01 中國新材料產(chan)業發(fa)展背景

定義與研究范圍(wei)

根據中(zhong)國國務院發布的《新材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)產(chan)業“十二五(wu)”發展規劃》，新材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的定義(yi)為(wei)新出現的具有優(you)異性能(neng)和特殊功能(neng)的材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，或(huo)是傳統(tong)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)改進(jin)后性能(neng)明(ming)顯提高(gao)和產(chan)生(sheng)新功能(neng)的材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。根據工信部《新材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)產(chan)業發展指(zhi)南》，新材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)主要(yao)包(bao)括先進(jin)基礎材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、關鍵戰略材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、前(qian)沿新材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)三(san)大類(lei)。其中(zhong)每(mei)一(yi)個大類(lei)里面(mian)又包(bao)含具體(ti)的細(xi)分(fen)領域新材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。本(ben)報告主要(yao)關注以“超碳(tan)、超硅、超導”為(wei)主的關鍵戰略材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)和前(qian)沿新材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。

發展驅力(li)：長坡厚(hou)雪覆(fu)蓋廣，國產替代正當(dang)時(shi)

新(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)行(xing)業發展具有(you)長(chang)期確定性(xing)，涉(she)及國計民生(sheng)方方面面，且(qie)在(zai)高端應用(yong)場景中更為(wei)集中，此外新(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)對(dui)能源轉型(xing)和碳減(jian)排有(you)著至關重要的作用(yong)，發展新(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)產(chan)業被提升(sheng)到國家戰略(lve)安(an)全(quan)高度。在(zai)政(zheng)策推動的背景下(xia)，下(xia)游產(chan)業國產(chan)替代和制(zhi)造(zao)業技(ji)術(shu)選代升(sheng)級帶來的新(xin)增(zeng)需求有(you)望(wang)帶動新(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)行(xing)業不斷打開增(zeng)長(chang)空(kong)間。全(quan)球(qiu)新(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)壟斷于(yu)美、日、歐等(deng)發達國家，相比而言中國在(zai)產(chan)業規模(mo)、研發技(ji)術(shu)、生(sheng)產(chan)設備(bei)等(deng)方面仍有(you)較(jiao)大差距。目(mu)前部分頭(tou)部企業在(zai)先進高分子材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、特(te)種(zhong)金屬(shu)功能材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、高端金屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、新(xin)型(xing)無機非(fei)金屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)等(deng)領域已有(you)關鍵性(xing)技(ji)術(shu)突(tu)破。

產業集群：東(dong)部沿海聚集，中部、西(xi)部、東(dong)北地區特色發展

整體來看，中國新材料產業集群呈現“東部沿海聚集，中部、西部、東北地區特色發展”的布局，區域差異化明顯。具體而言，京津冀、長三角(jiao)、珠三角(jiao)依托市(shi)場、技術、人才優勢(shi)向高端方(fang)向發(fa)展;中(zhong)西部、東北地區(qu)人才吸引(yin)不足、技術選(xuan)代慢發(fa)展相(xiang)對滯后(hou)。但中(zhong)西部得益于(yu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)深(shen)加工和(he)資源利用，建立了特(te)(te)色(se)新(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)產(chan)(chan)業(ye)(ye)(ye)基地;東北地區(qu)形(xing)成(cheng)了服(fu)務于(yu)重(zhong)大裝備和(he)工程的特(te)(te)色(se)新(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)產(chan)(chan)業(ye)(ye)(ye)基地。目(mu)前，我國(guo)已經批(pi)準(zhun)設立的國(guo)家級新(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)產(chan)(chan)業(ye)(ye)(ye)基地近300個，省級新(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)產(chan)(chan)業(ye)(ye)(ye)園區(qu)或基地數(shu)量更多。其中(zhong)以江(jiang)蘇、浙(zhe)江(jiang)為代表的長三角(jiao)地區(qu)產(chan)(chan)業(ye)(ye)(ye)園數(shu)量最多，位居(ju)全(quan)國(guo)前列。

市場規模：穿越周期(qi)波動，勢頭(tou)良好穩步增長(chang)

在“十二五”規劃期間中國新材料產業規模一直保持穩步增長，由2010年的6500億元增長至2015年的2萬億元，年均增速約25%。在“十三五”規劃期間，中國新材料產業規模持續穩步增長，工信部預計在“十三五”規劃期(qi)結束時(shi)中(zhong)國(guo)新(xin)材(cai)料產(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)規模(mo)將(jiang)達6萬億元，但由于2020年(nian)黑天鵝(e)事件影響，中(zhong)國(guo)新(xin)材(cai)料產(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)規模(mo)有所下滑，達5.3萬億元。在產(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)政策的促進下，中(zhong)國(guo)新(xin)材(cai)料產(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)將(jiang)保持(chi)良(liang)好(hao)發展勢(shi)頭，預計在2025年(nian)新(xin)材(cai)料產(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)總產(chan)(chan)(chan)值將(jiang)達到10萬億袁(yuan)規模(mo)，將(jiang)保持(chi)兩位(wei)數復合增長。

02 中國戰略 / 前沿新材(cai)料材(cai)料發展概況

發展周期：導入成長期為主，整體(ti)發展爬坡中

以(yi)國產(chan)化率為指標，新(xin)材料(liao)產(chan)業(ye)各細(xi)分領域(yu)可劃(hua)分為四大(da)階(jie)段（導入期(qi)(qi)(qi)、成(cheng)(cheng)(cheng)長期(qi)(qi)(qi)、成(cheng)(cheng)(cheng)熟(shu)期(qi)(qi)(qi)、衰(shuai)退期(qi)(qi)(qi)），其(qi)中(zhong)最具發展(zhan)潛力的處于成(cheng)(cheng)(cheng)長期(qi)(qi)(qi)和(he)成(cheng)(cheng)(cheng)熟(shu)期(qi)(qi)(qi)中(zhong)國新(xin)材料(liao)產(chan)業(ye)總體(ti)出于導入期(qi)(qi)(qi)和(he)成(cheng)(cheng)(cheng)長期(qi)(qi)(qi)，部分新(xin)材料(liao)產(chan)業(ye)（如(ru)液(ye)晶材料(liao)、橡膠助劑）的本土產(chan)業(ye)鏈完整、掌握核(he)心技(ji)術、國產(chan)化程度較(jiao)高，步入成(cheng)(cheng)(cheng)熟(shu)期(qi)(qi)(qi)。但半(ban)導體(ti)材料(liao)、高透光材料(liao)、石墨烯材料(liao)等，由于未掌握核(he)心技(ji)術、產(chan)業(ye)鏈不成(cheng)(cheng)(cheng)熟(shu)等因素，發展(zhan)水平較(jiao)低。

關鍵戰略材料

關鍵(jian)戰略材(cai)(cai)料：突破“無材(cai)(cai)可用(yong)，有(you)材(cai)(cai)不(bu)敢用(yong)”困境

關鍵戰略材料主要為稀土功能材料、先進半導體材料、新型能源材料及新型顯示材料。本報告重點分析以先進半導體材料為代表的超硅材料。近年來，中國先進基礎材料發展相對成熟，但在保障中國國防實力、經濟社會長遠發展的關鍵戰略材料領域，與發達國家相比仍有較大差距。一方面關鍵材料依賴進口導致中國制造企業被鎖定在全球制造業產業鏈與價值鏈中低端。關鍵戰略材料“卡脖子”，已成為中國制造業轉型升級的突出(chu)短板(ban)；另一方面(mian)中國關(guan)鍵(jian)戰略材(cai)料(liao)穩定性(xing)較差，使高端制造面(mian)臨“無材(cai)可用(yong)”和(he)“有(you)材(cai)不敢(gan)用(yong)”困境(jing)。

超硅：先進半(ban)導體材料及輔助材料

第三(san)代半(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)材料(liao)，指帶(dai)隙寬(kuan)(kuan)度明顯大于Si（1.1eV）和 GaAs（1.4eV）的寬(kuan)(kuan)禁(jin)帶(dai)半(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)材料(liao)，當(dang)前正成(cheng)為全球半(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)產(chan)業(ye)發展(zhan)新(xin)的戰(zhan)略高(gao)地。其(qi)他輔助制造材料(liao)包括硅(gui)片、光(guang)刻膠、光(guang)掩(yan)模(mo)、電子特氣、濺射靶材、濕電子化(hua)(hua)學品、拋光(guang)材料(liao)等，被(bei)應用于晶(jing)圓制造環節。當(dang)前具備產(chan)業(ye)化(hua)(hua)條件的以Sic和 GaN為主，氧(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)（AIN）氧(yang)化(hua)(hua)物半(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)（Zn0、Ga203等）、金剛石等寬(kuan)(kuan)禁(jin)帶(dai)半(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)大多處于實驗室研究階(jie)段產(chan)業(ye)化(hua)(hua)尚(shang)需時(shi)日。

第三代半導體(ti)材料產業(ye)鏈主要包括上游(you)襯(chen)底制作(zuo)、外延，中游(you)芯片制作(zuo)，以及下游(you)器件和應(ying)用產品。當(dang)前國內Sic、GaN產業(ye)鏈布(bu)局逐步完(wan)善，全產業(ye)鏈基本(ben)均實(shi)現覆蓋。

前(qian)沿新材(cai)料：部(bu)分達到國(guo)際先進水平，總體被迫“跟(gen)跑”

前(qian)沿新(xin)材料(liao)(liao)是由于基礎領域(yu)和(he)制(zhi)造領域(yu)重大突(tu)破(po)而(er)出現或正(zheng)在發展中的(de)(de)具(ju)備(bei)超(chao)越傳統(tong)材料(liao)(liao)性能(neng)甚至(zhi)反傳統(tong)性能(neng)，并可能(neng)對制(zhi)造業(ye)、國防、民生(sheng)及(ji)新(xin)材料(liao)(liao)發明理念等(deng)產(chan)生(sheng)革命(ming)性影(ying)響的(de)(de)、具(ju)有重大應用(yong)前(qian)景的(de)(de)新(xin)材料(liao)(liao)。本報告重點關(guan)注(zhu)超(chao)導材料(liao)(liao)，以石墨烯(xi)為代表的(de)(de)超(chao)碳(tan)材料(liao)(liao)。整體來看，全球前(qian)沿新(xin)材料(liao)(liao)產(chan)業(ye)發展不(bu)均衡，形成三級梯隊的(de)(de)競爭(zheng)格局。我(wo)國前(qian)沿新(xin)材料(liao)(liao)產(chan)業(ye)發展勢(shi)頭良好，但(dan)存在重大原始創新(xin)能(neng)力不(bu)足，部分關(guan)鍵(jian)核心(xin)技(ji)術、關(guan)鍵(jian)原輔助材料(liao)(liao)、核心(xin)裝備(bei)、高(gao)端檢(jian)測檢(jian)驗儀(yi)器等(deng)受(shou)制(zhi)于人的(de)(de)問題。

超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)：低溫超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)、高溫超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)、室溫超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)

按超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)材料實現路(lu)徑來看，可分(fen)為(wei)低溫(wen)(wen)超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)、高溫(wen)(wen)超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)以及室溫(wen)(wen)超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)。當(dang)前全球(qiu)超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)時長以低溫(wen)(wen)超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)為(wei)主，占據90%以上(shang)，高溫(wen)(wen)超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)仍處于商業化(hua)初期，室溫(wen)(wen)超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)技術(shu)(shu)則處于實驗(yan)階段。我國(guo)在低溫(wen)(wen)超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)的應用(yong)技術(shu)(shu)、商業化(hua)等方面已基(ji)本達到國(guo)際先進(jin)水平，高溫(wen)(wen)超(chao)(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)的基(ji)礎研究(jiu)、工藝研究(jiu)均已實現一(yi)定進(jin)展，并逐步開始商業化(hua)。

低溫超導(dao)產業(ye)鏈主(zhu)要(yao)包(bao)括上(shang)游(you)原材(cai)料，中(zhong)游(you)超導(dao)線材(cai)與(yu)超導(dao)磁體，以及(ji)下(xia)游(you)超導(dao)設備。目(mu)前產業(ye)較為成(cheng)熟，應(ying)用場景不斷拓展(zhan)。高(gao)溫超導(dao)產業(ye)鏈主(zhu)要(yao)包(bao)括上(shang)游(you)原材(cai)料、中(zhong)游(you)超導(dao)材(cai)料(線材(cai)、帶(dai)材(cai)等)加工，下(xia)游(you)應(ying)用。目(mu)前仍(reng)處(chu)于(yu)商業(ye)化初期階段，全面發展(zhan)仍(reng)需時日。室溫超導(dao)則處(chu)于(yu)理論實(shi)驗階段，尚未(wei)形成(cheng)完整(zheng)產業(ye)鏈條。

西部超(chao)(chao)導(dao)(dao)主(zhu)要從事航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)用鈦合(he)金(jin)棒材(cai)(cai)/絲材(cai)(cai)/鍛坯、超(chao)(chao)導(dao)(dao)線材(cai)(cai)和(he)航(hang)空(kong)發(fa)動(dong)機用高溫合(he)金(jin)材(cai)(cai)料的(de)研發(fa)、生產和(he)銷售，是(shi)目前國內唯一(yi)的(de)低(di)溫超(chao)(chao)導(dao)(dao)線材(cai)(cai)生產企(qi)業，是(shi)目前全(quan)球唯一(yi)的(de)鈮(ni)鈦錠棒、超(chao)(chao)導(dao)(dao)線材(cai)(cai)、超(chao)(chao)導(dao)(dao)磁(ci)體(ti)的(de)全(quan)流(liu)程生產企(qi)業，我國三(san)大(da)主(zhu)要軍用鈦合(he)金(jin)供(gong)應(ying)商和(he)少數高溫合(he)金(jin)生產商。公(gong)司(si)超(chao)(chao)導(dao)(dao)產品包括(kuo)超(chao)(chao)導(dao)(dao)線材(cai)(cai)(鈮(ni)鈦/鈮(ni)三(san)錫)+超(chao)(chao)導(dao)(dao)磁(ci)體(ti)，廣泛用于醫(yi)療1核聚(ju)變/半導(dao)(dao)體(ti)設備制(zhi)造。

石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)是(shi)從石(shi)墨(mo)(mo)(mo)材(cai)料中(zhong)剝離出來，由碳原子組成(cheng)的(de)只(zhi)有一層(ceng)原子厚度的(de)二維(wei)晶體(ti)。自2004年被發現(xian)后，因其力學、電磁、熱(re)學等(deng)突出性能，在(zai)全(quan)球范圍內(nei)掀起(qi)了石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)研究(jiu)開發以及產(chan)業(ye)促進的(de)熱(re)潮。中(zhong)國(guo)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)已進入技(ji)術(shu)突破階段(duan)，但并未(wei)實現(xian)成(cheng)熟商(shang)用。從產(chan)業(ye)鏈角(jiao)度看(kan)，中(zhong)國(guo)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)行業(ye)起(qi)步較晚，2013年逐漸產(chan)業(ye)化。隨著相關(guan)政策支持與資金投入，角(jiao)度看(kan)，石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)產(chan)業(ye)上游(you)規(gui)模化制備關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)亟待突破、中(zhong)游(you)產(chan)品質量參差不齊、下游(you)缺乏殺手锏級應用驅動力。

03 中國戰略(lve) / 前沿新材料(liao)發(fa)展(zhan)展(zhan)望(wang)

總(zong)體趨勢：機(ji)遇挑戰(zhan)并存，復合化、綠色化趨勢明顯(xian)

總體而(er)言，我國新(xin)材料產業(ye)發展存在頂層設計、原(yuan)始(shi)創新(xin)能力、產業(ye)投資(zi)、政策(ce)保障等(deng)方面的(de)問題。新(xin)材料發展呈現(xian)出結(jie)構(gou)功(gong)能一(yi)體化、材料器件(jian)一(yi)體化、納米化、復合化、綠色(se)化的(de)特點，新(xin)材料聯用或與其他學科、領(ling)域的(de)深度融(rong)合。

“三超”趨勢：下(xia)游應用(yong)強(qiang)力(li)驅(qu)動，產(chan)業化仍待探索

超硅：襯底方面主(zhu)流尺寸6寸為(wei)主(zhu)，頭部(bu)追趕8寸，國內仍在追趕6寸;隨襯底尺寸變大，生產成本隨之(zhi)下(xia)降(jiang)，未來降(jiang)價趨勢明顯。

超(chao)導(dao)：未來低溫(wen)超(chao)導(dao)應(ying)用進一步拓展，高溫(wen)超(chao)導(dao)技術突(tu)破產業化蓄(xu)勢待發，室溫(wen)超(chao)導(dao)仍待理論實踐(jian)探索。

超碳(tan)：石墨烯散熱迎來熱潮，殺手锏級(ji)應用仍在孕育。