中国材料研究学会

会员登录 会员注册

学会动态(首页)

关注

关注今日新材料

瞭望访谈丨努力成为新材料产业领跑者——专访中国工程院院士李元元
发布时间: 2024年8月12日
来源: 中国材料研究学会

我国已形成了新材料研发、制造、应用完整的创新链、产业链。在前沿研究方面:发明专利和论文数量均位居世界第一位;在生产企业方面:2023年新材料企业达165.13万家,产值超过7.7万亿元,约占我国GDP的7%

先进基础材料,如超级钢、电解铝、低负荷水泥等,已突破关键技术;关键战略材料,如稀土永磁材料的产业规模世界第一;前沿新材料,如石墨烯技术处于国际领先地位

“新材料产业的核心问题是关键材料受制于人,要加快研发关键材料,重视知识产权保护,加强材料与软件开发领域技术互动与融合,建设材料大数据库,加快新材料高端检测仪器研发突破。”

文 |《瞭望》新闻周刊记者 肖思思 马晓澄

位于苏州市的长三角先进材料研究院展出的一件深海 潜航器钛合金耐压壳体展品(2024 年 6 月 1 日摄) 李尕摄 / 本刊

在世界新材料研发赛道中,我国新材料产业已进入高速发展的快车道。前沿研究正迈向世界前列,部分领域与发达国家形成并跑甚至领跑的局面。产业集群已逐步形成,长三角、珠三角、环渤海三大新材料产业聚集地表现出蒸蒸日上的发展局面。特色产业优势明显,西部、东北、中部以能源、资源、地域为特色呈现出高速发展的新态势。此外,以市场为导向、以企业为主体,“政产学研用”相融合的新材料创新体系正在逐步形成。

我国已经成为材料大国,但由于科研起步晚,原始创新和核心技术不足,还不是材料强国。例如在原材料、关键设备、材料性能集成化等系统基础研究方面布局不足,高端新材料对外依赖度仍较高,例如高端芯片、特种合金等部分关键材料仍受制于人,集成电路材料和显示材料70%以上还需要进口。

中国工程院院士李元元在接受《瞭望》新闻周刊记者专访时表示,近年来,我国新材料创新能力快速提升,关键技术持续追赶,产业发展有望实现更大突破,“新材料产业的核心问题是关键材料受制于人,要加快研发关键材料,重视知识产权保护,加强材料与软件开发领域技术互动与融合,建设材料大数据库,加快新材料高端检测仪器研发突破。”

从跟随者成为领跑者

《瞭望》:当前全球新材料产业发展现状和趋势是怎么样的?

李元元:当前,全球新材料产业快速增长,2023年市场规模达7.2万亿美元,年增20%。同时面临着资源分布不均等情况,科技多元化、分立化发展让新材料产业链充满挑战。发达国家在关键材料领域继续保持主导地位,而发展中国家则面临贸易争端和产业升级的压力,全球产业竞争日趋激烈。

进入21世纪以来,发达国家争相出台新材料国家战略计划,如美国的“材料基因组计划”、欧盟的《关键原材料法案》,日本的“科学技术与创新基本计划”,德国的“研究与创新未来战略”,都在新能源、信息、汽车、海洋等各自优势领域和战略支柱产业中重点布局、加快新材料发展。

《瞭望》:我国新材料产业总体发展态势如何?

李元元:我国的新材料发展,始于新中国成立初期。改革开放为新材料产业发展奠定了基础,并于第八个五年计划和第九个五年计划期间蓬勃发展。经过40多年发展,新材料产业逐步从跟踪模仿走向了自主创新,并在多个关键领域取得领先地位,从跟随者成为领跑者。

近年来,我国在新材料领域有针对性地出台了一系列具体政策,例如《“十四五”原材料工业发展规划》提出应培育壮大新材料产业,加速信息技术赋能;《质量强国建设纲要》明确提出强化企业创新主体地位,推动新材料应用开发和品质升级;《原材料工业数字化转型工作方案(2024—2026年)》提出要建设新材料大数据中心,助力行业转型和高质量发展。

这些政策推动着我国新材料产业快速发展,其中先进基础材料,如超级钢、电解铝、低负荷水泥等,已突破关键技术;关键战略材料,如稀土永磁材料的产业规模世界第一;前沿新材料,如石墨烯技术处于国际领先地位。此外,人工智能与新材料相结合促进了材料高性能化、智能化。

总体上,我国已形成了新材料研发、制造、应用完整的创新链、产业链。在前沿研究方面:发明专利和论文数量均位居世界第一位;在人才培养方面:专业技术人才达160万人,位居世界第一位;在科研机构方面:国家实验室、新材料技术创新中心、全国重点实验室、产业化基地等达400余家;在生产企业方面:2023年新材料企业达165.13万家,产值超过7.7万亿元,约占我国GDP的7%。

正视挑战 抓住机遇

《瞭望》:我国的新材料产业还面临哪些挑战?

李元元:我国新材料产业发展受到诸多挑战。首先是来自外部环境的挑战,特别是在发达国家在全球化产业分工优势逐渐减弱的背景下,提出了智能化高端制造的“再工业化”,这对我国制造业发展智能制造带来挑战,其本质在于关键新材料的技术突破。

其次,国内工业发展面临“三重重任”,即补课夯实“工业2.0”,推广普及“工业3.0”,先行示范“工业4.0”。与上述任务相应,必须加快先进基础材料、关键战略材料和前沿新材料发展。

再者,我国新材料低碳绿色发展也面临巨大压力。如我国需减少的碳排放量远大于美国。要实现碳中和,留给美国的时间是50年,而留给我国的时间仅30年。短时间实现上述目标,任务艰巨。

此外,我国新材料产业链也面临较大挑战。上游高纯原材料和中游加工辅料的供给都受到较大的技术封锁。如陶瓷、高端金属、生物医用原材料等高纯原料的研制,受工艺及加工装备限制。在产业链下游,新材料应用集成能力亟需提高。在新材料数据库建设、材料与应用端一体化集成能力等方面,与国外仍有较大差距。

《瞭望》:我们有哪些契机?

李元元:目前,全球新材料竞争表现出新特征,如在材料前沿研究方面,原创、变革、颠覆性技术不断涌现;在材料产业发展方面,随着高新技术、高端制造和重大工程快速发展,产业发展主导权成为争夺对象;在材料技术应用方面,“政产学研用”融合,成为争夺工业发展自主权的关键,这些都为新材料发展带来重大机遇。

尽管我国新材料产业发展面临诸多问题和挑战,但随着传统产业升级,新材料供应增多,推动材料多元化和高端化,为产业发展提供了动力。同时,我国新材料产业链日臻完善,创新及市场应用持续增强,已形成集群效应,部分地区领跑了产业发展。

例如在已建设的国家工程方面,我国已完成的嫦娥六号、国产大飞机C919、“奋斗者”号、复兴号动车组、天宫空间站、北斗导航、地壳一号等,新材料都发挥了重大作用。嫦娥六号离不开先进的空天材料,“奋斗者”号离不开新一代钛合金关键技术的突破,新能源汽车离不开先进的能源材料等等。在未来建设的国家工程方面,如国际月球科研站、天问三号、“人造太阳”等,也都对新材料有着更高的性能要求。

坚持“四个面向”发展新材料

《瞭望》:如何判断我国新材料产业的未来趋势?

李元元:新材料产业是战略性、基础性产业,也是高技术竞争的关键领域,我们要奋起直追、迎头赶上。针对外部环境的变化、我国经济高质量发展的要求,我们在新材料创新链、产业链的建设中,要落实国家的战略部署,用好国家的相关政策,强化研发与应用衔接,提高整体保障能力,提升水平和精准度,建立和完善新标准,攻坚克难,力争取得新突破。

我们要坚持“四个面向”的战略导向,面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,加强新材料研究。在新材料前沿研究、产业发展、技术应用中,提高原始创新能力、基础能力、补短能力、集成能力、智能能力、绿色能力,加快新材料发展,为建设世界科技强国提供重要支撑。

未来20年,我国新材料战略布局应主要聚焦于绿色产业、智能产业、先进制造业等,重点布局人工智能材料、信息技术材料、新能源材料、生命和生物技术材料、高端结构材料和功能材料等。未来中长期布局,应聚焦于石墨烯、量子材料和技术、生物大分子和基因调控、类脑材料和技术等。未来长远布局,应更加关注暗物质、暗能量、引力波等科学利用及其相应的新材料技术。

《瞭望》:加速新材料产业发展,在政策支持方面还需如何发力?

李元元:加速新材料产业发展,政策支持需在多个维度上持续发力。首先,持续强化企业创新主体地位,通过税收、研发补贴等多种政策手段,鼓励企业加大技术创新投入,特别是针对新材料领域的新技术、新工艺的应用研究。完善产业政策支持体系,涵盖研发、生产、应用、推广等全链条,降低企业创新风险,加速前沿材料的商业化进程。在此过程中,还需推进传统产业延链,以产业链高端化延伸为重点,打造专业化、精细化、特色化、新颖化的产品体系,提升产品附加值,增强核心竞争力。同时,加快关键产品攻关,促进优势产品提质,实施产品品质提升工程,推动技术改造,强化标杆引领。

再者,在产业链构建方面,需布局建设创新平台,推进中试项目落地,促进上下游协同创新。同时培育壮大龙头企业,大力培育中小企业,加快人才队伍建设。为推动新材料产业的区域协调发展,还需推动园区规范发展,实施精准化服务保障,发挥协会等中介组织的桥梁纽带作用。

最后,积极应对化学品管理政策标准调整的影响,实施责任关怀,确保新材料产业在合规、安全、环保的基础上实现高质量发展。

(《瞭望》2024年第33期 )