面向2035 的新材料強國戰(zhàn)略研究

發(fā)表時間:2020-11-06 14:55

來源:中國工程科學


摘要:材料產業(yè)是國民經濟建設、社會進步和國防安全的物質基礎。我國已進入工業(yè)化中后期,材料的作用顯得尤為重要,開展新材料強國戰(zhàn)略研究,對支撐我國制造強國戰(zhàn)略實施具有重要戰(zhàn)略意義。本文系統分析了國內外新材料產業(yè)發(fā)展現狀、趨勢以及存在的問題,梳理了國內外新材料產業(yè)政策,圍繞未來新材料發(fā)展戰(zhàn)略需求,研究提出新材料強國戰(zhàn)略總體發(fā)展思路、強國特征和發(fā)展目標;聚焦先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材料及新材料“評價、表征、標準”平臺建設等重點領域,研究梳理重點發(fā)展方向,并從構建新材料自主創(chuàng)新體系,建設新材料數字化研發(fā)平臺、生產應用示范平臺、資源共享平臺,完善新材料質量技術基礎體系,培育與新材料產業(yè)發(fā)展相適應的人才隊伍等方面提出政策措施建議,以期為我國新材料產業(yè)發(fā)展和政府有關部門提供決策參考。關鍵詞:戰(zhàn)略材料;基礎材料;前沿材料;產業(yè)政策;強國戰(zhàn)略


一、前言

材料服務國民經濟、社會發(fā)展、國防建設和人民生活的各個領域,是經濟建設、社會進步和國家安全的物質基礎和先導,支撐了整個社會經濟和國防建設。新一代信息技術與新材料是制造業(yè)的兩大“底盤技術”。新一代信息技術是第四次工業(yè)革命的驅動力,而新材料是支撐戰(zhàn)略性新興產業(yè)和重大工程不可或缺的物質基礎。信息技術與新材料深度融合,共同推動制造業(yè)向高端化發(fā)展。

近幾年,在新一輪科技革命和產業(yè)革命的大背景下,新材料技術不斷取得新突破,新材料和新物質結構不斷涌現,全球新材料產業(yè)保持快速增長態(tài)勢。與發(fā)達國家相比,我國新材料產業(yè)起步較晚、基礎薄弱?!笆濉币詠?,我國出臺多項政策文件,在材料領域全面部署,對標發(fā)達國家奮起直追。經過不懈努力,我國在體系建設、產業(yè)規(guī)模、技術進步、集群效應等方面取得了較大進步,為國民經濟和國防建設做出了重要貢獻,已成為名副其實的材料大國。但與此同時,我國新材料產業(yè)發(fā)展也存在諸多問題,材料強國之路任重道遠。

為推動新材料產業(yè)高質量發(fā)展,支撐制造強國戰(zhàn)略實施, 2017 年 12 月,中國工程院正式啟動“新材料強國 2035 戰(zhàn)略研究”重大咨詢項目,旨在對我國新材料產業(yè)發(fā)展進行頂層設計。項目組織先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材料,以及新材料評價、表征、標準平臺建設等課題組,聚焦重點領域,制定面向 2035 的新材料強國發(fā)展戰(zhàn)略,為國家加快提升新材料自主創(chuàng)新能力和產業(yè)核心競爭力提供咨詢建議。

本文作為“新材料強國 2035 戰(zhàn)略研究”項目的學術性成果展示,分析新材料產業(yè)發(fā)展現狀、趨勢及存在問題,梳理新材料產業(yè)政策,圍繞新材料戰(zhàn)略需求,研究新材料強國發(fā)展戰(zhàn)略總體思路、強國特征及發(fā)展目標,針對新材料產業(yè)重點領域提出重點發(fā)展方向,研究提出相關政策措施,為我國新材料產業(yè)發(fā)展和政府有關部門決策提供支撐和參考。

      二、新材料產業(yè)發(fā)展現狀及趨勢

(一)國外新材料產業(yè)發(fā)展現狀及趨勢
1. 產業(yè)發(fā)展現狀及趨勢

全球新材料產業(yè)發(fā)展迅速,產業(yè)規(guī)模不斷擴大。據統計,2019 年全球新材料產值達 2.82萬億美元。全球新材料產業(yè)已形成三級梯隊競爭格局,各國產業(yè)發(fā)展各有所長。第一梯隊是美國、日本、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū),在經濟實力、核心技術、研發(fā)能力、市場占有率等方面占據絕對優(yōu)勢。第二梯隊是韓國、俄羅斯、中國等國家,新材料產業(yè)正處在快速發(fā)展時期。第三梯隊是巴西、印度等國家。從全球看,新材料產業(yè)壟斷加劇,高端材料技術壁壘日趨顯現。大型跨國公司憑借技術研發(fā)、資金、人才等優(yōu)勢,以技術、專利等作為壁壘,已在大多數高技術含量、高附加值的新材料產品中占據了主導地位。

當前,以新一代信息技術、新能源、智能制造等為代表的新興產業(yè)快速發(fā)展,對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、設備精良等,新材料的研制難度前所未有。新材料產業(yè)向綠色化、低碳化、精細化、節(jié)約化方向發(fā)展。新材料研發(fā)及制備方法創(chuàng)新進程加快。以材料基因工程為代表的材料設計新方法的出現,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)新過程。物聯網、人工智能、云計算等新一代信息技術和互聯網技術的飛速發(fā)展,以及新型感知技術和自動化技術的應用,推動新材料產業(yè)研發(fā)進程不斷加快。

2. 新材料產業(yè)政策
近年來,國外主要發(fā)達國家針對新材料重點領域出臺了相關專項政策,對重點新材料領域實行長期精準扶持和提前戰(zhàn)略布局,促進本國新材料產業(yè)快速發(fā)展,使其紛紛在國際新材料產業(yè)中占據了領先地位。如在第三代半導體領域,美國、歐洲、英國、日本、韓國等國家和地區(qū)近年來出臺了 60 余項政策,總投入 37 億美元,主要發(fā)展電力電子、光電子、微波射頻、半導體照明等領域的 SiC 襯底、GaN 射頻器件、 GaN LED、 SiC 和 Si 基 GaN 功率器件、有機發(fā)光半導體(OLED)、電力電子器件等 芯片封裝材料 。

針對重點材料領域,國外積極實施保護本國利益的貿易政策。截至 2020年8月,美國已對約5500億美元中國輸美商品加征關稅,關稅清單中廣泛涉及通信、電子、機械設備、汽車、家具等產品,這些產業(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)利潤將受到較大影響。

發(fā)達國家對關鍵技術和產品的出口不斷設置壁壘。2018年8月,美國總統簽署了《出口管制改革法案》,同年11月美國商務部工業(yè)與安全局又提出了一份針對關鍵技術和相關產品的出口管制框架方案,列出了14個考慮進行管制的領域,涉及先進材料技術以及與新材料制備相關的設備、檢測儀器等 。


(二)我國新材料產業(yè)發(fā)展現狀及問題
1. 產業(yè)發(fā)展現狀


新材料產業(yè)的生產體系基本完整,產業(yè)規(guī)模不斷壯大。我國新材料產業(yè)已形成了全球門類最全、規(guī)模第一的材料產業(yè)體系。建成了涵蓋金屬、高分子、陶瓷等結構與功能材料的研發(fā)和生產體系;形成了龐大的材料生產規(guī)模,我國鋼鐵、有色金屬、稀土金屬、水泥、玻璃、化學纖維、先進儲能材料、光伏材料、有機硅、超硬材料、特種不銹鋼等百余種材料產量達到世界第一位。據統計,自“十二五”以來,我國新材料產業(yè)產值快速擴張,從2010年的0.65 萬億元增長到2019年的4.57萬億元。逐步建立了以企業(yè)為主體、市場為導向、“用產學研”相互結合的新材料創(chuàng)新體系;依托地區(qū)資源優(yōu)勢,形成了環(huán)渤海、長江三角洲、珠江三角洲地區(qū),中西部地區(qū),東北地區(qū)新材料產業(yè)集群。
新材料科技快速發(fā)展不斷推動產業(yè)結構優(yōu)化。如超級鋼、電解鋁、低環(huán)境負荷型水泥、全氟離子膜、聚烯烴催化劑等產業(yè)化關鍵技術的突破,促進了鋼鐵、有色金屬、建材、石化等傳統產業(yè)轉型升級。新材料為我國航空航天、能源交通、工程建設、資源節(jié)約及環(huán)境治理等領域一系列國家重大工程的實施提供了不可或缺的物質基礎和保障。例如,高性能鋼材料、輕合金材料、工程塑料等產品結構不斷優(yōu)化,有力支撐和促進了高速鐵路、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現在大飛機上應用等。

2. 新材料產業(yè)政策

近些年,國家高度重視新材料產業(yè)發(fā)展,相關部委陸續(xù)推出了一系列政策文件,如《增強制造業(yè)核心競爭力三年行動計劃(2018—2020年)》《“十三五”先進制造技術領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》《“十三五”材料領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》《新材料產業(yè)發(fā)展指南》《國家新材料生產應用示范平臺建設方案》《國家新材料測試評價平臺建設方案》《新材料標準領航行動計劃( 2018—2020 年)》《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2019 年版)》等,這些政策的出臺大大促進了新材料產業(yè)的快速發(fā)展。

同時,各地方政府和主管部門對新材料產業(yè)也十分關注,制定了一批地方性新材料產業(yè)政策。如北京、內蒙古、安徽、河北、廣東等多個?。ㄗ灾螀^(qū)、市)及計劃單列市也先后出臺了新材料產業(yè)指導意見、發(fā)展規(guī)劃、行動計劃、實施方案,突出地方特色,推動新材料產業(yè)快速發(fā)展,初步統計有 63項政策。在各地方案中既有大的綜合性規(guī)劃,也有地方特色的專題規(guī)劃,如河南省出臺的《河南省尼龍新材料產業(yè)發(fā)展行動方案》《安徽省半導體產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2018—2021 年)》《江蘇省增材制造產業(yè)發(fā)展三年行動計劃(2018—2020年)》等,部分地方政府還專門就新材料企業(yè)進行認定,尤其是新材料首批次保險補償機制得到了大力的推廣,其中廣東、江西、四川、湖南、甘肅、山東、吉林、上海、寧波、廈門等諸多省(區(qū)、市)出臺了地方性保險補償政策。

3. 產業(yè)發(fā)展存在的問題

材料支撐保障能力不強,受制于人問題突出,產業(yè)鏈自主可控性較差。究其原因,長期以來,隨著我國經濟的爆發(fā)式增長,材料能買則買,對材料的原創(chuàng)性、基礎性、支撐性缺乏足夠的重視,導致新材料產業(yè)基礎薄弱,成為“短板”中的重災區(qū),對產業(yè)安全和重點領域構成重大風險。

引領發(fā)展能力不足,創(chuàng)新鏈不通暢,難以搶占戰(zhàn)略制高點 。由于材料的研發(fā)與應用結合不夠緊密,工程應用研究不足、數據積累嚴重缺乏,不僅導致面向材料實際服役環(huán)境有針對性的研究缺失,還導致材料的質量工藝不穩(wěn)定、性能數據不完備、技術標準不配套、考核驗證不充分,從而造成大量的新材料難以跨越從研制到應用的“死亡之谷”,有材不能用、有材不會用問題十分突出。
   
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。國家對新材料基礎研究缺乏長期穩(wěn)定的支持,在科技項目中財政資金投入的集中度較低,存在“撒胡椒面”現象。此外,新材料企業(yè)自主投入不足,大多新材料企業(yè)重視眼前利益從而忽視了原始創(chuàng)新。
   
質量技術基礎設施建設薄弱,產業(yè)支撐體系不健全。材料評價標準嚴重缺失,認證認可質量保障服務不夠,尚未建立完善的材料標準體系。材料檢驗檢測等基礎能力差,檢驗檢測資源優(yōu)化配置不足,檢測能力不足,檢測市場機制不完善,檢驗檢測服務能力無法滿足產業(yè)全面需求,檢驗檢測技術水平和服務能力無法滿足國際化需求。
   
未形成良好的產業(yè)發(fā)展生態(tài),產業(yè)發(fā)展環(huán)境有待優(yōu)化。新材料產業(yè)創(chuàng)新投融資環(huán)境不佳,新材料領域的創(chuàng)新人才缺乏,新材料進出口政策體系和知識產權法律制度不健全。

三、面向 2035 的新材料產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略需求

當前,我國正處于戰(zhàn)略轉型期,亟需開辟新的經濟增長點,提高環(huán)境承載能力,這為我國新材料的大發(fā)展提供了難得的歷史機遇。在轉型升級和新型工業(yè)化發(fā)展的交匯時期,對新材料的戰(zhàn)略需求特別突出。

(一)運載工具領域

《中國制造 2025》中提出大力發(fā)展新能源、高效能、高安全的系統技術與裝備,完善我國現代交通運載核心技術體系,發(fā)展時速 400 km 高速列車、遠程寬體客機、新能源汽車等運載工具,提升交通運載可持續(xù)發(fā)展能力和“走出去”戰(zhàn)略支撐能力。因此,亟需對重型直升機、高速列車、遠程寬體客機、新能源汽車、重型運載火箭、航天器等運載工具所需核心部件及關鍵材料進行研發(fā),形成核心部件產品自主保障能力(見表 1)。

表1 運載工具領域新材料需求
裝備
應用系統
新材料需求
航空航天裝備
垂型直升機
高強高韌耐損傷鋁鋰合金等
遠程寬體客機
高強中模碳纖維及其復合材料、碳碳復合材料、高溫合金、耐溫超高強韌鋁合金/鋁鋰合金/鎂合金等關鍵原材料等
重型運載火箭
高強抗富氧燒蝕高溫合金、輕質高強鋁鋰合金、磁閥門熱壓輻向永磁環(huán)等新材料等
航天器
高強高模碳纖維等
第三代半導體材料等
節(jié)能與新能源汽車
節(jié)能汽車
高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維增強復合材料等
新能源汽車
輕量化車體用碳纖維及其復合材料、超高強度鋼、鋁合金板材、高強可焊接鋁合金鍛件/型材、抗疲勞高導熱鎂合金、稀土鎂鋁合金、高壓儲氫氣瓶用碳纖維復合材料、高容量稀土儲氫合金、電控系統用功率半導體芯片、驅動系統磁路組件、夜視系統用稀土氟化物鍍膜、電池電控電機“三電系統”等
高速列車
車輪鋼、車軸鋼、軸承鋼、齒輪鋼、碳纖維復合材料、阻燃內飾復合材料、高強耐磨復合材料、鋁合金、鎂合金、高耐磨模具鋼、高導電輕質弓網材料、高性能稀土磁體、碳化硅等

(二)能源動力領域

以煤炭為主和油氣資源緊缺的能源結構,決定了我國國家能源戰(zhàn)略發(fā)展重點在于發(fā)展新一代高效清潔燃煤發(fā)電技術和深海油氣資源開發(fā)技術。先進能源動力系統用特種合金代表國家高端裝備核心競爭力,屬于國家戰(zhàn)略型新材料范疇,是我國搶占技術制高點的重大機遇。核電、油氣開發(fā)等能源領域重大項目對特種合金、稀土材料、非晶材料、超導材料、復合材料等新材料提出急迫需求(見表 2)。

表2 能源動力領域新材料需求
應用系統
新材料需求
700℃超超臨界火電機組
大型鎳基耐熱合金鑄鍛件材料、稀土新材料等
重型地面燃氣輪機
長壽命耐熱蝕單晶高溫合金、定向凝固高溫合金、變形高溫合金等
深海能源鉆采平臺
高端不銹鋼、耐候鋼、耐蝕合金、硬質合金、防腐涂料、鎳基高溫合金、磁性材料、碳纖維及其復合材料等
磁傳動力系統
新型磁動力控制系統用功能結構一體化磁器件及核心磁材料等
柔性輸變電系統
超大功率碳化硅材料等

(三)信息顯示領域

集成電路與信息顯示是我國電子信息產業(yè)的兩大基石,是信息領域為數不多的千億美元級產業(yè),帶動力和輻射力極強,在我國國民經濟中占有極其重要的戰(zhàn)略地位,信息顯示領域新材料需求見表3。新型信息技術及產業(yè)的發(fā)展需要電子信息材料支撐,當前我國電子信息材料研發(fā)技術與發(fā)達國家存在較大差距。

表3 信息顯示領域新材料需求
裝備
應用系統
新材料需求
集成電路
硅基集成電路芯片、MEMS(微型機電系統)器件封裝玻璃粉、高性能氮化物陶瓷粉體及基板、光刻膠、氧化鎵單晶、光刻機用紫外級氟化鈣晶體、高純石英玻璃及制品、大尺寸超高純有色金屬靶材、濕電子化學品等
信息
顯示
印刷顯示


印刷OLED/QLED顯示核心材料與墨水,65英寸8K印刷OLED/QLED制備技術及噴印裝備技術;可卷繞100英寸級8K印刷顯示的制備技術;卷對卷全印刷制備技術等

激光顯示
短波長紅光LD(AlGaInP)和藍綠光LD(InGaN)材料等
Micro-LED顯示

微米尺度氮化鎵(GaN)多色LED材料、芯片技術及超小間距芯片海量轉移工
藝等
特種光源


新型窄帶熒光粉、類太陽光全光譜光源用新型熒光粉,高效稀土熒光粉等稀土發(fā)光材料,高光產額/快衰減稀土閃爍晶體、氮化物基第三代寬禁帶半導體材料等

(四)生命健康領域
隨著全球人口老齡化日益加劇,人們對自身健康的關注度不斷提高,健康產業(yè)進入加速發(fā)展時期。生物醫(yī)用材料的快速突破,將在疾病快速診斷、人體器官修復移植方面為人類帶來福祉,對國家的醫(yī)療安全、人民健康產生至關重要的影響,生命健康領域新材料需求見表4。

表4 生命健康領域新材料需求
應用系統
新材料需求
骨再生修復
生物活性的第二代生物醫(yī)學材料,包括生物活性陶瓷和生物活性玻璃兩大類無機非金屬材料;以鎂合金、聚乳酸為代表的可降解金屬和高分子材料
人工種植牙
鈦及鈦合金
血管支架
全降解聚乳酸血管支架、可降解鎂合金血管支架

四、新材料強國發(fā)展戰(zhàn)略

(一)總體思路     

以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,全面貫徹落實黨的“十九大”精神,面向建設科技強國和制造強國的戰(zhàn)略藍圖,立足國民經濟和國防安全重大需求,以提高新材料自主創(chuàng)新能力為核心,以先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材料為發(fā)展重點,堅持供給側結構改革,堅持可持續(xù)發(fā)展,大力發(fā)展新技術、新模式、新業(yè)態(tài),實現新材料產業(yè)轉型升級和結構調整,以創(chuàng)新驅動發(fā)展,建立以企業(yè)為主體,“產學研用”深度融合的新材料自主創(chuàng)新體系,全面提升我國新材料自主保障能力和市場競爭力,把我國建設成為新材料強國。

(二)發(fā)展目標

到2025年,重點新材料總體技術和應用與國際先進水平同步,部分達到國際領先水平;全面提升新材料產品質量水平與穩(wěn)定性,中高端產品所占比重大幅提升,整體水平進入全球價值鏈中高端環(huán)節(jié);關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,關鍵短板材料受制于人問題得到有效緩解。

到2035年,在世界材料強國行列中占有一席之地;圍繞保障國家安全、產業(yè)安全、科技安全的重大需求,核心系統、關鍵器件受制于人的問題基本解決;對事關國計民生和國家安全重點領域的器件與材料需求,構建系統性、全方位的支撐保障能力;全面提升材料行業(yè)的國際競爭力,基本建成材料自主創(chuàng)新體系。

到2050年,位于世界材料強國前列,全面建成材料自主創(chuàng)新體系,材料研發(fā)能力和產業(yè)競爭力處于全球領先水平;材料發(fā)展全面滿足國民經濟建設和國防安全需求,支撐人類經濟社會發(fā)展。

(三)發(fā)展重點與發(fā)展方向

1. 先進基礎材料

先進基礎材料領域發(fā)展重點及發(fā)展方向主要包括先進鋼鐵材料、先進有色金屬材料、先進石化材料、先進建筑材料、先進輕工材料及先進紡織材料等(見表5)。

表5 先進基礎材料領域發(fā)展重點及方向
發(fā)展重點
發(fā)展方向
先進鋼鐵材料
先進制造基礎零部件用鋼,高性能海工鋼,高技術船舶用鋼,新型高強韌汽車鋼,高速、重載軌道交通用鋼,新一代耐火、耐蝕、耐候建筑用鋼和海洋環(huán)境用建筑用鋼,超大輸量油氣管線用鋼和深海鉆、采、輸、儲鋼鐵材料,能源用鋼等
先進有色金屬材料
高性能輕合金材料,功能元器件用有色金屬關鍵配套材料,稀有稀貴金屬材料等
先進石化材料
潤滑油脂,高性能聚烯烴材料,聚氨酯功能性樹脂,氟硅樹脂,特種合成橡膠和彈性體,工程塑料及特種工程塑料,催化劑及催化材料,新型高分子材料加工工藝與材料,高端電子化學品等
先進建筑材料
極端環(huán)境下重大工程用水泥基材料,功能化、智能化玻璃材料,工業(yè)陶瓷材料,高性能纖維及其復合材料,環(huán)境友好型非金屬礦物功能材料等
先進輕工材料
高性能紙基材料,高性能皮革材料等
先進紡織材料
差別化功能纖維,生物基纖維,非織造纖維材料,高性能纖維及其編織材料,紡織復合材料,回收再利用纖維材料等

2. 關鍵戰(zhàn)略材料

關鍵戰(zhàn)略材料領域發(fā)展重點及發(fā)展方向主要包括高端裝備用特種合金、高性能纖維及其復合材料、新型能源材料、先進半導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、先進結構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)。

表6 關鍵戰(zhàn)略材料領域發(fā)展重點及方向
發(fā)展重點
發(fā)展方向
高端裝備用特種合金
先進變形、粉末、單晶高溫合金,先進黑色耐熱合金,先進黑色耐蝕合金,特種鋁鎂鈦合金等
高性能纖維及其復合材料
碳纖維及其復合材料,有機纖維及其復合材料,陶瓷纖維及其復合材料等
新型能源材料
Si基太陽能電池材料,GaAs基太陽能電池材料,鋰離子電池材料,全固態(tài)電池材料,燃料電池材料及其他能源材料等
先進半導體材料及芯片制造和封裝材料
大尺寸硅半導體材料,Ⅲ-Ⅴ族半導體材料,第三代半導體材料,超寬禁帶半導體材料,芯片制造和封裝材料等
稀土功能材料
稀土磁性材料,稀土發(fā)光材料,稀土催化材料,稀土晶體材料,稀土儲氫材料,高純稀土金屬及化合物等
電子陶瓷和人工晶體
電子陶瓷材料,人工晶體等材料
先進結構功能一體化陶瓷和功能梯度材料
結構功能一體化陶瓷材料,功能梯度材料等
高性能分離膜材料
水處理膜材料,特種分離膜材料,氣體分離膜材料等
新型顯示材料
OLED/QLED顯示材料,Micro/Mini-LED顯示材料,激光顯示材料,顯示基板材料等
新一代生物醫(yī)用材料
再生醫(yī)學產品,功能性植/介入材料,醫(yī)用級原材料等
生物基材料
天然高分子生物基材料,生物基合成材料等

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

表7 前沿新材料領域發(fā)展重點及方向
發(fā)展重點
發(fā)展方向
3D打印用材料
3D打印金屬材料,3D打印有機高分子材料,3D打印生物材料,3D打印無機非金屬材料,3D打印復合材料等
   超導材料
強磁場用高性能超導線材及磁體裝備,低成本千米級Bi2223和釔鋇銅氧(YBCO)涂層導體等
   智能仿生材料
資源利用智能仿生材料,環(huán)境保護用智能仿生材料,能源利用智能仿生材料,命健康用智能仿生材料,仿生材料與智能集成等
   石墨烯材料
新能源領域用高效石墨烯電極材料、石墨烯集流體等新能源材料;推進航空航天領域用石墨烯橡膠、石墨烯芳綸等高分子復合材料,石墨烯碳纖維、石墨烯玻璃纖維等復合材料,石墨烯金屬復合增強材料等;突破石墨烯導熱、散熱材料在電子信息領域的應用等

4. 新材料評價、表征、標準平臺建設

新材料評價、表征、標準平臺建設主要包括平臺基礎要素建設與完善、機制建設與完善、平臺運行重點任務等重點發(fā)展方向(見表8)。

表8 新材料評價、表征、標準平臺建設發(fā)展重點及方向
發(fā)展重點
發(fā)展方向
平臺基礎要素建設與完善
優(yōu)化新材料產業(yè)標準體系和新材料標準供給結構;建立并完善新材料質量評價體系;加快培育建立新材料領域專業(yè)化第三方認證評價機構;培育團體標準化組織,支撐新材料產業(yè)發(fā)展;構建新材料專業(yè)化質量認證評價能力;整合新材料測試資源,提升新材料綜合測試能力;加強社會團體標準化能力建設,打造國際標準化品牌;注重檢測分析儀器技術研發(fā)水平提升,支撐新材料檢驗檢測能力
機制建設與完善
建立新材料標準制定與科技創(chuàng)新、產業(yè)發(fā)展協同機制;建立質量技術基礎設施協調互動機制;探索新材料標準制定機制創(chuàng)新
平臺運行重點任務
利用大數據技術引領新材料研究,促進新材料研究成果轉化;組織開展新材料標準制修訂工作;全面開展新材料評價工作。保障平臺可持續(xù)發(fā)展、提供服務與安全運行

五、政策及保障措施

(一)構建新材料自主創(chuàng)新體系

構建以企業(yè)為主體的自主創(chuàng)新體系,推進材料領域國家重點實驗室的資源整合和規(guī)劃布局。在石墨烯、輕量化材料、稀土新材料、先進復合材料等關鍵材料領域建設國家制造業(yè)創(chuàng)新中心,培育材料領域新型產業(yè)技術研究院,統籌建設新材料協同攻關機構,加強科學技術部、工業(yè)和信息化部、發(fā)展和改革委員會等各部委組織協調,形成工作合力,合理分配創(chuàng)新資源,避免新材料領域的創(chuàng)新資源分散、創(chuàng)新載體重復建設。

(二)加強新材料數字研發(fā)平臺、生產應用平臺、資源共享平臺建設

大力推進材料基因工程,建設材料數字化研發(fā)平臺,推動材料基因工程加速融入新材料的研發(fā)、設計、制造和應用全生命周期,縮短新材料研發(fā)周期,降低研發(fā)成本。完善國家級生產應用示范平臺,解決核心材料生產應用技術開發(fā)、應用技術服役環(huán)境評價、生產應用示范線建設、資源數據庫共享等問題,推動新材料的應用技術創(chuàng)新發(fā)展水平。加強新材料資源共享平臺建設,對新材料產品、企業(yè)、集聚區(qū)、資金項目、成果獎勵、學術文獻、標準、專利、專家等海量數據資源進行匯聚加工,構建新材料行業(yè)知識服務系統;搭建新材料儀器設施共享系統,實現關鍵儀器設施的在線互聯與服務共享等 。

(三)構建促進新材料發(fā)展的政策體系
完善財稅金融政策,加大財稅金融支持力度,健全投融資機制。大力實施知識產權戰(zhàn)略,設立國家知識產權專項基金,聚焦于產業(yè)核心技術攻關,將核心技術成果轉化為知識產權,同時加強知識產權保護,增強知識產權運營效率。積極發(fā)揮政府采購等政策引導作用,鼓勵在關系國民經濟命脈的重要行業(yè)和重點產業(yè)、重大基礎設施、重大建設項目等領域,優(yōu)先使用新材料首批次應用示范目錄產品。完善進出口政策體系,維護公平貿易環(huán)境,支持新材料企業(yè)運用貿易救濟、反壟斷等方式維護公平競爭秩序,引導并支持新材料企業(yè)做好貿易摩擦應對。建立新材料首批次應用容錯和激勵機制,研究建立政府投資基金容錯機制,加大對新材料領域的支持力度,在保障資金安全穩(wěn)健的前提下,加快投資決策速度。

(四)完善新材料標準、測試、表征、評價體系

建立支撐新材料產業(yè)高質量發(fā)展的標準體系,開展新材料標準領航行動,加大先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料及前沿新材料標準的有效供給,充分發(fā)揮標準化對新材料產業(yè)發(fā)展和質量變革的引領作用。完善新材料測試、表征、評價體系,建立國家新材料測試評價平臺,構建新材料測試評價體系,解決新材料測試評價的瓶頸和短板。大力培育發(fā)展自主認證、檢測品牌,提升國際競爭力。

(五)培育與新材料產業(yè)發(fā)展相適應的人才隊伍

在吸引國外新材料創(chuàng)新人才的同時,也要加大國內新材料人才的培養(yǎng)力度,形成可持續(xù)的人才供給模式。在新材料基礎研究和重大全球性問題研究領域,主動發(fā)起國際重大科學計劃和工程,搭建世界級新材料科研平臺/項目,可吸引國外頂尖科學家和團隊參與,攻克科研難關,為科學家提供可以發(fā)揮實力的事業(yè)平臺;對不涉及國家機密的新材料重大科技項目,可吸引國外人才參與研究。不斷完善我國新材料人才的評價機制,克服唯論文、唯職稱、唯學歷、唯獎項傾向,注重標志性成果的質量、貢獻、影響。建議調整人才的科技評價機制,通過相關激勵方式,讓科技人員在成果轉化中體現價值。


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