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中國工程院院士干勇：向材料強國邁進，應從這幾方面入手

2021-09-27 16:55:55 作者：DT新材料來源：DT新材料分享至：

巨大生產能力和超級市場需求的碰撞，加上背后技術的支撐，大概再經歷兩個五年計劃后，包括電子信息材料在內的化工新材料國產化的步伐就會加快。

近幾年，新材料的發展在中國受到了前所未有的重視，從研發到推廣整體鏈條的水平都有了大幅度的提升，一些新材料也從跟跑逐漸向領跑進軍。但快速發展的工業領域，仍有諸多材料技術被“卡脖子”。“卡脖子”技術應怎樣突破？新材料推廣應用需從哪些方面發力？如何看待化工新材料未來發展的重點？近日，中國工程院院士、中國工程院原副院長干勇近日接受了《中國化工信息》記者的獨家專訪。

分三類突破“卡脖子”技術

【CCN】雖然經過多方努力，我國新材料領域的技術水平有所提升，但和世界先進水平的差距仍然比較大。您認為差距主要體現在哪些方面？

【干勇】中國是材料大國，材料體系非常完整，再加上我國已進入工業化中后期，所以高端裝備重大工程等各領域的幾乎所有材料我們都擁有。在傳統材料中國具有優勢，例如流程制造業的鋼鐵、石化、建材等以及排放指標均已達到國際先進水平，但不是材料強國，和發達國家的差距較大，特別是在高端新材料上。我認為，我國傳統材料從流程技術來看已步入世界一流方陣，材料品種接近國際先進水平，高端品種仍有差距；戰略新興材料，如碳纖維、特種合金、稀土功能材料，集成電路、半導體材料等和國外差距比較大；前沿材料，包括低維材料、超導材料、仿生材料、拓撲絕緣材料、量子技術用材料等和國外有差距，但同時均在布局。

【CCN】目前還有很多材料技術被“卡脖子”，未來我國要突破這些技術，需要從哪些方面入手？

【干勇】一是要保底線。在最高端的材料方面，比如信息材料集成電路上8大類材料，包括光刻機用的光刻膠、光掩膜、特種氣體、化學機械拋光（CMP）材料、封裝材料等，必須要保住底線。目前，28納米的光刻機國內已實現自主可控，如果在22~28納米芯片材料能夠保證自主生產，就能涵蓋85%的中高端工業化應用。

二是要求發展。在碳纖維、高端鈦合金、稀有金屬、稀土材料、三代半導體和光電材料、高端樹脂、高端橡膠等領域，要進入國際先進水平。

三是要搶先機。必須在面向未來的材料上加緊布局，不能再跟著國外走。現在很多高端技術被全面封鎖之后，我們希望靠自主研發在一些領域搶先布局。比如面向后摩爾時代或超摩爾時代的集成電路。這些材料都是新的體系，只要搶先布局，在我們巨大的市場應用拉動下，這些新材料技術很有可能走到國外前面去。另外，用自己巨大市場需求拖動功率、射頻混合系統集成，信息光電，能源光電等技術迅速發展。

近年來我國結構材料市場獲得了爆發式增長，因此各種投資機構在新一代的結構材料輕量化材料、三代半導體材料上投資力度增大，光伏電池材料、儲能材料訂貨量巨大，投資翻了數番。國家層面也十分重視科技創新，在材料領域成立了將近80個國家重點實驗室（包括軍工），100多個國際中心、工程中心、技術中心、新材料基地，材料相關的科研人員超過200萬。由此看來，在材料研發方面，中國后勁十足。可以說，美國的技術封鎖雖然造成了很大困難，但又倒逼我們實現“卡脖子”技術的突破。

不過，當前我國新材料領域的重復投資，同質化競爭現象比較嚴重，在中低端一團混戰，競爭激烈，影響了新材料的發展。現在每個區域在制定發展規劃時，應該全國一盤棋布局。

總體來看，隨著國內材料研發創新能力的增強，市場拉動力量足夠大，產業結構如果能調整好，5~10年后，差不多能保證80%左右的新材料領域實現自給。

以企業為主體促新材料走出實驗室

【CCN】國家在新材料研發領域投入了大量的人力、物力、財力，也有不少科研成果發布在國際頂級期刊上，但是其實成果轉化率并不是很高。您認為怎樣能夠加速這些成果走出實驗室，真正在工業領域發揮作用？

【干勇】造成這一現象的主要原因，是成果研發需要的經費與成果轉化的經費，產業化的投資比例相差很大，僅靠學校的一己之力進行成果轉化有難度，還要依靠企業作為應用主體、創新主體、投資主體來起作用，推動實驗室成果的轉化。

另外，因為新材料的開發應用實際上是三個重要組成部分，材料的科學研究要以大學為主，材料的生產制備是研究院或企業，材料的應用是下游的企業，現在這三部分是割裂的。實際上，不光是材料，中國整體的創新成果轉化率都低，科研力量分散，沒有形成完整的創新鏈條。

從材料本身來看，投資大、周期長、應用慢，要真正實現產業應用，需要經過反復驗證、迭代。中國是一個新型工業化國家，一些國產材料的穩定性、一致性和國外有差距。下游企業對國內材料不同批次間性能指標的穩定性存有顧慮，影響了新材料的推廣應用。

當然，政府出臺了一些鼓勵政策，比如首批次、首臺（套）保險補償政策，但改變這一現象需要有一個過程。

【CCN】上述鼓勵政策出臺后，對于國產新材料的推廣有促進作用嗎？

【干勇】首批次、首臺（套）的政策，對大量使用的裝備、材料作用并不明顯，對于用量小的高端材料推廣應用還是有一定推動作用的。在很多中高端裝備上，這類鼓勵類政策在推動新材料和部件的應用發揮較大的作用，包括數控機床、工業機器人以及智能裝備等。

化工新材料重點關注5大類13項技術

【CCN】高端的化工新材料也是石化和化工領域龍頭企業轉型的重要方向，未來高端化工新材料應該主要關注哪些領域？

【干勇】我對化工材料應用前景非常看好。新材料產能上得很快，市場拉動效應強勁。信息技術、新能源領域以及電子新材料，化工新材料所占比重很大。未來石化行業的整體結構要調整，隨著“雙碳”背景下新能源發展的提速，電動汽車比例將逐步提升，根據相關規劃，到2035年新能源汽車產量將達到2700萬輛，占當年汽車總產量的60%以上，這時候汽柴油的用量將大幅降低，傳統煉油企業將加快實施“減油增化”戰略，也可能大部分轉向化工材料上來。所以我認為巨大生產能力和超級市場需求的碰撞，加上背后技術的支撐，大概再經歷兩個五年計劃后，包括電子信息材料在內的化工新材料國產化的步伐就會加快。

例如電子信息材料光刻膠原材料是環氧樹脂，現在國產光刻膠技術要求高純度環氧樹脂；此外，在高端橡膠領域，我們的整個占有率仍然很低；碳纖維我國已經實現了T300、T700的產業化，但在超高強、高模、高韌這方面還有待突破，當然也包括突破低成本、大絲束的碳纖維生產技術。在這些領域還有較大發展空間。

中石油董事長戴厚良所在課題組研究后認為，未來我國高端化工新材料要實現突破，應重點關注包括高端合成樹脂材料及單體、高端合成橡膠、高端合成纖維材料及單體、高端碳纖維、特種工程塑料在內的五大類技術。在高端合成樹脂材料及單體領域，應重點關注高壓低密度聚乙烯（LDPE）、聚烯烴彈性體（POE）、聚丙烯電容膜用樹脂、聚乙烯醇（PVA）光學膜、甲基鋁氧烷（MAO）等材料技術；在高端合成橡膠領域，應重點關注特種氫化丁腈橡膠（HNBR）、特種官能化溶聚丁苯橡膠等材料技術；在高端合成纖維材料及單體領域，應重點關注長碳鏈尼龍單體、己二腈/己二胺、2,6-萘二甲酸等材料技術；在高端碳纖維領域，應重點關注高性能低成本PAN基碳纖維、高性能瀝青基碳纖維等材料技術；在工程塑料領域，應重點關注特種聚碳酸酯（PC）等材料技術。

在“零碳”驅動下，全球進入自工業革命以來的最大一次全新的制度和產業革命。碳中和與“綠色”可持續發展已成全球共識。我國作為發展中國家，要在短短40年內分別實現碳達峰及碳中和，無疑是一種自我加壓的行為，所面臨的困難和挑戰也是前所未有的。如何把握碳中和機遇促進高質量發展，必須通過科技創新助力我國重返世界巔峰。

以“把握碳中和背景下的發展機遇”為主題的2021中國新材料產業發展大會暨CEO高峰論壇將于11月17-18日在上海舉行。本屆大會已經邀請數十位重量級報告嘉賓蒞臨大會現場，將與數百位新材料產業鏈上下游企業家及業界交流思想，探討轉型升級及投資新機遇。席位有限，誠邀參會。

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