新材料作為科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的基石,是培育新質(zhì)生產(chǎn)力、構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的核心抓手。
“十四五”期間,我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模與創(chuàng)新雙躍升:產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破8.2萬億元,年均增速超12%,超高強(qiáng)度鋼、高性能碳纖維、鋰離子電池關(guān)鍵材料等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破與規(guī)模化應(yīng)用,材料基因組、增材制造等新方法深化落地,*平臺(tái)與特色產(chǎn)業(yè)集群逐步成型,為產(chǎn)業(yè)升級(jí)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2025年,以央企國(guó)企為領(lǐng)軍者,我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)在基礎(chǔ)科學(xué)問題研究、攻克“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)、加速國(guó)產(chǎn)化替代等方面取得一系列重要突破。
01、產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速發(fā)展
新材料是當(dāng)前大國(guó)博弈的戰(zhàn)略要地。我國(guó)正處于從“材料大國(guó)”邁向“材料強(qiáng)國(guó)”的關(guān)鍵躍升期。
2025年我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破8.2萬億元,較2020年增長(zhǎng)150%,年均增速保持12%以上;高溫合金單晶葉片、高性能碳纖維等關(guān)鍵材料實(shí)現(xiàn)自主可控,半導(dǎo)體硅片國(guó)產(chǎn)化率從15%提升至25%。
二十屆四中全會(huì)將新材料列為“國(guó)民經(jīng)濟(jì)新興支柱產(chǎn)業(yè)”,明確“十五五”期間產(chǎn)業(yè)規(guī)模占GDP比重達(dá)5%,2030年產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破12萬億元。“十五五”規(guī)劃建議中明確提出“建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系”,新材料作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),被賦予*制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重任。
隨著新能源汽車、醫(yī)療器械、高端裝備等下游產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,新材料市場(chǎng)需求持續(xù)攀升,國(guó)產(chǎn)替代深化、技術(shù)迭代紅利、新興應(yīng)用拓展將成為推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的三大增長(zhǎng)引擎。《2025—2030年全球及中國(guó)新材料行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報(bào)告》指出,預(yù)計(jì)2030年新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模將突破18.5萬億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)10.8%。半導(dǎo)體材料、生物醫(yī)用材料、高性能纖維及復(fù)合材料的年增速將超過20%。
產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速擴(kuò)張的同時(shí),我國(guó)新材料技術(shù)水平也在顯著提升。根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù),2024年我國(guó)高端電子材料市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)約4800億元,預(yù)計(jì)到2030年將突破1.2萬億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率15%以上;高性能復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模同期約為3200億元,2030年有望達(dá)到8500億元。
我國(guó)在新一代半導(dǎo)體材料、高性能復(fù)合材料、生物醫(yī)用材料等關(guān)鍵領(lǐng)域取得了重大突破,碳化硅和氮化鎵等第三代半導(dǎo)體材料的國(guó)產(chǎn)化率已大幅提升,部分產(chǎn)品性能已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。初步估算,2025年我國(guó)在300種關(guān)鍵新材料領(lǐng)域的技術(shù)水平已接近國(guó)際先進(jìn)水平。
更加重視基礎(chǔ)科學(xué)問題研究,是2025年我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)的另一重要特征。2025年4月,國(guó)務(wù)院國(guó)資委*面向全社會(huì)發(fā)布了中央企業(yè)材料領(lǐng)域“十大基礎(chǔ)科學(xué)問題”,聚焦納米材料、超導(dǎo)材料、未來材料、稀土材料、生物基材料、鋼鐵材料、無機(jī)非金屬材料、有色金屬材料、化工新材料、核材料等10個(gè)關(guān)鍵材料領(lǐng)域。
國(guó)務(wù)院國(guó)資委表示,材料是制造業(yè)的基礎(chǔ),是國(guó)資央企在基礎(chǔ)理論與底層技術(shù)急需突破的重要領(lǐng)域。企業(yè)作為科技創(chuàng)新主體,要更加重視原始創(chuàng)新,共同加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、更為有效深化產(chǎn)學(xué)研協(xié)同。
近年來,中國(guó)有研、中國(guó)有色、中國(guó)石化、中國(guó)建材等多家央企在材料基礎(chǔ)研究領(lǐng)域持續(xù)攻關(guān),并提出了央企材料領(lǐng)域“十大基礎(chǔ)科學(xué)問題”。其中,中國(guó)有研提出微納尺度傳感功能材料的增敏與特異性識(shí)別策略問題,中國(guó)有色提出超導(dǎo)材料組織性能調(diào)控機(jī)理問題,中國(guó)石化提出人工智能驅(qū)動(dòng)下的新型材料發(fā)現(xiàn)與理性設(shè)計(jì)問題,中國(guó)鋼研提出稀土永磁材料成相機(jī)理與結(jié)構(gòu)調(diào)控方法問題,通用技術(shù)集團(tuán)提出面向纖維新材料的高效生物合成理論問題,中國(guó)鋼研提出極端環(huán)境下鋼鐵材料組織穩(wěn)定、性能演變與環(huán)境相容性機(jī)理問題,中國(guó)建材提出多場(chǎng)耦合作用下玻璃形成過程中的弛豫機(jī)制問題,中國(guó)五礦提出固態(tài)電池正極材料表界面離子/電子傳輸協(xié)同機(jī)制與動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)演變規(guī)律問題,中國(guó)石油提出聚合催化體系與聚合物多級(jí)結(jié)構(gòu)作用機(jī)制問題,中廣核提出極端耦合服役工況下堆芯結(jié)構(gòu)材料的協(xié)同失效機(jī)制行為模型問題。
這些基礎(chǔ)科學(xué)問題的發(fā)現(xiàn)與研究,為我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的跨越奠定了重要基礎(chǔ)。
02、不斷攻克關(guān)鍵核心技術(shù)
“十四五”期間,我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)在多個(gè)關(guān)鍵戰(zhàn)略材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從“跟跑”到“并跑”甚至局部“領(lǐng)跑”的歷史性跨越。目前我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)已形成了“先進(jìn)基礎(chǔ)材料筑基、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料突破、前沿新材料*”的產(chǎn)業(yè)體系。
總體上看,我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化替代成效顯著,如稀土功能材料國(guó)產(chǎn)化率達(dá)85%,實(shí)現(xiàn)全球主導(dǎo),高性能碳纖維T1100級(jí)突破量產(chǎn)瓶頸。同時(shí)在前沿材料這一全球加劇競(jìng)爭(zhēng)的賽道上發(fā)力:超導(dǎo)材料實(shí)現(xiàn)-196攝氏度條件下零電阻傳輸,支撐量子計(jì)算發(fā)展;石墨烯導(dǎo)熱性能達(dá)銅的10倍,應(yīng)用于高端散熱場(chǎng)景;液態(tài)金屬柔性器件突破傳統(tǒng)剛性限制,為可穿戴設(shè)備提供新方案。目前,我國(guó)在鈣鈦礦光伏材料(轉(zhuǎn)化效率達(dá)29%)、高熵合金(耐高溫性能提升3倍)等領(lǐng)域已形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
央企國(guó)企領(lǐng)軍的新材料創(chuàng)新企業(yè),是推動(dòng)我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)重大發(fā)展變革的主力軍。
例如,中國(guó)建材集團(tuán)把科技創(chuàng)新擺在“頭號(hào)工程”重要位置,堅(jiān)持推動(dòng)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合發(fā)展,形成了玻纖、風(fēng)電葉片、光伏玻璃等百億級(jí),碳纖維、鋰電池隔膜等50億至100億級(jí),氮化硅陶瓷、氫氣瓶等10億至50億級(jí)梯度的戰(zhàn)略性新材料產(chǎn)業(yè)格局。近三年中國(guó)建材集團(tuán)戰(zhàn)新產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入占比從29%增長(zhǎng)到41%、利潤(rùn)總額連續(xù)破百億元。
2025年11月,中國(guó)建材集團(tuán)旗下中材科技股份有限公司所屬蘇州中材非金屬礦工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司在鋰電池負(fù)極材料關(guān)鍵裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)4項(xiàng)新突破——成功研制造粒預(yù)碳化一體式、高溫碳化、多孔碳低溫碳化、CVD包覆等回轉(zhuǎn)窯,標(biāo)志著我國(guó)鋰電池核心裝備進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自主可控。
在高性能碳纖維領(lǐng)域,2025年12月,大型國(guó)企華陽集團(tuán)成功實(shí)現(xiàn)12K小絲束T1000級(jí)碳纖維國(guó)產(chǎn)化量產(chǎn),標(biāo)志著全球高性能碳纖維市場(chǎng)格局正從“日美壟斷”向“多極競(jìng)爭(zhēng)”轉(zhuǎn)變,中國(guó)在世界高性能碳纖維領(lǐng)域成功實(shí)現(xiàn)突圍。
中國(guó)建材集團(tuán)旗下中復(fù)神鷹西寧基地可生產(chǎn)包括T1000在內(nèi)的全球強(qiáng)度*高的碳纖維產(chǎn)品,且已進(jìn)入航空航天供應(yīng)鏈,為國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)提供配套材料。
在高端復(fù)合材料領(lǐng)域,2025年3月,通用技術(shù)集團(tuán)所屬通用技術(shù)齊齊哈爾二機(jī)床有限責(zé)任公司“航空航天大型龍門鋪放裝備關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與自主化替代工程”項(xiàng)目成功實(shí)施。該項(xiàng)目填補(bǔ)了我國(guó)高端復(fù)合材料自動(dòng)鋪放裝備領(lǐng)域的技術(shù)*,推動(dòng)了航空航天領(lǐng)域復(fù)材構(gòu)件制造的自主化進(jìn)程。
在有色金屬新材料領(lǐng)域,中國(guó)有研率先工業(yè)化開發(fā)出的全新一代高強(qiáng)鋁合金——高鎂輕強(qiáng)鋁,已獲得國(guó)內(nèi)國(guó)際發(fā)明專利授權(quán),是我國(guó)*形成“技術(shù)和專利壁壘”的先進(jìn)鋁合金材料,標(biāo)志著我國(guó)在該領(lǐng)域從“跟跑者”向“領(lǐng)跑者”的轉(zhuǎn)變。
在超導(dǎo)材料領(lǐng)域,中國(guó)有色持續(xù)開展超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)布局,打造了全球*大超導(dǎo)鈮材研發(fā)制造基地,中國(guó)有色所屬寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司持續(xù)深耕超導(dǎo)鈮材制備技術(shù),突破高純度鈮錠提純、超導(dǎo)級(jí)鈮加工材精密成型等“卡脖子”環(huán)節(jié),建成國(guó)際*的超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)化基地。
此外,我國(guó)半導(dǎo)體材料領(lǐng)域多點(diǎn)開花。在光刻膠方面,南大光電實(shí)現(xiàn)Arf光刻膠50噸/年的量產(chǎn),并已向下游客戶連續(xù)穩(wěn)定供貨,標(biāo)志著國(guó)內(nèi)掌握了中高端光刻膠的規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù),打破了海外技術(shù)壟斷。江化微G12級(jí)光刻膠配套試劑項(xiàng)目年產(chǎn)5萬噸顯影液、剝離液,金屬離子≤1ppb,顆粒度≤0.1μm,通過中芯國(guó)際、華虹半導(dǎo)體12nm工藝認(rèn)證,可滿足國(guó)內(nèi)20%高端需求。在大尺寸硅片方面,滬硅產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)12英寸硅片量產(chǎn),中環(huán)股份、立昂微加速擴(kuò)產(chǎn),2025年國(guó)產(chǎn)化率目標(biāo)提升至30%。
03、變革與挑戰(zhàn)
“十四五”期間,新材料產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)重大變化是,技術(shù)創(chuàng)新路徑發(fā)生深刻變革,主要體現(xiàn)在AI驅(qū)動(dòng)材料研發(fā)范式革新,材料基因工程技術(shù)突破,綠色低碳制備工藝創(chuàng)新以及跨尺度設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。
AI驅(qū)動(dòng)的材料研發(fā)范式革新方面,新材料與人工智能、大數(shù)據(jù)、生物技術(shù)深度融合,研發(fā)范式正加速變革,進(jìn)入“密集數(shù)據(jù)+人工智能”的第四范式。通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)新材料性能、優(yōu)化材料配方和工藝參數(shù),能夠有效縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本,研發(fā)效率可提高40%以上。
材料基因工程技術(shù)突破方面,建設(shè)高通量計(jì)算與實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過“*性原理計(jì)算+機(jī)器學(xué)習(xí)”預(yù)測(cè)材料性能,將鈦合金研發(fā)周期從傳統(tǒng)的5年縮短至18個(gè)月。這一技術(shù)突破為新材料的快速研發(fā)提供了強(qiáng)有力的工具。
綠色低碳制備工藝創(chuàng)新方面,未來五年,新材料產(chǎn)業(yè)將聚焦材料基因工程、人工智能輔助材料設(shè)計(jì)、綠色低碳制備工藝、材料回收與循環(huán)利用等核心方向,通過構(gòu)建“產(chǎn)學(xué)研用”深度融合的創(chuàng)新體系,縮短研發(fā)周期50%以上,降低研發(fā)成本30%。
跨尺度設(shè)計(jì)與制造技術(shù)方面,在納米材料領(lǐng)域,通過優(yōu)化原位聚合工藝,實(shí)現(xiàn)納米粒子在聚合物基體中均勻分散,使復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度提升50%以上;精準(zhǔn)調(diào)控納米催化材料的粒子尺寸、形貌及表面原子排布,將催化劑活性提升1倍以上。
“十四五”期間,我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)取得了一系列突破,但在關(guān)鍵領(lǐng)域仍面臨嚴(yán)重的技術(shù)依賴,核心技術(shù)“卡脖子”問題依然嚴(yán)峻。
例如,高端半導(dǎo)體材料嚴(yán)重依賴進(jìn)口。在高端芯片用光刻膠、高純度靶材等領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)化率仍不足30%。22~28納米級(jí)集成電路材料雖能滿足85%的工業(yè)化需求,但光刻膠、拋光液、超純電子化學(xué)品等仍依賴進(jìn)口,7納米及以下制程的材料和裝備受制于全球分工體系。
航空航天材料技術(shù)差距明顯。航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金單晶葉片等關(guān)鍵材料的生產(chǎn)技術(shù)仍掌握在少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家手中,國(guó)內(nèi)在單晶凝固、精密鑄造等核心工藝方面與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大差距。
高端裝備與工藝自主化率低。據(jù)中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示,2024年,國(guó)內(nèi)高端新材料生產(chǎn)所需的核心裝備國(guó)產(chǎn)化率平均不足40%,其中半導(dǎo)體級(jí)硅材料、高純金屬靶材、碳纖維原絲紡絲設(shè)備等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的進(jìn)口依賴度超過70%。
面對(duì)上述挑戰(zhàn),業(yè)界提出,“十五五”時(shí)期,我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)從強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、完善協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境、加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)等多方面入手,持續(xù)提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
例如,強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),聚焦“卡脖子”材料清單,集中力量攻克高端光刻膠、高溫合金、大尺寸硅片等關(guān)鍵技術(shù)。通過國(guó)家重大科技專項(xiàng)與產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長(zhǎng)制”機(jī)制,力爭(zhēng)到2030年將核心材料自給率提升至70%以上。
完善協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制,構(gòu)建“應(yīng)用牽引+場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)”的市場(chǎng)導(dǎo)入機(jī)制,鼓勵(lì)航空航天、新能源汽車、新一代信息技術(shù)等下游龍頭企業(yè)與材料企業(yè)深度綁定,通過聯(lián)合開發(fā)、首臺(tái)套保險(xiǎn)、首批次應(yīng)用補(bǔ)貼等政策工具,加速新材料驗(yàn)證與規(guī)模化應(yīng)用等。
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