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人类历史的发展，离不开生命、食物、水、能源和材料等五大基本要素。材料作为支撑人类经济社会发展的基础性和关键性要素之一，其材料技术的发达程度，决定了制造和装备的先进水平。所以，在某种角度上，人类的历史就是一个材料发展的进程。继20世纪以信息兴起和高速发展为特征的时代之后，21世纪是以先进/新一代材料的风起云涌为特征的时代，因为信息、能源、生物等各个领域的革命和颠覆，无一例外地依赖于材料的突破和产业进步。
特别是在现代社会，由于在材料领域的新思想、新技术、新工艺、新装备的应用，人们能够显著开发出传统材料所不具备的优异性能和特殊功能，使其成为高新技术发展的基础和先导，是现代工业发展的共性关键技术，催生出新兴产业。因此，新材料是世界工业革命的推动力，材料强则制造强，制造强则经济盛，经济盛则民族兴（图1-1）！
图1-1 新材料发展历程
（来源：《新材料在线》）
当前，随着新一轮科技革命与产业变革蓄势待发，全球新材料产业竞争格局也在发生重大调整。新材料与信息、能源、生物等高技术加速融合，大数据、数字仿真等技术在新材料研发设计中作用不断突出，“互联网+”、材料基因组计划、增材制造等新技术、新模式蓬勃兴起，新材料创新步伐持续加快。
据有关机构测算，2019年全球新材料产业规模达到2.82万亿美元，同比增长10%。全球范围内都在积极发展新材料，尤其是发达国家，因为新材料是国际竞争的重点领域之一，也是决定一国高端制造及国防安全水平的关键因素。国际市场竞争日趋激烈。放眼全球，发达国家和地区如欧美、日本等，无一不极其重视新材料产业的发展，为巩固其新材料产业优势地位，不断出台支持新材料发展的科技计划和政策，力图占据国际产业高端和技术主导地位。从材料结构比例来看，先进基础材料产值占比为49%，关键战略材料产值占比为43%，由于3D打印材料、纳米碳材料、超导等新兴产业技术不断突破，前沿新材料占比有所上升，达到8%。
进入2020年后的国际形势更加严峻，世界经贸摩擦与新型冠状病毒感染的肺炎疫情（以下简称新冠疫情），给中国包括新材料产业在内的实体经济带来了更多的挑战。综合起来，未来五年我们新材料产业面临的国内外竞争态势和主要挑战如下：
一是发达国家和地区“再工业化”带来的挑战。 欧美等发达国家和地区相继提出“再工业化”战略，将未来发展确定在信息网络、新材料、绿色能源、节能环保等战略性新兴产业，力图以先进制造业作为发展重点，在新一轮竞争中取得优势地位，抢占世界经济和科技发展的制高点。
二是世界新兴经济体追赶带来的挑战。 韩国、土耳其、印度等国家已深刻认识到新材料的重要战略意义和丰厚的经济利益，积极推进新材料产业发展、加快追赶步伐，扩大出口，抢占国际市场，对国内新材料行业的冲击和挑战日益凸显。
三是我国企业面临的结构性问题仍很突出。 如技术创新后劲不足、产业升级乏力；生产产能过剩、市场恶性竞争；企业负担过重、中小企业融资艰难；运行机制老化、政府支持项目效率不高；个人与企业征信缺失、技术剽窃现象严重。
四是全球经济衰退已成为大概率事件。 这次全球新冠疫情以及逆全球化的经贸大格局的变化所带来的影响，特别是经贸领域摩擦所衍生出来的一系列政经冲突，将可能严重迟滞中国新材料产业的国际化进程。当然，我们也清醒地认识到，全球经济复苏和新的消费需求在未来五年必将到来：人口增长、经济复苏依然是历史的基本发展大趋势，随之国际和国内市场将对新材料需求不断攀升，对新材料需求潜力也将进一步加快释放。
五是产业生态环境建设提出新要求。 我国把建设生态文明提升到执政党理念和国家整体战略层面，对新材料行业发展提出更高要求，必将推动技术快速升级和绿色技术应用推广，进而促进新材料产业持续发展。新一代信息技术、航空航天装备、海洋工程和高技术船舶、节能环保、新能源等领域的发展，为新材料产业提供了广阔的市场空间，也对新材料质量性能、保障能力等提出了更高要求。
面对即将到来的“十四五”调整产业结构、推动制造业转型升级的关键时期，我们应加紧部署，集中力量夯实科学基础、激励技术创新、下大力气突破一批关键材料，进一步完善产业技术体系，提升新材料产业保障能力，支撑中国制造实现由大变强的历史跨越。
我们以更大、更深的改革开放，去应对目前危机和挑战，将成为我们保持产业快速发展与确保中华民族复兴事业的不二选择。在组织构架上，我们已形成国家新材料产业发展领导小组指导、专家咨询委员会提供决策支撑的工作体系，构筑了新材料产业折子工程、发展指南、重点平台建设、首批次保险补偿机制、新材料标准领航行动等一批政策措施，开始高度重视新材料产业政策体系构建，正在形成符合国情、行之有效的政策措施，从项目“点对点”的支持转向产业政策措施“材料领域二维面及三维立体”的支持模式，对行业发展的纲举目张的推动作用开始显现。
据测算，2011年我国新材料产业总产值仅为0.8万亿元，到2019年我国新材料产业总产值已增长至4.5万亿元，年复合增长率超过了20%。目前，新材料产业集聚效应明显，从追求大而全向高精尖转型。总体上，我国新材料产业仍处于产业价值链的中低端水平。一是现有产品技术含量、附加值低，与发达国家差距较大；二是中高端产品比重小。究其关键原因和“卡脖子”的瓶颈：
一是部分关键性技术瓶颈不能突破 ：所需要关键性基础原料无法完全自给，引进的国外生产技术和基础设计吸收不良，导致部分装置运行情况不佳。
二是大部分生产企业技术和设备单靠引进 ：导致产品相对单一，企业规模小，市场竞争力不足。
三是战略规划不尽科学并与市场需求脱钩 ：产业雷同，产能过剩；自主研发少，研发创新乏力，创新能力弱，核心技术薄弱。
四是知识产权保护不力 ：尽管我国专利申请量已居世界前列，但企业科研创新投入驱动力仍严重不足。
上述这些因素，使我国包括新材料企业在内的产业，基本上遵循了代工厂、引进、反向工程模仿等运行模式，在发展初期取得了短平快的效果。但在经历了40余年的改革开放和高速发展后，新材料产业规划千人一面，多为“模仿”，鲜有“创新”，已严重不适应我国产业体系现代化的前进步伐。在新的形势下，我们应该采取强有力的政策措施，转换观念，夯实科学基础，激励技术创新，尽快构筑起健康的新材料产业生态链。
一是持续推进原创性基础研究 。用“养孩子”的长期投入模式，坚持不懈地投入到材料基础科学和相应的社会科学研究，明确材料科学研究与材料技术研发的界限和范畴，使原创性材料基础性研究为2030—2050年提供必要的科学基础。
二是加强集成性和颠覆性技术创新投入 。对高新技术和新材料产业活动，鼓励以材料企业为主体的投入模式，从政府无偿拨付项目经费向购买科技服务转变，进一步改革政府资金运行和绩效考核机制，制定与之相配套的技术和产业发展经费审计管理制度。
三是科学调控相关的技术创新活动责权利 。鼓励企业为主承担技术创新活动，改变企业获取政府资金造成新的市场不公平竞争状态；理顺实体产业与金融投资的关系，改革实体经济或制造业-银行金融业之间利差过大的问题，形成促进企业技术创新和进步的基本条件。
四是健全严格的知识产权与专利保护制度 。健全知识产权制度，加强材料领域知识产权保护，推进材料技术标准工作，培育和提高材料领域自主创新能力。运用知识产权制度进一步形成激励创新、加速创新成果扩散和应用的体制和机制。
五是加强新材料发展战略和体制机制科学研究 。明晰政府与市场界限，不断创新体制机制，不断改善发展环境，引导培育材料骨干企业，扶持中小创新企业，促进产业持续健康发展。在我国经济整体由“要素驱动”向“创新驱动”阶段过渡中，坚持有所为、有所不为，集中用好“创新推动力”和“市场驱动力”。
六是进一步试点新材料系列改革新措施 。继续积极推进新材料产业折子工程、发展指南、首台套装备应用、新材料首批次保险补偿机制、重点平台建设、新材料标准领航行动以及混合所有制改革。
新材料是战略性新兴产业的基本要素和重要内容，对高技术及尖端技术领域具有极其重要的支撑作用，可以为先进制造、航空航天、电子信息、新能源、高速交通、海洋工程、节能环保、医疗健康以及国防军工等领域提供配套基础材料。《中国制造2025》制订了包括新材料在内的重点领域技术路线（图1-2）。新材料产业未来的总体发展趋势，是结构功能复合化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备和使用过程绿色化。
图1-2 中国先进制造重点领域
2018年至2019年间，中国科学院组织300余位材料领域专家和企业家对新材料2035的重点产业技术方向进行了预测，在37个领域方向上，提出了材料基因工程技术，第三代半导体材料，增材制造材料与3D打印技术，高性能高分子结构材料，新型显示材料，高端光电子与微电子材料，高性能纤维与复合材料，轻质高强材料，先进能源材料，智能、仿生与超材料，新一代生物医用材料等11个值得重点关注的重点方向。
未来五年，科技和产业新基建急迫呼唤更强大的新材料支撑，在本报告中，我们试图以需求为导向（“市场驱动力”）、以高新技术为基础（“创新推动力”）的思路提出以下六个需要未来重点着力的领域和方向：
针对国防安全核心材料和国民经济命脉领域的关键性材料，如高性能纤维及其复合材料、超高性能陶瓷材料、高温合金、高强轻质材料、高纯稀土材料、结构-功能一体化材料等。重点在于提高其可靠性和稳定性。
针对已形成和正在形成的“国家名片”先进制造和重大工程产业，构筑完整的产业链材料供给体系，如高铁用配套材料、超超临界发电与汽轮机组材料、华龙核电用高安全性材料、信息领域用芯片与封装核心材料、新型显示用关键材料、航空发动机用关键材料、海洋工程用高性能材料、新能源体系用材料、大飞机用配套材料体系、新一代航天运载工具及“星链”体系的配套材料。
针对“新基建”工程，重点开发与规模制造相关领域和方向的保障材料，如5G-6G信息技术、特高压输电工程、新能源及其配套设施、城市高速轨道交通、工业互联网、人工智能等所用的相关材料，并构筑完备的产业供应链体系。
快速检测技术及疫苗用配套材料、高效可复用医化生核用防护材料、重大疫情/疾病相关材料技术、安全高效的生物医用材料、反恐防爆用材料、水处理关键材料、环境可消纳的绿色材料、高效无毒阻燃材料。
二维及新机制的半导体材料、智能仿生材料、下一代智能化（拟人）机器人用材料、高温/室温超导材料、新型超材料、全新一代的芯片材料、量子材料、增材制造配套材料、以纳米效应为特征的纳米材料。
材料领域科学发展战略的制定体系、基于大数据的精确材料战略的分析体系、科技政策和项目绩效的客观评价系统、基于全公益性的材料检测体系、具有共享公用特性与市场运行的高水平材料检测平台、高效运行的大科学装置、基于大数据与计算机先进算法相结合的材料基因工程体系。
徐坚 ，深圳大学特聘教授，原中国科学院化学研究所研究员，主要从事仿生高分子材料研究，发表论文300余篇，申请专利50项，授权103项，获得8项国家和省部级一等和二等科技奖。2016年获评全国优秀科技工作者。2009—2015年为中国材料研究学会副理事长。现任国家工业和信息化部、发展和改革委员会科技专家，中国复合材料学会副理事长。