新材料是指通過新設(shè)計、新技術(shù)、新裝備等的綜合開發(fā)應用,制備出具有先進性能或特殊功能的關(guān)鍵材料。在當前新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大趨勢下,新材料與信息、生物、能源等高技術(shù)領(lǐng)域加速融合,為數(shù)字經(jīng)濟、生命健康和新能源等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強有力的物質(zhì)基礎(chǔ)支撐。如圖1所示,處于倒金字塔支撐地位的新材料一旦取得重大突破,將改變整個高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)動局面。為了搶占新材料戰(zhàn)略制高點,歐、美、日、韓、俄等國爭相制定新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,啟動了100多個專項計劃。

圖1 高科技產(chǎn)業(yè)倒金字塔 來源:中機院
一、我國新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀“一代材料、一代產(chǎn)業(yè)”,新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度代表了一個國家高端制造業(yè)水平,是國際核心技術(shù)競爭的重點領(lǐng)域之一。我國對新材料產(chǎn)業(yè)高度重視,近年來密集發(fā)布了《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《中國制造2025》、《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》和《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》等一系列文件,促進了新材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計,2010年我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值僅為0.65萬億元,到2019年我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已增長至4.5萬億元,同比增長15.4%,占全球材料產(chǎn)業(yè)份額的23%,預計到2020年有望突破5.5萬億元,占全球材料產(chǎn)業(yè)的1/4(見圖2)。

圖2 中國和全球新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長趨勢 來源:中機院近年來,我國基礎(chǔ)研究投入明顯增加,產(chǎn)學研水平不斷提升,新建立或者加大支持了一批新材料領(lǐng)域的國家重點實驗室、國家工程(技術(shù))研究中心、科研院所和企業(yè)技術(shù)中心,許多重要新材料技術(shù)指標大幅提升,甚至實現(xiàn)了部分關(guān)鍵技術(shù)的實質(zhì)性突破,研究成果逐漸推廣應用,新材料品種不斷增加。例如,大直徑300mm硅材料可滿足45mm技術(shù)節(jié)點的集成電路要求,同時已成功拉制450mm硅單晶;人工晶體材料BaB2O4等紫外非線性光學晶體研究居國際領(lǐng)先水平,并實現(xiàn)了商品化;激光晶體、太陽能電池等關(guān)鍵技術(shù)指標達到國際先進水平;鋰離子電池正負極材料、電解液均滿足小型電池要求,隔膜、電解質(zhì)鋰鹽等關(guān)鍵材料逐漸替代進口產(chǎn)品;超高分子量聚乙烯纖維大幅縮小與發(fā)達國家的差距;T300級碳纖維實現(xiàn)了穩(wěn)定生產(chǎn),單線產(chǎn)能提高到1200t,T700和T800級碳纖維實現(xiàn)了批量供貨能力,并已開始應用于航空航天裝備。
我國新材料研發(fā)的自身特色逐漸形成,少數(shù)細分領(lǐng)域已具國際競爭力。磁性材料、紡織材料等細分領(lǐng)域已初具全球影響力;稀土功能材料、先進儲能材料、光伏材料、有機硅、超硬材料、特種不銹鋼、玻璃纖維及其復合材料等新材料產(chǎn)能已位居世界前列。例如,稀土功能材料產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的80%,基本形成了以稀土功能材料和應用為龍頭的稀土產(chǎn)業(yè)格局;半導體照明產(chǎn)業(yè)形成了從上游外延材料生長與芯片制造、中游器件封裝到下游集成應用的比較完整的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)體系。
同時,產(chǎn)業(yè)聚集效應不斷增強,空間布局現(xiàn)雛形?!笆濉币詠?,全國各地依托優(yōu)勢特色資源,初步形成了若干產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),新材料產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)集聚的良好發(fā)展態(tài)勢,加速了產(chǎn)業(yè)鏈向下游延伸,同時帶動了相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前我國己在40多個城市形成了不同規(guī)模的新材料產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),初步形成“東部沿海聚集,中西部特色發(fā)展”的空間格局。例如,環(huán)渤海、長三角、珠三角地區(qū)依托自身的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢、人才優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢,形成了較為完整的新材料產(chǎn)業(yè)體系;中西部地區(qū)則基于原有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)或資源優(yōu)勢,發(fā)展本地區(qū)的特色新材料產(chǎn)業(yè)。

(來源:中機院)從總體看,我國新材料產(chǎn)業(yè)已快速發(fā)展,并進入了材料大國行列。但是,部分關(guān)鍵材料對外依賴程度高,一旦無法進口,我國材料產(chǎn)業(yè)鏈或?qū)⒚媾R斷鏈風險。2019年,中國工程院組織調(diào)研的制造業(yè)26個領(lǐng)域中外對比分析報告顯示,新材料領(lǐng)域與制造強國之間差距較大,屬于對外依存度極高的8類產(chǎn)業(yè)之一。通過分析梳理信息顯示、運載工具、能源動力、高檔數(shù)控機床和機器人、國防軍工等五大領(lǐng)域所需的244種關(guān)鍵材料發(fā)現(xiàn),我國在先進高端材料研發(fā)和生產(chǎn)應用方面差距甚大,僅有13種材料國際領(lǐng)先,有39種國際先進,與國外有較大差距的有101種,其中與美國有巨大差距的有23種。據(jù)統(tǒng)計,在國民經(jīng)濟需求的百余種關(guān)鍵材料中,目前約有1/3國內(nèi)完全空白,約有一半穩(wěn)定性能較差,部分產(chǎn)品受到國外嚴格控制。五大領(lǐng)域所需的244種關(guān)鍵材料中,有61種被國外禁運(出口管制),156種材料依賴進口。從全球范圍來看,美國在新材料研發(fā)上長期處于領(lǐng)跑地位,是新材料領(lǐng)域全面領(lǐng)先的國家。美歐日韓等國在大多數(shù)高技術(shù)含量、高附加值的新材料產(chǎn)品中占據(jù)主導地位,形成了覆蓋全球的產(chǎn)業(yè)鏈和經(jīng)銷鏈,并且通過對我國采取封鎖核心技術(shù)、禁運先進新材料、壟斷國內(nèi)行業(yè)與市場等限制手段,阻礙我國高端新材料的自主研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。(作者:王育萍,葉志鎮(zhèn))中機院起源于產(chǎn)業(yè)競爭情報監(jiān)測,發(fā)展壯大于產(chǎn)業(yè)規(guī)劃咨詢,成名于國家級新城新區(qū)規(guī)劃全鏈咨詢。專注于產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)園區(qū)大數(shù)據(jù)、咨詢、規(guī)劃、設(shè)計、招商、運營托管。