新材料領域國家戰略科技力量發展研究

摘要：加強新材料領域國家戰略科技力量布局、提升創新體系效能是促進我國新材料科技與產業發展的重要途徑。在建設新材料創新體系的過程中，亟須推動各類創新主體之間形成良性互動，實現創新鏈與產業鏈的深度融合。該文分析了新材料領域國家戰略科技力量的發展現狀與存在的問題，并提出對策建議。

關鍵詞：國家戰略科技力量；科研機構；企業創新

*基金項目：中國工程科技發展戰略福建研究院項目“福建省先進碳材料產業鏈現代化研究”（編號：2023-FJ-ZD-5）。通訊作者：廉海強，E-mail：18514253969@163.com。

新材料是支撐制造業發展的物質基礎和“底盤”技術，其研發及產業化水平是衡量國家經濟社會發展、科技進步和國防實力的重要標志。新材料領域的國家實驗室、國家科研機構、高水平研究型大學、科技領軍企業等是國家戰略科技力量的重要組成部分。強化新材料領域國家戰略科技力量布局，突出科技與產業融合，可以更好地發揮社會主義市場經濟條件下新型舉國體制的優勢，提升新材料自主創新能力與產業競爭力，為實現新材料強國戰略提供有力支撐。

一、新材料領域國家戰略科技力量的組成

隨著科學技術在國家發展和國際關系中的作用日益凸顯，相關專家學者將對國家安全與發展和國際競爭起決定性作用的科技力量統稱為“國家戰略科技力量”[1]。因此，區別于傳統的科技團隊，國家戰略科技力量在使命任務上有著新內涵，尤其是要以國家重大使命和戰略任務為牽引[2]，具有聚焦國家戰略任務、體現國家意志、代表國家最高水平[3-5]，形成能夠支撐國家戰略、引領科技創新、帶動經濟發展和推動社會進步的科技創新網絡體系的新特征。2021年5月28日，習近平總書記在中國科學院第二十次院士大會、中國工程院第十五次院士大會、中國科協第十次全國代表大會上指出，世界科技強國競爭，比拼的是國家戰略科技力量。國家實驗室、國家科研機構、高水平研究型大學、科技領軍企業都是國家戰略科技力量的重要組成部分。

國家實驗室立足“四個面向”要求，按照黨中央提出的使命任務，突出戰略性、基礎性、前瞻性，統籌全國相關領域創新資源建立新型研發基地，是名副其實的“國家隊”，其功能定位是解決其他創新主體難以解決的重大科技問題。國家科研機構以國家戰略需求為導向，主要從事以維護國家利益和實現國家目標為主的研究[1]，是重大目標和任務的主要承擔者。其中，轉制院所長期以來是支撐相關領域科技創新、解決重大科技問題的“國家隊”，曾承擔我國行業共性技術開發的職能，為“兩彈一星”、載人航天、探月工程、大艦大船、南水北調、西氣東輸等諸多國家重點工程研制提供了大量的關鍵產品及技術。高水平研究型大學是我國基礎研究的主力軍，是頂尖人才培養的搖籃。在某些特定情況下，高水平研究型大學的科研力量的某些部分可作為或可參與組建國家戰略科技力量[2]。科技領軍企業是內嵌于產業的重大科研隊伍，是國家戰略科技力量在經濟主戰場的核心創新主體與基本戰術單位[2-3]，在關鍵核心技術突破與產業化方面具有顯著優勢并發揮著重要作用。

新材料領域的國家戰略科技力量也主要由這四類創新主體組成，在新材料研發與產業化方面發揮了重要作用。當前，我國新材料發展從“以解決有無問題為主”的規模擴張階段，跨越到以滿足國家重大戰略需求、提升國際競爭力為主的高質量發展階段。通用型中、低工藝要求的新材料已基本達到安全保障的水平[6]，但與國際先進水平相比，我國在高端材料研發和生產應用方面差距甚大，關鍵高端材料仍大量依賴進口[6]，迫切需要進一步強化國家戰略科技力量布局，發揮這四類主體的創新引領作用。

二、新材料領域國家戰略科技力量發展現狀與存在的問題

（一）發展現狀

1.實驗室體系

新材料領域基本形成了以國家實驗室、全國重點實驗室、區域實驗室為主體的實驗室體系[5-6]。2022年，材料國家實驗室（蘇州實驗室）在蘇州市掛牌成立。蘇州實驗室聚焦戰略性結構材料、功能材料和前沿材料，開展戰略性、前瞻性、基礎性研究工作①。全國重點實驗室經過40年的建設與發展，取得了一大批重大科研成果，自主研發了一大批關鍵產品，支撐國家重大工程建設。目前，70多家材料領域全國重點實驗室正在進行優化重組。除此之外，一大批區域性實驗室，如甬江實驗室、松山湖實驗室、遼寧實驗室、季華實驗室、九峰山實驗室、南昌實驗室等一批以新材料及新材料裝備為特色的實驗室正在抓緊建設，并在部分細分領域開展深入攻關[5-6]。

2.科研院所

我國新材料領域的科研院所主要包括各類轉制科研院所、中國科學院、新型研發機構等。2000年前后，原國家經濟貿易委員會管理的10個國家局所屬242個科研院所實行企業化轉制。經過多年的積累，轉制院所科研及技術創新能力進一步增強，應用性研究及其成果轉化優勢突出，在產業中不斷發展壯大，成為行業共性關鍵技術研發的主導力量。例如，中國鋼研科技集團承擔了50%以上冶金行業發展的關鍵、共性和重大前沿技術的開發任務；中國有研科技集團成為我國有色金屬行業規模最大的綜合性研究開發機構；西北有色金屬研究院成為我國稀有金屬材料研究基地和行業技術開發中心。中國科學院擁有理論物理、化學、理化、半導體等多個涉及材料學科的研究所，以及多個涉及材料應用技術的研究所，研究方向涵蓋新材料眾多細分領域。例如，僅在光電領域，中國科學院就有“長光所、西光所、上光所、安光所、光電所”等5個研究所，在光學材料及器件以及裝備領域具備較好的基礎。此外，部分地區近年來建設了一大批以產業技術研究院為代表的新型研發機構。例如，江蘇省產業技術研究院，聚焦先進能源材料、第三代半導體等新興行業，與龍頭企業共建產業技術研究所，并孵化培育了一批中小型科技企業。

3.高水平研究型大學

根據教育部學位與研究生教育發展中心公布的第四輪學科評估結果顯示，在材料科學與工程領域，清華大學、 北京航空航天大學、 武漢理工大學、 北京科技大學、 哈爾濱工業大學、 上海交通大學、浙江大學、西北工業大學、北京理工大學、北京化工大學、天津大學、東北大學、中國科學技術大學、中南大學、華南理工大學、四川大學、西安交通大學等重點大學綜合排名位居全國前列②。各大學在材料領域的重點學科建設、人才培養、基礎研究等方面具有較強實力，尤其是經過幾十年的快速發展，科研條件不斷提升，相關科研人才數量不斷增加，重大成果持續涌現，在材料基礎理論和應用基礎研究作出了較大貢獻。

4.科技型企業

新材料領域科技型企業主要包括大型領軍企業、專精特新企業等。企業直面市場，是承接科技成果轉化的主體。大型央企、國企在高端材料研發突破以及產業化方面持續發力，為國家重大工程、重點產業提供了大量的關鍵產品及技術。新材料本身具有“多、小、散”的特點，許多關鍵小材又大多是多品種、小批量的專用材料，市場容量不大但不可或缺，中小型企業在這些關鍵小材的生產和迭代上具有明顯優勢。近年來，我國科技型中小企業成長迅速。根據工信部的統計數據，截至2024年5月底，我國新材料行業的專精特新“小巨人”企業已超1900家，制造業單項冠軍企業達到200多家。

（二）存在的主要問題

總體來看，我國新材料領域國家戰略科技力量建設取得了顯著成效，但也存在一些突出問題。

1.國家實驗室體系創新支撐能力有待進一步提升

蘇州實驗室采取各種靈活的機制，以優質的科研條件、有競爭力的薪酬積極引進海內外戰略科學家、領軍科學家、青年科技人才，在組織管理、科研攻關、人才隊伍建設等方面都取得了一系列成果，目前正呈現重大科研加快推進、重大成果加快產出的良好態勢。蘇州實驗室尚處于建設階段，承擔國家重大科技任務的能力尚未系統形成。原有的材料領域全國重點實驗室存在部分重點方向布局缺位、科研資源分散、同質化、組織重大任務能力欠缺等問題，當前正在進行優化重組。各省市成立的區域性實驗室發展很快，但存在缺乏統籌、重復建設的問題，亟須加強頂層設計，實現錯位發展。此外，蘇州實驗室、全國重點實驗室和區域性實驗室如何高效協同，是下一步需要重點研究的問題。

2.科研機構共性技術溢出動力與能力有待進一步加強

中國科學院經過70多年的建設與發展，科技創新能力不斷提升，但是基本研發單元仍以課題組為主，研發力量分散，資源集聚能力有待加強，承擔面向國家戰略需求的重大科技任務能力亟須進一步提升，院、所兩個層面跨領域、跨單位組織重大科技任務聯合攻關的機制仍不夠健全[7]。科研院所轉制前的定位是面向國家、面向行業，轉制后實行以產值和利潤為目標的企業體制，部分公益性研發轉變為競爭性研發，導致溢出效應逐漸減弱。同時，由于研發慣性，開拓新領域的動力不強。產業技術研究院雖然定位也是共性技術研發，但由于發展時間較短，科研底蘊不足，在攻克高端材料技術方面的能力有待提升，市場化的體制機制有待進一步探索。

3.重點大學面向新時期發展需求的各項能力建設尚待加強

基礎學科突破、多學科交叉、多技術融合快速推進新材料的創制、新功能的發現和傳統材料性能的提升。新材料的發展離不開材料學、化學、物理學、計算機、信息通信、醫學等諸多學科的交叉融合。由于材料結構組成復雜，因此對其涉及的微納尺度效應、多重界面效應、功能耦合效應等相關原理、機制的認識和探究，往往需要具備深厚的學科背景和理論功底。目前，國內大學缺乏原創性的重大基礎理論研究，技術問題與需求背后的科學問題凝練能力與機制尚未形成，科研評價體系有待完善[8]。以前的學科體系已不能滿足新時期發展要求，大學 學科課程和教材過于陳舊或沒有與時俱進，培養人才的能力有待加強。同時，由于學科壁壘尚未打破，交叉學科的發展與相關人才培養也面臨挑戰。

4.企業創新主體能力尚待提升

企業是技術創新的主體，所有的創新成果最終都依靠企業轉化為生產力。我國新材料領域龍頭企業在研發投入強度上與美國、日本以及歐洲國家的龍頭企業還存在明顯差距，核心技術突破能力有待進一步提升。美國、日本以及歐洲國家的新材料龍頭企業呈現集團化、寡頭化、國際化發展趨勢，憑借技術研發、資金、人才等優勢已在大多數高技術含量新材料產品中占據主導地位。它們不僅在研發投入上具有顯著優勢，而且在技術創新、產品開發等方面也走在行業前列。例如，美國休斯電子材料，日本信越、住友、三菱材料，德國瓦克化學等企業占據國際半導體硅材料約80%市場份額，我國企業仍主要在中低端市場游弋。新材料領域的中小企業在資源、科研積淀、人才、融資等方面處于弱勢，導致創新能力不足。尤其是在一些研發周期長、投資大、風險高的細分材料領域，中小型企業更難以支撐需要長期投入的大型研發工作。

5.創新主體之間協同發展不足

雖然我國戰略科技力量發展很快，但是力量較為分散，協同不足，尚未形成強大合力[9]，創新效率還有待提升。各類創新主體歸屬不同部門管理，在成果評價、考核等方面的體制機制差異較大，導致較難達成合作目標與價值的一致性，限制了相互之間的深度協同。總體來看，我國新材料的研發與應用結合仍不夠緊密，理論技術研究和商業化應用之間脫節，不同主體在創新鏈條上彼此分離，產業鏈上下游沒有產生良好的化學反應，創新成果從研發到產業化的“死亡之谷”依舊存在。

三、相關建議

當前，新一輪科技革命正在深入推進，新材料的研發與產業化速度加快，全球新材料產業競爭激烈，以科技創新引領新材料產業發展成為共識。應當順勢而為，采取有力措施，強化國家戰略科技力量布局，提升我國新材料科技創新與產業發展能力。

（一）加快建設新材料實驗室體系

要加強新材料領域實驗室體系頂層設計，統籌各類實驗室創新資源。材料國家實驗室應按照“四個面向”要求，緊跟世界材料科技發展大勢，適應中央提出的使命任務，突出戰略性、基礎性、前瞻性，圍繞大平臺、大體系、大團隊、大目標，統籌全國相關領域創新資源，成為穩定的、高水平的、高效率的新型研發基地，確保按時、保質、保量地完成中央下達的重大攻關任務，多出戰略性、關鍵性重大科技成果。要以國家重大需求和世界材料科學前沿為牽引，按照“強基礎、促發展、重戰略、搶前沿”的總體思路，加快重組材料領域全國重點實驗室，全面提升材料領域全國重點實驗室服務國家重大需求能力、承接國家重大任務能力、產出重大原創成果能力。具備條件的省份可充分依托各自產業優勢，將實驗室建設與大型實驗裝置和材料全生命周期綜合研究評價設施建設相結合，形成新時期我國材料科學基礎設施網絡，實現與國家實驗室、全國重點實驗室互相呼應、錯位發展。

（二）推進國家科研機構使命導向與市場化改革

支持國家科研機構圍繞人工智能、下一代通信及網絡、新能源及儲能、高端裝備制造、深空深海深地開發等對新材料的重大戰略需求，進一步強化應用技術研究。中國科學院應充分發揮多學科、大平臺和綜合性優勢，強化材料領域建制化研究布局。圍繞特種金屬材料、特種纖維及復合材料、稀土新材料、特種彈性體及高分子材料、第三代半導體材料、特種陶瓷材料及晶體材料等關鍵戰略材料，以及增材制造材料、極端環境服役先進材料、新型光電材料、疾病精準治療與組織再生醫用材料等前沿材料布局重大科技任務，并以重大科技任務為載體，整合創新資源，加強人才培養，提升攻克底層原創和關鍵卡點技術的能力[7，10]。材料領域的轉制科研院所應發揮科研積淀深厚、與產業結合緊密的優勢，長期穩定支持一批聚焦國家重大工程、重大科研任務的研發隊伍，加大科研投入力度，加快產出一批原創性關鍵材料技術，與產業鏈下游企業探索共性技術溢出新機制，推動共性技術向各應用領域輻射。新型產業技術研究院應加強人才隊伍建設，加快提升科研能力；充分發揮市場導向功能，積極探索項目經理制、團隊控股等靈活機制，面向企業開展合同科研，由企業主導對研發項目進行評估和驗收，通過此方式推動共性技術向行業輻射擴散。

（三）支持重點大學加強基礎研究、學科建設與人才培養

大學應持續加大科研投入，強化面向國家戰略需求的基礎研究。持續密切跟蹤全球科技創新新動態新趨勢，快速捕獲全球科技新進展，前瞻性投入研究，主動引領國內研究生態。堅持把學科建設作為發展根基，優化材料學科結構，建設具有特色的世界一流材料學科體系。打破學科專業壁壘，建立交叉學科發展引導機制，積極推進學科交叉中心試點等平臺建設。在建設學科交叉平臺的同時，積極培育交叉型人才。全方位謀劃高端學科人才的引育，把科技創新與人才培養、學科建設有效結合起來，打造支撐高水平創新的人才隊伍[11]。

（四）進一步提升企業創新能力

高端材料的技術突破往往需要企業擁有穩定的研發團隊并長期堅持投入才能見效。建議聚焦高品質特殊鋼、高溫合金、鋁鎂鈦等高性能有色金屬、高性能碳纖維、高性能電子陶瓷、高性能晶體材料、稀土新材料、特種高分子材料等高端材料，依托具有較強研發實力的大企業，建立以大企業研究院為主體、大學及科研院所為支撐，產學研相結合的創新技術供給模式[11]。支持大企業牽頭建設創新聯合體，打造原創技術策源地。例如，由中國鋼研牽頭，多家龍頭企業共同參與組建高端金屬材料創新聯合體，聚焦重大領域應用需求，建立材料研發、生產、檢測、驗證、應用一體化的協同創新組織體系，為高端金屬材料的迭代升級、企業技術創新能力的提升探索出一條新路徑。在以中小企業為主的化合物半導體材料、新型能源材料等行業，積極培育專精特新企業。專精特新企業具有較強的創新活力，對探索新模式、新業態有更強烈的意愿，更適合組織小批量實驗和生產，產線和產品靈活調節能力更強。應采取優惠的政策措施，讓專精特新企業擔當更重要的角色，在科研立項、投融資、特殊行業準入等方面落實企業平等化。

（五）推動戰略科技力量協同發展

要實現各類戰略科技力量的有效協同，應創新合作模式與機制。目前，有兩種途徑值得關注。一是以國家重大任務為紐帶。例如，新材料國家重大科技專項圍繞重點新材料的研發與應用，以產業化為最終目標，集聚國家實驗室、科研院所、大學、企業等全國優勢力量，結合相關科技創新平臺，構建基礎研究—技術開發—應用考核的分工明確、高效協同的全鏈條研發模式。二是以市場機制為紐帶。例如，季華實驗室聚焦顯示材料制造裝備，聯合我國裝備領域各優勢研究單位和 TCL、華星光電、維信諾、深圳天馬等產業鏈下游應用企業共同組建“顯示制造裝備創新聯合體”，按照“需求凝練—組織研發—測試驗證—用戶使用”研發模式，由龍頭企業提出需求，實驗室根據需求形成項目并組織研發，研發出的產品在企業進行測試驗證并由企業進行使用，以市場需求與市場機制實現各創新主體緊密協作[6]。協同效應的不斷顯現，將促使各創新主體繼續探索和實踐新模式新機制。未來，國家戰略科技力量必將形成強大合力，成為新型舉國體制的強大支撐。

注釋：

①資料來源：蘇州實驗室官網 （https：//www. szlab.ac.cn）。

②資料來源：教育部學位與研究生教育發展中心官網 （https：//www.cdgdc.edu.cn）。

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