我國新材料產業的發展
新材料、信息技術和生命科學被認為是現代文明的三大支柱。新材料一是指新出現的或正在發展中的具有傳統材料所不具備的優異性能和特殊功能的材料;二是指在傳統材料基礎上通過新技術(工藝、裝備)處理所獲得的性能明顯提高或產生了新功能的材料。一般認為能夠滿足高技術產業發展需要的一些關鍵材料也屬于新材料的范疇。新材料產業包括新材料及其相關產品和技術裝備。與傳統材料相比,新材料產業具有技術高度密集、研究與開發投入高、產品的附加值高、生產與市場的國際性強,以及應用范圍廣、發展前景好等特點,其研發水平及產業化規模已成為衡量一個經濟社會發展、科技進步和國防實力的重要標志。各國特別是發達都十分重視新材料產業的發展。
一、國際新材料市場、產業現狀和發展趨勢
1.市場需求旺盛,產業發展迅速。制造業和高新技術產業的飛速發展,對新材料需求日益增長,新材料產業發展前景十分廣闊。2000年,全新材料市場規模為4000億美元,與新材料技術相關的產業部門年營業額突破了2萬億美元。2002年,鋰離子電池銷售收入增長超過了30%;2003年,半導體專用新材料市場規模為200億美元;目前納米技術的年產值為500億美元,預計2010年納米技術將成為僅次于芯片制造的第二大產業,年產值將達14400億美元;2010年,全功能陶瓷的市場總規模預計可達800億美元,生物醫用材料的產值將達到4000億美元。
2.各國政府高度重視新材料產業的發展。美國、日本、歐盟是新材料生產的主要和地區,它們在加強對量大面廣的傳統材料改造的同時,高度重視新材料產業的發展。政府部門制定了相關產業和科技發展計劃,如美國的21世紀納米綱要、光電子計劃、太陽能電池(光伏)發電計劃、下一代照明光源計劃、先進汽車材料計劃,日本的納米材料計劃、21世紀之光計劃,德國的21世紀新材料計劃,歐盟的納米計劃等。新材料產業重點發展方向是信息材料、生物醫用材料、新能源材料、航空航天材料、生態環境材料、納米材料、超導材料等。
3.產業組織呈現集團化、規?;H化發展態勢。目前,著名材料企業紛紛結成戰略聯盟展開化合作。2002年,僅在納米技術與材料領域進行的國際重大合作就有17起。著名企業如杜邦、道康寧、巴斯夫、TDK、信越化學等,具有規模大、研發能力強、產業鏈完善等特點,在新材料產業的發展中作用顯著。如信越、瓦克、住友、MEMC公司和三菱材料公司,這5家企業就占據國際半導體硅材料市場銷售額的79.1%;半絕緣砷化鎵市場90%以上被日本的日立電工、住友電工、三菱化學和德國FCM所占有,有機氟材料市場則是杜邦、3M等7大公司占據了90%的生產能力。
4.前沿性技術不斷突破,與相關產業的融合日益顯著。一方面,新材料技術發展日新月異、轉化速度加快,前沿技術的突破使得新興材料產業不斷涌現。例如,在納米材料領域,國際上英特爾、IBM、SONY、夏普、東芝、豐田、三菱、日立和富士等大型企業集團紛紛投入巨資開發自己的納米技術,某些領域已經初步形成了規模化的產業。另一方面,新材料與傳統材料產業結合日益緊密,產業結構呈現出橫向擴散的特點。傳統材料產業正通過產品性能的優化和更新換代向新材料產業拓展。此外,伴隨著元器件微型化、集成化的趨勢,新材料制備與器件制造的一體化趨勢日趨明顯,新材料產業與上下游產業相互合作與融合更加緊密,產業結構出現垂直擴散趨勢。這種趨勢減少了材料產業化的中間環節,加快了研究成果的轉化速度并提高了資源利用率,降低了研發與市場風險,提高了企業的競爭能力。
5.高性能、低成本及綠色化發展趨勢明顯。21世紀新材料技術的突破將使新材料產品實現高性能化、多功能化、智能化,從而降低生產成本、延長使用壽命、提高新材料產品的附加值和市場競爭力。如新型結構材料主要通過降低重量、提高強度、提高溫度適應性能、延長壽命以及進行不同的結構和功能組合等來降低生產成本和使用成本;功能材料則通過向微型化、多功能化、模塊集成化等方向發展來有效地提高產品的性能并降低成本。面對資源、環境和人口的巨大壓力,生態環境材料及其相關產業的發展日益受到重視。短流程、低污染、低能耗、綠色化生產制造,節約資源以及材料回收循環再利用,是新材料產業在資源和環境問題制約下滿足經濟可承受性、實現可持續發展的必然選擇。
6.新材料發展的驅動力由軍事需求向經濟需求轉變。從20世紀來看,國防工業發展、核能的利用和航空航天技術的發展一直是新材料發展的重要驅動力。而進入21世紀,生命科學技術、信息科學技術的發展和經濟持續增長將成為新材料發展的根本動力,工業和商業的化更加注重材料的經濟性、知識產權價值,新材料在發展綠色工業方面也將發揮著重要作用。未來新材料的發展將在很大程度上圍繞如何提高人類的生活質量而展開。寓軍于民、軍民兩用材料是國際新材料產業發展的一個重要趨勢。
二、國內新材料產業發展現狀及存在的問題
1.政府支持力度加大,新材料產業取得長足進步?!笆濉逼陂g,在我國新材料產業發展過程中,給予了大力支持,初步形成了比較完整的新材料產業體系。2000年發布《計委關于組織實施新材料高技術產業化專項公告》,通過125個產業化專項的實施,有力地推動了我國具有自主知識產權的新材料產業的發展,在電子信息材料、先進金屬材料、電池材料、磁性材料、新型高分子材料、高性能陶瓷材料和復合材料等方面形成了一批高技術新材料核心產業。
2.新材料產業規模不斷擴大,技術水平日益提高。在磁性材料、人工晶體、新能源材料等產業領域,國內企業依靠技術引進和自主創新,產業規模不斷擴大,產品結構不斷完善,不但滿足了國內發展的需求,在國際上也占據重要地位,一大批產品或企業開始對的產業產生重大的影響。如鋰離子電池產量已占總產量的20%;我國已經成為NdFeB磁體的生產大國,年產量占總量的40%,居,并開始爭奪高端應用市場。超導材料、納米材料、半導體照明等新材料產業從無到有,逐步建立起來,這些產業擁有自己的知識產權,并基本與發展同步,打破了國外企業對國內市場的壟斷。
3.新材料產業基地不斷涌現,產業呈現集群化發展態勢。在和地方政府的支持下,我國出現了眾多的新材料產業基地,如江陰新材料產業帶、寧波新材料成果轉化及產業化基地等;隨著西部大開發和振興東北老工業基地等政策的推行,東北和西部也涌現了一批依托資源優勢和產業優勢的特色材料產業基地,如營口的鎂質材料、內蒙古西部的稀土材料等。隨著產業和市場的不斷成熟,新材料產業基地內逐漸形成了相互協作的產業集群。集群化基地的發展不僅提高了新材料產業的創新能力,而且輻射和帶動了周邊區域與相關產業的發展,也將有利于促進我國新材料產業的合理布局。
4.新材料產業國際轉移日益加快,對外合作明顯加強。面對化和激烈的國際競爭,著名材料企業加快了產業國際轉移的步伐。作為新材料市場需求大、綜合優勢好的發展中,已成為國際新材料巨頭產業轉移的重要對象。拜耳、杜邦、GE等紛紛開始其在的戰略布局,通過設立獨資或合資公司,建設大型材料項目,力圖在我國新材料產業中占有一席之地。國內一些實力較強的新材料企業利用自身發展優勢,也在不斷加大與國外企業的技術和產業合作,借助國際力量來提升自己的競爭水平。
“十五”期間我國新材料產業雖然取得較大的發展,但也存在一些急需解決的問題。主要表現在以下幾個方面:(1)新材料產業技術集成能力差、加工技術及裝備制造水平低,是我國新材料及材料工業發展的薄弱環節,由此造成長期過多依賴成套設備技術引進又不能有效消化吸收的被動局面。(2)新材料產業的科技創新能力不強,產業跟蹤仿制多,缺乏擁有自主知識產權的新材料產品及技術,在高端產品方面缺乏國際競爭力。一些高附加值新材料依賴進口,部分產品或某些產品的核心技術受制于人,成為相關產業發展的瓶頸。(3)資源及能源利用效率低,資源優勢轉化為產業優勢尚有較大的差距。如我國稀土資源儲量居,產量占總產量的70%,但其中的2/3是以資源或初級產品的方式出口國外。(4)新材料成果轉化和產業化過程需要大量資金投入,但多元化的投融資體系尚未建立,面向產業化服務的中介服務體系尚不完善,這在某種程度上制約了我國新材料產業的發展。
三、“十一五”期間我國新材料產業的發展思路
據有關部門統計,2001年我國新材料市場需求約為2750億元。按我國目前經濟發展趨勢預計,新材料需求增長速度將高于經濟增長速度,按10%的增長速度計算,到2010年我國新材料市場可達6500億元。針對國民經濟發展的需要,結合國內外新材料高技術產業發展的現狀及趨勢,“十一五”期間我國新材料產業的發展思路可概括如下:以市場需求為導向,以推動行業技術進步和產業升級為目的,重點發展技術含量高、發展前景好的新材料產業;注重采用綠色制造、節能降耗的工藝技術及裝備;建設專業化、規?;a業基地,培育有知名品牌和國際競爭力的龍頭企業,滿足國民經濟、社會發展和安全對新材料的緊迫需求。由此確立的產業發展目標是,逐步實現從仿制到自制、從跟蹤到自主、從被動到主動,建立完整的產業體系,實現材料品種系列化,加快由材料生產大國向生產強國轉化的步伐。
根據上述發展思路和目標,新材料領域分別在電子信息材料、先進結構材料、新能源材料和關系到生活、生存環境質量提高的材料以及一些對我國經濟、社會發展和安全具有戰略意義的新材料中選擇以下17個產業作為發展重點:微電子基礎及配套材料,光電子材料和器件,平板顯示材料與器件,半導體照明工程,稀土功能材料,功能陶瓷和先進結構陶瓷材料,全固態激光材料與器件,超級鋼材料與技術,航空、航天工程關鍵材料,高速鐵路及汽車用關鍵材料,新能源材料,核能材料工程,海水淡化材料與技術、生物醫用材料,環境材料與技術,納米材料和超導材料。相應的產業發展對策建議如下:
1.加強政策引導與宏觀調控力度,保障和促進我國新材料科技和產業的發展。完善相應科技及產業政策,給予新材料產業政策優惠,提供產業化配套資金和其他各種獎勵措施;加強產業組織與運行機制的創新,發揮、地方和企業的積極性;強化宏觀調控,尤其是強化淘汰落后材料及生產技術,鼓勵優先使用新材料,加大資源環境的保護,促進新材料產業的綠色化;制定長期專項規劃和政策,發展對未來有重大影響的新材料;完善科技開發、產業化協調機制和政策,加強軍民、部門、單位與個人之間的合作,明確利益分配原則,促進科研成果快速產業化;完善投融資體制,建立多元化的投資渠道,支持民間資本介入產業投資領域,積極探索產業基金發展模式,大力扶持各類風險投資機構的發展和壯大。
2.推進產業基地建設,積極培育新材料產業的集群化發展。建立完整的垂直分工、合理布局的集群化產業基地,通過專業性、特色化基地建設,有效地整合資本、人才、技術等要素,發揮基地的集聚、孵化和輻射作用。形成以新材料為載體,與資源、環境一體化的產業體系,提高基地產業的配套能力,實現關鍵原材料,設備和配套產品的國產化;充分發揮行業組織、協會和產業部門的作用,培育龍頭企業和品牌產品,創造統一、協調、可持續的發展環境。
3.加強標準化和知識產權保護工作,增強我國新材料產品的國際競爭力。加強新材料產業標準的修訂和制定工作,建立與國際接軌的行業標準體系;建立知識產權聯盟,研究部署戰略(限制性、原創性的申請和布局),力爭在化新材料產業發展中起到關鍵作用;以化視野,利用國內外兩個市場,整合各類資源,加強國際合作,提高產業的國際競爭能力。
4.加大資金投入,建立級新材料公共工程技術平臺,保障新產品的源頭創新。加強、科研機構、高等院校和企業不同層次的新材料工程技術研發平臺的建設,開展戰略性新材料創新研究,支撐國防、重大工程并滿足新產品市場的需求;采取自主研發和技術引進、原始創新和消化吸收二次創新相輔相成的混合開發模式,保持新材料技術的可持續發展。
5.成立新材料產業咨詢委員會,幫助協調我國新材料產業的規劃和發展。定期對國內外新材料研發和產業化發展進行調研和評估,為規劃和決策提供咨詢;協助有關部門評審、監督、檢測、驗收新材料有關項目,促進其良性運行;加強新材料產業發展戰略研究工作,推動可持續發展。
編者注:本文是在發改委委托項目《新材料高技術產業“十一五”發展專項規劃重點咨詢研究報告》的基礎上編寫的。










































