维度网讯,中国新材料产业过去十年实现历史性跨越,产值从2010年的约0.7万亿元增长至2024年的8.7万亿元,年均复合增长率约为20%,产业规模位居全球第一。受访专家表示,中国已从“以解决有无问题为主”的规模扩张阶段,迈向以满足国家重大战略需求、提升国际竞争力为主的高质量发展阶段,创新模式也由“以跟踪仿制为主”转变为“跟踪仿制与自主创新并举”。
在新材料体系建设方面,中国钢铁、有色金属、石化、建材等先进基础材料产量连续多年全球首位,高端装备用特种合金、先进半导体材料、稀土功能材料等关键战略材料的保障能力显著增强。十年前还未能实现产业化的碳化硅衬底材料,目前的产量已约占全球总生产规模的三分之一;碳纤维年产量已接近15万吨,约占全球总产量的一半;稀土铈磁体材料年产量已近9万吨,中国成为全球唯一实现铈磁体产业化的国家;锂电池正极材料产量从十年前的约18万吨/年增长至超过300万吨/年,增长约16倍;负极材料产量从约3万吨/年增长至超过200万吨/年,增长约67倍。
核心技术突破方面,根据2011年工业和信息化部调研,国民经济亟需的130种关键材料中只有约14%国内可以完全自给,而到2022年国家新材料产业发展专家咨询委员会的调研显示,中国关键新材料平均自给率已达54%。截至2024年底,大飞机、航空发动机、集成电路、核电等重大装备的材料保障水平大幅提升。在集成电路制造材料领域,中国已突破22至28纳米制程用关键材料技术,国产12英寸大硅片产量约占全球30%;在移动通信领域,国产氮化镓的国内市场占有率从2020年的约5%提升至70%,有力支撑5G技术发展。航空航天、轨道交通、核电等领域的关键材料也取得突破,如国产主干高温合金已批量用于航空发动机,鞍钢、太钢等企业的新材料支撑了40多座核电机组建设。
中国在新材料技术领域正实现从“跟跑”到“并跑”乃至“领跑”的转变。第三、四代航空铝合金、镁合金、碳纤维等材料已达到“并跑”水平,而硅钢、稀土永磁材料、锂电池材料、超导材料等多项技术已处于全球“领跑”地位。新材料领域专利申请量连续8年全球第一,相关人才队伍规模也居全球首位。以锂电池材料为例,中国正极、负极、电解液和隔膜四大材料的全球出货量占比均超过80%;工业用人造金刚石/微粉产量全球占比超过95%;高性能铌钛超导材料2024年全球市场占有率达到55%;聚氨酯产能全球占比超40%,成为全球最大生产国。
创新发展体系方面,中国已形成覆盖新材料研发、中试、验证、示范应用等环节的完整政策体系,拥有超过200个国家级创新平台及基地,包括国家材料实验室、全国重点实验室等。新材料集群在80个国家先进制造业集群中占有15个。科研投入强度超过3%,“十三五”和“十四五”期间部署了多个重点专项,推动“产学研”协同创新。例如,江苏省产业技术研究院通过“高校原创科研+产研院二次开发+产业园孵化”模式,成功转化100多项战略性成果,包括航空发动机单晶叶片、氮化镓射频材料等。
产业转型升级方面,中国材料产业从价值链中低端向中高端跃升,桥梁用钢强度从370兆帕提升至690兆帕,汽车安全结构件用高强钢部分采用2000兆帕级,达全球最高水平。关键工序数控化率超75%,全国80%以上钢铁企业正推动智能制造改造。绿色化发展方面,截至2024年,超8.3亿吨粗钢产能完成超低排放改造;废钢、废铝、废铜回收使用量分别达到2.5亿吨、1150万吨和450万吨,综合利用水平分别为25%、26%和33%。
具体领域标志性成果丰富:金属材料方面,先进钢铁材料多项技术国际领先,如超高强度钢支撑汽车轻量化;先进轻合金应用于C919大飞机和“嫦娥六号”;实用化超导材料技术引领全球,西部超导累计向国际企业交付超8000吨核磁共振用铌钛线材,占全球市场份额超一半;稀土永磁材料产量占全球90%,全产业链优势明显。无机非金属材料方面,中国建材集团率先在全球生产出8.6代OLED超薄浮法玻璃基板,30微米超薄柔性可折叠玻璃核心性能全球领先;碳化硅陶瓷支撑光刻机研制;超硬材料产量连续20多年居世界首位,形成全球垄断地位。石化化工材料方面,聚氨酯产业改变全球格局,万华化学等企业成为全球巨头;碳纤维领域,T1000级碳纤维规模化生产项目已竣工投产。电子材料方面,宽禁带半导体突破禁运,中国率先研发出12英寸碳化硅衬底;国产铜、钽、钛等靶材可支撑3纳米制程工艺。能源材料方面,光伏材料全球主导,动力锂电池材料市场占有率超90%。生物医用材料方面,四川大学团队牵头研发的可降解心脏封堵器系列产品已在全球10个国家500多家医院使用,累计植入万余例。
当前,中国新材料发展仍面临一些问题。材料支撑保障能力不强,高端装备、信息技术等领域用高端材料与发达国家仍有差距,受制于人问题突出。自主创新能力不足,重大原创性成果不多,在超宽禁带半导体等前沿材料领域研发进度慢于国外,“人工智能赋能”能力也需提升。“产学研”转化不足,科技成果从实验室走向市场周期较长,“好材不敢用”问题依然存在。
面向未来,专家建议重点发展以下方向:一是新一代信息技术用材料,包括新型计算与存储材料、第六代移动通信(6G)通信材料、智能显示材料;二是新型能源材料,如固态电池材料和新一代核能材料;三是高端制造与重大工程用材料,涉及具身智能、深空深海深地开发、下一代高速列车等领域;四是新一代生物医用材料,如人机融合生物材料和纳米诊疗材料。目标是到2030年,中国材料领域总体技术和应用水平进入全球第一梯队;到2035年,建成新材料强国。
为实现上述目标,需构建基于人工智能的新材料技术创新体系,推进材料数据库和科学大模型建设,实现“AI设计-模拟验证-自主实验-数据反馈”闭环。同时,围绕载人航天、探月工程、新能源汽车等重点领域关键材料,加强政府统筹和科研攻关,全面实现自主保障。此外,应着眼未来10至15年布局前沿材料,打造世界一流的现代化产业链,并建成绿色低碳的新材料产业体系,优化能源结构,发展循环制造技术,支撑“双碳”战略。










