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新材料產業(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)的先導發(fā)展領域,是新經濟的基石,為戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展提供基礎支撐。分析產業(yè)發(fā)展形勢和特點,反思并創(chuàng)新產業(yè)發(fā)展模式,對加快培育新材料產業(yè)、促進產業(yè)轉型升級具有重要意義。
一、國外新材料產業(yè)發(fā)展概述
(一)全球化發(fā)展趨勢明顯,發(fā)達國家占據產業(yè)高端
引領全球新材料研發(fā)新材料技術是世界上公認的六大高技術領域之一,新材料產業(yè)被認為是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ漠a業(yè),對未來發(fā)展將會產生巨大影響。世界發(fā)達國家爭奪科技創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展的先機,紛紛將新材料產業(yè)放到重要戰(zhàn)略地位來優(yōu)先發(fā)展,積極搶占新材料領域的國際競爭制高點。全球范圍內新材料產業(yè)迅速發(fā)展,新材料技術研發(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)的領跑者,也是全球主要的生產和使用者,不斷擴大研發(fā)投入規(guī)模,始終保持比較突出的技術領先優(yōu)勢。世界各國還將國防科技建設領域的新材料研發(fā)列為重點,開展戰(zhàn)略性研發(fā)以穩(wěn)固領先地位。近1/3的世界500強企業(yè)都在新材料技術研發(fā)和產業(yè)化方面投入大量的資金和人力,在材料產業(yè)領域內,以杜邦、道康寧、巴斯夫、TDK、信越為代表的大型跨國集團已結成戰(zhàn)略研發(fā)同盟,新材料產業(yè)國際化合作趨勢不斷加強。
?。ǘ┌l(fā)達國家側重領域不同,不斷取得技術突破
發(fā)達國家基于各自優(yōu)勢形成各具特色的新材料產業(yè)。美國在新材料研發(fā)上占據全球領先地位,側重于生物材料、信息材料、極端環(huán)境材料及材料計算科學等領域。日本發(fā)展新材料的目標是保持產品的國際競爭力,將納米技術和材料列為四大重點領域之一,想在尖端領域趕超歐美,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先。歐盟的戰(zhàn)略目標是保持在航空航天材料等領域的競爭領先優(yōu)勢,重點發(fā)展催化劑、光電材料等十大領域。俄羅斯想在航空和國防方面與美國抗衡,主要研發(fā)方向是結構材料和功能材料。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、高效結構材料等,將新材料科技作為確保2025年國家競爭力的6項核心技術之一,成為繼美、日、德之后的新材料產業(yè)第四強國。世界各國在新興前沿領域競爭激烈,2015年分別取得了一批技術突破。
(三)產業(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,全球新材料產業(yè)總體規(guī)模達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,新材料產業(yè)仍保持了約25%的增長速度。賽瑞產業(yè)研究院于2015年對10大新材料市場進行了預測分析:2019年,全球3D打印材料市場規(guī)模達6.5億美元,未來5年年均復合增長率17.9%;石墨烯市場預計在2018年后起飛,到2023年市場規(guī)模為13.4億美元,年均復合增長率47.21%;未來5年,超材料、相變材料的市場規(guī)模年均復合增長率分別為27.6%和19.8%,超導磁體應用將穩(wěn)步發(fā)展,超導電氣設備有望顯著增長。
?。ㄋ模┬虏牧袭a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:一是石墨烯離產業(yè)化應用越來越近,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,與石墨烯相關的研究和產業(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;能源應用已成為的增長最快石墨烯第三大市場。
?。ㄎ澹┬虏牧袭a業(yè)發(fā)展出現(xiàn)新特點,融合發(fā)展趨勢明顯
新材料技術和產業(yè)發(fā)展趨勢呈現(xiàn)“六化”,即材料發(fā)展低維化和復合化、結構功能一體化、功能材料智能化、材料與器件集成化、制備及應用綠色化趨勢明顯,表面涂層或改性目前廣為使用、經濟合理,具有廣闊的發(fā)展前景。新材料技術與信息技術、生物技術、能源技術相互融合,形成跨學科、跨領域發(fā)展態(tài)勢,對其他產業(yè)發(fā)展起到較好的推動和支撐作用。產業(yè)縱向聯(lián)合、協(xié)同發(fā)展,國外很多先進企業(yè)十分重視行業(yè)的系統(tǒng)布局,產業(yè)鏈向下游應用延伸,上下游產業(yè)縱向聯(lián)合,形成行業(yè)壟斷。未來新材料產業(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,加強與資源環(huán)境的協(xié)調發(fā)展。全球合作繼續(xù)深化,國際企業(yè)巨頭加快步伐主導全球產業(yè)布局。
二、我國新材料產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
?。ㄒ唬?ldquo;十二五”期間保持較快增長,產業(yè)體系初步形成
經過幾十年的發(fā)展,我國新材料產業(yè)初步形成了包括研發(fā)、設計、生產和應用等環(huán)節(jié)的門類較為齊全的產業(yè)體系,主要包括金屬、無機非金屬、高分子、復合材料等幾大類產品,其中稀土功能材料、先進儲能材料、光伏材料、有機硅、超硬材料、特種不銹鋼、玻璃纖維及其復合材料等產能居世界前列。“十二五”期間,我國新材料產業(yè)一直保持較快增長態(tài)勢,年均增速保持在25%左右,產業(yè)規(guī)模由2010年的6500億元增長至2014年的16000億元左右。新材料產業(yè)關鍵技術不斷取得重大突破,產品品種不斷增加,高端金屬結構材料、新型無機非金屬材料、高性能復合材料的保障能力明顯增強,先進高分子材料和特種金屬功能材料的自給能力也不斷提高。
(二)地方發(fā)展熱情較高,國際合作不斷深化
經過多年發(fā)展,我國新材料產業(yè)基本形成長三角、珠三角和環(huán)渤海三個大型新材料產業(yè)集群。長三角地區(qū)工業(yè)基礎好、產業(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、新型化工等領域的新材料為主。珠三角地區(qū)新材料產業(yè)集中度高,下游產業(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、高技術陶瓷、磁性材料、特種纖維等領域具有較大優(yōu)勢。“十二五”期間,有80%以上的地區(qū)在戰(zhàn)略性新興產業(yè)相關發(fā)展規(guī)劃中選擇發(fā)展新材料產業(yè),很多地方制定實施了本地區(qū)新材料產業(yè)發(fā)展專項。目前在新材料領域建立了約70家國家級高新技術產業(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)加強與國外先進地區(qū)、科研機構和企業(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)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略、促進產業(yè)結構轉型升級、實現(xiàn)經濟增長方式轉變的關鍵時期,新型城鎮(zhèn)化、消費升級制造業(yè)轉型升級、資源環(huán)境保護等對新材料產生巨大的市場需求,新材料產業(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品自給率不到50%,大量高端材料依賴進口,同時新材料尤其是高端新材料領域是國際競爭的戰(zhàn)略性前沿,我國經常遭遇發(fā)達國家的封鎖,必須立足自主研發(fā)發(fā)展壯大,這就為我國新材料產業(yè)提供巨大發(fā)展空間。“十三五”時期,國家相關政策措施將推動新材料產業(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、重點基礎材料技術提升與產業(yè)化、戰(zhàn)略性先進電子材料、材料基因工程關鍵技術與支撐平臺等多個新材料領域專項。
?。ㄋ模┬虏牧项I域研究屢獲突破,細分行業(yè)商用有望拓寬
過去幾十年,隨著基礎化學和材料以及納米、生物、信息技術等方面的科研實力的不斷積累,我國在新材料領域的創(chuàng)新點將不斷涌現(xiàn),應用領域不斷擴大,產業(yè)化步伐大大加快。“十三五”期間,新材料產業(yè)有望成為我國產業(yè)升級的主要驅動力之一,其中石墨烯、碳酸鋰、納米、碳纖維等細分領域技術也不斷突破,商業(yè)應用領域有望進一步拓寬。2015年全國各地出現(xiàn)石墨烯發(fā)展熱潮,紛紛建立了產業(yè)技術聯(lián)盟和產業(yè)基地。我國的石墨烯應用專利集中在鋰電、儲能、復合材料等領域,石墨烯的散熱、導電等性能應用方面已進入產業(yè)化,智能石墨烯手機、柔性石墨烯散熱薄膜等新產品成功問世。新型石墨烯基高能量度鋰離子電容器技術通過鑒定,促進和加快了石墨烯在能源領域的產業(yè)化應用。
?。ㄎ澹┤诤习l(fā)展初露端倪,未來將成為發(fā)展大趨勢
材料產業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè),新材料的發(fā)展與下游應用密切相關,產業(yè)鏈上下游如果不能很好地融合和聯(lián)動,要形成大規(guī)模產業(yè)化并實現(xiàn)升級發(fā)展就很困難。新材料產業(yè)的上下游融合已經不僅僅是一種發(fā)展趨勢,而是產業(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)以及相關大學、研究機構及協(xié)會等共48家成員單位,打破行業(yè)界限,破除行業(yè)壁壘,促進上下游跨界融合和產學研用深度結合,推動國產化工新材料在電子領域的應用。
三、我國新材料發(fā)展路徑選擇
?。ㄒ唬┬虏牧袭a業(yè)發(fā)展模式亟待轉變
目前從總體上看,我國新材料高端產品大量依賴進口,低端產品大量產能過剩;產業(yè)鏈縱向銜接不好,研發(fā)創(chuàng)新和投資的風險過高;新興領域以中小企業(yè)為主,缺乏龍頭企業(yè)整合資源。在新材料的產業(yè)化方面,與發(fā)達國家相比存在明顯差距,產業(yè)鏈之間沒有很好銜接是主要原因之一,上下游產業(yè)間缺少交流合作平臺,新產品開發(fā)與市場服務脫節(jié)、產學研用脫節(jié)、上中下游銜接脫節(jié)、產品標準和應用標準脫節(jié)等問題成為產業(yè)發(fā)展瓶頸性制約。
從國內外發(fā)展狀況看,發(fā)達國家壟斷了新材料的高端技術和產品市場,對我國采取嚴密的產品禁運和技術封鎖。雖然國內發(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)新產品和新技術的風險,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,新材料產業(yè)難以做大做強。因此,我國新材料產業(yè)的進一步發(fā)展必須要轉變發(fā)展模式和路徑。
?。ǘ┬虏牧袭a業(yè)發(fā)展路徑選擇
充分考慮新材料技術和產業(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)新驅動和融合發(fā)展,創(chuàng)新產業(yè)發(fā)展模式和發(fā)展路徑,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
一是堅持技術引領、創(chuàng)新驅動的發(fā)展路徑。技術優(yōu)勢是新材料企業(yè)和產業(yè)立于不敗之地的基礎,要擺脫以前快速擴張的規(guī)模化發(fā)展模式,以技術為根本、以創(chuàng)新為驅動,高起點、高品質地培育和發(fā)展新材料產業(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)成果的產業(yè)化應用開發(fā);積極引進國外高端技術和產品,加強消化吸收再創(chuàng)新,嚴禁引進中低端成套技術和設備;鼓勵參與國際相關行業(yè)標準的制定;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。新材料技術應用領域十分廣泛,形成眾多行業(yè)門類,而且技術發(fā)展更新較快。目前各地方發(fā)展新材料產業(yè)的熱情較高,行業(yè)門類難免重復,因此國家對各地方要加以引導。就地方而言,要堅持量力而行的原則,根據區(qū)域創(chuàng)新能力、產業(yè)基礎等條件,選擇重點發(fā)展領域,聚焦重點,不斷進步,不停積累,在專業(yè)領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)展新材料產業(yè)要在上下游環(huán)節(jié)建立交流合作平臺,做好產業(yè)鏈縱向銜接,特別注重下游應用領域的預先介入,上游企業(yè)根據應用需求制定新材料研發(fā)生產方案,圍繞應用深化產學研用緊密合作,縮短市場推廣應用期,有效規(guī)避研發(fā)創(chuàng)新風險,激勵企業(yè)提高研發(fā)生產動力。大力支持上下游產業(yè)以聯(lián)盟等形式建立戰(zhàn)略合作,在產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟中引入下游用戶,在上下游企業(yè)之間、產學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、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)展的質量和效益為核心,制定和落實國家相關戰(zhàn)略部署和政策,各項規(guī)劃設計、項目設制和政策措施實施以能夠促進企業(yè)經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,生產制造過程要向智能化、綠色化發(fā)展。各種新材料的生產技術比較復雜,有些制備技術雖然能耗和污染排放較高,但生產成本較低,更符合經濟可行性原則,能快速打開市場,但這類技術在資源和環(huán)境約束日益緊迫的前提下終將被淘汰。因此要嚴格執(zhí)行高水平的環(huán)保標準,加快制定相關行業(yè)標準和產品標準,通過加強行業(yè)監(jiān)管,淘汰落后技術和企業(yè),引導新材料產業(yè)走上環(huán)境和諧的可持續(xù)發(fā)展道路。