干勇院士：制造業(yè)強(qiáng)國新材料發(fā)展戰(zhàn)略

干勇院士：制造業(yè)強(qiáng)國新材料發(fā)展戰(zhàn)略
2019年6月29-30日，第二十一屆中國科協(xié)年會在哈爾濱隆重舉行。在這一科技盛會前夕的6月28日，召開了“國際新材料科技發(fā)展論壇”（科協(xié)年會分會場）。論壇邀請了中國科協(xié)先進(jìn)材料學(xué)會聯(lián)合體主席團(tuán)主席干勇院士為領(lǐng)銜科學(xué)家，近10位兩院院士及多名國內(nèi)外知名材料專家、學(xué)者作了學(xué)術(shù)報告。
下面是干勇院士以《制造業(yè)強(qiáng)國新材料發(fā)展戰(zhàn)略》為題的主旨報告中的精彩內(nèi)容。
前  言

材料技術(shù)發(fā)展趨勢
材料技術(shù)向高性能、納米化、復(fù)合化和集成化發(fā)展，制造技術(shù)向智能化、全球化、集聚化和極限化發(fā)展。
 
制造強(qiáng)國戰(zhàn)略研究——“三步走”戰(zhàn)略
“制造強(qiáng)國戰(zhàn)略研究”是中國工程院會同工業(yè)和信息化部、國家質(zhì)檢總局等多個部門，于2013年聯(lián)合組織開展的重大長期咨詢項目，目前正在開展第三期研究。

基于制造強(qiáng)國指數(shù)研究結(jié)果，提出了我國跨入制造強(qiáng)國行列的“三步走”戰(zhàn)略：
步：到2025年中國制造業(yè)進(jìn)入世界第二方陣，邁入制造強(qiáng)國行列。
第二步：到2035年中國制造業(yè)進(jìn)入第二方陣前列，我國制造業(yè)整體達(dá)到世界制造強(qiáng)國陣營中等水平。
第三步：到2045年中國制造業(yè)進(jìn)入方陣，我國制造業(yè)大國地位更加鞏固，綜合實力進(jìn)入世界制造強(qiáng)國前列。

制造強(qiáng)國發(fā)展指數(shù)-評測結(jié)果
規(guī)模發(fā)展指數(shù)：中國表現(xiàn)突出，位居各國首位。此外，得益于上游行業(yè)持續(xù)升溫，2017年中國此項指數(shù)漲幅（4.66）為2012年以來高。

質(zhì)量效益指數(shù)：美國絕對優(yōu)勢依舊明顯，指數(shù)值遙遙領(lǐng)先，中國此項指數(shù)較低，與美國差距較大。高質(zhì)量發(fā)展任重道遠(yuǎn)。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化指數(shù)：美國、德國領(lǐng)先眾國，日本排名第三。中國在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面具有一定國際競爭力，但與美德日之間依然存在較大差距。

持續(xù)發(fā)展指數(shù)：美國和日本并駕齊驅(qū)，其次為德國、韓國。中國雖與英國、法國指數(shù)接近，但整體仍偏弱，與印度、巴西比優(yōu)秀也不明顯。
 我國十個重點領(lǐng)域可分為四個方面
 十三五新材料規(guī)劃與形勢

基礎(chǔ)材料與形勢
時至今日，我國已有鋼鐵、有色金屬、稀土金屬、水泥、玻璃、化學(xué)纖維等百余種材料產(chǎn)量達(dá)到世界位；材料產(chǎn)業(yè)成為我國國民經(jīng)濟(jì)的重要性組成部分，占我國GDP的22.8%左右，占城鎮(zhèn)就業(yè)人口15%左右。
問題與挑戰(zhàn)
我國新材料技術(shù)發(fā)展的使命依然艱巨，科技支撐能力需進(jìn)一步提升，領(lǐng)域發(fā)展依然面臨諸多挑戰(zhàn)：
基礎(chǔ)原材料整體技術(shù)水平不高，物耗能耗排放高；
核心技術(shù)、工藝及裝備依賴進(jìn)口或者受制于國外；
配套與工程化能力較弱，高端產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化程度低；
新興產(chǎn)業(yè)市場巨大，需求明確，但國際競爭激烈；
國家重大工程和國防建設(shè)對部分新材料需求強(qiáng)烈；
產(chǎn)業(yè)競爭力不強(qiáng)，利潤率低，部分行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。

高端新材料是重大工程成功的保障
材料是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會進(jìn)步和國防安全的物質(zhì)基礎(chǔ)，是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級和提升裝備制造業(yè)的保證，也是發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)。
基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性、前瞻性強(qiáng)
新材料是許多相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)變革的基礎(chǔ)和導(dǎo)引：
-微/光電子材料與器件→現(xiàn)代信息技術(shù)
-納米材料→生物技術(shù)與醫(yī)療技術(shù)
-超導(dǎo)材料與技術(shù)→能源技術(shù)
-碳纖維、高溫合金等→航空航天技術(shù)
顯示度差（一般不是終產(chǎn)品）
結(jié)構(gòu)材料和功能材料

需要高端新材料核心技術(shù)全面突破的時代已經(jīng)到來！
01  重點基礎(chǔ)材料

重點任務(wù)
面向量大面廣的基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)，促結(jié)構(gòu)調(diào)整與產(chǎn)業(yè)升級；
解決產(chǎn)品同質(zhì)化、低值化；兼顧環(huán)境、能源、資源、效率；
攻克設(shè)計開發(fā)、制造流程、工藝優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，提升國產(chǎn)化裝備制造水平；實現(xiàn)重點基礎(chǔ)材料高性能和高附加值、綠色高效低碳生產(chǎn)。

鋼鐵材料（流程、高性能鋼材、特種鋼材等）
有色金屬材料（鋁合金、鎂合金、鈦合金、稀貴等）
紡織材料（化工柔性化高效制備技術(shù)、再生纖維等）
石化材料（化工過程強(qiáng)化、催化劑、潤滑油等）
輕工材料（聚烯烴壽效同步技術(shù)、表面活性劑等）
建筑材料（水泥、混凝土、特種玻璃、陶瓷燈）

02  戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料

目標(biāo)
瞄準(zhǔn)全球技術(shù)和產(chǎn)業(yè)制高點，抓住我國“換道超車”的歷史性發(fā)展機(jī)遇，以第三代半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體照明、新型顯示為核心，以大功率激光材料與器件、高端光電子與微電子材料為重點，通過體制機(jī)制創(chuàng)新、跨界技術(shù)整合，構(gòu)建基礎(chǔ)研究及前沿技術(shù)、重大共性關(guān)鍵技術(shù)、典型應(yīng)用示范的全創(chuàng)新鏈，并進(jìn)行一體化組織實施。

指標(biāo)體系
到2020年，研發(fā)出四大類、百種以上新型電子材料與器件，在照明、顯示、移動通信、激光加工等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，推動和支撐產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過萬億，年節(jié)電3400億度，減少二氧化碳排放3億噸，形成專利1200項，制定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范100項，培養(yǎng)領(lǐng)軍型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才500名。

重點任務(wù)
聚焦新一代信息技術(shù)、智能制造、節(jié)能環(huán)保等重大需求；
重點研發(fā)支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展不可或缺的關(guān)鍵材料；
滿足“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”國家戰(zhàn)略需求，搶占未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點。

第三代半導(dǎo)體與半導(dǎo)體照明技術(shù)（GaN、SiC、LED 等）
新型顯示技術(shù)（OLED、激光顯示、印刷顯示等）
功能晶體與激光技術(shù)（晶體、紫外、超短脈沖、大功率激光器等）
高端光電子與微電子材料（光電子、微電子、磁電子、SAW等）

 
03  先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料

目標(biāo)
重點研究高性能纖維及復(fù)合材料、高溫合金、高端裝備用特種合金、海洋工程用關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料、輕質(zhì)高強(qiáng)材料、高性能高分子結(jié)構(gòu)材料、材料表面工程技術(shù)，以及3D打印材料與粉末冶金近終成形技術(shù)、金屬基復(fù)合材料與金屬層狀符合材料等關(guān)鍵材料和技術(shù)，實現(xiàn)我國高性能結(jié)構(gòu)材料研究與應(yīng)用的跨越發(fā)展。

指標(biāo)體系
建立我國先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料完善的科學(xué)體系，建立相關(guān)的材料數(shù)據(jù)庫、設(shè)計數(shù)據(jù)庫、工藝數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫；
建立20個“產(chǎn)-學(xué)-研-用”聯(lián)盟，建成材料設(shè)計、開發(fā)和應(yīng)用平臺；攻克20項具有重大戰(zhàn)略應(yīng)用背景的產(chǎn)品、系統(tǒng)和成套技術(shù)；形成20項自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)技術(shù)與核心成果。

重點任務(wù)
保障國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全；
支撐航空航天、高鐵、海洋工程、核電裝備等重大工程發(fā)展；
改變我國高端結(jié)構(gòu)材料長期落后、受制于人的局面，大力突破瓶頸技術(shù)。

高性能纖維及其復(fù)合材料（碳纖維、有機(jī)纖維、SiC等）
高溫合金（“一材多用”，大型、薄壁成形技術(shù)等）
海洋工程材料（耐蝕鋼、混凝土、防污涂層等）
高性能高分子結(jié)構(gòu)材料（聚芳醚酮、聚苯硫醚等）
輕質(zhì)高強(qiáng)材料與減量化技術(shù)
材料表面工程技術(shù)
3D打印材料及粉末冶金近終成形技術(shù)
金屬基復(fù)合材料與金屬層狀符合材料

04  新型功能與智能材料

目標(biāo)
圍繞航空航天、軌道交通、船舶車輛、海洋工程、清潔能源等高端裝備以及新一代信息技術(shù)、智能制造與機(jī)器人、精準(zhǔn)醫(yī)療等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對新型功能與智能材料的迫切需求，通過基礎(chǔ)前沿、重大共性關(guān)鍵技術(shù)到應(yīng)用示范進(jìn)行全鏈條設(shè)計和一體化組織實施；
突破新型稀土功能材料、智能/仿生與超材料、新一代生物醫(yī)用材料、先進(jìn)能源材料、高性能分離膜材料、生態(tài)環(huán)境材料、重大裝備與工程用特種功能材料的基礎(chǔ)科學(xué)問題以及產(chǎn)業(yè)化、應(yīng)用集成關(guān)鍵技術(shù)和高效成套裝備技術(shù)。
指標(biāo)體系
形成一批具有國際影響力的功能與智能材料創(chuàng)新和應(yīng)用示范基地，培育100家以上擁有核心發(fā)明專利和自主關(guān)鍵技術(shù)的高成長型科技企業(yè)，帶動萬億級產(chǎn)業(yè)群的形成。
重點任務(wù)
支撐信息、新能源、生物與健康、智能制造等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展；
提高稀土材料產(chǎn)品質(zhì)量和檔次，解決高端不足的問題；
重點開發(fā)節(jié)能減排、惠及民生發(fā)展的關(guān)鍵功能材料技術(shù)，帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展；
重點研發(fā)未來高端裝備、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的智能材料核心技術(shù)。

稀土新材料與應(yīng)用（磁性、發(fā)光、儲氫、催化材料等）
智能、仿生與超材料（仿生材料、超材料等）
先進(jìn)能源材料（含儲能材料、超導(dǎo)材料等）
高性能膜材料（水處理膜、氣體分離膜、特種分離膜等）
新一代生物醫(yī)用材料（體內(nèi)植入材料、載藥材料等）
生態(tài)環(huán)境材料
重大裝備與工程用特種功能材料

05  納米材料與器件

重點任務(wù)
催生變革性產(chǎn)業(yè)，引領(lǐng)科技進(jìn)步，推動我國實現(xiàn)跨越式發(fā)展；
提升核心競爭力，關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
石墨烯和新型納米碳材料及器件工業(yè)技術(shù)
信息電子產(chǎn)業(yè)用的納米材料與旗艦技術(shù)
特色資源高效利用的納米材料技術(shù)
高效能源轉(zhuǎn)換與存儲的納米材料與器件
納米生物醫(yī)用材料與器件
3D打印制造用納米復(fù)合材料與制品
納米加工、制備及測試表征技術(shù)與裝備
納米安全評價與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)
新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略
重點新材料開發(fā)的戰(zhàn)略意義
新材料是制造業(yè)和武器裝備高質(zhì)量發(fā)展的前提條件，是催生戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)先導(dǎo)，更是當(dāng)前補(bǔ)齊我國科技短板的重要著力點。
我國用40多年的時間，追趕了西方國家200余年的工業(yè)化進(jìn)程，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)的快速增長；
當(dāng)前我國已進(jìn)入工業(yè)化中后期，面對高質(zhì)量發(fā)展需求，材料基礎(chǔ)支撐作用不足的問題日益顯現(xiàn)。
以新一代信息技術(shù)、新能源、智能制造等為代表的新型產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對材料提出了更高要求，新材料的研發(fā)難度前所未有。
超高純度、超高性能超低缺陷、高速迭代多功能、高耐用、低成本、易回收、設(shè)備精良。
新材料已成為決定國家競爭力的關(guān)鍵領(lǐng)域和核心技術(shù)！
高端材料的技術(shù)壁壘日趨呈現(xiàn)

我國材料科技發(fā)展十分迅速
以國家973計劃、863計劃和科技支撐計劃為核心，突破了一批關(guān)鍵材料制備技術(shù)，取得了一批核心技術(shù)成果，我國新材料科技水平穩(wěn)步提升，創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)。

國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
新材料快速發(fā)展不斷推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，區(qū)域布局日趨合理。

超級鋼、電解鋁、低環(huán)境負(fù)荷型水泥、全氟離子膜、聚烯烴催化劑等產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)的突破，促進(jìn)了鋼鐵、有色、建材、石化等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。各地依據(jù)自身資源、人才、區(qū)位和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，發(fā)揮比較優(yōu)勢，支持新材料產(chǎn)業(yè)特色發(fā)展，促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)空間布局日趨合理，產(chǎn)業(yè)聚焦效應(yīng)不斷增強(qiáng)。

先進(jìn)半導(dǎo)體材料、新型電池材料、稀土功能材料等領(lǐng)域加速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大；
稀土永磁材料在電子信息、風(fēng)電、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大；
鋰離子電池材料在新能源、新能源汽車的應(yīng)用快速增長；
新型墻體材料、保溫隔熱材料等新型建材成為建筑工程的主流應(yīng)用；
集成電路及半導(dǎo)體材料、光電子材料等在電子信息產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用水平逐步提高；
第三代鋁鋰合金成功實現(xiàn)在大飛機(jī)上應(yīng)用，石墨烯在觸摸屏、功能涂料等領(lǐng)域初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；
生物材料、納米材料應(yīng)用已取得積極進(jìn)展。

創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展需要強(qiáng)大的新材料技術(shù)支撐
我國正處戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期：開辟新的經(jīng)濟(jì)增長點，提高環(huán)境承載能力，為我國新材料的大發(fā)展提供了難得的歷史機(jī)遇！
在轉(zhuǎn)型升級和新型工業(yè)化發(fā)展的交匯時期，對新材料的戰(zhàn)略需求特別突出，例如（至2030年）：
發(fā)展新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)：①大尺寸硅需求量達(dá)40億平方英寸/年、第三代半導(dǎo)體等先進(jìn)半導(dǎo)體拋光片的需求量達(dá)7.5億片/年，其中照明和工業(yè)節(jié)能，年需第三代半導(dǎo)體材料外延芯片約6億平方英寸；②新型顯示材料的需求量約為3.5億平方米/年；
發(fā)展航空裝備業(yè)：大客機(jī)、軍用機(jī)數(shù)千架，航空發(fā)動機(jī)用量將達(dá)3萬臺，加大換修件，高溫合金用量7萬余噸；
建設(shè)上千臺600℃、700℃超超臨界火電機(jī)組，需耐熱鋼和耐熱合金量數(shù)千萬噸；
發(fā)展高端裝備，基礎(chǔ)零部件用軸承鋼、齒輪鋼、模具鋼的年需求量分別為300萬噸、200萬噸和50萬噸；
建設(shè)海洋資源勘探、開采、儲運(yùn)及基礎(chǔ)設(shè)施，鋼及耐蝕合金需求量60萬噸/年；
新增5條西氣東輸線，需X90/100管線鋼1600萬噸、石油管64萬噸；
水資源高效利用（2020年），海水淡化和廢水再用規(guī)模約分別達(dá)到300萬m3/d和300億噸/年，需高性能分離膜材料約1億m2。
與燃煤鍋爐相關(guān)的大氣污染治理（脫硫、脫硝、PM2.5）（2017年），投資規(guī)?？偧s3000億，需高性能催化劑、耐磨耐蝕及除塵材料合計約400萬噸。

挑戰(zhàn)巨大
目前，上述需求中的高端及大規(guī)格新材料主要依賴進(jìn)口，自主保障率不及15%！以上重大需求事關(guān)國家命脈，無法指望國外！

重點新材料研發(fā)任務(wù)
圍繞重大需求，依據(jù)國家專項“大、?！睂傩砸?，按材料基礎(chǔ)支撐和集成應(yīng)用的特點，梳理出以下十三類重點新材料。
共性基礎(chǔ)類（一材多用——一種材料支撐多個重大需求，體現(xiàn)“大”）
先進(jìn)鋼鐵材料     高品質(zhì)高溫合金
先進(jìn)有色金屬     高性能陶瓷與玻璃
新型高分子材料  高性能纖維與先進(jìn)復(fù)合材料
稀土功能材料     先進(jìn)微電子光電子材料
戰(zhàn)略前沿材料
集成應(yīng)用類（一需多材——集成多種材料支撐一個重大需求，體現(xiàn)“專”）
新型顯示材料  綠色能源材料
新一代生物醫(yī)用材料  高性能分離膜材料
1高端裝備特種合金（先進(jìn)鋼鐵）
1.1 700℃超超臨界電站汽輪機(jī)用耐熱合金
1.2 油氣資源開采及超大輸量油氣管線用鋼
1.3 高強(qiáng)度高塑性汽車鋼
1.4 高速重載鐵路輪軌用貝氏體鋼
1.5 海洋油氣開采和輸送用高品質(zhì)海洋工程用鋼
1.6 高濕熱海洋環(huán)境下島礁基礎(chǔ)設(shè)施用鋼
1.7 先進(jìn)裝備基礎(chǔ)零部件用軸承、齒輪和模具鋼鋼
1.8 高品質(zhì)寬厚板和大型鑄鍛件
2 高溫合金——核心技術(shù)
  國內(nèi)一、二代單晶葉片和渦輪盤生產(chǎn)成品率、成材率和質(zhì)量穩(wěn)定性、一致性方面與國際先進(jìn)水平尚存在明顯差距，高檔次材料仍主要跟蹤國外、局部有所創(chuàng)新。
.低成本、質(zhì)量一致性和穩(wěn)定性好的“一材多用”技術(shù)；
.提高高溫合金產(chǎn)品成分的一致性和組織的均勻性；
.掌握復(fù)雜形體空心葉片單晶體生長控制技術(shù)；
.粉末高溫合金變形化技術(shù)徹底解決夾雜困擾；
.形成可靠、準(zhǔn)確、快速的高溫合金測試技術(shù)。
.粉末高溫合金的難點與突破
  粉末高溫合金采用預(yù)合金化粉末，每個粉粒類同一個“微小鋼錠”，偏析只在細(xì)小范圍內(nèi)發(fā)生，因而成分偏析小，初熔溫度高，有害相析出的傾向小，已成為三代以上航空發(fā)動機(jī)渦輪盤等核心部件的必選材料。但粉末盤夾雜物尺寸和數(shù)量的控制仍是其工程應(yīng)用的核心技術(shù)問題。
現(xiàn)已抽拉出直徑50mm的高溫合金母合金棒材，其中夾雜物含量控制理想。

2025年高溫合金
任務(wù)目標(biāo)
提高高溫合金產(chǎn)品成分的一致性和組織的均勻性
提高產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性，保證發(fā)動機(jī)可靠性及效率
降低高溫合金成本，實現(xiàn)稀貴元素的再生與利用
高溫合金尖端品種和前沿技術(shù)展現(xiàn)技術(shù)推動效應(yīng)

標(biāo)志性成果
二代高溫合金渦輪盤及單晶葉片性能穩(wěn)定、四代機(jī)使用可靠
國產(chǎn)高溫合金盤鍛件和環(huán)形件加工/時效后端面跳動量達(dá)標(biāo)

3 高性能纖維與復(fù)合材料
交通運(yùn)輸裝備輕量化用高性能纖維及復(fù)合材料
工程機(jī)械、電力裝備、海洋工程增強(qiáng)用高性能纖維及復(fù)合材料
先進(jìn)核能用高性能纖維及復(fù)合材料
軍民兩用耐熱高性能碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
高性能T300/T700/T800/MJ級碳纖維
高強(qiáng)型/高韌型/超高強(qiáng)高模型對位芳綸纖維
連續(xù)絲束SiC纖維
陶瓷先驅(qū)體
碳纖維及其復(fù)合材料市場需求（2030年需求量）
碳纖維需求量：15萬噸/年；
需求品種：高強(qiáng)、高強(qiáng)中模、高模、高強(qiáng)高模系列產(chǎn)品；
碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)值：9000億元
4 稀土新材料
我國稀土四個：資源、產(chǎn)量、應(yīng)用、出口
稀土新材料：新能源汽車、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、清潔能源的材料基礎(chǔ)。稀土磁性材料是稀土大應(yīng)用領(lǐng)域。
目前，稀土永磁材料已經(jīng)發(fā)展成為具中國特色的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一，尤其是中國制造2025、一帶一路發(fā)展戰(zhàn)略的實施，都離不開稀土磁性功能材料，像國家的大數(shù)據(jù)工程、高速鐵路工程、彎道超車的電動汽車工程等，稀土永磁材料已成為稀土磁性功能材料在推動高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展得典型代表。

但是，長期以來稀土永磁材料性能沒有大的突破，嚴(yán)重制約了一些國家重大工程項目的技術(shù)指標(biāo)的提高。此外，受生產(chǎn)水平以及國外專利的雙重限制，整體而言，我國的燒結(jié)釹鐵硼磁鐵多屬中低檔產(chǎn)品，并且總體售價偏低，核心技術(shù)還沒有完全掌握在自己手里。

從生產(chǎn)技術(shù)方面來說，在燒結(jié)釹鐵硼磁鐵生產(chǎn)領(lǐng)域，我國大部分企業(yè)已經(jīng)掌握了先進(jìn)的速凝薄帶和氫淬制粉等生產(chǎn)技術(shù)，具備了生產(chǎn)中高檔燒結(jié)釹鐵硼和釤鈷磁鐵產(chǎn)品的能力，并且高中檔產(chǎn)品的總體產(chǎn)量也在逐年提高。但是，與日本等發(fā)達(dá)國家相比，我國稀土永磁材料的產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)品一致性都還存在較大差距，國際競爭力不強(qiáng)。

稀土磁性材料方面，國外的德國真空熔煉公司、麥格昆（Magnequench）、日本住友（NEOMAX）、日本東京電氣（TDK）、芬蘭尼歐聯(lián)（Neorem）、大同電子、日本瑪特（MATE）、愛知制鋼、美國ETREMA等公司居于領(lǐng)先地位。
5 先進(jìn)微電子光電子材料
大直徑硅及硅基材料
第三代半導(dǎo)體材料
核心器件用高品質(zhì)微電子材料
大功率激光器、紅外探測器、特種光纖用高品質(zhì)光電子材料
第三代半導(dǎo)體材料
第三代半導(dǎo)體是固態(tài)光源和功率電子器件的“核芯”，即將迎來爆發(fā)性增長，國外政府加緊了在該領(lǐng)域的部署。2014年，奧巴馬高調(diào)宣布成立美國下一代電力電子技術(shù)國家制造業(yè)創(chuàng)新中心，從國家層面加強(qiáng)對第三代半導(dǎo)體技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，作為重振美國能源經(jīng)濟(jì)的重要抓手。
  在半導(dǎo)體照明市場，2014年我國產(chǎn)業(yè)規(guī)模為3507億元；到2020年將超過1.3萬億元；到2030年照明及超越照明總規(guī)模2.9萬億元。
  在功率器件市場，我國電網(wǎng)、高速軌道交通、新能源汽車、消費類電子等領(lǐng)域需求巨大。如：我國電網(wǎng)規(guī)模、電力總裝機(jī)容量均已超過美國，居世界首位，近年來花大力氣發(fā)展特高壓輸電技術(shù)，急需耐高壓、大電流、低損耗的第三代半導(dǎo)體功率器件及模塊。到2030年我國市場規(guī)模1780億元，帶動應(yīng)用系統(tǒng)市場規(guī)模約為3.6萬億元。
  在射頻器件市場，GaN微波器件工作帶寬比現(xiàn)在使用的Si橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（LD-MOSFET）器件搞一個數(shù)量級以上，可滿足5G移動系統(tǒng)對帶寬的要求。到2030年GaN微波器件及封裝的市場規(guī)模約為120億元，帶動移動通信基站及終端設(shè)備市場規(guī)模2000億元。
6 新型顯示及其關(guān)鍵材料
  預(yù)計到2030年，我國新型顯示材料的需求量約為3.5億平方米/年，產(chǎn)量超過6000億元人民幣；帶動上下游行業(yè)產(chǎn)值規(guī)模超過2萬億人民幣。汲取“CRT向LCD轉(zhuǎn)變”的慘痛教訓(xùn)，我國必須在新一代顯示技術(shù)領(lǐng)域展開布局。
  下一代新型顯示及其關(guān)鍵材料
LCD產(chǎn)業(yè)發(fā)展到G10產(chǎn)線，基板尺寸不斷擴(kuò)大，對資源的占用越來越大，越來越偏離綠色制造的理念。沿用半導(dǎo)體/真空工藝路線，繼續(xù)擴(kuò)大基板尺寸，將難以為繼。
  OLED是下一代的顯示技術(shù)，其核心競爭力是低成本。（器件結(jié)構(gòu)簡單）
  但在大尺寸OLED領(lǐng)域，傳統(tǒng)的真空蒸鍍工藝，無法克服效率、良品率等一系列問題，難以低成本化，因此，新型顯示產(chǎn)業(yè)亟需一種適  用于大尺寸OLED的嶄新工藝路線。
采用印刷或涂布方法，將可溶性顯示材料制作在基板上，形成器件的新型顯示技術(shù)，是一次產(chǎn)業(yè)技術(shù)的革命，具有輕薄、柔性、大面積、低成本、綠色制造等特點，將引領(lǐng)未來新型顯示產(chǎn)業(yè)的方向。
7超導(dǎo)材料
  超導(dǎo)具有常規(guī)材料不具備的三個特征：金屬汞的零電阻現(xiàn)象、完全抗磁性、量子遂穿效應(yīng)。
  超導(dǎo)技術(shù)一直是國際高技術(shù)的競爭前沿，是國際公認(rèn)的具有巨大技術(shù)革命潛力的領(lǐng)域。
8 綠色能源材料
高效率低成本晶體硅光伏電池材料
新型燃料敏化及有機(jī)太陽能電池材料
高比能電池材料
低成本室溫水性鈉離子電池材料
高功率高能量超級電容器材料
固體氧化物及質(zhì)子交換膜燃料電池材料
9先進(jìn)輕合金材料
  針對我國輕合金產(chǎn)品結(jié)構(gòu)低端、自主創(chuàng)新基礎(chǔ)薄弱、部分高端應(yīng)用領(lǐng)域自主保障能力嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀，聚焦先進(jìn)民用飛機(jī)、海洋石油工程、乘用車等高端裝備的應(yīng)用需求，攻克高性能輕合金材料設(shè)計、冶金質(zhì)量及組織調(diào)控、殘余應(yīng)力表征及控制以及產(chǎn)品一致性、穩(wěn)定性和可靠性控制等關(guān)鍵技術(shù)。
重點開展以下研究內(nèi)容
9.1大型客機(jī)用先進(jìn)輕合金材料及其低成本制造技術(shù)；
9.2航空航天用高強(qiáng)高韌輕合金新品種和先進(jìn)制備技術(shù)；
9.3海洋工程用高強(qiáng)耐蝕鈦合金/鋁合金新品種及制造技術(shù)；
9.4汽車輕量化用高性能鋁/鎂合金及其加工制造技術(shù)；
9.5大規(guī)格輕合金材料的殘余應(yīng)力表征及低殘余應(yīng)力制造技術(shù)。
2025年任務(wù)目標(biāo)
實現(xiàn)海洋工程及船舶用鈦合金/鋁合金管材、中厚板系列品種產(chǎn)品的工業(yè)化批產(chǎn)能力。
新一代鋁合金車身板實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化，整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平；形成高導(dǎo)熱抗疲勞鎂合金生產(chǎn)技術(shù)及新能源汽車電池組托盤、輪轂等典型結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)，建立生產(chǎn)及應(yīng)用示范線。
2025年標(biāo)志性成果
達(dá)到裝機(jī)狀態(tài)的國產(chǎn)鋁合金材料占大型客機(jī)（C919）結(jié)構(gòu)重量50%以上；國產(chǎn)鈦合金和第五代航空鋁材實現(xiàn)批量生產(chǎn)，全面支撐C929寬體客機(jī)、新一代軍用飛機(jī)設(shè)計選材；國內(nèi)航空輕合金材料用量達(dá)10萬噸以上。
建立海洋石油鉆探及艦船用鈦合金/鋁合金產(chǎn)品示范生產(chǎn)線，實現(xiàn)典型示范應(yīng)用。
新一代鋁合金車身板年用量約50萬噸，國內(nèi)轎車輕量化制造用鋁材自給率達(dá)到80%；高導(dǎo)熱抗疲勞鎂合金裝車量達(dá)到新能源汽車產(chǎn)量的10%左右。
制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)
“中國制造2025”提出，建設(shè)制造強(qiáng)國要實施五大工程，其中重要工程之一是“建設(shè)完善的制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系”，包括促進(jìn)企業(yè)成為技術(shù)創(chuàng)新主體、加強(qiáng)共性技術(shù)研發(fā)、加強(qiáng)人才培養(yǎng)等具體措施。