新材料作為科技革命與產業變革的基石,是培育新質生產力、構建現代化產業體系的核心抓手。
“十四五”期間,我國新材料產業實現規模與創新雙躍升:產業總產值突破8.2萬億元,年均增速超12%,超高強度鋼、高性能碳纖維、鋰離子電池關鍵材料等領域實現技術突破與規模化應用,材料基因組、增材制造等新方法深化落地,*平臺與特色產業集群逐步成型,為產業升級奠定了堅實基礎。
2025年,以央企國企為領軍者,我國新材料產業在基礎科學問題研究、攻克“卡脖子”關鍵技術、加速國產化替代等方面取得一系列重要突破。
01、產業規模快速發展
新材料是當前大國博弈的戰略要地。我國正處于從“材料大國”邁向“材料強國”的關鍵躍升期。
2025年我國新材料產業總產值突破8.2萬億元,較2020年增長150%,年均增速保持12%以上;高溫合金單晶葉片、高性能碳纖維等關鍵材料實現自主可控,半導體硅片國產化率從15%提升至25%。
二十屆四中全會將新材料列為“國民經濟新興支柱產業”,明確“十五五”期間產業規模占GDP比重達5%,2030年產業總產值突破12萬億元。“十五五”規劃建議中明確提出“建設現代化產業體系”,新材料作為戰略性新興產業,被賦予*制造業轉型升級的重任。
隨著新能源汽車、醫療器械、高端裝備等下游產業快速發展,新材料市場需求持續攀升,國產替代深化、技術迭代紅利、新興應用拓展將成為推動新材料產業快速發展的三大增長引擎。《2025—2030年全球及中國新材料行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出,預計2030年新材料產業規模將突破18.5萬億元,年復合增長率達10.8%。半導體材料、生物醫用材料、高性能纖維及復合材料的年增速將超過20%。
產業規模快速擴張的同時,我國新材料技術水平也在顯著提升。根據行業數據,2024年我國高端電子材料市場規模已達約4800億元,預計到2030年將突破1.2萬億元,年均復合增長率15%以上;高性能復合材料市場規模同期約為3200億元,2030年有望達到8500億元。
我國在新一代半導體材料、高性能復合材料、生物醫用材料等關鍵領域取得了重大突破,碳化硅和氮化鎵等第三代半導體材料的國產化率已大幅提升,部分產品性能已達到國際先進水平。初步估算,2025年我國在300種關鍵新材料領域的技術水平已接近國際先進水平。
更加重視基礎科學問題研究,是2025年我國新材料產業出現的另一重要特征。2025年4月,國務院國資委*面向全社會發布了中央企業材料領域“十大基礎科學問題”,聚焦納米材料、超導材料、未來材料、稀土材料、生物基材料、鋼鐵材料、無機非金屬材料、有色金屬材料、化工新材料、核材料等10個關鍵材料領域。
國務院國資委表示,材料是制造業的基礎,是國資央企在基礎理論與底層技術急需突破的重要領域。企業作為科技創新主體,要更加重視原始創新,共同加強基礎研究、更為有效深化產學研協同。
近年來,中國有研、中國有色、中國石化、中國建材等多家央企在材料基礎研究領域持續攻關,并提出了央企材料領域“十大基礎科學問題”。其中,中國有研提出微納尺度傳感功能材料的增敏與特異性識別策略問題,中國有色提出超導材料組織性能調控機理問題,中國石化提出人工智能驅動下的新型材料發現與理性設計問題,中國鋼研提出稀土永磁材料成相機理與結構調控方法問題,通用技術集團提出面向纖維新材料的高效生物合成理論問題,中國鋼研提出極端環境下鋼鐵材料組織穩定、性能演變與環境相容性機理問題,中國建材提出多場耦合作用下玻璃形成過程中的弛豫機制問題,中國五礦提出固態電池正極材料表界面離子/電子傳輸協同機制與動態結構演變規律問題,中國石油提出聚合催化體系與聚合物多級結構作用機制問題,中廣核提出極端耦合服役工況下堆芯結構材料的協同失效機制行為模型問題。
這些基礎科學問題的發現與研究,為我國新材料產業實現技術上的跨越奠定了重要基礎。
02、不斷攻克關鍵核心技術
“十四五”期間,我國新材料產業在多個關鍵戰略材料領域實現了從“跟跑”到“并跑”甚至局部“領跑”的歷史性跨越。目前我國新材料產業已形成了“先進基礎材料筑基、關鍵戰略材料突破、前沿新材料*”的產業體系。
總體上看,我國新材料產業國產化替代成效顯著,如稀土功能材料國產化率達85%,實現全球主導,高性能碳纖維T1100級突破量產瓶頸。同時在前沿材料這一全球加劇競爭的賽道上發力:超導材料實現-196攝氏度條件下零電阻傳輸,支撐量子計算發展;石墨烯導熱性能達銅的10倍,應用于高端散熱場景;液態金屬柔性器件突破傳統剛性限制,為可穿戴設備提供新方案。目前,我國在鈣鈦礦光伏材料(轉化效率達29%)、高熵合金(耐高溫性能提升3倍)等領域已形成競爭優勢。
央企國企領軍的新材料創新企業,是推動我國新材料產業實現重大發展變革的主力軍。
例如,中國建材集團把科技創新擺在“頭號工程”重要位置,堅持推動科技創新與產業創新融合發展,形成了玻纖、風電葉片、光伏玻璃等百億級,碳纖維、鋰電池隔膜等50億至100億級,氮化硅陶瓷、氫氣瓶等10億至50億級梯度的戰略性新材料產業格局。近三年中國建材集團戰新產業營業收入占比從29%增長到41%、利潤總額連續破百億元。
2025年11月,中國建材集團旗下中材科技股份有限公司所屬蘇州中材非金屬礦工業設計研究院有限公司在鋰電池負極材料關鍵裝備領域實現4項新突破——成功研制造粒預碳化一體式、高溫碳化、多孔碳低溫碳化、CVD包覆等回轉窯,標志著我國鋰電池核心裝備進一步實現自主可控。
在高性能碳纖維領域,2025年12月,大型國企華陽集團成功實現12K小絲束T1000級碳纖維國產化量產,標志著全球高性能碳纖維市場格局正從“日美壟斷”向“多極競爭”轉變,中國在世界高性能碳纖維領域成功實現突圍。
中國建材集團旗下中復神鷹西寧基地可生產包括T1000在內的全球強度*高的碳纖維產品,且已進入航空航天供應鏈,為國產大飛機提供配套材料。
在高端復合材料領域,2025年3月,通用技術集團所屬通用技術齊齊哈爾二機床有限責任公司“航空航天大型龍門鋪放裝備關鍵技術攻關與自主化替代工程”項目成功實施。該項目填補了我國高端復合材料自動鋪放裝備領域的技術*,推動了航空航天領域復材構件制造的自主化進程。
在有色金屬新材料領域,中國有研率先工業化開發出的全新一代高強鋁合金——高鎂輕強鋁,已獲得國內國際發明專利授權,是我國*形成“技術和專利壁壘”的先進鋁合金材料,標志著我國在該領域從“跟跑者”向“領跑者”的轉變。
在超導材料領域,中國有色持續開展超導材料產業布局,打造了全球*大超導鈮材研發制造基地,中國有色所屬寧夏東方鉭業股份有限公司持續深耕超導鈮材制備技術,突破高純度鈮錠提純、超導級鈮加工材精密成型等“卡脖子”環節,建成國際*的超導材料產業化基地。
此外,我國半導體材料領域多點開花。在光刻膠方面,南大光電實現Arf光刻膠50噸/年的量產,并已向下游客戶連續穩定供貨,標志著國內掌握了中高端光刻膠的規模化生產技術,打破了海外技術壟斷。江化微G12級光刻膠配套試劑項目年產5萬噸顯影液、剝離液,金屬離子≤1ppb,顆粒度≤0.1μm,通過中芯國際、華虹半導體12nm工藝認證,可滿足國內20%高端需求。在大尺寸硅片方面,滬硅產業實現12英寸硅片量產,中環股份、立昂微加速擴產,2025年國產化率目標提升至30%。
03、變革與挑戰
“十四五”期間,新材料產業的一項重大變化是,技術創新路徑發生深刻變革,主要體現在AI驅動材料研發范式革新,材料基因工程技術突破,綠色低碳制備工藝創新以及跨尺度設計與制造技術。
AI驅動的材料研發范式革新方面,新材料與人工智能、大數據、生物技術深度融合,研發范式正加速變革,進入“密集數據+人工智能”的第四范式。通過機器學習算法預測新材料性能、優化材料配方和工藝參數,能夠有效縮短研發周期、降低研發成本,研發效率可提高40%以上。
材料基因工程技術突破方面,建設高通量計算與實驗平臺,通過“*性原理計算+機器學習”預測材料性能,將鈦合金研發周期從傳統的5年縮短至18個月。這一技術突破為新材料的快速研發提供了強有力的工具。
綠色低碳制備工藝創新方面,未來五年,新材料產業將聚焦材料基因工程、人工智能輔助材料設計、綠色低碳制備工藝、材料回收與循環利用等核心方向,通過構建“產學研用”深度融合的創新體系,縮短研發周期50%以上,降低研發成本30%。
跨尺度設計與制造技術方面,在納米材料領域,通過優化原位聚合工藝,實現納米粒子在聚合物基體中均勻分散,使復合材料拉伸強度提升50%以上;精準調控納米催化材料的粒子尺寸、形貌及表面原子排布,將催化劑活性提升1倍以上。
“十四五”期間,我國新材料產業取得了一系列突破,但在關鍵領域仍面臨嚴重的技術依賴,核心技術“卡脖子”問題依然嚴峻。
例如,高端半導體材料嚴重依賴進口。在高端芯片用光刻膠、高純度靶材等領域,國產化率仍不足30%。22~28納米級集成電路材料雖能滿足85%的工業化需求,但光刻膠、拋光液、超純電子化學品等仍依賴進口,7納米及以下制程的材料和裝備受制于全球分工體系。
航空航天材料技術差距明顯。航空發動機高溫合金單晶葉片等關鍵材料的生產技術仍掌握在少數發達國家手中,國內在單晶凝固、精密鑄造等核心工藝方面與國際先進水平存在較大差距。
高端裝備與工藝自主化率低。據中國新材料產業聯盟數據顯示,2024年,國內高端新材料生產所需的核心裝備國產化率平均不足40%,其中半導體級硅材料、高純金屬靶材、碳纖維原絲紡絲設備等關鍵環節的進口依賴度超過70%。
面對上述挑戰,業界提出,“十五五”時期,我國新材料產業應從強化關鍵技術攻關、完善協同創新機制、優化產業生態環境、加強人才隊伍建設等多方面入手,持續提升產業競爭力。
例如,強化關鍵技術攻關,聚焦“卡脖子”材料清單,集中力量攻克高端光刻膠、高溫合金、大尺寸硅片等關鍵技術。通過國家重大科技專項與產業鏈“鏈長制”機制,力爭到2030年將核心材料自給率提升至70%以上。
完善協同創新機制,構建“應用牽引+場景驅動”的市場導入機制,鼓勵航空航天、新能源汽車、新一代信息技術等下游龍頭企業與材料企業深度綁定,通過聯合開發、首臺套保險、首批次應用補貼等政策工具,加速新材料驗證與規模化應用等。