材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是人類社會(huì)發(fā)展的先導(dǎo)?；厮莨I(yè)革命歷程，每一次產(chǎn)業(yè)升級(jí)都需要材料的創(chuàng)新和進(jìn)步的支撐。

新材料是指新近發(fā)展或正在發(fā)展的具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料和有特殊性質(zhì)的功能材料。在當(dāng)前新一代信息技術(shù)、新能源、智能制造等新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起的背景下，疊加中國“雙碳”目標(biāo)對新材料市場需求的拉動(dòng)，部分處于產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵位置的新材料地位愈加凸顯。

2022 年正值中國產(chǎn)業(yè)升級(jí)與“雙碳”政策推進(jìn)的關(guān)鍵階段，半導(dǎo)體和新能源行業(yè)再度成為關(guān)注的焦點(diǎn)。能否在這兩個(gè)領(lǐng)域取得突破一定程度上決定了產(chǎn)業(yè)升級(jí)和“雙碳”政策的落地進(jìn)程。

DeepTech 基于技術(shù)分析和文獻(xiàn)研究，針對半導(dǎo)體與新能源領(lǐng)域，聚焦產(chǎn)業(yè)鏈中關(guān)鍵新材料部分，從前沿技術(shù)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)與人才角度進(jìn)行分析，提煉出 2022 年中國關(guān)鍵新材料技術(shù)及創(chuàng)新生態(tài)發(fā)展圖景，以饗讀者。

超越“摩爾定律”，第三代半導(dǎo)體材料創(chuàng)新“雨林”生機(jī)盎然

第三代半導(dǎo)體材料，指帶隙寬度明顯大于 Si（1.1eV）和 GaAs（1.4eV）的寬禁帶半導(dǎo)體材料，主要包括 Ⅲ 族氮化物（如 GaN、AlN 等）、碳化硅（SiC）、氧化物半導(dǎo)體（如 ZnO、Ga2O3 等）和金剛石等寬禁帶半導(dǎo)體。

相對于第一代半導(dǎo)體材料 Si 和第二代半導(dǎo)體材料 GaAs 和 InP，第三代半導(dǎo)體材料具有高擊穿電場強(qiáng)度、高熱導(dǎo)率、高電子飽和率、高漂移速率以及高抗輻射能力等優(yōu)越性能。應(yīng)用也較為廣泛，覆蓋了中高壓電力電子轉(zhuǎn)換、毫米波射頻和高效半導(dǎo)體光電子等領(lǐng)域，是制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要支撐。

2017 年，中國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)全面啟動(dòng)，中央和地方出臺(tái)相關(guān)政策加大對第三代半導(dǎo)體材料及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用扶持力度。

表丨中國第三代半導(dǎo)體材料相關(guān)政策（來源：各部委網(wǎng)站、DeepTech）

經(jīng)過幾年的發(fā)展，中國第三代半導(dǎo)體主要企業(yè)由中試進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)階段，多地已經(jīng)集聚了相對完整的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，具備建設(shè)產(chǎn)業(yè)集群的條件。

圖丨中國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分布情況（來源：DeepTech）

與全球同步，中國科研院所和大學(xué)也相繼開展了第三代半導(dǎo)體材料的研究，主要包括中科院物理所、山東大學(xué)、中科院硅酸鹽所、中科院半導(dǎo)體所以及中國電子科技集團(tuán)第 46 研究所等單位，這些科研單位的超前研究成果構(gòu)建了中國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。

圖丨中國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)分布圖（來源：DeepTech）

跳躍在汽車電動(dòng)化浪尖，鋰電材料扛起“鏈主”擔(dān)當(dāng)

汽車電動(dòng)化浪潮驅(qū)動(dòng)鋰離子電池材料行業(yè)飛躍發(fā)展。不管從國家政策支持力度還是市場化發(fā)展程度來看，新能源汽車產(chǎn)業(yè)已然成為未來不可阻擋的趨勢。

旺盛的下游需求刺激了中國鋰電材料產(chǎn)業(yè)的迅速增長。新能源汽車作為鋰離子電池的主要用戶近年來增長迅速。2020 年中國新能源汽車銷售額占全球新能源汽車銷售額的 40.7%，僅比歐洲少 3.1 個(gè)百分點(diǎn)。而在銷量方面，2021 年中國新能源汽車銷量 352.1 萬輛，連續(xù)七年銷量位居全球第一。

圖丨2015-2021 年中國新能源汽車銷量（來源：中國國家統(tǒng)計(jì)局）

在政策的支持下，中國鋰離子電池材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。鋰電材料產(chǎn)業(yè)是中國新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵，中國鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展得到了政府政策的大力支持，在十幾年間各部委出臺(tái)了多元化鼓勵(lì)鋰電材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策。

表丨支持鋰電材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展部分政策（來源：DeepTech）

鋰離子電池的“四大主材”——正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液，共同決定了鋰離子電池的性能，是新能源產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。

中國鋰電材料產(chǎn)業(yè)在下游市場和政策的雙重助力下得到了蓬勃的發(fā)展，鋰電材料相關(guān)企業(yè)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)大量涌現(xiàn)，逐漸產(chǎn)生了聚集態(tài)勢。

圖丨中國鋰電材料部分企業(yè)與產(chǎn)業(yè)園區(qū)（來源：DeepTech）

在中科院物理所陳立泉院士的帶領(lǐng)下，中國學(xué)者們對鋰離子電池材料的研究已持續(xù)四十余載，研究機(jī)構(gòu)和人才已經(jīng)形成了較為成熟的研究生態(tài)。

以中科院物理所、中科院化學(xué)所為代表的研究機(jī)構(gòu)為中國鋰電材料技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，南開大學(xué)、清華大學(xué)、中南大學(xué)等高校在細(xì)分領(lǐng)域發(fā)力，射洪鋰電研究院等研究機(jī)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)園區(qū)緊密配合，中國建立起了具備多層次結(jié)構(gòu)的研究體系。

圖丨部分中國鋰電材料研究機(jī)構(gòu)（來源：DeepTech）

“頂層設(shè)計(jì)”出爐，氫能四大產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)建設(shè)正酣

人類需要一場清潔、低碳、安全、高效的能源變革。可再生能源如太陽能、風(fēng)能、水電等受其固有的間歇性、波動(dòng)性限制，缺乏高效儲(chǔ)能手段導(dǎo)致大量能源浪費(fèi)。

氫能作為一種潔凈的二次能源載體，可以由可再生能源高效轉(zhuǎn)化得到，且具備替代化石能源的潛能，是實(shí)現(xiàn)從化石能源到可再生能源的可持續(xù)循環(huán)中的關(guān)鍵一環(huán)。

隨著全球能源低碳化轉(zhuǎn)型需求逐漸迫切，各國政府先后出臺(tái)政策鼓勵(lì)本國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中國政府于 2019 年將氫能列入了清潔能源產(chǎn)業(yè)，并持續(xù)推出鼓勵(lì)政策，加速中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2022 年 3 月 23 日，國家發(fā)改委推出《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035）》，為中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展制定了頂層規(guī)劃。

表 | 支持鋰電材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展部分政策（來源：DeepTech）

在政策的引導(dǎo)下，中國氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)發(fā)展迅速，各地區(qū)因地制宜，在氫能材料領(lǐng)域進(jìn)行布局，逐漸形成了長三角、珠三角、環(huán)渤海和川渝鄂四大聚集區(qū)。

圖丨中國四大氫能產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)（來源：DeepTech）

中國的氫能技術(shù)尚且不成熟，儲(chǔ)氫、氫燃料電池等技術(shù)還有待突破。在尋求技術(shù)突破的過程中，各大高校和研究院所扮演了相當(dāng)重要的角色。

在眾多研究機(jī)構(gòu)中，中科院大連物化所等研究單位為中國氫能產(chǎn)業(yè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)；清華大學(xué)、南開大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等科研單位在細(xì)分領(lǐng)域進(jìn)行深入研究，完善了中國氫能研究體系。

隨著中國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，部分產(chǎn)學(xué)研深度融合的研究院所紛紛涌現(xiàn)，如佛山（云浮）氫能產(chǎn)業(yè)與新材料發(fā)展研究院等，科研院所與研究團(tuán)隊(duì)共同支撐起了中國氫能技術(shù)的研究體系。

圖丨中國部分氫能研究機(jī)構(gòu)（來源：DeepTech）

結(jié)語

關(guān)鍵新材料是未來高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導(dǎo)。

此時(shí)正當(dāng)中國產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型和“雙碳”政策推進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期，先進(jìn)半導(dǎo)體材料、新型鋰電材料和氫能材料等關(guān)鍵新材料重要性凸顯。這些產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，逐漸形成了鼓勵(lì)政策完善、研究體系成熟、產(chǎn)業(yè)鏈條完整的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。

在市場和政策的雙重驅(qū)動(dòng)下，先進(jìn)半導(dǎo)體材料、新型鋰電材料、氫能材料等關(guān)鍵新材料的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。在可以預(yù)見的未來，中國的關(guān)鍵新材料將邁上新的臺(tái)階。

DeepTech發(fā)布《2022關(guān)鍵新材料技術(shù)及創(chuàng)新生態(tài)發(fā)展圖景研究報(bào)告》

*以上分析僅供參考，不構(gòu)成任何投資建議

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