1939年10月,美国特拉华州威尔明顿市的女性在争相购买一双神奇的袜子。
这种袜子,不仅手感顺滑、易洗耐用、价格便宜,还能勾勒出腿部曲线,受到爱美女性的疯狂追捧。
首批400万双袜子,刚上市便销售一空,当年累计卖出了6400万双。
这种“神奇”的袜子,由一种名为尼龙(聚酰胺纤维)的新材料制成。
今天,尼龙除了制作袜子,已广泛应用于航空航天、医疗、电子电气等领域。
一个新材料的诞生,改变了时尚,改善了生活,也催生出一个个产业。
有些时候,更关乎国运。
01 底盘技术
材料,在我们的生活中无处不在,无处不需。
新材料,指的是新出现的具有优异性能和特殊功能的材料,以及传统材料成分、工艺改进后性能明显提高或具有新功能的材料。
说新材料关乎国运,是因为新材料与新一代信息技术被誉为制造业的两大“底盘技术”。
图 1 新材料发展方向
新一代信息技术是第四次工业革命的驱动力,而新材料是支撑战略性新兴产业和重大工程不可或缺的物质基础。
说得再通俗一些,所有实体行业的上游都是材料。
没有新材料,就没有战略性新兴产业。
其一,新材料满足新兴产业的需求。
目前,中国自主研发的大型客机C919已经实现航班化。
很多人关注C919的发动机、航电系统等部件,其实,新材料也是C919起航的幕后功臣之一。
在航空工业,流传着“一代飞机,一代材料”的说法,形象概括了采用高性能新材料与提高飞机性能之间的密切联系。
从某种意义上说,新材料起到的是“鱼与熊掌兼得”的作用:
既减轻飞机的重量,又提高结构刚度和疲劳寿命。
研究资料显示,C919所使用的新材料中,铝合金占比达到65%,钛合金占比9.3%,超高强度钢占比6.9%,复合材料占比11.5%。
受益于新材料的大规模使用,C919整体减重了7%左右。
中国新材料产业,部分满足了C919国产化的需求,也夯实了大规模量产的基础。
其二,新材料驱动新兴产业的升级。
近几年,中国电动车产业发展迅猛,已跻身全球最大的电动车生产国和消费国。
但我们要知道,早在1881年,法国人就制造了一辆用电池和直流电机驱动的电动汽车,被认为是世界上第一台电动车。
4年后,德国人卡尔·本茨研制成功的内燃机汽车才姗姗来迟。
100多年来,电动汽车存在感极低,为何最近几年才获得重生,渐成星火燎原之势?
核心是动力电池。
早期的动力电池由铅及其氧化物制成,能量密度低、续航里程短、充电时间长,拖了电动车的后腿。
制约动力电池性能的关键,就是材料。
今天的动力电池以锂金属为材料,各项性能大为提高,让电动车驶上了快车道。
可以说,新材料的广泛应用,让动力电池迭代,也驱动了整个电动车产业发展壮大。
新材料的“能量使命”,远未结束。
未来,进一步提高动力电池的续航、能量密度和安全性,同时降低成本,还是要从新材料入手。
石墨烯是一种碳原子组成的单层蜂窝状二维晶格材料,被誉为“新材料之王”。
图 2 石墨烯电池结构
受益于石墨烯的物理结构,石墨烯电池可以实现更小的体积和更轻的重量,同时保持高能量密度。
可以预见,一旦石墨烯电池大规模商用,将为电动汽车产业带来新的变革。
一代材料决定一代技术,一代技术引领一代产业。
正是由于中国在新材料上不断突破,才有力支撑了航空航天、电子信息、新能源等战略性新兴产业的发展壮大。
换言之,新材料能否持续创新突破,决定着中国制造业的发展,也关乎中国的国运。
02 如何突围
我国新材料产业起步较晚、基础薄弱,虽然经过多年不懈努力,取得了长足的进步,但必须清醒的认识到,我国仍处于第二梯队。
与美国、日本、德国等第一梯队相比,还存在不小的差距。
特别是在半导体材料、先进高分子材料、光学材料等领域,西方跨国企业依然占据主导地位。
比如,日本、德国等4家企业占据全球90%以上半绝缘砷化镓市场份额,德国、美国等7家公司拥有全球90%的有机氟材料生产能力,小丝束碳纤维的制造基本被日本和美国企业所垄断。
图 3 我国高度依赖进口的新材料清单
最近几年,西方跨国企业凭借技术和规模优势,通过并购、重组,进一步垄断高端材料。
中国新材料产业,未来如何发展?如何化解“卡脖子”的风险?我们可以从国际新材料产业大会上寻找答案。
国际新材料产业大会,是国内最具权威和影响力的新材料产业领域国际性展会。此前已在安徽省蚌埠市举办两届,第三届国际新材料产业大会于11月23—26日在蚌埠市开幕。
回顾前两届大会,可以用三个关键词来概括:
第一个关键词,层次高。
从主办单位看,由安徽省人民政府、国际玻璃协会主办,中国科学技术协会指导。参会嘉宾,可谓大咖云集。来自全国各地的院士、业内专家、国内外行业前沿的企业高管齐聚一堂,共谋新材料产业发展大计。
第二个关键词,成果多。
前两届累计签约项目253个,协议总投资额2262.07亿元。大会不仅是产业资本交易对接平台,更是一个高端交流平台、成果发布平台。专家学者嘉宾诠释顶层设计与发展规划,行业大咖解读技术方向与发展动态,科研人员探讨核心技术的提升空间,为行业发展建言献策。
第三个关键词,体验感。
材料在生活中随处可见,新材料技术常常因为前沿尖端而晦涩难懂。大会设置展览展示,为社会公众带来一场科普盛宴。
前两届大会,集中展示了300多家企业的2000多件展品和最前沿的技术成果。
凯盛科技的柔性可折叠玻璃、陶铝新材料的发动机活塞、中科院合肥固体所的嫦娥钢等前沿技术成果精彩亮相。
观展的市民朋友,不仅能看,还能用,沉浸式体验,参与感、互动性极强。
第三届国际新材料产业大会,国际化元素更加丰富、科技主题更加鲜明、行业引领作用更加突出。
本次大会以“新材料创造新价值”为主题,将开展会见、巡馆、开幕式等重大活动以及一系列专题活动和展览展示活动。
值得关注的是,活动将重点邀请海内外新材料领域领军企业、专家学者、投资机构等负责人参会,组织新材料产业发展圆桌会议,共同为新材料产业发展建言献策。
新材料行业,期待第三届国际新材料产业大会上的“蚌埠声音”。
03 蚌埠势力
这是蚌埠第三次举办国际新材料产业大会。不是一线城市,亦非省会城市,蚌埠为何能承办这场盛会?这还要从安徽的新材料产业说起。
长三角城市群坐拥14个产业集群,主要集中在东部沿海地区和经济发达地区。作为中部 “追兵”,创投高地,安徽正在谋求单点突围。
截至2020年底,安徽全省新材料产值突破4000亿元,近五年年均增长20%,已集聚1300多家规模以上企业、32家国家级创新平台、300多家省级创新平台。 2025年,安徽新材料产业产值将力争突破万亿元,在省内培育3家以上千亿级规模龙头企业、20家以上百亿级优势企业。
图 4 安徽新材料产业“1520行动计划”
作为安徽的工业明珠,蚌埠市新材料产业在2022年的产值也达到了685.6亿元,同比增长25.38%。
目前已集聚新材料产业规上企业363家,拥有国家级创新平台7个,省级创新平台47个,引育了中建材集团、丰原集团、康宁药玻、壹石通、芯动联科等一大批骨干企业。
尤其是在新材料产业,蚌埠在两个细分领域处于领先地位。
一个是硅基新材料。
蚌埠是国家硅基新材料新型工业化示范基地,也是国内最全的玻璃成套装备生产基地。
在硅基新材料领域,蚌埠创造了一系列全国之最:最薄的0.1毫米电子信息显示玻璃、最硬的高铝盖板玻璃、最大的浮法TFT-LCD玻璃基板、最柔的可折叠玻璃、最轻的空心玻璃微珠。
一个是生物基新材料。
蚌埠是生物基新材料国家新型工业化产业示范基地,已建成发酵技术国家工程研究中心等国家级创新平台4个,打破国外对高光学纯乳酸及丙交酯的技术垄断,建成全球产能规模最大、产品链条最全、技术工艺最强的聚乳酸产业链条。
图 5 丰原生物聚乳酸生态循环示意图
此外,蚌埠在金属基新材料、化工新材料、锂电池新材料、新材料装备等领域,亦有布局。
锚定“材料之都”目标,蚌埠市正全力优化扶持政策、集聚创新资源、构建产业体系,力争到2025年新材料产业产值规模突破1000亿元,将新型功能材料打造成为国内创新能力最强、产业规模最大、产业链条最长、产品品种最全、装备配套最优的国家新型功能材料产业集群。
雄厚的产业基础、完善的扶持政策,让蚌埠有实力、有底气承办国际新材料产业大会。但与大城市相比,蚌埠新材料产业仍有短板。新材料是一个典型的技术创新驱动的产业。
科技创新能力,决定产业发展的水平和上限。
从我国科教资源分布看,一流的材料科学创新要素主要集中在北京、上海、武汉等大城市。
图 6 我国新材料产业核心聚集区总体分布情况
资料来源:观研报告网,国信证券经济研究所整理
在科教资源上不占优势的蚌埠,如何补齐短板?这正是蚌埠持续举办国际新材料产业大会的意义所在。
世界级行业盛会既是衡量城市产业竞争力的重要因素,亦是提升城市产业显示度的关键窗口。
站在国际新材料产业大会这一平台,蚌埠亮出“成绩单”,递出“邀请函”,扩大“朋友圈”,能吸引更多创新资源集聚。
持续不断引入创新源头活水,将为蚌埠新材料产业高质量跨越发展注入新动能。
04 展望未来
新材料与信息技术深度融合,共同推动制造业向高端化发展。
加快新材料产业发展,对我国实施创新驱动发展战略、加快供给侧结构性改革、增强产业核心竞争力具有重要战略意义。正因如此,“中国制造2025”、“十四五战略性新兴产业发展规划”等相关政策、措施,明确提出要大力发展新材料产业。
从需求端来看,无论是碳达峰、碳中和的国家战略,还是新能源、半导体等细分产业,都将拉动上游新材料产业的发展。
数据显示,2022年我国新材料产业总产值约6.8万亿元,比2012年增长了近6倍,年均复合增长率超过20%。在政策和市场的双轮驱动下,预计到2025年,产业规模有望突破11万亿元。我国由新材料大国向新材料强国转变的步伐正在加快,新材料行业将迎来更多的发展机遇、更大的发展空间。
中华人民共和国国家发展和改革委员会 中华人民共和国工业和信息化部 中华人民共和国应急管理部 中华人民共和国生态环境部 中华人民共和国科学技术部 中华人民共和国财政部 中华人民共和国商务部 中国石油和化学工业联合会
江苏省发展和改革委员会 江苏省工业和信息化厅 江苏省财政厅 江苏省生态环境厅 江苏省科学技术厅 江苏省商务厅 江苏省应急管理厅 江苏省市场监督管理局 江苏省统计局
北京市化学工业协会 天津市石油和化工协会 辽宁省石油和化学工业协会 内蒙古石油和化学工业协会 重庆市石油与天然气学会 河北省石油和化学工业协会 山西省化学工业协会 吉林省能源协会 黑龙江省石化行业协会 浙江省石油和化学工业行业协会 安徽省石油和化学工业协会 福建省石油和化学工业协会 江西省石油和化学工业协会 河南省石油和化学工业协会 湖北省石化行业协会 湖南省石油化学工业协会 广东省石油和化学工业协会 海南省石油和化学工业行业协会 四川省化工行业协会 贵州省化学工业协会 云南省化工行业协会 陕西省经济联合会 甘肃省石化工业协会 青海省化工协会
电话:协会:025-8799064 学会:025-86799482
会员服务部:025-86918841
信息部:025-86910067
传真:025-83755381
邮箱:jshghyxh@163.com
邮编:210019
地址:南京市梦都大街50号东楼(省科技工作者活动中心)5楼
增值电信业务经营许可证:苏B2-20110130
备案号:苏ICP备13033418号-1