上海稀土產業高質量發展設想

吳建思, 崔中倪

(上海市稀土協會,上海 200234)

0 引 言

上海是我國稀土工業的發源地和稀土材料開發應用的領頭羊,更是我國稀土高端產品應用和生產的前沿陣地.目前我國稀土延伸產業鏈的分布情況大致按上游、中游和下游劃分,主要是以稀土功能材料為主.一般情況是稀土功能材料、器件、總成、系統、組裝復合得到終端產品.

稀土功能材料是國內稀土開發的瓶頸,也是下游應用的關鍵材料,絕大部分來自國外,國內無市場銷售,少量的稀土功能材料僅滿足自給自足.該材料絕大部分都來自于進口,制約了稀土高端產業的自主研發和市場發展.加強對稀土功能材料的重點研究,使之突破瓶頸,將為下游稀土產業高質量發展奠定基礎.

1 上海稀土行業現狀和運行情況

上海稀土產業正在實現由高速發展向高質量發展的轉變,在創新驅動發展的要求下,其研發和應用將實現跨越式發展.堅持結構調整與發展增量并舉,深度開發與促進應用并舉,搶占技術高端與加快產業化并舉;面向世界、著眼未來;挖掘新潛力,培育新動能,使產品成為同類產品的領跑者.追求高質量發展,加快全面提升稀土產業的能級和核心競爭力,打造上海制造品牌,助推我國新材料產業的發展,提高稀土產業經濟密度和投入產出效率[1].

1.1 空間布局

上海稀土產業主要以稀土功能材料及其器件的應用為主,據不完全統計,上海稀土應用企業主要分布在嘉定、松江、寶山、金山、浦東5個區,唯一掛牌的“上海市稀土材料產業化基地”在嘉定區.上海稀土產業結構的行政區域分布如表1所示.

表1 上海稀土產業結構的行政區域分布

上海的稀土產業應用及服務類單位共有兩百余家,其中,規模以上企業61家,高等院校11所(含19個學院),研究院所11家,磁性材料及其應用企業24家,發光材料及其應用企業42家,催化材料及其應用企業9家(包括3家世界500強的外商獨資企業),儲氫材料及其應用企業4家,其他稀土功能材料及其應用企業40家,稀土貿易企業121家,稀土服務組織3家,政府機構1家(上海市稀土協會).另外,還有一個稀土信息網和微信公眾號.

1.2 產業布局

上海是我國稀土延伸產業鏈的發源地,也是我國稀土延伸產業鏈科研、應用和生產的前沿陣地.主要應用包括節能環保、新興信息產業、生物產業、新能源、新能源汽車、高端裝備制造業和新材料等產業領域.

高端的先進制造業和軍工、航天航空等頂尖終端產品,均離不開新材料,新材料的性能提升離不開關鍵技術和核心材料的支撐,如當代信息化離不開芯片,而芯片的制造依賴于稀土元素[2].

目前上海稀土延伸產業鏈主要是以稀土功能材料為主,體現在稀土磁性材料、稀土催化材料、稀土發光材料、稀土拋光材料、稀土陶瓷材料、稀土光電材料、稀土合金材料和其他稀土功能材料,產品細分如下:

1) 稀土磁性材料:電動工具、計算機、手機(音響、鏡頭變焦、振動)、醫療器械(核磁共振、斷層掃描)、機器人、無人機、超導(超導合金釹、超導化合物鑭)、磁懸浮、風力發電、電控裝備、儀器儀表、汽車(電機、儀表、傳感器、音響、天線、ABS)、航天航空、船舶、軍工(釤鈷合金)等.

在一輛汽車中,至少有28個部件用到稀土磁性材料和稀土鐠釹鋱鏑元素,涉及的部件包括:電動窗簾電機、電動天窗電機、座椅電機、EPS傳感器、組合式液體泵、冷媒制冷泵、車載空調調節件、ABS電機、空調電機、測速儀步進電機、導航用硬盤和DVD電機、EPS助力轉向傳感器、發動機節氣門傳感器、車載儀表盤指針驅動馬達、節氣門控制件、雨刷電機、前燈馬達控制、電源天線、電窗調節器電機、倒車鏡電機、一體式液體泵、冷凝散熱風扇電機、怠速控制電機、混合動力車用驅動電機與發電機、后備箱驅動馬達、汽車音響、油門踏板位置傳感器、遠光燈自動感應位置傳感器等.

2) 稀土催化材料:移動源尾氣、固定源廢氣、石油裂化催化等,如表2所示.

3) 稀土發光材料:照明、顯示、能源領域、生物監測等,如表3所示.

表2 稀土催化材料的應用

表3 稀土發光材料的應用

4) 稀土拋光材料:建材表面處理、工藝美術品表面處理、電子信息產品、光學元器件表面處理等,如表4所示.

5) 稀土陶瓷材料:結構陶瓷、功能陶瓷等,如表5所示.稀土及稀土氧化物可作為添加物來改進陶瓷材料的燒結性、致密性、顯微結構和晶相組成等,極大程度上改善了陶瓷材料的力學、電學、光學或熱學上的性能,以滿足不同場合下的性能要求.

表4 稀土拋光材料的應用

表5 稀土陶瓷材料的應用

6) 稀土光電材料:光學材料、晶體材料等,如表6所示.

表6 稀土光電材料的應用

7) 稀土合金材料:稀土鋁合金、稀土鎂合金、稀土鈦合金、稀土合金鋼、儲氫合金、納米合金復合材料等,如表7所示.

表7 稀土合金材料的應用

8) 其他稀土功能材料:新能源、涂料、染料、合成橡膠、核工業、集成電路等,如表8所示[3].

表8 其他稀土功能材料的應用

1.3 產業規模

2017—2019年(上半年)與稀土有關規模以上企業統計數據,如表9所示.2017年工業總產值比2016年增長了8.1%;2018年工業總產值比2017年下降了2.6%,利潤總額比2017年度下降27.4%;2019年上半年,規模以上企業工業總產值226.79億元,比2018年下降15.4%,主營業務收入238.11億元,利潤總額10.31億元,較上年度下降45.7%,平均用工人數24 430人,企業占地面積5 984 536 m2,單位面積(m2)產值3 789.6元.

表9 2017—2019年(上半年)與稀土有關規模以上企業統計數據表(市統計局提供)

稀土功能材料是新材料制造的重要依托和在尖端國防技術開發中不可或缺的資源.如將稀土延伸產業鏈作統計的話,幾十億價格的稀土原料,將形成千億級以上的產業規模.

2 產業運行特征

1) 始終保持優勢產業基礎,推動傳統優勢領域,如稀土永磁、稀土催化、稀土光電等在技術和工藝上多年來都處于全國領先地位的優勢產業保持持續增長.

2) 不斷創新,開發稀土功能材料新的應用器件,向更廣泛的領域延伸,推動一批稀土新材料在新興產業,如新能源汽車、大飛機、航空航天、集成電路、生物醫藥、工業機器人等領域的應用研究.

3) 發揮高等院所在稀土材料研發上的優勢,儲備前沿新技術,積極推進一批具有前瞻性的項目,為稀土深加工應用提供技術支撐.

4) 順應市場的變化,將產業結構調整進行轉型升級,提升技術能級.

5) 積極推進與全國其他稀土資源地區在開發與應用、終端產品與市場中的聯合.

6) 2018年稀土原料消耗約5 000 t,折合人民幣約9億元,撬動稀土應用產業工業總產值539億元.

3 產業優勢

上海稀土產業的優勢主要體現在8個方面:

1) 相對齊全的要素市場(金融屬性);

2) 國內一流的城區基礎設施體系;

3) 梯度有序的特色功能產業應用布局;

4) 獨特的高端人才集聚優勢;

5) 貿易市場集聚優勢;

6) 全方位國際競爭優勢;

7) 擁有稀土高端應用市場信息集聚優勢;

8) 求真務實的營商環境優勢.

4 新產品、新技術、新應用的情況

2019年,根據上海市新興產業發展的要求和“十四五規劃”,上海稀土產業主要推動12個重點應用方向和10個潛在發展方向.12個重點應用方向如表10所示.

表10 上海稀土產業12個重點應用方向

10個潛在發展方向是以中科院上海硅酸鹽研究所為領頭羊的企業,包括:稀土在高熱導氮化硅陶瓷材料、稀土介質陶瓷在軍民融合方向上的應用及前景;稀土摻雜電容器介質材料、稀土氧化物在透明陶瓷領域的應用;稀土氧化物閃爍晶體材料;稀土摻雜氟化鋇和碘化鍶閃爍晶體材料;稀土硼酸氧鈣激光與變頻晶體材料;稀土摻雜弛豫鐵電單晶材料;稀土鹵化物閃爍晶體材料;稀土摻雜氟化物晶體材料材料.

5 行業政策環境和市場環境變化的分析及解讀

中華人民共和國工業和信息化部、上海市經濟與信息化委員會陸續推出國家新材料保險政策[4]、上海新材料首批次及工業強基關鍵基礎材料研發等政策措施[5],優化產業發展環境,支持新材料四大技術平臺建設,強化新材料成果轉化能力,構建產業鏈對接平臺和工博會新材料展兩大服務平臺,加強產業對接服務.這些政策都有利于企業的發展,加快產品的更新換代.

現在深受市場喜愛和青睞的智能高端裝備、5G通信及高尖端產品光彩奪目,其背后離不開先進材料的集成化.先進材料性能的提升和關鍵核心部件的研發,無論在材料上還是在加工工藝的助劑上,都離不開稀土功能材料和稀土結構材料強有力的支撐.前者是爭奪眼球的亮麗產品,后者是看不見摸不著的高科技.為當好改革開放的排頭兵,創新發展的先行者,上海只有完善包容普惠的發展理念和創新模式,才能讓發展更加平衡,讓發展機會更加均等.

目前上海稀土產業的市場環境發生了變化,環保的監管力度加大,增加了企業的負擔,不利于材料企業的生存,迫使企業向外省市轉移.投資環境也不利于實體經濟的發展,材料企業與終端企業的營商環境不統一,造成新材料實體企業生存壓力巨大.

6 面臨的機遇、挑戰和建議

6.1 面臨的機遇

從長遠來看,上海稀土產業面臨前所未有的發展機遇包括:轉變發展方式,調整產業結構,助推稀土行業供給側改革等.上海推進新材料高新技術產業化,對稀土材料開發應用提出更高的要求,需要稀土產業有更大作為.一方面,隨著產業地位的提升,稀土產業將迎來黃金發展期;另一方面,市場需求旺盛,為產業發展提供廣闊空間.預計到2020年世界稀土需求量(稀土氧化物)約為3×105t,年均增長5%～6%;國內需求量約為1.5×105t.永磁電機、汽車催化、發光顯示、激光光纖、金屬結構材料、集成電路耗材和新能源材料等新型稀土功能材料的應用領域將不斷擴大.

6.2 面臨的挑戰

未來上海稀土產業同樣面臨由中低端向中高端轉變的嚴峻挑戰.由于開發應用研究投入不足、跟蹤仿制多、獨立創新少的狀況在短期內很難得到徹底改變,發達國家則會繼續利用其在稀土高新技術領域的突出優勢,通過知識產權和技術貿易壁壘等手段遏制我國稀土應用產業的發展,競爭趨于激烈,是未來需要重點突破的關鍵問題.也希望營商環境的政策更接地氣,有利于新材料企業的生存和發展.

6.3 政策與建議

1) 加大對稀土功能材料研發及產業化的支持力度.建議設立稀土功能材料開發和應用專項資金,推動產業鏈、創新鏈、資金鏈深度融合,對特種市場和一般市場應有不同的政策指導,確保科研機構的研發項目成果有效轉化和創新型企業產品加快產業化進程.

2) 成立上海稀土交易中心.稀土是全球不可或缺的資源,建議成立上海稀土交易中心,立足上海,輻射全國,服務全球,使之成為稀土價格指數的風向標,以人民幣為結算方式,擁有全球稀土產品的定價權和話語權,有利于市場環境的整治.

7 結 語

上海是我國稀土延伸產業鏈的發源地,今日上海稀土實現由高速發展向高質量發展的轉變.空間布局主要以稀土功能材料及其器件的應用為依據,2018年全年規模以上企業工業總產值539.16億元,產業運行平穩,產業優勢明顯,新產品、新技術、新應用層數不窮,未來通過國家和上海市有關政策的支持,可以最終實現高質量發展,成為我國新材料產業發展的引擎,提供關鍵核心部件的支撐,同時通過本研究也可為政府部門提供決策依據.