当前我国新材料高技术产业的基础研究、开发、中试和产业发展的完整体系基本形成,钢铁、有色金属、水泥、玻璃等基础材料的产量虽然居世界前列,但是高能耗、高污染和资源依赖型产业不利于可持续发展;新材料产业发展快,特色产业呈聚集趋势,如长江三角洲的微电子和磁性材料产业;军工新材料虽已取得很大成绩,但距国际先进水平仍有较大差距。
当前我国新材料产业发展存在以下问题:新材料领域科技创新体系尚未形成,跟踪仿制多,自主创新能力弱;加工技术及装备制造水平落后,技术集成能力差;资源及能源利用效率低和环境污染严重,制约了我国新材料产业的可持续发展;军工新材料尚未形成统一体系;缺乏品牌产品,已成为相关产业发展的瓶颈;基础研究缺乏深度和广度等。
我国新材料高技术产业发展思路为:重点发展技术含量高、发展前景好的新材料产品;注重采用绿色制造、节能降耗的工艺技术及装备;大力发展材料涉及、表征和先进制备与加工技术;建设专业化、规模化基地,培育具有xx和国际竞争力的龙头产业;逐步实现从仿制到自制、从跟踪到自主,提高产业核心竞争力,加快由材料生产大国向强国迈进的步伐。
基于上述发展思路,建议从对我国经济、社会发展和国家安全具有战略意义的新材料中选择下述17个高技术产业发展重点:
1、硅基微纳电子材料
2、光电子材料与器件
3、半导体固体照明材料与器件
4、全固态激光材料与器件
5、平板显示材料与器件
6、稀土功能材料
7、功能陶瓷材料
8、超级钢材料与技术
9、航空航天用关键材料
10、核能工程材料
11、高速列车及汽车材料
12、新型能源材料与可持续发展
13、生物医用材料
14、生态环境材料与可持续发展
15、海水淡化材料与技术
16、纳米材料与技术
17、超导材料。
材料既是人类赖以生存的物质基础,又是能源、资源消耗和环境污染的大户;走可持续发展道路是我国实现现代化的必然选择。为此,新材料产业的发展必须遵循以下原则:首先要逐步实现材料设计、开发、生产、消费、回收和过程的环境友好;控制资源依赖型、高能耗、污染产业发展;其次,要走材料工业循环经济发展道路,提高材料质量和再利用率,以替代材料数量的简单叠加;再次要发展新型节能材料、环境友好材料;{zh1},要建立和完善实施可持续发展战略的政策和法规。
新材料、信息技术和生命科学被认为是现代文明的三大支柱。新材料产业包括新材料及其相关产品和技术装备,其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济社会发展、科技进步和国防实力的重要标志。
一、国际新材料市场、产业现状和发展趋势
1.市场需求旺盛,产业发展迅速。世界制造业和高新技术产业的飞速发展,对新材料需求日益增长,新材料产业发展前景十分广阔。2000年,全世界新材料市场规模为4000亿美元,与新材料技术相关的产业部门年营业额突破了2万亿美元。2002年,世界锂离子电池销售收入增长超过了30%;2003年,全球半导体专用新材料市场规模为200亿美元;目前世界纳米技术的年产值为500亿美元,预计2010年纳米技术将成为仅次于芯片制造的世界第二大产业,年产值将达14400亿美元;2010年,全世界功能陶瓷的市场总规模预计可达800亿美元,生物医用材料的产值将达到4000亿美元。
2.各国政府高度重视新材料产业的发展。美国、日本、欧盟等政府部门制定了相关产业和科技发展计划,如美国的21世纪国家纳米纲要等;日本的21世纪之光计划等;德国的21世纪新材料计划;欧盟的纳米计划等。世界新材料产业重点发展方向是信息材料、生物医用材料、新能源材料、航空航天材料、生态环境材料、纳米材料、超导材料等。
3.产业组织呈现集团化、规模化、国际化发展态势。目前,世界xx材料企业纷纷结成战略联盟展开全球化合作。世界xx企业如杜邦、道康宁等,具有规模大、研发能力强、产业链完善等特点,在新材料产业的发展中作用显著。又如信越、瓦克、住友、MEMC公司和三菱材料公司,这5家企业就占据国际半导体硅材料市场销售额的79.1%;半绝缘砷化镓市场90%以上被日本的日立电工、住友电工、三菱化学和德国FCM所占有,有机氟材料市场则是杜邦、3M等7大公司占据了全球90%的生产能力。
4.前沿性技术不断突破,与相关产业的融合日益显著。一方面,新材料技术发展日新月异、转化速度加快,前沿技术的突破使得新兴材料产业不断涌现。例如,在纳米材料领域,国际上英特尔、IBM、SONY等大型企业集团纷纷投入巨资开发自己的纳米技术,某些领域已经初步形成了规模化的产业。另一方面,新材料与传统材料产业结合日益紧密,产业结构呈现出横向扩散的特点。此外,伴随着元器件微型化、集成化的趋势,新材料制备与器件制造的一体化趋势日趋明显,产业结构出现垂直扩散趋势。
5.高性能、低成本及绿色化发展趋势明显。21世纪新材料技术的突破将使新材料产品实现高性能化、多功能化、智能化,从而降低生产成本、延长使用寿命、提高新材料产品的附加值和市场竞争力。
6.新材料发展的驱动力由军事需求向经济需求转变。从20世纪来看,国防工业发展、核能的利用和航空航天技术的发展一直是世界新材料发展的重要驱动力。而进入21世纪,生命科学技术、信息科学技术的发展和经济持续增长将成为新材料发展的最根本动力。
二、国内新材料产业发展现状及存在的问题
1.政府支持力度加大,新材料产业取得长足进步。“十五”期间,国家对我国新材料产业发展给予了大力支持,初步形成了比较完整的新材料产业体系,有力地推动了我国具有自主知识产权的新材料产业的发展,在电子信息材料、先进金属材料、电池材料、磁性材料、新型高分子材料、高性能陶瓷材料和复合材料等方面形成了一批高技术新材料核心产业。
2.新材料产业规模不断扩大,技术水平日益提高。如锂离子电池产量已占世界总产量的20%;我国已经成为NdFeB磁体的生产大国,年产量占世界总量的40%,居世界{dy},并开始争夺xx应用市场。超导材料、纳米材料、半导体照明等新材料产业从无到有,逐步建立起来,这些产业拥有自己的知识产权,并基本与世界发展同步,打破了国外企业对国内市场的垄断。
3.新材料产业基地不断涌现,产业呈现集群化发展态势。如营口的镁质材料、内蒙古西部的稀土材料等。集群化基地的发展不仅提高了新材料产业的创新能力,而且辐射和带动了周边区域与相关产业的发展,也将有利于促进我国新材料产业的合理布局。
4.新材料产业国际转移日益加快,对外合作明显加强。中国作为新材料市场需求大、综合优势好的发展中国家,已成为国际新材料巨头产业转移的重要对象。拜耳、杜邦、GE等纷纷开始其在中国的战略布局,力图在我国新材料产业中占有一席之地。国内一些实力较强的新材料企业也在不断加大与国外企业的技术和产业合作,借助国际力量来提升自己的竞争水平。
“十五”期间我国新材料产业虽然取得较大的发展,但也存在一些急需解决的问题。主要表现在以下几个方面:(1)新材料产业技术集成能力差、加工技术及装备制造水平低,是我国新材料及材料工业发展的薄弱环节,由此造成长期过多依赖成套设备技术引进又不能有效消化吸收的被动局面。(2)新材料产业的科技创新能力不强,产业跟踪仿制多,缺乏拥有自主知识产权的新材料产品及技术,在xx产品方面缺乏国际竞争力。一些高附加值新材料依赖进口,部分产品或某些产品的核心技术受制于人,成为相关产业发展的瓶颈。(3)资源及能源利用效率低,资源优势转化为产业优势尚有较大的差距。如我国稀土资源储量居世界{dy},产量占世界总产量的70%,但其中的2/3是以资源或初级产品的方式出口国外。(4)新材料成果转化和产业化过程需要大量资金投入,但多元化的投融资体系尚未建立,面向产业化服务的中介服务体系尚不完善,这在某种程度上制约了我国新材料产业的发展。
三、“十一五”期间我国新材料产业的发展思路
据有关部门统计,2001年我国新材料市场需求约为2750亿元。按我国目前经济发展趋势预计,新材料需求增长速度将高于经济增长速度,按10%的增长速度计算,到2010年我国新材料市场可达6500亿元。针对国民经济发展的需要,结合国内外新材料高技术产业发展的现状及趋势,“十一五”期间我国新材料产业的发展思路可概括如下:以市场需求为导向,以推动行业技术进步和产业升级为目的,重点发展技术含量高、发展前景好的新材料产业;注重采用绿色制造、节能降耗的工艺技术及装备;建设专业化、规模化产业基地,培育有xxxx和国际竞争力的xxxx,满足国民经济、社会发展和国家安全对新材料的紧迫需求。由此确立的产业发展目标是,逐步实现从仿制到自制、从跟踪到自主、从被动到主动,建立完整的产业体系,实现材料品种系列化,加快由材料生产大国向生产强国转化的步伐。
根据上述发展思路和目标,分别在电子信息材料、先进结构材料、新能源材料等中选择以下17个产业作为发展重点:微电子基础及配套材料,光电子材料和器件,平板显示材料与器件,半导体照明工程,稀土功能材料,功能陶瓷和先进结构陶瓷材料,全固态激光材料与器件,超级钢材料与技术,航空、航天工程关键材料,高速铁路及汽车用关键材料,新能源材料,核能材料工程,海水淡化材料与技术、生物医用材料,环境材料与技术,纳米材料和超导材料。相应的产业发展对策建议如下:1)加强国家政策引导与宏观调控力度,保障和促进我国新材料科技和产业的发展。2)推进产业基地建设,积极培育新材料产业的集群化发展。3)加强标准化和知识产权保护工作,增强我国新材料产品的国际竞争力。4)加大国家资金投入,建立{gjj}新材料公共工程技术平台,保障新产品的源头创新。5)成立国家新材料产业咨询委员会,帮助协调我国新材料产业的规划和发展。
编者注:本文是在国家发改委委托项目《新材料高技术产业“十一五”发展专项规划重点咨询研究报告》的基础上编写的。