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中國先進材料領域發展分析，優勢和短板在哪里？產業發展要關注啥？

文章來源：賢集網更新時間：2023-11-02 14:57:22

材料的先導性突破不斷引發高新技術和新興產業的爆發式增長，先進材料已成為各國搶占科技制高點的重點關注與發展的關鍵領域，是經濟社會發展的基礎性、戰略性產業。先進材料發展決定著高新技術、高端制造、重大工程的發展水平。

習近平總書記明確指出：“新材料產業是戰略性、基礎性產業，也是高技術競爭的關鍵領域，我們要奮起直追、迎頭趕上。”當前，新一輪科技革命和產業變革正在加速顛覆現有的研究范式、產業形態、分工和組織方式，加速重塑全球競爭格局和世界發展走勢，這為中國高新技術、新興產業、高端制造和重大工程的發展提供了千載難逢的發展機遇。

我國新材料發展碩果累累

新材料產業是戰略性、基礎性、先導性產業。黨的十八大以來，我國新材料產業規模不斷壯大，保障能力不斷提升，新的增長引擎潛力加速釋放，為支撐制造強國建設作出了重要貢獻。據測算，2022年我國新材料產業總產值約6.8萬億元，較2012年增長了近6倍，成為穩定經濟增長的重要支撐。目前，我國形成了全球門類最齊全、體系較為完整、規模第一的材料產業體系，先進儲能材料、光伏材料、超硬材料等新材料產能居世界前列。

我國積極推動新材料創新體系建設駛入快車道，產業發展生態日益完善。新材料領域建立了6個國家制造業創新中心，布局建設了生產應用示范、測試評價、資源共享三類32個國家新材料重點平臺，形成較為完備的國家新材料平臺體系，服務中小企業7.7萬家。一批具備全球競爭力的新材料企業正在培育形成，材料領域專精特新“小巨人”企業累計1972家，單項冠軍企業累計達到248家。

區域發展彰顯活力，集聚效應逐漸顯現。加快推進新材料區域空間布局，我國新材料產業已基本形成了以環渤海、長三角、珠三角為軸心，東北、中西部特色突出的產業空間布局。截至2022年，新材料領域國家先進制造業產業集群數量累計達到7個，產業集群發展模式正在從追求大而全向高精尖轉型。

我國加快推進制造強國戰略，補短板鍛長板，不斷突破關鍵材料技術，超導材料領域具備全球唯一的全流程生產能力，有序介孔高分子和碳材料研究實現國際引領，C919大飛機用鋁合金薄板、特種工程塑料、電子化學品等一批新材料實現突破。

區域發展彰顯活力，集聚效應逐漸顯現。加快推進新材料區域空間布局，我國新材料產業已基本形成了以環渤海、長三角、珠三角為軸心，東北、中西部特色突出的產業空間布局。截至2022年，新材料領域國家先進制造業產業集群數量累計達到7個，產業集群發展模式正在從追求大而全向高精尖轉型。

我國加快推進制造強國戰略，補短板鍛長板，不斷突破關鍵材料技術，超導材料領域具備全球唯一的全流程生產能力，有序介孔高分子和碳材料研究實現國際引領，C919大飛機用鋁合金薄板、特種工程塑料、電子化學品等一批新材料實現突破。

中國先進材料領域發展體系能力分析

1 總體水平與優勢

當前，中國新材料產業已形成了全球門類最全、規模第1的材料產業體系，材料產業已經成為中國的重要支柱產業，產值約占全國GDP的23%。建成了涵蓋金屬、高分子、陶瓷等結構與功能材料的研發和生產體系，形成了龐大的材料生產規模，鋼鐵、有色金屬、稀土金屬、水泥、玻璃、化學纖維、先進儲能材料、光伏材料、有機硅、超硬材料、特種不銹鋼等百余種材料產量達到世界第1位。新能源材料產業的發展勢頭迅猛，鋰離子電池材料、燃料電池材料等高技術產業的發展，突破了技術壁壘，為新能源產業的快速發展提供了重要支持。電極材料、電解液和隔膜產能規模也已經位于全球前列，在電解液和隔膜方面，中國的產能已占據全球總產能的50%以上。

產業集群化發展趨勢明顯，形成了一批特色鮮明的新材料產業集聚區。2020年中國新材料生產企業達867.87萬家。各地基于材料工業基礎、技術人才條件、資源稟賦、市場需求、環境承載力等比較優勢，大力發展區域特色新材料產業，推動新材料相關企業集聚化發展，涌現出一批各具特色的新材料產業集群。總體來看，中國東、中、西部地區新材料產業發展各有側重，呈現“東部沿海聚集，中西部特色發展”的空間布局，區域特征明顯。其中東部地區承擔著新材料的研發創新、高端制造等功能，形成了以環渤海、長三角、珠三角等地區為代表的新材料綜合性產業集群，中西部地區鋼鐵、有色金屬、化工、建材等傳統材料工業基礎扎實，資源能源優勢豐富，形成了以材料深加工和資源利用為基礎的特色新材料產業基地。

材料科技創新貢獻度日益增強，有力支撐重大工程建設和產業結構優化。新材料科技快速發展，不斷推動產業結構優化。例如，超級鋼、電解鋁、低環境負荷型水泥、全氟離子膜、聚烯烴催化劑等產業化關鍵技術的突破，促進了鋼鐵、有色金屬、建材、石化等傳統產業轉型升級，新型能源材料、先進電子材料關鍵技術突破正支撐半導體照明、新能源汽車、太陽能光伏等一批戰略性新興產業實現跨越式發展。新材料為中國航空航天、能源交通、工程建設、資源節約及環境治理等領域一系列國家重大工程的實施提供了不可或缺的物質基礎和保障。例如，高性能鋼材料、輕合金材料、工程塑料等產品結構不斷優化，有力支撐和促進了高速鐵路、載人航天、海洋工程、能源裝備的“走出去”；第3代鋁鋰合金成功實現在大飛機上應用等。

2、短板與不足

創新引領能力不足，難以搶占未來戰略制高點。

由于歷史原因，所有引領現代產業發展的先進材料幾乎全部源自發達國家，26項獲諾貝爾獎的革命性材料，均是國外科學家首先發現。中國先進材料領域起步較晚，30多年的發展主要集中在量大面廣的中低端產品，鋼鐵、有色、化工、建材等的產量巨大，但能耗高、污染高，可持續發展能力不足。雖然，中國創新主體在先進材料產業領域已積累了一定數量的創新成果，但是成果質量與美國、日本、歐盟相比仍存在較大差距。特別是在前沿性、基礎性創新方面，缺乏體系化。

創新鏈產業鏈融合不足，制造和應用環節發展滯后，難以對產業形成有效支撐。

從科研論文發表來看，中國材料科學高水平論文數量高居全球第1，且占比近50%。但從產業側看，中國高端制造業仍有諸多先進材料依賴進口，科技產業“兩張皮”現象在材料領域表現尤為明顯。一方面，中國產業長期處于全球價值鏈中低端，過去幾十年先進技術的獲取過度依賴國外創新體系；另一方面，成果大多依托于高校和科研院所，受政策、體制、機制等諸多因素的制約，中國新材料研發與應用脫節較為嚴重，新材料成果轉化率較低。

先進材料短板問題突出，嚴重制約高端制造業發展。

在運載工具、能源動力、高檔數控機床和機器人、國防軍工等5大領域，中國的先進材料有幾十種面臨國外禁運，上百種依賴進口。以高端制造為例，鋁合金、鎂合金、鈦合金、高溫合金構件等支撐高端裝備向大型化、高速化、高可靠、長壽命發展的高端先進材料的制造水平與國外存在10~20年的差距，產品性能穩定性不足、質量精準度不高、生產效率低、成本高，國產大飛機先進材料及構件國產化率不足5%。在集成電路、新型顯示、生物醫藥、新能源汽車等11個重點應用領域中，中國新材料平均自給率為50%左右。在鋰離子電池的部分新材料高端產品領域，中國的新材料技術含量不高，產品的附加值低，高端材料和電池的高精度自動化裝備仍需大量進口。

先進材料產業要關注啥？

9月11日，第二十一屆中國西部海外高新科技人才洽談會先進材料產業論壇在成都舉行，現場，中國科學院院士李永舫談到太陽能電池領域的發展方向。

近年來，全球先進材料產業發展加速迭代升級，日益成為影響科技革命、產業變革的重要“變量”。不僅是太陽能電池材料，先進材料產業又有哪些趨勢？

中國科學院院士都有為表示，材料和器件正走向一體化發展。“人類的發展史可按照材料來劃分，產業革命均奠基在材料的基礎上，一代材料造就一代器件。”而如今，材料和器件成為一個有機整體。“比如，指甲蓋大小的芯片上就能集成500億個晶體管。”他舉例。

在現場，攀鋼集團研究院有限公司鈦金屬技術研究所所長王瑩分享了幾例先進前沿材料的應用：近年來，具有更優生物相容性的鈦合金逐漸取代傳統的不銹鋼和鈷鉻合金，被廣泛應用于骨組織修復上，醫用植入物產品3D打印技術隨之發展；釩基功能材料，廣泛應用于釩電池、超級電容器、離子電池等領域……

新趨勢帶來了機遇，也帶來了挑戰。“我國先進材料行業一部分核心技術受制于人，發展動能不足，顛覆性創新不夠，先進材料產業綠色化、低碳化、高端化發展的要求也越來越高。”李永舫說。

以有“中國釩鈦之都”之稱的攀枝花為例，則面臨釩鈦企業主要集中在產業鏈前端，粗加工多，精深加工少；產業鏈上下游產能不匹配，下游產業承載能力不足，資源就地轉化率低；產業鏈不完整，存在薄弱缺失環節等具體問題。

如何各個擊破？以釩為例，四川大學材料科學與工程學院教授王瑞林針對“雙碳”背景下產業面臨的機遇和挑戰談及自己的見解。他提到，新型電力系統建設提速，全國發電結構中新能源發電占比迅速提高，這對電網的調控形成了巨大的挑戰，長時儲能的需求更為迫切。

“當然，釩儲能產業還面臨成本高、與釩供應市場不相容等問題。”王瑞林談到，對此，要加大對釩儲能產業關鍵材料和器件產業鏈的研發投入力度，統籌建設釩資源大市場，進一步理順釩儲能產業供求關系等。

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