新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料。其内涵包括运用新概念、新方法和新技术,合成或制备出具有高性能或具有特殊功能的新材料;或对传统材料的再开发,使性能获得重大的改进和提高。新材料产业是国家战略性新兴产业的重要组成部分,对经济社会发展和国家安全具有重要的支撑作用。近年来,随着科技创新和产业转型升级的推进,新材料产业在我国呈现出快速发展的态势,市场规模不断扩大,技术水平不断提高,应用领域不断拓展,为推动制造业高质量发展、加快建设制造强国提供了有力支撑。同时,新材料产业也面临着一些挑战,如关键原材料供应不足、核心技术受制于人、产业集聚效应不明显等,需要进一步加强政策引导和支持,提升产业创新能力和竞争力。
本报告展现了新材料产业发展的现状与未来,梳理了全球、全国以及省市层面的政策脉络和概况。介绍了我国新材料产业的主要政策亮点,并且采用政策文本分析法对政策条目进行量化分析,深入剖析产业政策中存在的问题,提出了完善建议;分析了我国新材料产业政策与国外的差距,尤其是在财税金融、研发体系、知识产权等方面的差距;最后深入探讨了我国新材料产业政策的走向,包括强化宏观统筹度、提高成果转化率、加强科研软实力等具体政策走向等。
一、新材料产业的现状与未来
1.国内外产业竞争态势
1.1发展战略
近年来,随着新一轮科技革命和产业变革不断深入,新材料作为支撑现代制造业的“底盘技术”,在创新能力、产业规模、集聚效应等方面取得了长足进步,在科技与经济发展中的支撑引领作用更加显现。世界主要经济体受到政策、市场、技术等三个要素的驱动,持续提高新材料研发相关投入,持续强化新材料产业布局。
美国注重前沿新材料研发,推动高精尖产业发展,出台了《先进制造业国家战略计划》、《国家纳米计划》、《国家电蓝图2021-2023》等政策,以国防部(DoD)、能源部(DoE)、卫生研究院(NIH)、国家标准技术研究院(NIST)、国家科学基金会(NSF)、国家科学院等机构为具体责任部门,启动“联合大学微电子计划2.0”,“未来半导体计划”,“关键材料协作计划”建设量子路径和基于模型的增材制造鉴定与认证等研究所,开展“关键材料加速器项目”,期望整合DOE和联邦政府的关键材料应用研究、开发与示范。重点发展新能源材料、生物与医药材料、环保材料、信息材料、纳米材料、极端环境材料及材料计算科学、电动汽车相关材料、材料基因组、宽禁带半导体材料等。
欧盟注重数字化绿色化发展,推动新材料使能,在先进材料技术研发与创新上确定了保障能源安全、提高资源利用和促进大众健康三大目标,制定了《发展欧洲关键使能技术总策略》、《地平线欧洲》框架计划、《关键原材料法案》《材料2030路线图》等政策文件,以期确保原材料供应安全,获得竞争优势,重点关注石墨烯、绿色与可持续材料和工业材料等的研发。
日本注重数据驱动,提升新材料实用性,向来重视新材料技术研发实用性,所选取的重点是市场潜力巨大和附加值高的新材料方向,并推动实现专业化、产业化。注重长期的国家科学技术基本计划,建立了高效的产官学研合作机制,非常注重整体和系统的技术战略路线图;从多个维度推进创新集群建设。制定了《创新战略2020》、《新材料技术战略》、《新材料技术路线图》等政策,加强材料数据的收集、分析和共享,重点开发高性能材料、智能材料、生物材料、环境材料等。设立了绿色创新基金,资助碳中和相关新材料技术研发的多项项目,以低碳、固碳、碳循环等为直接目标,降低全产业链碳排放,助力碳中和目标实现。
韩国注重政策与投资,推动未来产业发展,制定了《新材料产业发展基本法》、《新材料产业发展五年计划》、《新材料产业发展战略》《国家战略技术培育方案》等政策,加大对新材料产业的财政支持和税收优惠,将半导体和显示器、二次电池、下一代移动出行、新一代核能、先进生物技术、航空航天和海洋技术、氢能、网络安全、人工智能、下一代通信技术、先进机器人与制造、量子技术作为十二大国家战略技术进行重点培育。
中国注重基础研究,推动制造业发展,制定了《新材料产业创新发展行动计划》、《新材料产业“十四五”发展规划》《工业战略性新兴产业分类目录(2023)》《产业结构调整指导目录(2024年本)》《前沿材料产业化重点发展指导目录(第一批)》等政策,基于经济社会发展需要,重点布局前沿新材料的研发和产业化应用,将新材料各细分领域产品进一步分为鼓励类、限制类、淘汰类三类,精准引导产业发展,重点突破高端新材料、战略新材料、绿色新材料等。
1.2产业规模
全球新材料市场规模持续增长,2010年全球新材料市场规模超过4000亿美元,到2017年2.3万亿美元,2019年2.82万亿美元,每年以10%以上的速度增长。2020年全球新材料产业规模接近3万亿美元,2026年全球新材料产业规模有望超6万亿美元,年均复合增速有望超14%。
我国新材料市场规模也快速扩大,我国新材料产业总产值达6.8万亿元,占全球新材料产业产值比重近1/4,近10年年均增速保持在15%以上。据工信部预计,2025年我国新材料产业产值将达到10万亿元,2020-2025年年均复合增长率(CAGR)达13.5%。
1.3产业结构
2020年,全球新材料产业结构为:先进基础材料产值占比为49%;关键战略材料产值占比为43%;前沿新材料产值占比为8%;据有关部门预测,2023年全球三类新材料占比将分别为50%、35%、15%。
2020年,我国新材料产业结构为:先进基础材料产值占比为57.4%;关键战略材料产值占比为39.1%;前沿新材料产值占比为3.5%。
同期,相对而言,我国的关键战略材料、前沿新材料产值比重比全球平均水平要低,受3D打印、石墨烯、超导等新兴产业技术不断突破的影响,未来前沿新材料比重将会继续上升。
1.4竞争梯队
目前全球新材料产业形成了三级竞争梯队,我国仍处于第二梯队。其中:第一梯队是美国、日本、欧洲等发达国家和地区,在经济实力、核心技术、研发能力、市场占有率等方面占据绝对优势;第二梯队是韩国、俄罗斯、中国等国家,新材料产业正处在快速发展时期;第三梯队则是巴西、印度等国家,正处在追赶阶段。
美国、日本和欧洲等发达国家和地区是新材料产业的创新主体,其拥有绝大部分大型跨国公司,在经济实力、核心技术、研发能力、市场占有率等多方面占据绝对优势,占据全球市场的垄断地位。其中,美国全面领跑,日本在纳米材料、电子信息材料等领域,欧洲在结构材料、光学与光电材料等方面有明显优势。中国、韩国、俄罗斯紧随其后,目前属于全球第二梯队。中国在半导体照明、稀土永磁材料、人工晶体材料,韩国在显示材料、存储材料,俄罗斯在航空航天材料等方面具有比较优势。除巴西、印度等少数国家之外,大多数发展中国家的新材料产业相对比较落后。从新材料市场来看,北美和欧洲拥有目前全球最大的新材料市场,且市场已经比较成熟,而在亚太地区,尤其是中国,新材料市场正处在一个快速发展的阶段。从宏观层面看,全球新材料市场的重心正逐步向亚洲地区转移。
2.国内主要省市竞争态势
2.1发展目标
中国工程院发布的“新材料强国2035战略”,提出我国下一阶段新材料发展总体目标为:
到2025年,重点新材料总体技术和应用与国际先进水平同步,部分达到国际领先水平;全面提升新材料产品质量水平与稳定性,中高端产品所占比重大幅提升,整体水平进入全球价值链中高端环节;关键高端材料和高端装备自主研发水平和自主保障能力显著提升,关键短板材料受制于人问题得到有效缓解。
到2035年,在世界材料强国行列中占有一席之地;围绕保障国家安全、产业安全、科技安全的重大需求,核心系统、关键器件受制于人的问题基本解决;对事关国计民生和国家安全重点领域的器件与材料需求,构建系统性、全方位的支撑保障能力;全面提升材料行业的国际竞争力,基本建成材料自主创新体系。
到2050年,位于世界材料强国前列,全面建成材料自主创新体系,材料研发能力和产业竞争力处于全球领先水平;材料发展全面满足国民经济建设和国防安全需求,支撑人类经济社会发展。
2.2发展重点
我国新材料产业集聚效应明显,从追求大而全向高精尖转型,竞争态势日益激烈。北京、深圳、上海、苏州已经成为国内四大纳米材料研发和生产基地;京津地区、内蒙古包头、江西赣州及浙江宁波等地则成为稀土钕铁硼材料的主要生产基地;武汉、长春、广州、厦门成为光电新材料的主要产业基地。各省市新材料发展重点见下图:
图1中国各省市重点材料产业全景图
2.3产业集聚
截至目前,我国已有国家级新材料领域先进制造业集群7个、国家级创新中心6个、省级以上新材料产业基地超100个、省级以上新材料产业园区超过200个、专精特新“小巨人”企业1972家、制造业单项冠军企业248家。近年来,我国布局建设18个生产应用示范平台、13个测试评价平台和1个资源共享平台,推动一批关键材料加速生产应用衔接和验证,开发一批关键共性技术,服务中小企业7.7万家,有效支撑新材料产业规模不断扩大。
二、新材料产业政策
1.国家层面政策
调整产业结构。《产业结构调整指导目录(2023年,征求意见稿)》是继2005年、2011年、2019年版后第四次整体性的更新,仍延续了鼓励类、限制类、淘汰类三个类别。
持续推进标准建设。2013年工信部发布了《新材料产业标准化工作三年行动计划》,2018年提出《新材料标准领航行动计划(2018-2020年)》,2021年提出《工业和信息化标准工作要点》,2023年工信部、科技部等部门联合引发《新产业标准化领航工程实施方案(2023─2035年)》。
建设生产应用示范平台。工业和信息化部、财政部2018年联合印发了《国家新材料生产应用示范平台建设方案》,提出国家新材料生产应用示范平台以新材料生产企业和应用企业为主联合组建,吸收产业链相关单位,衔接已有国家科技创新基地,打破技术与行业壁垒,实现新材料与终端产品协同联动。
建设测试评价平台。2018年初工信部和财政部联合公布将“建设国家新材料测试评价平台”的重要政策,并发布《国家新材料测试评价平台建设方案》,指出要依托检测机构、应用企事业单位、科研院所等力量,建设“主中心+行业中心+区域中心”测试评价体系。截至目前,国家新材料测试平台已经形成了“1个主中心+7个行业中心+3个区域中心”的建设体系,初步形成测试评价服务网络体系。
建设资源共享平台。工业和信息化部、财政部发布了《国家新材料产业资源共享平台建设方案》,加快了新材料产业资源交流互通,为新材料产业发展提供了有力支撑。目前,平台建成政务信息、行业知识、仪器设施、供需对接、科技成果转化和其他资源服务等六大服务模块。
2.省市层面政策
提升壮大产业链。2022年2月安徽出台《安徽省“十四五”新材料产业发展规划》开展链主企业培育专项行动,2022年4月浙江出台《2022年省新材料产业发展工作要点》实施重点领域新材料产业链提升工程,2023年11月甘肃出台《新材料产业发展规划》实施产业成链聚群打造工程。
培育引进优势企业。2022年7月河南出台《加快材料产业优势再造换道领跑行动计划(2022—2025年)》加快推进材料企业“小升规”,2023年9月深圳出台《深圳市关于推动新材料产业集群高质量发展的若干措施》培育新材料制造业单项冠军和“专精特新”企业,2023年12月重庆出台《重庆市轻合金材料产业集群高质量发展行动计划(2023—2027年)》实施企业主体培育行动。
集聚扩大产业集群。2022年2月安徽出台《安徽省“十四五”新材料产业发展规划》以园聚链、以链集群,2022年4月浙江出台《2022年省新材料产业发展工作要点》实施千亿级新材料战略性新兴产业集群建设行动计划,2023年12月重庆出台《重庆市轻合金材料产业集群高质量发展行动计划》推动上下游产业集群融合发展。
蓄力打造创新载体。2022年7月河南出台《加快材料产业优势再造换道领跑行动计划(2022—2025年)》鼓励优势企业参与国家重点实验室建设,2022年2月安徽出台《安徽省“十四五”新材料产业发展规划》组建省级新材料研究院,2023年9月深圳出台《深圳市关于推动新材料产业集群高质量发展的若干措施》打造材料科技创新发展高地。
积极搭建服务平台。2022年6月云南出台《云南省新材料产业发展三年行动(2022—2024年)》建设新材料资源共享平台,2023年2月湖南出台《湖南省新材料中试平台(基地)建设实施方案》向中试平台(基地)固定资产建设给予补助,2023年9月深圳出台《深圳市关于推动新材料产业集群高质量发展的若干措施》支持实施新材料中试及产业化项目。
广泛开展数智赋能。2022年7月郑州出台《关于加快新材料产业发展的实施意见》发展新材料智能化、自动化装备系统,2022年7月湖南出台《加快材料产业优势再造换道领跑行动计划(2022—2025年)》推动工业互联网赋能,2023年1月江西出台《江西省有色金属产业数字化转型行动计划(2023-2025年)》提出了“企业数字化提升行动”“行业数字化推广行动”“数字化生态构建行动”等三个方面10个重点任务。
深度推进低碳转型。2022年7月郑州出台《关于加快新材料产业发展的实施意见》加快企业绿色化改造,2023年2月河南出台《加快材料产业优势再造换道领跑行动计划(2022—2025年)》深入推进绿色制造。,2023年9月甘肃出台《新材料产业发展规划》研发和推广应用绿色低碳先进技术。
基于内容和文本量化分析法的政策研究
本报告采用政策文本计量分析法,构建“政策主体—政策目的—政策工具”三维分析框架,对我国地方政府新材料产业政策进行分析,厘清我国地方政府在新材料产业政策制定过程中对于不同政策主体和政策目的的政策工具选择,为我国地方政府未来新材料产业政策的制定或修订提供一定的理论和决策支撑。
表1新材料产业政策分析框架表
X(政策作用)维度:当前的新材料产业政策首要关注的是新材料的技术研发与创新以及科技创新载体建设方面,在成果转化、产学研保护以及对外交流合作上则关注相对较少。
图2新材料产业政策作用维度统计分析
Y(目标主体)维度:企业是当前新材料产业政策的主要目标主体,占比达到47%。在诸如专项方案、行动计划和综合发展规划等类型的新材料产业政策中,均会强调企业对新材料的研发和应用。
图3政策目标主体统计分析
Z(政策工具)维度:我国政策工具仍以政府正当权威为基础颁布的各类许可、禁令和其他行为规范的权威式政策工具占比最大,达到38%;通过特定形式来影响政策目标的价值判断,促使其采取特定行动的符号与劝告式政策工具占比次之,达到36%;依靠正面或负面激励引导或鼓励政策目标采取或放弃某一行动的诱因式政策工具局第3位。
图4政策作用维度统计图
三、我国新材料产业政策与国外差距
1.产业财税金融政策力度较弱。我国新材料产业的财税金融政策主要集中在税收优惠、贷款贴息、资金补助等方面,但与国外相比,政策力度和覆盖面仍不够,尤其是对中小企业的支持不足,导致新材料产业的资金链紧张,创新活力不足。
2.研发体系创新性仍不够。我国新材料产业的研发体系主要依赖于国家级的重大科技项目和专项计划,虽然取得了一些重要成果,但也存在一些问题,如重复建设、资源分散、缺乏协同创新、成果转化难等。与国外相比,我国新材料产业的研发体系缺乏灵活性和开放性,难以适应快速变化的市场需求和技术发展。
3.知识产权和专利市场适应性待提高。我国新材料产业的知识产权和专利保护水平有所提高,但与国外相比,仍存在一些差距,如专利质量不高、专利布局不合理、专利运用和维权能力不强等。此外,我国新材料产业的专利市场还不够成熟,专利交易、许可、转让等活动不活跃,专利价值难以体现。
4.产业政策系统化不足。我国新材料产业的政策制定主要由不同部门和层级分别负责,缺乏统一的顶层设计和协调机制,导致政策目标、内容、工具、实施等方面存在不一致、不协调、不衔接的问题,影响政策的有效性和效率。
5.市场准入与监管政策协调性不足。我国新材料产业的市场准入和监管政策主要包括产品标准、质量认证、环境评估、安全监管等方面,旨在保障新材料产品的质量、安全、环保等方面的要求,但与国外相比,我国新材料产业的市场准入和监管政策存在一些问题,如标准制定滞后、认证程序复杂、监管手段单一、惩罚力度不够等,不利于新材料产品的市场推广和应用。
6.人才培养与引进政策不够完善。我国新材料产业的人才政策主要包括人才培养、引进、激励、流动等方面,旨在为新材料产业提供充足、优质、合适的人才资源,但与国外相比,我国新材料产业的人才政策存在一些问题,如人才结构不合理、人才培养与需求脱节、人才引进与留用难度大、人才激励机制不健全等,制约了新材料产业的创新能力和竞争力。
7.国际合作与交流机制不健全。我国新材料产业的国际合作与交流政策主要包括参与国际组织、开展双边或多边合作、支持出国留学或引进外国专家等方面,旨在借鉴国外的先进经验、技术和管理,提升我国新材料产业的国际影响力和话语权,但与国外相比,我国新材料产业的国际合作与交流政策存在一些问题,如合作范围和层次不够广泛、合作内容和形式不够深入、合作效果和效益不够明显等,难以充分利用国际资源和平台。
四、新材料产业政策走向
1.宏观战略走向。新材料产业政策将紧密围绕国家战略需求,加强顶层设计和统筹协调,形成新材料产业发展的总体规划和路线图,明确重点领域、关键环节和突破方向,推动新材料产业与国家重大工程和重大项目的对接,提升新材料产业的战略支撑能力。
2.创新驱动走向。新材料产业政策将以创新为核心,加大基础研究和应用基础研究的投入,强化关键核心技术的攻关,培育新材料产业创新主体,构建新材料产业创新体系,推动新材料产业的技术创新和模式创新,提高新材料产业的创新能力和水平。
3.开放协作走向。新材料产业政策将积极参与国际合作与竞争,加强国际标准和规则的制定和参与,推动新材料产业的国际化布局和国际市场开拓,促进新材料产业的国际交流和合作,提升新材料产业的国际影响力和竞争力。
4.绿色发展走向。新材料产业政策将坚持绿色发展理念,加强新材料产业的节能减排和资源循环利用,推动新材料产业的绿色制造和绿色产品,促进新材料产业的绿色转型和升级,提高新材料产业的绿色发展水平和质量。
5.服务导向走向。新材料产业政策将以服务为导向,加强新材料产业的公共服务平台和公共技术服务体系建设,提升新材料产业的服务能力和效率,满足新材料产业的多元化和个性化服务需求,促进新材料产业的服务创新和服务升级,提高新材料产业的服务价值和贡献。