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材料，身處各個產(chan)(chan)業鏈(lian)的最上游環節，被譽為制造業“底(di)盤”，是(shi)支(zhi)撐現代產(chan)(chan)業體(ti)系不可或缺的物質基礎。

習近平總(zong)書記指出，“新材(cai)料(liao)產業(ye)是戰略性、基礎性產業(ye)，也是高技術競爭(zheng)的關鍵(jian)領域，我們要奮起直追、迎頭趕上。”近年來(lai)我國在(zai)關鍵(jian)基礎材(cai)料(liao)領域取得了哪些(xie)進展？未來(lai)面(mian)臨著怎樣的發展機遇？

一批關鍵基礎材料相繼問世

為光伏、電子信息、新能源汽車等產業打破發展瓶頸

“運(yun)動(dong)鞋(xie)(xie)(xie)要想(xiang)輕便耐穿，關鍵(jian)得(de)靠材(cai)(cai)料(liao)。”舉起一個鏤空結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)鞋(xie)(xie)(xie)中底，蘇州博理新材(cai)(cai)料(liao)公(gong)司董事長王文斌說，利用彈性(xing)體高(gao)分子材(cai)(cai)料(liao)、3D打印(yin)技術制造(zao)的(de)(de)鞋(xie)(xie)(xie)中底富有(you)(you)韌(ren)性(xing)和(he)快(kuai)速回彈性(xing)，“傳統粉末燒結(jie)(jie)的(de)(de)3D打印(yin)彈性(xing)體通常能彎(wan)折(zhe)數千次，而我們的(de)(de)鞋(xie)(xie)(xie)底能彎(wan)折(zhe)20多萬次，拉伸強度也更(geng)高(gao)。達到同樣支撐效果，所需(xu)材(cai)(cai)料(liao)重量(liang)(liang)更(geng)低。”在王文斌看來，3D打印(yin)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)性(xing)能和(he)價格，決定了某(mou)種(zhong)產品能否批量(liang)(liang)化生(sheng)產，“沒(mei)有(you)(you)性(xing)能卓(zhuo)越(yue)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)，再先進的(de)(de)制造(zao)設計都難以實現。”

功夫不負有心人。在調查中發現，近年(nian)來隨著我國在材(cai)料(liao)領域不斷加大(da)投入(ru)，一(yi)批關鍵基礎材(cai)料(liao)相繼問世(shi)。

——突破電(dian)子(zi)級硅材料技術，助力集(ji)成電(dian)路等產業(ye)快速發展。

多(duo)(duo)晶(jing)(jing)硅，是集成電(dian)路、光伏面板等產品的(de)(de)重要原料(liao)。“隨著光伏產業(ye)成長、材(cai)(cai)料(liao)工(gong)(gong)藝進步(bu)，太(tai)陽(yang)能用多(duo)(duo)晶(jing)(jing)硅材(cai)(cai)料(liao)價格(ge)持續走(zou)低，從10多(duo)(duo)年(nian)前的(de)(de)325萬(wan)元/噸降到10萬(wan)元/噸以(yi)下。”中(zhong)國(guo)恩(en)菲工(gong)(gong)程技術(shu)有限公司副總工(gong)(gong)程師嚴(yan)大(da)洲(zhou)說，近(jin)年(nian)來企業(ye)將視(shi)線對(dui)準(zhun)了更(geng)高水平(ping)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)——集成電(dian)路用多(duo)(duo)晶(jing)(jing)硅。與太(tai)陽(yang)能用多(duo)(duo)晶(jing)(jing)硅材(cai)(cai)料(liao)純度需(xu)在“9個9”以(yi)上不同(tong)，生產集成電(dian)路的(de)(de)硅基材(cai)(cai)料(liao)需(xu)要純度高于(yu)“11個9”。

“硅基材料(liao)中，區熔用多晶(jing)硅更‘尖(jian)端’，此前(qian)全球只有兩家企業能(neng)生產。”嚴大洲(zhou)說，5年前(qian)企業開(kai)始自主(zhu)研發，目前(qian)純度已經(jing)達到“13個9”，雜質極微量(liang)、晶(jing)體更完(wan)美，已經(jing)可以做出合格芯片。

——突破正極電(dian)池材料技術，打破新能源(yuan)汽(qi)車發展瓶頸。

動力(li)電(dian)(dian)池，被稱作新能源(yuan)汽車的(de)(de)“心臟(zang)”，正極材料(liao)(liao)，則是(shi)決定電(dian)(dian)池續(xu)航里程的(de)(de)關鍵材料(liao)(liao)，成本一般占電(dian)(dian)池的(de)(de)45%左右。過去，我國動力(li)電(dian)(dian)池多采(cai)用磷酸鐵鋰電(dian)(dian)池技(ji)術路線(xian)，與國際(ji)先進企(qi)業采(cai)用的(de)(de)三元正極材料(liao)(liao)相比，存在能量密度低、續(xu)航能力(li)弱等缺點(dian)。

“越(yue)(yue)是高(gao)端材料，越(yue)(yue)是‘兵家必爭之地’。”中(zhong)國五礦旗下(xia)湖(hu)南長遠鋰科公司董事長胡柳泉說，2013年起，公司在(zai)(zai)10多年技術儲備(bei)的基(ji)礎上(shang)，經過(guo)3年攻關(guan)，推(tui)出長壽命(ming)、高(gao)安全的單晶三(san)元(yuan)材料，并在(zai)(zai)國內較早推(tui)動其實現產業化，進而為下(xia)游(you)動力(li)(li)電池企業提供了(le)有(you)力(li)(li)支(zhi)撐(cheng)，“沒有(you)關(guan)鍵材料的重大突破，新(xin)能(neng)源汽車不可(ke)能(neng)在(zai)(zai)我國發展得(de)這么快。”

——突破(po)OLED發(fa)光材(cai)料技術，讓平板顯示產業更有(you)底氣。

電(dian)視、手機、可(ke)穿戴設(she)備……近年(nian)來，OLED面板在各種屏幕上應用廣(guang)泛。“每(mei)個OLED發光(guang)像素點由(you)十多種不同發光(guang)材料疊(die)加(jia)組(zu)成，每(mei)層材料都會影響最終顯示(shi)性能。”長春(chun)海譜潤斯公司(si)總經理郭建華(hua)說。

“2015年(nian)前(qian)，我國企(qi)(qi)業(ye)(ye)還沒有能夠充(chong)分掌(zhang)握OLED發光(guang)材(cai)料技術。”郭建華表示，經過多年(nian)研發，公司攻克(ke)了多項技術難題，產(chan)品已批(pi)量(liang)供應(ying)給京東方、和(he)輝光(guang)電(dian)等面板(ban)商(shang)，“國內材(cai)料企(qi)(qi)業(ye)(ye)競爭力增(zeng)強后，面板(ban)企(qi)(qi)業(ye)(ye)的(de)商(shang)業(ye)(ye)談判話語權(quan)也(ye)更強，成本降低了一半多。”隨著規模化(hua)生產(chan)的(de)開展，海譜潤(run)斯產(chan)品的(de)純(chun)(chun)度(du)和(he)穩定性逐漸提升，生產(chan)上(shang)千(qian)公斤發光(guang)材(cai)料，純(chun)(chun)度(du)也(ye)能穩定在99.99%以(yi)上(shang)。

“‘十三五’時期，我國第三代(dai)半導體、稀土永磁(ci)材(cai)料(liao)、高(gao)性能纖維及(ji)復合材(cai)料(liao)、大飛機用鋁鋰合金、大尺寸石墨烯薄膜、高(gao)品質高(gao)溫合金等一(yi)批重(zhong)點(dian)品種材(cai)料(liao)的生產和應用水平顯著提升，部(bu)分(fen)材(cai)料(liao)領域已突破關鍵工藝參數、產品批量穩(wen)定性、型號(hao)系列化(hua)等瓶頸，為海洋工程、航(hang)空(kong)航(hang)天、新能源汽車、物(wu)聯網、高(gao)鐵(tie)等產業(ye)發(fa)展(zhan)提供了重(zhong)要支撐。”國務院發(fa)展(zhan)研究(jiu)中(zhong)心(xin)國際知識中(zhong)心(xin)研究(jiu)員龍海波介紹(shao)道。

行業發展潛力巨大

面臨產業變革、消費升級等有利契機

“誰(shui)掌握(wo)了材(cai)料(liao)(liao)，誰(shui)就掌握(wo)了未(wei)來”“材(cai)料(liao)(liao)是(shi)國民經濟的先(xian)導產業，需要高(gao)度(du)重視、優先(xian)發(fa)展”……調查中(zhong)，許(xu)多企業這樣表示。盡管我國材(cai)料(liao)(liao)行(xing)業已(yi)有長足進步，但(dan)部分(fen)領域仍存短(duan)板，不少產品或無(wu)法自給(gei)，或水(shui)平不足，未(wei)來發(fa)展空間(jian)十(shi)分(fen)廣闊。龍海波分(fen)析，通過對外依存度(du)和技(ji)術復(fu)雜(za)度(du)測算(suan)，我國材(cai)料(liao)(liao)行(xing)業亟待解決(jue)的“卡脖子”問題主要集中(zhong)在半導體材(cai)料(liao)(liao)、高(gao)性能(neng)纖維及(ji)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)、特(te)種合(he)金材(cai)料(liao)(liao)和生物醫(yi)用材(cai)料(liao)(liao)等(deng)領域。

挑戰背后有(you)機(ji)遇(yu)。調查中，不少(shao)人(ren)對(dui)材料行業十分看好，認為它正面臨許(xu)多有(you)利(li)契機(ji)。

“新能源汽(qi)車蓬勃發展，帶動正極(ji)材(cai)料市場(chang)迎(ying)來爆(bao)發式增長，年(nian)均增幅近50%。”胡柳泉預計，未來幾年(nian)，公司的正極(ji)材(cai)料年(nian)產值有望超過百億元。郭建華(hua)也表示，一些手機客(ke)戶每8個月就要迭代一次產品，倒逼(bi)材(cai)料企業持續提(ti)升性能，以匹配下(xia)游(you)需(xu)求。

“市場空間巨(ju)大(da)(da)，投資熱度不減。”國(guo)投集團副總經理鐘國(guo)東列出一組(zu)數據(ju)：我國(guo)新材料產業產值從2011年的0.8萬億元增至(zhi)2019年的4.5萬億元，年均(jun)復合增速超過20%。“未來(lai)，5G、消費電子、新能源汽(qi)車、節能環保等(deng)產業發展都會為(wei)材料產業發展創造巨(ju)大(da)(da)的市場空間。”

新一輪(lun)科技革(ge)命和產(chan)業(ye)變革(ge)，為材(cai)料產(chan)業(ye)帶來強(qiang)大(da)升級動(dong)力(li)；加快構建新發展(zhan)格局、推動(dong)產(chan)業(ye)鏈供應鏈自主可控，也為我國相關企業(ye)創造了更多機會。

“受(shou)疫情影響，不少(shao)國(guo)外同行訂單縮水，我(wo)們(men)的(de)(de)銷量卻(que)不降反增！”中國(guo)五礦旗下中鎢(wu)高新材(cai)(cai)料股份(fen)有限公(gong)司主要(yao)從事硬質合金材(cai)(cai)料及工具的(de)(de)生產(chan)(chan)加工。董事長(chang)李仲澤表示，過去一年多來(lai)，由(you)于國(guo)際物流受(shou)阻，不少(shao)習慣使用(yong)進口(kou)刀具的(de)(de)下游企業也嘗試改(gai)用(yong)國(guo)內產(chan)(chan)品(pin)，“得到證明自己的(de)(de)機會(hui)，就要(yao)趕緊(jin)抓住，用(yong)拳頭產(chan)(chan)品(pin)打開更大市(shi)場。”

“這兩年，川藏鐵路項(xiang)目中使用(yong)的大型盾構機和硬(ying)巖隧道掘進機，要求能應對(dui)各種地(di)質條件，對(dui)前端刀(dao)盤(pan)上鑲嵌的硬(ying)質合金和刀(dao)圈(quan)提(ti)出了(le)很(hen)高要求。為(wei)此(ci)(ci)，我們和中鐵重工(gong)(gong)合作(zuo)研(yan)發出更鋒利、更耐磨的新型硬(ying)質合金和鋼(gang)材刀(dao)圈(quan)材料。此(ci)(ci)外，我們還(huan)與(yu)國內航空工(gong)(gong)業企業一道開發全系列航空制造(zao)專用(yong)刀(dao)具，為(wei)手機企業客戶(hu)生產加工(gong)(gong)電路板的微型鉆。”李仲澤感慨，我國完備的產業體系，為(wei)上下游企業合力創新提(ti)供了(le)獨(du)特(te)優勢。

發揮新型舉國體制優勢

讓產業鏈上下游、產學研各環節形成合力

相較中下游(you)、終端產品，材(cai)料行(xing)業往往要面(mian)對一些特殊難點。

比如(ru)，技術(shu)含量高，從(cong)研發到(dao)驗證、應(ying)用(yong)、實現產業化，要(yao)經歷漫長的過(guo)程。

為研(yan)發硬(ying)質合(he)金材(cai)料(liao)，中鎢(wu)高(gao)新的研(yan)發人員要先(xian)把(ba)多(duo)種(zhong)金屬材(cai)料(liao)制(zhi)作成顆(ke)粒度不同(tong)的粉末、選取不同(tong)的黏結劑，再反復(fu)測試燒結溫(wen)度、壓力等參數組合(he)，最終才能得到符(fu)合(he)要求的材(cai)料(liao)。正如鐘國東所說，“研(yan)發材(cai)料(liao)就像大(da)海(hai)撈針，需要付出大(da)量(liang)時間(jian)精(jing)力。”

又如，規模(mo)不大(da)、作用(yong)關(guan)鍵，推廣應用(yong)難(nan)。

OLED面板(ban)中，發光材料只占(zhan)成(cheng)本的10%，一旦出現(xian)問題卻(que)會波及整個面板(ban)；生產(chan)一臺小汽車，花在硬(ying)質合金刀(dao)具上(shang)的費用不超百元，但卻(que)極(ji)大影(ying)響質量。“過去，雖然很多(duo)國內(nei)材料產(chan)品(pin)的性(xing)能指(zhi)標(biao)與國外產(chan)品(pin)一致(zhi)，但因下游企(qi)業缺少采購意愿(yuan)，造成(cheng)產(chan)品(pin)研發成(cheng)本高、應用少，有時(shi)就會降低材料企(qi)業的積極(ji)性(xing)。”龍海波說。

如何縮短研發周期、降(jiang)低(di)投(tou)資風險(xian)，讓關鍵基(ji)礎材料盡早突破？

不少受訪者指向了(le)同一(yi)答案：發揮新型舉國體(ti)制優(you)勢，讓產(chan)業鏈上下游(you)、產(chan)學研各(ge)(ge)環節形成(cheng)合力。近年來，各(ge)(ge)地(di)區各(ge)(ge)部門探索了(le)一(yi)些(xie)有效路徑，將來值(zhi)得(de)進一(yi)步推廣——

上下游企業聯(lian)手，精誠合作、聯(lian)合研發。

“我們很幸運，從(cong)初創期開(kai)始就能(neng)和(he)京東方(fang)深度(du)(du)合作，歷(li)時5年成為(wei)其戰略(lve)核(he)心供應商。”郭建華回憶道，合作中，有些(xie)環節(jie)要配合客戶反(fan)復做上(shang)千次樣品測試，“正是這樣的深度(du)(du)合作，讓雙方(fang)的關系更(geng)緊密。”

龍海波(bo)認為，過去一些上下游企(qi)業的(de)協作還不夠緊密，導致有(you)效(xiao)應用牽引不足，“為此，要打通‘堵(du)點’，進一步完善投入參與(yu)機制(zhi)和有(you)效(xiao)組(zu)織機制(zhi)，讓‘研(yan)發(fa)—應用—反饋—再研(yan)發(fa)’的(de)鏈(lian)條(tiao)形(xing)成良性循環。”

政(zheng)府部(bu)門(men)出手，創新(xin)政(zheng)策(ce)、搭建平(ping)臺(tai)。

“2017年起(qi)，工信部等部門(men)聯合開展了(le)重點(dian)新材料首(shou)批次應用(yong)保險(xian)補(bu)(bu)償機制(zhi)試(shi)點(dian)工作(zuo)，讓(rang)我們(men)受益頗多。”嚴大洲表示(shi)，試(shi)點(dian)中，材料企業(ye)自主投保，保險(xian)公(gong)司提(ti)供定制(zhi)化產(chan)品承保，政(zheng)府部門(men)對保費(fei)進行一定額度補(bu)(bu)貼，“有效(xiao)分擔了(le)風險(xian)，讓(rang)一些(xie)不敢(gan)輕易‘吃(chi)螃(pang)蟹’的企業(ye)也勇于嘗試(shi)。”

實施(shi)工業(ye)強基(ji)項目、國(guo)(guo)家重點研發(fa)計劃，成立國(guo)(guo)家制造業(ye)轉型升級基(ji)金，鼓勵金融(rong)機(ji)構加大支持(chi)力(li)度，支持(chi)新(xin)材料生(sheng)產應用(yong)示范、測試評(ping)價(jia)、資源共(gong)享平臺(tai)建(jian)設……近(jin)年(nian)來(lai)，一系(xi)列舉(ju)措有力(li)推動(dong)了(le)材料行業(ye)加快發(fa)展(zhan)。龍(long)海波認為，未來(lai)我國(guo)(guo)要堅持(chi)以關鍵短板為突破口，構建(jian)和完善(shan)產學研用(yong)協(xie)同(tong)創新(xin)的(de)新(xin)材料產業(ye)體系(xi)，“特(te)別是(shi)要建(jian)立專(zhuan)門的(de)共(gong)性技術(shu)研發(fa)機(ji)構，在技術(shu)源頭上支撐(cheng)自(zi)主創新(xin)。”

調查中，受(shou)訪者還就標準、專利、人才(cai)等(deng)提出一些政策(ce)建議。有的(de)呼(hu)吁，應制(zhi)定和(he)(he)完(wan)善新材料產(chan)品標準，讓產(chan)業(ye)發展(zhan)更規范；有的(de)提出，要強(qiang)化(hua)知識產(chan)權保護，完(wan)善相(xiang)關法律體系和(he)(he)執行機制(zhi)；還有的(de)認為(wei)，應深化(hua)國(guo)有企(qi)業(ye)、科技(ji)體制(zhi)等(deng)改(gai)革，激發企(qi)業(ye)和(he)(he)人才(cai)的(de)創新活力。

“‘十四五’規劃《建(jian)議》對(dui)發展包括新(xin)材(cai)料在內(nei)的戰略性(xing)新(xin)興(xing)產業作出了明確部署。未來5年(nian)，必(bi)將是新(xin)材(cai)料大變革、大發展的5年(nian)，必(bi)須把(ba)握機遇、攻(gong)堅克(ke)難(nan)，力(li)爭實(shi)現跨越(yue)式發展。”對(dui)于材(cai)料行業的未來，中科院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)士王(wang)恩哥充滿期待(dai)。

【責任編(bian)輯(ji)：趙藝涵】