新材料成高技術競爭關鍵領域

劉慶（長三角國家技術創新中心主任、長三角先進材料研究院執行院長）：當前新一輪科技革命和產業革命深入發展，對全球競爭格局產生深刻影響。新材料、信息技術和生物技術被列為新技術革命的重要標志，其中新材料是支撐戰略性新興產業和重大工程不可或缺的物質基礎，對促進技術創新和提升產業核心競爭力具有重要意義。新材料產業的發展水平成為衡量一個國家經濟社會發展、科技進步和國防實力的重要標志。

全球主要國家均高度重視新材料的研究和開發，紛紛出臺了一系列戰略和政策，同時高新技術的發展也促使新材料產品不斷更新換代，近年來全球新材料產業發展迅速，產業規模不斷擴大。據統計，全球新材料產業總產值從2016 年約2 萬億美元增長至2020 年近3 萬億美元。從產業構成來看，先進基礎材料、關鍵戰略材料、前沿新材料分別約占50%、40%、10%。隨著汽車、醫療器械、信息和航空航天等重要產業持續發展，新材料的需求和產業產值預計保持穩定增長態勢。

從全球競爭格局來看，西方發達國家普遍在新材料及其支撐體系上長期布局，擁有大部分大型跨國公司，因此在科技、人才、研發以及市場等方面占據絕對優勢，位于第一梯隊。中國、俄羅斯、韓國等國的新材料產業整體處于快速發展期，并在部分領域形成自身優勢，位于第二梯隊。第三梯隊是巴西、印度等新興市場經濟體。隨著世界經濟格局變化，新材料產業的市場及技術配置方式也將隨之發生變化，預計地區差異化將加劇。

從產業結構來看，隨著經濟一體化以及工業技術上各類元器件向微型化、集成化發展，材料與元器件一體化趨勢明顯，新材料上下游產業緊密融合，逐漸呈現產業結構垂直擴散趨勢，并向集約化發展。產業向集約化發展，一方面有利于產品研發與下游應用融合，但另一方面也導致寡頭壟斷出現。大型跨國企業憑借其在技術、人才、市場等方面的優勢，建立技術和專利壁壘，主導高技術含量和高附加值的新材料產品領域，通過跨國合作、并購重組構建整個產業鏈生態。

從世界范圍看，新材料產業也呈現出新的發展趨勢。

一是隨著行業細化，對新材料的需求更加多元化。例如，汽車工業需要使用輕量化、高強度的新材料，航空航天需要使用耐高溫、抗腐蝕的新材料。同時，新材料產業的集成化也越來越明顯，新材料與先進制造技術、數字化技術、生物技術、新能源技術等深度融合，形成復合新材料和智能材料，開發新產品和新應用。

二是隨著減少碳排放、推進“雙碳”目標以應對氣候變化逐步成為全球共識，新材料產業必然選擇綠色化和可持續發展。例如，新型生物基和可降解材料可替代傳統石油基塑料，減少環境污染；光伏電池和燃料電池等新能源可替代傳統化石能源，減少碳排放。

三是材料研發范式和手段發生深刻變革。人工智能和大數據技術的快速突破影響著材料的研發范式，使其從傳統“試錯式”進入“數據驅動”的第四范式。高時空分辨率的精細表征、數字化及超精密加工技術的高速發展，極大地縮短了新材料的設計、研發、制造加工及應用周期。美國提出的“材料基因組計劃”和歐洲提出的“集成計算材料工程”，為材料全生命周期研發帶來了從模式到共性關鍵技術的重大變革，極大縮短研發周期并降低了研發成本。美國QuesTek 公司利用系統化集成的大數據材料開發技術研發出了新型抗疲勞合金材料，性能趕超上一代的同時研發周期縮短一半以上，并應用于美國軍機。

近年來西方國家相繼發布相關產業政策，重點推進關鍵新材料創新突破，以期掌握未來產業發展的主導權。例如，美國先后制定了《寬禁帶半導體技術計劃》《材料基因組計劃》《納米技術研究計劃》等多項涉及新材料的戰略發展計劃，2014 年以來歐盟啟動了《歐盟地平線計劃》《石墨烯旗艦計劃》支持新材料的研究和創新。此外，日本《2020 年日本工業技術展望報告》、英國《工業2050 戰略》、德國《工業4.0 戰略》、韓國《第三次科學技術基本計劃》等一系列發展計劃都將新材料產業發展和研發投入列為核心領域之一。

長期以來，我國在材料科學技術與工程領域進行了規劃部署。面對國際新材料產業發展的新趨勢，我國在新材料領域進一步加強布局與政策引導。《“十三五”國家科技創新規劃》將“重點新材料研發及應用”作為面向 2030 年體現國家戰略意圖的重大科技項目之一；2017 年重點新材料首批次應用保險補償機制試點啟動，目前已布局生產應用示范、測試評價、資源共享3 類32 個新材料重點平臺。與此同時，提升原始創新能力以贏得未來發展主導權也成為材料領域布局的重點。例如，經中央批準設立的蘇州實驗室，目前已集聚了一批新材料領域優勢科研力量，著力推進材料領域戰略性、前瞻性、基礎性研究工作。

肖勁松（中國電子信息產業發展研究院材料工業研究所所長）：全球新一輪科技革命和產業革命不斷深入，為我國新材料產業注入了新動力。信息技術、制造技術、能源技術、材料技術、生物技術協同應用，使得新技術、新業態、新產業層出不窮，一批標志性通用技術（數字化制造、5G、大數據、增材制造、區塊鏈等）涌現并向各產業領域滲透。新材料與這些新技術、新業態、新產業高度融合，為產業發展提供了廣闊的市場空間。隨著全球高新技術產業快速發展和制造業不斷升級，新材料的產品、技術、模式不斷更新，應用領域不斷拓展，市場需求旺盛，產業規模持續增長。全球新材料產業每年以10%以上速度增長，已成為最具發展潛力的高技術產業之一， 我國新材料產業每年增速在20%左右。隨著新能源、新一代信息技術、航空航天產業崛起，新材料的應用市場進一步擴大。我國新材料自主創新步伐加快，為國產新材料推廣應用、規模化生產和迭代升級帶來機遇，關鍵材料的突破和國產化，不僅填補了國內市場空白，而且部分進入全球供應鏈體系，極大拓展了市場空間。

“雙碳”目標的驅動，為新材料產業發展提供了新增長點。傳統產業轉型升級離不開新材料的支撐，如輕量化材料、生物基材料、節能環保材料等。新材料自身發展也更加重視節能低碳發展，從材料的研發設計、生產應用到回收再利用都高度注重綠色化，不斷突破材料品質、裝備等方面的應用極限，帶動產業高質量發展。新材料產業與“雙碳”目標的結合成為新的增長熱點， 生物基材料、生物制造等非化石原料的材料和材料制備技術不斷涌現，清潔可再生能源或化石能源的潔凈利用等，有效推動了制造業的綠色轉型。

在全球產業鏈重構、消費升級和“雙碳”戰略推進的新形勢下，我國新材料產業迎來了歷史性發展機遇，但也面臨著巨大挑戰。一方面，面臨來自世界各國的競爭壓力。作為新一輪科技革命和產業變革的基石與先導，世界各國紛紛布局材料技術和新材料產業，搶占戰略制高點。美國、日本、歐盟等主要發達國家和地區持續制定新材料產業發展戰略，針對高溫合金、碳纖維及復合材料、新型顯示材料、新能源材料、第三代半導體材料、稀土新材料、石墨烯等新材料重點領域出臺專項政策，進一步鞏固其新材料技術和產業優勢。韓國、巴西等新興工業化國家在技術創新和產業培育方面加大力度，出臺了一系列促進新材料產業發展的政策。另一方面，自身發展還存在諸多不足。雖然近年來我國新材料產業在產業規模、技術創新能力、推廣應用、集群化發展等方面取得長足進步，但中低端產品過剩和高端產品不足的結構性矛盾仍然突出。例如，部分高端材料、高性能產品對外依存度較高，產業鏈供應鏈存在斷點、堵點；標準體系不健全，專利受制于人，高端人才匱乏；等等。

在全球新一輪產業分工和貿易格局加速變革的大背景下，新材料技術和新材料產業成為全球科技、產業競爭的戰略焦點。對我國來說，加快新材料產業發展，是應對國際競爭、搶占未來發展制高點的關鍵，也是引領材料工業升級換代，保障國家重大工程建設，推動產業基礎高級化和產業鏈現代化，實現經濟社會高質量發展的重要舉措。

一是加強統籌協調，形成發展合力。要充分發揮國家新材料產業發展專家咨詢委員會的作用， 統籌材料領域相關機構和部門，形成合力，吸納重點企業，建立聯合工作組，加強新材料產業發展戰略研究，制定相應的路線圖，強化頂層設計和智力支持。

二是強化創新引領，攻克關鍵共性技術。圍繞重點產業鏈，按照國家科技創新規劃，組織重點新材料研制、生產和應用單位聯合攻關，集中突破一批關鍵短板材料、核心裝備、核心原輔料， 提升新材料產業基礎能力。夯實新材料創新體系薄弱環節，推動中試、檢驗檢測、資源共享、生產應用、數據資源等公共服務平臺，以及創新中心、孵化器等載體建設，加快新材料成果轉化， 補齊“最后一公里”。整合各地創新資源，構建以企業為主體、市場為導向、產學研用緊密結合的自主創新體系，優化創新生態。

三是強化人才和政策支撐，營造良好產業發展環境。一方面，培養材料領域杰出科學家和卓越工程師，加強國際人才交流合作，引進國外企業和科研機構設立材料研發中心。另一方面，完善新材料重點領域標準體系和進出口政策體系，引導并支持新材料企業“走出去”。