王育萍，葉志鎮(zhèn)

(浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，浙江 杭州 310027)

1 引 言

新材料是指通過(guò)新設(shè)計(jì)、新技術(shù)、新裝備等的綜合開(kāi)發(fā)應(yīng)用，制備出具有先進(jìn)性能或特殊功能的關(guān)鍵材料。在當(dāng)前新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大趨勢(shì)下，新材料與信息、生物、能源等高技術(shù)領(lǐng)域加速融合，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)、生命健康和新能源等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的物質(zhì)基礎(chǔ)支撐。如圖1所示，處于倒金字塔支撐地位的新材料一旦取得重大突破，將改變整個(gè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)動(dòng)局面。為了搶占新材料戰(zhàn)略制高點(diǎn)，歐、美、日、韓、俄等國(guó)爭(zhēng)相制定新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，啟動(dòng)了100多個(gè)專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃。2016年12月23日，我國(guó)首次成立新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組，國(guó)務(wù)院副總理馬凱同志任組長(zhǎng)，彰顯了我國(guó)大力振興新材料產(chǎn)業(yè)的決心。馬凱副總理指出，加快新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展是建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的迫切需要，是黨中央、國(guó)務(wù)院作出的重要戰(zhàn)略部署。要立足于我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際，著眼應(yīng)對(duì)新一輪材料變革，以只爭(zhēng)朝夕精神，采取更加有力舉措，盡快把我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)搞上去。在2020年11月3日頒布的《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》中，明確了新材料產(chǎn)業(yè)是未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

圖1 高科技產(chǎn)業(yè)倒金字塔Fig. 1 Inverted pyramid of high-technology industry

2 我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

“一代材料、一代產(chǎn)業(yè)”，新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度代表了一個(gè)國(guó)家高端制造業(yè)水平，是國(guó)際核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。我國(guó)對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)高度重視，近年來(lái)密集發(fā)布了《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《中國(guó)制造2025》、《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》和《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》等一系列文件，促進(jìn)了新材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值僅為0.65萬(wàn)億元，到2019年我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已增長(zhǎng)至4.5萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)15.4%，占全球材料產(chǎn)業(yè)份額的23%，預(yù)計(jì)到2020年有望突破5.5萬(wàn)億元，占全球材料產(chǎn)業(yè)的1/4(見(jiàn)圖2)。

圖2 中國(guó)和全球新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長(zhǎng)趨勢(shì)(數(shù)據(jù)來(lái)源：賽瑞研究)Fig. 2 Growth trend of new material industry in China and world (from SEIR)

近年來(lái)，我國(guó)基礎(chǔ)研究投入明顯增加，產(chǎn)學(xué)研水平不斷提升，新建立或者加大支持了一批新材料領(lǐng)域的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程(技術(shù))研究中心、科研院所和企業(yè)技術(shù)中心，許多重要新材料技術(shù)指標(biāo)大幅提升，甚至實(shí)現(xiàn)了部分關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)質(zhì)性突破，研究成果逐漸推廣應(yīng)用，新材料品種不斷增加。例如，大直徑300 mm硅材料可滿(mǎn)足45 mm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的集成電路要求，同時(shí)已成功拉制450 mm硅單晶；人工晶體材料BaB2O4等紫外非線(xiàn)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)能電池等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；鋰離子電池正負(fù)極材料、電解液均滿(mǎn)足小型電池要求，隔膜、電解質(zhì)鋰鹽等關(guān)鍵材料逐漸替代進(jìn)口產(chǎn)品；超高分子量聚乙烯纖維大幅縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距；T300級(jí)碳纖維實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定生產(chǎn)，單線(xiàn)產(chǎn)能提高到1200 t，T700和T800級(jí)碳纖維實(shí)現(xiàn)了批量供貨能力，并已開(kāi)始應(yīng)用于航空航天裝備[1]。

我國(guó)新材料研發(fā)的自身特色逐漸形成，少數(shù)細(xì)分領(lǐng)域已具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。磁性材料、紡織材料等細(xì)分領(lǐng)域已初具全球影響力；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)合材料等新材料產(chǎn)能已位居世界前列。例如，稀土功能材料產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的80%，基本形成了以稀土功能材料和應(yīng)用為龍頭的稀土產(chǎn)業(yè)格局；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[2]。

同時(shí)，產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)不斷增強(qiáng)，空間布局現(xiàn)雛形?！笆濉币詠?lái)，全國(guó)各地依托優(yōu)勢(shì)特色資源，初步形成了若干產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，新材料產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)集聚的良好發(fā)展態(tài)勢(shì)，加速了產(chǎn)業(yè)鏈向下游延伸，同時(shí)帶動(dòng)了相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)己在40多個(gè)城市形成了不同規(guī)模的新材料產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，初步形成“東部沿海聚集，中西部特色發(fā)展”的空間格局[2]。例如，環(huán)渤海、長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)依托自身的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)、人才優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)，形成了較為完整的新材料產(chǎn)業(yè)體系；中西部地區(qū)則基于原有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)或資源優(yōu)勢(shì)，發(fā)展本地區(qū)的特色新材料產(chǎn)業(yè)。

從總體看，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)已快速發(fā)展，并進(jìn)入了材料大國(guó)行列。但是，部分關(guān)鍵材料對(duì)外依賴(lài)程度高，一旦無(wú)法進(jìn)口，我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)鏈或?qū)⒚媾R斷鏈風(fēng)險(xiǎn)。2019年，中國(guó)工程院組織調(diào)研的制造業(yè)26個(gè)領(lǐng)域中外對(duì)比分析報(bào)告顯示，新材料領(lǐng)域與制造強(qiáng)國(guó)之間差距較大，屬于對(duì)外依存度極高的8類(lèi)產(chǎn)業(yè)之一。通過(guò)分析梳理信息顯示、運(yùn)載工具、能源動(dòng)力、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、國(guó)防軍工等五大領(lǐng)域所需的244種關(guān)鍵材料發(fā)現(xiàn)，我國(guó)在先進(jìn)高端材料研發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用方面差距甚大，僅有13種材料國(guó)際領(lǐng)先，有39種國(guó)際先進(jìn)，與國(guó)外有較大差距的有101種，其中與美國(guó)有巨大差距的有23種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求的百余種關(guān)鍵材料中，目前約有1/3國(guó)內(nèi)完全空白，約有一半穩(wěn)定性能較差，部分產(chǎn)品受到國(guó)外嚴(yán)格控制。五大領(lǐng)域所需的244種關(guān)鍵材料中，有61種被國(guó)外禁運(yùn)(出口管制)，156種材料依賴(lài)進(jìn)口。從全球范圍來(lái)看，美國(guó)在新材料研發(fā)上長(zhǎng)期處于領(lǐng)跑地位，是新材料領(lǐng)域全面領(lǐng)先的國(guó)家。美歐日韓等國(guó)在大多數(shù)高技術(shù)含量、高附加值的新材料產(chǎn)品中占據(jù)主導(dǎo)地位，形成了覆蓋全球的產(chǎn)業(yè)鏈和經(jīng)銷(xiāo)鏈，并且通過(guò)對(duì)我國(guó)采取封鎖核心技術(shù)、禁運(yùn)先進(jìn)新材料、壟斷國(guó)內(nèi)行業(yè)與市場(chǎng)等限制手段，阻礙我國(guó)高端新材料的自主研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。

3 十四五期間加速推進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的緊迫性和使命感

在新技術(shù)革命、中美貿(mào)易摩擦、新冠肺炎疫情席卷全球的大背景下，“十四五”期間，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入新的發(fā)展階段。我們要化不利為動(dòng)力，不斷改革創(chuàng)新，加快攻克重要領(lǐng)域“卡脖子”技術(shù)，有效突破產(chǎn)業(yè)瓶頸，牢牢把握創(chuàng)新發(fā)展主動(dòng)權(quán)，助推新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“彎道超車(chē)”或“換道超車(chē)”，躋身領(lǐng)跑世界新材料產(chǎn)業(yè)的行列。

3.1 堅(jiān)持互聯(lián)互通開(kāi)放協(xié)同，構(gòu)建新材料發(fā)展命運(yùn)共同體

干勇院士提出，要集群發(fā)展，不能單打獨(dú)斗，要把相關(guān)產(chǎn)業(yè)，基本集聚起來(lái)，補(bǔ)齊整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，形成“兵團(tuán)作戰(zhàn)”。以打造全鏈條式世界級(jí)新材料產(chǎn)業(yè)為目的，充分融合互聯(lián)網(wǎng)+優(yōu)勢(shì)，深度把脈新材料戰(zhàn)略布局，構(gòu)建政府與市場(chǎng)、科學(xué)家與企業(yè)、產(chǎn)業(yè)集群間、區(qū)域間全產(chǎn)業(yè)鏈互聯(lián)互通新材料+平臺(tái)，構(gòu)建命運(yùn)相惜的新材料發(fā)展共同體，實(shí)現(xiàn)全方位發(fā)展、深層次突破。以組織變革和集群創(chuàng)新為核心，在跨區(qū)域體制統(tǒng)籌、項(xiàng)目共推、平臺(tái)共建、稅收分享等方面先行先試，探索統(tǒng)一的資源調(diào)配機(jī)制，推動(dòng)新材料的創(chuàng)新鏈、人才鏈、政策鏈、資金鏈、產(chǎn)業(yè)鏈跨區(qū)域協(xié)作和開(kāi)放融合。充分發(fā)揮社會(huì)主義制度的優(yōu)越性，加大現(xiàn)有環(huán)渤海、長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)以及中西部地區(qū)新材料產(chǎn)業(yè)集群的政策互動(dòng)，打破“追熱研究，重復(fù)低效”的發(fā)展問(wèn)題，將全國(guó)“大而全”的材料產(chǎn)業(yè)織成一張網(wǎng)，形成完整的新材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

3.2 堅(jiān)持頂天立地領(lǐng)跑世界雄心，打造硬核新型創(chuàng)新研發(fā)平臺(tái)

從國(guó)外發(fā)達(dá)地區(qū)培育新材料產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)做法中可以總結(jié)出，硬核新型創(chuàng)新研發(fā)平臺(tái)就像賽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)，強(qiáng)有力地推動(dòng)了新材料的原始創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)的突破。葉志鎮(zhèn)院士提出通過(guò)會(huì)聚國(guó)內(nèi)外高端人才和創(chuàng)新資源，構(gòu)建“巴斯德象限”新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)用基礎(chǔ)研究推動(dòng)顛覆式技術(shù)創(chuàng)新、解決新材料關(guān)鍵技術(shù)難題，打通從基礎(chǔ)科學(xué)研究到產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！鞍退沟孪笙蕖毙滦脱邪l(fā)機(jī)構(gòu)綜合國(guó)外學(xué)研合作型、政府主導(dǎo)型、企業(yè)聯(lián)盟型幾種模式的優(yōu)勢(shì)，由省市區(qū)三級(jí)政府、高校、若干龍頭企業(yè)共同出資，成立獨(dú)立法人事業(yè)單位或者與當(dāng)?shù)卣鲜鸬姆绞綄?shí)體化運(yùn)行，實(shí)行理事會(huì)領(lǐng)導(dǎo)下的主任負(fù)責(zé)制，分別設(shè)立戰(zhàn)略咨詢(xún)委員會(huì)和專(zhuān)家委員會(huì)，探索有別于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的全新管理架構(gòu)，形成因地制宜的新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新模式。全國(guó)各地紛紛通過(guò)高強(qiáng)度投入，超常規(guī)建設(shè)具有引領(lǐng)性的高水平新材料研究機(jī)構(gòu)，搶占新材料戰(zhàn)略制高點(diǎn)。其中較具有代表性的包括廣東松山湖材料實(shí)驗(yàn)室、上海張江綜合性國(guó)家科學(xué)中心、江蘇蘇州姑蘇實(shí)驗(yàn)室和浙江省甬江實(shí)驗(yàn)室等。

3.3 堅(jiān)持目標(biāo)導(dǎo)向精準(zhǔn)施策，構(gòu)建現(xiàn)代化引領(lǐng)的保障體系(圖3)

面向世界科技前沿、面向國(guó)家重大需求、面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，堅(jiān)持雙輪驅(qū)動(dòng)，以建設(shè)新材料發(fā)展命運(yùn)共同體為導(dǎo)向，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，深化科技管理體制改革，構(gòu)建一套現(xiàn)代化引領(lǐng)的保障體系。宏觀(guān)調(diào)控、區(qū)域協(xié)調(diào)，探索新材料+平臺(tái)的高效聯(lián)動(dòng)機(jī)制，強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，補(bǔ)短板；探索長(zhǎng)效人才工作機(jī)制，建立人才多元化的發(fā)展、評(píng)價(jià)和激勵(lì)體系；技術(shù)立項(xiàng)、管理機(jī)制雙輪驅(qū)動(dòng)，探索新的創(chuàng)新研發(fā)平臺(tái)管理體制，試行責(zé)任專(zhuān)家推薦負(fù)責(zé)制和揭榜制混合的多元科研項(xiàng)目立項(xiàng)機(jī)制；通過(guò)資金引進(jìn)、融資輸入、自主造血，探索政府資金與社會(huì)資金、股權(quán)融資與債權(quán)融資、直接融資與間接融資有機(jī)結(jié)合的覆蓋企業(yè)全生命周期的科技金融服務(wù)體系。

圖3 我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)整裝待發(fā)Fig. 3 Opportunity of new material industry in China

4 結(jié) 語(yǔ)

作為新時(shí)代的材料人，我們深感新材料發(fā)展的緊迫性，2020年的芯片事件是我們心頭永遠(yuǎn)的痛。我們一定要深刻學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)習(xí)主席一系列關(guān)于加速突破阻撓我國(guó)科技發(fā)展瓶頸項(xiàng)目的論述，牢記使命，刻苦攻關(guān)，處心積慮培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才，抓住問(wèn)題導(dǎo)向，實(shí)事求是地找差距，腳踏實(shí)地地為趕超世界新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先水平而努力奮斗。