材料產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)進(jìn)步和國(guó)防安全的物質(zhì)基礎(chǔ)。

我國(guó)已進(jìn)入工業(yè)化中后期，材料的作用顯得尤為重要，開展新材料強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略研究，對(duì)支撐我國(guó)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略實(shí)施具有重要戰(zhàn)略意義。為推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，支撐制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略實(shí)施。

近日，中國(guó)工程院制定面向 2035 的新材料強(qiáng)國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略，為國(guó)家加快提升新材料自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提供咨詢建議。

01前言

近幾年，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的大背景下，新材料技術(shù)不斷取得新突破，新材料和新物質(zhì)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，全球新材料產(chǎn)業(yè)保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)起步較晚、基礎(chǔ)薄弱。

02新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

（一）國(guó)外新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

1. 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

全球新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019 年全球新材料產(chǎn)值達(dá) 2.82萬(wàn)億美元。全球新材料產(chǎn)業(yè)已形成三級(jí)梯隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)格局，各國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展各有所長(zhǎng)。

第一梯隊(duì)是美國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，在經(jīng)濟(jì)實(shí)力、核心技術(shù)、研發(fā)能力、市場(chǎng)占有率等方面占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。第二梯隊(duì)是韓國(guó)、俄羅斯、中國(guó)等國(guó)家，新材料產(chǎn)業(yè)正處在快速發(fā)展時(shí)期。第三梯隊(duì)是巴西、印度等國(guó)家。

從全球看，新材料產(chǎn)業(yè)壟斷加劇，高端材料技術(shù)壁壘日趨顯現(xiàn)。大型跨國(guó)公司憑借技術(shù)研發(fā)、資金、人才等優(yōu)勢(shì)，以技術(shù)、專利等作為壁壘，已在大多數(shù)高技術(shù)含量、高附加值的新材料產(chǎn)品中占據(jù)了主導(dǎo)地位。

當(dāng)前，以新一代信息技術(shù)、新能源、智能制造等為代表的新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對(duì)材料提出了更高要求，如超高純度、超高性能、超低缺陷、高速迭代、多功能、高耐用、低成本、易回收、設(shè)備精良等，新材料的研制難度前所未有 。

新材料產(chǎn)業(yè)向綠色化、低碳化、精細(xì)化、節(jié)約化方向發(fā)展。新材料研發(fā)及制備方法創(chuàng)新進(jìn)程加快。

以材料基因工程為代表的材料設(shè)計(jì)新方法的出現(xiàn)，大幅縮減了新材料的研發(fā)周期和研發(fā)成本，加速新材料的創(chuàng)新過(guò)程。

物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等新一代信息技術(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，推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)研發(fā)進(jìn)程不斷加快。

2. 新材料產(chǎn)業(yè)政策

近年來(lái)，國(guó)外主要發(fā)達(dá)國(guó)家針對(duì)新材料重點(diǎn)領(lǐng)域出臺(tái)了相關(guān)專項(xiàng)政策，對(duì)重點(diǎn)新材料領(lǐng)域?qū)嵭虚L(zhǎng)期精準(zhǔn)扶持和提前戰(zhàn)略布局，促進(jìn)本國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，使其紛紛在國(guó)際新材料產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了領(lǐng)先地位。

如在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，美國(guó)、歐洲、英國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū)近年來(lái)出臺(tái)了 60 余項(xiàng)政策，總投入 37 億美元，主要發(fā)展電力電子、光電子、微波射頻、半導(dǎo)體照明等領(lǐng)域的 SiC 襯底、GaN 射頻器件、 GaN LED、 SiC 和 Si 基 GaN 功率器件、有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體（OLED）、電力電子器件等 芯片封裝材料 。

針對(duì)重點(diǎn)材料領(lǐng)域，國(guó)外積極實(shí)施保護(hù)本國(guó)利益的貿(mào)易政策。截至 2020年8月，美國(guó)已對(duì)約5500億美元中國(guó)輸美商品加征關(guān)稅，關(guān)稅清單中廣泛涉及通信、電子、機(jī)械設(shè)備、汽車、家具等產(chǎn)品，這些產(chǎn)業(yè)間接或直接影響到上游新材料企業(yè)，尤其是低附加值的材料企業(yè)利潤(rùn)將受到較大影響。

發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品的出口不斷設(shè)置壁壘。2018年8月，美國(guó)總統(tǒng)簽署了《出口管制改革法案》，同年11月美國(guó)商務(wù)部工業(yè)與安全局又提出了一份針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品的出口管制框架方案，列出了14個(gè)考慮進(jìn)行管制的領(lǐng)域，涉及先進(jìn)材料技術(shù)以及與新材料制備相關(guān)的設(shè)備、檢測(cè)儀器等 。

（二）我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題

1. 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

新材料產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)體系基本完整，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自“十二五”以來(lái)，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值快速擴(kuò)張，從2010年的0.65 萬(wàn)億元增長(zhǎng)到2019年的4.57萬(wàn)億元。

新材料科技快速發(fā)展不斷推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。如超級(jí)鋼、電解鋁、低環(huán)境負(fù)荷型水泥、全氟離子膜、聚烯烴催化劑等產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)的突破，促進(jìn)了鋼鐵、有色金屬、建材、石化等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

新材料為我國(guó)航空航天、能源交通、工程建設(shè)、資源節(jié)約及環(huán)境治理等領(lǐng)域一系列國(guó)家重大工程的實(shí)施提供了不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障。

例如，高性能鋼材料、輕合金材料、工程塑料等產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，有力支撐和促進(jìn)了高速鐵路、載人航天、海洋工程、能源裝備的“走出去”；第三代鋁鋰合金成功實(shí)現(xiàn)在大飛機(jī)上應(yīng)用等。

2. 產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題

材料支撐保障能力不強(qiáng)，受制于人問(wèn)題突出，產(chǎn)業(yè)鏈自主可控性較差。引領(lǐng)發(fā)展能力不足，創(chuàng)新鏈不通暢，難以搶占戰(zhàn)略制高點(diǎn) 。新材料研發(fā)投入方式單一，投入不足且分散，原始創(chuàng)新能力弱。質(zhì)量技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)薄弱，產(chǎn)業(yè)支撐體系不健全。未形成良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境有待優(yōu)化。

03面向 2035 的新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略需求

當(dāng)前，我國(guó)正處于戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，亟需開辟新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，提高環(huán)境承載能力，這為我國(guó)新材料的大發(fā)展提供了難得的歷史機(jī)遇。在轉(zhuǎn)型升級(jí)和新型工業(yè)化發(fā)展的交匯時(shí)期，對(duì)新材料的戰(zhàn)略需求特別突出。

（一）運(yùn)載工具領(lǐng)域

《中國(guó)制造 2025》中提出大力發(fā)展新能源、高效能、高安全的系統(tǒng)技術(shù)與裝備，完善我國(guó)現(xiàn)代交通運(yùn)載核心技術(shù)體系，發(fā)展時(shí)速 400 km 高速列車、遠(yuǎn)程寬體客機(jī)、新能源汽車等運(yùn)載工具，提升交通運(yùn)載可持續(xù)發(fā)展能力和“走出去”戰(zhàn)略支撐能力。因此，亟需對(duì)重型直升機(jī)、高速列車、遠(yuǎn)程寬體客機(jī)、新能源汽車、重型運(yùn)載火箭、航天器等運(yùn)載工具所需核心部件及關(guān)鍵材料進(jìn)行研發(fā)，形成核心部件產(chǎn)品自主保障能力（見表 1）。

（二）能源動(dòng)力領(lǐng)域

以煤炭為主和油氣資源緊缺的能源結(jié)構(gòu)，決定了我國(guó)國(guó)家能源戰(zhàn)略發(fā)展重點(diǎn)在于發(fā)展新一代高效清潔燃煤發(fā)電技術(shù)和深海油氣資源開發(fā)技術(shù)。

先進(jìn)能源動(dòng)力系統(tǒng)用特種合金代表國(guó)家高端裝備核心競(jìng)爭(zhēng)力，屬于國(guó)家戰(zhàn)略型新材料范疇，是我國(guó)搶占技術(shù)制高點(diǎn)的重大機(jī)遇。核電、油氣開發(fā)等能源領(lǐng)域重大項(xiàng)目對(duì)特種合金、稀土材料、非晶材料、超導(dǎo)材料、復(fù)合材料等新材料提出急迫需求（見表 2）。

（三）信息顯示領(lǐng)域

集成電路與信息顯示是我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的兩大基石，是信息領(lǐng)域?yàn)閿?shù)不多的千億美元級(jí)產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)力和輻射力極強(qiáng)，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的戰(zhàn)略地位，信息顯示領(lǐng)域新材料需求見表3。新型信息技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要電子信息材料支撐，當(dāng)前我國(guó)電子信息材料研發(fā)技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距。

（四）生命健康領(lǐng)域

隨著全球人口老齡化日益加劇，人們對(duì)自身健康的關(guān)注度不斷提高，健康產(chǎn)業(yè)進(jìn)入加速發(fā)展時(shí)期。生物醫(yī)用材料的快速突破，將在疾病快速診斷、人體器官修復(fù)移植方面為人類帶來(lái)福祉，對(duì)國(guó)家的醫(yī)療安全、人民健康產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，生命健康領(lǐng)域新材料需求見表4。

04 新材料強(qiáng)國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略

到2025年，重點(diǎn)新材料總體技術(shù)和應(yīng)用與國(guó)際先進(jìn)水平同步，部分達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平；全面提升新材料產(chǎn)品質(zhì)量水平與穩(wěn)定性，中高端產(chǎn)品所占比重大幅提升，整體水平進(jìn)入全球價(jià)值鏈中高端環(huán)節(jié)；關(guān)鍵高端材料和高端裝備自主研發(fā)水平和自主保障能力顯著提升，關(guān)鍵短板材料受制于人問(wèn)題得到有效緩解。

到2035年，在世界材料強(qiáng)國(guó)行列中占有一席之地；圍繞保障國(guó)家安全、產(chǎn)業(yè)安全、科技安全的重大需求，核心系統(tǒng)、關(guān)鍵器件受制于人的問(wèn)題基本解決；對(duì)事關(guān)國(guó)計(jì)民生和國(guó)家安全重點(diǎn)領(lǐng)域的器件與材料需求，構(gòu)建系統(tǒng)性、全方位的支撐保障能力；全面提升材料行業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，基本建成材料自主創(chuàng)新體系。

到2050年，位于世界材料強(qiáng)國(guó)前列，全面建成材料自主創(chuàng)新體系，材料研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力處于全球領(lǐng)先水平；材料發(fā)展全面滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防安全需求，支撐人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

（一）發(fā)展重點(diǎn)與發(fā)展方向

1. 先進(jìn)基礎(chǔ)材料

先進(jìn)基礎(chǔ)材料領(lǐng)域發(fā)展重點(diǎn)及發(fā)展方向主要包括先進(jìn)鋼鐵材料、先進(jìn)有色金屬材料、先進(jìn)石化材料、先進(jìn)建筑材料、先進(jìn)輕工材料及先進(jìn)紡織材料等（見表5）。

2. 關(guān)鍵戰(zhàn)略材料

關(guān)鍵戰(zhàn)略材料領(lǐng)域發(fā)展重點(diǎn)及發(fā)展方向主要包括高端裝備用特種合金、高性能纖維及其復(fù)合材料、新型能源材料、先進(jìn)半導(dǎo)體材料及芯片制造和封裝 材料、稀土功能材料、電子陶瓷和人工晶體、先進(jìn)結(jié)構(gòu)功能一體化陶瓷和功能梯度材料、高性能分離膜材料、新型顯示材料、新一代生物醫(yī)用材料及生物基材料等（見表6）。

3. 前沿新材料

前沿新材料領(lǐng)域發(fā)展重點(diǎn)及發(fā)展方向主要包括3D打印用材料、超導(dǎo)材料、智能仿生材料、石墨烯材料等（見表7）。

4. 新材料評(píng)價(jià)、表征、標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)建設(shè)

新材料評(píng)價(jià)、表征、標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)建設(shè)主要包括平臺(tái)基礎(chǔ)要素建設(shè)與完善、機(jī)制建設(shè)與完善、平臺(tái)運(yùn)行重點(diǎn)任務(wù)等重點(diǎn)發(fā)展方向（見表8）。