國(guó)內(nèi)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展特征與趨勢(shì)

新材料是指新出現(xiàn)的具有優(yōu)異性能或特殊功能的材料，或是傳統(tǒng)材料改進(jìn)后性能明顯提高或具有新功能的材料。融入了當(dāng)代眾多學(xué)科先進(jìn)成果的新材料產(chǎn)業(yè)是支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展先導(dǎo)和重要內(nèi)涵，逐漸成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)和提升企業(yè)及地區(qū)競(jìng)爭(zhēng)力的源動(dòng)力。其研發(fā)及工程化應(yīng)用依賴于新原理、新方法、新技術(shù)、新工藝以及新裝備的綜合運(yùn)用。

一、產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

1、產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)

我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)體系已經(jīng)初步形成，發(fā)展形勢(shì)良好。隨著《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《新材料產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》等國(guó)家層面戰(zhàn)略規(guī)劃的出臺(tái)，為新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。

目前，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模約2 萬億元。新材料產(chǎn)業(yè)在金屬材料、紡織材料、化工材料等傳統(tǒng)領(lǐng)域基礎(chǔ)較好，稀土功能材料、先進(jìn)儲(chǔ)能材料、光伏材料、有機(jī)硅、超硬材料、特種不銹鋼、玻璃纖維及其復(fù)合材料等產(chǎn)能居世界前列。

半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)形成了從上游外延材料生長(zhǎng)與芯片制造、中游器件封裝到下游集成應(yīng)用的比較完整的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)體系，產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過5000 億元。節(jié)能玻璃材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)300 億元；稀土功能材料產(chǎn)量約占全球份額80%；主要功能陶瓷元器件產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長(zhǎng)到250 億元。

2、關(guān)鍵技術(shù)實(shí)質(zhì)突破

通過產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合，許多重要新材料技術(shù)指標(biāo)大幅提升，研究成果推廣應(yīng)用。大直徑硅材料在缺陷、幾何參數(shù)、顆粒、雜質(zhì)等控制技術(shù)方面不斷完善，300mm 硅材料可滿足45nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)的集成電路要求，已成功拉制450mm 硅單晶。

人工晶體材料經(jīng)過多年的發(fā)展，偏硼酸鋇和三硼酸鋰等紫外非線性光學(xué)晶體研究居國(guó)際領(lǐng)先水平并實(shí)現(xiàn)了商品化；激光晶體、太陽(yáng)能電池關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，光伏發(fā)電成本降到1 元/kWh）以下。

鋰離子電池正負(fù)極材料、電解液均滿足小型電池要求，隔膜、電解質(zhì)鋰鹽等關(guān)鍵材料替代進(jìn)口；超高分子量聚乙烯纖維大幅縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家差距。T300 級(jí)碳纖維實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定生產(chǎn)，單線產(chǎn)能提高到1200t；T700 和T800 級(jí)碳纖維實(shí)現(xiàn)了批量供貨能力已開始應(yīng)用于航空航天裝備；開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的銅帶、銅管拉鑄技術(shù)以及銅鋁復(fù)合技術(shù)；海底管線鋼X65、X70、X80 及厚壁海洋油氣焊管、化學(xué)品船用中厚板均已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，低成本石墨烯已開始生產(chǎn)，并應(yīng)用于觸摸屏、導(dǎo)熱膜等信息通訊器件。

關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破和新材料品種的不斷增加，使我國(guó)高端金屬結(jié)構(gòu)材料、新型無機(jī)非金屬材料、高性能復(fù)合材料保障能力明顯增強(qiáng)，先進(jìn)高分子材料和特種金屬功能材料自給水平逐步提高。

3、區(qū)域集聚態(tài)勢(shì)明顯

積極推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，加強(qiáng)資源整合，區(qū)域特色逐步顯現(xiàn)，區(qū)域集聚態(tài)勢(shì)明顯，初步形成“東部沿海集聚，中西部特色發(fā)展”的空間格局。

長(zhǎng)三角已形成包括航空航天、新能源、電子信息、新型化工等領(lǐng)域的新材料產(chǎn)業(yè)集群。

珠三角新材料產(chǎn)業(yè)集中度高，已形成較為完整產(chǎn)業(yè)鏈，在電子信息材料、改性工程塑料、陶瓷材料等領(lǐng)域具有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。

環(huán)渤海地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)作用明顯，在稀土功能材料、膜材料、硅材料、高技術(shù)陶瓷、磁性材料和特種纖維等多個(gè)領(lǐng)域均具有較大優(yōu)勢(shì)。

內(nèi)蒙古稀土新材料，云貴稀貴金屬新材料，廣西有色金屬新材料，寧波釹鐵硼永磁材料，廣州、天津、青島等地的化工新材料，重慶、西安、甘肅金昌、湖南長(zhǎng)株潭、陜西寶雞、山東威海及太原等地的航空航天材料、能源材料及重大裝備材料，江蘇徐州、河南洛陽(yáng)、江蘇連云港等的多晶硅材料產(chǎn)業(yè)等也都形成了各自的區(qū)域特色。

4、支撐作用日益顯現(xiàn)

新材料支撐重大應(yīng)用示范工程的作用日益顯現(xiàn)，為我國(guó)能源、資源環(huán)境、信息領(lǐng)域的發(fā)展提供了重要的技術(shù)支撐，是建設(shè)重大工程、鞏固國(guó)防軍工的重要保障。

各級(jí)政府組織實(shí)施了節(jié)能產(chǎn)品惠民、十城萬盞、金太陽(yáng)、物聯(lián)網(wǎng)等重大應(yīng)用示范工程，2030 年我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)保有量有望達(dá)到1500 萬輛。膜材料在海水淡化方面已經(jīng)獲得應(yīng)用，初步形成了反滲透海水淡化的生產(chǎn)能力，成為我國(guó)沿海地區(qū)供水安全保障體系的重要組成部分。

以有色金屬結(jié)構(gòu)新材料、高溫合金和碳纖維及其復(fù)合材料為代表的高性能結(jié)構(gòu)材料，為高速鐵路、大飛機(jī)、載人航天、探月工程、超高壓電力輸送、深海油氣開發(fā)等重大工程的順利實(shí)施做出了貢獻(xiàn)。

二、行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

傳統(tǒng)材料企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)速度加快。我國(guó)材料企業(yè)中，80-90%都是傳統(tǒng)金屬類和化工類的材料企業(yè)，這兩類企業(yè)市場(chǎng)份額最大，是材料行業(yè)的主導(dǎo)力量。未來10 年，普通產(chǎn)品市場(chǎng)需求的下滑及對(duì)高端產(chǎn)品的需求，將倒逼這兩類傳統(tǒng)材料企業(yè)加快技術(shù)升級(jí)與改造，其轉(zhuǎn)型升級(jí)速度將明顯加快。

其中，金屬類材料企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展方向是大力發(fā)展如高純金屬、非晶合金等特殊金屬材料，以及可用于核電、超超臨界火電、海洋工程、汽車工程、軌道交通方面的高品質(zhì)特殊鋼；化工類材料企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展方向主要是合成橡膠、工程塑料、有機(jī)硅材料和氟材料。

1、逐漸向高端、健康、綠色方向發(fā)展

未來十年，高端裝備、汽車制造、電子信息、新能源、節(jié)能環(huán)保、新型建筑、生物醫(yī)用、智能電網(wǎng)、3D 打印等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域預(yù)計(jì)將保持較快發(fā)展趨勢(shì)。因此，帶動(dòng)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高端材料是未來我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向，主要包括高品質(zhì)特殊鋼、高強(qiáng)輕質(zhì)合金、高性能纖維和復(fù)合材料、航空用陶瓷材料及航空級(jí)3D 打印金屬粉末材料等。

此外，隨著人民對(duì)健康、環(huán)保等需求的提高，對(duì)生物醫(yī)用材料、綠色環(huán)保材料、新型建筑材料和高性能膜材料等綠色健康材料的需求也越來越多。

2、電子信息、鋰電池產(chǎn)業(yè)新材料有望加速增長(zhǎng)

隨著新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電子信息材料的研發(fā)生產(chǎn)是未來發(fā)展的一個(gè)重要方向，低缺陷12 英寸及以上電子級(jí)單晶硅、超薄8 英寸及以上絕緣體上硅（SOI）、寬禁帶半導(dǎo)體與器件，以及AMOLED 有機(jī)發(fā)光材料及器件、大尺寸光纖預(yù)制棒、光學(xué)膜、集成電路特種氣體都將逐漸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，部分產(chǎn)品也將逐漸取代進(jìn)口。

鋰電池材料方面，正極材料、負(fù)極材料、導(dǎo)電漿料、電池隔膜企業(yè)不斷涌現(xiàn)，核心技術(shù)逐步被研發(fā)成功，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，發(fā)展?jié)摿薮蟆！笆濉逼陂g，電子信息、鋰電池產(chǎn)業(yè)新材料這兩個(gè)領(lǐng)域，有望實(shí)現(xiàn)加速增長(zhǎng)。

3、高強(qiáng)輕質(zhì)合金新材料可能得到大規(guī)模應(yīng)用

高性能的鋁合金、鎂合金、鈦合金在航空航天、軍工、汽車、電力設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，特別是隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，高性能合金在車輛上應(yīng)用量快速增長(zhǎng)，其市場(chǎng)需求越來越多。

隨著電力裝備的高端化、智能化發(fā)展，鋁合金電纜技術(shù)和產(chǎn)品已逐步被市場(chǎng)熟知并接受，鋁合金材料憑借其性能優(yōu)勢(shì)，在電力行業(yè)應(yīng)用也將日益廣泛，“以鋁代銅”的相關(guān)產(chǎn)品，也逐步應(yīng)用于電線電纜、變壓器、汽車熱交換器、空調(diào)散熱器等多方面，未來發(fā)展不可限量。

三、產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)新材料材料技術(shù)的突破，在很大程度上使新材料產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)智能化、多功能化、環(huán)保、復(fù)合化、低成本化、長(zhǎng)壽命及個(gè)性化訂制。這些產(chǎn)品會(huì)加快信息產(chǎn)業(yè)和生物技術(shù)的革命性進(jìn)展，也能夠給制造業(yè)、服務(wù)業(yè)及人們生活方式帶來重要影響。

同時(shí)，新材料的開發(fā)與應(yīng)用聯(lián)系更加緊密，根據(jù)新材料市場(chǎng)的需求，加快新材料研制速度，提高材料的使用性能，便于新材料迅速走向?qū)嶋H應(yīng)用，減少材料的“性能浪費(fèi)”。注重軍民融合，開拓軍民兩用產(chǎn)品市場(chǎng)是新材料發(fā)展的趨勢(shì)。寬禁帶碳化硅、氮化鎵基的下一代射頻高能效高功率器件即將成為有潛力的軍民融合的高端電子產(chǎn)品。

1、電子功能材料

“十二五”以來，我國(guó)新一代電子功能材料根據(jù)市場(chǎng)需求，開始發(fā)展低缺陷12 英寸及以上電子級(jí)單晶硅、超薄8 英寸及以上絕緣體上硅（SOI）、寬禁帶半導(dǎo)體與器件，以及AMOLED有機(jī)發(fā)光材料及器件產(chǎn)業(yè)化和示范應(yīng)用，高能射線探測(cè)用碲鋅鎘半導(dǎo)體材料與器件實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，碲鋅鎘晶體在工業(yè)CT 及專用探測(cè)器等領(lǐng)域逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。

2、表面功能（納米）材料

納米技術(shù)，是二十一世紀(jì)材料產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一。當(dāng)前，我國(guó)在納米產(chǎn)業(yè)方面已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，未來10 年，是納米技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的黃金時(shí)期，特別是在光電、鋰電池、環(huán)保、建筑等重要行業(yè)，有可能獲得突破性進(jìn)展。

納米材料的發(fā)展重點(diǎn)是納米碳材料（如碳納米管、納米量子點(diǎn)），納米能源材料，氮化鎵等第三代半導(dǎo)體材料，納米銀、納米氧化鋁等納米金屬材料，納米功能復(fù)合材料以及納米生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域。

3、功能玻璃材料

隨著新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，功能玻璃材料的研發(fā)生產(chǎn)成為新材料的重要研究方向。目前我國(guó)在新型TFT 顯示超薄玻璃基板材料、高性能光纖預(yù)制棒材料、高性能特種光纖、高性能低成本石墨烯粉體及高性能薄膜材料方面均有所突破，并開始在新型顯示、先進(jìn)電池等領(lǐng)域有所示范應(yīng)用。

4、先進(jìn)碳材料

先進(jìn)碳材料產(chǎn)業(yè)主要包括碳纖維、石墨烯、石墨負(fù)極材料、碳納米管等。碳纖維方面，預(yù)計(jì)未來3-5 年，國(guó)產(chǎn)T700 碳纖維預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)低成本穩(wěn)產(chǎn)及市場(chǎng)大規(guī)模應(yīng)用，而T800 也有望開始應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)高端裝備。

石墨烯方面，在風(fēng)電防護(hù)涂料及手機(jī)觸控屏上的應(yīng)用也正在穩(wěn)步推進(jìn)，產(chǎn)能不斷擴(kuò)大，即將迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)。隨著鋰電池產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，石墨負(fù)極材料、碳納米管導(dǎo)電漿料在鋰電池產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用也將快速增長(zhǎng)。

5、高端金屬材料

隨著高端裝備產(chǎn)業(yè)的逐漸興起，我國(guó)海洋工程裝備所需材料逐漸受到關(guān)注，開始研發(fā)生產(chǎn)鋼板厚度大于180mm 的高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼、大型油船貨油艙耐蝕鋼、深海油氣輸送用厚壁管線鋼、超深井及低溫開采急需的高性能鋁合金鉆桿及油套管鋼，以及TA2、TC4 等級(jí)鈦合金材料等，已經(jīng)在船舶及海洋工程裝備中得到示范應(yīng)用。

6、生態(tài)環(huán)境材料

隨著節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的日益興盛，以大氣污染治理新材料為代表的生態(tài)環(huán)境材料成為節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料。我國(guó)已經(jīng)逐步在大氣污染治理新材料方面取得了一定成就。開始研發(fā)生產(chǎn)工業(yè)用高性能PM2.5 過濾材料、高性能脫硝材料、煙氣NOx脫除材料等。

另外，工信部印發(fā)的《產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展指南（2017年）》中明確指出，要開發(fā)用于工業(yè)廢水處理的礦物功能材料深加工技術(shù)，包括膨潤(rùn)土等礦物功能材料的改性、改型技術(shù)；增加礦物功能材料比表面積、調(diào)整表面電荷等技術(shù)；礦物功能材料在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用技術(shù)。