“十四五” 我国新材料产业高质量发展建议

曾昆

1 “十四五”发展形势预测

“十四五”时期我国新材料产业发展将进入新的节点，从国际环境、国内环境，以及产业自身发展等方面综合分析来看，我国新材料产业处于重要战略调整和机遇期。

1.1 国际环境

新冠疫情影响广泛，逆全球化思潮涌动，贸易保护主义、单边主义短期内不会消减，发达国家将继续对我国实施关键核心技术出口限制和封锁，我国新材料进出口将受到影响，高端材料和装备供应链断裂风险加大。新冠疫情加速了全球供应链和产业链重构，欧美发达国家更加强调产业布局的安全性，增强重要物资的战略生产和储备能力，加快关键产业转移，我国从发达国家引进先進新材料技术和高端装备等难度将加大。与此同时，这也给我国新材料实现国产替代提供了机会，倒逼我国新材料产业加快自主创新，做好关键环节的固链强链。

1.2 国内环境

我国进入高质量发展阶段，加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局对我国新材料产业链供应链水平提出了新要求。制造业转型升级和新兴产业加速崛起迫切需要新材料的支撑，新基建带来的5G、特高压、高速铁路和城市轨道交通等领域快速发展，将显著增加新材料需求。与此同时，我国生产要素和市场条件发生变化，资源环境要素约束趋紧，我国新材料产业实现可持续增长、推动新旧动能转换的压力增大。

1.3 新材料产业自身发展

经过几十年发展，我国新材料产业规模不断扩大，应用领域逐步拓宽，技术水平日益提高，初步建立了包括研发、设计、生产和应用、品种门类较为齐全、具备消化吸收再创新能力的新材料产业体系，形成了东部沿海集聚、中西部特色发展的空间布局，拥有了一批具有较强竞争力的新材料领军企业。与此同时，我国新材料产业还存在原始创新能力不足、高端材料自给率不高、核心技术与专用装备水平相对落后、推广应用难等问题没有得到根本解决，总体来看，我国新材料产业还处于爬坡上坎阶段。“十四五”是我国突破新材料关键核心技术的重要时期，新材料产业亟需抓住机遇，克服困难，走高质量发展道路，助力形成“双循环”新发展格局。

2 “十四五”新材料产业发展的聚焦点

2.1 实现材料创新的自立自强

我国已经成为材料大国，有机硅、稀土功能材料、超硬材料等一批新材料产能位居世界前列，研发能力不断增强，创新体系逐步完善，支撑了国民经济发展和重大工程建设。

随着我国先进制造业的快速发展，我国新材料产业“大而不强”的问题越来越突出，主要表现为自主创新能力不强，材料的原创性、基础性、支撑性研究不足，不同学科之间缺乏深层次交流和理论融合，有效的资源配置机制和持续的投入机制还没有形成。企业作为创新主体，参与创新研发的动力不足，更多的是在生产跟踪仿制产品；高校以前沿性研究和理论研究为主，部分科研成果无法落地转化，产学研用协同创新机制还未真正建立。自主创新能力不足导致我国基础材料一致性和稳定性较差，大宗产品质量参差不齐；关键战略材料高度依赖进口，“卡脖子”问题突出，产业链自主可控性不强；前沿新材料研究以专利和论文数量为主，真正的制备技术和产业化应用瓶颈还未取得实质性突破。特别是在我国具备领跑优势的部分新材料领域，因为没有其他国家现成经验可循，自主创新能力不足会导致我国无法抢占全球新材料科技创新竞争先机，错失发展的机会窗口。

因此，“十四五”时期，我国新材料产业应将提升自主创新能力作为重中之重，提到前所未有的高度，提升我国新材料整体性能，破解新材料“卡脖子”问题，实现关键材料供应链自主可控，探索出其他国家不掌握的前沿性颠覆性技术，形成我国新材料的核心竞争优势。

2.2 提高新材料科技成果转化率

我国新材料领域科研成果颇丰，科技论文和发明成果数量位居世界第一，有规模较大和实力较强的研发队伍，拥有院士200余人，科技活动人员达115万人[1]。

尽管研发成果数量众多，但由于缺少中试验证环节，这些实验室的科研成果离大规模工业化生产还有很长一段路要走。中试是中间阶段的实验，是产品在大规模量产前的较小规模实验，是科技成果转化为现实生产力过程中必不可少的一环。中试具有投入大、风险高的特点，需要大量的资金支持。欧美等发达国家都高度重视中试的作用，如美国布局的制造业创新网络就是为了跨越制造业创新到产业化过程中的“死亡之谷”。我国的中试环节相对比较薄弱，缺乏必要的支持力度，高校和科研机构大都没有自己的中试车间，不愿参与中试；企业出于利益考虑，倾向于选择中试成功的产品进行量产，不敢承担风险；承担中试研究的工程技术研究中心未充分发挥作用，不想冒险尝试。此外，我国中试环节还缺乏有效的质量控制标准体系和系统的材料、工艺、装备有机结合研究。

因此，“十四五”时期我国应加大对中试环节的支持力度，加速我国新材料科技成果的市场化转化。

2.3 推动国产新材料的推广应用

近年来，我国新材料应用水平不断提高，高强高韧汽车用钢、硅钢片等国内市场占有率达到90%以上，轻合金材料、工程塑料等在高速铁路、载人航天、海洋工程、能源装备等领域不断扩大应用，生物材料、纳米材料应用取得积极进展[2]。

尽管如此，我国新材料推广应用过程中还存在较多困难，国产新材料的应用市场还没有充分打开，国产新材料发展总体上滞后于下游重大装备制造需求，重大装备和重大工程“等米下锅”问题比较严峻，也制约了新材料的技术更新和迭代发展。例如，环氧树脂是生产高性能碳纤维的关键辅材，由于我国碳纤维生产与应用联动性不强，导致其性能反馈修正机会少，技术进步慢，只能依靠进口满足国内需求。同时，新材料应用困难也导致新材料企业发展举步维艰。例如，我国碳纤维、锂电池材料初期市场化过程中因为国产化应用规模小，导致成本和价格较高，在与国外企业竞争中处于不利地位，特别是在国外企业实施低价竞争和联合打压策略时，国内新材料企业生存空间被严重压缩。究其原因在于我国新材料生产与应用结合不够紧密，新材料产业链上下游尚未形成联合攻关、同步设计、系统验证、不断迭代的机制。

因此，“十四五”要继续加强新材料推广应用力度，扩大我国新材料市场应用规模。

2.4 提高新材料专用装备的自给率

新材料的稳定生产离不开专用装备的支撑，健全的新材料产业创新系统需要关键材料、核心工艺、专用装备、核心零部件同步研发创新，协同设计制造。

目前，我国新材料核心技术和专用装备发展水平相对滞后，专用装备以引进、消化和吸收为主，自主创新能力明显不足，部分新材料专用高端装备严重依赖进口，自给率较低，例如制备碳纤维的精密计量泵、石墨化炉等需要从国外进口，铺丝机、铺带机等几经辗转才能买到；高端合金粉末的制造设备、3D打印材料生产所需的多种雾化设备均依赖进口。新材料高端专用装备过度依赖进口，不仅影响了新材料的生产，也制约了工艺技术的研究开发，不利于进口装备的改进与再创新。由于高端装备的技术密集度高、附加值高，处于价值链高端环节，所以很多发达国家为保护其竞争优势，会限制高端装备出口，例如美国的《出口管制条例》明确列出了限制对我国出口的高技术产品清单，中美贸易摩擦以来，美国还试图将半导体设备列入出口管制清单[3]。在全球科技竞争和贸易保护主义愈演愈烈的大环境下，我国新材料专用高端装备的进口难度越来越大，新材料专用装备的供应链安全必须引起重视。

因此，“十四五”时期，我国必须加大对新材料专用装备的研发创新支持力度，实现新材料与专用装备的同步研发与应用，保障我国新材料的稳定供应。

2.5 提升新材料产业集群竞争力

“十二五”以来，在中央和地方政府的支持下，我国新材料产业规模快速扩大，呈现集聚发展态势，初步形成以环渤海、长三角、珠三角等为代表的综合性新材料产业基地，产业规模位居全国前列，创新能力较强，下游应用市场广阔；以及中西部特色新材料产业基地，资源能源优势突出，要素成本相对较低。

总体来看，这些已有的基地大部分处于初级发展阶段，与世界级新材料产业集群相比有较大差距，存在“聚而不集、集而不群”问题。部分地区的新材料产业集聚区缺乏整体规划和顶层设计，发展方向和重点不明确，盲目上项目、引企业、建园区，集聚区建设上追求大而全，缺乏亮点和特色，配套服务薄弱，产业关联度不高。部分项目打着新材料的名义从事简单的材料加工生产，技术含量和附加值不高，容易出现新一轮产能过剩。部分集聚区内龙头企业数量较少，企业国际市场竞争力不强，中小企业专业化和精细化程度不够，没有形成大中小企业协同发展的生态。跨区域协作不充分，区域协同创新发展机制未完全建立。不同新材料产业集聚区之间发展重点趋同，发展阶段和现状相似，同质化竞争激烈，尚未形成跨区域协作发展格局。

因此，“十四五”时期我国应加快推动已有新材料产业基地的发展，培育具有国际竞争力的世界级新材料产业集群。

3 “十四五”发展建议

3.1 完善产业创新体系，增强自主创新能力

一是加强原创成果开发，加大基础研究投入，弥补基础科学研究短板，强化底层基础技术研发。重视数学、物理、化学等基础学科与材料学的交叉融合，研发新产品、新技术，掌握创新和发展的主动权。二是发挥新型举国体制优势，联合高校、科研院所、企业、政府、社会组织等机构，集中人才、资金等资源，加快攻克新材料领域关键共性核心技术。先进基础材料重点突破质量稳定性技术，提高材料服役寿命，降低生产成本；关键战略材料重点突破材料和器件的关键核心技术，完善原辅料配套体系，提高材料的成材率，推动规模化应用；前沿新材料重点突破产业化技术，超前做好知识产权布局，抢占标准制修订，逐步激活和释放下游应用市场。三是明确企业、科研院所、高校、社会组织等各类创新主体功能定位，培育多元化、更有活力的创新主体，推动龙头企业成为新材料创新生态系统的主要构建者，鼓励中小企业“专精特新”发展，构建大中小企业企业协同创新的产业生态。

3.2 加大中试环节支持力度，培育新型研发机构

一是整合现有国家及地方层面工程技术研究中心资源，依托现有条件，围绕具有产业化应用前景的新材料科研成果进行系统化、配套化、工程化研究开发。二是建立国家层面的新材料中试基地或中试生产线，围绕新材料领域的关键性、综合性和共性的工程技术及具有重大应用前景的科研成果，择优择重，根据“成熟一个、启动一个”的思路，采取以企业为主体、产学研用相结合的方式，有步骤、分层次地推进新材料中试基地建设，加快新材料核心技术、关键工艺、新产品的高效转化，为企业规模化生產提供成熟且配套的生产工艺及技术装备。三是加大对中试环节的精准扶持，设立产业化中试基金，缓解资金投入不足问题。四是鼓励地方结合自身新材料优势，选择重点新材料领域开展中试基地建设先行先试，提升地方新材料科技成果转化能力。五是加快新型研发机构建设，建立一批集技术研发、项目中试、孵化投资、创业服务、人才培养等功能于一体的综合性研发机构，培育一批可以为大型科研机构提供综合性服务的第三方专业化科研服务集成商。

3.3 推动材料与装备协同发展，促进市场化应用

一是加强新材料专用装备研发，梳理新材料领域亟需攻关的专用装备目录，推动装备研发、设计、生产制造企业与新材料企业开展联合攻关，突破新材料专用装备核心技术和系统、关键工艺技术，形成相对完整的成套装备和产业化生产工艺。二是推动新材料与专用装备的协同创新，专用装备发展以新材料需求为导向，新材料生产以专用装备发展为支撑。以重大装备需求和重大工程建设为指引，推动材料提前介入重大装备和重大工程建设中，建立面向重大需求的新材料和专用装备开发应用模式，形成上下游协作配套、共同实施重大项目的合作模式，加速关键材料及其专用装备的研发与产业化应用，提高我国关键材料及专用装备的保障能力。三是设立新材料及专用装备专项资金，支持新材料与专用装备协同研发和生产。支持首次推广使用的国产化新材料和专用装备分别申请首批次和重大装备（首台套）保险，加速新材料和专用装备的市场应用。

3.4 推动区域协调发展，培育世界级产业集群

一是鼓励地方政府出台支持新材料产业集群发展的专项政策和实施方案，与国家区域发展战略相协调，合理布局新材料产业，形成错位发展的新材料产业发展格局。二是推进先进制造业集群培育试点工作，认定一批新材料领域的先进制造业集群，起到示范引领作用。三是鼓励龙头企业通过跨区域兼并重组、实施一批区域产业合作项目等方式，推动跨区域的新材料产业资源整合，助推新材料产业集聚发展。鼓励基础较好的新材料产业集聚区提高自主创新能力，增强市场风险应对能力，提升发展质量，积极融入全球高端制造业供应链体系，构建自主可控的产业体系。鼓励不同区域的新材料产业集群打破行政区划限制，开展跨区域整合，逐步形成协同规划、统筹联动的发展格局，进一步提升竞争力，建成具有国际影响力的世界级新材料产业集群。

3.5 提升产业服务能力，完善产业发展环境

一是强化顶层设计，完善产业链配套，努力为新材料产业发展营造良好环境。加强新材料政策之间的衔接，完善新材料产业政策体系，提高新材料政策的精准性和有效性。完善新材料标准体系，健全新材料测试评价方法和标准、产品标准体系，加快新材料团体标准发展，加大团体标准应用示范和采信力度。二是建立新材料性能指标数据库，提升产业基础公共服务能力。加快建设一批专业水平高、服务能力强的产业公共服务平台，提供可靠性检验、计量测试、认证评价、投融资等服务。三是加强新材料和新产品的知识产权保护，推进新材料领域专利导航、知识产权评议试点、知识产权风险评估与预警等工作。四是鼓励企业和高校联合开展新材料复合型和应用型技术技能人才培养，加快高层次新材料人才的引进，开展新材料人才国际交流合作。五是推动新材料生产企业向服务型企业转型，在优化完善材料性能的同时，更加注重向客户提供应用服务和配套产品的一揽子解决方案，协助用户完成新材料的应用验证。

10.19599/j.issn.1008-892x.2020.06.002

参考文献

[1] 新材料智库.干勇：提升新材料产业基础能力，推动新材料产业高质量发展[EB/OL].（2020-05-06） [2020-11-15].http：// www.pmbiz.com.cn/news/info.asp id=0605202041191.

[2] 新華网.工信部：我国重点领域新材料综合保障能力明显增强[EB/OL].（2017-09-26） [2020-11-18].http：//www.xinhuanet. com/2017-09/26/c_1121727564.htm.

[3] 机器之能.美国出口管制再扩大！考虑对半导体制造软硬件工具等实施新的限制[EB/OL].（2020-08-28） [2020-11-20]. https：//www.sohu.com/a/415319761_120409867.