大飛機(jī)真的能帶動先進(jìn)材料的發(fā)展嗎？

文/李 輝

引言

2011年下半年，受上海市科委委托，我們對上海的先進(jìn)材料行業(yè)進(jìn)行了廣泛調(diào)研。其中關(guān)于大飛機(jī)所需材料的調(diào)研，得到一個結(jié)論：在很長一段時間內(nèi)，國產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料將不能滿足大飛機(jī)的使用要求，因?yàn)樘祭w維復(fù)合材料占一架大飛機(jī)用材總量的至少50%。

而就在幾年前啟動大飛機(jī)項(xiàng)目時，我們曾經(jīng)設(shè)定了大飛機(jī)用品國產(chǎn)化率達(dá)30%的目標(biāo)。并以此期許，這樣的目標(biāo)將“對國內(nèi)的材料、電子、機(jī)載設(shè)備、加工制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)提出迫切的升級需求”?！耙虼?，發(fā)展大飛機(jī)無疑是一個最好的促進(jìn)我國產(chǎn)業(yè)升級的引擎?！钡?，目前以及可見的未來內(nèi)，在材料領(lǐng)域來看，情況似乎并不會如預(yù)期般樂觀。

由此引發(fā)出了這樣的問題：大飛機(jī)能否帶動先進(jìn)材料的發(fā)展？更重要的，先進(jìn)材料是否可以由產(chǎn)業(yè)來帶動？

科技規(guī)劃中的“產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動材料發(fā)展”

與“以大飛機(jī)帶動材料發(fā)展”相似。在上海市的科技規(guī)劃中，也處處體現(xiàn)著“以產(chǎn)業(yè)帶材料”的思想。

在上海的“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃中，先進(jìn)材料放在“精品上?！边@一與“數(shù)字上?！薄ⅰ吧鷳B(tài)上?！?、“健康上海”、“科學(xué)源泉”并列的五大戰(zhàn)略重點(diǎn)中。作為“精品上海”的一部分，有針對材料的說明，如下：

先進(jìn)材料開發(fā)與應(yīng)用。重點(diǎn)開發(fā)不同領(lǐng)域所需的先進(jìn)材料，克服上海產(chǎn)業(yè)提升的材料技術(shù)“瓶頸”。聚焦裝備產(chǎn)業(yè)升級突破的材料技術(shù)；支撐制造業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化、數(shù)字化提升的關(guān)鍵材料技術(shù)；提高制造用材水平的關(guān)鍵材料，以及為發(fā)展綠色制造所需的材料技術(shù)。

條文雖寬泛，但已明顯體現(xiàn)了：發(fā)展先進(jìn)材料，是為了“克服上海產(chǎn)業(yè)提升的材料技術(shù)瓶頸”。

在上?！笆濉币?guī)劃中，先進(jìn)材料被放置在“先進(jìn)制造”這一與“基礎(chǔ)研究與應(yīng)用基礎(chǔ)研究前沿”、“生物醫(yī)藥”、“社會發(fā)展”、“信息產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)”并列的五種重點(diǎn)研究領(lǐng)域的一部分。而且在“先進(jìn)制造”里面，也只是占了非常小的一部分。

研制超超臨界火電裝備中關(guān)鍵部件材料及其控性制造成套技術(shù)……為裝備產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供支撐；開展高性能碳纖維及其復(fù)合材料、高性能鈦合金以及發(fā)動機(jī)關(guān)鍵材料及制備技術(shù)研究，服務(wù)于大型客機(jī)的研制；開發(fā)信息功能材料，為集成電路、新型顯示、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支撐；開發(fā)新能源與儲能材料，滿足智能電網(wǎng)、新能源汽車、新能源等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

條文較為具體，但主題思想仍在于，發(fā)展先進(jìn)材料，是為了“滿足某某產(chǎn)業(yè)發(fā)展的材料需求”。

無論從“十一五”面面俱到開發(fā)不同領(lǐng)域所需的先進(jìn)材料，到新的“十二五”規(guī)劃中的要求集中發(fā)展幾種制造業(yè)領(lǐng)域的先進(jìn)材料。“發(fā)展某個產(chǎn)業(yè)所以需要發(fā)展某種材料”、“以產(chǎn)業(yè)帶材料”的發(fā)展思路都非常明顯。

總而言之，在科技規(guī)劃的思路中，材料之所以要發(fā)展，是因?yàn)槠渌a(chǎn)業(yè)需要。這種思路在國家的科技規(guī)劃中也占主導(dǎo)。

現(xiàn)實(shí)發(fā)展中的“產(chǎn)業(yè)發(fā)展阻礙材料發(fā)展”

在實(shí)際發(fā)展中，以產(chǎn)業(yè)為抓手，未必會帶動材料發(fā)展，甚至事與愿違，會阻礙材料發(fā)展。

碳纖維復(fù)合材料是大飛機(jī)最需要的材料。其指標(biāo)以T300、T700、T800、T1000為序列，指標(biāo)越高性能越好。T300在民用領(lǐng)域仍廣泛使用，但在高精尖領(lǐng)域已經(jīng)過時：T1000尚未產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。目前大飛機(jī)使用的是T800碳纖維復(fù)合材料。

我們以T800為例對大飛機(jī)的材料使用情況進(jìn)行分析如下。

首批國產(chǎn)大飛機(jī)將于2016年左右制造出品，2011年已經(jīng)開始材料的定購和使用。

而我們2011年生產(chǎn)T300的能力才剛剛具備，T800有能力制造，但沒有非常成熟的技術(shù)。

即便在大飛機(jī)立項(xiàng)時，“以產(chǎn)業(yè)帶材料”，T800開始研制，那么，在大飛機(jī)開始訂購材料時，即2011年，T800也未必有能力研制成功。

退一步，即便大飛機(jī)訂購材料時，T800已研發(fā)成功，在沒有其他市場試驗(yàn)的情況下，關(guān)乎人命的大飛機(jī)也不可能訂購國產(chǎn)碳纖維。

再退一步，經(jīng)過其他領(lǐng)域幾年時間的使用，國產(chǎn)T800在若干年后經(jīng)受了考驗(yàn)，那時，國外很大可能有了更新的材料，比如T1000（其實(shí)日本現(xiàn)在已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)成功），大飛機(jī)又何必使用在當(dāng)時已經(jīng)過時的國產(chǎn)T800呢？

很顯然，從計(jì)劃制造到實(shí)際制造大飛機(jī)的時間里，大飛機(jī)的所需材料未必能研制的出來。到最后，可想而知，大飛機(jī)所用的碳纖維復(fù)合材料，均由國外進(jìn)口。而我們自己的先進(jìn)材料，仍會保持落后狀態(tài)。

而且，由于大飛機(jī)等如此重要的客戶選擇了國外先進(jìn)材料，從某種程度上支持了對手的發(fā)展，相對而言，也阻礙了我們本土材料的發(fā)展。

未來發(fā)展中的“材料發(fā)展阻礙材料發(fā)展”

阻礙國產(chǎn)先進(jìn)材料發(fā)展，并不是我們目前“以產(chǎn)業(yè)帶材料”的全部后果。

以目前的統(tǒng)計(jì)數(shù)字來看，一種新材料從實(shí)驗(yàn)室開始研發(fā)，到首次投放市場，需要10-20年的時間。如果按照正常的10年的周期來算。這10年中，我們消費(fèi)了國外現(xiàn)在的先進(jìn)材料T800。

后果是：

10年之后，國外生產(chǎn)出了更先進(jìn)的材料——比如T1000。

10年之后，我們的大飛機(jī)等重要設(shè)備繼續(xù)采購國外的T1000。

10年之后，我們生產(chǎn)出了國外現(xiàn)在的“先進(jìn)”材料T800。

10年之后，我們生產(chǎn)出的T800要投入市場——這將產(chǎn)生新的問題。

由于一種材料的研發(fā)成功，往往可以找到相應(yīng)的市場。在中國廣大的市場需求下，非先進(jìn)材料依然可以找到市場。所以，十幾年后，如果我們政府支持的材料研發(fā)獲得了成功——研制出了“目前的先進(jìn)材料”，比如T800，那么，屆時這些企業(yè)、研發(fā)單位處于力保自己研究成果的考慮，將全力促使這些成果的產(chǎn)業(yè)化。由于各類工業(yè)均與對應(yīng)材料相配。這意味著，在未來，這些研究成果——“過時的先進(jìn)材料”——將成為中國工業(yè)的采用材料。

所以，“以產(chǎn)業(yè)帶材料”在未來，衍生的結(jié)果可能是：

一是將有限資源投入在了即將被淘汰的“先進(jìn)”材料，浪費(fèi)了未來先進(jìn)材料的研發(fā)資源。

二是即將淘汰的先進(jìn)材料，將成為我們下一時期的主要工業(yè)用材，延誤了工業(yè)升級。

三是10年之后看，我們研制出的落后的材料，將占領(lǐng)市場，從而阻礙更新材料的發(fā)展。

四是材料能否自主，是制造業(yè)能否自主創(chuàng)新的關(guān)鍵。

基于以上分析，我們可以說，“以產(chǎn)業(yè)帶材料”，不但贏不了現(xiàn)在，甚至有可能輸了未來。

對于先進(jìn)材料而言，共性和突破性是它的兩大特點(diǎn)。所謂共性，是材料的應(yīng)用可以為各種類的產(chǎn)業(yè)提供原料、裝備、設(shè)備基礎(chǔ)。所謂突破性，是一種材料一旦被另一種所取代，那么所有相關(guān)的產(chǎn)業(yè)都將面臨新的轉(zhuǎn)型。但是與IT技術(shù)不同的是，材料的第一次使用，往往會對原有的制造體系、包括設(shè)備、技術(shù)體系、標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生顛覆性的改變。當(dāng)然，一種先進(jìn)材料的商業(yè)化過程中往往包含諸多環(huán)節(jié)，其真正投入市場往往要經(jīng)歷很長的時間。

對于有著大量先進(jìn)材料儲備的美國等發(fā)達(dá)國家來說，他們考慮的問題是，如何將美國最新的材料，應(yīng)用在制造業(yè)中。促進(jìn)并加速制造業(yè)的更新?lián)Q代。

而中國等發(fā)展中國家，這些還在苦苦為研發(fā)當(dāng)下普遍使用的材料而奮斗的國家，將會很快發(fā)現(xiàn)，他們即便能夠研發(fā)出當(dāng)下的先進(jìn)材料，也將隨著美國引領(lǐng)材料的更新?lián)Q代，而重現(xiàn)陷入下一次的苦苦追趕中。如此，材料將被美國等發(fā)達(dá)國家牢牢掌握，未來的制造業(yè)基礎(chǔ)、甚至國家工業(yè)體系的基礎(chǔ)，仍將掌握在美國等發(fā)達(dá)國家手中。

由于“以產(chǎn)業(yè)帶材料”，我們支持發(fā)展的材料往往是產(chǎn)業(yè)中已經(jīng)成熟應(yīng)用的材料。顯然不可能在未來有引領(lǐng)的可能性！更無可能在新一輪的以新材料為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)中占得有利地位！

結(jié)語

在高端材料領(lǐng)域，我們曾經(jīng)面對兩個難題：一、我們投入很大的精力來追趕研制國外數(shù)年前甚至數(shù)十年前已經(jīng)應(yīng)用的高端材料，由于起步晚、起點(diǎn)低而困難重重；二，領(lǐng)先者儲備著更高端的材料和技術(shù)，它們?nèi)缤度霊?yīng)用，將導(dǎo)致我們再次進(jìn)入追趕周期?！耙淮牧?、一代產(chǎn)業(yè)?！比绻凑找酝辛水a(chǎn)業(yè)再追求其材料，往往是背桿趕船，雖拼命追趕，但一直落后。總之，先進(jìn)材料不能靠——至少不能完全靠——產(chǎn)業(yè)帶動。我們必須尋找新的辦法。