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我国材料工业水平落后的原因和破解之道——原因和破解之道

邵立国 康萌越 黎文娟
2019-03-13 08:37:40  来源:学习时报

  “一代材料,一代产业”,新材料产业因其知识密集、技术密集、附加值高等特点,成为了制造业发展的关键支撑。美国、德国、日本等制造强国都在新材料领域广有建树,新材料产业早已成为各国先进制造业竞争的焦点。目前我国新材料产业逐步实现从无到有、从小到大的历史跨越,品种门类逐步齐全,取得了一定成就,具体表现为:一是规模提升快,产业集聚发展效应逐步显现。新材料产业总产值已由2010年的0.65万亿元增至2017年的3万亿元。预计到2020年,生产总值将超过6万亿元,稀土、储能、光伏等部分领域产能位居世界前列。全国已经在浙江、广东、湖南等多地形成了产业集群,推动我国新材料产业集聚发展。二是支持力度大,产业发展政策环境逐步优化。2016年成立了国家新材料产业发展领导小组,推动新材料产业发展的总体部署和重要规划。国家重大科技专项、“核高基”专项、《关键材料升级换代工程实施方案》《新材料产业发展指南》《重点新材料首批次应用示范指导目录》等政策陆续出台,营造了良好的政策环境。在国家自然科学基金项目中,工程与材料科学项目比重已经超过15%。三是创新资源丰富,部分领域步入国际先进行列。高校和科研院所是我国新材料创新的重要力量,2017年我国共有89所高校进入ESI(即“基本科学指标数据库”)材料科学全球前1%的行列,被视为“国际高水平学科”。近期相继成立了增材制造、轻量化材料成形技术及装备等国家级制造业创新中心,推动关键材料创新及产业化。目前,我国已经在很多领域取得重要突破,尤其在超导、人工晶体、硬质合金等方向上居国际重要位置。

  材料工业水平落后的主要原因

  但与规模快速增长形成鲜明对比的是,我国很多制造业发展必需的关键核心材料尚未突破,长期处于受制于人的状态。据统计,在130多种关键基础材料中,32%在我国仍为空白,52%完全依赖进口,高强高韧铝合金材料、航空级钛材、有机氟材料、有机硅材料等几乎被欧美日等国家垄断,造成这种局面的主要原因在于:

  一是基础性先导性研究不足,新材料前沿领域长期处于跟随状态。我国材料科学起步晚,新材料的理论与方法积累等基础性研究相对较少,与基础数学、现代物理等学科的融合不够,造成新材料领域长期处于跟随发展的局面。如,石墨烯、碳纤维、光纤、稀土永磁等当前热点前沿领域都诞生自欧美国家,我国学者更多的是进行改良和延伸。同时,我国虽然持续加大对原始创新的投入力度,但总体上仍低于美国等发达国家。美国联邦研发经费统计报告显示,2017年美国基础研究预算达到了323亿美元,而同年我国的基础研究经费仅为976亿元人民币,不到美国的一半。

  二是高层次人才流失加剧,进一步削弱我国在新材料领域的研究能力。汤森路透集团发布的全球顶尖100位材料学家名人堂榜单中,前6位均为华人,但这些科学家无一例外都在国外高校和科研机构任职。高层次人才国内外流动本也无可厚非,但新材料领域中的这种情况则实属罕见。随着近几年投入力度不断加大,我国科研基础设施与国外的差距已经逐步缩小,但科研创新“软环境”建设方面的问题则暴露出来。

  三是重科研、轻应用现象突出,新材料领域科研成果与实际应用形成强烈反差。目前,我国新材料领域专利申请量已经居于世界前列,这与我国新材料产业研发能力不足、产品提升诸多短板无法突破形成强烈反差。研发与应用体系衔接不足是其中的重要原因,很多科研工作者瞄准的是国外顶级期刊,对产业急需的核心材料却鲜有研究。同时,新材料生产企业与下游应用企业间的协作不够密切,“研发—应用—反馈—再研发”机制不健全,很多产品虽然性能指标与国外产品一致,但下游企业缺少采购意愿,造成产品研发成本高、应用少的尴尬局面,降低了企业持续投入的积极性。

  四是政策支持碎片化分散化,新材料产业诸多卡脖子领域难获足够支持。持续制定政策进行支持,是世界主要制造强国推进新材料产业发展的通行做法。美国就先后制定和实施了《未来工业材料计划》《国家纳米技术计划》《先进汽车材料计划》《材料基因组计划》等多项政策,以保持在新材料领域的全球领导地位。“十二五”以来,我国已经通过规划、重大专项等方式,形成了一批推动新材料产业发展的政策措施。不过,总体而言我国新材料产业所获得的科技、金融等要素供给和支持过于碎片化,没有形成有效合力,很多领域都难以获得足够的支持。

  五是标准体系不健全,科研成果共享水平不高。我国新材料标准体系还不完善,部分产品标准标龄过长,一些关键标准研究不足,缺少工艺参数等基础数据,导致我国很多新材料产品采用的都是国外标准,影响了产品持续研发与下游企业的应用。部分领域还没有形成适合我国国情及技术水平的牌号体系,存在多国牌号并存、互不兼容的复杂局面。此外,我国缺乏公共性的研发数据集成发布平台,各类研发机构处于分散、封闭的状态,无法共享科研数据成果,很多材料研发和测试都属于低水平的重复。

  新材料产业跨越发展的突破口

  当前,我国制造业正处于转型升级的关键时期,要解决制造业诸多卡脖子问题,新材料的支撑作用必不可少。必须加强统筹,继续提升增强新材料产业的创新能力,谋划新材料产业跨越发展的突破口。

  一是加大新材料领域基础性研究。在基础研究持续加大投入的基础上,对于一些严重制约制造业发展的材料短板,要加快设立重大专项,集中突破。考虑到新材料产品领域的原始研发创新存在周期长、风险高、获益大等特点,在财政支持基础上,还要充分引入金融支持,加快天使投资、创投基金、私募股权基金等与新材料产业创新相结合,在产品的基础研究、探索商业模式、产业化等不同阶段,进行资本对接,为新材料产业创新提供持续动力来源。

  二是完善新材料产业创新环境。建立更为灵活、更为宽容的创新管理体系,把研究人员从跑项目、找项目等繁琐的工作中解脱出来。继续推动考评体系改革,增强对工程化人才、应用型人才的激励。营造宽容失败的科研氛围,鼓励研究人员勇于尝试新的研究范式与思路。对于新材料产业顶尖人才,除了良好的薪资和生活待遇外,要给予充分的信任和自主权,充分激发人才的创新活力与热情。

  三是强化示范引领和产业协同。继续实施新材料首批次应用保险补偿机制试点工作,加强国家层面对新材料研发成果的认证推广,增强下游企业应用信心和动力。注重对新产品的市场培育,综合利用政府采购等手段,加快新材料研发成果应用。发挥工业强基“一条龙”等工程作用,推动基础材料企业、零部件企业与整机企业开展合作,形成研发共同体。

  四是加强顶层设计和制度建设。统筹各部门各地方资源,加强新材料产业发展的战略指引,形成长效机制。对于重点领域和瓶颈方向,统筹各部门现有政策,形成连续相互匹配的政策合力。充分发挥军用智力资源的潜在力量,促进新材料领域军民资源共享,鼓励新材料军用技术向民用转化。

  五是完善新材料标准体系建设。依托最新发布的《战略性新兴产业分类(2018)》,对各类材料进行收集汇总,参考欧洲、美国先进经验,按照性能、工艺等进行分类整理,建立符合我国情的材料牌号序列。制定与标准相适应的工艺及检测标准,搭建国际化的标准监测平台,加强新材料的检验检测及结果运用,使新材料产业发展走上标准化、程序化的轨道。

编辑:张苇柠

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