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材料，身處各個產業鏈的最上游環節，被譽為制造業“底盤(pan)”，是支撐(cheng)現代產業體系不可或缺的物質基礎。

習(xi)近平(ping)總書(shu)記指出，“新材(cai)料產業(ye)是戰略性(xing)、基(ji)礎性(xing)產業(ye)，也是高(gao)技術(shu)競(jing)爭的關鍵(jian)領(ling)域(yu)，我們要奮起直追、迎頭趕上。”近年來我國在關鍵(jian)基(ji)礎材(cai)料領(ling)域(yu)取得了哪些(xie)進(jin)展(zhan)？未來面(mian)臨著怎樣的發展(zhan)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

“運動鞋(xie)要想(xiang)輕便耐穿，關鍵得靠材(cai)料(liao)(liao)。”舉起一個鏤空結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)鞋(xie)中(zhong)底，蘇州博理新材(cai)料(liao)(liao)公司董事(shi)長王文斌說(shuo)，利用彈性體高分子材(cai)料(liao)(liao)、3D打(da)印(yin)技術制造的(de)(de)(de)(de)(de)鞋(xie)中(zhong)底富有韌性和(he)快速回彈性，“傳統粉末(mo)燒(shao)結(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)3D打(da)印(yin)彈性體通常能(neng)(neng)彎(wan)折數千次，而我們的(de)(de)(de)(de)(de)鞋(xie)底能(neng)(neng)彎(wan)折20多萬(wan)次，拉(la)伸強度也更高。達到同樣(yang)支撐(cheng)效果，所需材(cai)料(liao)(liao)重量(liang)(liang)更低。”在王文斌看來(lai)，3D打(da)印(yin)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)性能(neng)(neng)和(he)價格，決定了某種產品能(neng)(neng)否批量(liang)(liang)化生產，“沒(mei)有性能(neng)(neng)卓越(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)，再先進的(de)(de)(de)(de)(de)制造設(she)計都難(nan)以實現(xian)。”

功夫(fu)不負(fu)有心人(ren)。在調查(cha)中(zhong)發(fa)現，近年(nian)來隨著我國在材(cai)料領域不斷加大投入(ru)，一批關鍵基(ji)礎材(cai)料相繼問世。

——突破電(dian)(dian)子級(ji)硅(gui)材料技術，助力(li)集成電(dian)(dian)路等(deng)產業快(kuai)速發展(zhan)。

多(duo)(duo)晶(jing)硅(gui)(gui)，是集成(cheng)電路(lu)(lu)、光伏面板等產品的重要原料(liao)(liao)。“隨著光伏產業(ye)成(cheng)長、材料(liao)(liao)工(gong)(gong)藝進步，太陽能用(yong)(yong)多(duo)(duo)晶(jing)硅(gui)(gui)材料(liao)(liao)價格(ge)持續走低，從10多(duo)(duo)年前的325萬元/噸(dun)降(jiang)到10萬元/噸(dun)以(yi)下。”中國(guo)恩菲工(gong)(gong)程技術有限公司副(fu)總工(gong)(gong)程師(shi)嚴大洲說，近(jin)年來企業(ye)將(jiang)視線對準了更(geng)高水(shui)平的材料(liao)(liao)——集成(cheng)電路(lu)(lu)用(yong)(yong)多(duo)(duo)晶(jing)硅(gui)(gui)。與(yu)太陽能用(yong)(yong)多(duo)(duo)晶(jing)硅(gui)(gui)材料(liao)(liao)純度需(xu)在“9個9”以(yi)上不同，生產集成(cheng)電路(lu)(lu)的硅(gui)(gui)基材料(liao)(liao)需(xu)要純度高于“11個9”。

“硅(gui)基材料中，區熔(rong)用多晶(jing)硅(gui)更(geng)‘尖(jian)端’，此前(qian)全球只有兩(liang)家(jia)企(qi)業(ye)(ye)能生產。”嚴大(da)洲(zhou)說，5年前(qian)企(qi)業(ye)(ye)開(kai)始自主研發(fa)，目前(qian)純度已經達到“13個9”，雜質極(ji)微量、晶(jing)體更(geng)完美(mei)，已經可以做出合(he)格芯(xin)片(pian)。

——突破(po)正(zheng)極電池材料技(ji)術(shu)，打破(po)新能源汽(qi)車發展瓶頸。

動(dong)力(li)電(dian)池(chi)(chi)，被稱作新(xin)能源汽車的“心臟”，正極材(cai)料，則是(shi)決定電(dian)池(chi)(chi)續(xu)航里程的關鍵材(cai)料，成(cheng)本(ben)一般占電(dian)池(chi)(chi)的45%左右。過(guo)去，我國(guo)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)(chi)多采用磷酸鐵鋰電(dian)池(chi)(chi)技術路線，與國(guo)際先(xian)進企業(ye)采用的三元正極材(cai)料相比，存在能量密度低、續(xu)航能力(li)弱等缺點。

“越(yue)是高端材(cai)料，越(yue)是‘兵家必(bi)爭之地’。”中國五礦旗下湖(hu)南長遠鋰科公司董事長胡柳泉說，2013年起，公司在10多年技術(shu)儲備的(de)基礎上，經過3年攻關(guan)，推出長壽命(ming)、高安(an)全的(de)單晶三元材(cai)料，并在國內(nei)較早推動(dong)其實(shi)現(xian)產業化(hua)，進而為下游(you)動(dong)力電池(chi)企業提供了有(you)(you)力支撐，“沒有(you)(you)關(guan)鍵材(cai)料的(de)重大突(tu)破，新能(neng)源汽車(che)不可能(neng)在我國發展得這(zhe)么快。”

——突破OLED發(fa)光材料(liao)技術，讓(rang)平板顯(xian)示產業(ye)更(geng)有(you)底氣。

電(dian)視(shi)、手機、可穿戴設備……近年來，OLED面板在各種屏(ping)幕上(shang)應用廣(guang)泛(fan)。“每(mei)個OLED發光像素(su)點(dian)由十多種不同發光材(cai)料(liao)疊加組成，每(mei)層材(cai)料(liao)都(dou)會影響最終顯(xian)示性能。”長春海(hai)譜潤斯公司總經理郭建華說。

“2015年(nian)前，我國企(qi)業(ye)還沒有能夠充(chong)分掌握OLED發(fa)(fa)光材(cai)料(liao)技術。”郭建華表示，經過多(duo)年(nian)研發(fa)(fa)，公(gong)司攻(gong)克了(le)多(duo)項技術難題，產(chan)品已批量(liang)供(gong)應給京東方、和輝光電(dian)等面板商，“國內材(cai)料(liao)企(qi)業(ye)競(jing)爭力增強后，面板企(qi)業(ye)的商業(ye)談判話語權(quan)也更強，成本降低了(le)一(yi)半多(duo)。”隨著規模化生(sheng)產(chan)的開展，海譜潤斯產(chan)品的純度和穩(wen)定性逐漸(jian)提升，生(sheng)產(chan)上(shang)千公(gong)斤(jin)發(fa)(fa)光材(cai)料(liao)，純度也能穩(wen)定在99.99%以(yi)上(shang)。

“‘十三(san)五(wu)’時期，我(wo)國(guo)第(di)三(san)代半導體、稀土永磁材(cai)料(liao)、高(gao)性能纖維及(ji)復合(he)材(cai)料(liao)、大(da)飛機用(yong)鋁鋰合(he)金、大(da)尺(chi)寸石墨(mo)烯薄膜、高(gao)品質高(gao)溫合(he)金等(deng)一批(pi)重點品種材(cai)料(liao)的生產(chan)(chan)和(he)應用(yong)水平顯著提(ti)升，部(bu)分材(cai)料(liao)領域已突破關(guan)鍵工藝參數(shu)、產(chan)(chan)品批(pi)量穩定性、型號系列化等(deng)瓶頸，為海洋工程、航空航天(tian)、新能源汽車、物聯網、高(gao)鐵(tie)等(deng)產(chan)(chan)業發(fa)展(zhan)提(ti)供了重要支撐(cheng)。”國(guo)務院發(fa)展(zhan)研(yan)(yan)究中心(xin)國(guo)際知識中心(xin)研(yan)(yan)究員龍海波介(jie)紹道。

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)掌握了材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，誰(shui)就掌握了未來(lai)”“材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)是國民經濟(ji)的先導產(chan)業，需要(yao)高度重視(shi)、優先發展(zhan)”……調(diao)查中，許多企業這樣(yang)表(biao)示。盡管我國材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)行(xing)業已有長(chang)足進步，但部分領域仍存(cun)短(duan)板，不少產(chan)品(pin)或(huo)無法自(zi)給，或(huo)水平不足，未來(lai)發展(zhan)空間十分廣闊。龍海波分析，通過對外依存(cun)度和技術復雜度測算，我國材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)行(xing)業亟待解(jie)決的“卡脖子”問題主要(yao)集中在半導體(ti)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、高性能纖維及復合材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、特種合金材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)和生物醫用材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)等領域。

挑戰背后有(you)機(ji)遇。調(diao)查中，不(bu)少人(ren)對(dui)材(cai)料行(xing)業十分看好，認為它(ta)正面臨許(xu)多有(you)利契機(ji)。

“新能源汽車蓬勃發展，帶動正極材(cai)料市(shi)場迎來爆發式增長(chang)，年均增幅(fu)近50%。”胡柳(liu)泉預計，未來幾(ji)年，公司的正極材(cai)料年產值有望超過百億元。郭建(jian)華也表示，一些手機(ji)客戶每8個月(yue)就(jiu)要(yao)迭代一次產品，倒逼材(cai)料企(qi)業持續(xu)提升性能，以匹配(pei)下游需求。

“市場空(kong)間(jian)巨大，投資熱度(du)不減。”國(guo)投集團副(fu)總經理鐘國(guo)東(dong)列出一組(zu)數據：我(wo)國(guo)新(xin)材料產(chan)(chan)業(ye)產(chan)(chan)值(zhi)從2011年的0.8萬(wan)(wan)億元(yuan)增(zeng)至2019年的4.5萬(wan)(wan)億元(yuan)，年均復合增(zeng)速超過20%。“未來，5G、消費電子、新(xin)能源汽車、節能環保等產(chan)(chan)業(ye)發(fa)(fa)展都會為(wei)材料產(chan)(chan)業(ye)發(fa)(fa)展創(chuang)造(zao)巨大的市場空(kong)間(jian)。”

新(xin)一輪科技革命和產(chan)業(ye)(ye)變革，為(wei)材(cai)料產(chan)業(ye)(ye)帶(dai)來強大升級(ji)動(dong)力；加(jia)快構(gou)建(jian)新(xin)發展(zhan)格局、推(tui)動(dong)產(chan)業(ye)(ye)鏈供應鏈自主可控，也(ye)為(wei)我(wo)國相關企業(ye)(ye)創造了更多機(ji)會。

“受(shou)疫情影響，不少(shao)國(guo)(guo)外同行(xing)訂單縮水，我們的銷量(liang)卻不降反(fan)增！”中國(guo)(guo)五礦旗下中鎢高新(xin)材(cai)料(liao)(liao)股份有限公司(si)主要(yao)從事硬質合金材(cai)料(liao)(liao)及(ji)工(gong)具的生產加工(gong)。董事長李仲澤(ze)表示，過去一年多(duo)來，由于國(guo)(guo)際物流(liu)受(shou)阻，不少(shao)習慣使用(yong)進口刀具的下游企(qi)業也嘗試改(gai)用(yong)國(guo)(guo)內產品，“得(de)到證明自己的機會，就要(yao)趕緊抓住，用(yong)拳頭產品打開更大(da)市(shi)場。”

“這兩(liang)年(nian)，川藏(zang)鐵路項目中使用的(de)(de)大型(xing)盾構機和(he)硬巖(yan)隧道(dao)掘進(jin)機，要(yao)求能(neng)應對各種地質(zhi)(zhi)條件，對前端刀(dao)(dao)盤上鑲嵌(qian)的(de)(de)硬質(zhi)(zhi)合金(jin)和(he)刀(dao)(dao)圈(quan)提出了(le)很高要(yao)求。為(wei)此(ci)，我(wo)們和(he)中鐵重工(gong)合作研發(fa)出更鋒利(li)、更耐磨的(de)(de)新(xin)型(xing)硬質(zhi)(zhi)合金(jin)和(he)鋼材(cai)刀(dao)(dao)圈(quan)材(cai)料。此(ci)外，我(wo)們還與國(guo)內航空(kong)工(gong)業(ye)(ye)企(qi)業(ye)(ye)一道(dao)開發(fa)全系(xi)列航空(kong)制造專用刀(dao)(dao)具，為(wei)手機企(qi)業(ye)(ye)客戶生產(chan)(chan)加工(gong)電路板的(de)(de)微型(xing)鉆。”李仲澤感慨，我(wo)國(guo)完備的(de)(de)產(chan)(chan)業(ye)(ye)體(ti)系(xi)，為(wei)上下游(you)企(qi)業(ye)(ye)合力創新(xin)提供了(le)獨特(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(zhong)下游(you)、終端產品，材料(liao)行(xing)業往(wang)往(wang)要面(mian)對一些特殊難點。

比(bi)如，技術(shu)含量高，從研發(fa)到驗證(zheng)、應用(yong)、實現產業化，要經歷漫長(chang)的過程。

為(wei)研(yan)發硬質(zhi)合金材料，中鎢高新(xin)的(de)研(yan)發人員要(yao)先把多(duo)種金屬材料制作(zuo)成顆(ke)粒度不(bu)同(tong)的(de)粉末、選取不(bu)同(tong)的(de)黏結劑，再反復測試燒結溫度、壓力等參數組合，最終才能得(de)到(dao)符合要(yao)求(qiu)的(de)材料。正(zheng)如(ru)鐘國東所說，“研(yan)發材料就(jiu)像大(da)海撈(lao)針，需(xu)要(yao)付出(chu)大(da)量時(shi)間精力。”

又如(ru)，規模不大、作(zuo)用(yong)關鍵，推(tui)廣應用(yong)難(nan)。

OLED面板(ban)中，發光材(cai)料只占成本的(de)(de)10%，一旦出現問(wen)題卻(que)(que)會波及整個面板(ban)；生產一臺小汽車，花在硬質(zhi)合金刀具上的(de)(de)費用不超百元(yuan)，但卻(que)(que)極(ji)大影響質(zhi)量。“過去，雖然很多國內材(cai)料產品(pin)的(de)(de)性能指標與國外(wai)產品(pin)一致，但因下(xia)游企業(ye)缺少采購意愿，造成產品(pin)研(yan)發成本高、應用少，有時就會降低材(cai)料企業(ye)的(de)(de)積極(ji)性。”龍海(hai)波說(shuo)。

如(ru)何縮短研發周期、降(jiang)低投資風險，讓關鍵(jian)基礎材料(liao)盡(jin)早突破？

不(bu)少受訪者指(zhi)向了同一答案：發揮新型舉(ju)國體(ti)制優勢，讓產(chan)業鏈上下游、產(chan)學研(yan)各(ge)環節形(xing)成合(he)力。近年來，各(ge)地區各(ge)部門探索了一些有(you)效路徑，將來值(zhi)得進一步推廣——

上下游企業聯(lian)手，精誠合作、聯(lian)合研發。

“我們(men)很幸(xing)運，從初(chu)創期開(kai)始就(jiu)能和京(jing)東方深度合(he)作(zuo)，歷時5年成(cheng)為(wei)其戰略核心供應(ying)商。”郭建華回(hui)憶道，合(he)作(zuo)中(zhong)，有些環節要配合(he)客戶反復做上千次(ci)樣(yang)(yang)品測(ce)試，“正(zheng)是這(zhe)樣(yang)(yang)的(de)深度合(he)作(zuo)，讓雙方的(de)關系更緊密。”

龍(long)海(hai)波認為，過去(qu)一些上下(xia)游企(qi)業的協作還不夠緊密，導致有效(xiao)應用牽(qian)引(yin)不足，“為此，要打通‘堵點’，進一步完善(shan)投入(ru)參與機(ji)制(zhi)和有效(xiao)組織機(ji)制(zhi)，讓‘研發—應用—反(fan)饋—再研發’的鏈條形成良性循環。”

政府部門出(chu)手，創新政策、搭建平臺(tai)。

“2017年(nian)起(qi)，工(gong)(gong)信部等部門聯合開展了(le)重點新材料首批次應用(yong)保(bao)(bao)險補償機制(zhi)試(shi)點工(gong)(gong)作(zuo)，讓我們受益頗多。”嚴大洲表示(shi)，試(shi)點中，材料企業自主投保(bao)(bao)，保(bao)(bao)險公司提供定制(zhi)化產(chan)品承保(bao)(bao)，政府部門對(dui)保(bao)(bao)費進(jin)行一定額度補貼，“有效分擔了(le)風險，讓一些不(bu)敢輕易‘吃螃蟹(xie)’的企業也勇于嘗試(shi)。”

實施工業強基項目、國(guo)家重點研(yan)發計劃，成(cheng)立國(guo)家制造業轉型(xing)升級基金，鼓(gu)勵金融機構加大(da)支持(chi)力度，支持(chi)新(xin)材(cai)(cai)料(liao)生產(chan)應(ying)用示(shi)范、測試評價、資源共享平臺建(jian)設……近年來，一系列(lie)舉措有(you)力推動了材(cai)(cai)料(liao)行業加快發展(zhan)。龍海波認為，未來我國(guo)要(yao)堅持(chi)以關鍵短板為突(tu)破口，構建(jian)和完(wan)善產(chan)學研(yan)用協同創(chuang)新(xin)的新(xin)材(cai)(cai)料(liao)產(chan)業體系，“特別是要(yao)建(jian)立專(zhuan)門(men)的共性技術研(yan)發機構，在技術源頭上支撐自主創(chuang)新(xin)。”

調(diao)查中，受訪者還就標準(zhun)、專利、人(ren)才等提(ti)出一(yi)些政策建議。有(you)(you)的(de)呼吁，應(ying)制(zhi)定和完善(shan)新材料產(chan)品標準(zhun)，讓產(chan)業發展更規范；有(you)(you)的(de)提(ti)出，要強化知(zhi)識產(chan)權(quan)保護，完善(shan)相關(guan)法律(lv)體(ti)(ti)系和執(zhi)行機制(zhi)；還有(you)(you)的(de)認為，應(ying)深化國(guo)有(you)(you)企業、科(ke)技體(ti)(ti)制(zhi)等改革(ge)，激發企業和人(ren)才的(de)創新活力。

“‘十(shi)四五’規劃《建議》對(dui)發(fa)展包括新(xin)材料(liao)在內的(de)戰(zhan)略性新(xin)興產業作出了明確部署。未來5年(nian)，必將是(shi)新(xin)材料(liao)大(da)變革、大(da)發(fa)展的(de)5年(nian)，必須(xu)把握機遇(yu)、攻堅克(ke)難，力爭實現跨(kua)越式發(fa)展。”對(dui)于材料(liao)行(xing)業的(de)未來，中科(ke)院院士王(wang)恩(en)哥(ge)充滿期待。

【責任(ren)編輯：趙藝涵】