中國新材料產業發展現狀
來源：高新院 achie.org 日期：2023-04-17 點擊：次
新材料產業被認為是21世紀最具發展潛力并對未來發展有著巨大影響的產業。新材料是推動人類文明進步的強勁動力，也是推動我國技術進步、產業升級、國家安全、全面建成社會主義現代化強國的基石。以美國為首的西方發達國家聯手打壓我國，打壓領域除信息技術之外，主要集中在新材料和高端制造領域，而高端制造的支撐是新材料，信息技術運用的物質基礎也是新材料，可以說，以美國為首的西方國家聯手打壓的根本點是在新材料。不論是從應對美國不斷升級的打壓，還是從建設現代化強國來說，加快發展我國新材料產業都是當務之急。
統籌發展與安全，必須加快發展新材料。我國擁有全球門類最齊全、規模第一的材料產業體系，形成了各具特色的五大新材料產業集群，主要集聚在江蘇、山東、廣東等地，是世界最大的材料生產和消費國，但大而不強：起步晚，材料支撐保障能力弱，產業鏈自主可控性較差；原始創新能力弱，引領發展能力不足；產業資本關注程度較低等。在新材料產業規模、技術水平等方面與國外仍存在較大差距，尤其在高品質的新材料上，更是如此，導致在全球新材料產業中仍居第二梯隊。當前世界面臨百年未有的大變局，世界之變、時代之變、歷史之變正以前所未有的方式展開，東西方對壘趨勢明顯，世界政治經濟格局正在重塑，我們必須統籌發展與安全，必須加快補短板，加快構建新一代信息技術、人工智能、生物技術、新能源、新材料、高端裝備、綠色環保等一批新的增長引擎，也就必須發展先進基礎材料、關鍵戰略材料和前沿新材料。
擁有全球門類最齊全、規模第一的材料產業體系
新材料是全球經濟和科技競爭的重點領域。國家為了提升新材料產業的基礎支撐能力，實現從材料大國到材料強國的轉變，高度重視新材料產業發展。自2010年將新材料納入國家七大戰略性新興產業以來，我國從中央到地方，對新材料產業出臺了一系列政策措施。如中央層面，國家成立國家新材料產業發展領導小組，出臺“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃、新材料產業“十二五”、“十三五”發展規劃、增強制造業核心競爭力三年行動計劃（2018—2020年）、“十三五”材料領域科技創新專項規劃、中國制造2025、新材料產業發展指南、國家新材料生產應用示范平臺建設方案等；地方層面，各地方政府和主管部門出臺了新材料產業指導意見、發展規劃、行動計劃、實施方案，推動新材料產業快速發展，如安徽省半導體產業發展規劃（2018—2021年）、深圳市戰略性新興產業發展“十三五”規劃、上海市先進材料產業發展"十四五"規劃等，部分地方政府還大力推廣新材料首批次保險補償機制。
眾所周知，我國是全球制造業中心和全球制造業大國，如我國是世界龐大的造船大國、世界最大的手機生產國、世界產銷量第一的汽車制造國，地鐵、動車和高鐵質量和數量世界第一，冰箱、洗衣機等白電全球產量全球第一，所以我國新材料產業擁有龐大的工業用戶。強大的下游應用為我國新材料產業的發展提供了巨大的推動力，支撐我國新材料的快速發展。
誠然，新材料產業發展的持續推動力是創新。十多年間，我國通過創新人才教育、培養、評價制度，建立了面向新材料產業的人才服務體系；建設了新材料產業技術創新聯盟和產業創新中心等公共服務平臺和新材料工程技術研究中心、工程實驗室等企業創新平臺，形成了以企業為主體、市場為導向、“政產學研金服用”相結合的新材料創新體系。
政策、市場和創新三大要素的共同作用，使我國新材料產業在短短的十多年間取得了巨大的進步。我國鋼鐵、有色金屬、稀土金屬、水泥、玻璃、化學纖維、先進儲能材料、光伏材料特種不銹鋼等百余種材料產量達到世界第一位，建成了涵蓋金屬、高分子、陶瓷等結構與功能材料的研發和生產體系，先進基礎材料能滿足國民經濟和社會發展基本需求，關鍵材料突破了一批關鍵核心共性技術，支撐了一批重大工程和關鍵項目建設，前沿材料許多領域處于與國際并跑階段，形成了全球門類最齊全、規模第一的材料產業體系，為我國經濟轉型升級及國防安全的發展做出了重大貢獻。大到高鐵、大飛機、載人航天、探月工程、風力發電、超高壓電力輸送、深海油氣開發，小到資源節約及環境治理，無不蘊含著新材料產業的巨大貢獻。
據統計，我國新材料產業產值從2012年約1萬億元增加到2021年的5.9萬億元，即總規模增長4.9倍，年復合增長率超過20%；其在原材料工業產值的占比提升到15%（2012年占比為5%）。2020年由于疫情的影響，我國新材料產業產值有所下滑，達5.3萬億元，但仍保持良好的發展勢頭。據工信部預計，2025年我國新材料產業產值將達到10萬億元，2020-2025年年均復合增長率(CAGR)達13.5%。
形成了各具特色的五大材料產業集群
在中央政府的頂層設計下，各級地方政府根據自身資源、人才、區位和產業基礎，充分發揮比較優勢，積極推動新材料產業基地建設，支持新材料產業特色發展，產業集聚效應不斷增強，形成了特色鮮明、各具優勢的環渤海、長江三角洲、珠江三角洲地區、中西部地區、東北地區五大新材料產業集群，構成了“東部沿海集聚，中西東北部特色發展”的空間布局。
京津冀地區：大型企業總部、國內頂尖高校和重點科研院所集聚，科技創新能力全國領先，是我國高端新材料產業集群，重點發展電子信息材料、新能源材料、生物醫用材料、航空航天用材料、高性能膜材料、前沿新材料等高精尖材料。
長三角地區：經濟比較發達，交通便利，產業配套完善，新材料產業集群最多，主要發展高性能金屬材料、先進高分子材料、高性能纖維等材料。
珠三角地區：外向型經濟發達，新材料產業集中度高，應用市場大，在電子信息材料、化工新材料、先進陶瓷材料等領域具有較強優勢。
中部地區：鋼鐵、有色金屬、化工、建材等傳統材料工業基礎扎實，通過發展精深加工產品，形成了江西贛州新型功能材料產業集群、湖南株洲硬質合金材料產業集群、河南鄭州超硬材料產業集群等。
西部地區：西部資源能源豐富，依靠資源轉化優勢和重點企業，在稀有金屬材料、新型輕合金、新能源材料等領域集聚形成了一批特色新材料產業基地。
東北地區：東北擁有鋼鐵化工等大宗基礎材料優勢，且裝備制造基礎雄厚，集聚發展高端金屬結構材料、先進高分子材料和高性能復合材料等，形成了吉林碳纖維產業集群、黑龍江石墨烯產業集群等。
從地區分布來看，我國新材料產業主要集聚在江蘇、山東、廣東等地，如圖3、圖4所示。其中江蘇擁有的新材料產業園66個，全國最多。其次是山東和廣東，分別有46個和34個新材料產業園。往后是浙江26個，河南21個，安徽17個，湖北14個，湖南14個，四川12個，遼寧12個。
在全球新材料產業中居第二梯隊
早在20世紀中，美國、日本、歐洲等國家就率先認識到新材料在工業發展的重要性，并推出了一系列支持本土新材料產業發展的政策規劃和扶持政策。21世紀以來，無論是發達國家還是發展中國家，紛紛將新材料產業的發展作為國家重大戰略，美國、日本、歐洲、俄羅斯等國家更是進一步細化新材料產業發展方向，全球新材料產業迅速發展，產業規模不斷擴大。據統計，2010年全球新材料市場規模超過4000億美元，到2017年2.3萬億美元，2019年2.82萬億美元，每年以10%以上的速度增長。2020年全球新材料產業規模接近3萬億美元，2026年全球新材料產業規模有望超6萬億美元，年均復合增速有望超14%。
全球新材料產業已形成三級梯隊競爭格局。第一梯隊是美國、日本，以及德國、法國等歐洲國家，英國、德國、美國更是憑借鋼鐵材料、化工材料、半導體材料方面的優勢在三次工業革命中獨領風騷。它們擁有成熟的新材料市場，多數產品占據全球市場的壟斷地位，是新材料產業的主要創新主體，在新材料產業處于全面領先地位。
從全球看，新材料產業壟斷加劇，高端材料技術壁壘日趨顯現。全球新材料龍頭企業主要集中在美國、歐洲和日本,它們憑借技術研發、資金、人才等優勢，以技術、專利等作為壁壘，已在大多數高技術含量、高附加值的新材料產品中占據了主導地位（見圖6）。日本、美國、德國的6家企業占全球碳纖維產能70%以上；日本和美國的5家企業占全球12寸晶圓產量的90%以上；日本的3家企業占全球液晶背光源發光材料產量的90%以上，日本、德國的5家企業占據了80%以上的半導體硅材料國際市場銷售額。
中國新材料產業發展存在的問題
雖然目前我國已成為世界最大的材料生產和消費國，新材料產業整體實力不斷提升，實現了從材料小國到材料大國的歷史性轉變，但是，由于我國新材料產業起步晚、底子薄，材料先行戰略沒有得到落實，2016年才成立國家新材料發展小組，核心技術與專用裝備水平相對落后，關鍵材料保障能力不足，在新材料產業規模、技術水平等方面與國外仍存在較大差距，尤其在高品質的新材料上，國內技術和生產偏弱，近年來產能雖有顯著提高，但仍然不能滿足國內高端產品需求，而且很多新材料雖有能力生產，但相關專利繞不開。整體來說，我國新材料主要還是以仿制為主，我國新材料產業仍處于由中低端產品自給自足向中高端產品自主研發、進口替代的過渡階段，產業發展還存在以下幾大痛點：
材料支撐保障能力弱，產業鏈自主可控性較差
長期以來，隨著我國經濟高速增長，材料能買則買，對材料的原創性、基礎性、支撐性缺乏足夠的重視，導致新材料產業基礎薄弱，成為“短板”中的重災區，對產業安全和重點領域構成重大風險。產業鏈供應鏈安全問題沒有得到解決，面臨“無材可用、有材不敢用”困境。
據工信部對全國30多家大型企業多種關鍵基礎材料調研結果顯示，32%的關鍵材料尚屬空白，52%依賴進口。其中，95%的計算機和服務器通用處理器的高端專用芯片、70%以上智能終端處理器和絕大多數儲存芯片均對進口依賴嚴重。裝備制造領域中，95%以上高檔數控機床、高檔裝備儀器、運載火箭、大飛機、航空發動機、汽車等關鍵精加工生產線上的制造及檢測設備依賴進口。另有數據顯示，我國新材料的進口率高達86%，自給率僅為14%。化工新材料國內保障能力只有50%；工程塑料和特種橡膠自給率僅30%；高端高溫合金主要依賴進口；半導體和顯示行業的核心材料、器件、設備幾乎全部依賴進口。這些“卡脖子”材料嚴重制約了我國高新技術產業的發展。
原始創新能力弱，引領發展能力不足
“一代材料，一代產業”。新材料的發明和應用引領技術革新，不僅推動已有產業的升級，而且催生諸多新興產業。無論是20世紀50年代崛起的半導體產業，還是90年代崛起的網絡信息技術產業乃至現在的信息通信技術產業，都是由單晶硅、光纖等革命性新材料的發明、應用和不斷更新換代引起的。事實上，從19世紀70年代第二次工業革命以來的近150年間，我們在新材料引領產業發展方面很少做出實質性貢獻。我們雖然擁有中國科學院等系列科研院及眾多企業研發中心，但由于起步晚，體制機制等因素不健全，科研人員創造力未能有效激發，甚至一度出現“造導彈的不如賣茶葉蛋的”，而且財政資金投入的集中度較低，大多新材料企業重視眼前利益從而忽視原始創新。更進一步的是，由于未建立完善的材料標準體系，材料的研發與應用結合不夠緊密，工程應用研究不足、數據積累嚴重缺乏，不僅導致面向材料實際服役環境有針對性的研究缺失，還導致材料的質量工藝不穩定、性能數據不完備、技術標準不配套、考核驗證不充分，產業支撐體系建設薄弱，造成大量的新材料難以跨越從研制到應用的“死亡之谷”，致使我國在新材料領域的創新引領發展能力嚴重不足，搶占戰略制高點仍需大大努力。
新材料高風險，產業資本關注度較低
從國際上看，由于新材料產業的發展存在技術不確定性和市場需求不確定性，且產業化周期長（通常需要10-20年的時間），技術壁壘高，研發投入大，技術迭代周期因新材料研究范式的革新而縮短，投資新材料產業就是一種高風險投資。《Nature Materials》關于新材料商業化的研究表明，新材料技術實現商業化的時間平均10年以上，與生物科技相近，遠長于軟件技術；新材料技術實現商業化的R&D開銷約為軟件技術的數倍到數十倍，也遠非普通風險投資機構所能承擔。即便生物科技的研發周期、商業化成本也頗高，但與新材料相比，生物醫藥的市場不確定性低，成長空間大，風險也遠低于新材料領域。正因如此，世界各國新材料產業的發展都有政府這只看得起的手在后面推動。
從我國來看，新材料產業與其余熱門產業相比，融資并具競爭優勢。根據頭豹研究院研究，從融資總額來看，盡管新材料產業在2020年的融資表現較前兩年已經有較大提升，增幅高達16%-73%。但橫向比較，其融資總額不僅低于5G、高端制造等熱門新興產業，也低于消費電子、消費生活、金融等行業，融資總規模僅為上述產業的1/5-1/2。由于新材料產業前期需投入大量資金購置設備，進行研發試驗，且新型材料自開始研發到商業化周期漫長，如果中途研發遭遇瓶頸或技術變革，則會導致前期投資沉沒，因此新材料產業融資多集中于產品有望更快實現商業化批量化生產的擴張期、成熟期企業，而對種子期和初創期的新材料企業則少受產業資本青睞。正因如此，我國新材料產業的發展也亟需政府支持推動，純粹市場化并不能解決新材料產業發展過程中的固有風險。
針對我國新材料產業發展面臨的問題，為實現國家制造強國戰略，我國應立足于全球新材料產業發展趨勢和自身產業基礎，以提升自主創新能力為核心，以突破一批“卡脖子”關鍵新材料、搶占一批制高點材料技術為重點，做好新材料產業發展的系統頂層設計。
首先應發揮舉國體制優勢，借鑒國際最新的新材料研究范式加快新材料研發速度。要在新一代信息技術、國防軍工等重點領域進行短板材料產業化攻關，集中突破一批關鍵短板材料和一批新材料生產用核心裝備及核心原輔料。
其次要完善創新能力體系建設，加強新材料成果轉化，并根據新材料產業的特點，充分利用多層次資本市場，加大對新材料產業發展的融資支持，形成創新鏈、產業鏈、人才鏈與資金鏈的深度融合。
同時，也要努力突破歐美封鎖，加強國際開放合作，像發展高鐵一樣，充分利用國際國內兩種資源、兩種市場，推進我國新材料產業高質量發展，實現材料大國向材料強國的飛躍，進入全球新材料產業第一梯隊。
當務之急補短板，突破一批“卡脖子”的關鍵新材料。
來源丨《中國新材料產業發展現狀及熱點領域》
