上海稀土产业高质量发展设想

吴建思, 崔中倪

(上海市稀土协会,上海 200234)

0 引 言

上海是我国稀土工业的发源地和稀土材料开发应用的领头羊,更是我国稀土高端产品应用和生产的前沿阵地.目前我国稀土延伸产业链的分布情况大致按上游、中游和下游划分,主要是以稀土功能材料为主.一般情况是稀土功能材料、器件、总成、系统、组装复合得到终端产品.

稀土功能材料是国内稀土开发的瓶颈,也是下游应用的关键材料,绝大部分来自国外,国内无市场销售,少量的稀土功能材料仅满足自给自足.该材料绝大部分都来自于进口,制约了稀土高端产业的自主研发和市场发展.加强对稀土功能材料的重点研究,使之突破瓶颈,将为下游稀土产业高质量发展奠定基础.

1 上海稀土行业现状和运行情况

上海稀土产业正在实现由高速发展向高质量发展的转变,在创新驱动发展的要求下,其研发和应用将实现跨越式发展.坚持结构调整与发展增量并举,深度开发与促进应用并举,抢占技术高端与加快产业化并举;面向世界、着眼未来;挖掘新潜力,培育新动能,使产品成为同类产品的领跑者.追求高质量发展,加快全面提升稀土产业的能级和核心竞争力,打造上海制造品牌,助推我国新材料产业的发展,提高稀土产业经济密度和投入产出效率[1].

1.1 空间布局

上海稀土产业主要以稀土功能材料及其器件的应用为主,据不完全统计,上海稀土应用企业主要分布在嘉定、松江、宝山、金山、浦东5个区,唯一挂牌的“上海市稀土材料产业化基地”在嘉定区.上海稀土产业结构的行政区域分布如表1所示.

表1 上海稀土产业结构的行政区域分布

上海的稀土产业应用及服务类单位共有两百余家,其中,规模以上企业61家,高等院校11所(含19个学院),研究院所11家,磁性材料及其应用企业24家,发光材料及其应用企业42家,催化材料及其应用企业9家(包括3家世界500强的外商独资企业),储氢材料及其应用企业4家,其他稀土功能材料及其应用企业40家,稀土贸易企业121家,稀土服务组织3家,政府机构1家(上海市稀土协会).另外,还有一个稀土信息网和微信公众号.

1.2 产业布局

上海是我国稀土延伸产业链的发源地,也是我国稀土延伸产业链科研、应用和生产的前沿阵地.主要应用包括节能环保、新兴信息产业、生物产业、新能源、新能源汽车、高端装备制造业和新材料等产业领域.

高端的先进制造业和军工、航天航空等顶尖终端产品,均离不开新材料,新材料的性能提升离不开关键技术和核心材料的支撑,如当代信息化离不开芯片,而芯片的制造依赖于稀土元素[2].

目前上海稀土延伸产业链主要是以稀土功能材料为主,体现在稀土磁性材料、稀土催化材料、稀土发光材料、稀土抛光材料、稀土陶瓷材料、稀土光电材料、稀土合金材料和其他稀土功能材料,产品细分如下:

1) 稀土磁性材料:电动工具、计算机、手机(音响、镜头变焦、振动)、医疗器械(核磁共振、断层扫描)、机器人、无人机、超导(超导合金钕、超导化合物镧)、磁悬浮、风力发电、电控装备、仪器仪表、汽车(电机、仪表、传感器、音响、天线、ABS)、航天航空、船舶、军工(钐钴合金)等.

在一辆汽车中,至少有28个部件用到稀土磁性材料和稀土镨钕铽镝元素,涉及的部件包括:电动窗帘电机、电动天窗电机、座椅电机、EPS传感器、组合式液体泵、冷媒制冷泵、车载空调调节件、ABS电机、空调电机、测速仪步进电机、导航用硬盘和DVD电机、EPS助力转向传感器、发动机节气门传感器、车载仪表盘指针驱动马达、节气门控制件、雨刷电机、前灯马达控制、电源天线、电窗调节器电机、倒车镜电机、一体式液体泵、冷凝散热风扇电机、怠速控制电机、混合动力车用驱动电机与发电机、后备箱驱动马达、汽车音响、油门踏板位置传感器、远光灯自动感应位置传感器等.

2) 稀土催化材料:移动源尾气、固定源废气、石油裂化催化等,如表2所示.

3) 稀土发光材料:照明、显示、能源领域、生物监测等,如表3所示.

表2 稀土催化材料的应用

表3 稀土发光材料的应用

4) 稀土抛光材料:建材表面处理、工艺美术品表面处理、电子信息产品、光学元器件表面处理等,如表4所示.

5) 稀土陶瓷材料:结构陶瓷、功能陶瓷等,如表5所示.稀土及稀土氧化物可作为添加物来改进陶瓷材料的烧结性、致密性、显微结构和晶相组成等,极大程度上改善了陶瓷材料的力学、电学、光学或热学上的性能,以满足不同场合下的性能要求.

表4 稀土抛光材料的应用

表5 稀土陶瓷材料的应用

6) 稀土光电材料:光学材料、晶体材料等,如表6所示.

表6 稀土光电材料的应用

7) 稀土合金材料:稀土铝合金、稀土镁合金、稀土钛合金、稀土合金钢、储氢合金、纳米合金复合材料等,如表7所示.

表7 稀土合金材料的应用

8) 其他稀土功能材料:新能源、涂料、染料、合成橡胶、核工业、集成电路等,如表8所示[3].

表8 其他稀土功能材料的应用

1.3 产业规模

2017—2019年(上半年)与稀土有关规模以上企业统计数据,如表9所示.2017年工业总产值比2016年增长了8.1%;2018年工业总产值比2017年下降了2.6%,利润总额比2017年度下降27.4%;2019年上半年,规模以上企业工业总产值226.79亿元,比2018年下降15.4%,主营业务收入238.11亿元,利润总额10.31亿元,较上年度下降45.7%,平均用工人数24 430人,企业占地面积5 984 536 m2,单位面积(m2)产值3 789.6元.

表9 2017—2019年(上半年)与稀土有关规模以上企业统计数据表(市统计局提供)

稀土功能材料是新材料制造的重要依托和在尖端国防技术开发中不可或缺的资源.如将稀土延伸产业链作统计的话,几十亿价格的稀土原料,将形成千亿级以上的产业规模.

2 产业运行特征

1) 始终保持优势产业基础,推动传统优势领域,如稀土永磁、稀土催化、稀土光电等在技术和工艺上多年来都处于全国领先地位的优势产业保持持续增长.

2) 不断创新,开发稀土功能材料新的应用器件,向更广泛的领域延伸,推动一批稀土新材料在新兴产业,如新能源汽车、大飞机、航空航天、集成电路、生物医药、工业机器人等领域的应用研究.

3) 发挥高等院所在稀土材料研发上的优势,储备前沿新技术,积极推进一批具有前瞻性的项目,为稀土深加工应用提供技术支撑.

4) 顺应市场的变化,将产业结构调整进行转型升级,提升技术能级.

5) 积极推进与全国其他稀土资源地区在开发与应用、终端产品与市场中的联合.

6) 2018年稀土原料消耗约5 000 t,折合人民币约9亿元,撬动稀土应用产业工业总产值539亿元.

3 产业优势

上海稀土产业的优势主要体现在8个方面:

1) 相对齐全的要素市场(金融属性);

2) 国内一流的城区基础设施体系;

3) 梯度有序的特色功能产业应用布局;

4) 独特的高端人才集聚优势;

5) 贸易市场集聚优势;

6) 全方位国际竞争优势;

7) 拥有稀土高端应用市场信息集聚优势;

8) 求真务实的营商环境优势.

4 新产品、新技术、新应用的情况

2019年,根据上海市新兴产业发展的要求和“十四五规划”,上海稀土产业主要推动12个重点应用方向和10个潜在发展方向.12个重点应用方向如表10所示.

表10 上海稀土产业12个重点应用方向

10个潜在发展方向是以中科院上海硅酸盐研究所为领头羊的企业,包括:稀土在高热导氮化硅陶瓷材料、稀土介质陶瓷在军民融合方向上的应用及前景;稀土掺杂电容器介质材料、稀土氧化物在透明陶瓷领域的应用;稀土氧化物闪烁晶体材料;稀土掺杂氟化钡和碘化锶闪烁晶体材料;稀土硼酸氧钙激光与变频晶体材料;稀土掺杂弛豫铁电单晶材料;稀土卤化物闪烁晶体材料;稀土掺杂氟化物晶体材料材料.

5 行业政策环境和市场环境变化的分析及解读

中华人民共和国工业和信息化部、上海市经济与信息化委员会陆续推出国家新材料保险政策[4]、上海新材料首批次及工业强基关键基础材料研发等政策措施[5],优化产业发展环境,支持新材料四大技术平台建设,强化新材料成果转化能力,构建产业链对接平台和工博会新材料展两大服务平台,加强产业对接服务.这些政策都有利于企业的发展,加快产品的更新换代.

现在深受市场喜爱和青睐的智能高端装备、5G通信及高尖端产品光彩夺目,其背后离不开先进材料的集成化.先进材料性能的提升和关键核心部件的研发,无论在材料上还是在加工工艺的助剂上,都离不开稀土功能材料和稀土结构材料强有力的支撑.前者是争夺眼球的亮丽产品,后者是看不见摸不着的高科技.为当好改革开放的排头兵,创新发展的先行者,上海只有完善包容普惠的发展理念和创新模式,才能让发展更加平衡,让发展机会更加均等.

目前上海稀土产业的市场环境发生了变化,环保的监管力度加大,增加了企业的负担,不利于材料企业的生存,迫使企业向外省市转移.投资环境也不利于实体经济的发展,材料企业与终端企业的营商环境不统一,造成新材料实体企业生存压力巨大.

6 面临的机遇、挑战和建议

6.1 面临的机遇

从长远来看,上海稀土产业面临前所未有的发展机遇包括:转变发展方式,调整产业结构,助推稀土行业供给侧改革等.上海推进新材料高新技术产业化,对稀土材料开发应用提出更高的要求,需要稀土产业有更大作为.一方面,随着产业地位的提升,稀土产业将迎来黄金发展期;另一方面,市场需求旺盛,为产业发展提供广阔空间.预计到2020年世界稀土需求量(稀土氧化物)约为3×105t,年均增长5%～6%;国内需求量约为1.5×105t.永磁电机、汽车催化、发光显示、激光光纤、金属结构材料、集成电路耗材和新能源材料等新型稀土功能材料的应用领域将不断扩大.

6.2 面临的挑战

未来上海稀土产业同样面临由中低端向中高端转变的严峻挑战.由于开发应用研究投入不足、跟踪仿制多、独立创新少的状况在短期内很难得到彻底改变,发达国家则会继续利用其在稀土高新技术领域的突出优势,通过知识产权和技术贸易壁垒等手段遏制我国稀土应用产业的发展,竞争趋于激烈,是未来需要重点突破的关键问题.也希望营商环境的政策更接地气,有利于新材料企业的生存和发展.

6.3 政策与建议

1) 加大对稀土功能材料研发及产业化的支持力度.建议设立稀土功能材料开发和应用专项资金,推动产业链、创新链、资金链深度融合,对特种市场和一般市场应有不同的政策指导,确保科研机构的研发项目成果有效转化和创新型企业产品加快产业化进程.

2) 成立上海稀土交易中心.稀土是全球不可或缺的资源,建议成立上海稀土交易中心,立足上海,辐射全国,服务全球,使之成为稀土价格指数的风向标,以人民币为结算方式,拥有全球稀土产品的定价权和话语权,有利于市场环境的整治.

7 结 语

上海是我国稀土延伸产业链的发源地,今日上海稀土实现由高速发展向高质量发展的转变.空间布局主要以稀土功能材料及其器件的应用为依据,2018年全年规模以上企业工业总产值539.16亿元,产业运行平稳,产业优势明显,新产品、新技术、新应用层数不穷,未来通过国家和上海市有关政策的支持,可以最终实现高质量发展,成为我国新材料产业发展的引擎,提供关键核心部件的支撑,同时通过本研究也可为政府部门提供决策依据.