范志明 于灝
2016年3月16日,備受矚目的《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要(草案)》(以下簡稱“《“十三五”規(guī)劃》”)順利通過了第十二屆全國人民代表大會(huì)第4次會(huì)議的表決,并由新華社在第一時(shí)間正式對(duì)外發(fā)布。《“十三五”規(guī)劃》指出,“十三五”時(shí)期,國際金融危機(jī)沖擊和深層次影響在相當(dāng)長時(shí)期依然存在,但新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓄勢(shì)待發(fā)。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài),向形態(tài)更高級(jí)、分工更優(yōu)化、結(jié)構(gòu)更合理階段演化的趨勢(shì)更加明顯,必須準(zhǔn)確把握戰(zhàn)略機(jī)遇期內(nèi)涵和條件的深刻變化,提高發(fā)展質(zhì)量和效益,努力跨越“中等收入陷阱”。
新材料產(chǎn)業(yè)作為重要的工業(yè)行業(yè),早在“十二五”期間就被列為7大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,并在國家層面上編制了行業(yè)發(fā)展的規(guī)劃。在過去的5年中,新材料產(chǎn)業(yè)對(duì)于促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,保障國家重大工程建設(shè)都起到了重要的作用。隨著“十二五”的勝利收官,新時(shí)期的新材料領(lǐng)域布局也逐步展開。2015年5月,《中國制造2025》規(guī)劃發(fā)布,新材料產(chǎn)業(yè)成為其中的10大重點(diǎn)領(lǐng)域之一;2016年2月,國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中啟動(dòng)了4個(gè)新材料領(lǐng)域的重點(diǎn)專項(xiàng);剛剛對(duì)外發(fā)布的“十三五”規(guī)劃綱要當(dāng)中,新材料又成為了當(dāng)中的重點(diǎn)布局領(lǐng)域。這一方面體現(xiàn)出材料行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)中的重要性,也體現(xiàn)出我國新材料行業(yè)的發(fā)展正在邁入一個(gè)新的時(shí)期。習(xí)近平主席在2015年10月訪英期間曾指出,“在當(dāng)前新一輪產(chǎn)業(yè)升級(jí)和科技革命大背景下,新材料產(chǎn)業(yè)必將成為未來高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導(dǎo),對(duì)全球經(jīng)濟(jì)、科技、環(huán)境等各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展產(chǎn)生深刻影響”。
一、全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革
1.第4次工業(yè)革命正在到來
2016年1月,在瑞士東南部的小鎮(zhèn)達(dá)沃斯,召開了備受關(guān)注的第46屆世界經(jīng)濟(jì)論壇。來自全球超過2 500位的商業(yè)、政府、國際組織、社會(huì)和學(xué)術(shù)及媒體的領(lǐng)袖,圍繞“掌控第4次工業(yè)革命”的主題進(jìn)行了研討。
當(dāng)前,世界經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)格局正處于大調(diào)整、大變革和大發(fā)展的新時(shí)期。一方面國際金融危機(jī)的影響仍在持續(xù),世界經(jīng)濟(jì)仍復(fù)蘇乏力,石油與大宗商品價(jià)格下跌,主要經(jīng)濟(jì)體增長態(tài)勢(shì)持續(xù)分化,上一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命所提供的動(dòng)能已進(jìn)入尾聲。另一方面,全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革醞釀新突破,包括新能源、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)和智能系統(tǒng)等內(nèi)容在內(nèi)的這輪技術(shù)革命,將為經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域帶來的巨大機(jī)遇。
雖然對(duì)于什么是第4次工業(yè)革命還沒有一個(gè)統(tǒng)一的界定,但主流觀點(diǎn)都提及了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化等特征。根據(jù)德國推出的“工業(yè)4.0”的劃分標(biāo)準(zhǔn):第1次工業(yè)革命始于18世紀(jì)后半期,以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備代替了手工勞動(dòng)。第2次工業(yè)革命始于19世紀(jì)后半期,用電力來實(shí)現(xiàn)基于勞動(dòng)分工的大規(guī)模生產(chǎn)。第3次工業(yè)革命始于20世紀(jì)后半期,通過電氣和信息技術(shù)使得自動(dòng)化程度提高。第4次工業(yè)革命則是始于現(xiàn)在,通過構(gòu)建出創(chuàng)新交互式的智能化、網(wǎng)絡(luò)化的“信息-物理融合系統(tǒng)(CyberPhysical System,CPS)”,使得數(shù)字世界和物理世界無縫融合,達(dá)到資源要素在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的高效配置,實(shí)現(xiàn)制造業(yè)互聯(lián)網(wǎng)化,即智能制造。德國提出的“工業(yè)4.0”概念在美國則有另一種提法,稱之為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,指將機(jī)器、人和數(shù)據(jù)連接起來,并以智能方式進(jìn)行決策,提高生產(chǎn)率、降低成本,帶動(dòng)整個(gè)制造業(yè)的升級(jí)發(fā)展。
對(duì)比以往3次革命,這次工業(yè)革命將帶來更加深刻的變化。它加深了全球經(jīng)濟(jì)的不確定性,其發(fā)展速度將可能不再是線性發(fā)展的,而是爆發(fā)式的增長。它正以獨(dú)特的方式改變著人類生產(chǎn)、分配和消費(fèi)體系,而不僅僅是改變某個(gè)產(chǎn)品或行業(yè),給世界帶來“顛覆效應(yīng)”。
2.世界各國戰(zhàn)略布局
為應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革,世界各國紛紛進(jìn)行戰(zhàn)略布局,試圖在這一輪大潮中搶占先機(jī)。2012年2月,美國國家科學(xué)技術(shù)委員推出了《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃》,正式將先進(jìn)制造業(yè)提升為國家戰(zhàn)略,以搶占新一輪全球制造業(yè)競爭的優(yōu)勢(shì)地位。2013年4月,德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,以提高德國工業(yè)的競爭力。2013年10月,英國政府科技辦公室則推出了《英國工業(yè)2050戰(zhàn)略》,提出英國制造業(yè)發(fā)展與復(fù)蘇的政策。部分發(fā)達(dá)國家重振制造業(yè)相關(guān)計(jì)劃見圖 1所示。此外,日本提出了“機(jī)器人新戰(zhàn)略”,韓國提出“智能機(jī)器人基本計(jì)劃”。
西方發(fā)達(dá)國家所提出的“制造業(yè)復(fù)興”戰(zhàn)略并非指傳統(tǒng)制造業(yè)的回流,而是希望依托長期積累的科技優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)在先進(jìn)制造領(lǐng)域的技術(shù)突破和應(yīng)用,從而構(gòu)建具有強(qiáng)大競爭力的新工業(yè)體系,沖擊以中國為代表的發(fā)展中國家在勞動(dòng)力等中低端要素方面的成本優(yōu)勢(shì),推動(dòng)全球范圍內(nèi)的制造業(yè)資源重新配置,構(gòu)建新型的全球產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈。
3.中國制造強(qiáng)國戰(zhàn)略
2015年5月,熱議已久的《中國制造2025》由國務(wù)院正式發(fā)布。這份被譽(yù)為中國版的“工業(yè)4.0”規(guī)劃,成為我國主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重大戰(zhàn)略選擇,也是未來10年引領(lǐng)和指導(dǎo)中國制造業(yè)由大變強(qiáng),實(shí)現(xiàn)“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變的綱領(lǐng)性文件。
按照德國的劃分標(biāo)準(zhǔn),我國工業(yè)企業(yè)整體處于2.0的水平,需要補(bǔ)上從工業(yè)2.0-3.0的差距,才能實(shí)現(xiàn)4.0的發(fā)展。目前,我國制造業(yè)正面臨著國際方面的雙向擠壓。一方面,高端制造領(lǐng)域出現(xiàn)向發(fā)達(dá)國家“逆轉(zhuǎn)移”的態(tài)勢(shì)。另一方面,越南、印度等一些東南亞國家依靠資源、勞動(dòng)力等比較優(yōu)勢(shì),也開始在中低端制造業(yè)上發(fā)力,以更低的成本承接勞動(dòng)密集型制造業(yè)的轉(zhuǎn)移。國內(nèi)方面,經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境也發(fā)生重大變化。傳統(tǒng)比較優(yōu)勢(shì)減弱,資源約束趨緊,部分行業(yè)產(chǎn)能過剩嚴(yán)重。經(jīng)濟(jì)增速換擋、結(jié)構(gòu)調(diào)整陣痛、動(dòng)能轉(zhuǎn)換困難相互交織,有效需求乏力和有效供給不足并存,結(jié)構(gòu)性矛盾更加凸顯。
但與此同時(shí),我國制造業(yè)的發(fā)展也迎來了歷史性機(jī)遇——新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革。習(xí)近平主席在主持中共中央政治局學(xué)習(xí)時(shí)曾指出:“當(dāng)前,從全球范圍看,創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)是大勢(shì)所趨。機(jī)會(huì)稍縱即逝,抓住了就是機(jī)遇,抓不住就是挑戰(zhàn)。從國內(nèi)看,創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)是形勢(shì)所迫。我們要推動(dòng)新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展,必須及早轉(zhuǎn)入創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展軌道,把科技創(chuàng)新潛力更好地釋放出來,充分發(fā)揮科技進(jìn)步和創(chuàng)新的作用?!?/p>
二、新材料是新一輪工業(yè)革命的先導(dǎo)和基石
1.材料是整個(gè)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)
材料是人類文明進(jìn)步的基石和里程碑。人類文明的發(fā)展史,就是一部學(xué)習(xí)利用材料、制造材料、創(chuàng)新材料的歷史。每一個(gè)新時(shí)代都是因?yàn)橐环N新材料出現(xiàn)而促成的,因此歷史學(xué)家也將材料及其器具作為劃分時(shí)代的標(biāo)志。青銅代替石頭,使得人類進(jìn)入到青銅時(shí)代;鐵器代替青銅,使得人類進(jìn)入到鐵器時(shí)代。維多利亞時(shí)代的關(guān)鍵材料鋼,使得吊橋、鐵路、蒸汽機(jī)和輪船成為了可能。20世紀(jì)60年代,在硅材料基礎(chǔ)上崛起的微電子工業(yè),則使得人類步入信息時(shí)代。與此同時(shí),20世紀(jì)不斷出現(xiàn)的各種嶄新材料也改寫了人類的生活。例如,建筑師運(yùn)用結(jié)構(gòu)鋼和平板玻璃建起了摩天大樓;賽璐珞的發(fā)明成就了電影的誕生;橡膠的出現(xiàn)使得汽車的重要零件輪胎成為可能;服裝設(shè)計(jì)師用高分子徹底改變了人類的住宅和穿著。這些嶄新材料的發(fā)展不斷推動(dòng)著人類文明的進(jìn)步。
因此,新材料不單單是材料工業(yè)發(fā)展的先導(dǎo),對(duì)材料工業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)、更新?lián)Q代起到推動(dòng)作用,同時(shí)也是各個(gè)國家必爭的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。由此,新材料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步以及國防安全的基礎(chǔ)和先導(dǎo),對(duì)于提高一個(gè)國家的整體科技、工業(yè)化水平、以及綜合國力,構(gòu)建未來科技制高點(diǎn)和國際優(yōu)勢(shì)競爭力都至關(guān)重要。進(jìn)入21世紀(jì)以來,世界各國對(duì)新材料高度重視。迄今為止,20多個(gè)國家已制定了與新材料相關(guān)的新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,啟動(dòng)了100余項(xiàng)專門計(jì)劃(見表1)。僅以美國2013年財(cái)年政府研發(fā)資金分配為例,美國國家自然科學(xué)基金會(huì)獲得的73.73億美元中,有3.03億美元與材料直接相關(guān),有4.35億美元與納米研究相關(guān);美國能源部科學(xué)辦公室49.92億美元的撥款中,有4.21億美元與材料工程直接相關(guān),18億美元與基礎(chǔ)能源科學(xué)有關(guān)(絕大多數(shù)涉及材料);美國國防部研發(fā)撥款中,涉及材料及生物1.66億美元;美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院和國家健康研究中心分別有4.99億美元和3.37億美元與材料項(xiàng)目相關(guān)。
2.新材料在新一輪革命中的地位
在新一輪工業(yè)革命中,新材料也將起到不可替代的重要作用。一個(gè)產(chǎn)業(yè)的突破通常以該領(lǐng)域新材料技術(shù)的突破為前提,而新材料技術(shù)的突破往往會(huì)孕育一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的誕生,甚至形成一輪新的產(chǎn)業(yè)革命。例如,電子信息技術(shù)的快速發(fā)展和巨大成就,得益于高純硅等半導(dǎo)體材料技術(shù)的重大突破;太陽能、風(fēng)能等新材料的技術(shù)進(jìn)步對(duì)全球新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用;高性能碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展正在引發(fā)航空工業(yè)的革命性變革。
因此,在全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起的大背景下,世界各國對(duì)于新材料的重視提升到了一個(gè)新的戰(zhàn)略高度。這些國家紛紛推出相關(guān)規(guī)劃,在研發(fā)、市場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)環(huán)境等不同層面上加強(qiáng)政策扶持力度,推動(dòng)新材料行業(yè)的革新,帶動(dòng)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的快速發(fā)展。以美國為例,2012年奧巴馬宣布實(shí)施投資10億美元的“國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)(National Network for Manufacturing Innovation,NNMI)”計(jì)劃,遴選出制造領(lǐng)域15項(xiàng)具有廣闊應(yīng)用價(jià)值的前沿性、前瞻性的制造技術(shù),并建立制造業(yè)創(chuàng)新中心,全面提升美國制造業(yè)競爭力。3年間,共成立了包括“3D打印”、“數(shù)字化制造與設(shè)計(jì)”、“下一代電力電子”、“輕量化和現(xiàn)代合金”、“先進(jìn)復(fù)合材料”、“集成光子學(xué)”和“柔性混合電子器件”7家創(chuàng)新中心(見圖2)。這其中,除“數(shù)字化制造與設(shè)計(jì)”和“集成光子學(xué)”2家創(chuàng)新中心以外,其余5家均和新材料有著緊密的關(guān)系,可見新材料的開發(fā)對(duì)于構(gòu)建先進(jìn)制造競爭力的重要性。詳細(xì)來說,3D打印的制造需要用到高性能的金屬3D打印材料,高分子3D打印材料。碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等寬禁帶半導(dǎo)體材料是下一代電力電子器件的核心。汽車、飛機(jī)、船舶等交通運(yùn)輸裝備的輕量化,則需要應(yīng)用到鋁合金、鎂合金等輕質(zhì)金屬材料。清潔能源產(chǎn)品如節(jié)能電動(dòng)汽車、風(fēng)力渦輪機(jī)以及氫氣天然氣儲(chǔ)罐等,則涉及先進(jìn)纖維增強(qiáng)基聚合物復(fù)合材料的制造和應(yīng)用。有機(jī)發(fā)光材料等先進(jìn)電子材料是柔性混合電子器件發(fā)展所需的關(guān)鍵材料。
三、新材料成為我國“十三五”時(shí)期重點(diǎn)布局領(lǐng)域
1.中國材料行業(yè)快速發(fā)展
材料產(chǎn)業(yè)對(duì)于國家整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)來說,都是舉足輕重的。建國以來,特別是改革開放以來,在國家政策積極引導(dǎo)和產(chǎn)業(yè)內(nèi)在發(fā)展動(dòng)力的推動(dòng)下,我國新材料產(chǎn)業(yè)從無到有,不斷發(fā)展壯大,在體系建設(shè),產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)進(jìn)步等方面取得了明顯的成效(見表2)。目前,我國材料領(lǐng)域占整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)GDP的總值的22.8%,占到全國工業(yè)總產(chǎn)值的43%,其中新材料份額約為30%左右。鋼鐵、建材、有色金屬、化纖、紡織的工業(yè)產(chǎn)量和規(guī)模均居世界第1位。量大面廣的基礎(chǔ)性原材料產(chǎn)業(yè),如鋼鐵、有色、石油化工、紡織、輕工、建材等6個(gè)產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員達(dá)到4 600萬,占城鎮(zhèn)就業(yè)人員的15%左右。隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長,以及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,新材料產(chǎn)業(yè)也為促進(jìn)我國材料產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代、加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、提升國防軍工實(shí)力,及實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保等目標(biāo)等作出了重大貢獻(xiàn)。目前,我國新材料產(chǎn)業(yè)本身在技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了由跟蹤到自主創(chuàng)新的跨越,在產(chǎn)業(yè)方面則處于由大到強(qiáng)的關(guān)鍵時(shí)期。
2.新材料成為新時(shí)期必爭之地
雖然,我國材料行業(yè)取得了長足的進(jìn)步,但總體來看與世界先進(jìn)水平差距較大。國際上材料領(lǐng)域全面領(lǐng)先的國家仍然是美國,日本在納米材料、電子信息材料,韓國在顯示材料、存儲(chǔ)材料,歐洲在結(jié)構(gòu)材料、光學(xué)與光電材料、納米材料,俄羅斯在耐高溫材料、宇航材料方面有明顯優(yōu)勢(shì)。我國新材料領(lǐng)域在非線性激光晶體、納米材料、半導(dǎo)體照明等領(lǐng)域與國際先進(jìn)水平屬同一發(fā)展階段,屬于并跑競爭,其中一部分甚至是領(lǐng)先水平。但在高密度信息存儲(chǔ)材料、顯示技術(shù)、碳纖維及其復(fù)合材料等方面與國外還存在較大差距,屬跟跑階段。
目前,我國新材料行業(yè)的發(fā)展主要面臨以下幾個(gè)問題,包括基礎(chǔ)原材料整體技術(shù)水平不高,物耗能耗排放高;核心技術(shù)、工藝及裝備依賴進(jìn)口或者受制于國外;配套與工程化能力較弱,高端產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化程度低;新興產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)巨大,需求明確,但國際競爭激烈;國家重大工程和國防建設(shè)對(duì)部分新材料需求強(qiáng)烈;產(chǎn)業(yè)競爭力不強(qiáng),利潤率低,部分行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩等。
因此,在新一輪5年規(guī)劃中,為滿足國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展對(duì)新材料的需求,繼“十二五”期間成為7大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)后,新材料又被列為《中國制造2025》規(guī)劃中重點(diǎn)發(fā)展的10大高端領(lǐng)域之一;同時(shí),在“十三五”規(guī)劃當(dāng)中的多個(gè)章節(jié),都涉及到新材料領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局(見表3)。這些政策都彰顯出,在新時(shí)期下國家對(duì)于新材料行業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃高度。
3.新材料成為制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的基石
在《中國制造2025》規(guī)劃中,分別在2個(gè)部分提到了新材料的發(fā)展任務(wù)。首先,在“強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)能力”戰(zhàn)略任務(wù)中,明確提出了“加大基礎(chǔ)專用材料研發(fā)力度,提高專用材料自給保障能力和制備技術(shù)水平”。其次,新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展中,提出“以特種金屬功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、功能性高分子材料、特種無機(jī)非金屬材料和先進(jìn)復(fù)合材料為發(fā)展重點(diǎn),加快研發(fā)先進(jìn)熔煉、凝固成型、氣相沉積、型材加工、高效合成等新材料制備關(guān)鍵技術(shù)和裝備,加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和體系建設(shè),突破產(chǎn)業(yè)化制備瓶頸。積極發(fā)展軍民共用特種新材料,加快技術(shù)雙向轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化,促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)軍民融合發(fā)展。高度關(guān)注顛覆性新材料對(duì)傳統(tǒng)材料的影響,做好超導(dǎo)材料、納米材料、石墨烯、生物基材料等戰(zhàn)略前沿材料提前布局和研制。加快基礎(chǔ)材料升級(jí)換代”。在隨后推出的《中國制造2025》重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖中,新材料又被分成了3大板塊:先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和前沿新材料,從需求角度提出了發(fā)展這些材料的目的和方向(見表4-6)。
第1個(gè)板塊先進(jìn)基礎(chǔ)材料,是指具有優(yōu)異性能、量大面廣且“一材多用”的新材料,主要包括鋼鐵、有色、石化、建材、輕工、紡織等基礎(chǔ)材料中的高端材料,對(duì)國民經(jīng)濟(jì)、國防軍工建設(shè)起著基礎(chǔ)支撐和保障作用。我國百余種基礎(chǔ)材料產(chǎn)量已達(dá)世界第1,但大而不強(qiáng)。面臨總體產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理、高端應(yīng)用領(lǐng)域不能實(shí)現(xiàn)自給3大突出問題。迫切需要發(fā)展高性能、差別化、功能化的先進(jìn)基礎(chǔ)材料,推動(dòng)基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展。
第2個(gè)板塊關(guān)鍵戰(zhàn)略材料,主要包括高端裝備用特種合金、高性能分離膜材料、高性能纖維及其復(fù)合材料、新型能源材料、電子陶瓷和人工晶體、生物醫(yī)用材料、稀土功能材料、先進(jìn)半導(dǎo)體材料、新型顯示材料等高性能新材料,是實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。關(guān)鍵戰(zhàn)略材料作用巨大,是支撐和保障海洋工程、軌道交通、核電、航空航天裝備等領(lǐng)域高端應(yīng)用的關(guān)鍵核心材料,也是實(shí)施智能制造、新能源、電動(dòng)汽車、新一代信息技術(shù)和國防尖端技術(shù)等重大戰(zhàn)略需要的關(guān)鍵保障材料。目前,在國民經(jīng)濟(jì)需求的百余種關(guān)鍵材料中,約1/3國內(nèi)完全空白,約一半性能穩(wěn)定性較差,部分產(chǎn)品受到國外嚴(yán)密控制,突破受制于人的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料,具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
第3個(gè)板塊前沿新材料(革命性新材料),這類材料的發(fā)明、應(yīng)用一直引領(lǐng)著全球的技術(shù)革新,推動(dòng)著高新技術(shù)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),同時(shí)催生了諸多新興產(chǎn)業(yè)。該版塊主要包括3D打印材料、超導(dǎo)材料、智能仿生與超材料、石墨烯等新材料的前沿方向。3D打印材料將滿足未來航空航天、生物醫(yī)療、消費(fèi)電子等領(lǐng)域?qū)€(gè)性化、定制化復(fù)雜形狀金屬制品的需求。超導(dǎo)材料則在智能電網(wǎng)、大科學(xué)裝置等方面具有重要應(yīng)用。智能仿生與超材料是智能制造、智能傳感的核心材料,規(guī)?;圃旒皯?yīng)用的需求極為迫切。石墨烯集多種優(yōu)異性能于一體,可極大推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和升級(jí)換代,有望催生千億元規(guī)模產(chǎn)業(yè)。
4.“十三五”規(guī)劃綱要中的新材料布局
在剛剛推出的“十三五”規(guī)劃當(dāng)中,新材料亦成為重要的布局領(lǐng)域之一。在實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略,優(yōu)化現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系,構(gòu)筑現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò),加快改善生態(tài)環(huán)境等多個(gè)篇章均具有體現(xiàn)(見表7)。
在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略方面,提出了推動(dòng)戰(zhàn)略前沿領(lǐng)域創(chuàng)新突破,“加快突破新一代信息通信、新能源、新材料、航空航天、生物醫(yī)藥、智能制造等領(lǐng)域核心技術(shù)”。同時(shí),提出了提升創(chuàng)新基礎(chǔ)能力,“加快能源、生命、地球系統(tǒng)與環(huán)境、材料、粒子物理和核物理、空間和天文、工程技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域和部分多學(xué)科交叉領(lǐng)域國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),依托現(xiàn)有先進(jìn)設(shè)施組建綜合性國家科學(xué)中心”?!翱萍紕?chuàng)新2030”重大項(xiàng)目當(dāng)中,將布局6大科技項(xiàng)目和9大工程項(xiàng)目,“重點(diǎn)新材料研發(fā)及應(yīng)用”成為其中之一。
在優(yōu)化現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系方面,一是在制造強(qiáng)國戰(zhàn)略中實(shí)施工業(yè)強(qiáng)基工程,“重點(diǎn)突破關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心基礎(chǔ)零部件(元器件)、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝、產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)等“四基”瓶頸”。此外,在支持戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面,“支持新一代信息技術(shù)、新能源汽車、生物技術(shù)、綠色低碳、高端裝備與材料、數(shù)字創(chuàng)意等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。大力推進(jìn)先進(jìn)半導(dǎo)體、機(jī)器人、增材制造、智能系統(tǒng)、新一代航空裝備、空間技術(shù)綜合服務(wù)系統(tǒng)、智能交通、精準(zhǔn)醫(yī)療、高效儲(chǔ)能與分布式能源系統(tǒng)、智能材料、高效節(jié)能環(huán)保、虛擬現(xiàn)實(shí)與互動(dòng)影視等新興前沿領(lǐng)域創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化,形成一批新增長點(diǎn)”。提出“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)”,“高端材料”成為入圍的6大領(lǐng)域之一。
在構(gòu)筑現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)方面,新材料成為構(gòu)建智慧能源系統(tǒng)的重要支撐。在“能源發(fā)展重大工程”當(dāng)中,碳化硅電力電子器件,高溫超導(dǎo)材料成為能源關(guān)鍵技術(shù)裝備的重要組成部分。在加快改善生態(tài)環(huán)境方面,傳統(tǒng)高耗能、高污染的材料行業(yè)則成為了產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重點(diǎn)。在“環(huán)境治理保護(hù)重大工程”當(dāng)中,鋼鐵、水泥、平板玻璃等行業(yè)被列為工業(yè)污染源全面達(dá)標(biāo)排放的治理重點(diǎn)。
四、結(jié)語
新時(shí)期,隨著新材料領(lǐng)域相關(guān)政策和規(guī)劃的逐步出臺(tái)和落實(shí),我國新材料行業(yè)的發(fā)展正進(jìn)入到新的階段,正在從資源密集型向技術(shù)密集型,由勞動(dòng)密集型向經(jīng)濟(jì)密集型的方向轉(zhuǎn)變。在新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的浪潮當(dāng)中,新材料行業(yè)的變革和升級(jí)將成為實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略,乃至“十三五”規(guī)劃的重要基石和保障,對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。
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