當前新一輪科技革命與產業革命向縱深發展，新材料作為支撐現代制造業發展的重要物質基礎和“底盤”，其研發水平及產業化規模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。習近平總書記指出，新材料產業是戰略性、基礎性產業，也是高技術競爭的關鍵領域，我們要奮起直追、迎頭趕上。黨的二十大把構建新材料等一批新的增長引擎作為建設現代化產業體系的重點任務，今年政府工作報告也把加快新材料產業發展作為積極培育新興產業和未來產業的重要舉措。

一、新材料是支撐現代制造業發展的重要物質基礎

材料是驅動人類社會文明進步的基石。人類文明的發展史見證著人類發現、掌握、使用材料的漫漫歷程。材料產業為國民經濟建設、社會進步和國防安全提供物質支撐。“一代材料，一代裝備，一代技術”，新時期要加快發展，必須重視材料的作用。2023年9月，習近平總書記在新時代推動東北全面振興座談會上提出，要積極培育新能源、新材料、先進制造、電子信息等戰略性新興產業，積極培育未來產業，加快形成新質生產力，增強發展新動能。

第一，新材料的發展推動了我國傳統產業轉型升級。我國鋼鐵、有色、石化、建材、輕工、紡織等六大基礎行業29大類200余種基礎材料目前基本能滿足國民經濟和社會發展的需求，規模優勢明顯。但是，低端產能過剩和高端產品供給不足并存的問題仍然存在，結構調整仍有較大提升空間，亟待發展高性能特種鋼、高性能特種合金、高性能高分子材料、低環境負荷型建材、新型氟材料和高性能聚烯烴等高端材料產品，加快相關產業轉型升級。 

第二，新材料處在戰略性新興產業和未來產業等重點產業鏈的上游，是我國推進新型工業化、發展新質生產力的重要物質支撐。例如，硅、鍺等半導體材料應用于集成電路芯片是人類進入信息社會的基石，迄今仍然在半導體產業中處于主導地位。以氮化鎵、碳化硅等為代表的第三代半導體，是制備短波長光電子器件、高功率射頻電子器件和高效率功率電子器件的最優選材料。5G通信要求覆蓋毫米波頻段，要求至少10倍于4G的峰值速率和毫秒級的傳輸時延以及千億級的連接能力，而氮化鎵是目前能同時實現高頻、高效、大功率的唯一材料。碳化硅是新型電力——特高壓電網必需的可達到萬伏千安等級的唯一功率半導體材料，同時也是高速列車和新能源汽車牽引、電控系統的關鍵材料。當前，國際上在氧化鎵、金剛石等下一代超寬禁帶材料上的競爭已明朗化。毫米波與太赫茲波段是電磁波譜上尚未充分利用的戰略資源，新興的半導體材料未來有望主導 6G 射頻器件，對于 6G 通信、空天地一體化網絡建設具有重大意義。 

第三，新材料產業本身也是通過發展新質生產力形成的新的經濟增長點之一。隨著高新技術產業的快速發展和制造業的不斷升級，世界各國對新材料的需求持續旺盛，新材料產業規模將持續增長。根據中國電子信息產業發展研究院統計，2015年以來，在全球經濟增長乏力的背景下，全球新材料產值仍保持10% 以上的年復合增長率。我國新材料產業規模約占全球的30%，產值年復合增長率超過20%。

近年來，河北省承德市雙灤區圍繞釩鈦新材料產業積極布局。圖為當地一家釩鈦新材料企業的冷軋車間 孫占軍∕攝

二、新材料發展面臨的新形勢與新需求

當今世界，新一輪科技革命和產業變革深入發展，我國已進入高質量發展階段，新材料發展面臨的國內外環境也發生深刻變化。

第一，全球新材料產業競爭激烈，技術發展呈現新特征。從全球看，新材料產業已形成了三級梯隊的競爭格局。發達國家仍然是世界新材料的主導者，美國、日本、歐盟位列第一梯隊，在經濟實力、核心技術、研發能力、市場占有率等方面占據絕對優勢。中國、韓國、俄羅斯屬于第二梯隊，在部分細分領域分別具有比較優勢。巴西、印度等國位于第三梯隊，其發展水平與第一梯隊、第二梯隊相比尚存在較大差距。

美日歐在新一輪科技發展規劃中進一步突出對新材料的布局。同時，為了鞏固其壟斷地位，不斷出臺對我國的限制措施，并加速搶奪下一代材料發展制高點。美國通過制定“301管制技術清單”、《芯片與科學法案》，主導42國簽署《瓦森納協定》等一系列手段，給我國從國外獲得高端材料及技術設置重重障礙。

大數據、人工智能與新材料技術加速融合，新材料的研發與制造向數字化、網絡化、智能化邁進。新一代信息技術和智能制造技術全面融入材料設計、制造與應用全流程，以實現資源節約、綠色環保、性能優異、安全可靠等多重目標。隨著數據量和計算能力以摩爾定律持續增長，材料科學研究已經進入“密集數據 + 人工智能”的第四范式。例如，材料基因工程通過材料高通量計算與設計、數字化制備加工、跨尺度多參量表征評價等手段，能顯著縮短新材料研發周期，同時顯著降低研發成本。工業物聯網、大數據等智能制造技術在材料制造與應用中不斷拓展。我國已有科研團隊將MatChat（材料合成大語言模型）用于預測無機材料的合成路徑。可以預見，人工智能大模型投入到材料工業領域的進程將大幅提速，智能機器人將走入新材料企業生產車間，從而使新材料生產效率進一步提升。

可持續發展成為全球共識，倒逼新材料產業向綠色化、低碳化發展。高碳排放的技術不再具有普遍競爭力，低碳導向驅動節能減排科技不斷取得進步。以節能環保和綠色低碳為代表的新興產業崛起，引起電力、汽車、航空、航天、通信、電子、建筑等多個產業發生重大變革，帶動新材料產業向綠色化和低碳化方向發展。資源、能源和環境協調發展的新材料綠色化生產技術、節能與環境友好材料、全生命周期設計理念，正在加速推動材料的生產使用方式向精細化、綠色化、節約化方向發展。

第二，新時期我國新材料發展面臨新需求，亟需加快創新。我國進入高質量發展階段，構建現代化產業體系、推進新型工業化成為國家發展的重要任務。鋼鐵、有色、化工、紡織等傳統產業持續優化升級，新一代信息技術、新能源、裝備制造、航空航天、軌道交通、海洋工程、健康醫療等戰略性新興產業加速發展，未來制造、未來信息、未來能源、未來空間和未來健康等未來產業加快落地，為新材料提供了繁榮的應用場景，牽引新材料技術不斷迭代升級，創造釋放出巨大的市場增量。

一是大數據、人工智能、5G+/6G 通信、量子信息等新一代信息技術爆發式發展，急需新型信息材料提供支撐。以大模型為代表的AIGC（生成式人工智能）正在推動人類社會向AGI（通用人工智能）方向持續探索。量子信息技術不斷取得新突破，量子計算領域除了已有的超導、離子阱、光學等主流技術路線外，中性原子、硅自旋、拓撲等新興技術路線也在不斷發展。通信技術加速向6G演進，未來將實現真實物理空間與虛擬網絡空間的深度融合，實現海量數據高速、無延遲、安全可靠的分發。據專家預測，2035年生成式人工智能有望為全球貢獻近90萬億元的經濟價值，其中我國將突破30萬億元，占比超過四成，這將對支撐大數據和算力的信息材料產生巨大的需求。隨著集成電路工藝技術向2納米以下制程節點演進，計算所依賴的半導體技術逐步接近物理極限，二維半導體材料有望擺脫硅基半導體材料的限制成為下一代芯片關鍵材料，支撐量子計算的新型材料也備受重視。

二是在“雙碳”目標下，我國能源結構正發生顛覆性變化，急需開發新型能源材料。2023年我國太陽能發電和風電均超過水電，分別成為第二、第三大電力來源。我國光伏組件產量占全球總產量的 80% 以上，鋰電池出貨量占全球總出貨量的60%，鋰電池、光伏等綠色能源產業已發展成為我國具有全球競爭力的產業。我國需要大量使用來自可再生能源的電能，急需大規模發展海上風電、光伏、氫燃料電池、固體鋰電池、生物質能、鈉電池等，這將對低成本大絲束碳纖維、熱電材料、燃料電池材料、固體鋰電材料、光電材料等新材料產生巨大的需求。

三是高端裝備制造水平的不斷提升，急需以一大批特種結構材料與特種功能材料提供基礎支撐。C919和CR929等大型民用客機國產化是打造我國航空產業鏈、打破國際大飛機制造業壟斷的必由之路，對軸承鋼、超高強鋼、高溫合金等特種合金提出了迫切需求。我國新能源汽車產業發展迅猛，國際競爭力不斷提升，發展全電/混電汽車對新型電子材料、新型電池材料等需求巨大。《交通強國建設綱要》提出合理統籌安排新一代時速 400 公里高速列車技術儲備研發，新一代高鐵的關鍵材料選用尚不清晰，亟待進行研發布局。深遠海、極地用高性能海工裝備、高技術船舶以及長壽命島礁平臺等建設海洋強國、維護國家領海安全的重點工程對特種合金材料性能提出更高要求。 

四是面向人民生命健康和減輕環境載荷，急需大力發展新型生物醫用材料和生物基材料。我國每年人工關節需求量在100萬套以上，脊柱植入物約300萬套，創傷矯形器械約700萬套，冠脈血管支架需求400多萬支，等待心臟瓣膜置換或修補的患者約20萬例，為生物醫用材料提供了巨大的市場需求。全球每年塑料產量接近 3 億噸，我國塑料產量約占全球的三分之一，OECD（經合組織）預測到2030年 25% 的石化塑料將被以淀粉等天然物質為原料生產的生物基塑料代替，為降低對石化資源的過度依賴，我國急需對生物基材料進行研發和產業化布局。

2023年8月29日，第六屆中國國際新材料產業博覽會開幕，全球5000多家企業和機構以實物化、場景化的形式展示新材料領域的最新產品和技術成果   趙宇航∕攝

三、我國新材料發展處在最關鍵的歷史轉折關口

當前我國新材料發展已從“以解決有無問題為主”的規模擴張階段，跨越到以滿足國家重大戰略需求、提升國際競爭力為主的高質量發展階段，處在最關鍵的歷史轉折關口。我國通用型中、低工藝要求的新材料已基本達到安全保障的水平。在航空航天等敏感領域，國外對我國實施封鎖禁運，我國主要立足國內、自主研制，國產新材料在支撐國家重大工程和國防軍工方面發揮了巨大的支撐作用。

總的來看，我國新材料發展取得了舉世矚目的進步，實現了偉大的跨越，但是也面臨著以下突出問題。

第一，我國高端材料自主保障能力弱，與國際先進水平相比還存在較大差距。例如，我國航空航天、高速列車、高檔精密機床、高檔汽車用高性能軸承鋼、齒輪鋼、模具鋼，集成電路用高檔光刻膠、部分特種氣體及化學品，航空高端碳纖維復合材料等仍大量依賴進口。雖然我國顯示產業規模已達世界第一，但新型顯示用關鍵材料約70%仍依賴進口。而且，隨著交叉學科和前沿制造技術的發展，材料與元器件/零部件一體化趨勢日益明顯，器件問題與材料問題耦合在一起，成為制約信息產業、高端裝備制造等關鍵領域發展的瓶頸。

第二，我國新材料領域創新能力不強，基礎性、原創性成果不足，核心技術掌握不夠。長期以來，我國新材料發展模式仍基于“引進—消化吸收—再創新”的逆向開發，基于新概念新原理的新材料正向研發模式尚未完全建立起來。雖然我國科學家在材料科學眾多領域取得了不少成績，但是在重大材料發明發現方面缺乏重大貢獻。雖然我國新材料領域申請專利數全球第一，但在基礎性、原創性與國際化方面與美日歐尚存在較大差距。從技術角度來看，我國專利技術主要聚焦于改進裝置和優化工藝，關注于降低成本、提高生產效率、擴展材料替代性、提升環境友好性等方面，多屬于外圍改進型發明，并非側重于材料組成和結構本身的研發，基礎性研發不多，在原創性方面與美日歐尚存在較大差距。 

第三，我國新材料產業基礎能力弱，難以滿足人工智能背景下產業自身可持續發展要求。我國新材料領域關鍵生產裝備、基礎零部件/元器件、基礎檢測儀器等進口依賴度仍然較大。特別是，我國新材料領域基礎工業軟件自給率較低。我國目前使用的基礎工業軟件基本從國外購買。生產所用的高端工控系統和數控裝備也基本從國外進口，這些系統和裝備中嵌入的涉及核心競爭力的工程技術方法軟件，國外多不對我出售，迫使我國無法獲得參與制定國際工業技術標準的話語權，也對我國新材料領域數字化、智能化自主發展帶來一定風險。

第四，我國新材料技術推廣、應用與轉化能力較弱，“好材不敢用”問題仍然突出。處于產業化初期的新材料在性價比方面競爭力明顯不足，應用技術發展不足，給新材料推廣應用造成較大的困難。例如，雖然我國風電發展迅猛，但因成本因素，風機葉片仍主要采用玻璃纖維，國產碳纖維仍然沒有用上，而國外風機葉片上碳纖維的使用已較為普遍。2017年以來，工信部牽頭實施重點新材料首批次應用保險補償機制試點工作，在推動新材料應用方面取得了積極成效，但是在航空航天、軌道交通、國防軍工等對可靠性要求特別高的重大應用場景中，即便有首批次保險補償政策，新材料考核驗證仍然周期長、難度大，難以快速迭代和投入應用。

2023年6月28日，2023東亞海洋博覽會在山東青島世紀博覽城開幕。圖為參觀者在觀看新材料軸承    俞方平∕攝

四、采取有力措施加快我國新材料領域創新發展

當前新一輪科技革命和產業變革深入發展，全球產業鏈、供應鏈、價值鏈正在深度調整，大國圍繞制造業布局的競爭日益加劇。我國新材料發展起步晚、底子薄，積累不足，難以支撐新時期發展新質生產力的材料需求。應采取有力措施，集中優勢資源，加快我國新材料領域創新發展。

第一，建設新材料實驗室體系，提升技術供給能力。在發展新質生產力的大背景下，在巨大市場需求的牽引下，我國新材料領域科技創新空前活躍。部分省份啟動了一系列與新材料相關的省級重大專項，甬江實驗室、松山湖實驗室、遼寧實驗室、季華實驗室、九峰山實驗室、南昌實驗室等一批以新材料及新材料裝備為特色的實驗室正在抓緊建設，并在部分細分領域開展了深入攻關。2022年材料國家實驗室在蘇州掛牌成立。此外，70余家材料領域全國重點實驗室正面臨優化重組。通過這些實驗室的建設和優化，我國新材料領域實驗室體系已初具雛形，無疑將對我國材料科技的發展進步產生重大影響。

全國重點實驗室經過40年的建設已形成龐大的體系，但存在科研資源分散、同質化等一系列問題。當前應針對重點領域發展對新材料產生的新需求，合理調整定位和研究方向，使之在新時期煥發新活力。各省份可充分依托省內產業優勢特色，將實驗室建設與大型實驗裝置和材料全生命周期綜合研究評價設施建設相結合，形成新時期我國材料科學基礎設施網絡，實現與國家實驗室、全國重點實驗室互相呼應、錯位發展。 

第二，加大投入，夯實新材料理論與技術基礎。新材料對基礎科學發展的推動作用日益強大，已成為驗證物理、化學、生物等學科重大理論研究成果，同時也是推動量子力學、物質科學、生命科學等基礎科學向前沿技術轉化的重要物質基礎。此外，新材料的原創發現還不斷催生出量子生物學、轉角電子學、介觀神經動力學等全新的研究領域，并為這些新生領域提供先進的研究與檢測工具，幫助人類加深對物質本質、生命本質的認識。我國在這些基礎、共性領域認識不足、研究不深入，是需要補課的一項緊要任務。

可借鑒發達國家在基礎研究方面的成功經驗，在材料基礎、共性領域和交叉、前瞻性領域，以大學和研發機構為主體，加強政府資金和資源的持續性、穩定性投入，強化積累，提升原始創新能力，爭取取得重大原創性成果。在以關鍵基礎原材料、基礎工藝與裝備、基礎零部件/元器件、基礎檢驗檢測儀器、基礎工業軟件等“五基”為代表的產業基礎領域，以頭部企業為主導，采取有效措施鼓勵多元投入，通過產學研用緊密結合，全面提升產業基礎能力，為新材料產業發展提供源源不斷的動力。

第三，推進新材料研發與制造的數字化、智能化。將數字化技術與人工智能技術應用到新材料產品的研發、設計、制造、應用等全生命周期各階段，可大幅提升材料研發與生產效率。加快開展材料基因工程技術在前沿材料探索發現、新材料性能提升和生產工藝優化等方面的示范應用研究，加快建設高通量制備與綜合表征平臺用于批量獲得材料科學數據，進一步拓展材料基因工程技術在高分子材料、稀土材料等新方向上的突破。開發面向材料領域的預訓練大模型MaterialsGPT，利用基于深度學習的生成式人工智能模型重構材料結構并進行材料表征，通過材料特性描述、用途描述，推薦最可能的材料工藝技術路線，不斷提升智能化水平。 

圍繞生產與經營全過程信息智能感知與協同計算、知識驅動的制造過程決策自動化、制造過程多尺度多目標智能自主調控、全生命周期安全環境足跡監控與風險溯源分析等重點工程科學問題開展研究，激勵企業在生產實踐中大膽摸索、勇于創新。同時，通過建立基于人工智能的市場反饋分析決策機制，實現與客戶企業和應用端的數據共享，提升新材料企業生產、運營、管理智能決策水平。

第四，加快成果轉化，促進體制機制和研發模式創新。強化企業創新主體地位，以企業為主整合創新資源鏈。改革科研評價機制。立項評審強化目標導向，更多地關注“專業性”和責任主體的落實。科技成果的評價從以論文為主轉向以創新性、實用性和社會效益綜合評價為主，鼓勵青年科學家面向應用開展研發活動，通過科研任務布局培養一大批新材料科技人才。促進新材料科技成果轉化與應用。建議各部門制定優惠政策、采取有效措施，在航空航天裝備、先進軌道交通裝備、高技術船舶與海工裝備、新能源汽車等高端裝備制造領域，為國產新材料提供更多的驗證平臺和應用場景，有步驟、有效率地推進進口替代，加快國產新材料的升級迭代。改革研發項目管理運行模式。借鑒國外經驗，按項目性質和實際情況選擇不同的責任主體。在資金投入上，以政府投入為引導，調動社會資本參與投資的積極性，打造多要素、可持續的科技金融鏈網，構建基于國家信用的長期資本鏈以支撐新材料研發鏈。發揮市場配置資源的決定性作用，引導應用端多元化社會資本反哺研發端。

第五，堅持“研發一批、儲備一批”的發展路徑。盡快啟動新材料重大專項，緊密圍繞國家重大需求，研發一批重點材料，力爭實現關鍵核心技術突破，破解重大工程和重大裝備核心系統、關鍵器件所用材料受制于人的明顯制約。同時，聚焦支撐未來產業發展的新一代關鍵材料進行系統性、前瞻性研發布局。進一步強化戰略性、方向性、全局性重大問題研究，著眼未來重大戰略需求，繼續布局重點研發計劃，形成新一代材料技術儲備體系，搶占我國材料領域未來發展制高點。