未形成良好的产业发展生态,产业发展环境有待优化。新材料产业创新投融资环境不佳,新材料领域的创新人才缺乏,新材料进出口政策体系和知识产权法律制度不健全。 (一)运载工具领域 表1 运载工具领域新材料需求
高强中模碳纤维及其复合材料、碳碳复合材料、高温合金、耐温超高强韧铝合金/铝锂合金/镁合金等关键原材料等 |
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应用系统 |
新材料需求 |
700℃超超临界火电机组 |
大型镍基耐热合金铸锻件材料、稀土新材料等 |
重型地面燃气轮机 |
长寿命耐热蚀单晶高温合金、定向凝固高温合金、变形高温合金等 |
深海能源钻采平台 |
高端不锈钢、耐候钢、耐蚀合金、硬质合金、防腐涂料、镍基高温合金、磁性材料、碳纤维及其复合材料等 |
磁传动力系统 |
新型磁动力控制系统用功能结构一体化磁器件及核心磁材料等 |
柔性输变电系统 |
超大功率碳化硅材料等 |
集成电路与信息显示是我国电子信息产业的两大基石,是信息领域为数不多的千亿美元级产业,带动力和辐射力极强,在我国国民经济中占有极其重要的战略地位,信息显示领域新材料需求见表3。新型信息技术及产业的发展需要电子信息材料支撑,当前我国电子信息材料研发技术与发达国家存在较大差距。
装备 |
应用系统 |
新材料需求 |
集成电路 |
硅基集成电路芯片、MEMS(微型机电系统)器件封装玻璃粉、高性能氮化物陶瓷粉体及基板、光刻胶、氧化镓单晶、光刻机用紫外级氟化钙晶体、高纯石英玻璃及制品、大尺寸超高纯有色金属靶材、湿电子化学品等 |
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信息 显示 |
印刷显示
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印刷OLED/QLED显示核心材料与墨水,65英寸8K印刷OLED/QLED制备技术及喷印装备技术;可卷绕100英寸级8K印刷显示的制备技术;卷对卷全印刷制备技术等 |
激光显示 |
短波长红光LD(AlGaInP)和蓝绿光LD(InGaN)材料等 |
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Micro-LED显示
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微米尺度氮化镓(GaN)多色LED材料、芯片技术及超小间距芯片海量转移工艺等 |
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特种光源
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新型窄带荧光粉、类太阳光全光谱光源用新型荧光粉,高效稀土荧光粉等稀土发光材料,高光产额/快衰减稀土闪烁晶体、氮化物基第三代宽禁带半导体材料等 |
随着全球人口老龄化日益加剧,人们对自身健康的关注度不断提高,健康产业进入加速发展时期。生物医用材料的快速突破,将在疾病快速诊断、人体器官修复移植方面为人类带来福祉,对国家的医疗安全、人民健康产生至关重要的影响,生命健康领域新材料需求见表4。
应用系统 |
新材料需求 |
骨再生修复 |
生物活性的第二代生物医学材料,包括生物活性陶瓷和生物活性玻璃两大类无机非金属材料;以镁合金、聚乳酸为代表的可降解金属和高分子材料 |
人工种植牙 |
钛及钛合金 |
血管支架 |
全降解聚乳酸血管支架、可降解镁合金血管支架 |
到2035年,在世界材料强国行列中占有一席之地;围绕保障国家安全、产业安全、科技安全的重大需求,核心系统、关键器件受制于人的问题基本解决;对事关国计民生和国家安全重点领域的器件与材料需求,构建系统性、全方位的支撑保障能力;全面提升材料行业的国际竞争力,基本建成材料自主创新体系。
到2050年,位于世界材料强国前列,全面建成材料自主创新体系,材料研发能力和产业竞争力处于全球领先水平;材料发展全面满足国民经济建设和国防安全需求,支撑人类经济社会发展。
(三)发展重点与发展方向
1. 先进基础材料
发展重点 |
发展方向 |
先进钢铁材料 |
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先进有色金属材料 |
高性能轻合金材料,功能元器件用有色金属关键配套材料,稀有稀贵金属材料等 |
先进石化材料 |
润滑油脂,高性能聚烯烃材料,聚氨酯功能性树脂,氟硅树脂,特种合成橡胶和弹性体,工程塑料及特种工程塑料,催化剂及催化材料,新型高分子材料加工工艺与材料,高端电子化学品等 |
先进建筑材料 |
极端环境下重大工程用水泥基材料,功能化、智能化玻璃材料,工业陶瓷材料,高性能纤维及其复合材料,环境友好型非金属矿物功能材料等 |
先进轻工材料 |
高性能纸基材料,高性能皮革材料等 |
先进纺织材料 |
差别化功能纤维,生物基纤维,非织造纤维材料,高性能纤维及其编织材料,纺织复合材料,回收再利用纤维材料等 |
发展重点 |
发展方向 |
高端装备用特种合金 |
先进变形、粉末、单晶高温合金,先进黑色耐热合金,先进黑色耐蚀合金,特种铝镁钛合金等 |
高性能纤维及其复合材料 |
碳纤维及其复合材料,有机纤维及其复合材料,陶瓷纤维及其复合材料等 |
新型能源材料 |
Si基太阳能电池材料,GaAs基太阳能电池材料,锂离子电池材料,全固态电池材料,燃料电池材料及其他能源材料等 |
先进半导体材料及芯片制造和封装材料 |
大尺寸硅半导体材料,Ⅲ-Ⅴ族半导体材料,第三代半导体材料,超宽禁带半导体材料,芯片制造和封装材料等 |
稀土功能材料 |
稀土磁性材料,稀土发光材料,稀土催化材料,稀土晶体材料,稀土储氢材料,高纯稀土金属及化合物等 |
电子陶瓷和人工晶体 |
电子陶瓷材料,人工晶体等材料 |
先进结构功能一体化陶瓷和功能梯度材料 |
结构功能一体化陶瓷材料,功能梯度材料等 |
高性能分离膜材料 |
水处理膜材料,特种分离膜材料,气体分离膜材料等 |
新型显示材料 |
OLED/QLED显示材料,Micro/Mini-LED显示材料,激光显示材料,显示基板材料等 |
新一代生物医用材料 |
再生医学产品,功能性植/介入材料,医用级原材料等 |
生物基材料 |
天然高分子生物基材料,生物基合成材料等 |
3. 前沿新材料
前沿新材料领域发展重点及发展方向主要包括3D打印用材料、超导材料、智能仿生材料、石墨烯材料等(见表7)。
表7 前沿新材料领域发展重点及方向
发展重点 |
发展方向 |
3D打印用材料 |
3D打印金属材料,3D打印有机高分子材料,3D打印生物材料,3D打印无机非金属材料,3D打印复合材料等 |
超导材料 |
强磁场用高性能超导线材及磁体装备,低成本千米级Bi2223和钇钡铜氧(YBCO)涂层导体等 |
智能仿生材料 |
资源利用智能仿生材料,环境保护用智能仿生材料,能源利用智能仿生材料,命健康用智能仿生材料,仿生材料与智能集成等 |
石墨烯材料 |
新能源领域用高效石墨烯电极材料、石墨烯集流体等新能源材料;推进航空航天领域用石墨烯橡胶、石墨烯芳纶等高分子复合材料,石墨烯碳纤维、石墨烯玻璃纤维等复合材料,石墨烯金属复合增强材料等;突破石墨烯导热、散热材料在电子信息领域的应用等 |
发展重点 |
发展方向 |
平台基础要素建设与完善 |
优化新材料产业标准体系和新材料标准供给结构;建立并完善新材料质量评价体系;加快培育建立新材料领域专业化第三方认证评价机构;培育团体标准化组织,支撑新材料产业发展;构建新材料专业化质量认证评价能力;整合新材料测试资源,提升新材料综合测试能力;加强社会团体标准化能力建设,打造国际标准化品牌;注重检测分析仪器技术研发水平提升,支撑新材料检验检测能力 |
机制建设与完善 |
建立新材料标准制定与科技创新、产业发展协同机制;建立质量技术基础设施协调互动机制;探索新材料标准制定机制创新 |
平台运行重点任务 |
利用大数据技术引领新材料研究,促进新材料研究成果转化;组织开展新材料标准制修订工作;全面开展新材料评价工作。保障平台可持续发展、提供服务与安全运行 |
(一)构建新材料自主创新体系
构建以企业为主体的自主创新体系,推进材料领域国家重点实验室的资源整合和规划布局。在石墨烯、轻量化材料、稀土新材料、先进复合材料等关键材料领域建设国家制造业创新中心,培育材料领域新型产业技术研究院,统筹建设新材料协同攻关机构,加强科学技术部、工业和信息化部、发展和改革委员会等各部委组织协调,形成工作合力,合理分配创新资源,避免新材料领域的创新资源分散、创新载体重复建设。
(二)加强新材料数字研发平台、生产应用平台、资源共享平台建设
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