新材料產業的發展戰略

材料發展的戰略地位

材料作為社會生存與發展的物質基礎，其使用與發展一直是標志人類進步的里程碑。歷史上每次產業革命的成功都離不開新材料的開發，它是工業革命的先導，與能源、信息、生物技術構成了現代文明社會的四大支柱。進入21世紀，材料科學對于維護我國的國家安全和國際形象，可持續地發展我國的國民經濟，支撐我國國民經濟各領域的近、中、長遠期科技發展規劃，都呈現出比過去任何時期更加突出的現實意義和深遠的歷史意義。

材料科學和工程學的發展水平已成為衡量一個國家的綜合實力，衡量一個國家國防力量和經濟發展水平的最重要的指標之一。

新材料的最大特點是具有多樣性，每一種材料都有它的重要性。目前大約有50萬種。包括航空航天材料、能源材料、建筑材料、工程材料、結構材料、生物材料、復合材料、金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料、光電智能生態環境、單晶、液晶、雙晶、信息材料、非晶、準晶等。

從整個材料產業的實力看，我國在鋼鐵、有色金屬、水泥、玻璃、紡織品等傳統材料行業的生產能力進入世界前列，生產總量基本滿足國內需要，為普通材料世界生產大國。但是另一方面，我國制造業的落后，產品質量不高，最終都可以歸結為材料和加工工藝的問題。這方面的例子數不勝數。

正因為如此，也給中國材料產業的發展留有相當廣闊的空間。

材料領域中長期

及“十一五”科技發展規劃

“十一五”期間，新材料產業快速發展的外部環境和條件有利，產業進入起飛期。

經過分析，根據新材料在中國制造中的作用、中國制造產業對新材料表觀消費量、材料進口量占表觀消費量的百分比及需求增加率，我們確定了存在供需缺口的34種新材料：集熱制冷材料、電子化學品、新型高效添加劑、儲氫電池材料等。而且顯示出如下特征：隨著中國制造的快速發展，中國制造業對材料需求越來越大，對材料品種、質量和性能上要求越來越高，對新材料需求率基本在20%～30%，其它的達到70%以上；中國制造所需要新材料覆蓋了幾乎所有類別，而且響應速度非常快；從品種和數量上來講，中國制造所需材料基本能夠滿足國內要求；從質量和性能上講，一些高牌號、特殊性能的材料基本依靠進口，如工程塑料、合成橡膠、特種鋼等；所應用的新材料有一半以上依賴進口，如電子化學品、飼料添加劑、光存儲材料等高端產品；中國制造對于非常高端、處于研發、試用階段的新型材料也有很大需求，需求狀況幾乎與世界持平，如納米材料，壓電晶體材料等。

根據這種情況，我們也制定了材料領域中長期及“十一五”科技發展規劃。總的指導思想是：自主創新、重點跨域、支撐發展、引領未來。總體目標是：中國要從材料大國變為材料強國，建成我國材料科技和材料產業科學與技術創新體系，實現材料工業的可持續發展，為材料科技和材料產業的長遠發展奠定堅實的基礎。

什么是材料強國？有幾個顯著的標志：所生產材料的品牌、產量、專利和標準在國際上占有一定的地位；有能力做到有效利用本國資源，在一定時間內可以處理在材料生產及應用中所存在的各種問題；要有一批國際所承認的學術帶頭人（知名科學家和技術專家）活動于國際論壇。在國際材料科技期刊中占有一定地位，并為世界同行廣泛引用。

根據這樣的總體目標，確定的發展思路是：以先進制造技術，特別是綠色制造技術改造和提升基礎原材料產業，突出自主創新，大力發展高技術新材料，滿足國民經濟和國防建設中的重大材料需求問題。在改造和提升基礎原材料產業方面，開發高性能、低能源資源消耗和環境污染小的材料技術。在發展高技術新材料方面，大力開發納米材料、超導材料、電子信息材料等，獲取原創性成果。在解決國民經濟和國防建設重大需求方面，發展超級結構材料、新型能源材料、生物醫用材料、生態環境材料以及其它特種功能材料等。

重視循環經濟(4R)

對于材料產業，重視循環經濟，也就是怎么少用（Reduce）、再用（Reuse）、循環利用（Recycle）、再制造（Remanufacture）材料等方面的問題。基本框架是：開發綜合性能高、資源能源消耗少、環境負荷低的材料及工藝技術，滿足國民經濟發展和國防建設的需求，引領社會經濟的協調發展。比如：納米材料與器件、信息功能材料與器件、高效能源轉化與儲能材料、生物醫用與仿生材料、環境友好材料、重大工程用關鍵材料、基礎材料綠色制備性能優化、材料設計與制備技術等。

按照以下類別確定具體的實施方案及措施。對于原創性研發：鼓勵重點方向探索，如智能材料、納米材料與器件、光電子信息材料與器件、生物醫用材料、高效能源材料、環境友好材料等。對于再創新行動：重點是新一代可循環鋼鐵流程、新型平板顯示技術、農藥創制工程、碳纖維等。對于跨越行動：重點是激光顯示、半導體照明工程、大型反滲透海水淡化關鍵材料與工程示范、全氟離子膜、化工過程強化、軍工配套材料等。產業化行動：重點是多晶硅產業化關鍵技術、全固態激光器、綠色建筑材料等。對于西部新材料行動：發揮西部地區資源優勢，力爭改變我國資源型低端產品出口、高附加值產品進口局面。

此外，引導和支持若干重點領域形成產學研戰略聯盟：半導體照明、TFT-LCD等。落實對企業技術創新的引導和支持政策：積極引導企業參與戰略產業的原始創新和重點領域的集成創新，在重大項目上引導企業尤其是大型企業的參與，并積極發揮企業主導作用。加強企業研發機構和產業化基地建設：國家工程技術研究中心、企業技術研究中心、材料特色產業化基地。

國家的材料科學與技術布局

從材料科學基礎研究到材料概念延伸，再到材料與加工過程研發，再通過科技轉化到產品，及再到產品進一步發展，有各種各樣的計劃來支撐。基礎研究方面有基礎自然科學基金、973計劃，在攻關方面有863計劃，之后還有中小企業創新基金、科技支撐計劃、火炬計劃、和產業化示范工程來加以支撐。研發層次上大體上是分基礎和應用基礎研究，高技術研究，到工程化的開發，各層次緊密配合。

新材料領域在中長期計劃中大體占據怎樣的位置？中長期科學和技術規劃綱要的前沿技術里包括：納米材料與器件、智能材料與結構、高溫超導技術、高效能源材料技術。中長期科學和技術規劃綱要的優先主題里包括：1、可循環鋼鐵流程工藝與裝備。2、軍工配套關鍵材料及工程化。3、新型信息功能材料及器件。4、基礎原材料 5、高清晰度大屏幕平板顯示6、先進醫療設備與生物醫用材料7、流程工業綠色化與自動化8、環境友好型肥料、農藥創制和生態農業9、綜合治污廢棄物循環利用10、城市現代節能與綠色建筑11、綜合節水(工業節水)12、海水淡化。還有國家的重大技術專項：核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件、極大規模集成電路制造技術及成套工藝、新型寬帶無線移動通信、高檔數控機床與基礎制造技術大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站、大型油氣田及煤層氣開發、水體污染控制與治理、重大新藥創制、艾滋病和病毒性肝炎等重大傳染病防治、大型飛機、高分辨率對地觀測系統、載人航天與探月工程。幾乎每個重大專項都要投資幾百個億。

面臨的需求和挑戰

首先是傳統材料的改造與升級。比如產量占世界第一的鋼鐵、水泥、建材、化纖等。產量占世界第二的銅、聚烯烴等。

其次來自高新技術產業的發展。微電子、光電子、電器、汽車、生物醫用材料等的迅速發展。

再次來自國家重大工程的建設。包括三峽、西電東輸、西氣東輸、奧運、世博、核電、奔月、高速交通、國防裝備等。

第四，能源與節能減排的迫切需求。目前煤發電大量消耗煤資源， 石油50%依賴進口。降低能耗的要求很迫切。

第五，實現資源與環境的可持續發展。我國人均水資源居世界100位后， 水體50％存在污染；資源綜合利用率低于20%， 廢棄物年10億噸。生態現代化水平指數為42分，在118個國家中排第100位。急需這方面的處理材料。

材料的發展趨勢

材料的發展趨勢可歸結為：制備和使用過程綠色化，材料結構功能復合化，功能材料智能化，

材料與器件集成化。

（1）信息材料技術

微型化、多功能化、模塊集成化；信息載體由電子向光子發展，光通信、光傳感、光存儲、光轉換技術。

（2）結構材料技術

輕質、高強高韌、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、多功能化，低成本和環境友好；高性能、低成本、長壽命材料為發展重點，向材料設計——制造——評價一體化、結構功能一體化、智能化發展。

（3）特種功能材料技術

新型電池材料、稀土永磁材料、生態環境材料、生物醫用與仿生材料、超導材料。

（4）材料共性關鍵技術

納米技術實用化，材料智能化制備技術利用計算機技術，將材料及零部件設計、材料合成制備及組織性能的實時在線監測、控制融為一體。

“十一五”新材料領域總體布局

“十一五”新材料領域戰略設計的思想是：引領未來、重點跨越、支撐發展。

引領未來層面在科技部項目里主要表現為三項。現在主要為五個方面的專項：智能材料與先進制備技術，納米材料器件，高溫超導與高效能源材料，光電子信息與特種功能材料，超級結構材料。這都是引領未來方面我們應當主要做的工作。

重點跨越方面就是由若干個重大項目來組成的。比如半導體照明工程，這個是在“十五”期間抓起來的。比如最近奧運的開閉幕式中大量使用LED光源，像水立方大量采用半導體照明。這個工程目前做得還是比較好的。另外新型平板顯示技術，現在電視機用塑料做平板顯示的技術很顯著。第三個重大專項是國防關鍵材料，比如滿足高強度、高耐溫等軍工方面的需求。第四個就是關于碳纖維的關鍵技術，碳纖維以前主要是軍工單位使用，現在則大大地向民用領域擴展。面對我國未來多地震的狀況，希望每一家都能有一個碳纖維的桌子，可以抵擋四層樓塌下來的壓力。碳纖維的民用發展很快，很多電纜目前也是在使用碳纖維。除了碳纖維，其他纖維也是重點發展對象，比如高性能纖維、超高溫質量的聚乙烯纖維、玄武巖纖維等。艦艇如果使用聚乙烯纖維，至少可以多增加兩枚導彈的重量。總之，在高性能纖維方面是存在一個整體布局的，各種纖維都囊括在內。第五是激光器，可以取代電視機在超大墻面上放映，顏色顯示很好。這主要取決于晶體材料和激光技術方面的突破。還有化工反應過程的強化技術。怎么使化工反應過程更快更強，需要采取一系列的技術。還有高性能膜材料，主要用于海水淡化，比較適用于沿海城市。

在支撐發展層面上，內容較多。包括金屬材料、無機非金屬材料行業、有機高分子材料行業、化工和輕工行業、還有光電子行業。在支撐計劃的重大項目里包括：新一代的可循環鋼鐵流程工藝技術開發，大型反滲透海水淡化技術，半導體照明，農藥自主創新，全氟離子膜，建筑材料綠色制造，含有有毒有害原料的替代技術，先進鋁合金，高性能鎂合金，紡織品無水整體印染，新型可生物降解聚合物，光纖原材料的制備，工業用循環水利用技術等等。到目前為止，“十一五”在支撐計劃中已經投入22個億，863計劃投入27個億，僅這兩個計劃就已經超出“十五”期間18個億的投入。這還不是科技部支持材料行業發展計劃的全部。

在材料領域我們還有很多瓶頸問題，比如碳纖維，高功率發動機材料，關鍵原材料，單晶多晶硅材料，高性能功能塑料等領域，有的屬于技術長期不過關；有的能耗高，污染嚴重；有的產量遠遠滿足不了國內的需求，只好大量進口。因此需要產業界、金融界、科技界的共同努力。

由于中國材料發展較好，許多重要的國際材料企業紛紛開始在中國的戰略布局，同時中國的新材料的上市公司也在逐漸的增多，有實力的內陸企業也在并購境外的企業，與此同時，國內新材料產業基地不斷涌現，產業出現集群化的發展態勢。

（資料整理：楊麗 林雪峰）