導(dǎo)語

材料產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，具有舉足輕重的地位。隨著我國國力和國家地位的提高，南海石油的開采，以及國防、海洋開發(fā)、航空航天、先進(jìn)軌道交通、核電和平利用等大型工程的建設(shè)均急需高溫合金、高性能碳纖維等核心關(guān)鍵材料。

在國民經(jīng)濟(jì)需求的百余種關(guān)鍵材料中，約三分之一國內(nèi)完全空白，約一半性能穩(wěn)定性較差，部分產(chǎn)品受到國外嚴(yán)密控制，突破受制于人的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。高端新材料是重大工程成功的保障，需要高端新材料核心技術(shù)全面突破時(shí)代已經(jīng)到來。我國的關(guān)鍵工程戰(zhàn)略材料轉(zhuǎn)移高端、加大國產(chǎn)化比重迫在眉睫。

關(guān)鍵戰(zhàn)略材料的發(fā)展重點(diǎn)主要有高端裝備用特種合金、高性能分離膜材料、高性能纖維及復(fù)合材料、新型能源材料、新一代生物醫(yī)用材料、電子陶瓷和人工晶體、稀土功能材料、先進(jìn)半導(dǎo)體材料、顯示材料等。

“卡脖子”重災(zāi)區(qū)

關(guān)鍵戰(zhàn)略材料主要包括高端裝備用特種合金、高性能分離膜材料、高性能纖維及其復(fù)合材料、新型能源材料、電子陶瓷和人工晶體、生物醫(yī)用材料、稀土功能材料、先進(jìn)半導(dǎo)體材料、新型顯示材料等高性能新材料，是實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，且關(guān)鍵戰(zhàn)略材料是支撐和保障海洋工程、軌道交通、艦船車輛、核電、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航天裝備等領(lǐng)域高端應(yīng)用的關(guān)鍵核心材料，也是實(shí)施智能制造、新能源、電動(dòng)汽車、智能電網(wǎng)、環(huán)境治理、醫(yī)療衛(wèi)生、新一代信息技術(shù)和國防尖端技術(shù)等重大戰(zhàn)略需要的關(guān)鍵保障材。

但我國部分核心關(guān)鍵戰(zhàn)略材料受制于人，約50%關(guān)鍵戰(zhàn)略材料性能穩(wěn)定性較差，使高端制造面臨“無材可用”和“有材不敢用”困境。2019年工業(yè)和信息化部的調(diào)研顯示，130多種關(guān)鍵戰(zhàn)略材料中，中國有32%處于空白、52%依賴進(jìn)口，存在巨大的國產(chǎn)化替代空間。

《科技日?qǐng)?bào)》曾從2018年4月起陸續(xù)報(bào)道的中國當(dāng)時(shí)尚未掌握的35項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)中，近50%與關(guān)鍵戰(zhàn)略材料相關(guān)。關(guān)鍵材料依賴進(jìn)口導(dǎo)致中國制造企業(yè)被鎖定在全球制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈與價(jià)值鏈中低端。關(guān)鍵戰(zhàn)略材料“卡脖子”，已成為中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的突出短板。

近年來，國際形勢(shì)變化給中國關(guān)鍵戰(zhàn)略材料技術(shù)創(chuàng)新乃至智造強(qiáng)國戰(zhàn)略實(shí)施帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵戰(zhàn)略材料的國產(chǎn)化替代，不僅是緩解技術(shù)斷供風(fēng)險(xiǎn)和保障供應(yīng)鏈安全可控的重要手段，更是突破“卡脖子”瓶頸、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和塑造國際競爭新優(yōu)勢(shì)的必然選擇。加速中國關(guān)鍵戰(zhàn)略材料的國產(chǎn)化替代進(jìn)程時(shí)不我待。

發(fā)展瓶頸突破困難

相較于其他產(chǎn)業(yè)，關(guān)鍵戰(zhàn)略材料產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化替代具有“長研發(fā)周期、高投入”“長驗(yàn)證周期、高難度”“長應(yīng)用周期、高門檻”的突出特點(diǎn)。關(guān)鍵戰(zhàn)略材料產(chǎn)業(yè)自身具有5大典型特征，這些特征使得我國現(xiàn)階段該各行業(yè)面臨瓶頸問題。

第一，原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究能力是核心壁壘。新材料是科學(xué)規(guī)律與物質(zhì)世界之間的橋梁，物理和化學(xué)領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)（很多是諾獎(jiǎng)級(jí)的發(fā)現(xiàn)）直接或間接推動(dòng)新材料技術(shù)發(fā)展。因此，美國、日本和西歐等基礎(chǔ)科研強(qiáng)國在關(guān)鍵戰(zhàn)略材料領(lǐng)域獲得了大量原創(chuàng)性突破，并在全球構(gòu)建專利壁壘，占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的頂端。

而且我國研發(fā)投入分配失調(diào)，多用于應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)，基礎(chǔ)研究研發(fā)投入占比低，導(dǎo)致關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)后勁不足。另外，基礎(chǔ)研究與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合黏度低，限制了研究成果的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致原始創(chuàng)新能力不足。

第二，研發(fā)和商業(yè)化投入巨大。材料行業(yè)屬于典型的重資產(chǎn)產(chǎn)業(yè)，其研發(fā)、生產(chǎn)需大量專用設(shè)備投入，設(shè)備不斷更新產(chǎn)生高折舊率及相應(yīng)維護(hù)費(fèi)用。更重要的原因是，其研發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用的不確定性相較于其他新興產(chǎn)業(yè)更高，研發(fā)和商業(yè)化開銷更大。根據(jù)Nature Material報(bào)道，在研發(fā)開銷上，新材料企業(yè)分別是生物和軟件企業(yè)的2倍和6倍；在商業(yè)化開銷上，新材料企業(yè)是軟件企業(yè)的50倍。

第三，研發(fā)試驗(yàn)過程復(fù)雜導(dǎo)致工程化產(chǎn)業(yè)化周期漫長。材料最終進(jìn)入市場投入使用包括理論層面突破及應(yīng)用層面反復(fù)驗(yàn)證，需經(jīng)歷多環(huán)節(jié)多周期方可正式投入應(yīng)用；即使通過理論實(shí)驗(yàn)或示范生產(chǎn)階段，仍存在極大可能性因設(shè)備、工藝等因素?zé)o法進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段。關(guān)鍵戰(zhàn)略材料從研發(fā)到應(yīng)用周期往往長達(dá)10-20年，產(chǎn)業(yè)的長周期性導(dǎo)致中國關(guān)鍵戰(zhàn)略材料的某些技術(shù)雖然實(shí)現(xiàn)了突破，但在短期內(nèi)難以轉(zhuǎn)化為進(jìn)入市場的國產(chǎn)化替代產(chǎn)品。

第四，材料創(chuàng)新需要基礎(chǔ)設(shè)備和技術(shù)協(xié)同支撐。材料從基礎(chǔ)技術(shù)變?yōu)閯?chuàng)新產(chǎn)品，需要包括設(shè)備技術(shù)、工藝技術(shù)、量產(chǎn)技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)、測量技術(shù)及表征技術(shù)在內(nèi)的多種基礎(chǔ)技術(shù)的高度支撐。比如，我國目前已突破超高純稀土金屬制備技術(shù)，但離實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、保障集成電路等電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展還有很長距離，很大程度上原因在于共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和中試平臺(tái)的缺失，限制了已有研發(fā)能力向市場產(chǎn)品的應(yīng)用轉(zhuǎn)化力。

第五，材料應(yīng)用擴(kuò)散依存于下游場景需求。作為典型產(chǎn)業(yè)間共性技術(shù)，材料技術(shù)開發(fā)需滿足各種應(yīng)用需求，需要配合應(yīng)用場景改進(jìn)，下游應(yīng)用中需求的變化影響著材料創(chuàng)新的生死存亡，因此，特別需要材料開發(fā)與下游應(yīng)用企業(yè)間的“共生共融、協(xié)同發(fā)展”。例如，稀土永磁材料生產(chǎn)企業(yè)和應(yīng)用端的電機(jī)企業(yè)間缺乏有效協(xié)作，導(dǎo)致磁性材料性能難以滿足電機(jī)不同場景的設(shè)計(jì)需求，阻礙產(chǎn)品的應(yīng)用和國產(chǎn)化替代進(jìn)程；新型顯示材料缺乏從材料、器件、終端到最終應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新生態(tài)體系，產(chǎn)品難以單兵突破。

九大領(lǐng)域破局

2016年7月，國務(wù)院印發(fā)《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，面向2030年，再選擇一批體現(xiàn)國家戰(zhàn)略意圖的重大科技項(xiàng)目，其中提到重點(diǎn)新材料研發(fā)及應(yīng)用，重點(diǎn)研制碳纖維及其復(fù)合材料、高溫合金、先進(jìn)半導(dǎo)體材料、新型顯示及其材料、高端裝備用特種合金、稀土新材料、軍用新材料等，突破是制備、評(píng)價(jià)、應(yīng)用等核心關(guān)鍵技術(shù)。

2017年2月，《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》提出，要緊緊圍繞新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高端裝備制造業(yè)等重大需求，以耐高溫及耐蝕合金、高強(qiáng)輕型合金等高端裝備用特種合金，反滲透膜、全氟離子交換膜等高性能分離膜材料，高性能碳纖維、芳綸纖維等高性能纖維及復(fù)合材料，高性能永磁、高效發(fā)光、高端催化等稀土功能材料，寬禁帶半導(dǎo)體材料和新型顯示材料，以及新型能源材料、生物醫(yī)用材料等為重點(diǎn)，突破材料及器件的技術(shù)關(guān)和市場關(guān)，完善原輔料配套體系，提高材料成品率和性能穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模應(yīng)用。

《中國制造2025》重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線路進(jìn)一步明確了高端裝備用特種合金、高性能分離膜材料、高性能纖維及復(fù)合材料、新型能源材料、新一代生物醫(yī)用材料、電子陶瓷和人工晶體、稀土功能材料、先進(jìn)半導(dǎo)體材料、顯示材料等九大領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向。

1.高端裝備用特種合金

2.高性能分離膜材料

3.高性能纖維及復(fù)合材料

4.新型能源材料

5.新一代生物醫(yī)用材料

6.電子陶瓷和人工晶體

7.稀土功能材料

8.先進(jìn)半導(dǎo)體材料

9.顯示材料

2021年3月發(fā)布的“十四五”規(guī)劃第八章“深入實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略”提出，依托行業(yè)龍頭企業(yè)，加大重要產(chǎn)品和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)力度，加快工程化產(chǎn)業(yè)化突破。實(shí)施重大技術(shù)裝備攻關(guān)工程，完善激勵(lì)和風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償機(jī)制，推動(dòng)首臺(tái)（套）裝備、首批次材料、首版次軟件示范應(yīng)用。健全產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)支撐體系，在重點(diǎn)領(lǐng)域布局一批國家制造業(yè)創(chuàng)新中心，完善國家質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)生產(chǎn)應(yīng)用示范平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量、認(rèn)證認(rèn)可、檢驗(yàn)檢測、試驗(yàn)驗(yàn)證等產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)公共服務(wù)平臺(tái)，完善技術(shù)、工藝等工業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

強(qiáng)化要素保障和高效服務(wù)，鞏固拓展減稅降費(fèi)成果，降低企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營成本，提升制造業(yè)根植性和競爭力。推動(dòng)工業(yè)用地提容增效，推廣新型產(chǎn)業(yè)用地模式。擴(kuò)大制造業(yè)中長期貸款、信用貸款規(guī)模，增加技改貸款，推動(dòng)股權(quán)投資、債券融資等向制造業(yè)傾斜。允許制造業(yè)企業(yè)全部參與電力市場化交易，規(guī)范和降低港口航運(yùn)、公路鐵路運(yùn)輸?shù)任锪魇召M(fèi)，全面清理規(guī)范涉企收費(fèi)。建立制造業(yè)重大項(xiàng)目全周期服務(wù)機(jī)制和企業(yè)家參與涉企政策制定制度，支持建設(shè)中小企業(yè)信息、技術(shù)、進(jìn)出口和數(shù)字化轉(zhuǎn)型綜合性服務(wù)平臺(tái)。

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