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重磅!!!中国工程院颁布:面向2035的新资料强国战术钻研

颁布日期:2021-08-27 文章起源:PINNACLE 点击次数:875

近期,,中国工程院干勇院士科研团队在中国工程院院刊《中国工程科学》撰文,,系统分析了国内外新资料产业发展示状、趋向以及存在的问题,,梳理了国内外新资料产业政策,,萦绕将来新资料发展战术需要,,提出了新资料强国战术总体发展思路、强国特点和发展指标。文章明确提出,,先进构筑资料重要发展方向为极端环境下重大工程用水泥基资料,,职能化、智能化玻璃资料,,工业陶瓷资料,,高机能纤维及其复合伙料,,环境敦睦型非金属矿物职能资料等。


资料产业是国民经济建设、社会进取和国防安全的物质基础。我国已进入工业化中后期,,资料的作用显得尤为重要,,发展新资料强国战术钻研,,对支持我国制作强国战术执行拥有重要战术意思。


本文系统分析了国内外新资料产业发展示状、趋向以及存在的问题,,梳理了国内外新资料产业政策,,萦绕将来新资料发展战术需要,,钻研提出新资料强国战术总体发展思路、强国特点和发展指标;聚焦先进基础资料、关键战术资料、前沿新资料及新资料“评价、表征、尺度”平台建设等重点领域,,钻研梳理重点发展方向,,并从构建新资料自主创新系统,,建设新资料数字化研发平台、出产利用示范平台、资源共享平台,,美满新资料质量技术基础系统,,造就与新资料产业发展相适应的人才行列等方面提出政策措施建议,,以期为我国新资料产业发展和当局有关部门提供决策参考。

一、媒介

资料服务国民经济、社会发展、国防建设和人民生涯的各个领域,,是经济建设、社会进取和国度安全的物质基础和先导,,支持了整个社会经济和国防建设。新一代信息技术与新资料是制作业的两大“底盘技术”。新一代信息技术是第四次工业革命的驱动力,,而新资料是支持战术性新兴产业和重大工程不成或缺的物质基础。信息技术与新资料深度融合,,共同推动制作业向高端化发展。

近几年,,在新一轮科技革命和产业革命的大布景下,,新资料技术不休获得新突破,,新资料和新物质结构不休涌现,,全球新资料产业维持急剧增长态势。与蓬勃国度相比,,我国新资料产业起步较晚、基础幽微!!!笆五”以来,,我国出台多项政策文件,,在资料领域全面部署,,对标蓬勃国度迎头赶上。经过不懈致力,,我国在系统建设、产业规!!、技术进取、集群效应等方面获得了较猛进取,,为国民经济和国防建设做出了重要贡献,,已成为名副其实的资料大国。但与此同时,,我国新资料产业发展也存在诸多问题,,资料强国之路任重道远。

为推动新资料产业高质量发展,,支持制作强国战术执行,, 2017 年 12 月,,中国工程院正式启动“新资料强国 2035 战术钻研”重大征询项目,,旨在对我国新资料产业发展进行顶层设计。项目组织先进基础资料、关键战术资料、前沿新资料,,以及新资料评价、表征、尺度平台建设等课题组,,聚焦重点领域,,制订面向 2035 的新资料强国发展战术,,为国度加快提升新资料自主创新能力和产业主题竞争力提供征询建议。

本文作为“新资料强国 2035 战术钻研”项主张学术性成就展示,,分析新资料产业发展示状、趋向及存在问题,,梳理新资料产业政策,,萦绕新资料战术需要,,钻研新资料强国发展战术总体思路、强国特点及发展指标,,针对新资料产业重点领域提出重点发展方向,,钻研提出有关政策措施,,为我国新资料产业发展和当局有关部门决策提供支持和参考。

二、新资料产业发展示状及趋向


(一)国外新资料产业发展示状及趋向
1. 产业发展示状及趋向
全球新资料产业发展迅速,,产业规模不休扩大。据统计,,2019 年全球新资料产值达 2.82万亿美元。全球新资料产业已形成三级梯队竞争格局,,列国产业发展各有千秋。第一梯队是美国、日本、欧洲等蓬勃国度和地域,,在经济实力、主题技术、研发能力、市场占有率等方面占据绝对优势。第二梯队是韩国、俄罗斯、中国等国度,,新资料产业正处在急剧发展时期。第三梯队是巴西、印度等国度。从全球看,,新资料产业垄断加剧,,高端资料技术壁垒日趋显露。大型跨国公司凭借技术研发、资金、人才等优势,,以技术、专利等作为壁垒,,已在大无数高技术含量、高附加值的新资料产品中占据了主导职位。

当前,,以新一代信息技术、新能源、智能制作等为代表的新兴产业急剧发展,,对资料提出了更高要求,,如超高纯度、超高机能、超低缺点、高速迭代、多职能、高耐用、低成本、易回收、设备良好等,,新资料的研制难度前所未有 。新资料产业向绿色化、低碳化、精密化、节约化方向发展。新资料研发及制备步骤创新过程加快。以资料基因工程为代表的资料设计新步骤的出现,,大幅缩减了新资料的研发周期和研发成本,,加快新资料的创新过程。物联网、人为智能、云推算等新一代信息技术和互联网技术的飞速发展,,以及新型感知技术和自动化技术的利用,,推动新资料产业研发过程不休加快。

2. 新资料产业政策
近年来,,国外重要蓬勃国度针对新资料重点领域出台了有关专项政策,,对重点新资料领域尝试持久精准搀扶和提前战术布局,,推进本国新资料产业急剧发展,,使其纷纷在国际新资料产业中占据了当先职位。如在第三代半导体领域,,美国、欧洲、英国、日本、韩国等国度和地域近年来出台了 60 余项政策,,总投入 37 亿美元,,重要发展电力电子、光电子、微波射频、半导体照明等领域的 SiC 衬底、GaN 射频器件、 GaN LED、 SiC 和 Si 基 GaN 功率器件、有机发光半导体(OLED)、电力电子器件等 芯片封装资料 。

针对重点资料领域,,国外积极执行珍视本国利益的业务政策。截至 2020年8月,,美国已对约5500亿美元中国输美商品加征关税,,关税清单中宽泛涉及通讯、电子、机械设备、汽车、家具等产品,,这些产业间接或直接影响到上游新资料企业,,尤其是低附加值的资料企业利润将受到较大影响。

蓬勃国度对关键技术和产品的出口不休设置壁垒。2018年8月,,美国总统签署了《出口管束鼎新法案》,,同年11月美国商务部工业与安全局又提出了一份针对关键技术和有关产品的出口管束框架规划,,列出了14个思考进行管束的领域,,涉及先进资料技术以及与新资料制备有关的设备、检测仪器等 。

(二)我国新资料产业发展示状及问题
1. 产业发展示状
新资料产业的出产系统根基齐全,,产业规模不休壮大。我国新资料产业已形成了全球门类最全、规模第一的资料产业系统。建成了涵盖金属、高分子、陶瓷等结构与职能资料的研发和出产系统;形成了重大的资料出产规模,,我国钢铁、有色金属、稀土金属、水泥、玻璃、化学纤维、先进储能资料、光伏资料、有机硅、超硬资料、特种不锈钢等百余种资料产量达到世界第一位。据统计,,自“十二五”以来,,我国新资料产业产值急剧扩张,,从2010年的0.65 万亿元增长到2019年的4.57万亿元。逐步成立了以企业为主体、市场为导向、“用产学研”相互结合的新资料创新系统;依附地域资源优势,,形成了环渤!!、长江三角洲、珠江三角洲地域,,中西部地域,,东北地域新资料产业集群。

新资料科技急剧发展不休推动产业结构优化。如超等钢、电解铝、低环境负荷型水泥、全氟离子膜、聚烯烃催化剂等产业化关键技术的突破,,推进了钢铁、有色金属、建材、石化等传统产业转型升级。新资料为我国航空航天、能源交通、工程建设、资源节约及环境治理等领域一系列国度重大工程的执行提供了不成或缺的物质基础和保险。例如,,高机能钢资料、轻合金资料、工程塑料等产品结构不休优化,,有力支持和推进了高速铁路、载人航天、海洋工程、能源设备的“走出去”;第三代铝锂合金成功实此刻大飞机上利用等。

2. 新资料产业政策
近些年,,国度高度器重新资料产业发展,,有关部委陆续推出了一系列政策文件,,如《加强制作业主题竞争力三年行动打算(2018—2020年)》《“十三五”先进制作技术领域科技创新专项规划》《“十三五”资料领域科技创新专项规划》《新资料产业发展指南》《国度新资料出产利用示范平台建设规划》《国度新资料测试评价平台建设规划》《新资料尺度领航行动打算( 2018—2020 年)》《重点新资料首批次利用示范领导目录(2019 年版)》等,,这些政策的出台大大推进了新资料产业的急剧发展。

同时,,各处所当局和主管部门对新资料产业也极度关注,,制订了一批处所性新资料产业政策。如北京、内蒙古、安徽、河北、广东等多个。ㄗ灾吻、市)及打算单列市也先后出台了新资料产业领导定见、发展规划、行动打算、执行规划,,凸起处所特色,,推动新资料产业急剧发展,,初步统计有 63项政策。在各处所案中既有大的综合性规划,,也有处所特色的专题规划,,如河南省出台的《河南省尼龙新资料产业发展行动规划》《安徽省半导体产业发展规划(2018—2021 年)》《江苏省增材制作产业发展三年行动打算(2018—2020年)》等,,部门处所当局还专门就新资料企业进行认定,,尤其是新资料首批次保险赔偿机制得到了大力的推广,,其中广东、江西、四川、湖南、甘肃、山东、吉林、上!!、孝感、乐山等诸多。ㄇ、市)出台了处所性保险赔偿政策。

3. 产业发展存在的问题
资料支持保险能力不强,,受制于人问题凸起,,产业链自主可控性较差。究其原因,,持久以来,,随着我国经济的发作式增长,,资料能买则买,,对资料的原创性、基础性、支持性不足足够的器重,,导致新资料产业基础幽微,,成为“短板”中的重灾区,,对产业安全和重点领域组成重大风险。

引领发展能力不及,,创新链不畅达,,难以抢占战术制高点 。由于资料的研发与利用结合不够缜密,,工程利用钻研不及、数据堆集严重不足,,不仅导致面向资料现实服役环境有针对性的钻研缺失,,还导致资料的质量工艺不不变、机能数据不完整、技术尺度不配套、查核验证不充分,,从而造成大量的新资料难以逾越从研制到利用的“殒命之谷”,,有材不能用、有材不会用问题极度凸起。

新资料研发投入方式单一,,投入不及且分散,,原始创新能力弱。国度对新资料基础钻研不足持久不变的支持,,在科技项目中财政资金投入的集中度较低,,存在“撒胡椒面”景象。此外,,新资料企业自主投入不及,,大多新资料企业器重面前利益从而忽视了原始创新。

质量技术基础设施建设幽微,,产业支持系统不健全。资料评价尺度严重缺失,,认证认可质量保险服务不够,,尚未成立美满的资料尺度系统。资料检验检测等基础能力差,,检验检测资源优化配置不及,,检测能力不及,,检测市场机制不美满,,检验检测服务能力无法满足产业全面需要,,检验检测技术水平和服务能力无法满足国际化需要。

未形成优良的产业发展生态,,产业发展环境有待优化。新资料产业创新投融资环境欠安,,新资料领域的创新人才不足,,新资料进出口政策系统和知识产权司法制度不健全。

三、面向 2035 的新资料产业发展战术需要

当前,,我国正处于战术转型期,,亟需启发新的经济增长点,,提高环境承载能力,,这为我国新资料的大发展提供了可贵的汗青机缘。在转型升级和新型工业化发展的交汇时期,,对新资料的战术需要出格凸起。

(一)运载工具领域
《中国制作 2025》中提出大力发展新能源、高效力、高安全的系统技术与设备,,美满我国现代交通运载主题技术系统,,发展时速 400 km 高速列车、远程宽体客机、新能源汽车等运载工具,,提升交通运载可持续发展能力和“走出去”战术支持能力。因而,,亟需对重型直升机、高速列车、远程宽体客机、新能源汽车、重型运载火箭、航天器等运载工具所需主题部件及关键资料进行研发,,形成主题部件产品自主保险能力(见表 1)。
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(二)能源动力领域
以煤炭为主和油气资源紧缺的能源结构,,决定了我国国度能源战术发展重点在于发展新一代高效清洁燃煤发电技术和深海油气资源开发技术。先进能源动力系统用特种合金代表国度高端设备主题竞争力,,属于国度战术型新资料领域,,是我国抢占技术制高点的重大机缘:说、油气开发等能源领域重大项目对特种合金、稀土资料、非晶资料、超导资料、复合伙料等新资料提出紧迫需要(见表 2)。

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(三)信息显示领域
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,,带头力和辐射力极强,,在我国国民经济中占有极其重要的战术职位,,信息显示领域新资料需要见表3。新型信息技术及产业的发展必要电子信息资料支持,,当前我国电子信息资料研发技术与蓬勃国度存在较大差距。

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(四)性命健康领域
随着全球人丁老龄化日益加剧,,人们对自身健康的关注度不休提高,,健康产业进入加快发展时期。生物医用资料的急剧突破,,将在疾病急剧诊断、人体器官修复移植方面为人类带来福祉,,对国度的医疗安全、人民健康产生至关重要的影响,,性命健康领域新资料需要见表4。

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四、新资料强国发展战术


(一)总体思路      
以习近平新时期中国特色社会主义思想为领导,,全面贯彻落实党的“十九大”心灵,,面向建设科技强国和制作强国的战术蓝图,,安身国民经济和国防安全重大需要,,以提高新资料自主创新能力为主题,,以先进基础资料、关键战术资料、前沿新资料为发展重点,,对峙供给侧结构鼎新,,对峙可持续发展,,大力发展新技术、新模式、新业态,,实现新资料产业转型升级和结构调整,,以创新驱动发展,,成立以企业为主体,,“产学研用”深度融合的新资料自主创新系统,,全面提升我国新资料自主保险能力和市场竞争力,,把我国建设成为新资料强国。

(二)发展指标
到2025年,,重点新资料总体技术和利用与国际先进水平同步,,部门达到国际当先水平;全面提升新资料产品质量水平与不变性,,中高端产品所占比重大幅提升,,整体水平进入全球价值链中高端环节;关键高端资料和高端设备自主研发水平和自主保险能力显著提升,,关键短板资料受制于人问题得到有效缓解。
到2035年,,在世界资料强国行列中占有一席之地;萦绕保险国度安全、产业安全、科技安全的重大需要,,主题系统、关键器件受制于人的问题根基解决;对事关国计民生和国度安全重点领域的器件与资料需要,,构建系统性、全方位的支持保险能力;全面提升资料行业的国际竞争力,,根基建成资料自主创新系统。
到2050年,,位于世界资料强国前列,,全面建成资料自主创新系统,,资料研发能力和产业竞争力处于全球当先水平;资料发展全面满足国民经济建设和国防安全需要,,支持人类经济社会发展。

(三)发展重点与发展方向
1. 先进基础资料
先进基础资料领域发展重点及发展方向重要蕴含先进钢铁资料、先进有色金属资料、先进石化资料、先进构筑资料、先进轻工资料及先进纺织资料等(见表5)。

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2. 关键战术资料
关键战术资料领域发展重点及发展方向重要蕴含高端设备用特种合金、高机能纤维及其复合伙料、新型能源资料、先进半导体资料及芯片制作和封装 资料、稀土职能资料、电子陶瓷和人为晶体、先进结构职能一体化陶瓷和职能梯度资料、高机能分离膜资料、新型显示资料、新一代生物医用资料及生物基资料等(见表6)。

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3. 前沿新资料
前沿新资料领域发展重点及发展方向重要蕴含3D 打印用资料、超导资料、智能仿生资料、石墨烯资料等(见表7)。

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4. 新资料评价、表征、尺度平台建设
新资料评价、表征、尺度平台建设重要蕴含平台基础身分建设与美满、机制建设与美满、平台运行重点工作等重点发展方向(见表8)。

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五、政策及保险措施


(一)构建新资料自主创新系统
构建以企业为主体的自主创新系统,,推动资料领域国度重点尝试室的资源整合和规划布局。在石墨烯、轻量化资料、稀土新资料、先进复合伙料等关键资料领域建设国度制作业创新中心,,造就资料领域新型产业技术钻研院,,两全建设新资料协同攻关机构,,加强科学技术部、工业和信息化部、发展和鼎新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,,预防新资料领域的创新资源分散、创新载体反复建设。

(二)加强新资料数字研发平台、出产利用平台、资源共享平台建设
大力推动资料基因工程,,建设资料数字化研发平台,,推动资料基因工程加快融入新资料的研发、设计、制作和利用全性命周期,,缩短新资料研发周期,,降低研发成本。美满国度级出产利用示范平台,,解决主题资料出产利用技术开发、利用技术服役环境评价、出产利用示范线建设、资源数据库共享等问题,,推动新资料的利用技术创新发展水平。加强新资料资源共享平台建设,,对新资料产品、企业、集聚区、资金项目、成就嘉奖、学术文件、尺度、专利、专家等海量数据资源进行汇聚加工,,构建新资料行业知识服务系统;搭建新资料仪器设施共享系统,,实现关键仪器设施的在线互联与服务共享等。

(三)构建推进新资料发展的政策系统
美满财税金融政策,,加大财税金融支持力度,,健全投融资机制。大力执行知识产权战术,,设立国度知识产权专项基金,,聚焦于产业主题技术攻关,,将主题技术成就转化为知识产权,,同时加强知识产权珍视,,加强知识产权运营效能。积极阐扬当局采购等政策疏导作用,,激励在关系国民经济命脉的重要行业和重点产业、重大基础设施、重大建设项目等领域,,优先使用新资料首批次利用示范目录产品。美满进出口政策系统,,守护平正业务环境,,支持新资料企业使用业务救助、反垄断等方式守护平正竞争秩序,,疏导并支持新资料企业做好业务摩擦应对。成立新资料首批次利用容错和激励机制,,钻研成立当局投资基金容错机制,,加大对新资料领域的支持力度,,在保险资金安全稳重的前提下,,加快投资决策速度。 

(四)美满新资料尺度、测试、表征、评价系统
成立支持新资料产业高质量发展的尺度系统,,发展新资料尺度领航行动,,加大先进基础资料、关键战术资料及前沿新资料尺度的有效供给,,充分阐扬尺度化对新资料产业发展和质量刷新的引领作用。美满新资料测试、表征、评价系统,,成立国度新资料测试评价平台,,构建新资料测试评价系统,,解决新资料测试评价的瓶颈和短板。大力造就发展自主认证、检测品牌,,提升国际竞争力。

(五)造就与新资料产业发展相适应的人才行列
在吸引国外新资料创新人才的同时,,也要加大国内新资料人才的造就力度,,形成可持续的人才供给模式。在新资料基础钻研和重大全球性问题钻研领域,,自动提议国际重大科学打算和工程,,搭建世界级新资料科研平台/项目,,可吸引国外顶尖科学家和团队参加,,攻克科研难关,,为科学家提供能够阐扬实力的事业平台;对不涉及国度机密的新资料重大科技项目,,可吸引国外人才参加钻研。不休美满我国新资料人才的评价机制,,克服唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项偏差,,正视标志性成就的质量、贡献、影响。建议调整人才的科技评价机制,,通过有关激励方式,,让科技人员在成就转化中体现价值。



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