新材料产业技术路线图及三年行动计划研究报告

1、新材料产业技术路线图及三年行动计划研究报告一、产业发展现状新材料产业是体现国家实力的全球性竞争产业，其研发及产业化水平已成为衡量一个国家经济社会发展、科技进步和国家安全的重要标志。发达国家都十分重视新材料的发展，它已成为世界各国抢占国际竞争的制高点，谋求政治、经济、军事战略优势的重要举措。北京市对新材料产业的发展历来极为重视。目前来看，新材料产业发展态势良好、众多新材料领域在全国领先、中小型新材料企业发展迅速。但是新材料产业发展仍存在着一些问题：一是产业规模因地域影响受到限制；二是新材料企业自主创新能力和全球化发展不足；三是中小型企业缺乏科研资源，产学研结合不足。为了更好更快的发展的新材料产业

2、，通过SWOT分析产业发展面临的优劣势以及机会与威胁，具体见表1所示。表1 新材料产业SWOT分析矩阵优势(Strength)1. 雄厚科研实力奠定了海淀园科技资源优势2. 产业发展态势良好，形成在国内具有影响力的上市公司和“小巨人”中小企业群体3. 新材料产业集聚基地基本形成4. 独具的高端创新和创业人才资源优势劣势(Weakness)1. 资源瓶颈限制与环境管制限制海淀园新材料产业规模化发展2. 产学研脱节问题是新材料产业发展的短板3. 区域经济缺乏制造产业链限制新材料产业化发展4. 承受较高人力成本与制造人才缺乏机会(Opportunity)1. 国内外政府高度重视战略性新兴产业发展2.

3、 新材料产业规模急剧扩大和市场需求旺盛3. 总部经济和优势的科技资源提升海淀区经济综合竞争力4. 世界技术和产业转移扩散的机遇威胁(Threat)1. 新材料产业技术创新与国际相比差距依然很大2. 科研院所大量科研成果外流造成新材料产业发展动力不足3. 科技体制不完善以及政府对新材料产业创新和创业支持扶持政策力度不够4. 全球金融危机和我国经济下行对新材料产业发展造成较大影响根据以上的新材料产业现状、产业地位分析以及SWOT分析，为识别未来市场对新材料产业和服务的需求提供依据。二、市场需求分析新材料产业市场需求分析，就是通过新材料产业现状、产业地位分析以及SWOT分析识别未来市场对新材料产业和

4、服务的需求，同时也为新材料产业发展目标的确定提供依据。当今世界，科技革命迅猛发展，新材料产品日新月异，产业升级、材料换代步伐加快。新材料技术与纳米技术、生物技术、信息技术相互融合，结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显，材料的低碳、绿色、可再生循环等环境友好特性倍受关注，提高新材料产业的产品性能势在必行。发达国家高度重视新材料产业的培育和发展，在高技术含量、高附加值新材料产品中占据主导地位，对我国新材料产业发展构成较大压力，拥有新材料产品定价权。因此，迫切需要提升新材料产业的自主创新能力，加大技术研发、资金的投入，继续增加专利的申请数量，不断提高“三高”新材料的竞争力，提升新材料产业科技现代孵

5、化器、中介等服务业水平和规模，以满足新材料产业客户需求。表2 产业市场需求要素序号需求要素要素内容重要性排序时间1产品性能多元化材料微型化7近期2材料多功能化8中期3材料模块集成化9中期4材料智能化10长期5材料的低碳、绿色、可再生循环等环境友好特性11中期6扩大产品产量规模化生产17长期7技术性突破16近期8外地转移制造18中期9提高“三高”新材料竞争力注重科研成果的初试、中试和商业化12中期10增强新材料科研成果产业化13中期11加强产学研之间的合作14中期12加强国际合作15近期13增多自主创新性产品企业和政府加大R&D投入1中期14关键新材料领域加大科研力度2中期15促进新材料科研成果

6、转化为新产品3近期16企业知识产权保护4近期17激发大型材料企业创新动力5近期18利用国际科技资源6近期19延伸新材料产业链发展新材料产业科技现代孵化器、中介等服务业19近期注：近期0-3年，中期3-10年，长期10年以上三、产业发展目标根据新材料产业的现状、市场需求要素及国内外新材料产业的发展趋势，围绕行业发展与技术进步及企业调研结果，为参会代表提供了多项产业发展目标要素作为参考。最后根据参会代表的意见，凝练出15项产业目标要素，具体见表3所示。表3 产业发展方向及目标要素序号发展方向编号具体目标当前水平实现水平近期中期长期1提高产业自主创新能力1.1重点新材料企业研发投入占销售收入比重不低

7、于5%研发经费不断增多，但重点新材料企业研发投入占销售收入的比重较低21.2产业核心技术得到突破对重大核心技术、关键技术的突破不够31.3加快“三高”新材料产品开发新材料产品开发缓慢41.4建成一批具有国际先进水平的创新平台专业化的科技成果转移机构并未为科技成果的市场化和产业化提供很好的支撑51.5提高政府资助研发、产业化、中小企业创业和新材料产业化的资助比例资助分散、力度不够6提升产业地位2.1发展研发业和“三高”新材料产业研发业和“三高”新材料产业已形成一定规模72.2发展新材料研发服务业形成了一批新材料产业科技现代孵化器、中介82.3培育专业性骨干企业中小企业新材料企业发展迅速92.4做

8、强做大新材料产业基地新材料产业集聚基地基本形成10发展关键新材料领域3.1新材料产品综合保障能力显著提高新材料产品综合保障能力不高113.2实现关键品种产业化高端新材料科技成果产业化不足12产业规模进一步扩大4.1新材料产业国内市场销售速度持续增长产业规模有限134.2新材料产业年均增长率大幅提高2002-2012年总收入逐年增加144.3并购国内外地新材料制造企业，实现外地产业化、新材料企业集团化发展国内并购行为不多15产业发展国际化5.1深化国际合作交流产业国际化水平较低5.2支持企业跨国并购国际知名品牌的企业集团国际并购行为较少到2015年，新材料产业规划总目标如下：一是打造成为全国新材

9、料产业的研发创新中心、总部注册中心和产业化辐射中心；二是推动新材料产业研发环节国际化发展；三是加强政产学研合作,进行重大技术难题联合攻关；四是到2015年，总收入达到2000亿元。表4 新材料产业发展目标具体目标包括，支持企业重点研发项目创新，适时推动产业化示范工程；打造8个创新能力强、具有核心竞争力、新材料销售收入超100亿元的综合性龙头企业；培育15个新材料销售收入超过50亿元的专业性骨干企业，80个十亿规模以上的行业领军企业。重点方向具体目标细分领域2013（产值：亿元）2014（产值：亿元）2015（产值：亿元）稀土功能材料高纯稀土金属集成化提纯技术8092105磁能积加矫顽力大于65

10、 的永磁材料技术120138158大容量高稳定性储能材料技术100110120半导体材料碳化硅晶片生长技术202326多晶硅绿色生产工艺4046528 英寸、12 英寸硅单晶生长及硅片加工产业化技术606979高品质特殊钢超高纯铁冶炼技术606979大规格铸锭熔铸技术556372大锻件最佳化学成分配比、成型和热处理工艺技术657585先进高分子材料基础聚合物制备、集成创新和成套工艺技术120138157无机非金属材料高纯石墨（4N）电加热连续式化学提纯技术606980新性能复合材料高性能增强纤维生产技术研究3034.540特种陶瓷基体及新型颗粒、晶须增强材料及陶瓷先驱体制备技术研究合计8109

11、26.51053四、技术壁垒分析技术壁垒也叫技术性障碍，是实现产业目标需要克服的技术难点。技术壁垒分析是依据未来市场需求和产业发展目标，分析影响产业目标实现的技术壁垒（包括工艺壁垒）。核心工作是从现存的技术壁垒中筛选出优先要解决的关键技术问题，通过对这些技术壁垒的攻克，带动产业的技术升级，实现产业目标。产业关键技术作为一个先进技术群能保障国家相关技术目标的实现。各个国家在其目标不同的情况下会选择不同的产业关键技术。同时，伴随着时间推移和技术更替，以及国内外环境的改变，产业关键技术的内容也会随之做出相应的变更和调整。依据“十二五新材料产业发展规划”和“国家新材料产业十二五发展规划”，并根据新材料

12、产业历年来各细分产业总收入和利润总额情况，确定了产业发展的技术领域；根据国内外海淀区新材料企业技术水平和创新能力，确定了产业发展的13项关键技术难点。表5 产业发展关键技术难点序号技术领域编号技术难点排序1稀土功能材料技术1.1高纯稀土金属集成化提纯技术21.2永磁材料的磁能积加矫顽力大于6531.3熔体快淬工艺42半导体材料技术2.1碳化硅晶片生长技术52.2多晶硅绿色生产工艺62.3外延厚度和电阻率均匀性控制技术73高品质特殊钢技术3.1超高纯铁冶炼技术83.2大规格铸锭熔铸技术93.3大锻件最佳化学成分配比、成型和热处理工艺104先进高分子材料技术4.1基础聚合物制备、集成创新和成套工艺

13、技术115无机非金属材料技术5.1高纯石墨（4N）电加热连续式化学提纯技术16高性能复合材料技术6.1陶瓷基复合材料烧结、渗透工艺126.2纤维增强型树脂基复合材料缠绕、铺放、热融预浸、真空辅助树脂转移成型技术13五、研发需求凝练研发需求是在总结市场需求分析、产业目标分析和技术壁垒分析三个阶段所提出的问题基础上，确定突破产业技术壁垒和关键技术难点的研发需求，找出现实与目标的差距，明晰需要培养和提升哪些能力。根据新材料产业市场的需求，发展目标及技术组成，在关键共性技术研究的基础之上，分析了阻碍技术领域内绩效目标实现的技术壁垒及可能的形成原因。在此基础之上，通过前期资料研究和企业调研，采用专家讨论

14、、调研以及资料收集法，形成了4个重点领域和6个重点发展方向。重点领域分别是：高性能金属材料、先进高分子材料、无机非金属材料和新型复合材料。重点方向是：稀土功能材料、半导体材料、高品质特殊钢、先进高分子材料、无机非金属材料、新型复合材料，提炼出解决新材料产业不同技术领域的技术难点的13项研发项目。具体情况见表6所示。表6 技术路线和研发项目表领域重点方向重点项目稀土功能材料提高材料性能高纯稀土金属提纯技术研究高矫顽力、耐高温永磁材料研究高容量、高稳定性新型储氢材料研究半导体材料加快产业化碳化硅单晶生长的稳定控制技术、硅片精密加工和表面处理技术研究低能耗、低污染型多晶硅生产工艺研究硅单晶外延厚度和

15、电阻率均匀性控制技术研究特殊钢材料材料高端化超高纯铁冶炼工艺研究大规格高品质特殊钢熔铸技术研究高品质特殊钢大锻件锻造、热处理工艺研究先进高分子材料产品精细化聚全氟乙丙烯（FEP）、聚偏氟乙烯（PVDF）及高性能聚四氟乙烯等高端含氟聚合物研究无机非金属材料材料新型化高纯石墨材料及制品研究高性能复合材料材料高性能化高性能增强纤维生产技术研究特种陶瓷基体及新型颗粒、晶须增强材料及陶瓷先驱体制备技术研究 六、编制技术路线图通过对新材料产业消费者的问卷调查、专家访谈的数据信息进行整理分析和多轮企业调研，对新材料产业进行了综合技术路线图进行了绘制。综合技术路线图的整体结构分为5个部分，包括行业资源状况、研

16、发需求、技术壁垒、产业目标和市场需求。首先，对整个新材料产业市场从国家政策、社会文化、经济环境和行业资源方面的整体资源状况进行分析总结。然后将不同时间节点内的关键技术研发需求分别列举出来，再根据每个时间节点内的研发需求找到其对应的技术壁垒以及这种研发需求对应的产业目标和市场需求。其中研发需求、技术壁垒、产业目标和市场需求之间存在一对一、一对多或者多对一的关系，图中的一些关键线路是行业未来发展技术路径。图1 综合技术路线图市场需求 需求要素1：产品性能多元化、扩大产品产量主层亚层近期长期产业目标需求要素2：提升创新能力、科研转化能力、延伸产业链提创新力研发投入比例三高开发、平台、资助力度技术壁垒

17、提升地位 研发、基地 研发服务、骨干企业发展领域保障能力、产业化规模扩大销售增长、并购和国际化年均增长率提高国际化国际合作交流 支持跨国并购稀土集成化提纯、熔体快淬工艺磁能积加矫顽力半导体晶片生长多晶硅生产核心技术突破均匀控制和稳定控制特殊钢铸锭熔铸、大锻件、铸造、热处理高分子聚合物技术非金属复合材料树脂基复合材料处理陶瓷基工艺研发需求稀土 提纯技术、储氢材料永磁材料半导体碳化硅单晶技术均控技术多晶硅生产特殊钢 冶炼、熔铸、铸造、热处理高分子高端含氟聚合物非金属 高出石墨复合材料纤维技术陶瓷基技术资源状况资金 政府和企业对新材料产业的研发和产业化的巨大投资技术支持 国内外科研院所、著名企业的科

18、技资源优势政策 国家、地方政府出台了一系列的扶持和发展政策石墨提纯七、工作措施和三年推进计划一是，重点支持新材料企业研发（R&D）,打造国际国内研发中心。提高政府支持R&D投入类资金比例，优先倾向重点产业领域、关键技术壁垒的产业方向。二是支持重点产业领域存在科研成果转化资金困难的企业。三是以集约化基地租金和优惠贷款方式，支持“三高”产业群聚发展。四是支持企业国际化发展。五是搭建平台，支持政产学研合作。将高性能金属材料、先进高分子材料、无机非金属材料和新型复合材料作为四大主导产业领域。打造永丰基地为新材料研发中心，提高产业的集聚效应。六是吸引国际国内新材料企业研发中心和总部落户海淀区，并建设跨区域合作的产业化基地。表7 分年度推进计划重点任务领域201320142015突破关键核心技术重点资助高纯稀土金属提纯技术研究、高容量、高稳定性新型储氢材料研究、碳化硅单晶生长的稳定控制技术、硅片精密加工和表面处理技术研究。在2013年的基础上，再重点发展高品质特殊钢、碳纤维材料以及高性能复合材料产业领域。促进海淀区新材料产业的发展。重点资助低能耗、低污染型多晶硅生产工艺研究、高纯石墨材料及制品研究、特种陶瓷基体及新型颗粒、晶须增强材料及陶瓷先驱体制备技术研究。推进产业基地建设继续推进永