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新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析及我國發(fā)展路徑選擇
來源:未知 日期:2016-06-14 點擊:次
新材料是材料工業(yè)的先導(dǎo)發(fā)展領(lǐng)域,是新經(jīng)濟的基石,為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐。分析產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢和特點,反思并創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式,對加快培育新材料產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。
一、國外新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述
?。ㄒ唬┤蚧l(fā)展趨勢明顯,發(fā)達(dá)國家占據(jù)產(chǎn)業(yè)高端
引領(lǐng)全球新材料研發(fā)新材料技術(shù)是世界上公認(rèn)的六大高技術(shù)領(lǐng)域之一,新材料產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè),對未來發(fā)展將會產(chǎn)生巨大影響。世界發(fā)達(dá)國家爭奪科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先機,紛紛將新材料產(chǎn)業(yè)放到重要戰(zhàn)略地位來優(yōu)先發(fā)展,積極搶占新材料領(lǐng)域的國際競爭制高點。全球范圍內(nèi)新材料產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,新材料技術(shù)研發(fā)格局的全球化趨勢日趨顯著。美國、日本、德國及歐盟國家研發(fā)起步早、發(fā)展快,既是新材料研發(fā)的領(lǐng)跑者,也是全球主要的生產(chǎn)和使用者,不斷擴大研發(fā)投入規(guī)模,始終保持比較突出的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。世界各國還將國防科技建設(shè)領(lǐng)域的新材料研發(fā)列為重點,開展戰(zhàn)略性研發(fā)以穩(wěn)固領(lǐng)先地位。近1/3的世界500強企業(yè)都在新材料技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面投入大量的資金和人力,在材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域內(nèi),以杜邦、道康寧、巴斯夫、TDK、信越為代表的大型跨國集團已結(jié)成戰(zhàn)略研發(fā)同盟,新材料產(chǎn)業(yè)國際化合作趨勢不斷加強。
?。ǘ┌l(fā)達(dá)國家側(cè)重領(lǐng)域不同,不斷取得技術(shù)突破
發(fā)達(dá)國家基于各自優(yōu)勢形成各具特色的新材料產(chǎn)業(yè)。美國在新材料研發(fā)上占據(jù)全球領(lǐng)先地位,側(cè)重于生物材料、信息材料、極端環(huán)境材料及材料計算科學(xué)等領(lǐng)域。日本發(fā)展新材料的目標(biāo)是保持產(chǎn)品的國際競爭力,將納米技術(shù)和材料列為四大重點領(lǐng)域之一,想在尖端領(lǐng)域趕超歐美,在已有材料的性能提高、合理利用和回收再生方面居世界領(lǐng)先。歐盟的戰(zhàn)略目標(biāo)是保持在航空航天材料等領(lǐng)域的競爭領(lǐng)先優(yōu)勢,重點發(fā)展催化劑、光電材料等十大領(lǐng)域。俄羅斯想在航空和國防方面與美國抗衡,主要研發(fā)方向是結(jié)構(gòu)材料和功能材料。韓國重點發(fā)展下一代高密度存儲材料、生物和納米材料、未來碳材料、高效結(jié)構(gòu)材料等,將新材料科技作為確保2025年國家競爭力的6項核心技術(shù)之一,成為繼美、日、德之后的新材料產(chǎn)業(yè)第四強國。世界各國在新興前沿領(lǐng)域競爭激烈,2015年分別取得了一批技術(shù)突破。
(三)產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長加速,市場前景廣闊
世界上新材料約有100萬種,各國已注冊的大約30萬種。2000年,全球新材料市場規(guī)模約4000億美元,到2007年新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模為6602億美元,年均增長不到10%。到2009年,全球新材料產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模達(dá)9980億美元,2007—2009年間年均增長超過20%。2008年,即使受全球金融危機影響,新材料產(chǎn)業(yè)仍保持了約25%的增長速度。賽瑞產(chǎn)業(yè)研究院于2015年對10大新材料市場進(jìn)行了預(yù)測分析:2019年,全球3D打印材料市場規(guī)模達(dá)6.5億美元,未來5年年均復(fù)合增長率17.9%;石墨烯市場預(yù)計在2018年后起飛,到2023年市場規(guī)模為13.4億美元,年均復(fù)合增長率47.21%;未來5年,超材料、相變材料的市場規(guī)模年均復(fù)合增長率分別為27.6%和19.8%,超導(dǎo)磁體應(yīng)用將穩(wěn)步發(fā)展,超導(dǎo)電氣設(shè)備有望顯著增長。
?。ㄋ模┬虏牧袭a(chǎn)品日新月異,石墨烯材料成為全球新熱點
國外新材料發(fā)展呈現(xiàn)出以下熱點:一是石墨烯離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用越來越近,二是隱形材料、隱聲材料推動軍事工業(yè)新發(fā)展,三是OLED顯示材料及量子點樣機已登臺展出,四是能源材料的能效越來越高,五是電子信息材料恢復(fù)增長,六是生物醫(yī)用材料市場容量大。2010年以來,與石墨烯相關(guān)的研究和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)持續(xù)升溫,2015年成為發(fā)展高潮,歐洲、美國、日本、韓國等國家和地區(qū)都對推動石墨烯材料發(fā)展做出了戰(zhàn)略部署,如歐盟于2014年制定實施石墨烯旗艦計劃。未來幾年,亞太地區(qū)將成為石墨烯市場增長速度最快的地區(qū),其中中國市場增長態(tài)勢最為迅猛;氧化石墨烯是最大門類;能源應(yīng)用已成為的增長最快石墨烯第三大市場。
(五)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)新特點,融合發(fā)展趨勢明顯
新材料技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢呈現(xiàn)“六化”,即材料發(fā)展低維化和復(fù)合化、結(jié)構(gòu)功能一體化、功能材料智能化、材料與器件集成化、制備及應(yīng)用綠色化趨勢明顯,表面涂層或改性目前廣為使用、經(jīng)濟合理,具有廣闊的發(fā)展前景。新材料技術(shù)與信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)相互融合,形成跨學(xué)科、跨領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢,對其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到較好的推動和支撐作用。產(chǎn)業(yè)縱向聯(lián)合、協(xié)同發(fā)展,國外很多先進(jìn)企業(yè)十分重視行業(yè)的系統(tǒng)布局,產(chǎn)業(yè)鏈向下游應(yīng)用延伸,上下游產(chǎn)業(yè)縱向聯(lián)合,形成行業(yè)壟斷。未來新材料產(chǎn)業(yè)更加注重可持續(xù)發(fā)展,不斷開發(fā)高效、綠色、低能耗、可回收利用的新材料,開發(fā)數(shù)字化、智能化制造技術(shù),加強與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。全球合作繼續(xù)深化,國際企業(yè)巨頭加快步伐主導(dǎo)全球產(chǎn)業(yè)布局。
二、我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
?。ㄒ唬?ldquo;十二五”期間保持較快增長,產(chǎn)業(yè)體系初步形成
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國新材料產(chǎn)業(yè)初步形成了包括研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用等環(huán)節(jié)的門類較為齊全的產(chǎn)業(yè)體系,主要包括金屬、無機非金屬、高分子、復(fù)合材料等幾大類產(chǎn)品,其中稀土功能材料、先進(jìn)儲能材料、光伏材料、有機硅、超硬材料、特種不銹鋼、玻璃纖維及其復(fù)合材料等產(chǎn)能居世界前列。“十二五”期間,我國新材料產(chǎn)業(yè)一直保持較快增長態(tài)勢,年均增速保持在25%左右,產(chǎn)業(yè)規(guī)模由2010年的6500億元增長至2014年的16000億元左右。新材料產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)不斷取得重大突破,產(chǎn)品品種不斷增加,高端金屬結(jié)構(gòu)材料、新型無機非金屬材料、高性能復(fù)合材料的保障能力明顯增強,先進(jìn)高分子材料和特種金屬功能材料的自給能力也不斷提高。
?。ǘ┑胤桨l(fā)展熱情較高,國際合作不斷深化
經(jīng)過多年發(fā)展,我國新材料產(chǎn)業(yè)基本形成長三角、珠三角和環(huán)渤海三個大型新材料產(chǎn)業(yè)集群。長三角地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)好、產(chǎn)業(yè)配套齊、交通物流便利,以發(fā)展航空航天、新能源、電子信息、新型化工等領(lǐng)域的新材料為主。珠三角地區(qū)新材料產(chǎn)業(yè)集中度高,下游產(chǎn)業(yè)拉動作用明顯,在電子信息材料、改性工程塑料、陶瓷材料等領(lǐng)域形成較強優(yōu)勢;環(huán)渤海地區(qū)科研支撐能力較強,在稀土功能材料、膜材料、硅材料、高技術(shù)陶瓷、磁性材料、特種纖維等領(lǐng)域具有較大優(yōu)勢。“十二五”期間,有80%以上的地區(qū)在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)發(fā)展規(guī)劃中選擇發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè),很多地方制定實施了本地區(qū)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項。目前在新材料領(lǐng)域建立了約70家國家級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地,組成了多個專業(yè)化的區(qū)域聯(lián)盟。很多地方和企業(yè)加強與國外先進(jìn)地區(qū)、科研機構(gòu)和企業(yè)之間的合作,全球合作步伐加快。
?。ㄈ?ldquo;十三五”面臨重大發(fā)展機遇,仍將保持快速增長
“十三五”時期是我國實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級、實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期,新型城鎮(zhèn)化、消費升級制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、資源環(huán)境保護(hù)等對新材料產(chǎn)生巨大的市場需求,新材料產(chǎn)業(yè)面臨難得的發(fā)展機遇。目前我國化工新材料自給率僅為62%,其中工程塑料、高端聚烯烴塑料等產(chǎn)品自給率不到50%,大量高端材料依賴進(jìn)口,同時新材料尤其是高端新材料領(lǐng)域是國際競爭的戰(zhàn)略性前沿,我國經(jīng)常遭遇發(fā)達(dá)國家的封鎖,必須立足自主研發(fā)發(fā)展壯大,這就為我國新材料產(chǎn)業(yè)提供巨大發(fā)展空間。“十三五”時期,國家相關(guān)政策措施將推動新材料產(chǎn)業(yè)做大做強。目前科技部首批發(fā)布的25個國家重點研發(fā)計劃重點專項中,包括納米科技、重點基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化、戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料、材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺等多個新材料領(lǐng)域?qū)m棥?br />
?。ㄋ模┬虏牧项I(lǐng)域研究屢獲突破,細(xì)分行業(yè)商用有望拓寬
過去幾十年,隨著基礎(chǔ)化學(xué)和材料以及納米、生物、信息技術(shù)等方面的科研實力的不斷積累,我國在新材料領(lǐng)域的創(chuàng)新點將不斷涌現(xiàn),應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,產(chǎn)業(yè)化步伐大大加快。“十三五”期間,新材料產(chǎn)業(yè)有望成為我國產(chǎn)業(yè)升級的主要驅(qū)動力之一,其中石墨烯、碳酸鋰、納米、碳纖維等細(xì)分領(lǐng)域技術(shù)也不斷突破,商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域有望進(jìn)一步拓寬。2015年全國各地出現(xiàn)石墨烯發(fā)展熱潮,紛紛建立了產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)基地。我國的石墨烯應(yīng)用專利集中在鋰電、儲能、復(fù)合材料等領(lǐng)域,石墨烯的散熱、導(dǎo)電等性能應(yīng)用方面已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化,智能石墨烯手機、柔性石墨烯散熱薄膜等新產(chǎn)品成功問世。新型石墨烯基高能量度鋰離子電容器技術(shù)通過鑒定,促進(jìn)和加快了石墨烯在能源領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
?。ㄎ澹┤诤习l(fā)展初露端倪,未來將成為發(fā)展大趨勢
材料產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè),新材料的發(fā)展與下游應(yīng)用密切相關(guān),產(chǎn)業(yè)鏈上下游如果不能很好地融合和聯(lián)動,要形成大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化并實現(xiàn)升級發(fā)展就很困難。新材料產(chǎn)業(yè)的上下游融合已經(jīng)不僅僅是一種發(fā)展趨勢,而是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實選擇。例如,在工信部的支持下,中國電子化工新材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟于2015年11月在北京宣布成立,包括電子化工新材料行業(yè)的龍頭和代表性企業(yè)、下游集成電路和平板顯示電子信息行業(yè)最具代表性的用戶企業(yè)以及相關(guān)大學(xué)、研究機構(gòu)及協(xié)會等共48家成員單位,打破行業(yè)界限,破除行業(yè)壁壘,促進(jìn)上下游跨界融合和產(chǎn)學(xué)研用深度結(jié)合,推動國產(chǎn)化工新材料在電子領(lǐng)域的應(yīng)用。
三、我國新材料發(fā)展路徑選擇
?。ㄒ唬┬虏牧袭a(chǎn)業(yè)發(fā)展模式亟待轉(zhuǎn)變
目前從總體上看,我國新材料高端產(chǎn)品大量依賴進(jìn)口,低端產(chǎn)品大量產(chǎn)能過剩;產(chǎn)業(yè)鏈縱向銜接不好,研發(fā)創(chuàng)新和投資的風(fēng)險過高;新興領(lǐng)域以中小企業(yè)為主,缺乏龍頭企業(yè)整合資源。在新材料的產(chǎn)業(yè)化方面,與發(fā)達(dá)國家相比存在明顯差距,產(chǎn)業(yè)鏈之間沒有很好銜接是主要原因之一,上下游產(chǎn)業(yè)間缺少交流合作平臺,新產(chǎn)品開發(fā)與市場服務(wù)脫節(jié)、產(chǎn)學(xué)研用脫節(jié)、上中下游銜接脫節(jié)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)脫節(jié)等問題成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸性制約。
從國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r看,發(fā)達(dá)國家壟斷了新材料的高端技術(shù)和產(chǎn)品市場,對我國采取嚴(yán)密的產(chǎn)品禁運和技術(shù)封鎖。雖然國內(nèi)發(fā)展新材料的熱情很高,但在跨國公司的擠壓下大都集中在中低端產(chǎn)品市場,相互展開“價格戰(zhàn)”,競爭日益激烈,不但大大提高了研發(fā)新產(chǎn)品和新技術(shù)的風(fēng)險,更重要的是大大壓低了企業(yè)利潤,在稀薄的利潤空間里企業(yè)難有能力投資創(chuàng)新,沒有創(chuàng)新支撐,新材料產(chǎn)業(yè)難以做大做強。因此,我國新材料產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展必須要轉(zhuǎn)變發(fā)展模式和路徑。
(二)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑選擇
充分考慮新材料技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點和趨勢,未來在培育發(fā)展新材料中要立足創(chuàng)新驅(qū)動和融合發(fā)展,創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和發(fā)展路徑,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
一是堅持技術(shù)引領(lǐng)、創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展路徑。技術(shù)優(yōu)勢是新材料企業(yè)和產(chǎn)業(yè)立于不敗之地的基礎(chǔ),要擺脫以前快速擴張的規(guī)?;l(fā)展模式,以技術(shù)為根本、以創(chuàng)新為驅(qū)動,高起點、高品質(zhì)地培育和發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)。加大對高端和前沿新材料的研究開發(fā)支持力度,加強對研發(fā)成果的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開發(fā);積極引進(jìn)國外高端技術(shù)和產(chǎn)品,加強消化吸收再創(chuàng)新,嚴(yán)禁引進(jìn)中低端成套技術(shù)和設(shè)備;鼓勵參與國際相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定;鼓勵創(chuàng)立研究型新材料企業(yè),鼓勵企業(yè)間的戰(zhàn)略合作和兼并重組,培育發(fā)展有自主創(chuàng)新能力的大型新材料企業(yè)。
二是堅持聚焦重點、錯位發(fā)展的發(fā)展路徑。新材料技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,形成眾多行業(yè)門類,而且技術(shù)發(fā)展更新較快。目前各地方發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)的熱情較高,行業(yè)門類難免重復(fù),因此國家對各地方要加以引導(dǎo)。就地方而言,要堅持量力而行的原則,根據(jù)區(qū)域創(chuàng)新能力、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)等條件,選擇重點發(fā)展領(lǐng)域,聚焦重點,不斷進(jìn)步,不停積累,在專業(yè)領(lǐng)域爭取有所突破形成穩(wěn)固市場,區(qū)域間形成錯位發(fā)展的格局,使全國新材料產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越發(fā)展。
三是堅持先行介入、縱向融合的發(fā)展路徑。發(fā)展實踐證明,新材料在推廣應(yīng)用環(huán)節(jié)的投入強度和難度往往要大于研究開發(fā)階段。培育發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)要在上下游環(huán)節(jié)建立交流合作平臺,做好產(chǎn)業(yè)鏈縱向銜接,特別注重下游應(yīng)用領(lǐng)域的預(yù)先介入,上游企業(yè)根據(jù)應(yīng)用需求制定新材料研發(fā)生產(chǎn)方案,圍繞應(yīng)用深化產(chǎn)學(xué)研用緊密合作,縮短市場推廣應(yīng)用期,有效規(guī)避研發(fā)創(chuàng)新風(fēng)險,激勵企業(yè)提高研發(fā)生產(chǎn)動力。大力支持上下游產(chǎn)業(yè)以聯(lián)盟等形式建立戰(zhàn)略合作,在產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟中引入下游用戶,在上下游企業(yè)之間、產(chǎn)學(xué)研用之間建立深度合作,實現(xiàn)縱向融合發(fā)展。
四是堅持企業(yè)主導(dǎo)、效益優(yōu)先的發(fā)展路徑。要充分發(fā)揮市場機制配置資源的決定性作用,以企業(yè)為主體整合資源,要以提高企業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和效益為核心,制定和落實國家相關(guān)戰(zhàn)略部署和政策,各項規(guī)劃設(shè)計、項目設(shè)制和政策措施實施以能夠促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟效益最大化為出發(fā)點,企業(yè)實現(xiàn)了效益最大化,創(chuàng)新價值得到了實現(xiàn),企業(yè)才有能力和動力加強創(chuàng)新加快發(fā)展,同時也能高效整合資源,支撐整個產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)快速發(fā)展。
五是堅持綠色制造、環(huán)境和諧的發(fā)展路徑。要擺脫高能耗、高污染的發(fā)展道路,生產(chǎn)制造過程要向智能化、綠色化發(fā)展。各種新材料的生產(chǎn)技術(shù)比較復(fù)雜,有些制備技術(shù)雖然能耗和污染排放較高,但生產(chǎn)成本較低,更符合經(jīng)濟可行性原則,能快速打開市場,但這類技術(shù)在資源和環(huán)境約束日益緊迫的前提下終將被淘汰。因此要嚴(yán)格執(zhí)行高水平的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),加快制定相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),通過加強行業(yè)監(jiān)管,淘汰落后技術(shù)和企業(yè),引導(dǎo)新材料產(chǎn)業(yè)走上環(huán)境和諧的可持續(xù)發(fā)展道路。