四、新材料产业发展的趋势和特点
新材料发展呈现出结构功能一体化、材料器件一体化、纳米化、复合化、绿色化的特点，其作用在高马赫数飞行器、微纳机电系统、新医药、高级化妆品和新能源电池方面发挥得淋漓尽致。
新材料在行业科技进步中举足轻重。例如，高性能特殊钢和高温合金是高铁轮对和飞机发动机最好的选择，超高强铝合金是大飞机框架的关键结构材料，高强高韧耐腐蚀钛合金则是蛟龙号壳体及海洋工程不可或缺的材料。
新材料联用或与其他学科、领域的深度融合成为其发展的另一特点。高k 和更高k 材料与新型金属栅结合引领集成电路顺利走向45 nm 及以下技术节点。钙钛矿材料和有机材料联用催生了有前景的新型太阳电池。智能材料与3D 打印结合形成4D 打印技术。有机复合材料、生物活性材料与临床医学结合分别产生和发展了“电子皮肤”和组织再生工程。碳纤维及复合材料已用于航空航天和先进交通工具。化合物半导体材料使太赫兹技术在环境监测、医疗、反恐方面得以应用。超材料以微结构和先进材料结合，在电磁波和光学领域获得引人注目的成果。柔性电子学材料、新能源材料、生物医用材料的市场前景广阔。自旋电子学材料、铁基及新型超导材料的研究方兴未艾。阻变、相变及磁存储材料将改变传统的半导体存储器。富勒烯、石墨烯、碳纳米管开辟了碳基材料的发展前景；石墨烯剥离成功，更引发了二硫化钼、单层锡、黑磷、硅烯、锗烯等二维材料的研究热潮。
高通量计算、高通量合成与表征以及大型数据库加速了新材料设计、性能预测和制备工艺模拟，大幅缩短了研发周期，降低了生产成本，为新材料研发和产业化提供了变革性的新方式。低铼高温合金和新型锂离子电池电极材料就是很好的实例。最近，在拓扑绝缘体材料中，计算预测的量子反常霍尔现象已被实验证实。
新材料的研发与生产重视节能环保与可再生，并进行全生命周期评价。诸如有毒材料的替代，中重稀土的减量使用，膜材料用于海水淡化，建筑节能材料的应用，生物基材料的研发以及“短小轻薄”理念付诸实践等。同时，低碳及环境友好的制备技术也得到了快速发展。
注重军民融合，开拓军民两用产品市场是新材料发展的趋势。宽禁带碳化硅、氮化镓基的下一代射频高能效高功率器件即将成为有潜力的军民融合的高端电子产品。
此外，新材料制备的新方法、新工艺、新装备至关重要，须协调发展。新材料的研究成果正快速产业化并不断降低成本。新材料的研发、工程化与产业化成为各国研究单位、大学、企业、政府和市场关注和着力的重点。
五、我国新材料产业发展存在的问题
改革开放以来，我国新材料产业取得了长足的进步，产业规模持续扩大，产业技术水平不断提升，在个别领域已经处于国际领先水平，产业集聚区加快布局，宏观发展环境积极改善，为下一步加快发展奠定了坚实基础。新材料已成为我国“工业强基”的四大支柱之一，同时，“中国制造2025”也亟需大量新材料。但总体来看，我国新材料产业与世界先进水平相比仍有较大差距，发展过程中还存在一些突出矛盾和问题，这已成为制约新材料产业快速发展的瓶颈，主要体现在以下四个方面。
（一）顶层设计和统筹协调不够，存在低水平重复建设现象
从目前国内各地区发布的新材料产业规划来看，相关产业布局顶层设计不足，没有立足于自身条件和优势进行合理定位和差异化分工，存在着严重的趋同现象。一些产业已出现了产业链上游的产品无法在下游使用，致使上游产能过剩、下游市场有效供给不足的现象。此外，盲目跟风式投入依然没有得到有效遏制，其结果不仅会造成重复建设和产能过剩，还会影响到产业发展的可持续性。
（二）原始创新能力不足，共性技术研发与支撑能力不强，高端产品自给率不高
我国新材料原始创新能力不足，缺乏不同学科之间的深层次交流和原创性的理论研究。企业作为创新主体，参与创新研发少、生产跟踪仿制多，普遍存在关键技术自给率低、发明专利少、关键元器件和核心部件受制于人。产业共性关键技术是提高自主创新能力的基础。目前我国大多数行业没有专门的产业共性技术研发机构，共性技术研发处于缺位状态；由于缺乏良好的资源配置机制和持续有效的投入，因而无法在技术源头上支撑自主创新。此外，我国新材料没有形成大批具有自主知识产权的材料牌号与体系；通用基础原材料的国家及行业标准、统一的设计规范和材料工艺质量控制规范尚不完善；缺少符合行业标准的新材料结构设计—制造—评价共享数据库，基础支撑体系缺位。多数企业仍在“引进—加工生产—再引进—再加工生产”的怪圈里挣扎，使得“中国制造”产品中缺乏“中国创造”元素，只能依靠廉价销售与低层次竞争寻找出路，这在很大程度上制约了新材料产业的跨越式发展。
（三）新材料投资分散，产业链不够完整
目前，我国部分新材料领域的产业结构不够合理，新材料产业投资支持的是一些“点”，尚未形成以点带线、以线带面的联动效应。国家更愿意把扶持资金投入到国有企业和科研院所，对民营企业虽然从政策上鼓励参与竞争，但从操作层面上看，民营企业进入国家大型项目壁垒重重。此外，作为发展主体的新材料企业普遍规模较小，产业发展缺乏统筹规划，投资分散，成果转化率低，产业链不够完整。有些行业的新材料企业大多集中在中下游环节，产业配套能力不强。
（四）政策及保障机制难以适应新材料产业发展的要求
新材料产业的关键环节和重点领域存在着“老办法管新事物”的现象，创新产品进入市场困难。行政审批周期长（如医疗产品）阻碍了企业创新的积极性。对于开发风险较大的项目，缺少资金保障机制的支持。市场的准入机制也存在一定的缺陷。此外，新材料产业服务平台尚未建立，风险投资、中介服务不能满足企业创新创业的需求。新材料成果转化和工程化过程需要大量投入，但面向工程化服务的多元化投融资体系和中介服务体系尚不完善，制约了新材料创新和产业的发展。
六、我国新材料产业培育与发展的重点方向
面对新一轮世界科技革命与产业变革与我国经济社会发展方式转型升级交汇的关键机遇期，有必要加速新材料重大技术突破，重视颠覆性技术和替代性技术等创新与应用，遴选支撑经济社会发展和国防工业重大需求的重点领域，营造适宜产业发展的环境，促进产业结构升级，形成良好产业生态，推动经济社会可持续发展。
表3 列出了经专家投票汇总的新材料产业培育与发展的重点方向与技术。在培育和发展过程中，要更加注重提升产品质量，推动发展方式向质量效益型转变，提升核心竞争力；要更加注重资源型新材料的发展，并与生态保护相结合；要更加注重与新一代信息技术、新能源和环境、生物和健康以及智能制造等国家重点领域的协同发展，为实现创新驱动发展战略提供新材料支撑；要更加注重材料从研发、设计、生产到应用的全链条产业体系的系统发展，增强可持续发展能力；要更加注重新材料产业的能源消耗以及成本费用，建立资源节约、环境友好型的技术体系、生产体系和效益体系，实现绿色协同可持续发展。
表3 新材料产业培育与发展的重点方向
| 序号 | 重点方向 |
| 1 | 大直径硅及硅基材料 |
| 2 | 宽禁带半导体材料技术 |
| 3 | 高功率激光和非线性光学晶体、器件及应用技术 |
| 4 | 石墨烯等碳基纳米材料制备技术 |
| 5 | 新型显示技术 |
| 6 | 新一代存储材料及制备技术 |
| 7 | 高性能传感、探测器材料技术 |
| 8 | 印刷电子制造技术 |
| 9 | 半导体自旋电子材料与器件 |
| 10 | 低成本、高性能的多晶硅规模化生产技术 |
| 11 | 高温光热材料技术及产业化 |
| 12 | 高质量大型锆合金管材及下一代 SiC 管材加工、组织及性能控制技术 |
| 13 | 叠层聚光薄膜太阳能电池产业化制备技术 |
| 14 | 高容量、高电压、长寿命富锂固溶体正极材料制备技术 |
| 15 | 高容量、长寿命硅碳 / 合金类负极材料制备技术 |
| 16 | 固态/高压混合储氢系统作为车载氢源的应用研究 |
| 17 | 镀膜玻璃、阳光控制节能镀膜玻璃的多功能化和复合化技术 |
| 18 | 高性能分离膜材料 |
| 19 | 固体氧化物燃料电池材料 |
| 20 | 二氧化碳高效电催化还原技术 |
| 21 | 空间太阳能电池 |
| 22 | 高性能特种陶瓷纤维及其批量制备技术 |
| 23 | 薄壁异型、大尺寸、复杂形状陶瓷构件及 3D 打印增材制造用特种陶瓷粉体及其制备技术 |
| 24 | 超薄多层陶瓷元件与陶瓷基复合材料绿色低成本制备技术 |
| 25 | 新型耐高温/抗热震/耐腐蚀先进陶瓷材料的设计和批量制备技术 |
| 26 | 航空或航天发动机用陶瓷基复合材料研制及批量制造技术 |
| 27 | 新型高性能耐火材料制备技术 |
| 28 | 高性能玻璃纤维及其复合材料制备技术 |
| 29 | 长寿命高性能混凝土制备技术 |
| 30 | 高性能碳纤维（高强、高强中模、高模、高模高强）及其树脂基复合材料制备技术 |
| 31 | 碳/碳复合材料低成本制备技术 |
| 32 | 高性能有机纤维及其复合材料制备技术 |
| 33 | 高性能特种工程塑料及应用 |
| 34 | 高性能合成橡胶材料及应用 |
| 35 | 导电高分子材料 |
| 36 | 组织诱导性生物材料及组织工程化产品 |
| 37 | 药物靶向控释载体和系统 |
| 38 | 计算机仿生快速成型及生物 3D 打印技术 |
| 39 | 微创伤及介入治疗技术及器械 |
| 40 | 纳米生物材料与软纳米技术 |
| 41 | 植入性微电子器械 |
| 42 | 智能型可植入假肢 |
| 43 | 生物医用传感材料及器件 |
| 44 | 生物基材料 |
| 45 | 低成本、绿色制备铝、镁、钛轻金属制备技术 |
| 46 | 高性能高温合金等特种合金及其制备技术 |
| 47 | 超超临界用钢及其制备技术 |
| 48 | 高性能轴承钢、齿轮钢、模具钢及关键零部件用钢及其制备技术 |
| 49 | 轮轨钢及其制备技术 |
| 50 | 高性能铜及铜合金材料 |
| 51 | 高纯稀土及制备技术 |
| 52 | 基于多外场跨尺度模拟的新一代稀土材料制备加工与组织性能调控技术 |
| 53 | 高端稀土功能纳米材料与规模制备技术 |
| 54 | 稀土磁传感及磁致伸缩材料与器件 |
| 55 | 稀土金属基复合材料设计、制备与应用技术 |
| 56 | 重大工程关键稀土功能材料服役评价与安全控制技术 |
| 57 | 高性能纤维材料及其制备技术 |
| 58 | 高温高效防隔热材料及其制备技术 |
| 59 | 超宽禁带半导体材料及其制备技术 |
| 60 | 超导材料及其制备技术 |
| 61 | 含能材料安全、绿色制备及高效利用技术 |
| 62 | 材料计算、性能数据库与验证平台建设 |
| 63 | 智能纺织材料及其制备技术 |
| 64 | 超材料及其制备技术 |
| 65 | 量子点红外材料及器件 |
七、加快发展我国新材料产业的政策建议
面向信息、高端装备与制造、绿色低碳、生物和数字创意产业以及重大工程的需求，应加强新材料产业的提质增效和协同应用，提高新材料的基础支撑能力，推进新材料融入全球高端制造供应链。同时，进一步提高重大关键新材料的自给率，布局前沿新材料研发，形成一批具有前瞻性的创新成果，加快实现我国从材料大国向材料强国的转变，为此提出如下建议。
（一）加强顶层设计，完善产业政策
加强国家对新材料基础研究的投入，高度重视当前处于研发阶段的前沿新材料，适度超前安排。着力突破新材料产业发展的工程化问题，提高新材料的基础支撑能力。加快完善有利于推动新材料产业进步的政策和法规体系，制定新材料产业发展指导目录和投资指南，建立相关的技术标准体系，完善产业链、创新链、资金链。遵循“谁投资、谁负责”的原则，加强对国有资本投资回报率的监管；突出国家对重点行业的聚焦支持，防止出现“投资碎片化”，集中力量培育和塑造我国名牌新材料产品。
（二）发挥市场的资源配置作用，建设以企业为主体的发展体系
在注重政府对新材料产业发展战略引导作用的基础上，加快营造新材料相关企业自主经营、公平竞争的市场环境，以企业为投资主体和成果应用主体，加强产学研用相结合，充分发挥市场配置资源的基础性作用，提高资源配置效率和公平性。推动优势企业实施强强联合、跨地区兼并重组、境外并购和投资合作，提高产业集中度，加快培育具有国际竞争力的企业集团。抓住我国工业化进程加速的历史机遇，培育、拓展新材料消费市场，特别是中高端市场，以需求带动发展，促进企业上档次、上规模，推动供给侧结构性改革，扩大与国际制造企业的全方位合作，推动新材料快速融入全球高端制造供应链。
（三）加强支撑体系建设，夯实发展基础
进一步加大对新材料制备和检测自动化设备的研发支持，集中力量开发改进产品质量、降低制造成本的核心装备，重视新型低成本制造工艺及其配套技术的开发，深化发展新材料的智能化制造技术。建设材料设计与极端条件下性能预测研发平台，制定材料服役性能和全寿命成本指标体系，全面提升我国材料应用水平。建立新材料结构设计—制造—评价共享数据库，以下游应用为牵引构建与国际接轨又具我国特色的材料标准体系。从战略高度重视和研究新材料产业的知识产权体系，加强知识产权保护，鼓励新材料研发中的原始创新与集成创新[28]，逐步形成具有自主知识产权的材料牌号与体系，开展协同应用试点示范，搭建协同应用平台，推进新材料产业的结构调整和升级换代。
（四）加强人才培养，积极引进创新人才
实施创新人才发展战略，支持企业加强创新能力建设，不断加大新材料领域创新型人才的培养力度，吸收国外高水平的技术和管理人才，建立适合创新人才发展的激励和竞争机制。同时，鼓励新材料企业积极开展国际合作与交流，引进国外先进技术和管理经验，不断提升我国新材料企业管理水平。充分发挥行业协会、科研单位和大学的作用，共同建立新材料专家系统，加强新材料研发、生产和应用的直接沟通和交流。专家系统定期对国内外新材料研发和应用需求进行调研和评估，发挥思想库作用，就新材料发展和需要关注的重点问题提供咨询意见。
本文来源中国腐蚀与防护网
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