蘭德公司中美軍民兩用新材料相關證詞述析

2019 年6 月7 日，美國蘭德公司向美國國會美中經濟與安全審查委員會提交了《新型關鍵材料：識別可能的兩用領域》證詞（下稱《證詞》）?！蹲C詞》對比了中美兩國新型軍民兩用關鍵材料領域的發(fā)展，內容主要包括5 方面： （1）提供了一些新材料的基本信息，重點是納米材料和超材料； （2）對比了中美超材料研發(fā)應用； （3）簡述中美的材料研究合作； （4）回顧中國對關鍵原材料生產和加工的控制； （5）為美國提出發(fā)展建議。

1 關于新材料開發(fā)與應用及中美超材料能力對比

1.1 關于新材料的開發(fā)與應用

《證詞》認為，從20 世紀下半葉開始，材料科學和工程作為物理學、化學和幾個工程學科交叉發(fā)展起來的學科，材料的多功能性及在復雜環(huán)境的適用性不斷增強。隨著在原子和分子水平測量材料性能儀器的發(fā)展，結合理論分析和計算機模擬，人們對材料結構、加工與性能之間關系的理解有了很大的進步，帶來了新的應用。《證詞》認為納米材料代表了近20 年最典型的材料進展，它可為可穿戴電子設備、高能量密度電池和含能材料等應用提供新的或改進的性能。納米材料的合成能力也推進了多種超材料的開發(fā)，而超材料已被證明有巨大的應用潛力，如超敏感透鏡；全反射或完全不反射的材料；微天線和隱身裝置等特定特性的光學元件。

1.2 關于中美超材料能力對比

《證詞》認為中美兩國都看好超材料前景?！蹲C詞》稱，納米功能材料和超材料在中國“十三五”規(guī)劃中被確定為先進材料的優(yōu)先發(fā)展領域。利用美國專利商標局、世界知識產權組織、中國國家知識產權局的技術分類系統(tǒng)，蘭德公司對1989—2017年中美兩國超材料專利申請情況進行了分析，發(fā)現美國從2005 年前后開始，中國從2010 年前后開始，與超材料相關的專利申請數量都有增加，《證詞》認為這表明兩國都將超材料視為有前景的領域。

《證詞》指出中美兩國超材料專利分布存在顯著差異。《證詞》指出，截至2017 年，中美兩國超材料專利申請的累計數量大致相同，但申請重點領域顯示出了實質性差異。天線是兩國最大的應用領域，中國的專利集中在此領域高達41%，美國只有19%；第二重要的應用領域是半導體和光學，兩國的占比相似。但是，美國超材料專利的應用領域分布比中國更為廣泛，《證詞》認為這可能反映了中國更關注與政府研發(fā)計劃相關的應用。

2 關于美中新材料研究合作及相關問題

《證詞》歸納了中美新材料技術合作的兩大領域。一是在美國能源部國際事務辦公室協(xié)調下，美中清潔能源研究中心開展的相關研發(fā)工作。該中心工作目標是通過兩國合作，加快兩國清潔能源技術開發(fā)和部署。它側重于5 個關鍵研究領域：先進的煤炭技術；建筑能效；清潔汽車；水和能源技術；中型和重型卡車。其中清潔汽車的主要關注點之一是先進電池，這是納米材料的重要應用。二是可穿戴設備。中美兩國聯(lián)合開發(fā)了利用納米材料產生足夠的電能來驅動小型電子設備的器件，這些器件采用壓電材料或摩擦電材料。

《證詞》主張從國家安全角度，重視兩國相關合作的風險并采取措施?！蹲C詞》稱，美國在學術研究項目中對中國公民進行培訓，其中一些人可能會回到中國，建立學術研究項目或發(fā)展類似深圳光啟公司等商業(yè)實體，對此需要權衡利弊。一方面，支持兩國內部和兩國合作創(chuàng)新。另一方面，也可能會導致事關美國國家安全的兩用技術擴散。《證詞》認為，出于國家安全考慮，必須對此逐案評估，確保受控的技術不會直接或間接提供給被禁國家。

3 關于中國主導稀土等關鍵材料生產和加工的情況

《證詞》概述了美國對進口材料的依賴，以及中國在稀土等關鍵材料生產加工方面的主導地位?！蹲C詞》指出，美國須進口許多對制造業(yè)至關重要的材料，稀土族金屬材料是最典型的例子，但美國依賴的進口材料并不僅限于稀土，2018 年美國有64種非燃料礦產品依賴進口，其中18 種完全依賴進口， 另外30 種超過50%需求依賴進口。這些材料包括：銦、鎵和鍺等半導體材料；高溫合金中使用的釩和錸等金屬材料；銻等阻燃塑料和紡織品的關鍵材料；鎢等用于采礦和建筑、油氣勘探，以及制造工具和模具等的關鍵材料。《證詞》稱， 中國是這些關鍵材料的最主要生產國，中國有12 種關鍵材料（銻、鋁、鉍、螢石、鎵、鍺、鎂、稀土、硅、碲、鎢和釩）的產量占全球的50%以上，沒有任何其他國家有兩種或以上關鍵材料產量占比超過50%；中國也是美國18 種以上非燃料礦產品進口依賴度超過 50%的唯一國家。

《證詞》分析了中國主導地位形成的原因及對美國的影響?！蹲C詞》認為中國占據主導地位的原因有：一是資源基礎雄厚，長期重視礦產生產；二是環(huán)境和職業(yè)健康安全標準相對寬松，生產成本低。《證詞》指出，1990—2010 年間中國逐漸獲得關鍵材料生產主導地位，其他國家的礦山和加工廠因無力與中國的低價出口競爭而關閉。但隨著中國市場份額和國內消費增長及中國推行資源保護戰(zhàn)略等因素的影響，中國日益與可靠的低成本制造業(yè)原材料供應商角色偏離。例如，一些稀土金屬價格在2010—2013 年間飆升了幾十倍。《證詞》稱， 通過分析全球工業(yè)供應鏈和貿易戰(zhàn)略，發(fā)現主要貿易商中只有中國奉行強有力的資源保護戰(zhàn)略，舉措包括生產控制、出口限制、工業(yè)整合和投資限制等，如通過限制采礦和出口許可證數量、對精礦生產實行配額、對采礦和加工施加限制來管理其鎢工業(yè)?！蹲C詞》認為，占主導地位的生產者可能會對市場扭曲和供應中斷產生巨大影響；《證詞》同時指出，也有一些占主導地位的生產者允許市場力量決定他們生產材料的供求，如智利（其錸產量占全球的55%）。

4 關于美國如何提高材料供應鏈安全的建議

《證詞》稱，蘭德公司在2013 年為美國國家情報委員會完成了類似分析，并提出了建議。本次提出的建議是在當初建議的基礎上進行更新后形成，主要仍是兩個方面：一是提高面對供應中斷或市場扭曲的韌性；二是更好地預見到相關風險，做到對有關問題的早期預警。

4.1 提高面對供應中斷或市場扭曲時的韌性

《證詞》認為，這方面行動可有兩種不同形式：一種是鼓勵關鍵材料多樣化生產和加工；另一種是開發(fā)替代來源，如二次生產或制造業(yè)的替代材料研發(fā)。

《證詞》認為，市場力量已鼓勵多樣化的發(fā)展，例如，越南的鎢生產和加工，美國和其他國家的稀土勘探和開發(fā)項目及美國加利福尼亞州山口礦山稀土生產的恢復。但是，高度集中的市場所造成的不確定性是一個障礙，必須通過地方、國家、區(qū)域和全球各級各種措施加以克服，以便為實現多樣化供應所需的投資和時間創(chuàng)造有利和可持續(xù)的環(huán)境?！蹲C詞》認為，進口國間或可協(xié)調采取行動，如美、歐、日聯(lián)合采取行動；協(xié)調行動的領域可擴大到包括庫存的形成和維持，以及就供應中斷時共享有限資源達成協(xié)議等。長遠來看，措施還可包括：開發(fā)新的提取、加工和制造方法，促進材料的有效利用；從廢料和二次生產料中增加回收材料，如美國大約一半的鎢是從回收料中獲得的；研發(fā)稀缺材料的替代材料和新產品等。

4.2 更好地預見到相關風險

《證詞》指出，有關礦物生產、加工和貿易的數據，可從美國地質調查局和英國地質調查局等政府機構，以及工業(yè)組織和聯(lián)合國商貿統(tǒng)計數據庫中廣泛獲取。應考慮利用這些數據，研究如何預見市場扭曲帶來的各類風險?！蹲C詞》認為，一種可能的方法是用多樣化的商品市場來衡量市場活動。例如，美國司法部和聯(lián)邦貿易委員會制定的企業(yè)橫向兼并準則使用赫芬達爾－赫希曼市場集中度指數的變化作為衡量市場力量的標準。當關鍵材料生產地的變化超過這些準則門檻時，可通過國際協(xié)調與合作機制，防止市場集中度達到導致世貿組織的關注程度。這種協(xié)調與合作的目標應是消除市場扭曲，同時允許材料生產國的經濟發(fā)展。

5 啟示建議

第一，國外高度關注我國的關鍵材料技術及產業(yè)狀況，并充分利用開源數據分析評估我國材料行業(yè)的發(fā)展，我國應對此有所防范；第二，在合作開發(fā)領域，美國呼吁對我國持保留和警醒態(tài)度，同樣我國也應對國外刺探先進技術和人才的行為保持警惕；第三，我國應繼續(xù)積極合理地實施戰(zhàn)略原材料資源保護戰(zhàn)略，在加強管理的同時，通過開發(fā)新的生產和加工技術（如增材制造技術）、低成本替代材料、優(yōu)化產品設計等，提高我國材料利用效率并降低消耗；第四，我國也應充分利用開源數據，客觀評估中美在關鍵材料技術研發(fā)、產業(yè)供應、戰(zhàn)略儲備等方面的差異，為我國相關決策提供有力支持。