
當前,中國新材料產業(yè)面臨先進基礎材料參差不齊,關鍵戰(zhàn)略材料受制于人,前沿新材料技術有待突破等問題,難以為制造強國戰(zhàn)略提供堅實支撐。如何精準設計新材料創(chuàng)新突破路徑及政策支撐體系,成為中國亟需解決的現實問題。本文在借鑒全球材料強國創(chuàng)新發(fā)展經驗的基礎上,分類探討中國先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料與前沿新材料產業(yè)發(fā)展的現狀與問題,設計中國新材料技術創(chuàng)新突破路徑,并進一步提出政策保障措施,以期為制造強國戰(zhàn)略的實現提供支撐。
“一代材料、一代器件、一代裝備”,新材料對新興產業(yè)發(fā)展具有基礎與先導作用,對國民經濟、國防軍工建設起著重要的
支撐和保障作用。
新材料是基礎性、綜合性產業(yè),可以分為
先進基礎材料、
關鍵戰(zhàn)略材料與
前沿新材料等具有不同屬性特征的細分門類。
國際經驗美國、
歐盟和
日本作為全球領先的新材料強國,其成功的實踐經驗模式對中國新材料創(chuàng)新突破具有重要的借鑒意義。

美國主要通過構建
國家實驗室體系、推行材料
研發(fā)技術變革和實施
軍民融合戰(zhàn)略措施促進新材料創(chuàng)新突破。歐盟主要通過制定新材料
戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃、
集中配置創(chuàng)新資源、組建
區(qū)域型中介組織等措施實現新材料的創(chuàng)新突破。日本主要采取開展新材料技術
趨勢預測,打造
“官產學”的研發(fā)應用一體化模式來促進新材料的創(chuàng)新突破。
國內現狀及存在問題本文將新材料分為
先進基礎材料、
關鍵戰(zhàn)略材料和
前沿新材料,分別探討中國新材料創(chuàng)新突破的現狀與存在的問題。本文將新材料分為先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料和前沿新材料,分別探討中國新材料創(chuàng)新突破的現狀與存在的問題。
中國新材料產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展現狀先進基礎材料是基礎工業(yè)升級發(fā)展的必須材料,市場需求范圍廣,具有
“一材多用”的特點,其技術工藝、生產規(guī)模和應用水平是衡量國家工業(yè)基礎的重要標志。
中國的紡織先進材料、
特種鋼鐵材料、
有色金屬材料等先進基礎材料總體上處于優(yōu)勢地位,產量和規(guī)?;具_到全球前列水平,部分先進基礎材料的研發(fā)生產與應用技術已經達到或者接近國際水平。
關鍵戰(zhàn)略材料是國家重大工程和戰(zhàn)略性新興產業(yè)需要的關鍵保障材料,具有
價值高、應用領域關鍵等特點。
中國的稀土功能材料、
生物醫(yī)用材料和
新型顯示材料發(fā)展迅速,具備了一定的市場競爭優(yōu)勢。中國關鍵戰(zhàn)略材料
產業(yè)鏈體系完整,產業(yè)集群化發(fā)展態(tài)勢明顯,創(chuàng)新進步快,技術能力穩(wěn)步提升,國產化趨勢明顯。
前沿新材料是引領先進制造業(yè)未來發(fā)展,需要提前布局的新材料,具有
先導性和顛覆性等技術特征。中國已經在
石墨烯材料、
增材制造材料、
極端環(huán)境材料等前沿新材料領域具備了一定的領先地位。以石墨烯材料為例,在十大高質量專利中,中國擁有4項高質量專利,主要分布在
納米技術與納米薄膜技術領域。
中國新材料創(chuàng)新發(fā)展存在的問題中國先進基礎材料存在
低端產能過剩、
高端供給不足以及
“有材不好用”等問題。原因包括:
世界級品牌較少,產品低價與同質化競爭嚴重;高品質產品
生產穩(wěn)定性亟待提高;科技
創(chuàng)新平臺、
服務平臺及
相關數據庫建設滯后等。中國關鍵戰(zhàn)略材料
受制于人的現象突出,產業(yè)鏈供應鏈安全問題沒有得到解決,面臨
“無材可用、有材不敢用”困境。原因包括:中國尚未掌握基礎性
核心專利;關鍵戰(zhàn)略材料創(chuàng)新與開發(fā)具有長周期、高資本密度等特征,國內相關企業(yè)經營發(fā)展壓力較大,傾向
低價競爭,被鎖定在價值鏈中低端;發(fā)達國家對中國關鍵戰(zhàn)略材料的
圍堵與打壓等。中國前沿新材料面臨技術落后于人,“無材可用”,
錯失技術革命窗口期的風險。原因包括:中國前沿新材料
科技創(chuàng)新基礎能力較弱,核心能力處于“跟跑”階段;科技
成果轉化率低,前沿新材料技術創(chuàng)新主要由科研院所為主,企業(yè)參與較少;科研資源
分散且重復建設等。
國內創(chuàng)新突破的路徑中國新材料創(chuàng)新突破路徑設計的總體思路為
面向國家制造強國戰(zhàn)略,
立足于新材料產業(yè)發(fā)展趨勢和產業(yè)基礎,以提升自主創(chuàng)新能力為核心,以突破一批“卡脖子”關鍵新材料、搶占一批制高點材料技術為重點。
先進基礎材料“競爭力提升”路徑設計一是推動先進基礎材料企業(yè)向價值鏈
中高端攀升,增強價值獲取能力。鼓勵先進基礎材料企業(yè)介入產業(yè)鏈
上游環(huán)節(jié),引導企業(yè)加大產業(yè)鏈
下游環(huán)節(jié)的投入力度,增強企業(yè)
技術研發(fā)與運營管理能力,占據價值鏈高增加值環(huán)節(jié)。推動龍頭企業(yè)主動嵌入國際創(chuàng)新合作網絡,建立
“全球管道—知識獲取—本地溢出”機制,對前沿知識進行本地化轉譯、本地化化擴散和本地化改造。支持中小微企業(yè)走
“專精特新”道路,鼓勵與下游整機企業(yè)建立合作研發(fā)模式,發(fā)揮整機企業(yè)的信息和知識的比較優(yōu)勢,推動產業(yè)鏈供應鏈知識流動和優(yōu)勢互補,提升先進基礎材料企業(yè)技術創(chuàng)新效率和實現技術創(chuàng)新能力趕超,增強價值獲取能力。二是培育先進基礎材料國際知名品牌和全球化運營能力,提升
國際競爭力。加大先進基礎材料產業(yè)鏈延鏈補鏈政策支持力度,推動有實力的材料企業(yè)進行多元化布局,實現
譜系化發(fā)展;支持材料企業(yè)品牌創(chuàng)建活動,推動先進基礎材料企業(yè)向
原始設計制造商、原始品牌制造商轉變。鼓勵材料企業(yè)
“走出去”,整合全球資源,逐步積累全球化管理經驗,提升全球運營能力;支持材料企業(yè)開展國際合作談判,逐步成為某一領域規(guī)則的
核心參與者,推動企業(yè)向全球價值鏈網絡中心位置躍遷,掌握國際規(guī)則的主導權。
關鍵戰(zhàn)略材料“自主可控”路徑設計一是完善
創(chuàng)新生態(tài),推動關鍵戰(zhàn)略材料技術創(chuàng)新突破。構建與完善
“主機企業(yè)牽引+材料企業(yè)集聚”的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng),建立主配協同創(chuàng)新機制,推動主機企業(yè)與材料企業(yè)轉向聯合研發(fā)模式。培育和壯大產業(yè)組織者,發(fā)揮其在資源整合、要素調配方面的優(yōu)勢,集聚多元主體,強化產業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈耦合,形成關鍵戰(zhàn)略材料
“創(chuàng)新聯合體”。建立政府引導的
新型舉國體制,利用國家戰(zhàn)略科技力量和市場力量,構建國家創(chuàng)新體系,實施重大科技攻關計劃,推行“揭榜掛帥”體制機制,推動關鍵戰(zhàn)略材料創(chuàng)新突破。特別是要組織關鍵戰(zhàn)略材料裝備生產企業(yè)與材料生產企業(yè)開展
聯合攻關,加快先進工藝技術與專用核心裝備開發(fā),實現材料生產關鍵工藝裝備配套保障。二是完善
應用生態(tài),推動關鍵戰(zhàn)略材料國產化替代。制定
關鍵戰(zhàn)略材料強制性標準,實行關鍵戰(zhàn)略材料資質許可制度,并進行動態(tài)調整,倒逼材料企業(yè)等主體提升關鍵戰(zhàn)略材料性能與材料就緒度。推行關鍵戰(zhàn)略材料
試點示范,鼓勵中介組織開展關鍵戰(zhàn)略材料生產商與應用商的對接活動,宣傳國產關鍵戰(zhàn)略材料性能的優(yōu)越性與可靠性。制定關鍵戰(zhàn)略材料
國產化替代清單,對清單內的材料進行應用補貼。鼓勵企業(yè)對國產關鍵戰(zhàn)略材料
先行先試,加強關鍵戰(zhàn)略材料首批次應用保險制度實施力度。
前沿新材料“搶先卡位”路徑設計一是構建
開放型技術創(chuàng)新體系,提升前沿新材料原始創(chuàng)新能力。鼓勵
高校、研究機構與龍頭企業(yè)共建前沿新材料基礎研究平臺,針對前沿新材料基礎科學知識、產業(yè)共性技術展開研究。鼓勵
地方政府加大前沿新材料基礎研究投入力度,支持地方政府主動引進前沿新材料全球跨國企業(yè)、具有全球影響力的研發(fā)中心并提供土地、資金、人才等支持。鼓勵本國前沿新材料龍頭企業(yè)與大型研發(fā)中心進行
全球化布局,積極引進海外前沿新材料戰(zhàn)略科學家。二是加強
前沿新材料應用標準建設,提升技術成果轉化率。鼓勵前沿新材料企業(yè)選擇特定
細分市場進行商業(yè)化應用,打造最小可行性產品。強化前沿新材料行業(yè)
應用標準制定,鼓勵科研院所與龍頭企業(yè)將本地區(qū)的行業(yè)標準拓展成國家標準、國際標準,鎖定前沿新材料產業(yè)技術軌道,占據全球領先位置。
政策及保障措施完善新材料產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)一是加強新材料
產業(yè)鏈建設。探索實施新材料產業(yè)鏈鏈長制,系統(tǒng)推進新材料產業(yè)鏈建鏈、補鏈、固鏈等工程,打通新材料產業(yè)鏈斷點、堵點,提升新材料產業(yè)鏈現代化水平。二是加強新材料
創(chuàng)新鏈建設。加強國家戰(zhàn)略科技力量建設,鼓勵成立新材料產業(yè)新型研發(fā)機構,支持組建新材料技術創(chuàng)新聯盟與設立新材料國家重大專項,推動新材料產業(yè)原始創(chuàng)新能力的提升。三是加強新材料
產業(yè)服務鏈建設。推動實施科技創(chuàng)新服務鏈調查行動,全面摸清新材料產業(yè)的各類科技服務機構建設現狀,識別科技創(chuàng)新服務鏈中的斷點、卡點、堵點及薄弱環(huán)節(jié),并給予特殊支持。
強化新材料產業(yè)創(chuàng)新方向引導一是加強新材料
創(chuàng)新預測工作。以科技部為牽頭單位,成立新材料技術預見指導機構,定期開展戰(zhàn)略研究以及發(fā)布新材料技術創(chuàng)新突破的
技術清單、路線圖與時間表。二是構建完善新材料
安全預警機制。支持研發(fā)新材料安全預警監(jiān)測平臺,梳理新材料優(yōu)勢領域和卡脖子領域,建立整機企業(yè)與材料企業(yè)協同創(chuàng)新清單、產學研創(chuàng)新合作清單等,提升精準
分析和分級管理能力。三是制定新材料產業(yè)
競爭力指數并持續(xù)跟蹤調查。建立新材料產業(yè)發(fā)展評價體系,構建新材料產業(yè)發(fā)展模型,制定產業(yè)評價體系,定期制定與發(fā)布新材料發(fā)展指數。
建設新材料產業(yè)新型創(chuàng)新基礎設施一是加強
創(chuàng)新平臺建設。支持行業(yè)龍頭企業(yè)整合上下游創(chuàng)新資源,牽頭設立新材料基因組實驗室、新材料基因技術研究平臺、新材料創(chuàng)新聯合體,建設國家制造業(yè)創(chuàng)新中心、新材料技術創(chuàng)新中心和工程研究中心,提升產業(yè)基礎工程技術創(chuàng)新與產業(yè)化應用能力。二是構建新材料
行業(yè)知識服務系統(tǒng)。利用專項基金,引導機構建設新材料分館或示范區(qū),收集與整理新材料數據資源,構建行業(yè)知識服務系統(tǒng)。三是完善新材料
測試、表征、評價基礎設施建設。鼓勵構建新材料測試評價體系及建立國家級新材料測試評價平臺,為中小企業(yè)提供新材料測試評價服務。四是建立新材料
標準供給體系。制定新材料標準領航行動計劃,鼓勵新材料行業(yè)協會、新型研發(fā)機構、新材料龍頭企業(yè)積極參與產業(yè)標準的制定,建立支撐新材料產業(yè)高質量發(fā)展的標準體系,加大新材料標準的有效供給。
構建可持續(xù)的創(chuàng)新保障體系一是建立
多層次的人才引進和培養(yǎng)體系。建立新材料“卡脖子”技術人才需求清單,面向國內外引進高層次人才和團隊;鼓勵科研院所開設新材料相關專業(yè)及加大技術人才培養(yǎng)力度;支持中國職業(yè)院校建設人才技能實訓基地,培養(yǎng)新材料產業(yè)技能型人才。二是鼓勵新材料
人才交流。支持本國科學家與海外科學家展開新材料創(chuàng)新合作研究;支持本國有基礎、有實力地區(qū)積極舉辦國際會議,吸引全球優(yōu)質資源本地化集聚;鼓勵新材料科研院所、企業(yè)主動赴海外,學習國外先進技術知識。三是推動新材料
公共數據共享共用。構建新材料公共數據庫、數據云,鼓勵科研院所、國有企業(yè)率先實施基礎研究數據的共享共用行動。
本文作者:王昶,周思源,耿紅軍作者簡介:王昶,中南大學商學院,教授,研究方向為創(chuàng)新戰(zhàn)略與政策;耿紅軍(通信作者),中南大學商學院,博士研究生,研究方向為創(chuàng)新政策。
論文全文發(fā)表于《科技導報》2022年第11期,原標題為《中國新材料創(chuàng)新突破的路徑及政策保障》本文有刪減,歡迎訂閱查看