曹玉婷,刘 丹,张忠榕
(福建省科学技术信息研究所,福建福州 350003)
当今世界正处在百年大变局的转型期,全球治理体系结构重点以全球战略资源的争夺博弈,以及地缘空间的日益拓展而不断纵深化[1]。放眼全球,稀土已被众多发达国家列为危机矿产、关键原材料或战略性矿产[2],在绿色能源时代,这一关键矿产的争夺更加激烈。尤其是近两年,在中美关系高度不确定和各国减碳目标压力的双重影响下,发达国家更加迫切期望尽快实现稀土独立,动作频频,力度前所未有,使我国稀土发展面临的安全风险陡然上升,亟须运用习近平总书记提出的总体国家安全观观察并指导大国战略博弈,维护和塑造有利于我国安全发展的内外部环境。
科技安全是国家安全体系的重要组成部分,是支撑国家安全的重要力量和物质技术基础[3]。稀土是典型的依赖于科技的产业,当前,国际稀土行业竞争焦点已经由资源竞争转向技术竞争。我国稀土产业整体仍处于全球稀土产业链的中低端,环境破坏突出、资源快速消耗,在高端材料和器件等细分领域缺乏众多自主知识产权技术,与先进国家相比仍存在较大差距。本文将以科技安全的视角重新审视剖析我国稀土产业发展处境与风险,提出提升我国稀土安全保障能力的对策建议。部分研究成果已报送福建省科技和安全相关管理部门,为科学决策提供支撑。
到2019年年初,40年来的中美关系历经风雨和坎坷,但总体保持稳定前行,很大程度上也带来了世界和平与繁荣。这一时期也是我国快速发展的黄金窗口期。我国稀土产业经历了从小到大、从粗到精、从弱到强的发展阶段,也完成了六大稀土集团整合工作,已发展建设为世界最大的稀土资源、生产、应用和出口国,是世界上唯一能够大量供应各种品级、规格产品的国家,占据国际市场90%左右的份额[4]。国家层面也不断出台政策措施,尤其是2010年以来,从整合、应用和环保角度,力争将原来稀土产业的粗犷发展向良性、健康有序发展升级。
这一时期的稀土软科学研究探讨的首要问题是国内稀土产业的发展壮大和资源的盗采流失和贱卖,研究主题相对较为多元。主要包括:一是稀土新材料及应用前景,例如陈占恒[5]提出开发稀土新材料及其在高技术领域应用技术是实现稀土资源优势向经济优势转化的根本出路。二是稀土可持续发展,例如刘余九[6]提出加大产业结构调整、建立循环经济模式等稀土发展任务;李文龙[7]从开采方式粗放、环境污染严重、应用研究滞后、体制政策不足等方面关注了稀土可持续发展问题;张鸿翔[8]则表达了对资源滥采及污染、研发力量不足等影响我国稀土发展因素的担忧。三是稀土竞争及国家战略,例如郭茂林等[9]阐述了美日法等国的稀土资源战略措施,提出要加强我国稀土产业战略安全;杨丹辉[10]提出我国应建立稀有矿产资源国家战略和政策体系;程潇黎[11]研究了美俄日本法等国资源安全战略,提出保障我国稀土资源的安全战略;陆颖等[12]、许振亮等[13]则分别基于SCI论文和专利,揭示我国稀土材料研发态势和产业中游技术演进路径,研判我国稀土产业竞争力。四是稀土市场及中美贸易,例如张平[14]通过分析国际稀土市场的特点与前景,指出我国要从源头控制、限产保价、应用开拓等方面提高稀土产品国际竞争力;周代数[15]指出我国要在稀土世界贸易中重构稀土国际定价体系;孙海泳等[16]则重点关注中美稀土贸易争议,分析美国保障稀土供应链的举措和争议对中美关系的影响。到2018—2019年,许礼刚等[17]、韩港[18]也开始在产业链安全视阈下研究稀土资源开发负外部性反哺机制,或从宏观角度进一步研究了稀土产业安全问题与对策。
现阶段,科技与产业变革、大国战略博弈加剧等多重因素叠加和交汇,各类不确定性和挑战增多[14],我国发展面临的国际环境和时代任务在发生历史性变化。就稀土而言,严重依赖我国稀土进口的美日韩等稀土主要消费国近年开启了稀土探矿热潮和多元化渠道拓展,初步搭建起非中国稀土供应链。美国政府2017年以来一系列有关稀土的战略政策也反映了美国国内正积极全面评估和保障稀土等关键矿产的安全可靠供给,并试图联合盟友利用我国的稀土资源制造的产品反用于遏制、打压我国的发展。这是稀土发展不得不面对的国际环境新变局,也吸引了郑国栋等[2]、张所续等[19]、熊书玲等[20]对世界稀土产业格局变化与我国稀土产业面临的问题、美国关键矿产政策演变及战略举措、美国产业布局等开展研究。
再看国内,稀土全产业链战略价值或持续提升,稀土或将进入高质量发展的新周期。科技自立自强是应对新变局的底气和战略支撑,这就要求确保科技安全。“科技安全”是一个国家层面的概念,是指国家科学技术体系完整有效,国家关键领域核心技术自主可控,国家发展利益不受外部科技优势危害,以及保障国家持续安全状态的能力,涵盖科技人才、设施设备、科技活动、科技成果、成果应用安全等多个方面[3,21]。近3年《中国稀土产业发展指数报告》显示我国稀土发展潜力子指数处于上升趋势,反映了我国稀土领域科技创新能力不断提升,稀土功能材料和应用材料发展势头良好。然而,徐菘泽等[22]2021年发文指出我国稀土产业三大问题仍然存在:一是结构失衡问题,各项采冶技术已达到世界前列,但资源安全意识淡薄。二是产品竞争力不足问题,稀土前端产业的研发人员、研发资金等要素投入不足,产能过剩以及前端新技术成果研发缓慢。三是生态环境成本问题,前端产业的环境负外部性仍未能得到控制,稀土产品价值组成机制缺失。此外,基于专利信息的稀土永磁材料技术研发态势分析[23]、稀土基础科学研究与人才培养[24]、稀土产业科技创新结构及其驱动力[25]、稀土科技有效供给等也成了近年研究主题[26],彰显了技术供给和专业人才供给问题的关注度。可以看出,国内现阶段软科学研究逐渐有从科技问题的角度研究稀土发展,开始透着科技安全的思维。
新变局碰上“双碳”时代,我国提出“十四五”以科技创新全力推动稀土产业高端化、智能化、绿色化发展,巩固提升我国稀土产业全球优势地位。因此,现阶段的研究宜加重科技安全考量,本文从科技安全视角来审视稀土发展,不仅提供了新的研究视角,丰富稀土软科学研究,同时具有一定的现实迫切性。
稀土作为高技术产业链中的关键矿物对绿色技术装备及现代武器装备极端重要。随着2018年中美贸易争端的全面开启,欧美对严重依赖中国进口的稀土非常警惕和恐慌,认为严重危及其制造业及国防工业基础供应链(均启动了供应链审查),进而威胁到其国家安全。以美国为代表,美国在目前仍难以摆脱对我国稀土依赖的情况下,尚未把稀土列入制裁清单,但其近年来尤其关注关键矿物的战略布局,已经重启稀土产业振兴计划,不惜动用《国防生产法》加快国内稀土开发,采取类似战时紧急措施急迫地发展稀土。例如,2019年,美国国防部直接资助澳大利亚稀土巨头莱纳斯公司和美国MP Materials公司分别建稀土加工设施,这是二战后美军方首次资助稀土商业生产;2020年9月,美国重启稀土产业振兴计划并提供2.09亿美元公共资金,次月宣布其采矿业进入紧急状态,通过国防生产法案以公共资源加快稀土开发;2021年4月,美国能源部拨款1 900万美元资助13项稀土和关键矿物生产重要计划研究,支持稀土供应链本土化;2021年9月,美国能源部又投资3 000万美元加大包括稀土在内的关键材料研发投入。此外,美国还通过立法禁止军方使用中国、朝鲜或俄罗斯制造的稀土磁铁;加快投资开发国内产能时排斥中资背景企业,并拟开发储备量很大的独居石资源;积极拉拢澳日韩加印等国联手构建非中国稀土供应链,2021年四国峰会上美日印澳还计划组建“稀土联盟”。
一方面,发达国家开始对我国稀土“去化”和“围堵”,且开采动力充足,多国存在潜在增量;另一方面,我国也开始对稀土做出针对性的保护措施,包含了关税保护、出口限制、民间贩卖限制等。如《中国禁止出口限制出口技术目录》对稀土的提炼、加工、利用等技术均做出限制。可见,稀土战场上的竞争与对抗或将愈加激烈。我国台湾地区中山大学学者刘于铭[27]2020年曾通过设计赛局模型推论对于美国与我国大陆地区而言,选择强硬以对都是其占优策略。可以预计,欠佳的国际环境,将对我国稀土领域技术研发和产业升级提出更高要求。
我国是全球稀土资源储量最为丰富、品种最为齐全的国家,产品供给量也最大,但存在无序开发以及浪费性利用、出口/走私等问题。例如,数据显示,白云鄂博主东矿年开采铁矿石1 000万吨中含稀土50万吨,其中利用10%,浪费10%,其余80%进入尾矿坝,造成巨大浪费。但经过多年高强度的开发,我国稀土资源品位逐渐下降,储采比下降,基础储量减少,储量由2013年的5 500万吨降至2020年的4 400万吨,占全球的比例由48.3%降至38.0%[2],关键的中重稀土也仅够开采几十年;大多数矿山面临资源枯竭,地质勘查投入趋于下行,先进勘查技术的开发利用还有待强化,同时稀土勘查、开采及选矿仍属于《外商投资准入特别管理措施(负面清单)(2020 年版)》范围,资源接续压力较大,增加了我国稀土资源安全供应风险。
然而,国外从2010年全球稀土探矿热潮开启至今,不断有新稀土资源发现和新项目投产。前期有俄罗斯、美国、巴西、澳大利亚、缅甸、越南等勘测出一批大型稀土矿,新近有加拿大(糜湖)、南澳、印度(拉贾斯坦邦)、蒙古国、格陵兰岛(丹麦政府准备立法禁采最重要的Kvanefjeld稀土矿床)、非洲等发现新矿,其中蒙古国及东南亚地区主要是中重稀土类,其余地区以轻稀土为主。除我国外,另有稀土主要生产国家澳大利亚和俄罗斯建立新产能,都力争5年达到全球市场10%的目标。而且,国外在继续增强以轻稀土为主的供应外,非常重视补上中重稀土的生产缺失,相关项目在积极推进(见表1)。此外,目前稀土回收技术比较成熟的国家主要有日本、德国和法国,日本和欧洲重视从废旧磁材矿石中提取稀土,美国还拟开发储量很大的独居石矿砂资源和从煤炭废料中生产稀土,应对上升的稀土需求。可以预见,全球稀土产品供应多元化的格局基本形成,我国在全球稀土供给中的主导地位将逐步下降。在技术竞争优势尚未建立起来时,或将面临两大挑战,一是用有限的资源满足未来高速增长的需求。二是一旦国外稀土产业链重建,可能产生新的产品应用壁垒。
表1 国外九大重稀土项目简况
目前,质优价廉的稀土提炼主要由我国完成,包括美国境内唯一持续开采在产的芒廷帕斯稀土矿(约占全球消耗稀土量的15%,2017年由MP Materials公司接手),也出于环保、成本考量,每年都将产出的5万吨稀土运往我国加工处理。我国稀土冶炼分离技术全球领先,这是国外难以摆脱依赖的主因,是获取竞争主动权的关键,比稀土资源本身涉及的国家利益更大。但开采和冶炼分离优势技术扩散风险加大,“技术贱卖”“技术外流”现象屡屡发生[24]。此外,开采冶炼造成的严重污染是硬伤,甚至破坏环境的损失远大于稀土获利。例如,2018年起,江西赣州因环保问题全面停产,不仅导致中重稀土供应紧张,而且至今仅进行废弃矿山植被恢复已代价高昂(约需要40亿元~50亿元资金)。再者,我国在稀土生产过程中仍存在化工材料消耗较高、资源综合利用率低、“三废”污染(氨氮、高盐废水、含放射性废渣及含氟废气)等关乎行业发展的重大瓶颈问题。现已开发的一些采冶新工艺的环保性也不明朗,例如,离子型稀土矿(重稀土)采用的原地浸矿的水土污染范围以及使用无铵镁酸浸出液对水的镁酸新污染等引发质疑。
此外,目前全国500多家的绿色矿山名录中稀土矿仅有2家,即五矿稀土的江华稀土矿和四川江铜稀土的冕宁稀土矿。2020年我国“双碳”目标的提出,为稀土应用提供发展动力的同时,也意味着包括稀土材料领域在内的新材料、新技术和新产业领域要大力倡导源头治理、综合治理,实现低碳绿色生产,稀土开采冶炼和分离提纯在技术创新上实现高效利用和绿色环保的任务不轻。
稀土磁材是全球目前最大的稀土深加工领域,也是最为重要的稀土应用领域之一,我国已将稀土磁材产业列为高新技术产业鼓励发展,但因原材料和产品贸易,特别是技术竞争问题,受威胁风险程度居高不下。
原材料和产品贸易上,稀土元素(镨、钕、镝、铽)约占到钕铁硼磁材成本的80%左右。2020年以来,稀土价格快速上行,例如氧化镨钕、氧化铽价格涨幅均超过100%。磁材的价格虽然传导较为顺畅,但相对稀土上涨有限,且有约一季度的滞后。面临多种供需因素的挑战,磁材业还将遭受较大的成本压力。此外,稀土磁材产品主要销往欧洲、美国和东亚地区,目标市场大部分是发达国家,数据显示2020年美国进口了中国5 893吨钕铁硼,几乎占了美国进口量的全部,2021年不减反增。另据联合国商品贸易统计显示,2020年美国进口占比来看,中国69.8%,日本为8.3%,德国4.1%。美国为实现Mine-to-Magnet供应链战略扶持本土钕铁硼磁材的生产,拟对稀土永磁采取232调查,我国钕铁硼磁材将可能遇到被关税、被限额的打压。鉴于我国对美国的钕铁硼出口量仅占总出口量的百分之十几,打压影响有限,但对其他地区有恶劣的负面带动可能。
技术竞争上,我国占据全球钕铁硼磁材87%产量,但大多为低毛利率的中低端产品,日立金属、TDK、信越化工和德国VAC等国外巨头占据了高性能钕铁硼半壁江山,而且我国磁材的“出海”一直被日立金属一再延长的专利许可制度禁锢。此外,美国进行替代钕铁硼磁铁技术研发,日本注重完全不含重稀土类技术(例如,2016年用于混合动力汽车驱动电机的、高耐热性和高磁力兼备且完全不含重稀土类的热加工钕磁铁投入实际应用)、高效利用重稀土类资源技术等开发应用,也将对我国形成技术压力。
我国稀土功能材料的基础研究和创新能力与国际水平尚存明显差距,整体上处于跟踪状态,核心技术与专利主要掌握在日本、美国、法国等发达国家手中。突出表现为:高校及科研院所是研发主体,企业创新能力不足;专利申请整体呈现上涨态势、总量居世界第一,但核心专利匮乏,且专利转化率低(专利许可率仅1%左右)、海外布局量较少(日美则在我国重视专利布局);关键材料和核心装备仍依赖进口,高端应用领域的原始创新仍然较弱,例如国内难以满足科研领域对高端稀土试剂的需要,实验试剂、耗材及仪器的源头供应商都是国外大型厂商,如Sigma、Qiagen、Coring、赛默飞等。种种现象,使得科技创新这一关键变量前景堪忧。
此外,一个国家稀土功能材料的研发和应用水平,尤其在高新技术中的应用程度,与其工业技术发达程度成正比。我国稀土功能材料在高新技术领域中的应用不足,应用水平落后是短板。目前我国稀土产业链产值中功能材料占比将近60%,且主要集中在永磁、催化、抛光、储氢、发光材料等,永磁占比最大,这与全球稀土利用态势一致。2020年,大多数国内稀土功能材料产量较上年有所下降,仅有烧结钕铁硼磁体(毛坯)和储氢材料产量较上年有所增长。但我国稀土功能材料产品大部分仍位于中低端,稀土精深加工应用企业少,超高纯稀土金属制备技术离产业化还有一定距离,不能满足“高精尖”领域的应用需求。
稀土学科教育是稀土人才培养的主战场。我国稀土领域人才培养单位主要有兰州大学、南昌大学、北京大学、江西理工大学、内蒙古科技大学、东北大学、中南工业大学、中山大学等高校及长春应用化学研究所、钢铁研究总院、北京有金属研究总院、广州有色金属研究总院等研究院所,近年上海交通大学、浙江大学等也纷纷与包头建立科研合作机构[28]。然而,我国稀土领域人才培养薄弱,尚未成体系和规模,多年来硕博人才的培养仍严重不足。例如,作为以有色金属特别是稀土领域学科为特色的江西理工大学近10年来,也仅培养稀土方向博士研究生35名、硕士毕业生500多人,2022届毕业生中整个冶金工程专业硕博士总和仅35人;“冶金七子”之一内蒙古科技大学2021年度冶金工程博士点完成招生6人,培养毕业博士研究生5 人,硕士点完成招生80人,毕业40人的人才培养工作,毕业人数甚是稀少。
此外,人才流失、高端科技人才不足等都是各地发展稀土的共性问题。稀土专业毕业生待遇和热门的程序员、金融等从业人员相比差距不少,且稀土专业毕业生就业的区域也十分有限,都导致很多没能进入到对口的行业工作。例如,内蒙古为稀土大省,稀土企业占全国相关企业数量高达48%,高端科技人才数量仍严重匮乏[29];稀土之都包头市稀土科技人员拥有量约占全国(未含港澳台地区)总数的1/3,是国内从事稀土科研人员最集中的地区,但不仅年轻人才流失问题严重,稀土产业高端科技人才发展总体上与产业快速发展不完全适应,数量严重匮乏,高质量人才更是奇缺;我国六大集团中规模最大的中国北方稀土(集团)高科技股份有限公司人才结构则仍不合理、部分学科缺乏领军型人才[30]。
一是进一步明确稀土产业的管理边界、改变管理方式,尽快出台实行《稀土管理条例》对稀土进行全产业链管理。在分门别类管控的过程中, 不仅要区分轻重稀土, 还应根据不同稀土元素的价值、重要程度不同, 逐步建立针对铽、镝等重要稀土单元素(美国对钐、钆、铽、镝收储还较少)的管理措施[2],对与国家战略高相关的钐、铕、钆、钬、铒、铥、镱、镥、钇乃至钪加大储备力度,对F35战斗机等武器用稀土禁止出口。
二是加强稀土行业规范管理。进一步提高稀土产业的行业集中度和上下游一体化程度,支持形成以轻稀土为主的北方稀土集团主体和以南方中重稀土为主的新型中国稀土集团主体,即“一北一南”的格局。完善建设稀土交易所/中心,扩大交易规模,规范行业定价挖掘稀土价值。善用数字经济技术,实现稀土资源和产品交易的数字化。
三是针对全球稀土产业链重构形势,深入跟踪研讨全球稀土政策的调整方案和应对措施。例如,抓住美国提取的稀土产品纯度、技术成本、产业规模等竞争力薄弱的时机,运用关税等工具以及借鉴国际铁矿石三巨头的价格波动策略维护市场主导地位。注意审慎调控,既要维持稀土正常国际交易、避免贸易冲突,又要具备定价权和遏制威慑力。
一是根据我国发展战略做好稀土资源的勘探、使用规划和管理,守住稀土资源开发利用的底线和红线,避免稀土开发企业只追逐经济利益,而忽略稀土资源的社会属性、战略属性和国家安全属性。以开采总量指标与选冶、分离加工能力的平衡匹配为重点,加强加快建立兼顾资源保护和资源开采的稀土资源储备制度,鼓励根据市场行情、供需形势变化等因素动态调整开采指标,支持向六大稀土集团出让稀土探矿权,逐步解决资源接续问题[31]。
二是围绕稀土采、选、冶等每一个环节,减少稀土全产业链过程中的资源浪费,提高资源利用率,促进稀土产业健康良性发展。具体措施包括:对白云鄂博矿等稀土尾矿应保护性分类堆放,防止污染和掺杂;突破低品位复杂轻稀土、稀有金属矿,轻稀土尾矿和排土场固体废料中稀土及稀有元素回收利用关键技术。加速推进资源节约型共伴生稀土新型功能材料的研究,在实现稀土资源高效平衡利用的同时减少不必要的稀土元素分离。将二次矿产资源范围从现在生产环节加工废料逐渐扩大到多种退役消费品,进行稀土回收利用。建立稀土资源浪费责任追究制度,引入科学的决策机制,从源头把关,建立减少和杜绝稀土资源浪费。
三是进一步加强勘探新矿,加大勘探研究力度和勘探精度。支持南海等稀土海底勘探,支持寻找开发稀土替代资源(例如,德国发现铁橄榄石晶体可能含有大量重稀土元素)。同时,与海外稀土资源丰富地区建立合作,重点布局缅甸、蒙古国、越南等以及非洲的中重稀土项目。
一是继续向减量化、无害化、资源化的低成本、实用的绿色稀土提取分离方向发展,保持领先地位。开发要点包括:投资少、见效快、选矿效果好的绿色组合式选矿新工艺;浸出能力强、适用性广且环境友好型的浸出剂,以及萃取率高、效果好的萃取剂;分子动力学模拟、绿色提取分离一体化技术和高端智能集成一体化设备;稀土高效清洁提取分离与稀土化合物材料绿色制备一体化技术。
二是加快推广应用已开发出的重大技术成果,推动整个稀土开采业绿色转型升级。包括:加快(包头)高品位稀土及伴生资源清洁高效提取新技术的示范应用,加紧混合稀土精矿硫酸浆化分解工艺的连续化装备开发、中试及产业化,以实现稀土、氟、磷等资源综合提取及酸碱循环利用;加强离子型稀土原矿绿色高效浸萃一体化新技术(含碳酸氢镁法萃取分离和沉淀回收稀土新工艺)和装备的适用性研究,提高开采水平。
三是重点研究降低离子吸附型稀土资源原地浸矿稀土残留和污染的方法路径。例如,成矿与赋存规律、原地浸矿渗流规律、注液和收液工程的优化、稀土反吸附的减少、对不完全风化稀土的强化浸出、残留稀土的综合回收、开采环境评价标准、基于高科技的矿区污染监测体系等方面。
四是加紧稀土绿色矿山建设。宣传学习矿区环境及开发、资源开发方式、资源综合利用、节能减排、科技创新与数字化矿山、企业管理与企业形象等方面的先进技术及经验,健全绿色勘查、绿色设计、绿色生产、矿山复垦工作体系,通过完善稀土绿色矿山建设的激励政策体系,构建长效机制[32]。引导建立稀土上下游关联产业内部的生态环境破坏共担机制,调动环境治理的积极性与能动性,推动产业链安全持续健康发展。
五是密切关注国外稀土加工环节进展,信息跟踪美加澳联手动向及其采用的加工技术项目,评估其竞争优劣势做出应对。例如,美国加工Round Top项目等的连续离子交换(CIX)萃取技术,用于Bokan-Dotson Ridge重稀土项目的RapidSXTM(基于色谱柱平台)加速溶剂萃取的稀土分离技术,以及探寻微生物“矿工”分离提纯的生物采矿策略;加拿大Search公司的直接萃取专利技术(已被美国购买)以及帝国矿业公司用于Crater Lake项目提取钪和稀土元素的新型湿法冶金工艺。
完善基础研究和新技术开发方面。一是侧重降成本。包括:进一步提高烧结钕铁硼温度稳定性技术手段,以及提高烧结时效降低钕铁硼成本的纳米晶热压/热流变技术;不断完善可实现钕铁硼磁材少重稀土或无重稀土的细化晶粒、晶界改性和晶界扩散技术研发及产业化应用;突破镧、铈直接加入引起磁性急剧下降的技术瓶颈,开发高性价比、高丰度稀土永磁材料。二是侧重重点需求和市场空白。包括:加强对国防领域关注的高稳定高可靠性稀土永磁材料制备技术研究、超低温度稀土磁体和超高使用温度钐钴磁体(如富铁的高磁能积2:17型钐钴永磁)生产研究,以及永磁传动技术与制动的应用研究;加强替补钐钴永磁(多专供军用)的中档产品市场位置的Mn基无稀土永磁材料研发;开发相对烧结磁体易加工的高性能的各向异性稀土粘结磁体,迎合电动机、传感器等器件不断小型化的新需求;推进高磁能积的稀土铁氮磁粉(包括钕铁氮和钐铁氮)及块体粘结工艺研发应用,弥补以铁氧体为主的柔性磁体和快淬钕铁硼为核心的刚性磁体的中档市场空白。三是结合纳米技术将磁材性能提高至新高度。包括促进单相稀土永磁纳米材料及硬磁—软磁双相耦合纳米磁体的设计、合成及其磁学性能研究,如可实现纳米双相耦合的物理沉积法和基于化学“自下而上”的纳米材料合成方法等,应用于磁存储器、磁流体、巨磁阻材料,使器件变得高性能、小型化。
加强标准制定与专利运用方面。一是积极制定行业标准、国家标准及参与国际标准制定,争取更多国际话语权和影响力。二是积极组织行业力量集体应对美国各种名目的调查,据理力争,同时做好稀土产品被增加关税的预案。三是密切关注日立金属公司被出售给美日基金联盟(贝恩资本等)的动向及其可能带来的变化,加强行业联合,突破日立金属专利霸权(核心专利2014年已到期,通过不断申请外围专利以及打包销售的专利许可和解协议将钕铁硼垄断延长至2038年左右),消减海外客户担心与日立法律纠纷风险的认证关卡。同时警惕,2032—2035年前后,或是日立金属再一次向中国企业发起“337调查”或其他诉讼而要求签署下一阶段许可协议的窗口期。四是加强自主知识产权的布局和运用,借鉴日立等“专利+N”的知识产权长效化策略——N可以代表版权、著作权、商标等其他知识产权保护形式或是其他类型的技术、合同文本,避免专利到期面临的营收悬崖。
一是鼓励产学研联合,支持稀土高端应用和智能化项目,围绕稀土功能材料开发应用构建全链条创新体系。发挥国家稀土功能材料创新中心的作用,进一步支持六大稀土集团依托当地优势产业链牵头建设国家稀土功能材料高端应用领域类国家技术创新中心,并带动建设一批集创新研究、人才培养、产业应用为一体的新型研发机构。发挥国字头科研机构和龙头企业的骨干与引领作用,突破彼此核心专利限制,建立针对高性能、高附加值稀土功能材料及关键技术设备等方面的合作研发机制。发挥“部省联动”“揭榜挂帅”“点将配兵”“青年科学家项目”等创新组织模式优势,加速推动“稀土新材料”重点专项落地到稀土资源大省,策划生成中下游精深加工及应用产业链延伸拓展的大项目、好项目,整合中高端应用产业链,共同推动稀土优势科技成果转化。
二是抓住“双碳”、节能、新能源汽车、智能智造、生物经济等新兴产业发展机遇,布局前沿、高端稀土功能材料的开发、制备及多元化应用。深入开展对稀土离子与材料的结构、物理性能之间的机制以及稀土离子本质的基础研究,探索新型稀土功能材料、寻找适合的制备方法。针对具体领域,加强高值化应用开发。例如:研究开发新组分、新结构稀土储氢材料,助力氢能源产业发展;开发镧、铈、钇等高丰度稀土元素在铁、镁、铝基金属等方面规模化应用技术,生产新型高性能氧化铈抛光材料等新材料,满足我国半导体、信息通信等产业高端应用;进一步开发稀土硫化铈作为特种功能材料的应用技术,推动其在颜料、热电材料、大分子杂化材料等中的规模化使用;持续开展稀土掺杂新型光功能玻璃、激光晶体等应用研究,推动激光器及激光技术的发展;加大稀土配合物纳米材料、稀土上/下转换纳米材料及其多功能纳米复合材料、稀土基亚纳米材料制备及其在生物医药领域的应用研究,推动实现稀土在包括生物试剂在内的科研试剂领域的高值化、多功能化。
在基础研究方面,一是积极开拓投入渠道,提升R&D投入均衡性。通过政策引导鼓励企业主体增加对基础研究和产业创新投入,平衡不同地区之间配置。二是科研机构要有组织地制定科研计划,根据自身优势开展有特色的科学研究,加强材料学、光学等相关基础学科领域的交叉研究,并建立有利于基础研究的评价体系[24]。三是瞄准对我国科学和技术发展具有巨大冲击力和带动力的重大材料科学和技术问题,探索具有新型结构和功能的稀土化合物和新材料体系,如稀土光功能材料、稀土电学材料、稀土磁性材料、稀土催化材料、稀土储氢材料等。结合产业需求与战略发展方向,逐步建立结构合理、内容前沿、满足产业需求的稀土学科教育体系,在培养方案、课程体系、教学模式、导师梯队结构、管理保障机制等方面进行综合优化。加强稀土基础研究和学科教育科教融合,扩大基础研究人员基数,增强学科后备力量。
高端人才供给保障方面,一是在政策端持续发力,利用政策利好引进高端人才;创新引才方式,通过柔性引才、院所合作等引进稀缺高端人才,补齐科研短板。二是针对高端人才的培养,以产学研合作为平台,建立企业、高校、科研院所贯通互动的科技人才产学研合作式培养模式,充分发挥高校、科研院所、企业三大主体的特色优势,构建“基地-项目-人才”一体化的企业科技人才培养机制,推动企业、高校、研发机构联手组建跨学科、跨系统、跨行业的企业科技人才培养“联合舰队”[29];树立开放式培养理念,增加高端人才参与全国性项目与活动机会,通过国际合作建立稀土海外联合培养基地,不断增强高端人才科研能力。三是坚持待遇留才与作业聚才相促进,支持高端科技人才投身于契合自身研究方向和稀土产业创新缺口项目的重要岗位;增加稀土类科技奖项设置,激发高端人才创新创业活力。