“一代材料，一代技術(shù)。先進材料是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)和高端制造業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)?！苯?，在海上院士講壇第39期上，中國工程院院士、中國工程院原副院長、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會主任委員干勇在主題演講中呼吁，中國的先進材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，但在半導(dǎo)體材料等“短板”上須奮起直追，并要抓住新技術(shù)、新應(yīng)用帶來的新材料產(chǎn)業(yè)“后發(fā)機遇”。

先進材料產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展

“先進材料是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)和高端制造業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)，是國際高技術(shù)競爭的關(guān)鍵領(lǐng)域，是未來工業(yè)發(fā)展的重要支撐點。”干勇指出，七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，任何一個都離不開先進材料的加持。

先進材料的重要性，尤其體現(xiàn)在國家重大工程上。鋼鐵材料、輕合金材料、工程塑料等產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，有力支撐了高鐵、載人航天、海洋工程、能源裝備等國家重大工程建設(shè)及軌道交通、海洋工程裝備等產(chǎn)業(yè)。

我國新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模從2010年的0.95萬億元，快速增長到2020年的超過5萬億元，多項關(guān)鍵新材料取得突破。

“在超高純鋁靶材上，中國自給率已經(jīng)超過50%?！备捎乱园雽?dǎo)體材料為例介紹，集成電路材料線寬大于110納米工藝用芯片主要材料自給率達到79%，90至65納米的線寬工藝用主要材料自給率達到59%。產(chǎn)業(yè)化方面，國內(nèi)半導(dǎo)體量產(chǎn)應(yīng)用材料數(shù)量逐年增加，2020年單廠采購比例超過50%的材料達到了95種?，F(xiàn)在，8英寸半導(dǎo)體硅片、12英寸半導(dǎo)體硅片年產(chǎn)達到3224百萬平方英寸，半導(dǎo)體光刻膠年產(chǎn)能達到58萬加侖。

公開資料顯示，在半導(dǎo)體用靶材領(lǐng)域，鋁靶已經(jīng)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片、平板顯示器、太陽能電池等領(lǐng)域；鈦靶及鈦環(huán)、鉭靶材及環(huán)件主要應(yīng)用于超大規(guī)模集成電路領(lǐng)域；銅及銅合金靶主要用于超大規(guī)模集成電路芯片和平板顯示器制造領(lǐng)域。在半導(dǎo)體用硅片領(lǐng)域，滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、tcl中環(huán)、有研硅等上市公司的出貨量持續(xù)提升。

能源信息技術(shù)、生物技術(shù)等產(chǎn)業(yè)對于中高端材料的需求日益增長。中國的鈦合金年用量超過10萬噸；光伏、風電、鋰電儲能等對碳纖維的用量，促使我國碳纖維產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展期。

奮起直追補“短板”

“在半導(dǎo)體用的150余種進口材料中，80%以上約130種全部依賴進口，14納米至10納米的光刻膠幾乎全部依賴進口?！睂τ诓牧稀岸贪濉保捎卤硎?，我國顯示產(chǎn)業(yè)規(guī)模已占全球半壁江山，但大量顯示材料依然依賴進口；高鐵用軸承、核心元器件，一些集成電路用關(guān)鍵材料比如電子級多晶硅、高端膜材料等也依賴進口。

為何新材料產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)“短板”？干勇認為，背后原因是長期的基礎(chǔ)研究不夠、創(chuàng)新能力不足；工業(yè)軟件、原輔材料、裝備、核心元器件，特別是檢測儀器等發(fā)展不足，已經(jīng)成為制約新材料發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。

“材料領(lǐng)域已經(jīng)進入發(fā)展的關(guān)鍵窗口期。”干勇強調(diào)，一代材料，一代技術(shù)。以先進材料為代表的關(guān)鍵核心領(lǐng)域，正成為全球未來競爭的焦點。一方面，歐美日等都在積極關(guān)注納米材料、碳基材料、涂層材料、先進纖維材料、第三代第四代半導(dǎo)體等新材料；另一方面，大型跨國公司憑借技術(shù)研發(fā)、資金人才優(yōu)勢，在新材料上的壟斷地位越來越高。

注意到，在上述“短板”領(lǐng)域，也有部分上市公司正在奮發(fā)努力。比如，彤程新材的電子業(yè)務(wù)涵蓋半導(dǎo)體光刻膠及配套試劑、顯示面板光刻膠、PI材料及電子類樹脂等產(chǎn)品，公司今年上半年新增6支KrF及7支I線光刻膠產(chǎn)品，旗下科華品牌光刻膠已經(jīng)批量供應(yīng)給國內(nèi)18家12英寸以及16家8英寸半導(dǎo)體制造企業(yè)。

飛凱材料近期在互動易披露，公司為KrF光刻配套的Barc（底層抗反射鍍層）材料已完成小部分客戶導(dǎo)入驗證工作，形成少量銷售。

搶抓新材料產(chǎn)業(yè)機遇期

干勇認為，隨著技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展，多種新材料進入產(chǎn)業(yè)化窗口期，也是中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇期。

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上，當前的技術(shù)路徑包括延續(xù)摩爾、超越摩爾、后摩爾。在延續(xù)摩爾定律上我們在努力追趕先進，補課光刻膠、反射膜等關(guān)鍵材料；但在超越摩爾技術(shù)路線上，中國與全球的差距并不大，有機會在第三代半導(dǎo)體、前沿材料和前沿技術(shù)上取得較快進展。

“碳化硅是目前已知特高壓唯一的直流電子器件，在5g通信、高鐵、新能源汽車、半導(dǎo)體照明、消費電子市場都具有巨大應(yīng)用潛力?！备捎陆榻B，中國的碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平與國外相差不過三五年，氮化鎵與國外差距也不過五至十年。在應(yīng)用與技術(shù)驅(qū)動下，本土產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展。

“在后摩爾技術(shù)路徑上，材料科學(xué)、量子科學(xué)和加工技術(shù)交叉融合，碳基半導(dǎo)體材料前景巨大?！备捎聫娬{(diào)，除了半導(dǎo)體材料，特種高分子材料、密封材料、生物基材料、功能性高分子膜材料、高溫合金、特種合金（比如鋁鎂合金）、稀土材料等領(lǐng)域的發(fā)展機遇，都值得關(guān)注。

“在高溫合金材料上，我們的第二代單晶基本過關(guān)，正在攻關(guān)第三代材料?！备捎屡e例說，高溫合金是發(fā)動機、燃氣輪機的關(guān)鍵材料，在大型民用客機、運載火箭、重型燃氣輪機上都有廣泛應(yīng)用。