干勇：我國高端新材料發(fā)展來到關(guān)鍵窗口期

“在第4次工業(yè)革命浪潮下，市場對新材料的需求愈發(fā)迫切，中國高端新材料發(fā)展正處于關(guān)鍵窗口期。”5月19日，在北京召開的2025年北京新材料大會暨第七屆京津冀石墨烯大會上，中國工程院院士、中國工程院原副院長、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會主任干勇，在做題為《新材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展》的報告時如是指出。

他表示，當(dāng)前國家正全力推進(jìn)新材料領(lǐng)域戰(zhàn)略布局。國家新材料實(shí)驗室在蘇州落成，國家新材料數(shù)據(jù)中心也已啟動建設(shè)，“十五五”新材料重點(diǎn)國家計劃指南與頂層設(shè)計同步推進(jìn)，這些都標(biāo)志著我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

新材料自主研發(fā)能力步入高端化、快速發(fā)展階段

干勇表示，從全球格局來看，美國、歐洲、日本目前處于新材料領(lǐng)域*梯隊，中國領(lǐng)銜韓國、俄羅斯等組成的第二梯隊。盡管如此，國際新材料產(chǎn)業(yè)壟斷趨勢卻在不斷加劇，東麗、帝人、英偉達(dá)等行業(yè)巨頭的市場控制力持續(xù)增強(qiáng)。值得肯定的是，我國材料產(chǎn)業(yè)已構(gòu)建起較為完整的生態(tài)體系，近200種材料產(chǎn)量位居世界首位。我國新材料自主研發(fā)能力步入高端化、快速發(fā)展階段，半導(dǎo)體照明、電致發(fā)光QLED材料、光伏材料等多個領(lǐng)域達(dá)到國際*水平。從科研成果來看，我國新材料領(lǐng)域論文專利數(shù)量全球居首，其中半導(dǎo)體材料專利數(shù)量更是達(dá)到美國的兩倍。

干勇介紹，關(guān)鍵新材料作為我國國家重大工程實(shí)施的物質(zhì)根基，為初期建設(shè)、重大工程推進(jìn)、高端裝備制造以及信息能源發(fā)展提供了堅實(shí)保障，在各領(lǐng)域取得了顯著成就。在材料創(chuàng)新體系建設(shè)上，隨著國家材料實(shí)驗室成立，50余個新材料重點(diǎn)實(shí)驗室獲批，各區(qū)域新材料實(shí)驗室、企業(yè)技術(shù)中心也蓬勃發(fā)展，浙江甬江實(shí)驗室、東莞松山湖實(shí)驗室等都是其中的*代表，新平臺與新模式正不斷涌現(xiàn)。

“從重點(diǎn)領(lǐng)域的支撐保障能力來看，第4次工業(yè)革命推動新型信息技術(shù)、能源科學(xué)與功能材料邁向新高度。先進(jìn)技術(shù)、人工智能、通信網(wǎng)絡(luò)、量子計算等領(lǐng)域?qū)π虏牧系男枨蟪掷m(xù)攀升，能源動力、信息顯示、生命健康等領(lǐng)域更是需求旺盛。經(jīng)預(yù)測，到2030年，我國高溫合金需求量至少達(dá)7萬噸；三代半導(dǎo)體、半導(dǎo)體拋光片年產(chǎn)量將達(dá)7.5億片，半導(dǎo)體外延芯片達(dá)6億平方英寸。當(dāng)前，以新東方為首的企業(yè)，信息顯示液晶面板年產(chǎn)量達(dá)3.6億平方米，耐熱鋼等材料的需求同樣龐大。”他列出了一組數(shù)據(jù)，并展開講道。

干勇表示，近年來，我國在諸多關(guān)鍵材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速發(fā)展。高溫合金、特種合金、超導(dǎo)材料、碳纖維、碳化硅晶片等成果顯著。反觀國外，美國、歐洲、日本聚焦先進(jìn)材料研發(fā)，重點(diǎn)推進(jìn)材料基因組計劃，主攻下一代光電、納米超材料、顯示材料、超寬禁帶材料以及低維材料等領(lǐng)域，同時將微電子、光電子通訊、人工智能、光電融合材料作為研發(fā)重點(diǎn)。

“在我國積極推進(jìn)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展格局中，以新能源為根基的技術(shù)路徑，與美國依托人工智能算力大模型的*優(yōu)勢，形成全球科技競爭的兩條帶有對抗意味的主線�！彼�說。

在此背景下，大國之間的競爭愈發(fā)激烈，中國在材料及各領(lǐng)域都亟需提升自主創(chuàng)新能力，以增強(qiáng)核心競爭力。

人工智能或?qū)⒁龑?dǎo)材料科學(xué)領(lǐng)域變革

據(jù)干勇所述，我國新質(zhì)生產(chǎn)力體系中雖已融入人工智能，但AI技術(shù)的發(fā)展需要海量算力支撐與能源消耗�！斑@正是華為等企業(yè)在信息技術(shù)、能源體系及第四次工業(yè)革命關(guān)鍵領(lǐng)域的布局重點(diǎn)�！彼�說。

從石墨烯等低維材料的突破，到半導(dǎo)體技術(shù)在材料、器件、能源、信息領(lǐng)域的深度演進(jìn)，我國正構(gòu)建跨學(xué)科的技術(shù)融合體系。與此同時，美國憑借完整的人工智能實(shí)驗室網(wǎng)絡(luò)與5G開發(fā)體系，正推動大模型生成式AI向通用人工智能加速演進(jìn)，并將AI技術(shù)深度嵌入材料科學(xué)、氣候研究、生命科學(xué)等前沿領(lǐng)域。

干勇表示，在材料科學(xué)領(lǐng)域，人工智能正引發(fā)革命性變革。通過高通量*性原理計算模型，材料研發(fā)效率實(shí)現(xiàn)指數(shù)級提升。美國已從3200萬種材料結(jié)構(gòu)中，通過AI預(yù)測篩選出全固態(tài)電池材料，并完成“理論預(yù)測—實(shí)驗驗證—應(yīng)用落地”的閉環(huán)。目前，全球已識別出38萬種熱力學(xué)穩(wěn)定晶體材料，AI驅(qū)動的材料發(fā)現(xiàn)速度較傳統(tǒng)實(shí)驗?zāi)Ｊ教嵘龜?shù)百倍�！斑@種技術(shù)進(jìn)步，可謂一日千里�！彼�說。

“面向未來制造場景，智能制造的核心聚焦于智能裝備、智能機(jī)器人與極端制造技術(shù)�！备捎陆榻B，就微觀尺度制造而言，以原子、分子、電子為基礎(chǔ)單元的材料制備技術(shù)至關(guān)重要。通過精準(zhǔn)控制微觀成分與結(jié)構(gòu)（如熱、電、光、磁效應(yīng)調(diào)控），可開發(fā)光子材料、光電材料、碳基材料及超高性能復(fù)合材料，直接支撐芯片、集成電路、微型機(jī)器人等領(lǐng)域的迭代升級。目前，我國已實(shí)現(xiàn)原子級精密合成新材料，為納米電子學(xué)與量子器件奠定基礎(chǔ)。就宏觀尺度制造而言，在極端制造領(lǐng)域，我國已掌握600噸級核能壓力容器、數(shù)百噸大鍛件等超大型構(gòu)件的制造能力，深海探測器、深地鉆探裝備、深空航天器所需的極端環(huán)境材料（如耐超高溫、超低溫、強(qiáng)輻射材料）均實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。在量子計算與新型存儲領(lǐng)域，全球正沿著超導(dǎo)、光量子、半導(dǎo)體、拓?fù)淞孔佑嬎愕榷嘣�技術(shù)路線探索。與此同時，3D存儲技術(shù)的成熟，為海量數(shù)據(jù)存儲與算力提升提供了新范式。

力爭2035年全面建立材料前沿支撐技術(shù)體系

干勇介紹，近日，科技部正式發(fā)布《新材料重大專項（科技創(chuàng)新2030重大項目）》，圍繞高溫合金、高端裝備用特種合金、高性能纖維及復(fù)合材料等7大領(lǐng)域、160余種關(guān)鍵材料展開研發(fā)攻關(guān)，明確了2025年、2027年、2030年重點(diǎn)材料自給率目標(biāo)，目前31個應(yīng)用系統(tǒng)已全面啟動。其中，中國的新材料重大項目七大方向包括核級碳化硅、氮化硅、碳化硼粉體產(chǎn)業(yè)，高性能碳化硅纖維產(chǎn)業(yè)，核廢處理用陶瓷固化體，陶瓷基選擇性發(fā)射體，多孔陶瓷，稀土材料，面向未來產(chǎn)業(yè)布局的新材料。

這一國家戰(zhàn)略級專項不僅為新材料產(chǎn)業(yè)注入強(qiáng)勁動能，更推動儀器設(shè)備行業(yè)迎來技術(shù)升級與市場擴(kuò)容的雙重機(jī)遇，引發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈高度關(guān)注。

干勇認(rèn)為，通過七大領(lǐng)域突破，我國將在航空航天動力系統(tǒng)、極端環(huán)境裝備、新一代信息技術(shù)、綠色能源等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)材料自主可控，同時以材料基因組計劃為引擎，推動“數(shù)據(jù)-設(shè)計-制造”全鏈條智能化，助力我國從“材料大國”向“材料強(qiáng)國”跨越，在全球科技競爭中構(gòu)建戰(zhàn)略優(yōu)勢。

作為大會主題，石墨烯等先進(jìn)碳材料備受關(guān)注。干勇指出，中國已實(shí)現(xiàn)晶圓級石墨烯單晶生長技術(shù)突破，其散熱膜應(yīng)用于華為等超3億部終端設(shè)備。石墨烯在半導(dǎo)體封裝、集成電路、高壓電網(wǎng)等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速，未來或推動芯片技術(shù)“換道超車”。此外，中國在金剛石領(lǐng)域占據(jù)全球95%產(chǎn)能，6G通信高頻器件、大尺寸CVD金剛石制備技術(shù)國際*；碳纖維年產(chǎn)能預(yù)計2030年達(dá)15萬噸，支撐風(fēng)電、航空航天等重大需求。

“到2035年，我們要全面建立滿足戰(zhàn)略領(lǐng)域和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的材料前沿支撐技術(shù)體系，致力建成可以支撐科技強(qiáng)國發(fā)展的材料強(qiáng)國�！备捎�*后表示。

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