國內外新材料產業發展現狀與趨勢研究

聶尊譽+溫杜斌+趙安中+張十慶

摘 要：材料工業對國家制造業發展有著至關重要的影響，當前世界各國越來越重視國家對材料研發工作的組織和領導。歐美發達國家的針對新材料生產、研發創新出臺相應的政策。我國大型新材料企業有中國化工、中國中材、中國建材、中國鋼研等，及為各行業配套的科技型中小企業，如重材院、中航工業北京航材院、中船725所、航天703所等，同時還有一大批新興的民營企業。隨著我國即將出臺新材料“十三五規劃”政策，我國新材料產業將迎來新機遇。

關鍵詞：新材料產業；發展；現狀；趨勢

中圖分類號：F416.7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0227-04

Abstract：Industrial materials of national manufacturing industry development has a crucial influence， countries around the world attach great importance of industrial materials， developed countries in Europe and the United States of new materials production， R & D and innovation ability with each passing day. With the introduction of China's five new materials planning policy， China's new materials industry showing a good momentum of development， China's chemical industry， China National materials， China building materials， China Gangyan etc. large enterprises， and for supporting the industry of science and technology oriented small and medium-sized enterprises， such as Chongqing materials research institute ，AVIC Beijing BIAM， 725institute of china shipbuilding industry corporation， 703institute of china aerospace science and technology corporation， and a large number of emerging private enterprises.

Key words：advanced materials industry；develop；present situation；trend

新材料是指新出現或正在發展中的、具有傳統材料所不具有的優異性能的材料。主要包括特種金屬功能材料、高端金屬結構材料、先進高分子材料、新型無機非金屬材料、高性能復合材料、前沿新材料六大領域。新材料廣泛應用于信息、能源、交通、醫療等各個領域，其產業在發達國家已經成為一個具有技術和商業競爭力的支柱產業之一，產出在國民經濟中占有重要地位[1]。新材料本身就是一個大市場，而由它帶動而產生的新產品和新技術則是一個更大的市場。隨著我國“一帶一路”、“中國制造2015”政策出臺，這給我國新材料產業的發展又帶來了新的曙光和難得機遇。而發展新材料產業則已成為了世界各國競相搶占的國際經濟制高點[2]。

1 國外新材料產業概況與市場分析

美國、日本、歐洲（含俄羅斯）等發達國家一直是世界新材料的主導者。根據統計，2014年新材料技術產業在世界市場的銷售額預計超過10000億美元， 2014年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市場銷售額估計已達800億美元[3]；2014年半導體材料市場規模增長了3%，收入增長了10%，銷售額達443億美元，其中高溫超導電力設備的全球銷售額可達250-260億美元，到2020年，全球與超導相關的產業的產值可能達到1500億到2000億美元，其中高溫超導占60%；2010年全球釹鐵硼永磁材料的市場需求量達13.4萬噸，產值達80億美元，帶動相關產業產值700億美元。2014年全球生物醫用材料及制品的產值預計超過1000億美元，美國約為400億美元，是美國經濟中5種高技術關鍵新材料產業之一[4]。

根據各種數據顯示發達國家無論在新材料基礎研究、應用開發、生產制造、產品商品化等各方面都居世界領先地位。僅僅從企業形態來看，他們不僅有大型新材料跨國公司，也有眾多的中小型專業企業，還有許多大型裝備企業集團旗下設有專門從事新材料產業的分支企業，這些分支企業依靠母公司強大財力，研發制造的新型材料經常供本公司下游產品使用[5]。美國、日本、歐洲新材料企業的主要形態：一是以材料為主業的大型跨國公司，它們并且不斷地整合和重組，形成了在全球的產業鏈和經銷鏈。技術也主要被這些公司壟斷，如杜邦、道一康寧、巴斯夫、TDK、信越化學；二是隸屬于大型公司的分支企業，由于進一步融合了上下游，新產品層出不窮；三是專業小型新材料公司，以低成本、綠色化、低碳環保為主要特點，如瑞士美泰樂公司、俄羅斯超合金公司等[6]。這些發達國家的新材料企業起步早，已具有規模大，企業研發能力強，產業鏈發達優勢，在全球市場中占比重大。

1.1 美國

（1）通用電氣公司GE公司曾擁有GR塑料公司和GE硅氧烷及GE公司石英等新材料業務。公司的PPO和聚醚酰亞胺（PEI）產量穩居全球第一，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）樹脂和聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的產量也排世界前三名。GE公司新材料年銷售額為80億美元。GE高新材料集團的業務包括有機硅產品、硅烷、密封劑、聚氨酯和黏合劑以及高熔凝石英和陶瓷材料。GE航空于2013年11月14日開工建設全新先進復合材料工廠，負責制造的CMC部件是高壓渦輪外環，該部件將用在LEAP發動機上。該廠是世界首家批產航空發動機用陶瓷基復合材料（CMC）的工廠。（2）杜邦公司（DUPONT）：杜邦是以材料為主業的大型跨國公司，投資遍布世界各地。杜邦是世界最大的電子材料供應商之一，為平板顯示器、半導體制造、半導體封裝、電路及光伏行業提供材料解決方案。在中國多個地方建立了新材料企業，生產電子材料、鈦白粉、樹脂、生物材料等。杜邦公司2013年銷售收入364.75億美元，世界500強排名320名。（3）美國道-康寧公司（Dow Corning）：硅基技術及創新領域的全球領導者，是康寧玻璃公司（現康寧公司）和陶氏化學公司合資而成，各占一半公司股份。目前公司為全球25000家客戶提供增強性能的解決方案，并提供7000多種產品和服務，用以提高幾乎所有工業領域內數千種應用的性能。康寧在中國的投資額已超過30億美元，擁有8個生產工廠并擁有3000多名員工。

1.2 日本

日本的新材料企業普遍規模較大，大部分是從傳統材料企業過渡到新材料的，但仍以材料為主業。（1）新日鐵住金公司：新日本制鐵公司是日本最大的鋼鐵公司，也是世界大型鋼鐵公司之一。公司的產品包括：圓鋼、合金鋼、不銹鋼、各種鋼管、冷/熱軋鋼板、化學制品、煉鐵用成套設備，各種產業機械等。2012年10月1日，新日本制鐵株式會社與住友金屬工業株式會社合并，成立了新日鐵住金株式會社。新日鐵住金2013年銷售550億美元，世界排名184名。（2）TDK公司：TDK公司成立于1935年，是一家以生產鐵氧體材料、陶瓷材料、磁性材料、電子元件和錄音/像產品的跨國公司。2013年銷售收入約75億美元。TDK的核心技術有：半導體加工技術、薄膜成型加工技術、粉末控制加工技術。（3）信越化學公司：高科技材料的超級供應商，世界最大的晶圓制造企業、世界最大聚氯乙烯制造企業，它的重要產品還包括人造石英、有機硅、纖維素衍生產品。2010年，該公司在中國設立信越（江蘇）光棒有限公司。

1.3 歐洲

（1）巴斯夫公司。巴斯夫公司是世界著名的化工材料跨國企業，2013年營業收入為982億美元。名列世界500大企業第75位。塑料和纖維是其重要支柱之一。巴斯夫是世界最主要的塑料制造商之一，在這個領域內有許多突破性的創新。巴斯夫最大強項之一是能夠根據客戶的需求調整產品的性質。特別是在耐用性、質量、阻燃性方面可滿足客戶的所有需求。該公司還開發出了生物降解塑料。巴斯夫最著名的產品是聚苯乙烯，巴斯夫的這種材料在世界上一直處于領先地位。這種材料廣泛用于計算機包裝，監視器和打印機。

（2）圣戈班公司。圣戈班公司是一家位于法國的跨國企業，以材料的制造、加工、銷售為主業，2013年銷售收入為558億美元，名列財富500強企業第180位。圣戈班是實用材料的設計、生產及銷售的世界領先集團。生產銷售的材料包括汽車和建筑玻璃，玻璃瓶，管道系統，砂漿，石膏，耐火陶瓷以及晶體。集團由五大業務部組成：平板玻璃、玻璃包裝、建筑產品、建材分銷和高功能材料。

（3）摩根公司。摩根公司是英國一家中型公司，以碳材料和陶瓷材料為主要產品。2001年銷售收入10.51億英鎊。在全世界40個國家開展業務，產品有五大系列：磁性材料、電碳材料、工程碳材料、技術陶瓷和絕緣陶瓷。摩根公司的核心競爭力包括四個部分：出色的應用工程技術、先進的材料科技、持續高質量的制造工藝、全球管理能力。該公司具有非常的均衡產品組合并且能利用現有產品產生的利潤投入新市場、新領域的開拓。例如通信領域、醫用材料領域、替代能源領域。摩根公司正在努力研發燃料電池用材料。

（4）美泰樂公司。美泰樂科技為全球最著名的貴重金屬及相關產品的供應商之一。業務主力是貴金屬及相關的物料。美泰樂屬下五個部門涉及不同的市場：精煉部主力于貴金屬提煉及錠的生產；化工部主力于電子應用及裝飾性工業；鐘表部主力于鐘表部件，同時亦包括珠寶首飾和其他奢侈產品；牙科部；而接觸件部則主力于電器接觸件市場。蘇州工業園區成立了該公司第一個亞洲生產基地。

（5）德國漢高公司（Henkel）。世界第一大膠粘劑和密封膠生產商，世界500強，有330多家分支機構分布在全球60多個國家和地區。目前漢高集團在全球生產的產品多達1萬余種，其中粘合劑方面超過3000種，粘合劑技術部有五個子業務部，分別為：通用工業、民用粘合劑、工業粘合劑、汽車業務、金屬工業及航天業務。全球員工人數約50000人。中國市場是漢高全球市場的重要組成部分，亞太區業績中超過三分之一的銷售額得益于中國（包括中國香港）的市場發展。

（6）德國瓦克公司（WACKER）。歐洲第一家有機硅生產商，2010年全球銷售額達47.5億歐元，年增幅率達到了50%。全球員工人數約15600人。其有機硅銷售額在全球位居第三，年均銷售額 10億歐元左右，在中國上海、江蘇張家港建有研發中心和工廠。每年將年度銷售額的6%的資金投入到新產品的研究開發，在全球半導體技術、有機硅化學、聚合物和精細化學品及多晶硅等領域具有絕對的技術優勢。

1.4 國外新材料產業發展趨勢及計劃

1.4.1 美國發布《材料基因組戰略規劃》[7]

美國提出再工業化或復興制造業，他們的制造業多半是基于高新技術支撐的先進制造業。而先進制造離不開先進材料的支持，2014年美國發布了《材料基因組戰略規劃》，預計該規劃的執行時間在2015年-2018年之間。在資金投入方面，美國聯邦政府已投入了2.5億美元用于基礎設施研發和創新。該規劃公布了9大材料類別研究領域下的63個重點方向，其中樹脂基復合材料、關聯材料、電子和光子材料、儲能材料以及輕質結構材料這5類材料涉及到的37個重點方向對國家安全影響重大。

1.4.2 俄羅斯公布《2030年前材料與技術發展戰略》細節[2]

該戰略預期執行時間為2014年-2030年。從2014年開始實施，5年內總撥款規模約為500億盧布。主要涵蓋18個戰略發展方向，包括智能材料、金屬間材料、高溫金屬材料、聚合物材料、納米結構復合材料和涂層等等，戰略本身將附帶10個主要計劃。在18個戰略發展方向中約80%的方向與發動機研制和現代化有關，主要有以下5個方面：單晶耐高溫合金發動機葉片、自組織納米復合材料涂層、高梯度定向結晶技術、真空熔煉技術、發動機材料與國際標準接軌。

1.4.3 歐盟發布石墨烯旗艦計劃首份招標公告和科技路線圖

石墨烯旗艦計劃預期執行時間是2013年-2020年期間。資金投入方面分兩個階段進行，初始階段（2013年10月1日-2016年3月31日）共資助5400萬歐元；穩定階段（2016年4月開始）預計每年資助5000萬歐元。2014年2月初該計劃發布了首份招標公告和科技路線圖，介紹了擬資助的研究課題和支持課題，以及根據領域劃分的工作任務，每項課題都涉及多項工作任務。主要包括3個重點方向：新興傳感技術與生物學的融合、面向射頻應用的無源組件、高頻電子學。

1.4.4 歐盟制定 “歐洲冶金計劃”

“歐洲冶金計劃”預期執行時間是2014-2020年期間。預計該計劃總經費投入10億歐元。2014年9月9日歐洲空間局聯合一些知名研究機構和超過180家歐洲公司，啟動名為“歐洲冶金”計劃的研究，旨在發展21世紀新型金屬及其制造技術，參與該計劃的大型公司有：空客、羅羅、西門子、BAE系統公司等。該計劃將圍繞13個主題開展，包括用于空間和核系統的新型耐熱合金、基于超導合金的高效電源線、可將廢熱轉化為電的熱電材料、生產塑料和藥物的新型催化劑、用于醫療移植的生物相容性金屬，以及高強度的磁系統等。

1.4.5 日本最大碳纖維供應商東麗公司制定中遠期碳纖維“計劃AP-G 2016”

“計劃AP-G 2016”預期執行時間是2014-2017年期間。從2014年開始，三年內投資1800億日元用于技術開，另外投資4000億日元用于資產建設。2014年2月，東麗公司宣布該計劃，作為正在進行的“AP-G 2013計劃”的延續。該計劃旨在通過“創新和激進的管理”實現業務快速增長。東麗公司將在“項目AP-G 2013”的基礎上擴大業務增長的支柱業務領域和地區和增強競爭力，利用其綜合優勢，實現綠色創新的業務擴展（GR）計劃、亞洲和新興國家的業務擴展（AE）計劃，和總成本降低（TC-II）計劃。

1.4.6 德國工業4.0[8]

為確保德國制造業的未來，德國提出具實施戰略主動權的第4代工業模式（RecommendationsforImplementing the Strategic Initiative Industries 4.0）。目前，已將物聯網和互聯網服務引入生產環節。可以預見不就的將來，企業將建立涵蓋機械、倉儲系統及生產設施在內的全球信息物理系統（Cyber-Physical Systems，CPS）。這些信息將包括智能機械設備、倉儲系統和生產線，它能夠獨立自動地交換信息、彼此獨立地控制生產設施。有利于參與制造、加工、材料使用以及供應鏈和生命周期管理的工業流程。

2 國內新材料產業概況與重點企業分布

2.1 國內新材料產業概況

經過幾十年奮斗，我國新材料產業從無到有，不斷發展壯大，在體系建設、產業規模、技術進步等方面取得明顯成就，為國民經濟和國防建設做出了重大貢獻，具備了良好發展基礎。目前已經有40多個城市形成了不同規模的新材料產業集聚區。中國現已經批準設立的國家級新材料產業基地有129個（7個高技術產業基地、32個新型工業化示范基地和90個高新技術產業化基地），這些基地分布廣泛、特色鮮明，已初步呈現出集群化分布特征，形成“東部沿海聚集，中西部特色發展”的空間布局。廣州、天津、青島等地已逐漸發展成為化工新材料產業基地；甘肅金昌、湖南長株潭、陜西寶雞、重慶及山西太原等內陸地區依托資源優勢成為航空航天材料、儀表材料、能源材料及重大裝備材料的主要基地[9]；大連、福州、廈門等在光電新材料以及電子信息材料領域具有較強優勢；江蘇徐州、河南洛陽、江蘇連云港、四川樂山等地硅材料產業也呈現出良好的發展態勢[10]。

新材料產業規模不斷壯大。自2010年以來，中國新材料產業規模一直保持穩步增長，由2010年的6500億元增長至2014年的1.6萬億元左右，年均增速保持在25%左右。其分布詳如圖1和圖2所示。

其中，稀土功能材料、先進儲能材料、光伏材料、有機硅、超硬材料、特種不銹鋼、玻璃纖維及其復合材料等產能居世界前列。部分關鍵技術取得重大突破。我國自主開發的鉭鈮鈹合金、非晶合金、高磁感取向硅鋼、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）、超硬材料、間位芳綸和超導材料等生產技術已達到或接近國際水平。新材料品種不斷增加，高端金屬結構材料、新型無機非金屬材料和高性能復合材料保障能力明顯增強，先進高分子材料和特種金屬功能材料自給水平逐步提高。我國新材料產業僅有10%左右的領域為國際領先水平，60%～70%領域處于追趕狀態，還有20%～30%的領域與國際水平存在相當大的差距，中國新材料產業的研發水平比發達國家落后5年，不過這種差距正在逐步縮小。但是，我國新材料產業總體發展水平仍與發達國家有較大差距，產業發展面臨一些亟待解決的問題，主要表現在：新材料自主開發能力較薄弱，大型材料企業創新動力不強，關鍵新材料保障能力不足；產學研用未形成協調一致，產業鏈條短，新材料推廣應用困難，產業發展模式不完善；新材料產業正處于統籌規劃和政策引導階段，研發投入還未見明顯成效，基礎管理工作較薄弱。

2.2 國內新材料產業重點企業

建國60多年來，我國已建立完整的工業體系。經過幾番變遷，我國新材料領域已擁有一批大型中央企業和一大批科技型中小企業。包括大型新材料企業（集團），如中國化工、中國中材、中國建材、中國鋼研等；以及為各行業配套的科技型中小企業，如重慶材料研究院、中航工業北京航材院、中船725所、航天703所等，同時還有一大批新興的民營企業。部分企業概況如下：

（1）中國化工集團公司。中國化工是我國最大的基礎化學制造企業。2013年世界500強企業276位。其下屬中國藍星（集團）總公司是以化工新材料和特種化學品為主業，總資產300多億元，年銷售額300多億元。藍星集團有機硅單體、PVC糊樹脂生產規模居全球第三，蛋氨酸產品生產規模和市場份額均居全球第二位。藍星擁有中國最大的雙酚A裝置和亞洲唯一的連續酯交換法PBT工程塑料生產裝置，工業硅、鈦白粉、鉻酸酐、環氧樹脂、彩色顯影劑等產品占國內市場主導地位，苯酚、丙酮生產技術居國內領先水平，是中國唯一的離子膜電解槽設備制造商。

（2）中國中材集團有限公司。中材集團是我國唯一在非金屬材料業擁有系列核心技術和完整創新體系的，集科研、設計、制造、工程建設、國際貿易于一體的創新型、價值型、國際型企業集團。擁有“三大主導產業”--非金屬材料制造業、非金屬材料技術裝備與工程業、非金屬礦業。2013年中材集團資產規模1115.8億元，營業收入737.1億元，列中國企業500強178位。

（3）中國鋼研科技集團有限公司。中國鋼研是我國金屬新材料研發基地、冶金行業重大關鍵與共性技術的創新基地、國家冶金分析測試技術的權威機構。中國鋼研相繼建立了北京中關村永豐、豐臺、昌平、空港產業基地；河北涿州新材料產業園、石家莊產業基地；在天津、上海、山東、廣東、吉林、四川等地也建設了研發和產業化基地。實施了包括非晶材料、藥芯焊絲材料、高溫合金材料、難熔合金材料、高品質金剛石鋸片材料、高速工具鋼材料、稀土磁性材料、高品質特殊鋼材料、冶金電氣自動化設備生產線、等靜壓加工和設備制造中心等產業化項目，為我國新材料產業、冶金工藝工程產業、工業電氣自動化、分析測試產業的發展做出重要貢獻。

（4）北京有色金屬研究總院。有研總院是我國有色金屬行業規模最大的綜合性研究開發機構。其組建了若干高技術產業化公司，并在微電子材料、光電子材料、稀土材料、有色金屬粉末、特種有色金屬加工材料、新能源材料、高端冶金裝備等方面形成了產業集群。有研新材料股份有限公司是其下屬上市公司，主要從事半導體硅材料、高純/超高純稀土材料、光電材料和貴金屬材料等新材料的研發與生產，是我國有色金屬新材料行業的骨干企業。

（5）北京礦冶研究總院。礦冶總院是中國以有色金屬采礦、選礦、冶金為主的綜合性研究單位，兼搞黑色、稀有和貴金屬的研究。該院從事金屬、合金、陶瓷、復合涂層材料，粉體材料與制品、材料表面工程技術的研究開發及產業化。擁有合金粉末、陶瓷粉末、復合粉末、熱噴涂制品加工及鋁合金添加劑等多條專業化生產線，年產四大類1000多噸新材料產品，并提供高性能涂層材料及成套工藝技術服務。致力于電池材料和電子陶瓷粉體材料的研究開發，主要產品為鈷酸鋰、錳酸鋰、草酸鈷、氧化鈷、氧化鉍、氧化硅、氧化銻和碳酸錳等。

3 結語

目前，全球新材料產業發展迅猛，深刻地影響著各國經濟、文化等諸多方面。從新材料領域的產業化程度分析，我國在新材料領域與發達國家還存在較大差距，尤其表現在高技術成果未能迅速有效地實現產業化、商品化的環節上[11]。而新材料開發具有風險性和長期性的特點，國家仍將是主要的支持者和投資者，發達國家都把先進材料的研發列入國家預算，并紛紛研究和制定相關的重大發展規劃，從戰略高度認識、關注和優先支持新材料產業發展材料。綜合上述，列出以下幾點建議：一是要順應宏觀引導，強化政策支持突破新材料工程化、產業化的技術瓶頸；二是積極發揮重大項目帶動作用，凝聚上下游產業鏈；三是重點凝聚產業高端人才，強化人才梯隊建設[12]；四是促使新材料大規模應用，構建我國新材料技術標準體系；五是快速與國際產業水平接軌，同時加強材料科學的基礎研究和技術創新[13]；六是吸引多方投資，利用現代信息網絡拓展產銷鏈，以信息化促工業化發展。

參考文獻

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