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薛群基院士:打造新材料科创高地 为现代化产业体系建设提供有力支撑

2023-02-27   中国科技产业   阅读量:346

    新材料产业是战略性、基础性产业,是国民经济发展的基础。与此同时,新一轮科技革命和产业变革促使新材料发展不断追求更高的使役性能,并朝着绿色化、个性化、复合化和多功能化的方向迅速发展,“材料先行”已成为现代化产业体系高质量发展的重要基石,带动着传统产业的创新升级和战略性新兴产业的蓬勃发展。因此,国家为新材料创新发展谋定了顶层规划和长期战略部署。宁波新材料产业总体规模全国领先、是全国7个新材料产业基地之一,新材料产学研用齐聚,先天优势凸显,为新材料科创高地的打造提供了雄厚的基础和广阔的空间。

    一、材料是人类社会进步的基石

    材料是人类文明进步的基石,是推动经济和社会发展的强大引擎。从青铜时代到铁器时代,从电气化时代到信息化时代,每一项具有划时代意义的重大技术突破,都与新材料的诞生息息相关。在1920年至2020年的百年之间,20项材料相关科技成果的发明人获得了诺贝尔物理学奖或化学奖。由此可见,材料科学对全球科技进步的贡献,得到了科学界的广泛认同。众所周知,每一种重要材料的发明、生产和应用,都会使社会生产力实现新的跨越,给人类的生活方式和社会形态带来巨大变革。例如,美国贝尔实验室在20世纪中叶发明的晶体管为硅基半导体集成电路的研制成功奠定了基础,进而引发了第三次工业革命,使人类社会进入信息时代,由此催生了互联网、智能制造等无数新兴产业,创造出巨大的社会财富。与此类似,包括多晶硅、锂离子正极材料在内的能源材料的发现和发展不仅催生了太阳能、风能等多元化可再生能源行业,还极大推动了电动汽车等低碳环保能源经济的发展。

    几十年来,随着互联网、人工智能、新能源、生物技术等科技与产业高速发展,世界已经进入处于新一轮科技革命和产业变革的关键突破期。然而,物联网的智能芯片、新能源设备的底层硬件、生物技术的基材等无一不依赖于新材料的发现与发展。可见新材料仍然是全球范围内新一轮科技革命和产业变革的物质基础和先决条件, “材料先行”已经成为现代化产业体系高质量发展的重要基石。

    二、材料是贯穿全球竞争的必争之地

    材料的研发水平及产业化规模,已经成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志,为了获取全球竞争优势,我国和世界主要国家都把材料技术列为优先发展的关键技术。迄今为止,全球已有30多个国家制定了与新材料相关的发展战略,启动了100多项专门计划。

    经过多年培育与发展,我国材料技术与产业取得了长足进步。在产业上,我国已形成了全球门类最全、品种与产量规模第一的材料产业体系,钢铁、有色金属、化纤等百余种材料产量世界第一。在研发基础上,我国已初步形成较为完整的研发生产体系,拥有近300个产业化基地,多数材料已经可以满足国民经济的基本发展要求。在创新能力上,我国在材料领域拥有超200万名科技人员,170多家国家重点实验室和工程研究中心,科技论文数和发明专利申请数已跃居世界第一。

    然而,我国虽是材料大国,却不是材料强国,目前,我国引领现代产业发展的关键材料,几乎全部源自发达国家。其中在信息显示、运载工具、能源动力等多个领域涉及的300多种关键材料中,逾六成受制于人,如集成电路制造产业所需的近1000种关键材料90%以上依赖进口,材料已经成为我国“卡脖子”技术的重灾区。随着美欧等西方国家对我国持续扩大的科技封锁,新材料领域的“短板”为我国产业链稳定安全带来了严峻的挑战。

    在单边主义、保护主义蔓延的新国际形势下,我国不仅需要攻克“卡脖子”技术,还亟需通过精密布局与谋划,掌握一批“杀手锏”技术,占据全球产业竞争的制高点。新材料作为我国提升产业链现代化水平的主要突破口,它的持续发展将使我国产业链具备自主可控能力和全球竞争力。

    三、宁波打造新材料科创高地优势明显

    宁波新材料产业先天优势明显,为新材料科创高地的打造提供了雄厚的基础和广阔的空间。

    一是宁波新材料领域产业基础扎实。宁波是首批国家新材料产业国家高技术产业基地,绿色石化、磁性材料、新型功能材料三大产业入围国家级产业集群,拥有国家高新技术企业 392 家, 国家级单项冠军企业 17 家,在稀土磁性、化工新材料、金属新材料、功能膜材料、电子信息材料等领域具有较强的比较优势,涌现了镇海炼化、江丰电子、激智科技、博威合金、宁波中芯、吉利汽车、均胜电子等一大批具有影响力的材料生产及下游应用企业。2021年,宁波新材料产值规模已经超过3200亿元,不仅稀土磁性材料总产量占全国40%以上,而且以激智科技的光学扩散膜、长阳科技的光学反射膜、宁港永磁的钐钴磁性材料、复能新材料的新型铈磁体为代表的一批新材料产品市场占有率全球第一,以聚丙烯树脂、精密铜合金棒材、溅射靶材为代表的多种新材料产品的产量规模国内第一。

    二是宁波新材料领域科技创新能力强劲。宁波拥有中科院宁波材料所、兵科院宁波分院两家国家级科研机构和以西北工大宁波研究院、北京航空航天大学宁波创新研究院、天津大学浙江研究院为代表的20多家高能级产业技术研究院,建有激智科技、宁波韵升等15家省级新材料重点企业研究院和磁性材料等5家国家级重点实验室(工程实验室、工程研究中心)、国家新材料测试评价平台浙江区域中心,布局建设甬江实验室(新材料浙江省实验室)。以中科院宁波材料所为例,其成功开发出系列兼具优异力学性能、长效防腐耐候和特殊功能性(耐高温、耐低温、抗菌阻燃、深海耐压等)的新型重防腐涂料。并通过与浙江科鑫重工,浙江交工集团,国家电网,中科银亿,信和新材料等行业头部企业深入合作,相继在沿海地区国家电网、临海石油化工、海洋工程和海洋装备等重防腐领域实现了规模应用。

    三是宁波新材料领域产学研协同发展。宁波在新材料领域已经建成浙江省宁波新材料产业创新服务综合体等市级及以上产业创新服务综合体9家、科技孵化机构26家、知识产权服务机构20家,并在2022年底获批组建国家石墨烯创新中心。此外,宁波还拥有材料领域唯一的国家级产学研平台——中国新材料产业技术创新平台。中国新材料产业技术创新平台成立于2014年,平台自成立以来联合国内从事新材料技术研发的主流企业、高等院校、科研机构,以企业的发展需要和各方的共同利益为基础,以提升产业技术创新能力为目标,充分调动和发挥联盟各成员的优势和积极性,通过打造全链条式公共技术创新平台、全要素融合的成果转化平台、开放共享的合作交流平台以及专业权威的综合服务平台,在新材料联合研发、技术推广、产业合作、知识产权服务等方面努力发挥作用,积极推动新材料创新成果的发布、转移与商业化运用。目前,平台已经拥有会员超过100家,推动会员间开展产学研合作80多项,开展规划研究、技术咨询、项目论证等服务50多项,推出一系列专业化、深度化、持续性的材料细分领域专题分析报告,打造了创新材料成果数字展示馆以充分展示我国新材料领域重要的科研成果,为产学研三方提供不同的参考应用价值,并牵头筹建了全国首个磁性材料行业高端知识产权运营平台以促进磁性材料领域的知识产权创造端和运用端深度合作,加快我国磁性材料产业集群的高质量发展。

    结合宁波新材料产业基础扎实、科技创新能力强劲以及产学研用齐聚等优势,以及未来10~15年间我国亟需重点发展的新材料领域,宁波新材料科创高地的建设可以围绕绿色石化、电子信息、新能源、深海深空、生命健康等关键战略性领域,加快新材料高能级创新平台建设,构建全球新材料人才蓄水池,推进新材料关键核心技术攻关,开拓新材料前沿及新兴交叉领域,打造一批标志性产业链,培育优势细分产业集群,促进创新链、产业链、人才链、资金链“四链融合”,为现代化产业体系建设提供强大且持久的科技支撑,也为构建智慧便捷、绿色低碳的社会提供前瞻技术和解决方案。

薛群基
中国工程院院士
亚太材料科学院院士
特种润滑材料专家