一、前言

材料服務國民經(jīng)濟、社會發(fā)展、國防建設和人民生活的各個領域，是經(jīng)濟建設、社會進步和國家安全的物質(zhì)基礎和先導，支撐了整個社會經(jīng)濟和國防建設。新一代信息技術與新材料是制造業(yè)的兩大“底盤技術”。新一代信息技術是第四次工業(yè)革命的驅(qū)動力，而新材料是支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和重大工程不可或缺的物質(zhì)基礎。信息技術與新材料深度融合，共同推動制造業(yè)向高端化發(fā)展。

近幾年，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的大背景下，新材料技術不斷取得新突破，新材料和新物質(zhì)結構不斷涌現(xiàn)，全球新材料產(chǎn)業(yè)保持快速增長態(tài)勢。與發(fā)達國家相比，我國新材料產(chǎn)業(yè)起步較晚、基礎薄弱。“十二五”以來，我國出臺多項政策文件，在材料領域全面部署，對標發(fā)達國家奮起直追。經(jīng)過不懈努力，我國在體系建設、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術進步、集群效應等方面取得了較大進步，為國民經(jīng)濟和國防建設做出了重要貢獻，已成為名副其實的材料大國。但與此同時，我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展也存在諸多問題，材料強國之路任重道遠。

為推動新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，支撐制造強國戰(zhàn)略實施，2017年12月，中國工程院正式啟動“新材料強國2035戰(zhàn)略研究”重大咨詢項目，旨在對我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行頂層設計。項目組織先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材料，以及新材料評價、表征、標準平臺建設等課題組，聚焦重點領域，制定面向2035的新材料強國發(fā)展戰(zhàn)略，為國家加快提升新材料自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)核心競爭力提供咨詢建議。

本文作為“新材料強國2035戰(zhàn)略研究”項目的學術性成果展示，分析新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢及存在問題，梳理新材料產(chǎn)業(yè)政策，圍繞新材料戰(zhàn)略需求，研究新材料強國發(fā)展戰(zhàn)略總體思路、強國特征及發(fā)展目標，針對新材料產(chǎn)業(yè)重點領域提出重點發(fā)展方向，研究提出相關政策措施，為我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展和政府有關部門決策提供支撐和參考。

二、新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

（一）國外新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

1. 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

全球新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大。據(jù)統(tǒng)計，2019年全球新材料產(chǎn)值達2.82萬億美元。全球新材料產(chǎn)業(yè)已形成三級梯隊競爭格局，各國產(chǎn)業(yè)發(fā)展各有所長。第一梯隊是美國、日本、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)，在經(jīng)濟實力、核心技術、研發(fā)能力、市場占有率等方面占據(jù)絕對優(yōu)勢。第二梯隊是韓國、俄羅斯、中國等國家，新材料產(chǎn)業(yè)正處在快速發(fā)展時期。第三梯隊是巴西、印度等國家。從全球看，新材料產(chǎn)業(yè)壟斷加劇，高端材料技術壁壘日趨顯現(xiàn)。大型跨國公司憑借技術研發(fā)、資金、人才等優(yōu)勢，以技術、專利等作為壁壘，已在大多數(shù)高技術含量、高附加值的新材料產(chǎn)品中占據(jù)了主導地位。

當前，以新一代信息技術、新能源、智能制造等為代表的新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對材料提出了更高要求，如超高純度、超高性能、超低缺陷、高速迭代、多功能、高耐用、低成本、易回收、設備精良等，新材料的研制難度前所未有。新材料產(chǎn)業(yè)向綠色化、低碳化、精細化、節(jié)約化方向發(fā)展。新材料研發(fā)及制備方法創(chuàng)新進程加快。以材料基因工程為代表的材料設計新方法的出現(xiàn)，大幅縮減了新材料的研發(fā)周期和研發(fā)成本，加速新材料的創(chuàng)新過程。物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算等新一代信息技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，以及新型感知技術和自動化技術的應用，推動新材料產(chǎn)業(yè)研發(fā)進程不斷加快。

2. 新材料產(chǎn)業(yè)政策

近年來，國外主要發(fā)達國家針對新材料重點領域出臺了相關專項政策，對重點新材料領域?qū)嵭虚L期精準扶持和提前戰(zhàn)略布局，促進本國新材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，使其紛紛在國際新材料產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了領先地位。如在第三代半導體領域，美國、歐洲、英國、日本、韓國等國家和地區(qū)近年來出臺了60余項政策，總投入37億美元，主要發(fā)展電力電子、光電子、微波射頻、半導體照明等領域的SiC襯底、GaN射頻器件、GaN LED、SiC和Si基GaN功率器件、有機發(fā)光半導體（OLED）、電力電子器件等芯片封裝材料 。

針對重點材料領域，國外積極實施保護本國利益的貿(mào)易政策。截至2020年8月，美國已對約5500億美元中國輸美商品加征關稅，關稅清單中廣泛涉及通信、電子、機械設備、汽車、家具等產(chǎn)品，這些產(chǎn)業(yè)間接或直接影響到上游新材料企業(yè)，尤其是低附加值的材料企業(yè)利潤將受到較大影響。

發(fā)達國家對關鍵技術和產(chǎn)品的出口不斷設置壁壘。2018年8月，美國總統(tǒng)簽署了《出口管制改革法案》，同年11月美國商務部工業(yè)與安全局又提出了一份針對關鍵技術和相關產(chǎn)品的出口管制框架方案，列出了14個考慮進行管制的領域，涉及先進材料技術以及與新材料制備相關的設備、檢測儀器等 。

（二）我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及問題

1. 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

新材料產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)體系基本完整，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大。我國新材料產(chǎn)業(yè)已形成了全球門類最全、規(guī)模第一的材料產(chǎn)業(yè)體系。建成了涵蓋金屬、高分子、陶瓷等結構與功能材料的研發(fā)和生產(chǎn)體系；形成了龐大的材料生產(chǎn)規(guī)模，我國鋼鐵、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(chǎn)量達到世界第一位。據(jù)統(tǒng)計，自“十二五”以來，我國新材料產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值快速擴張，從2010年的0.65萬億元增長到2019年的4.57萬億元。逐步建立了以企業(yè)為主體、市場為導向、“用產(chǎn)學研”相互結合的新材料創(chuàng)新體系；依托地區(qū)資源優(yōu)勢，形成了環(huán)渤海、長江三角洲、珠江三角洲地區(qū)，中西部地區(qū)，東北地區(qū)新材料產(chǎn)業(yè)集群。

新材料科技快速發(fā)展不斷推動產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化。如超級鋼、電解鋁、低環(huán)境負荷型水泥、全氟離子膜、聚烯烴催化劑等產(chǎn)業(yè)化關鍵技術的突破，促進了鋼鐵、有色金屬、建材、石化等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。新材料為我國航空航天、能源交通、工程建設、資源節(jié)約及環(huán)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(zhì)基礎和保障。例如，高性能鋼材料、輕合金材料、工程塑料等產(chǎn)品結構不斷優(yōu)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”；第三代鋁鋰合金成功實現(xiàn)在大飛機上應用等。

2. 新材料產(chǎn)業(yè)政策

近些年，國家高度重視新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，相關部委陸續(xù)推出了一系列政策文件，如《增強制造業(yè)核心競爭力三年行動計劃（2018—2020年）》《“十三五”先進制造技術領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》《“十三五”材料領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》《國家新材料生產(chǎn)應用示范平臺建設方案》《國家新材料測試評價平臺建設方案》《新材料標準領航行動計劃（ 2018—2020 年）》《重點新材料首批次應用示范指導目錄（2019 年版）》等，這些政策的出臺大大促進了新材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

同時，各地方政府和主管部門對新材料產(chǎn)業(yè)也十分關注，制定了一批地方性新材料產(chǎn)業(yè)政策。如北京、內(nèi)蒙古、安徽、河北、廣東等多個?。ㄗ灾螀^(qū)、市）及計劃單列市也先后出臺了新材料產(chǎn)業(yè)指導意見、發(fā)展規(guī)劃、行動計劃、實施方案，突出地方特色，推動新材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，初步統(tǒng)計有63項政策。在各地方案中既有大的綜合性規(guī)劃，也有地方特色的專題規(guī)劃，如河南省出臺的《河南省尼龍新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》《安徽省半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2018—2021 年）》《江蘇省增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018—2020年）》等，部分地方政府還專門就新材料企業(yè)進行認定，尤其是新材料首批次保險補償機制得到了大力的推廣，其中廣東、江西、四川、湖南、甘肅、山東、吉林、上海、寧波、廈門等諸多?。▍^(qū)、市）出臺了地方性保險補償政策。

3. 產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題

材料支撐保障能力不強，受制于人問題突出，產(chǎn)業(yè)鏈自主可控性較差。究其原因，長期以來，隨著我國經(jīng)濟的爆發(fā)式增長，材料能買則買，對材料的原創(chuàng)性、基礎性、支撐性缺乏足夠的重視，導致新材料產(chǎn)業(yè)基礎薄弱，成為“短板”中的重災區(qū)，對產(chǎn)業(yè)安全和重點領域構成重大風險。

引領發(fā)展能力不足，創(chuàng)新鏈不通暢，難以搶占戰(zhàn)略制高點 。由于材料的研發(fā)與應用結合不夠緊密，工程應用研究不足、數(shù)據(jù)積累嚴重缺乏，不僅導致面向材料實際服役環(huán)境有針對性的研究缺失，還導致材料的質(zhì)量工藝不穩(wěn)定、性能數(shù)據(jù)不完備、技術標準不配套、考核驗證不充分，從而造成大量的新材料難以跨越從研制到應用的“死亡之谷”，有材不能用、有材不會用問題十分突出。

新材料研發(fā)投入方式單一，投入不足且分散，原始創(chuàng)新能力弱。國家對新材料基礎研究缺乏長期穩(wěn)定的支持，在科技項目中財政資金投入的集中度較低，存在“撒胡椒面”現(xiàn)象。此外，新材料企業(yè)自主投入不足，大多新材料企業(yè)重視眼前利益從而忽視了原始創(chuàng)新。

質(zhì)量技術基礎設施建設薄弱，產(chǎn)業(yè)支撐體系不健全。材料評價標準嚴重缺失，認證認可質(zhì)量保障服務不夠，尚未建立完善的材料標準體系。材料檢驗檢測等基礎能力差，檢驗檢測資源優(yōu)化配置不足，檢測能力不足，檢測市場機制不完善，檢驗檢測服務能力無法滿足產(chǎn)業(yè)全面需求，檢驗檢測技術水平和服務能力無法滿足國際化需求。

未形成良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境有待優(yōu)化。新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新投融資環(huán)境不佳，新材料領域的創(chuàng)新人才缺乏，新材料進出口政策體系和知識產(chǎn)權法律制度不健全。

三、面向2035的新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略需求

當前，我國正處于戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，亟需開辟新的經(jīng)濟增長點，提高環(huán)境承載能力，這為我國新材料的大發(fā)展提供了難得的歷史機遇。在轉(zhuǎn)型升級和新型工業(yè)化發(fā)展的交匯時期，對新材料的戰(zhàn)略需求特別突出。

（一）運載工具領域

《中國制造2025》中提出大力發(fā)展新能源、高效能、高安全的系統(tǒng)技術與裝備，完善我國現(xiàn)代交通運載核心技術體系，發(fā)展時速400km高速列車、遠程寬體客機、新能源汽車等運載工具，提升交通運載可持續(xù)發(fā)展能力和“走出去”戰(zhàn)略支撐能力。因此，亟需對重型直升機、高速列車、遠程寬體客機、新能源汽車、重型運載火箭、航天器等運載工具所需核心部件及關鍵材料進行研發(fā)，形成核心部件產(chǎn)品自主保障能力（見表1）。

表1 運載工具領域新材料需求

（二）能源動力領域

以煤炭為主和油氣資源緊缺的能源結構，決定了我國國家能源戰(zhàn)略發(fā)展重點在于發(fā)展新一代高效清潔燃煤發(fā)電技術和深海油氣資源開發(fā)技術。先進能源動力系統(tǒng)用特種合金代表國家高端裝備核心競爭力，屬于國家戰(zhàn)略型新材料范疇，是我國搶占技術制高點的重大機遇。核電、油氣開發(fā)等能源領域重大項目對特種合金、稀土材料、非晶材料、超導材料、復合材料等新材料提出急迫需求（見表2）。

表2 能源動力領域新材料需求

（三）信息顯示領域

集成電路與信息顯示是我國電子信息產(chǎn)業(yè)的兩大基石，是信息領域為數(shù)不多的千億美元級產(chǎn)業(yè)，帶動力和輻射力極強，在我國國民經(jīng)濟中占有極其重要的戰(zhàn)略地位，信息顯示領域新材料需求見表3。新型信息技術及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要電子信息材料支撐，當前我國電子信息材料研發(fā)技術與發(fā)達國家存在較大差距。

表3 信息顯示領域新材料需求

（四）生命健康領域

隨著全球人口老齡化日益加劇，人們對自身健康的關注度不斷提高，健康產(chǎn)業(yè)進入加速發(fā)展時期。生物醫(yī)用材料的快速突破，將在疾病快速診斷、人體器官修復移植方面為人類帶來福祉，對國家的醫(yī)療安全、人民健康產(chǎn)生至關重要的影響，生命健康領域新材料需求見表4。

表4 生命健康領域新材料需求

四、新材料強國發(fā)展戰(zhàn)略

（一）總體思路

以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，全面貫徹落實黨的“十九大”精神，面向建設科技強國和制造強國的戰(zhàn)略藍圖，立足國民經(jīng)濟和國防安全重大需求，以提高新材料自主創(chuàng)新能力為核心，以先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材料為發(fā)展重點，堅持供給側結構改革，堅持可持續(xù)發(fā)展，大力發(fā)展新技術、新模式、新業(yè)態(tài)，實現(xiàn)新材料產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和結構調(diào)整，以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，建立以企業(yè)為主體，“產(chǎn)學研用”深度融合的新材料自主創(chuàng)新體系，全面提升我國新材料自主保障能力和市場競爭力，把我國建設成為新材料強國。

（二）發(fā)展目標

到2025年，重點新材料總體技術和應用與國際先進水平同步，部分達到國際領先水平；全面提升新材料產(chǎn)品質(zhì)量水平與穩(wěn)定性，中高端產(chǎn)品所占比重大幅提升，整體水平進入全球價值鏈中高端環(huán)節(jié)；關鍵高端材料和高端裝備自主研發(fā)水平和自主保障能力顯著提升，關鍵短板材料受制于人問題得到有效緩解。

到2035年，在世界材料強國行列中占有一席之地；圍繞保障國家安全、產(chǎn)業(yè)安全、科技安全的重大需求，核心系統(tǒng)、關鍵器件受制于人的問題基本解決；對事關國計民生和國家安全重點領域的器件與材料需求，構建系統(tǒng)性、全方位的支撐保障能力；全面提升材料行業(yè)的國際競爭力，基本建成材料自主創(chuàng)新體系。

到2050年，位于世界材料強國前列，全面建成材料自主創(chuàng)新體系，材料研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)競爭力處于全球領先水平；材料發(fā)展全面滿足國民經(jīng)濟建設和國防安全需求，支撐人類經(jīng)濟社會發(fā)展。

（三）發(fā)展重點與發(fā)展方向

1. 先進基礎材料

先進基礎材料領域發(fā)展重點及發(fā)展方向主要包括先進鋼鐵材料、先進有色金屬材料、先進石化材料、先進建筑材料、先進輕工材料及先進紡織材料等（見表5）。

表5 先進基礎材料領域發(fā)展重點及方向

2. 關鍵戰(zhàn)略材料

關鍵戰(zhàn)略材料領域發(fā)展重點及發(fā)展方向主要包括高端裝備用特種合金、高性能纖維及其復合材料、新型能源材料、先進半導體材料及芯片制造和封裝 材料、稀土功能材料、電子陶瓷和人工晶體、先進結構功能一體化陶瓷和功能梯度材料、高性能分離膜材料、新型顯示材料、新一代生物醫(yī)用材料及生物基材料等（見表6）。

表6 關鍵戰(zhàn)略材料領域發(fā)展重點及方向

3. 前沿新材料

前沿新材料領域發(fā)展重點及發(fā)展方向主要包括3D打印用材料、超導材料、智能仿生材料、石墨烯材料等（見表7）。

表7 前沿新材料領域發(fā)展重點及方向

4. 新材料評價、表征、標準平臺建設

新材料評價、表征、標準平臺建設主要包括平臺基礎要素建設與完善、機制建設與完善、平臺運行重點任務等重點發(fā)展方向（見表8）。

表8 新材料評價、表征、標準平臺建設發(fā)展重點及方向

五、政策及保障措施

（一）構建新材料自主創(chuàng)新體系

構建以企業(yè)為主體的自主創(chuàng)新體系，推進材料領域國家重點實驗室的資源整合和規(guī)劃布局。在石墨烯、輕量化材料、稀土新材料、先進復合材料等關鍵材料領域建設國家制造業(yè)創(chuàng)新中心，培育材料領域新型產(chǎn)業(yè)技術研究院，統(tǒng)籌建設新材料協(xié)同攻關機構，加強科學技術部、工業(yè)和信息化部、發(fā)展和改革委員會等各部委組織協(xié)調(diào)，形成工作合力，合理分配創(chuàng)新資源，避免新材料領域的創(chuàng)新資源分散、創(chuàng)新載體重復建設。

（二）加強新材料數(shù)字研發(fā)平臺、生產(chǎn)應用平臺、資源共享平臺建設

大力推進材料基因工程，建設材料數(shù)字化研發(fā)平臺，推動材料基因工程加速融入新材料的研發(fā)、設計、制造和應用全生命周期，縮短新材料研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。完善國家級生產(chǎn)應用示范平臺，解決核心材料生產(chǎn)應用技術開發(fā)、應用技術服役環(huán)境評價、生產(chǎn)應用示范線建設、資源數(shù)據(jù)庫共享等問題，推動新材料的應用技術創(chuàng)新發(fā)展水平。加強新材料資源共享平臺建設，對新材料產(chǎn)品、企業(yè)、集聚區(qū)、資金項目、成果獎勵、學術文獻、標準、專利、專家等海量數(shù)據(jù)資源進行匯聚加工，構建新材料行業(yè)知識服務系統(tǒng)；搭建新材料儀器設施共享系統(tǒng)，實現(xiàn)關鍵儀器設施的在線互聯(lián)與服務共享等 。

（三）構建促進新材料發(fā)展的政策體系

完善財稅金融政策，加大財稅金融支持力度，健全投融資機制。大力實施知識產(chǎn)權戰(zhàn)略，設立國家知識產(chǎn)權專項基金，聚焦于產(chǎn)業(yè)核心技術攻關，將核心技術成果轉(zhuǎn)化為知識產(chǎn)權，同時加強知識產(chǎn)權保護，增強知識產(chǎn)權運營效率。積極發(fā)揮政府采購等政策引導作用，鼓勵在關系國民經(jīng)濟命脈的重要行業(yè)和重點產(chǎn)業(yè)、重大基礎設施、重大建設項目等領域，優(yōu)先使用新材料首批次應用示范目錄產(chǎn)品。完善進出口政策體系，維護公平貿(mào)易環(huán)境，支持新材料企業(yè)運用貿(mào)易救濟、反壟斷等方式維護公平競爭秩序，引導并支持新材料企業(yè)做好貿(mào)易摩擦應對。建立新材料首批次應用容錯和激勵機制，研究建立政府投資基金容錯機制，加大對新材料領域的支持力度，在保障資金安全穩(wěn)健的前提下，加快投資決策速度。 

（四）完善新材料標準、測試、表征、評價體系

建立支撐新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的標準體系，開展新材料標準領航行動，加大先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料及前沿新材料標準的有效供給，充分發(fā)揮標準化對新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展和質(zhì)量變革的引領作用。完善新材料測試、表征、評價體系，建立國家新材料測試評價平臺，構建新材料測試評價體系，解決新材料測試評價的瓶頸和短板。大力培育發(fā)展自主認證、檢測品牌，提升國際競爭力。

（五）培育與新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展相適應的人才隊伍

在吸引國外新材料創(chuàng)新人才的同時，也要加大國內(nèi)新材料人才的培養(yǎng)力度，形成可持續(xù)的人才供給模式。在新材料基礎研究和重大全球性問題研究領域，主動發(fā)起國際重大科學計劃和工程，搭建世界級新材料科研平臺/項目，可吸引國外頂尖科學家和團隊參與，攻克科研難關，為科學家提供可以發(fā)揮實力的事業(yè)平臺；對不涉及國家機密的新材料重大科技項目，可吸引國外人才參與研究。不斷完善我國新材料人才的評價機制，克服唯論文、唯職稱、唯學歷、唯獎項傾向，注重標志性成果的質(zhì)量、貢獻、影響。建議調(diào)整人才的科技評價機制，通過相關激勵方式，讓科技人員在成果轉(zhuǎn)化中體現(xiàn)價值。

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