yè)綠色發(fā)展中具有基礎(chǔ)性和引領(lǐng)性作用。當(dāng)前,建立安全、彈性和多樣化的新材料產(chǎn)業(yè)體系,確保新材料制造和創(chuàng)新領(lǐng)先地位,擺脫對(duì)外過(guò)度依賴,保障國(guó)家安全和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,探索、識(shí)別突破性和顛覆性新材料,成為科技和產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新領(lǐng)跑者是新材料不斷創(chuàng)新發(fā)展的重要?jiǎng)幽堋?/div>
           
            世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)分別形成了特征鮮明的新材料優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域,并不斷強(qiáng)化新材料發(fā)展戰(zhàn)略,全力提升新材料研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化及面向未來(lái)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)僅在2022年就提出了包括《先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略》、新版《關(guān)鍵和新興技術(shù)清單》《6G路線圖:構(gòu)建北美6G領(lǐng)導(dǎo)力基礎(chǔ)》《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法》等多項(xiàng)措施與法案,旨在提升美國(guó)各個(gè)領(lǐng)域新材料創(chuàng)新能力,并在“制造業(yè)美國(guó)”、“OPEN 2021”、美國(guó)國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃、增材制造發(fā)展計(jì)劃等項(xiàng)目資助下開(kāi)展變革性清潔能源技術(shù)用新材料、納米材料等前沿和顛覆性新材料的研發(fā)。世界主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體在加強(qiáng)戰(zhàn)略布局和技術(shù)研發(fā)的同時(shí),不斷完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、注重人才培養(yǎng)、健全法律制度、營(yíng)造良好產(chǎn)業(yè)生態(tài);同時(shí),政府致力于加強(qiáng)政策支持,研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展材料基礎(chǔ)理論等方面研究,企業(yè)實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化,多方協(xié)作共同推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并通過(guò)產(chǎn)業(yè)集群建設(shè),推動(dòng)新材料企業(yè)形成創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈和人才鏈的深度融合。
           
            我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)多年的創(chuàng)新發(fā)展,先進(jìn)基礎(chǔ)材料總體實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供給,經(jīng)濟(jì)效益顯著提高;重大工程與高端裝備用關(guān)鍵戰(zhàn)略材料取得一系列重大突破,關(guān)鍵技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)自主保障;前沿新材料取得一批核心技術(shù)專利,部分品種實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);國(guó)防科技工業(yè)所需新材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力明顯增強(qiáng)。但我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)仍存在關(guān)鍵原材料依賴進(jìn)口、核心裝備尚未實(shí)現(xiàn)自主可控、高端產(chǎn)品自給率不足、部分重點(diǎn)產(chǎn)品缺乏應(yīng)用迭代以及標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)體系不完善等問(wèn)題,需要持續(xù)提升新材料產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的韌性和安全水平,以科技創(chuàng)新帶動(dòng)體系化競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì),通過(guò)統(tǒng)籌謀劃高質(zhì)量發(fā)展路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。
           
            文章面向前沿技術(shù)和新興領(lǐng)域的發(fā)展需求,分析未來(lái)產(chǎn)業(yè)新材料發(fā)展面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn),提出面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展重點(diǎn)方向與發(fā)展路徑,并針對(duì)性地提出對(duì)策建議,以期為我國(guó)打造自主可控、安全可靠、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的新材料產(chǎn)業(yè)體系提供基礎(chǔ)參考。
           
            二、面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展趨勢(shì)
           
            以人工智能、量子信息、移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈為代表的新一代信息技術(shù)加速突破并應(yīng)用,以合成生物學(xué)、基因編輯、腦科學(xué)、再生醫(yī)學(xué)等為代表的生命科學(xué)領(lǐng)域孕育新的變革,融合機(jī)器人、數(shù)字化、新材料的先進(jìn)制造技術(shù)正在加速推動(dòng)制造業(yè)向智能化、服務(wù)化、綠色化轉(zhuǎn)型。不斷涌現(xiàn)的新材料制備、加工、應(yīng)用技術(shù)為信息、生命、制造、能源、空間、海洋等領(lǐng)域的開(kāi)拓發(fā)展提供了更廣泛的創(chuàng)新基礎(chǔ),新材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展正成為影響國(guó)家實(shí)力、人民福祉的戰(zhàn)略高地??傮w上看,新材料發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)如下特征。
           
           ?。ㄒ唬┬畔⒐δ懿牧蟿?chuàng)新是未來(lái)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要引擎
           
            以人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等為代表的新一代信息技術(shù)正在經(jīng)歷新的發(fā)展階段,量子通信和量子計(jì)算已經(jīng)成為信息領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。通信終端不斷增多,汽車(chē)電子化趨勢(shì)不斷增強(qiáng),智能家居、智能穿戴設(shè)備、醫(yī)療電子不斷興起,消費(fèi)娛樂(lè)電子不斷增多,先進(jìn)制造業(yè)強(qiáng)力推進(jìn),大數(shù)據(jù)時(shí)代來(lái)臨,航空、航天電子需求快速增長(zhǎng),這些都將促進(jìn)信息功能材料需求急劇攀升,并推動(dòng)信息功能材料快速發(fā)展。
           
            隨著硅基集成電路技術(shù)向摩爾定律極限發(fā)展,新型半導(dǎo)體材料與硅材料的結(jié)合將有利于突破硅的極限,更好地兼顧硅基集成電路的經(jīng)濟(jì)成本優(yōu)勢(shì)。絕緣體上硅、硅基化合物半導(dǎo)體、新型相變材料、阻變材料、自旋電子材料、寬禁帶碳化硅、氮化鎵、超寬禁帶半導(dǎo)體氧化鎵、金剛石等是目前成熟硅基集成電路和砷化鎵基半導(dǎo)體功率器件的重要補(bǔ)充和未來(lái)的發(fā)展方向。碳納米管將成為后摩爾時(shí)代中頗具潛力的新型半導(dǎo)體材料,可在短期實(shí)現(xiàn)碳基傳感技術(shù)等高性能、中集成度的應(yīng)用,在長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)碳基射頻電子、特種芯片甚至超大規(guī)模碳基數(shù)字集成電路等高性能、高集成度的應(yīng)用。
           
            (二)材料綠色生產(chǎn)和新能源材料顛覆性技術(shù)將成為實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵
           
            新能源技術(shù)、高效節(jié)能技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)、資源循環(huán)利用技術(shù)已成為突破資源、能源、環(huán)境瓶頸,推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。2020年,英國(guó)發(fā)布《綠色工業(yè)革命十點(diǎn)計(jì)劃:更好地重建、支持綠色工業(yè)并加速實(shí)現(xiàn)凈零排放》、歐盟發(fā)布《氫動(dòng)力航空:到2050年氫技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和氣候影響》,均強(qiáng)調(diào)低碳綠色發(fā)展的重要性。
           
            在新能源革命的推動(dòng)下,具有潛在顛覆性應(yīng)用的新材料涌現(xiàn)。熱電材料是可以實(shí)現(xiàn)熱能?電能直接轉(zhuǎn)換的清潔能源材料,是太陽(yáng)能全光譜高效發(fā)電、工業(yè)余熱發(fā)電、微小溫差發(fā)電、熱電制冷等前瞻性、戰(zhàn)略性新能源技術(shù)的關(guān)鍵材料。有機(jī)?無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料作為太陽(yáng)能電池的吸光材料,因消耗的資源更少,在超薄及柔性能源領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。多電子體系電池已被應(yīng)用于傳統(tǒng)的鋰離子電池和其他新型二次電池領(lǐng)域,鋰空氣電池(5217 W·h·kg-1)和鋰硫電池(2567 W·h·kg-1)有望實(shí)現(xiàn)比當(dāng)前鋰離子電池(低于500 W·h·kg-1)高2~10倍的能量密度突破。隨著儲(chǔ)存與運(yùn)輸高密度氣體燃料的新材料、先進(jìn)生物質(zhì)廢物轉(zhuǎn)化為能源等技術(shù)的發(fā)展,有望突破氣體燃料應(yīng)用部署的技術(shù)障礙,有效降低中型和重型氣體燃料車(chē)的成本。風(fēng)電行業(yè)需要繼續(xù)降低成本,通過(guò)研發(fā)新材料或多材料的解決方案,以減輕部件重量、增加耐用性并改善機(jī)械性能;還需開(kāi)發(fā)更輕、更耐用、更易回收的新材料,以提高風(fēng)電設(shè)備制造的可持續(xù)性。
           
            (三)新材料在生物技術(shù)中的應(yīng)用成為創(chuàng)新熱點(diǎn)
           
            生物醫(yī)用材料、生物醫(yī)藥、生物基材料、生物農(nóng)業(yè)日趨成熟,生物制造、生物能源、生物環(huán)保正在快速興起。全球生物產(chǎn)業(yè)的年均增長(zhǎng)率將高達(dá)30%,是世界經(jīng)濟(jì)平均增長(zhǎng)率的10倍。新材料與生物技術(shù)的融合將推動(dòng)治療性細(xì)胞和分子、化學(xué)物質(zhì)、藥物、聚合物和燃料的生物制造,促進(jìn)生物技術(shù)在計(jì)算、信號(hào)處理和通信領(lǐng)域的應(yīng)用,如腦機(jī)接口是科學(xué)技術(shù)改變?nèi)祟?lèi)生活的重要體現(xiàn)。材料學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)、化學(xué)、基因組學(xué)、生物反應(yīng)器工程、分離與純化融合可以推動(dòng)生物工廠生產(chǎn)基于細(xì)胞的小分子療法,并擴(kuò)大規(guī)模且使其多樣化以滿足個(gè)性化需求;還可以解決與無(wú)細(xì)胞蛋白質(zhì)制造相關(guān)的挑戰(zhàn),通過(guò)加強(qiáng)和擴(kuò)展用于無(wú)細(xì)胞制造的平臺(tái)來(lái)維持多種原料的特定活性,生產(chǎn)酶生物催化劑、生物傳感器和疫苗等。充分利用微環(huán)境?細(xì)胞?表型相互作用和合成生物學(xué)工具方面的研發(fā)新進(jìn)展,開(kāi)發(fā)在納米/生物界面上工作的傳感器、致動(dòng)器、納米材料/納米機(jī)器、可調(diào)節(jié)細(xì)胞反應(yīng)的計(jì)算工具。新材料和納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué),成為未來(lái)診斷與治療發(fā)展的重要趨勢(shì),如富勒烯在腫瘤治療等方面取得了革命性創(chuàng)新,即羧基修飾的釓基金屬富勒烯水溶性納米顆??梢栽谏漕l輔助下快速殺死小鼠體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞。生物學(xué)與半導(dǎo)體技術(shù)集成面臨重要機(jī)遇,有望發(fā)展出可用于設(shè)備和系統(tǒng)的新型生物材料,以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間超過(guò)100年且存儲(chǔ)容量超過(guò)當(dāng)前存儲(chǔ)技術(shù)1000倍的下一代信息存儲(chǔ)技術(shù)。
           
            (四)新材料與技術(shù)支撐深空、深海、載運(yùn)、高端裝備制造領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展
           
            隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,以及新型感知技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,先進(jìn)制造技術(shù)正在朝智能化的方向發(fā)展。具有感知、分析、推理、決策、控制功能,可實(shí)現(xiàn)高效、高品質(zhì)、節(jié)能環(huán)保和安全可靠生產(chǎn)的下一代智能制造裝備的支撐材料,將是未來(lái)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的亟需。民用航空產(chǎn)業(yè)對(duì)于材料的需求迫在眉睫。在發(fā)展綠色航空的背景下,民用飛機(jī)將朝著更安全、更經(jīng)濟(jì)、更舒適、更環(huán)保的方向發(fā)展。在安全性方面,從材料、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用等全過(guò)程考慮,不斷提高最低適航要求;通過(guò)采用輕質(zhì)材料和一體化綜合設(shè)計(jì)、開(kāi)展全壽命經(jīng)濟(jì)評(píng)估、降低保障費(fèi)用等策略來(lái)有效提高經(jīng)濟(jì)性。復(fù)合材料的應(yīng)用不斷推進(jìn)運(yùn)載工具的輕量化、低成本化和綠色環(huán)?;?,碳纖維等高性能復(fù)合材料正在替代傳統(tǒng)材料,汽車(chē)承力結(jié)構(gòu)件復(fù)合材料應(yīng)用占比不斷提升。新能源汽車(chē)通過(guò)應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料顯著降低了車(chē)體質(zhì)量,與電池、儲(chǔ)氫等新技術(shù)一起助力新能源汽車(chē)提升續(xù)航能力。集成化、整體化的復(fù)合材料構(gòu)件是航空、航天飛行器總體性能提升的重要支撐,其發(fā)展策略受到越來(lái)越多的關(guān)注。隨著世界海洋油氣開(kāi)發(fā)的不斷推進(jìn),海洋油氣開(kāi)發(fā)用海洋工程裝備用材正在成為海洋高端裝備制造業(yè)的重要內(nèi)容;海洋觀測(cè)和探測(cè)裝備大型化、大深度、長(zhǎng)周期、全海域、多功能的發(fā)展趨勢(shì)要求高強(qiáng)韌鈦合金突破大規(guī)格制備技術(shù)與高魯棒性焊接技術(shù)、非金屬結(jié)構(gòu)材料需進(jìn)一步發(fā)展缺陷控制技術(shù)。
           
            (五)新材料與其他學(xué)科、領(lǐng)域的深度融合加劇
           
            新材料與其他學(xué)科、領(lǐng)域的深度融合成為新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新特點(diǎn)。鈣鈦礦材料和有機(jī)材料聯(lián)用催生了有前景的新型太陽(yáng)能電池,并被證明在各種應(yīng)用場(chǎng)景中具有變革性應(yīng)用,逐漸向大規(guī)模商業(yè)化邁進(jìn)。智能材料與增材制造結(jié)合形成了4D打印技術(shù);有機(jī)復(fù)合材料、生物活性材料與臨床醫(yī)學(xué)結(jié)合分別產(chǎn)生和發(fā)展了“電子皮膚”、組織再生工程;碳纖維復(fù)合材料已用于航空、航天和先進(jìn)交通工具;化合物半導(dǎo)體材料使太赫茲技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療、反恐方面得到應(yīng)用;超材料以微結(jié)構(gòu)與先進(jìn)材料結(jié)合,在電磁和光學(xué)領(lǐng)域獲得引人矚目的成果;柔性電子學(xué)材料、新能源材料、生物醫(yī)用材料擁有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景;自旋電子學(xué)材料、鐵基及新型超導(dǎo)材料的研究方興未艾;阻變、相變及磁存儲(chǔ)材料將改變傳統(tǒng)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器;富勒烯、石墨烯、碳納米管開(kāi)辟了碳基材料的發(fā)展空間,尤其是石墨烯剝離成功引發(fā)了二硫化鉬、單層錫、黑磷、硅烯、鍺烯等二維材料的研究熱潮。材料基因工程有機(jī)融合了材料高效計(jì)算設(shè)計(jì)、先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù),有利于加速推進(jìn)研發(fā)模式的變革,對(duì)提高研發(fā)效率、降低研發(fā)成本、滿足日益增長(zhǎng)的高性能新材料需求具有重要意義。
           
            總的看來(lái),當(dāng)前新材料發(fā)展呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)功能一體化、材料器件一體化、高純化、納米化、復(fù)合化、制備和使用過(guò)程綠色化等新特點(diǎn),在高速飛行器、微納機(jī)電系統(tǒng)、新醫(yī)藥、高級(jí)化妝品和新能源電池方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
           
            三、我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
           
           ?。ㄒ唬┌l(fā)展現(xiàn)狀
           
            近年來(lái),我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)立足資源優(yōu)勢(shì)和發(fā)展基礎(chǔ),推進(jìn)材料先行、產(chǎn)用結(jié)合,著力構(gòu)建以企業(yè)為主體、高校和科研機(jī)構(gòu)為支撐、“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同促進(jìn)的新發(fā)展體系。以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)保持持續(xù)增長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)效益水平顯著提高,總體技術(shù)水平顯著提升,優(yōu)質(zhì)企業(yè)快速成長(zhǎng),新材料產(chǎn)業(yè)體系逐步完善,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)增強(qiáng)。
           
            1.產(chǎn)業(yè)規(guī)模平穩(wěn)增長(zhǎng)
           
            近年來(lái),我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值從2012年的約1萬(wàn)億元增加到2022年的6.8萬(wàn)億元,預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到10萬(wàn)億元。我國(guó)的先進(jìn)儲(chǔ)能材料、光伏材料、超硬材料、新型顯示材料等百余種材料產(chǎn)量居世界首位,先后培育出碳纖維、風(fēng)電葉片、汽車(chē)輕量化復(fù)合材料、電子顯示玻璃、石墨烯等多個(gè)產(chǎn)值超百億元的產(chǎn)業(yè),以及特高壓陶瓷絕緣子、藍(lán)寶石襯底、閃爍晶體、氣凝膠等數(shù)個(gè)產(chǎn)值超十億元的產(chǎn)業(yè)。我國(guó)前三大玻璃纖維企業(yè)的玻璃纖維產(chǎn)量占全世界產(chǎn)量的50%以上,高強(qiáng)玻璃纖維、高模玻璃纖維、電子級(jí)玻璃纖維、低介電玻璃纖維、高硅氧玻璃纖維等新材料已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。稀土功能材料、先進(jìn)儲(chǔ)能材料、光伏材料、有機(jī)硅、超硬材料、特種不銹鋼、玻璃纖維及其復(fù)合材料等有力支撐了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和重大工程建設(shè)。
           
            2.技術(shù)創(chuàng)新能力大幅提升
           
            我國(guó)新材料研發(fā)的投入強(qiáng)度由2012年的0.62%提高到2021年的1%左右,科技論文和發(fā)明專利數(shù)量位居全球第一,現(xiàn)有300余項(xiàng)材料技術(shù)獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì),建成了170余家國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和工程(技術(shù))研究中心、26家國(guó)家新材料重點(diǎn)平臺(tái)。關(guān)鍵材料不斷取得創(chuàng)新突破。首次發(fā)現(xiàn)極細(xì)晶粒多晶銅中的一種可維持金屬高溫強(qiáng)度的全新亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu),N36鋯合金等一批典型材料的自主化研發(fā)成功解決了制約核電發(fā)展的鋯材生產(chǎn)問(wèn)題,超導(dǎo)材料領(lǐng)域具備全流程生產(chǎn)能力,有序介孔高分子和碳材料研究實(shí)現(xiàn)國(guó)際引領(lǐng),C919客機(jī)用鋁合金厚板、特種工程塑料、電子化學(xué)品等一批新材料實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。應(yīng)用于“天和號(hào)”空間站核心艙主結(jié)構(gòu)件的復(fù)合材料等一批自主研發(fā)的新材料有力保障了航空、航天、信息通信等重大裝備和重大工程的實(shí)施。同時(shí),我國(guó)積極探索新物態(tài)調(diào)控,研發(fā)高效率、低能耗、多功能的原型器件,為低能耗電腦芯片,無(wú)損輸電,拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī),環(huán)保型熱電、磁電材料與器件等未來(lái)顛覆性技術(shù)革新奠定科學(xué)基礎(chǔ),前瞻布局未來(lái)產(chǎn)業(yè)。
           
            3.企業(yè)實(shí)力不斷壯大
           
            截至2021年,我國(guó)已培育形成以材料為特色的“單項(xiàng)冠軍”企業(yè)196家、“專精特新小巨人”企業(yè)998家,綜合實(shí)力穩(wěn)步增長(zhǎng),國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)增強(qiáng)。目前,我國(guó)在鎂基新材料、化工新材料、新型顯示材料、功能高分子材料、新能源電池材料、高性能磁性材料等領(lǐng)域初步形成了上下游協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系,眾多新材料產(chǎn)品已具備國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。我國(guó)新材料企業(yè)通過(guò)自主研發(fā),有效服務(wù)國(guó)家重大工程建設(shè)。我國(guó)自主研制的復(fù)合材料主結(jié)構(gòu)件成功應(yīng)用于我國(guó)“天和號(hào)”空間站核心艙的推進(jìn)分系統(tǒng)和電源系統(tǒng);自主研發(fā)的大尺寸碳化硅陶瓷基復(fù)合材料成功應(yīng)用于多個(gè)衛(wèi)星型號(hào),在空間遙感衛(wèi)星領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用突破和自主保障;自主開(kāi)發(fā)的碲化鎘發(fā)電玻璃成功應(yīng)用于北京冬奧會(huì)短道速滑館等重大工程。
           
            4.產(chǎn)業(yè)集聚態(tài)勢(shì)良好
           
            我國(guó)新材料空間布局日益優(yōu)化,產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)逐步凸顯,產(chǎn)業(yè)集群漸成規(guī)模,形成了以環(huán)渤海、長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲等地區(qū)為代表的新材料產(chǎn)業(yè)集聚區(qū);新材料領(lǐng)域培育了4個(gè)先進(jìn)制造業(yè)集群、14個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群、19個(gè)創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)集群、96個(gè)新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地。深圳市擁有國(guó)內(nèi)最大、產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)完整的先進(jìn)電池材料產(chǎn)業(yè)集群,集聚了動(dòng)力電池正/負(fù)極材料、電解液和隔膜等領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外代表性企業(yè),集群主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值超過(guò)千億元,集群工業(yè)總產(chǎn)值占全國(guó)相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的比重超過(guò)70%。寧波市在稀土磁性材料、化工新材料領(lǐng)域處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,形成了具有國(guó)內(nèi)影響力的產(chǎn)業(yè)集群,稀土磁性材料產(chǎn)量占全國(guó)的40%,二苯基甲烷二異氰酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯樹(shù)脂等化工新材料產(chǎn)量位居全國(guó)第一。蘇州市圍繞納米技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè),形成了從設(shè)備、原材料、制備、工藝、集成到應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈納米材料產(chǎn)業(yè)集群,納米技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值突破1000億元,成為全球八大納米產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)之一。
           
            5.新材料產(chǎn)業(yè)支撐引領(lǐng)作用凸顯
           
            新材料作為材料工業(yè)的先導(dǎo),對(duì)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、保障國(guó)家安全等具有重要的支撐和引領(lǐng)作用。我國(guó)已經(jīng)在基本型(T300級(jí))碳纖維的研制、工程化及航空航天應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù),濕法高強(qiáng)型(T700G級(jí))碳纖維的研制和工程化關(guān)鍵技術(shù),高強(qiáng)中模型(T800H級(jí))碳纖維的工程化及其應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)等方面取得了系列突破,有力支撐了我國(guó)衛(wèi)星平臺(tái)、運(yùn)載火箭、大型飛機(jī)、兵器、艦船等國(guó)家重大裝備建設(shè);建成了8.5代TFT-LCD玻璃浮法生產(chǎn)線以及鋰鋁硅玻璃產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線,打破了國(guó)外企業(yè)在高品質(zhì)電子顯示玻璃領(lǐng)域的長(zhǎng)期壟斷。我國(guó)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鈰磁體已廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、高端機(jī)床、醫(yī)療器械、節(jié)能家電和電動(dòng)自行車(chē)等領(lǐng)域各類(lèi)電機(jī)中,年產(chǎn)量超過(guò)6×104 t,規(guī)模約占整個(gè)稀土永磁產(chǎn)業(yè)的1/3。
           
           ?。ǘ┐嬖诘膯?wèn)題
           
            雖然我國(guó)重視新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,初步建立了品種門(mén)類(lèi)較為齊全的產(chǎn)業(yè)體系,但仍面臨先進(jìn)基礎(chǔ)材料參差不齊、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料受制于人、前沿新材料技術(shù)有待突破等問(wèn)題,亟需提升原始創(chuàng)新能力,加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控,深度融合創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈、人才鏈和安全保障等。
           
            1.部分基礎(chǔ)原材料依賴進(jìn)口,嚴(yán)重威脅新材料產(chǎn)業(yè)鏈安全
           
            大國(guó)博弈激烈化、地區(qū)沖突持久化使全球經(jīng)濟(jì)秩序和政治關(guān)系受到嚴(yán)重沖擊,世界科技競(jìng)爭(zhēng)格局正在發(fā)生變化。在涉及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、國(guó)防裝備建設(shè)和人民福祉改善的領(lǐng)域,部分新材料“卡脖子”問(wèn)題日益顯現(xiàn)。我國(guó)的半導(dǎo)體材料領(lǐng)域仍存在技術(shù)基礎(chǔ)薄弱及產(chǎn)業(yè)鏈脆弱的環(huán)節(jié),關(guān)鍵原輔材料如光掩模用高純合成石英、光掩?;濉⒐庋谀1Wo(hù)膜,光刻材料用樹(shù)脂、單體、添加劑,功能化學(xué)品生產(chǎn)過(guò)程中所用關(guān)鍵原料、電子級(jí)化學(xué)品、分析檢測(cè)儀器和包裝材料,化學(xué)機(jī)械拋光液用納米級(jí)磨料,拋光墊用原材料,靶材用超高純?cè)牧襄V材,封裝材料的高端原材料,氣體配套相關(guān)設(shè)施管道、閥門(mén)、包裝瓶等仍然依賴進(jìn)口。用于制備先進(jìn)結(jié)構(gòu)和功能一體化陶瓷材料的高性能陶瓷粉體行業(yè)長(zhǎng)期被日本、歐洲、美國(guó)的公司壟斷。我國(guó)高性能氮化物陶瓷粉體,如氮化硅、氮化鋁、氮化硼等粉體等嚴(yán)重依賴國(guó)外進(jìn)口,雖然國(guó)內(nèi)正在進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),且已經(jīng)有相關(guān)產(chǎn)品,但距離真正產(chǎn)業(yè)化還有相當(dāng)長(zhǎng)的距離。
           
            2.部分核心裝備尚未實(shí)現(xiàn)自主可控,產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在風(fēng)險(xiǎn)
           
            我國(guó)核心裝備受制于人的重要原因是研發(fā)與生產(chǎn)脫節(jié),材料、工藝與裝備多學(xué)科交叉融合研究不足以及流程和裝備問(wèn)題未受到重視。我國(guó)碳纖維生產(chǎn)裝備與國(guó)外差距顯著,缺乏裝備自主設(shè)計(jì)制造能力,嚴(yán)重依賴國(guó)外進(jìn)口,如生產(chǎn)高質(zhì)量碳纖維所必需的碳化爐、高溫石墨化爐主要來(lái)自美國(guó)哈泊國(guó)際公司和德國(guó)西格里碳素公司。裝備短板問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因如下:一是缺乏優(yōu)秀的模擬和設(shè)計(jì)人員,產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)相對(duì)匱乏,再加上國(guó)外技術(shù)封鎖,導(dǎo)致我國(guó)在自主設(shè)計(jì)裝備方面長(zhǎng)期落后;二是我國(guó)核心工業(yè)領(lǐng)域的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件,如力學(xué)場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流場(chǎng)模擬軟件,普遍依賴進(jìn)口;三是我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域與德國(guó)、日本等國(guó)家仍存在明顯代差,直接導(dǎo)致碳纖維設(shè)備或核心部件的制造規(guī)模、工藝、精度,裝配的規(guī)模和精度,維護(hù)水平較國(guó)際一流水平有明顯差距;四是材料質(zhì)量與裝備強(qiáng)國(guó)存在明顯差距,如我國(guó)高溫碳化爐的石墨發(fā)熱體材料、石墨電極材料,低溫炭化爐的爐膽材料等。
           
            3.高端產(chǎn)品自給率不高,高端應(yīng)用的自主保障能力不足
           
            原始創(chuàng)新能力不足、核心技術(shù)空心化、規(guī)模化的專業(yè)人才隊(duì)伍和知識(shí)產(chǎn)權(quán)(核心技術(shù))儲(chǔ)備缺失,導(dǎo)致高端產(chǎn)品自給率較低。我國(guó)主要稀土功能材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模居全球前列,但“大而不強(qiáng)”的問(wèn)題仍然比較突出,特別是在汽車(chē)、電子、新能源等領(lǐng)域所需的高端稀土功能材料被國(guó)外壟斷。一些產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)均來(lái)自國(guó)外,如稀土永磁生產(chǎn)過(guò)程中的速凝、氫破碎、滲鏑等關(guān)鍵技術(shù)主要來(lái)自日本;靶向氣流磨技術(shù),燒結(jié)釹鐵硼一致性、智能化生產(chǎn)裝備與技術(shù),熱壓磁體產(chǎn)業(yè)化技術(shù)以及高性能指標(biāo)釹鐵硼磁體、釤鈷磁體等仍由日本、歐洲、美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)掌握。
           
            4.基礎(chǔ)研究與應(yīng)用脫節(jié),產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展滯后
           
            部分領(lǐng)域的新材料基礎(chǔ)研究雖然取得一定進(jìn)展,在研究論文、專利數(shù)量等方面處于領(lǐng)先地位,但基礎(chǔ)研究與應(yīng)用脫節(jié),科研成果從樣品到產(chǎn)品再到商品的轉(zhuǎn)化效率低,產(chǎn)業(yè)化能力不足,導(dǎo)致市場(chǎng)被國(guó)外企業(yè)占據(jù)。高校、科研院所與企業(yè)在體制上分離,交流協(xié)作不充分,缺乏將科研成果進(jìn)行及時(shí)有效轉(zhuǎn)化和實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)研”協(xié)作的健全機(jī)制。高校和科研院所的研究成果往往僅停留在實(shí)驗(yàn)室工作階段,未進(jìn)行產(chǎn)品的小試、量產(chǎn)驗(yàn)證,而企業(yè)的研發(fā)又因?qū)嶒?yàn)分析設(shè)備缺乏而不夠深入。在熱壓磁體材料方面,我國(guó)在熱流變磁體各向異性理論、取向技術(shù)、晶界擴(kuò)散提高磁體矯頑力、無(wú)重稀土高矯頑力熱壓磁體研發(fā)、磁體微觀組織結(jié)構(gòu)調(diào)控、熱壓磁體使役性能研究、“氫化?歧化?脫氫?復(fù)合”工藝處理熱壓磁體研發(fā)、磁化機(jī)理和矯頑力機(jī)制研究、新制備工藝技術(shù)研發(fā)等領(lǐng)域的研究已經(jīng)處于世界先進(jìn)水平,但產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)卻非常緩慢。相比之下,美國(guó)和日本率先實(shí)現(xiàn)了熱壓磁體的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)化應(yīng)用,如美國(guó)Magnequench公司主要生產(chǎn)MQ3磁體,日本大同電子株式會(huì)社已經(jīng)從制備技術(shù)的開(kāi)發(fā)、改進(jìn)發(fā)展到磁體晶界擴(kuò)散工藝的改進(jìn)、性能提升。
           
            5.市場(chǎng)培育不力,產(chǎn)品未能大規(guī)模應(yīng)用
           
            應(yīng)用和市場(chǎng)是新材料實(shí)現(xiàn)價(jià)值轉(zhuǎn)化的必經(jīng)環(huán)節(jié),為其發(fā)展提供不可或缺的牽引力。我國(guó)部分新材料的研發(fā)、應(yīng)用與市場(chǎng)培育未實(shí)現(xiàn)同步發(fā)展,存在應(yīng)用技術(shù)發(fā)展滯后、市場(chǎng)培育不力等問(wèn)題,導(dǎo)致產(chǎn)品未能大規(guī)模應(yīng)用。目前,我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)規(guī)模已居全球第一,但顯示材料國(guó)產(chǎn)化率不足30%,其中關(guān)鍵材料不足5%。顯示材料產(chǎn)業(yè)化及推廣應(yīng)用難度高,主要原因在于:由小量研發(fā)走向大量生產(chǎn)存在較大的工藝難度,在量產(chǎn)工藝、量產(chǎn)設(shè)備等技術(shù)上,還需要國(guó)內(nèi)廠商進(jìn)一步加大投入,攻克關(guān)鍵技術(shù)工藝難題,盡快突破一系列工程化關(guān)鍵技術(shù);由于長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)產(chǎn)材料在產(chǎn)業(yè)界給予客戶的信任度較低,進(jìn)入面板產(chǎn)線的驗(yàn)證周期較長(zhǎng)。
           
            6.部分領(lǐng)域“小、雜、散”問(wèn)題突出,行業(yè)集中度不高
           
            美國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)的新材料發(fā)展模式是依靠集結(jié)大型或巨型生產(chǎn)企業(yè)來(lái)占據(jù)產(chǎn)業(yè)、市場(chǎng)絕對(duì)主體地位;我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)的“小、雜、散”問(wèn)題突出,難以匹敵同行業(yè)國(guó)際巨頭,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。例如,在電子陶瓷材料領(lǐng)域,我國(guó)多家從事片式元器件生產(chǎn)的骨干企業(yè)的產(chǎn)值總和不及日本東京電氣化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社。在壓電陶瓷產(chǎn)品方面,我國(guó)壓電陶瓷企業(yè)數(shù)量較多,其中規(guī)模較大的企業(yè)有蘇州攀特電陶科技股份有限公司、廣東捷成科創(chuàng)電子股份有限公司等,雖然能夠生產(chǎn)一些高端壓電陶瓷產(chǎn)品,如多層壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器、多層壓電變壓器、多層壓電微揚(yáng)聲器及壓電微馬達(dá)等;但多數(shù)企業(yè)是中小企業(yè),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以低端產(chǎn)品為主,如點(diǎn)火器、蜂鳴器以及少量的濾波器、換能器等。盡管多年來(lái)我國(guó)在壓電陶瓷的研究開(kāi)發(fā)中取得了一批有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果,但從目前行業(yè)的總體情況看,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平亟待提高,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有待升級(jí)。
           
            7.標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系不完善,難以有效支撐技術(shù)發(fā)展
           
            完善的材料綜合性能測(cè)試和應(yīng)用技術(shù)評(píng)價(jià)體系是持續(xù)支撐技術(shù)及行業(yè)發(fā)展的基石,統(tǒng)一、科學(xué)、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)體系是產(chǎn)業(yè)上下游交互的基礎(chǔ),是實(shí)現(xiàn)降低產(chǎn)品成本、提高研發(fā)效率的關(guān)鍵。然而,我國(guó)部分新材料應(yīng)用起步較晚,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系尚未完善、部分關(guān)鍵測(cè)試設(shè)備與技術(shù)未能完全自主可控,導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展通道受阻。此外,大部分行業(yè)的國(guó)際市場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)不足,導(dǎo)致部分行業(yè)產(chǎn)品、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際認(rèn)可度受限,難以提升產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。以離子交換膜為例,我國(guó)尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品基本性能檢測(cè),電滲析膜堆尺寸大小、格網(wǎng)、墊片等均無(wú)統(tǒng)一配套標(biāo)準(zhǔn),大幅限制了離子交換膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
           
            四、面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展體系
           
            全球科技和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局加速重塑,前瞻預(yù)判前沿技術(shù)和顛覆性技術(shù),謀劃布局新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為打造國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。“十四五規(guī)劃綱要”中明確提出,在類(lèi)腦智能、量子信息、基因技術(shù)、未來(lái)網(wǎng)絡(luò)、“深??仗?rdquo;開(kāi)發(fā)、氫能與儲(chǔ)能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域,組織實(shí)施未來(lái)產(chǎn)業(yè)孵化與加速計(jì)劃,謀劃布局一批未來(lái)產(chǎn)業(yè)。北京、上海、廣東、安徽等省份已提前謀劃未來(lái)產(chǎn)業(yè)或先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),超前布局區(qū)塊鏈、太赫茲、量子通信等未來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈,前瞻布局量子信息、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人等未來(lái)產(chǎn)業(yè),實(shí)施未來(lái)產(chǎn)業(yè)培育工程等。此外,我國(guó)正在部署和推進(jìn)“央企產(chǎn)業(yè)煥新行動(dòng)”“未來(lái)產(chǎn)業(yè)啟航行動(dòng)”,聚焦新一代移動(dòng)通信、人工智能、生物技術(shù)、新材料等15個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域方向,推動(dòng)中央企業(yè)加快布局和發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)與未來(lái)產(chǎn)業(yè)??梢?jiàn),發(fā)展壯大新興產(chǎn)業(yè)并前瞻布局未來(lái)產(chǎn)業(yè)是建設(shè)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系、培育發(fā)展新動(dòng)能、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措,是面對(duì)新型國(guó)際關(guān)系、把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)的戰(zhàn)略舉措,也是謀求“十四五”時(shí)期競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵所在。
           
            新材料是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的根基,是支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)和贏得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵領(lǐng)域。新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)具有創(chuàng)新活躍、技術(shù)密集、發(fā)展前景廣闊等特征,關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)全局。新材料產(chǎn)業(yè)在推進(jìn)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著基礎(chǔ)性、引領(lǐng)性作用,遴選支撐新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)發(fā)展需求的重點(diǎn)新材料領(lǐng)域,營(yíng)造適宜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),形成良好產(chǎn)業(yè)生態(tài)具有重要意義。為此,應(yīng)從以下方面培育和前瞻布局面向未來(lái)的新材料產(chǎn)業(yè)。
           
           ?。ㄒ唬┟嫦蛐屡d產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新材料
           
            1.集成電路關(guān)鍵材料
           
            我國(guó)集成電路關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)是填補(bǔ)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)空白,需加大力量補(bǔ)短板,保障集成電路制造產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的安全和穩(wěn)定。重點(diǎn)布局覆蓋130~90 nm、90~28 nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的先進(jìn)邏輯產(chǎn)品、先進(jìn)存儲(chǔ)器用晶圓制造成套工藝和先進(jìn)封裝成套工藝的各類(lèi)關(guān)鍵材料開(kāi)發(fā),包括193 nm浸沒(méi)式光刻膠及其配套抗反射材料和特種試劑、高階邏輯工藝和先進(jìn)存儲(chǔ)用前驅(qū)體系列產(chǎn)品、高階工藝用拋光液和拋光墊、特種合金靶材及先進(jìn)封裝用多種材料。填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白,大力提升規(guī)?;a(chǎn)業(yè)技術(shù)水平,提高產(chǎn)品品種覆蓋率,加強(qiáng)產(chǎn)品品質(zhì)、服務(wù)、配套保障能力建設(shè),提升產(chǎn)業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力,提高產(chǎn)品市場(chǎng)占有率;部署開(kāi)發(fā)20~14 nm、14~7 nm及其以下技術(shù)代邏輯產(chǎn)品和先進(jìn)存儲(chǔ)器需求關(guān)鍵產(chǎn)品,為產(chǎn)品進(jìn)入高端市場(chǎng)奠定基礎(chǔ)。加緊布局超越“摩爾定律”相關(guān)領(lǐng)域,推動(dòng)碳基集成電路特色工藝材料開(kāi)發(fā)。在集成電路關(guān)鍵材料領(lǐng)域建設(shè)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的產(chǎn)業(yè)體系,發(fā)揮對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的支撐作用。
           
            2.信息功能陶瓷材料
           
            通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)新型微波濾波器件提出了高頻寬帶化、超低功耗的技術(shù)要求,對(duì)微小型濾波器件的結(jié)構(gòu)與寬頻設(shè)計(jì)原理、超低功耗實(shí)現(xiàn)方法和器件加工與測(cè)試技術(shù)等提出了新的挑戰(zhàn),需要發(fā)展新型微波介質(zhì)濾波器件的高頻低功耗設(shè)計(jì)原理、集成制造與糾偏微調(diào)技術(shù)及器件測(cè)試與評(píng)價(jià)方法。集中力量開(kāi)展具有優(yōu)良介電性能,適合新一代無(wú)源集成組件應(yīng)用的低、中、高介電常數(shù)低溫共燒陶瓷介質(zhì)材料開(kāi)發(fā);解決器件集成中異質(zhì)材料工藝匹配、外場(chǎng)下的穩(wěn)定性等關(guān)鍵共性問(wèn)題,獲得材料結(jié)構(gòu)?工藝?電性能?服役特性優(yōu)化的途徑,推動(dòng)低成本、高性能的無(wú)源集成器件用介質(zhì)材料制備;針對(duì)新一代無(wú)線通信、可穿戴電子系統(tǒng)應(yīng)用,探索基于自主介質(zhì)材料的新型無(wú)源器件的設(shè)計(jì)、制備和集成技術(shù)。采用材料基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)相結(jié)合的方式,堅(jiān)持材料?器件?工藝一體化研究路線,鼓勵(lì)科研單位與生產(chǎn)企業(yè)密切合作,開(kāi)展協(xié)同創(chuàng)新研究工作。
           
            3.先進(jìn)能源材料
           
            綠色發(fā)展、用能成本等問(wèn)題已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的核心議題,能源戰(zhàn)略與各領(lǐng)域、各行業(yè)、各環(huán)節(jié)及各市場(chǎng)主體聯(lián)系密切。圍繞不同的能源轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)方式和原理,先進(jìn)能源材料需重點(diǎn)發(fā)展燃料電池材料、熱電材料、超級(jí)電容器材料、固體鋰電材料、生物質(zhì)能材料、光電材料和納米能源材料等方向。加速推進(jìn)氫燃料電池新材料與部件的產(chǎn)業(yè)化,進(jìn)一步推進(jìn)銻化鉍熱電材料體系的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,研制綜合性能優(yōu)異的正/負(fù)極材料、功能性電解液及隔膜等超級(jí)電容器關(guān)鍵材料,突破固態(tài)電池材料在電導(dǎo)率、成本、批量生產(chǎn)等方面的問(wèn)題,加快推進(jìn)生物質(zhì)液體燃料清潔制備與高值化利用技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,解決新型光伏材料批量化生產(chǎn)過(guò)程中造成的轉(zhuǎn)換效率下降問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)納米發(fā)電機(jī)在人機(jī)交互、智能醫(yī)療和仿生智能器件等重要領(lǐng)域中的應(yīng)用。
           
            4.新型顯示材料
           
            以提高顯示核心材料的國(guó)產(chǎn)化率,探索新型器件結(jié)構(gòu),培育新材料、信息系統(tǒng)龍頭企業(yè),實(shí)現(xiàn)“換道超車(chē)”、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展為目標(biāo),攻克一批提升顯示性能的關(guān)鍵材料與技術(shù)。具體包括:發(fā)展有機(jī)發(fā)光二極管/量子點(diǎn)發(fā)光二極管(OLED/QLED)印刷顯示材料與器件、激光顯示材料與器件、微發(fā)光二極管(MicroLED)顯示材料與器件、光場(chǎng)顯示材料與技術(shù);攻克一批便攜式移動(dòng)顯示難題,如低功耗、驅(qū)動(dòng)技術(shù),下一代移動(dòng)通信技術(shù),人工智能系統(tǒng)集合技術(shù);攻克一批大尺寸制造問(wèn)題,研究柔性制造技術(shù);以新一代高視覺(jué)維度的光場(chǎng)顯示需求為牽引,以材料、器件、模組、算法、整機(jī)全鏈條總體協(xié)調(diào)和同步開(kāi)發(fā)為研究發(fā)展思路,推進(jìn)全產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新;通過(guò)開(kāi)展科學(xué)技術(shù)研究,突破納米發(fā)光二極管(NanoLED)顯示核心材料與關(guān)鍵技術(shù),形成先發(fā)優(yōu)勢(shì),搶占未來(lái)顯示技術(shù)與產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。
           
            5.生物醫(yī)用材料
           
            隨著生物醫(yī)用材料的飛速發(fā)展,我國(guó)一些高端生物材料及醫(yī)療器械產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。我國(guó)以醫(yī)用羥基磷灰石陶瓷材料為代表的系列骨誘導(dǎo)人工骨,羥基磷灰石涂層及具有骨腫瘤與骨質(zhì)疏松治療功能的羥基磷灰石納米材料,用于先天性心臟病和冠心病治療的生物可吸收材料及器械,基于重組人源化膠原蛋白的心血管系統(tǒng)修復(fù),骨科、牙科、皮膚科、婦產(chǎn)科等材料及器械產(chǎn)品,增材制造材料及產(chǎn)品等的研發(fā),位列國(guó)際發(fā)展前沿。全面推進(jìn)相關(guān)材料的研發(fā)及生產(chǎn),開(kāi)發(fā)系列化醫(yī)用產(chǎn)品,建立完整的監(jiān)管體系,開(kāi)展臨床應(yīng)用技術(shù)研發(fā)及臨床應(yīng)用推廣,保持我國(guó)原始創(chuàng)新產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)及發(fā)展國(guó)際市場(chǎng),搶占國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制高點(diǎn),推動(dòng)產(chǎn)品走向國(guó)際是面向未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。
           
            6.生物基材料
           
            生物基材料作為新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分獲得了廣泛關(guān)注。目前,在生物基材料領(lǐng)域,我國(guó)在原料、核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面仍面臨諸多挑戰(zhàn),與其他先進(jìn)國(guó)家相比仍處于“跟跑”階段。生物材料產(chǎn)業(yè)面臨基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力略顯不足、關(guān)鍵或重要產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化程度不足、市場(chǎng)認(rèn)可度偏低等挑戰(zhàn)。未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)以淀粉糖等為原料的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品的生物法生產(chǎn)與應(yīng)用,推動(dòng)生物基聚酯、生物基聚氨酯、生物基聚酯酰胺、生物尼龍、生物基環(huán)氧樹(shù)脂、生物橡膠、生物基/質(zhì)聚合物、生物基介電儲(chǔ)能材料、生物基材料助劑等生物基材料產(chǎn)業(yè)的鏈條化、集聚化、規(guī)?;l(fā)展。
           
            7.先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料
           
            以國(guó)家重大需求為導(dǎo)向,以攻克關(guān)鍵核心技術(shù)、獲取自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和工程應(yīng)用為目標(biāo),解決材料設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)調(diào)控的重大科學(xué)問(wèn)題,突破結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料制備與應(yīng)用瓶頸技術(shù),實(shí)現(xiàn)先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料技術(shù)自主發(fā)展。發(fā)展基于跨尺度多維度結(jié)構(gòu)調(diào)控的新型結(jié)構(gòu)材料、高性能高分子及其復(fù)合材料、高溫耐蝕結(jié)構(gòu)材料、輕質(zhì)高強(qiáng)新材料、結(jié)構(gòu)陶瓷及其復(fù)合材料、重大工程結(jié)構(gòu)材料、增材制造材料并取得重大技術(shù)突破,材料微結(jié)構(gòu)調(diào)控、超強(qiáng)韌化、極限化制備與服役等一批共性瓶頸技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平;形成具有國(guó)際一流水平的先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料主干新材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)體系,結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料創(chuàng)新能力進(jìn)入國(guó)際前列;重大裝備用的高端結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料能夠自主保障,戰(zhàn)略必爭(zhēng)領(lǐng)域關(guān)鍵核心結(jié)構(gòu)材料實(shí)現(xiàn)自主可控。
           
            8.稀土材料
           
            緊密?chē)@國(guó)家戰(zhàn)略需求,結(jié)合未來(lái)智能機(jī)器人、智慧城市、深空/深海開(kāi)發(fā)、大數(shù)據(jù)和人機(jī)交互等應(yīng)用場(chǎng)景,重點(diǎn)開(kāi)展工程化及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究,著力突破稀土永磁材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化材料、稀土晶體材料、高純稀土金屬及靶材等先進(jìn)稀土功能材料的核心制備技術(shù)、智能生產(chǎn)裝備、專用檢測(cè)儀器及其應(yīng)用技術(shù);通過(guò)全產(chǎn)業(yè)鏈同步創(chuàng)新,推動(dòng)先進(jìn)成果的推廣實(shí)施,保障戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、國(guó)防軍工、智能制造等對(duì)關(guān)鍵材料的需求,最終實(shí)現(xiàn)高端應(yīng)用稀土功能材料的自主供給;開(kāi)展前沿基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)研究,通過(guò)科學(xué)問(wèn)題的深入探究和積累,提出更多原創(chuàng)理論和原創(chuàng)發(fā)現(xiàn),獲得一批稀土新材料和新應(yīng)用原創(chuàng)性成果;實(shí)現(xiàn)我國(guó)從稀土大國(guó)向稀土強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變,引領(lǐng)未來(lái)稀土科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
           
            9.超導(dǎo)材料
           
            超導(dǎo)技術(shù)是21世紀(jì)具有戰(zhàn)略意義的高新技術(shù),在能源、醫(yī)療、交通、科學(xué)研究及國(guó)防軍工等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用前景。通過(guò)“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合攻關(guān),實(shí)現(xiàn)我國(guó)低溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代,突破高溫超導(dǎo)材料批量化制備關(guān)鍵技術(shù),開(kāi)發(fā)出面向電力、能源、醫(yī)療和國(guó)防應(yīng)用的超導(dǎo)電工裝備,實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)材料、超導(dǎo)強(qiáng)電和超導(dǎo)弱電產(chǎn)品的協(xié)同發(fā)展和規(guī)模化應(yīng)用,總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,打造并形成基于超導(dǎo)材料及其應(yīng)用技術(shù)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
           
           ?。ǘ┟嫦蛭磥?lái)產(chǎn)業(yè)布局的新材料
           
            1.原子制造技術(shù)
           
            原子制造技術(shù)是以原子水平的量子物理為基礎(chǔ)、以原子級(jí)功能基元為核心,在物質(zhì)極限層次開(kāi)展的材料與器件的制造技術(shù),將在邏輯、存儲(chǔ)、傳感、超導(dǎo)、催化、儲(chǔ)能及光電等領(lǐng)域催生重大應(yīng)用,顯著促進(jìn)多學(xué)科交叉融合和技術(shù)發(fā)展。未來(lái)將重點(diǎn)發(fā)展原子基元設(shè)計(jì)及其材料器件制造、分子基元設(shè)計(jì)及其微系統(tǒng)組裝制造、基元系統(tǒng)及大規(guī)模器件制造、原子量子態(tài)精確控制及其器件制造、原子制造的前沿新理論與新概念。
           
            2.硅基多材料體系融合集成
           
            硅基集成光電子器件/模塊的重要研究方向?yàn)椋捍罱ü枧c先進(jìn)光電材料的混合集成工藝平臺(tái),充分發(fā)揮集成電路工藝的超大規(guī)模、超高精度制造特性,結(jié)合各類(lèi)材料的光電特性優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)高性能混合光電集成芯片制備技術(shù)突破。
           
            3.碳納米管微納電子材料
           
            碳納米管載流子遷移率高,可應(yīng)用于射頻器件的制造,提高射頻器件的截止頻率和最大振蕩頻率,有望應(yīng)用于空間通信、高速無(wú)線電鏈路、車(chē)輛雷達(dá)和芯片間通信應(yīng)用領(lǐng)域的耦合納米振蕩器。碳納米管耐彎曲的特性使其可應(yīng)用于柔性、透明電子設(shè)備的制造,推動(dòng)顯示設(shè)備性能提升。隨著技術(shù)的進(jìn)步,碳基半導(dǎo)體的應(yīng)用場(chǎng)景將日益多元化,未來(lái)碳納米管材料在微納電子領(lǐng)域應(yīng)用還需聚焦碳納米管制備、器件穩(wěn)定性、性能與集成度兼顧等問(wèn)題,建立納電子器件用碳納米管材料標(biāo)準(zhǔn)、表征方法、工藝流程。
           
            4.超寬禁帶半導(dǎo)體材料
           
            我國(guó)的超寬禁帶半導(dǎo)體材料正處于前沿研究階段,高品質(zhì)、大尺寸襯底材料的制備是近期技術(shù)突破的重點(diǎn);基于高品質(zhì)襯底生長(zhǎng)的外延材料將成為器件制備的基礎(chǔ),攻克器件制備工藝的技術(shù)難點(diǎn)將為超寬禁帶半導(dǎo)體的廣泛應(yīng)用提供可能。超寬禁帶半導(dǎo)體材料禁帶寬度大、單晶制備難度高、高效摻雜難度大、器件接觸性能調(diào)控難度高等一系列難題成為超寬禁帶半導(dǎo)體應(yīng)用的阻力,為超寬禁帶半導(dǎo)體的發(fā)展帶來(lái)了重大的挑戰(zhàn)。今后還需重點(diǎn)發(fā)展高品質(zhì)、大尺寸襯底材料制備能力,開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、穩(wěn)定高效的單晶生長(zhǎng)和加工技術(shù),形成單晶生長(zhǎng)、缺陷控制、襯底加工技術(shù)等超寬禁帶材料專利池,儲(chǔ)備相關(guān)技術(shù)人才,突破大尺寸、高性能單晶襯底產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。
           
            5.超材料
           
            典型的超材料如左手材料、“隱身斗篷”、完美透鏡等,已在光學(xué)、通信、國(guó)防等領(lǐng)域獲得應(yīng)用;多種電磁超材料、力學(xué)超材料、聲學(xué)超材料、熱學(xué)超材料及基于超材料與常規(guī)材料融合的新型材料相繼出現(xiàn),形成了新材料的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。面向未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,還應(yīng)提前布局光學(xué)超透鏡技術(shù)、超材料電磁隱身技術(shù)、超材料天線技術(shù)及超材料全光開(kāi)關(guān)技術(shù),推動(dòng)超材料減震技術(shù)研究及其在精密機(jī)械和重大工程中的應(yīng)用,研發(fā)用于聲吶、噪聲抑制及聲學(xué)信息技術(shù)方面的新型超材料,用于熱能利用及轉(zhuǎn)換、熱管理等領(lǐng)域的新型超材料。
           
            6.液態(tài)金屬
           
            液態(tài)金屬的應(yīng)用基礎(chǔ)研究已發(fā)展成為當(dāng)前備受?chē)?guó)際廣泛關(guān)注的重大科技前沿和熱點(diǎn),為眾多行業(yè)帶來(lái)了顛覆性解決方案和實(shí)現(xiàn)手段,為能源、熱控、電子信息、先進(jìn)制造、國(guó)防軍事、柔性智能機(jī)器人以及生物醫(yī)療健康等領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)變革。未來(lái),該領(lǐng)域還需重點(diǎn)發(fā)展液態(tài)金屬電子漿料、液態(tài)金屬熱界面材料、液態(tài)金屬相變材料、液態(tài)金屬導(dǎo)電膠、液態(tài)金屬磁流體、液態(tài)金屬低溫焊料等功能材料;研發(fā)液態(tài)金屬腫瘤血管栓塞制劑及治療技術(shù)、液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復(fù)技術(shù)、液態(tài)金屬高分辨血管造影術(shù)、液態(tài)金屬內(nèi)外骨骼技術(shù)與注射電子學(xué)、液態(tài)金屬皮膚電子技術(shù)、堿金屬流體腫瘤消融治療技術(shù)等前沿醫(yī)療技術(shù),以及系列創(chuàng)新醫(yī)療器械產(chǎn)品。
           
            7.高熵合金
           
            高熵合金打破了傳統(tǒng)合金以混合焓為主的設(shè)計(jì)理念,為新材料的研發(fā)打開(kāi)了一個(gè)廣闊的成分設(shè)計(jì)空間。高熵合金可在國(guó)防、航空、航天等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域得到應(yīng)用,開(kāi)發(fā)并推廣具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高熵合金新材料具有重大戰(zhàn)略意義。高熵合金發(fā)展的重點(diǎn)包括輕質(zhì)高熵合金、耐高溫難熔高熵合金、耐腐蝕高熵合金、耐輻照高熵合金、生物醫(yī)用高熵合金、共晶高熵合金、耐磨高熵合金、儲(chǔ)氫高熵合金、催化高熵合金、軟磁高熵合金等。面向未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景和具有潛力的重點(diǎn)應(yīng)用方向,開(kāi)展實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證;針對(duì)國(guó)防裝備應(yīng)用、航空、航天等極端環(huán)境條件下服役需求,研制特種高性能高熵合金;開(kāi)發(fā)用于寬溫域工況條件下的綜合性能優(yōu)異的新型裝備高熵合金結(jié)構(gòu)材料,實(shí)現(xiàn)高熵合金國(guó)際戰(zhàn)略引領(lǐng)。
           
            五、對(duì)策建議
           
            培育并發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)需要的新材料產(chǎn)業(yè)是把握世界科技發(fā)展趨勢(shì),瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長(zhǎng)期方向,推動(dòng)制造業(yè)朝著智能化、數(shù)字化、生態(tài)化、國(guó)際化方向發(fā)展的重要路徑,是實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的重要基礎(chǔ)。在明確新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)對(duì)新材料發(fā)展需求的基礎(chǔ)上,應(yīng)用產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)思維,加快提升新材料產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平,充分發(fā)揮新型舉國(guó)體制的制度優(yōu)勢(shì)和超大規(guī)模市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),堅(jiān)持應(yīng)用牽引、問(wèn)題導(dǎo)向,堅(jiān)持政府引導(dǎo)和市場(chǎng)機(jī)制相結(jié)合,堅(jiān)持獨(dú)立自主和開(kāi)放合作相促進(jìn),推進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
           
           ?。ㄒ唬┲χ涡虏牧袭a(chǎn)業(yè)發(fā)展根基
           
            一是加強(qiáng)新材料產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),加快新材料重大基礎(chǔ)設(shè)施、共性技術(shù)平臺(tái)、檢驗(yàn)檢測(cè)、質(zhì)量認(rèn)證等的發(fā)展。二是加強(qiáng)新材料核心技術(shù)攻關(guān),形成以材料基礎(chǔ)研究帶動(dòng)新材料應(yīng)用技術(shù)突破、以技術(shù)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、以產(chǎn)業(yè)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的良性循環(huán)。三是加強(qiáng)新材料專業(yè)人才培養(yǎng),深入推進(jìn)產(chǎn)教融合,建立一批專業(yè)人才培養(yǎng)基地,同時(shí)優(yōu)化高校專業(yè)設(shè)置,加強(qiáng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)中新材料領(lǐng)域的學(xué)科建設(shè)。
           
           ?。ǘ┲μ嵘虏牧袭a(chǎn)業(yè)鏈水平
           
            一是培育壯大一批新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)需要的新材料企業(yè)。推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)集群化、生態(tài)化、融合化發(fā)展,在新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域率先培育形成一批面向未來(lái)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的主導(dǎo)型企業(yè)。二是構(gòu)建自主創(chuàng)新、安全高效的新材料產(chǎn)業(yè)鏈體系。針對(duì)我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈發(fā)展中存在的短板問(wèn)題,扎實(shí)推進(jìn)穩(wěn)鏈、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈工作,著力構(gòu)建以國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體、國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局。三是深化國(guó)內(nèi)外新材料產(chǎn)業(yè)鏈的融合發(fā)展。破除深度融入全球產(chǎn)業(yè)鏈的體制性和機(jī)制性障礙,實(shí)現(xiàn)新材料產(chǎn)業(yè)“走出去”“引進(jìn)來(lái)”有機(jī)結(jié)合。
           
            (三)營(yíng)造良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)環(huán)境
           
            一是統(tǒng)籌發(fā)揮新型舉國(guó)體制和市場(chǎng)機(jī)制的作用。堅(jiān)持自主創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新、開(kāi)放創(chuàng)新,抓大放小,聚焦新材料產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵領(lǐng)域、關(guān)鍵產(chǎn)品,避免“碎片化”發(fā)展導(dǎo)致領(lǐng)軍人才分散、生產(chǎn)線重復(fù)建設(shè)、資源浪費(fèi)。二是利用體制上的協(xié)同優(yōu)勢(shì),聯(lián)合新材料生產(chǎn)企業(yè)與應(yīng)用企業(yè),加速新材料技術(shù)迭代,滿足器件、整機(jī)持續(xù)提升性能的需求。三是成立新材料科技基金,聯(lián)合社會(huì)、政府、企業(yè)對(duì)投資大、周期長(zhǎng)的材料產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行持續(xù)投入,培育一批面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料“高精特新”企業(yè)。
           
           ?。ㄋ模┩晟飘a(chǎn)業(yè)發(fā)展配套政策
           
            一是加快和完善有利于推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步的政策與法規(guī)體系,制定面向新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)亟需發(fā)展的新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄和投資指南,防止出現(xiàn)“投資碎片化”。二是引導(dǎo)金融資源配置,為涉及新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新材料重點(diǎn)領(lǐng)域提供長(zhǎng)期、穩(wěn)定、充足的資金來(lái)源,發(fā)揮政府股權(quán)投資引導(dǎo)基金的引導(dǎo)作用,健全從新材料實(shí)驗(yàn)研究、中試到生產(chǎn)全過(guò)程的科技創(chuàng)新融資模式。三是持續(xù)擴(kuò)大新材料“首批次”保險(xiǎn)補(bǔ)償機(jī)制,解決“好材不敢用”的后顧之憂。
           
            注:本文內(nèi)容呈現(xiàn)略有調(diào)整,若需可查看原文。
           
            作者介紹
           
            屠海令
           
            電子材料專家,中國(guó)工程院院士。
           
            主要從事硅及硅基半導(dǎo)體材料、化合物半導(dǎo)體材料、新型傳感材料研究。


           
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