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中國新材料產業發展現狀

2017-07-14 15:53:23 作者：本網整理來源：材料人分享至：

材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，也是人類社會發展的先導。新材料是指新出現的具有優異性能和特殊功能的材料以及傳統材料成分、工藝改進后性能明顯提高或具有新功能的材料。

進入21世紀以來，國際金融危機影響深遠，氣候變化更加突出，世界范圍內以知識技術密集、綠色低碳增長為主要特征的新興產業逐漸崛起，新材料作為引導性新興產業正成為未來經濟社會發展的重要力量。

世界各國對新材料產業的關注與重視達到了一個新的高度，紛紛對新材料領域制定了相應的規劃，在研發、市場、產業環境等不同層面出臺政策，全面加強政策扶持力度，推動新材料產業發展。迄今為止，20多個發達國家和新興國家已制定了與新材料相關的新興產業發展戰略，啟動了100余項專門計劃。

經過多年的努力，我國新材料產業從無到有，得到了國家的高度重視，出臺了一系列政策，實現了快速發展，已經具備了相當的實力和優勢，為促進我國材料產業升級換代、加快經濟發展方式轉變、提升國防軍工實力及實現節能環保目標等做出了重大貢獻。

2010年我國新材料產業規模超過6500億元，2011年超過8000億元，2012年據初步估算已超過10 000 億元。稀土功能材料、先進儲能材料、光伏材料、超硬材料、特種不銹鋼、玻璃纖維及其復合材料等產業產能居世界前列。例如，稀土磁性材料、稀土發光材料、稀土儲氫材料等稀土功能材料的產量約占世界總產量的80%，位居全球之首，基本形成了以稀土功能材料和應用為龍頭的稀土產業格局；2011年半導體硅材料達到46億元，約占全球份額的7%，相比2010年增長21%；半導體照明產業初步形成了從上游外延材料生長與芯片制造、中游器件封裝及下游集成應用的比較完整的研發與產業體系，其中，封裝技術取得顯著進展，我國已成為全球重要的LED器件封裝基地，2013年產值超過400億元。

在國家大力支持和材料科技工作者的不懈努力下，我國新材料研究水平不斷提高，許多重要新材料的技術指標得到大幅提升。人工晶體材料經過多年的發展，BaB2O4（BBO，即偏硼酸鋇）和LiB3O5（LBO，即硼酸鋰）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，KBe2BO3F2（KBBF，即氟硼鈹酸鉀）是國際上唯一可實用的深紫外非線性光學晶體，摻釹釩酸釔（Nd:YAG）、摻釹釓鎵石榴石（Nd:GGG）和Nd:YVO4等激光晶體主要技術指標達到國際先進水平，利用晶體實現了千瓦級全固態激光輸出。掌握了具有自主知識產權的300毫米硅拋光片和外延片的工程化技術，并成功拉制出直徑450毫米的硅單晶。完成了傳統型16×16bit MRAM1器件的制備和演示工作，在國際上首次設計和制備出以外直徑為100納米的環狀磁性隧道結為存儲單元的，采用自旋極化電流直接驅動的新型4×4 bit Nanoring MRAM（即納米環磁隨機存取存儲器）原理型演示器件。2011年實現對位芳綸系列產品的工業化生產，打破了美國、日本等少數發達國家的技術封鎖。研制出強度大于800兆帕的快速凝固噴射沉積鋁合金和新一代高強高韌高淬透性鋁合金材料，綜合性能達到國際先進水平；開發出具有自主知識產權的銅帶、銅管拉鑄技術及銅鋁復合技術。亞微米級超細晶硬質合金整體刀具的性能達到世界先進水平。Ti-60高溫合金與美國的Ti-1100和英國的IMI834合金性能相當。完成了GQ4522型高強碳纖維工程化技術攻關，研制出GZ5530型高強中模和QM4045型高強高模碳纖維。發現了第一個鐵基空穴型超導體La1-xSrxFeAsO，并利用高壓技術在ReFeAsO1-xFx中發現了50開爾文以上的超導電性，發現了不含As的鐵基超導體。

近年來，國家相關部門為提高新材料產業發展水平，積極推動新材料產業基地建設，新材料產業基于區域基礎與特色，在原有地域空間上進行資源整合，呈現聚集發展的良好態勢，區域特色逐步顯現國內已形成多個新材料產業城市集聚群，骨干企業和新材料產業基地主要分布在高端人才集中、科研基礎雄厚、經濟發達的東部地區，如北京、上海、天津、河北、山東、江蘇等省市，以及資源優勢明顯的中西部地區，如內蒙古、四川、陜西、湖北等，且分布具有明顯的地域特征，已初步形成“東部沿海集聚，中西部特色發展”的空間格局。例如，環渤海、長三角、珠三角地區依托自身的產業優勢、人才優勢、技術優勢，形成了較為完整的新材料產業體系，中西部地區則基于原有產業基礎或資源優勢，發展本地區的新材料產業，具有代表性的有內蒙古的稀土新材料、云南和貴州的稀貴金屬新材料、廣西的有色金屬新材料等，寧波的釹鐵硼（NdFeB）永磁材料，廣州、天津、青島等地的化工新材料產業基地，重慶、西安、甘肅金昌、湖南長株潭、陜西寶雞、山東威海及山西太原等地的航空航天材料、能源材料及重大裝備材料的主要基地，江蘇徐州、河南洛陽、江蘇連云港、四川樂山等地的硅材料產業等。

為積極應對資源枯竭和環境惡化帶來的壓力，新材料產業逐步改變高投入、高消耗、高污染、低效益的材料開發傳統模式，提高新材料產業的資源能源利用效率、降低制造過程中的環境污染；同時大力開發節能環保新材料，調整傳統產品結構，綠色生態材料的開發與應用力度不斷加大。

金屬結構材料作為量大面廣、關鍵支撐作用不可替代的新材料在節能減排方面發揮著積極作用。加強高強度、高韌性、長壽命的鋼鐵材料的研究與開發，使其進一步減輕汽車等交通工具的自身重量，降低能耗及有害氣體排放。開發高性能不銹鋼等綠色環保型材料，推動環保事業的發展；開發高品質電工鋼，大幅度降低鐵損及能耗，成為真正的節能減排、環境友好型的材料。鋁、鈦、鎂等輕質結構材料的使用和推廣對能源、資源、環境的作用日益突出，自主研制的新型陰極結構高效節能鋁電解槽，大幅度降低了電解鋁的能耗，為節約能源做出了突出貢獻；研制的具有自主知識產權的短流程、高效、清潔的金屬材料先進制備、成型與加工技術，大大降低了過程能源消耗，提高了資源利用率。實現了碳纖維復合材料在航空領域的應用，有效減輕了裝備重量，降低了油耗和排放，節約了運營成本。LED產品的節能效果顯著，以100流明/瓦的光效（目前我國的產業化較好水平）計算，比白熾燈節電85%；以150流明/瓦的光效（2015年我國預計達到的工程化水平）計算，比白熾燈節電90%。掌握了離線鍍膜技術制備節能玻璃的產業化生產技術，2012年總產量為1.4億平方米，為我國2020年實現建筑節能65%的目標奠定了堅實的基礎。形成了完整的太陽能電池產業鏈，應用規模不斷擴大，小功率鎳氫電池和鋰離子電池已經實現了產業化，質子膜燃料電池已經實現了示范應用，金屬氫化物和化學氫化物等儲氫材料的研發取得了一系列突破，對我國優化能源結構和環境改善具有重大意義。

新材料產業的持續進步，為我國能源、資源環境、信息領域的經濟社會的發展提供了重要的技術支撐和物資保障。鎳氫動力電池、鋰離子動力電池和燃料電池(fuel cell，FC) 等新能源材料的技術進步，促進了電動車的發展，產品在北京奧運會、上海世界博覽會和“十城千輛”等電動汽車示范運行中得到應用，為發展新型能源、減少環境污染起到了良好的示范作用。膜材料在我國海水淡化方面已經獲得應用，初步具備了反滲透海水淡化的生產能力，使海水淡化成為我國沿海地區供水安全保障體系的重要組成部分。微電子材料的技術進步有力支撐了國內集成電路和信息產業的高速發展，對我國逐漸發展為世界微電子產業中心起到了推動作用，目前我國集成電路市場占世界市場的份額呈現加速增長的趨勢。激光晶體和非線性激光晶體等光電子材料的技術進步，推動了我國全固態激光材料、器件和應用研究的發展，并在激光顯示領域呈現發展潛力。以有色金屬結構材料、難熔金屬、高溫合金和碳纖維及其復合材料為代表的高性能結構材料是國民經濟發展的重要基石，也是當今高技術發展不可缺少的關鍵材料，在保障國家經濟建設、國防安全及社會發展方面發揮著重要的支撐作用，尤其對高速鐵路、大飛機、載人航天和探月工程等重大工程的順利實施做出了貢獻。

隨著人口老齡化，自然災害、運動和交通事故等因素導致的中青年創傷的增加，以及重大疾病患者的激增，民生對生物醫用材料的需求日益增強。十余年來，我國生物醫用材料市場以高達30%左右的復合增長率持續增長，遠高于國際市場的15%，2012年銷售額已達120多億美元，占同期國際市場的6.5%左右，預計未來幾年復合增長率可保持在25%左右。截至2012年6月，全國生物醫用材料生產企業有2000多家，主要集聚在長三角、珠三角、環渤海灣以及新形成的成渝地區，產品已覆蓋國際市場的大部分品類，雖然生產企業的90%以上為中小企業，但大型龍頭企業已開始萌生，行業的技術層次亦有大幅度提高，冠脈支架和骨創傷修復器械已基本實現國產化。生產及售后監管工作亦逐步完善，并與國際接軌，國家食品藥品監督管理總局（China Foodand Drug Administration，CFDA）已相繼建立13個與生物材料（biomaterials）相關的技術標準化委員會，制定和修訂了一批國家和行業標準。

經過多年的努力，我國新材料產業發展取得了舉世矚目的成就，產業技術水平日益提高，產業規模不斷擴大，具有自主創新能力的新材料產業體系正在形成，為我國以信息、生物、新能源、軌道交通、航空航天等為代表的高技術產業突破技術瓶頸、實現歷史性的跨越發展提供了強有力的支撐。但總體上來看，我國還不是材料強國，新材料產業的核心競爭力仍需加強，以企業為主體的自主創新體系亟待完善，部分核心關鍵材料受制于人、高端材料對外依賴程度仍然較高等不利現狀依然存在。因此，抓緊機遇，合理規劃，實現我國新材料產業的變革和提升勢在必行，這對加快我國經濟發展方式轉變、提升國防軍工實力、實現節能環保目標具有重要的戰略意義。

本文摘編自戰略性新興產業培育與發展研究叢書之屠海令等著《新材料產業培育與發展研究報告》。

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責任編輯：殷鵬飛

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