初小葵 顧畔 劉海馨
摘 要:新材料是新近發展或正在發展的具有優異性能的結構材料和有特殊性質的功能材料。遼寧是全國重要原材料基地,發展無機非金屬新材料是當務之急,本文分析了遼寧無機非金屬新材料產業現狀及存在的問題,并提出相應的對策建議。
關鍵詞: 遼寧;無機非金屬新材料產業;發展建議
1 前 言
在當前新一輪產業升級和科技革命大背景下,新材料產業必將成為未來技術產業發展的基石和先導,對全球經濟、科技、環境等各領域發展產生深刻的影響。無機非金屬材料是重要的基礎原材料工業之一,歷經多年發展,取得了長足的進步,成就輝煌。但在當前,傳統的無機非金屬材料產業如玻璃、陶瓷、水泥行業,已經產能嚴重過剩,去產能、補短板、綠色發展是結構調整和轉型升級的行業主旋律[1]。新材料的創新發展將是帶動產業提升的新動力。
2 國內無機非金屬新材料領域產業發展總體情況
新材料是支撐戰略性新興產業和重大工程不可或缺的物質基礎。總體上看,我國無機非金屬新材料經過多年的發展取得了巨大進步,一批關鍵基礎材料的核心技術取得突破,材料自給水平逐步提高,顯著提高了我國在相關領域的核心競爭力。產業規模日益擴大,區域發展逐漸形成,為國民經濟發展和國防工業建設提供了有力支撐。
例如,低環境負荷型水泥產業化關鍵技術的突破,推動了產業結構優化[2]。
達到國際先進水平的泰山玻纖年產16萬噸高性能玻璃纖維智能制造項目建成投產;中復神鷹千噸級高強碳纖維投產,部分指標超過國外T800水平[3]。
大直徑硅材料在缺陷、幾何參數、顆粒、雜質控制技術等方面不斷完善,300mm硅材料可滿足45nm技術節點的集成電路要求,此外還研制了無位錯450mm硅單晶材料。人工晶體材料經過多年的發展,偏硼酸鋇(BBO)和三硼酸鋰(LBO)等紫外非線性光學晶體研究居國際領先水平并實現了商品化,氟代硼鈹酸鉀(KBBF)是國際上唯一可實用的深紫外非線性光學晶體,并在我國首先成功裝備先進的科學儀器,Nd:YAG、Nd:GGG和Nd:YVO4等激光晶體主要技術指標達到國際先進水平,實現了千瓦級全固態激光輸出[4]。
區域發展情況,如先進陶瓷產業,山東,江蘇,廣東三省的結構陶瓷集中度比較高,在產品和技術方面最具競爭力。廣東是功能陶瓷與精密結構陶瓷的強省。山東是氧化鋁、碳化硅等結構陶瓷生產大省。江蘇在化工用結構陶瓷部件、尾氣凈化用蜂窩陶瓷、防彈陶瓷、環保陶瓷等領域具有優勢,是精密陶瓷環保陶瓷生產大省。
3 遼寧省無機非金屬新材料領域產業發展現狀
遼寧是全國重要原材料基地,產業基礎雄厚,“十四五”期間,牢固樹立“創新、協調、綠色、開放、共享”五大發展理念,圍繞改造升級“老字號”、深度開發“原字號”、培育壯大“新字號”三篇大文章,推動創新發展,全面落實創新驅動發展戰略,圍繞全省基礎原材料產業轉型升級和新材料戰略性新興產業的培育,將發展新材料作為建設國家新型原材料基地的突破口,提高新材料在原材料工業中的占比。以市場為導向,以創新為引領,大力發展新材料產業。
遼寧無機非金屬新材料研發和應用始于國防科技工業領域,經過不斷發展,在國民經濟和國防軍工各領域的應用不斷擴大,具備了一定的產業基礎,初步形成了包括研發、設計、生產和應用門類較為齊全的產業體系。產品覆蓋功能陶瓷、特種玻璃、半導體芯片、復合材料、玄武巖纖維及制品、玻璃纖維及制品等。
鞍山、營口等地區依托菱鎂資源優勢,發展高技術鎂質耐火材料、鎂質建筑材料和鎂質化工材料,丹東依托當地硼資源,研究開發具有國內領先水平的碳化硼、氮化硼產品,朝陽、阜新依托膨潤土資源,發展無機凝膠等高技術含量的膨潤土產品。
本溪地區依托石英砂資源優勢,大力發展Low-E玻璃、超薄超白玻璃、汽車玻璃等玻璃深加工產品。氧化鋯齒科材料及光通訊用氧化鋯陶瓷套管。
錦州地區重點發展半導體用石英元器件;光伏產業用石英原輔材料;光電通訊用石英新材料;光學行業用石英精密材料;特種領域應用、國防、航空航天用高品質人工晶體新材料及特種石英玻璃;高純合成石英材料。
大連重點發展結構陶瓷、功能陶瓷和高端玻璃。生產高Q值射頻微波多層片式瓷介電容器;通用型多層瓷介電容器;單層瓷介電容器;氮化硅陶瓷軸承球;氮化硅陶瓷閥芯;氮化硅陶瓷基板及氮化硅陶瓷結構件制品。
朝陽地區重點發展砷化鎵、鍺、磷化銦、銻化鎵、磷化銦、磷化鎵、銻化銦等半導體專用材料生產,發展高純鎵、高純鍺等相關超純元素生產,形成以上述國家戰略性新興產業重點產品及上下游配套產品為主的產業鏈。
4 遼寧省無機非金屬新材料產業存在的問題
雖然在無機非金屬新材料產業發展上取得了很多成就,但與發達地區相比,仍有較大差距。
4.1產業發展亟待升級
與產業基礎較好的發達省份相比,產業規模差距明顯,難以起到替代和帶動原材料工業結構調整的作用。
4.2自主創新能力有待提高
在創新能力方面,自主創新能力較弱,新產品開發速度滯后于產業發展的需求。企業作為創新主體參與創新研發少、跟蹤仿制多。
4.3政策保障機制不適應要求
一些改革措施和政策法規相對滯后,不適應省內新舊動能轉換、結構升級的要求,需要加強宏觀政策引導和統籌規劃,進一步營造有利于戰略性新興產業發展環境,促進戰略性新興產業持續健康發展,使其成為經濟發展的主動力。
4.4成果轉化少,技術支撐需要加強
科研成果在外地轉化居多,本地實現工程化、產業化項目少;新材料技術含量高、研發周期長,研發、生產和推廣應用需要投入大量資金,蘊含巨大風險,企業投資意愿不強。
5 發展建議
“十四五”期間,深入實施創新驅動發展戰略,面向科技前沿、面向國家重大需求,優化布局,加快推動省內無機非金屬材料產業高質量發展,推進產業基礎高級化、產業鏈現代化。實施以下游市場應用為導向,提升資源整合和集約利用,加快由低端原材料向先進材料產業轉型升級。建設一批新平臺,在重點領域關鍵核心技術取得突破,一批重大科技成果在遼寧落地轉化,產業向高端化、智能化、綠色化、服務化轉型升級,打造核心競爭力。
5.1培育做強骨干企業,提質增效
發揮企業技術創新主體作用,推動創新要素向企業集聚,支持企業提高技術能力,圍繞省內亟需突破的關鍵核心技術、共性技術,適應遼寧產業需求,優化配置優勢資源,努力攻克一批關鍵核心技術,加快形成若干戰略性技術和創新產品。
在先進陶瓷材料領域,支持省內一批先進陶瓷生產企業做大做強。重點發展碳化硅材料;電子陶瓷材料;氧化鋯、氧化鋁陶瓷結構件;氮化硅陶瓷基板;陶瓷濾波器;氮化硅結構陶瓷;高氮復合陶瓷、氮化鋁及硅酸鋁陶瓷材料及其制品;氮化硼陶瓷等陶瓷材料;鞏固在齒科用氧化鋯瓷塊材料,和技工端數字口腔設備、材料和服務提供商國內優勢地位,擴大國際市場份額,做好強鏈。
在先進玻璃及玻璃纖維領域,大力發展低輻射(Low-E)玻璃、真空節能玻璃,TCO導電玻璃,開展抗菌玻璃、自潔隔熱節能玻璃、納米復合功能玻璃生產。拓展市場,形成產業規模和競爭優勢,提高市場份額。
在先進半導體材料領域,發展刻蝕用單晶硅材料,8英寸半導體級硅單晶拋光片,填補國內空白,使產品達到國際先進水平,深耕刻蝕用硅材料領域,穩固行業領先地位,逐步完成半導體產業鏈全覆蓋。
5.2加強軍民融合,加快補短板
利用省內軍工材料產業基礎好的優勢,支持“軍轉民”“民參軍”,推動本省與央企、軍工企業交流合作,促進軍工技術落地轉化,鼓勵省內企業開辟軍品市場,促進軍民融合產業提升。
整合資源,聯合科研院所、高校及企業,協同創新,科研攻關,解決制約國防裝備發展的“卡脖子”短板,提升產業鏈現代化。重點發展軍民共用陶瓷新材料,促進新材料產業軍民融合發展。
5.3加強創新能力,培育新材料產業主體
構建一批各具特色、優勢互補、結構合理的戰略性新興產業增長引擎,聚焦新材料產業部署一批創新鏈,促進高新技術企業和技術型中小企業大幅增加,科技進步貢獻顯著提高,支持創新型中小微企業成長為創新重要發源地。
在先進陶瓷材料、先進玻璃及玻璃纖維、先進半導體材料,先進碳材料、新型能源材料、高性能纖維等領域:整合市場資源,加強產業鏈上下游企業和高校及科研院所之間的合作,通過加大行業內合作、自主研發團隊建設、外聘技術顧問等方式,提高企業創新能力,推動新材料發展。
5.4匯聚創新資源,建設高水平技術創新平臺
以推動產業創新驅動為目標,鼓勵企業牽頭組建創新聯合體,構建產學研用市場化利益聯結機制,加強共性技術平臺建設,加大科研成果轉化力度,推動產業鏈上中下游、大中小企業融通創新。利用遼寧省新材料產業聯盟,構建遼寧新材料產業創新發展的協同機制,搭建新材料產業多領域、多層級溝通融合的服務平臺。
5.5推動產學研用國際合作,提高國際化水平
主動融入全球創新網絡,在開放合作中提升自身科技創新能力。支持省內高校、科研院所、企業主動參與國際競爭與合作,鼓勵國外企業、高等院校和科研機構在我省設立新材料研究院,打造產業國際合作平臺。
6 結論
發展新材料作為實現原材料工業高質量發展的重要抓手,大力發展先進無機非金屬新材料,提高新材料在原材料工業的比重,成為原材料工業發展的新動能。持續推進創新驅動和綠色發展兩大戰略,加快推動省內無機非金屬材料產業高質量發展,推進產業基礎高級化、產業鏈現代化。為建設和實現東北老工業基地振興貢獻力量。
參考文獻:
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[4]屠海令,李騰飛,馬飛.我國關鍵基礎材料發展現狀及展望[J].中國工程科學,2017,19(3):125-135.