2020年12月18日,首屆中國產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新發(fā)展峰會在北京舉行。本屆峰會立足推動產(chǎn)業(yè)基礎高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化,以“提升產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈現(xiàn)代化水平,助力構建新發(fā)展格局”為主題,由中國企業(yè)聯(lián)合會、中國企業(yè)家協(xié)會主辦,中關村中企慧聯(lián)先進制造產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟承辦,國家增材制造創(chuàng)新中心、國家智能傳感器創(chuàng)新中心、中國航發(fā)北京航空材料研究院等工業(yè)強基一條龍推進單位作為支持單位。
中國工程院院士,鋼鐵研究總院教授級高級工程師干勇院士出席并發(fā)表主旨演講。
以下為演講摘錄:尊敬的朱宏任會長,剛才的致辭演講把產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新整個過程,要進行的工作任務和面臨當前環(huán)境都講的很清楚。作為我們來說高端制造和新材料發(fā)展是兩頭,這里面就是產(chǎn)業(yè)鏈連通的問題,今天我花幾分鐘談一下礦產(chǎn)資源,因為時間比較緊,我談的很快。
我國用40多年的時間,追趕了西方國家200余年的工業(yè)化進程,因此產(chǎn)業(yè)鏈不全這是自然的,當前我國已進入工業(yè)化后期,由高速發(fā)展向高質量發(fā)展轉變。高質量發(fā)展是三個方面:經(jīng)濟、社會、生態(tài)全方位的高質量發(fā)展,是體現(xiàn)創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享發(fā)展理念,是以滿足人民日益增長的美好生活需要,增強人民群眾獲得感的高效率、公平和綠色可持續(xù)的發(fā)展。
經(jīng)濟方面:高質量發(fā)展是堅持質量第一、效益優(yōu)先、高水平經(jīng)濟循環(huán),全要素生產(chǎn)率持續(xù)提高的發(fā)展;是以供給側結構性改革為主線,推動經(jīng)濟發(fā)展質量變革、效率變革、動力變革,科技創(chuàng)新水平大幅提升,產(chǎn)業(yè)基礎能力雄厚、產(chǎn)業(yè)結構合理、產(chǎn)業(yè)規(guī)模適度、質量效益高的現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的發(fā)展。
社會方面:高質量發(fā)展是區(qū)域協(xié)調發(fā)展、城鄉(xiāng)融合發(fā)展、基本公共服務均等化基本實現(xiàn)的發(fā)展;是人民平等參與、平等發(fā)展權利得到充分保障,法治國家、法治政府、法治社會基本形成,國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化基本實現(xiàn)的發(fā)展。
生態(tài)方面:高質量發(fā)展是資源能源高效利用,生態(tài)環(huán)境質量根本好轉,結構合理、層次分明、科學適用的國土空間規(guī)劃體系得以構建的發(fā)展;是“空天地一體、陸海統(tǒng)籌”的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系得以完善,綠色生產(chǎn)方式和生活方式得以形成的發(fā)展;是生態(tài)安全和優(yōu)質生態(tài)產(chǎn)品供給得到有效保障,美麗中國基本實現(xiàn)的發(fā)展。
全球制造業(yè)格局正在發(fā)生深刻變化,發(fā)達國家重振制造業(yè),爭奪和維護其全球產(chǎn)業(yè)鏈高中端位置,新興大國制造業(yè)邁向中高端,但結構轉型的過程艱難,資源富集國家被鎖定在產(chǎn)業(yè)鏈中低端,邁向產(chǎn)業(yè)鏈中高端舉步維艱,“一帶一路”倡議及國際產(chǎn)能合作,促進世界經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)再平衡,全球制造業(yè)服務化進程快速推進。
2035年我國經(jīng)濟社會業(yè)態(tài)預測:制造業(yè)與信息技術深度融合打造先進制造業(yè):產(chǎn)品的全數(shù)字化設計;加工過程實現(xiàn)自動化編程、仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制;實時采集生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù),實現(xiàn)網(wǎng)絡實時監(jiān)控和自主調節(jié),逐步達到柔性化生產(chǎn)、精細化管理。
新一代信息技術推動社會經(jīng)濟生產(chǎn)方式不斷變革:新型材料器件、人工智能、大數(shù)據(jù)、新一代網(wǎng)絡技術、建模與仿真等信息技術驅動各行各業(yè)向全領域、跨行業(yè)協(xié)同集成、交叉融合的方向發(fā)展,人類將邁入以“萬物互聯(lián)”為基礎的嶄新的智能化時代。
人工智能技術滲入產(chǎn)業(yè)融入生活,改變人們的生產(chǎn)生活方式:家具、服裝等傳統(tǒng)消費品智能化升級的趨勢明顯,可穿戴產(chǎn)品、智能家居、數(shù)字家庭等新興消費品層出不窮。
重視循環(huán)經(jīng)濟理念,綠色低碳生產(chǎn)技術和裝備將普遍應用并引領發(fā)展:綠色低碳生產(chǎn)模式全面建立,工業(yè)生態(tài)鏈接廣泛覆蓋,實現(xiàn)節(jié)約化、高效化、潔凈化生產(chǎn)。
新材料不斷更新?lián)Q代催生新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展:有機復合材料、生物活性材料與臨床醫(yī)學結合分別產(chǎn)生和發(fā)展了“電子皮膚”和組織再生工程。
第四次工業(yè)革命背景下,新時代中國科技發(fā)展的思路和重點。
(一)新一代信息技術領域發(fā)展重點:
(1)網(wǎng)絡安全與新型顯示,重點布局網(wǎng)絡安全、光電功能材料與芯片、北斗、5G通訊、新型顯示等重點領域。
網(wǎng)絡安全:從專用互聯(lián)網(wǎng)、行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)入手,大力研究自主可控的互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術。優(yōu)先設計“真實可信、信息安全、訪問授權、攻擊預防、事后追溯、網(wǎng)絡容侵、分級控制”的專用互聯(lián)網(wǎng)。2、光電功能材料與芯片:掌握光電功能材料與光芯片器件的核心技術,打造自主可控的產(chǎn)業(yè)鏈。中科院目前擁有5個光電/光機研究所,在芯片、光有源器件、光無源器件、光模快與子系統(tǒng)等方面具備較好的基礎。3、5G通訊:產(chǎn)業(yè)鏈條包括支撐層(網(wǎng)絡規(guī)劃設計,網(wǎng)絡工程優(yōu)化);基礎層(射頻器件,芯片,關鍵材料);傳輸層(主設備,基站天線,射頻濾波器,小基站,SDN/NFV解決方案,光纖光纜,光模塊、光器件,基站配套);應用層(系統(tǒng)集成,運營商,網(wǎng)絡優(yōu)化維護,移動終端設備);場景層(車聯(lián)網(wǎng)自動駕駛,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),AR/VR,智能交通)等。3、新型顯示:印刷顯示:應重點突破關鍵材料(有機半導體材料、聚合物絕緣層材料、氧化物半導體墨水、納米功能性材料、可溶性有機發(fā)光材料、量子點材料、石墨烯材料),印刷涂布和噴墨打印生產(chǎn)工藝(量產(chǎn)OLED印刷工藝、 柔性TFT背板工藝、柔性OLED工藝、柔性電子紙工藝、 R2R集成/制造等)、印刷TFT與顯示器件。
激光顯示:重點突破關鍵材料(GaN襯底材料、InGaN半導體外延材料、AlGaInP半導體外延材料、 芯片解理工藝等),器件工藝(器件封裝工藝、RGB半導體激光器、光學模壓成形工藝、RGB光源模組等)。
集成電路與第三代半導體,重點布局集成電路、第三代半導體、支撐軟件與指令集(EDA)、智能傳感等重點領域。1、集成電路:突破集成電路設計、制造、封裝測試關鍵技術,以及制造集成電路所用的晶圓制造材料、硅片、光刻膠、電子氣體、靶材等關鍵短板材料,實現(xiàn)14nm制程工藝的自主可控,并向7nm制程工藝發(fā)展。2、第三代半導體:突破GaN、SiC、AiN等核心材料,以及超高壓電力電子器件、中高壓電力電子器件、大功率射頻/微波器件、可見光源器件、紫外光電器件等核心關鍵器件。3、智能傳感:高鐵、飛機、5G通訊、無人駕駛、社會管理、社會安全的發(fā)展對傳感材料提出了更高的應用要求。不斷發(fā)展新型傳感材料,才能滿足傳感器件日益復雜的應用。
我國信息產(chǎn)業(yè)存在突出問題:2019年5月16日美國以安全為名將華為列入進出口管制的實體清單,從芯片與軟件兩個方面對華為斷供。華為2018年采購700億美元,其中芯片為210億美元,占銷售收入1085億美元的19.3%,其芯片主要用在手機。手機的基帶處理芯片是當今對集成電路工藝水平要求最高的芯片,5G的手機將需要5nm工藝的芯片才能保證有較長的待機時間。華為在芯片設計方面的水平已經(jīng)超過高通公司,5G的專用芯片均已自研成功,領先于美國。但芯片的代工線與芯片設計的EDA軟件工具和指令集不在華為自身可控范圍。
(2)中國集成電路精密裝備及代工線的裝備水平較低。
集成電路材料包括硅材料、光掩模、光刻材料、電子氣體、工藝化學品、CMP拋光材料、濺射靶材、專用封裝材料等八大類。目前5nm和7nm的集成電路裝備僅有荷蘭等少數(shù)國家掌握,日本也幾乎壟斷了關鍵的材料。臺積電與韓國三星的芯片代工線已是7nm,我國中芯國際公司目前穩(wěn)定工藝是28nm,與國外相差了三到四代。
中國習慣“跟隨式發(fā)展”,難以從根本上擺脫先行者控制,如CPU,主要是X86和ARM指令架構。目前集成電路EDA工具軟件的三家公司全為美國所控,手機用應用處理器全部都是ARM架構,其授權也是美國所控,中國在這些方面幾乎是空白。
國內產(chǎn)業(yè)資源分散,科技攻關同水平重復,企業(yè)產(chǎn)品低價位競爭,基礎研究、高端產(chǎn)品和新技術研發(fā)乏力。高端芯片人才匱乏。
(二)先進制造領域發(fā)展重點:
(1)光刻機,精密工作臺是光刻機核心關鍵裝置,其精度要求極高:加速度高至2g、速度1m/s以上、精度為納米級的6自由度運動;對于100nm線寬的掃描曝光,要求定位精度<10nm,硅片臺和掩模臺間的同步平均誤差<5nm。幾乎接近物理極限,常規(guī)機械制造工藝無法實現(xiàn)。要實現(xiàn)光刻機的高速、大行程、6自由度納米級精度運動,除合理的運動結構與精密檢測技術外,關鍵在于數(shù)字化智能化控制,核心在于對引起誤差的各種因素的補償修正。通過補償控制,我國研制的100nm光刻機工作臺已實現(xiàn)了高速高精的技術要求。
(2)高檔數(shù)控機床,重點布局功能部件、高性能功能部件、高檔數(shù)控系統(tǒng)、創(chuàng)新工藝、專用軟件與可靠性等方面。高檔數(shù)控系統(tǒng)及高端核心零部件存在禁運風險。如量大面廣的高端數(shù)控系統(tǒng)的90%以上、高精度長壽命絲杠導軌80%以上依賴進口。制造高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備制造所用的工作母機一直遭受封鎖與禁運。高端工業(yè)軟件基本被國外壟斷,未來重點是補齊短板。
(3)智能機器人,重點布局核心及關鍵技術的原創(chuàng)性研究、高可靠性關鍵部件及核心元件、高速重載及超精密機器人研制、系統(tǒng)工藝應用解決方案、傳感器、工業(yè)軟件及設計方法等方面。機器人所需的視覺、力學、激光、聲納等傳感器主要依賴進口。目前在機器人領域大量使用了相關進口工業(yè)軟件,產(chǎn)品設計中的動力學仿真、有限元建模、電子設計自動化(EDA)等工業(yè)軟設計軟件國內尚處于空白,在集成應用環(huán)節(jié)中的機器人虛擬仿真和調試軟件基本由德國和法國壟斷。國產(chǎn)機器人整機設計方面理論和方法研究比較弱,不能滿足高端機器人的設計需求和機器人技術發(fā)展的需求。
(4)高性能醫(yī)療器械,1、重點解決基礎材料、核心部件、關鍵工藝、智能系統(tǒng)短板。基礎材料:特殊應用生物材料、 高性能生物兼容材料、高性能部件材料等;如人工肺濾膜、超聲傳感器、試劑盒等。核心部件:CT系統(tǒng)的球管, MRI系統(tǒng)內部功放,電子器件如 IGBT、MOSFET、ADC等。關鍵工藝:超導材料性能保證,起搏器生物兼容處理、CT滑環(huán)2000RPM高速旋轉微米級偏差。智能系統(tǒng):高效智能化、穩(wěn)定可靠易用的軟件控制系統(tǒng)等。2、創(chuàng)新鏈條與技術路線:核心技術:新材料,元器件,精密機械,控制技術,醫(yī)學電子,信息處理,人工智能。系統(tǒng)裝備:醫(yī)學影像,體外診斷生命體征監(jiān)測,先進治療,植介入器械,康復與健康信息。檢測驗證:醫(yī)學轉化平臺(安全檢測、臨床試驗)。產(chǎn)業(yè)化:產(chǎn)業(yè)公司,醫(yī)院。
(三)新能源領域發(fā)展重點:
重點布局動力電池、氫能、儲能、核能、煤炭資源清潔高效利用等領域。
(1)鋰動力電池,突破全氣候、高比能量、高效、高安全、長壽命、低成本的全固態(tài)鋰離子動力電池及系統(tǒng)技術。提升比能量和比功率:基于現(xiàn)有高容量材料體系提升材料的功率性能,優(yōu)化電極設計;優(yōu)化新型材料體系,使用新型電池結構。提升電池系統(tǒng)壽命:開發(fā)長壽命正、負極材料、提升電解液純度并開發(fā)添加劑、優(yōu)化電極設計、優(yōu)化生產(chǎn)工藝。提升動力電池系統(tǒng)安全性:研發(fā)新型隔膜、新型電解液、電極安全涂層、優(yōu)化電池設計,研發(fā)新型材料體系。降低動力電池系統(tǒng)成本:采用新型材料體系和制造工藝路線。
(2)氫能,重點抓下游燃料電池關鍵核心技術,以帶動上游制氫、儲氫、加氫基礎設施建設以及核心技術研發(fā)。提高燃料電池耐久性:國內企業(yè)氫燃料電池的穩(wěn)定壽命還在 3000h 左右,而國際先進技術已經(jīng)達到 5000h 以上;提高關鍵材料和核心零部件國產(chǎn)化能力:如燃料電池用電催化劑、質子交換膜、炭紙等關鍵材料的開發(fā)多停留于實驗室和樣品階段,空氣壓縮機和氫氣回流泵等關鍵部件沒有產(chǎn)品供應。突破氫氣儲存問題:采用碳纖維纏繞塑料內膽氣瓶(Ⅳ型)儲氫密度可提高到 5.5%。我國尚未掌握此制造技術,有機液態(tài)儲氫國內有一定研究基礎,但缺乏示范考核。加氫站的關鍵零部件,如加氫槍、高壓管線、管件、閥門等因依賴進口而提高了建站成本。
(3)光伏,重點發(fā)展晶硅太陽電池、薄膜太陽電池等關鍵產(chǎn)品,突破太陽能極多晶硅提純技術、高效低成本太陽電池產(chǎn)業(yè)化技術、廢棄組件回收技術等關鍵技術。
(4)核能,重點突破壓水堆核能安全技術、耐事故燃料組件技術、數(shù)字化核電技術等關鍵技術。
(四)生命科學、空天海洋技術領域發(fā)展重點:
(1)生命科學,圍繞病毒學、病原微生物學、免疫學以及動物模型等開展深入系統(tǒng)的研究,努力推動病毒學及病毒與免疫系統(tǒng)互作研究的前沿理論與技術。
國家自然科學基金委生命科學部未來重點關注的研究方向:病毒起源、進化、宿主和多樣性的系統(tǒng)生物學研究;病毒的結構、功能、穩(wěn)定性與毒力研究;病毒跨種傳播的機制以及人類、動物與環(huán)境互作對病毒跨種傳播的作用和影響;人畜共患病的病原、宿主以及傳播與演化;冠狀病毒與宿主相互作用的細胞生物學過程和分子機制;冠狀病毒感染致病動物模型和病毒感染誘導的組織、器官病變機制;天然免疫系統(tǒng)對病毒感染的反應機制及在病毒疾病進程中的功能;病毒感染觸發(fā)免疫系統(tǒng)紊亂和炎癥因子風暴的機制;病毒感染與免疫記憶及耐受形成機制;病毒感染的免疫逃逸機制;疫苗及疫苗佐劑研究;基于病毒學和病毒誘導免疫反應機制的先導化合物研究;
(2)空天海洋技術,已啟動相關重大科技項目和國家實驗室布局。
產(chǎn)業(yè)集群——聯(lián)合生產(chǎn)運營一體化智能平臺。以電商平臺、企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為手段,質量、環(huán)保、成本大數(shù)據(jù)分析為工具,通過政策優(yōu)惠吸引優(yōu)勢企業(yè)和產(chǎn)能加入,分步驟實現(xiàn)產(chǎn)能協(xié)作、技術聯(lián)合、采購聯(lián)合、銷售聯(lián)合,形成優(yōu)勢產(chǎn)能的集約化運行管理,打造“鋼鐵產(chǎn)能聯(lián)合體”。2019年,集成產(chǎn)能規(guī)模超過3000萬噸,2020年集成產(chǎn)能規(guī)模超過1億噸,在政府政策支持下,遠期可望集成產(chǎn)能規(guī)模超過4億噸。
產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡鋼廠的動管理和生產(chǎn)服務體系—智能化平臺經(jīng)濟體代替企業(yè)經(jīng)濟體。對網(wǎng)絡鋼廠的理解:1+N:1個總部運營中心協(xié)同N個產(chǎn)業(yè)合作伙伴,打造開放共享的網(wǎng)絡化產(chǎn)業(yè)協(xié)同體系。
鋼鐵智能制造嚴禁路徑:1是智能制造1.0,2是智能制造2.0,3是智能制造3.0這些。
制造業(yè)重點任務:新材料標準化:構建新材料產(chǎn)業(yè)標準體系;建立新材料評價標準體系;優(yōu)化新材料標準供給結構,包括研制高端裝備用特種合金材料標準、關鍵戰(zhàn)略材料“領航”標準、先進半導體與新型顯示材料標準,積極布局前沿材料標準研制;推進新材料標準制定與科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)同;探索新材料標準制定機制創(chuàng)新;推動新材料標準國際合作;開展新材料產(chǎn)業(yè)標準化應用示范;建設新材料標準化平臺
裝備制造業(yè)標準化:全面開展工業(yè)基礎標準化提升;穩(wěn)步推進裝備制造業(yè)智能制造標準化;實施裝備制造業(yè)綠色制造標準化;發(fā)展服務型制造和生產(chǎn)性服務業(yè)標準化;推動高檔數(shù)控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、能源裝備、農(nóng)機和工程機械、重型機械等重點領域標準化突破。
新一代信息技術及人工智能標準化:集成電路標準化;半導體芯片標準化;大數(shù)據(jù)標準化;云計算標準化;智慧城市標準化;物聯(lián)網(wǎng)標準化;信息安全標準化;新一代移動通信標準化;人工智能標準化。
消費品標準化:加快消費品標準供給體系改革,包括夯實消費品質量安全標準基礎、提高消費品標準市場供給能力、加快國內外標準接軌、推動標準與科技協(xié)同;優(yōu)化標準供給結構,包括發(fā)展個性定制標準、制定綠色產(chǎn)品標準、健全智能消費品標準、完善售后服務標準、優(yōu)化物流標準體系;推動企業(yè)標準自我聲明;加快培育標準創(chuàng)新型企業(yè);圍繞家用電器及電器附件、電子及信息技術產(chǎn)品、家具及建筑裝飾裝修材料、服裝鞋帽及家用紡織品、兒童用品、日用化學制品及衛(wèi)生用品、食品、交通工具等消費品重點領域開展標準提升工作。
發(fā)達國家重振制造業(yè),爭奪和維護其全球產(chǎn)業(yè)鏈高中端位置,新興大國制造業(yè)邁向中高端,但結構轉型的過程艱難,資源富集國家被鎖定在產(chǎn)業(yè)鏈中低端,邁向產(chǎn)業(yè)鏈中高端舉步維艱,“一帶一路”倡議及國際產(chǎn)能合作,促進世界經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)再平衡,全球制造業(yè)服務化進程快速推進。
生活性服務業(yè)內容更加豐富、方式更加創(chuàng)新,市場化、精細化、優(yōu)質化養(yǎng)老服務成為主流:居民和家庭服務中的團購型、體驗型、共享型、上門服務型得到廣泛應用;大眾化、個性化、特色化服務需求爆發(fā)式增長,智慧服務、融合服務、聚集服務、品質服務、精準服務、安全服務已經(jīng)成為居民生活服務業(yè)發(fā)展的大趨勢;各類市場主體提供多層次、多樣化的養(yǎng)老服務和老年用品,養(yǎng)老服務供給以市場為主體,政府保基本。
生產(chǎn)性服務業(yè)與制造業(yè)加速融合,集群趨勢愈加明顯,服務方式呈現(xiàn)虛擬化、網(wǎng)絡化、外包化:與制造業(yè)融合,重點行業(yè)快速發(fā)展。制造業(yè)發(fā)展形成服務化趨向,制造產(chǎn)品與知識和技術服務一同售出,服務環(huán)節(jié)的附加值比重越來越高。集群發(fā)展趨勢明顯,形成產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。總部基地、軟件與服務外包基地、科技創(chuàng)業(yè)園、創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園、物流園區(qū)等在國內發(fā)達城市中逐漸形成。生產(chǎn)性服務業(yè)的服務方式呈現(xiàn)虛擬化、網(wǎng)絡化、外包化。依托信息技術的生產(chǎn)性服務以其跨地區(qū)、跨時空、快捷、集成凸顯其優(yōu)越性,促進生產(chǎn)性服務業(yè)知識化、智能化服務水平提升,帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的整體競爭力。
以大數(shù)據(jù)為支撐的平臺經(jīng)濟是以新型基礎設施(云、網(wǎng)、端等)為基礎,以技術創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新為驅動,基于互聯(lián)網(wǎng)平臺,通過資源共享模式,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)跨界融合、業(yè)態(tài)創(chuàng)新等的一種新型經(jīng)濟,是產(chǎn)業(yè)組織者高級化的發(fā)展形態(tài)。2019年中國電子商務交易額達34.81萬億元,網(wǎng)民9億,互聯(lián)網(wǎng)普及率達到64.5%,平臺經(jīng)濟已經(jīng)占據(jù)了GDP的35.13%。2017年阿里研究院與德勤聯(lián)合發(fā)布研究報告《平臺經(jīng)濟協(xié)同治理三大議題》,估算電子商務平臺交易規(guī)模(B2B、B2C、C2C)、互聯(lián)網(wǎng)平臺營收、平臺推廣、平臺游戲等平臺類業(yè)務的產(chǎn)值,預估2030年中國整體平臺經(jīng)濟規(guī)模可達100.4萬億人民幣。未來隨著高端芯片、量子芯片、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G、AR/VR、區(qū)塊鏈等技術的發(fā)展,平臺經(jīng)濟將以更迅猛的速度發(fā)展。
當前,智能制造已成為制造業(yè)發(fā)展的主要趨勢之一,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用場景不斷拓展與成熟,各國企業(yè)積極探索通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶動企業(yè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅動的商業(yè)模式創(chuàng)新。同時,信息技術驅動研發(fā)模式的變革,數(shù)字化研發(fā)平臺、材料基因工程等新型研發(fā)模式也已取得新突破。
三一重工已搭建智能化程度極高的無塵工廠(18號廠房),并搭建“終端+云端”工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺,追蹤全球38萬臺聯(lián)網(wǎng)的混凝土攪拌機、挖掘機和起重機,通過分析世界各地運行的機器實時反饋到附近數(shù)據(jù)中心的信息,為產(chǎn)品創(chuàng)新提供數(shù)據(jù)支撐。同時,三一重工還孵化了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺樹根互聯(lián),快速搭建起產(chǎn)品數(shù)字化、設計研發(fā)數(shù)字化、生產(chǎn)制造數(shù)字化、后市場服務數(shù)字化和商業(yè)模式創(chuàng)新的平臺服務,并打造了包括鑄造產(chǎn)業(yè)鏈、注塑產(chǎn)業(yè)鏈、紡織產(chǎn)業(yè)鏈等在內的14個行業(yè)云平臺,帶動產(chǎn)業(yè)鏈大批上下游企業(yè)完成數(shù)字化轉型。至今積累了1000多億條的工程機械工業(yè)大數(shù)據(jù),實現(xiàn)了對狀態(tài)信息的低成本實時采集,積極構建起數(shù)據(jù)驅動的產(chǎn)品研發(fā)體系。
海爾集團積極搭建“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”,采取協(xié)同研發(fā)、眾籌融資、眾包設計、網(wǎng)絡制造等模式,對接全球設計資源與用戶需求,征集產(chǎn)品和技術解決方案。海爾集團的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”已在全國各地及企業(yè)中廣泛推廣,以平臺為紐帶,將各企業(yè)生產(chǎn)要素和資源匯聚,推動各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)形成分散化的組織形態(tài)。目前已有全球食品、電子、家電等各領域200多萬專業(yè)研發(fā)設計人員注冊。
科技研發(fā)服務標準化:研制科技資源數(shù)據(jù)分析、技術交易、科技咨詢、檢測監(jiān)測評估等方面系列標準;研制服務能力提升、服務質量保證等方面系列標準、
現(xiàn)代物流、現(xiàn)代供應鏈標準化:優(yōu)先研制共同配送、托盤循環(huán)共用、物流服務質量和安全、庫存管理、海鐵聯(lián)運、冷鏈物流及冷鏈多式聯(lián)運、綜合貨運樞紐、運輸服務、設施與設備、物流服務與信用評價等標準。
數(shù)字經(jīng)濟標準化:研究制定咨詢服務、集成實施、運行維護、云計算服務、數(shù)據(jù)服務、面向制造裝備的遠程診斷維護、定制生產(chǎn)服務、人工智能開源規(guī)范及服務能力評價等領域標準。
金融服務標準化:開展重要金融機構和金融控股公司監(jiān)管、重要金融基礎設施監(jiān)管、金融業(yè)綜合統(tǒng)計、金融風險防控等需要加強多部門統(tǒng)籌協(xié)調的標準體系研究。
商務服務標準化:建立跨境電子商務、單一窗口與國際貿易便利化、農(nóng)村電子商務、服務業(yè)電子商務、社區(qū)電子商務、工業(yè)電子商務、旅游電子商務等重點領域標準體系。
節(jié)能服務標準化:優(yōu)先制定節(jié)能服務管理類、節(jié)能效果評估類、節(jié)能量計算類等標準。
老齡社會服務標準化:健全居家服務、社區(qū)服務各項服務標準、設施設備標準、服務質量評價標準、養(yǎng)老機構服務質量標準。
健康服務標準化:優(yōu)化和完善護理、助產(chǎn)、醫(yī)療輔助服務、醫(yī)療衛(wèi)生技術等方面評價標準。
旅游服務標準化:加強在旅游分類、生態(tài)環(huán)境保護等旅游基礎標準,旅游景點景區(qū)、旅行社、賓館飯店等旅游要素標準。
體育服務標準化:全面推動健身休閑標準體系建設,推動建立青少年體育公共服務國家指導標準體系。
居民和家庭服務標準化:圍繞誠信建設、服務質量、業(yè)態(tài)創(chuàng)新等方面制修訂相關標準。
以新一代信息技術、新能源、智能制造等為代表的新興產(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。科技創(chuàng)新是決定制造業(yè)競爭格局最重要、最根本的決定因素。新材料產(chǎn)業(yè)應堅持走深層次自主創(chuàng)新發(fā)展道路。部分新材料技術創(chuàng)新進入“無人區(qū)”。鼓勵新材料企業(yè)探索他國沒有形成的技術,掌握更多他國所不掌握的新材料高新科技,在“創(chuàng)新無人區(qū)”自主尋覓路徑,創(chuàng)造市場還未出現(xiàn)的新需求,形成我國真正的核心競爭優(yōu)勢,與他國形成技術上的平衡與牽制。
生產(chǎn)體系基本完整,產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大;研發(fā)能力不斷提升,創(chuàng)新體系逐步建立;產(chǎn)業(yè)集聚效應明顯,區(qū)域特色產(chǎn)業(yè)集群初步形成;新材料應用水平逐步提高,創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟和社會效益,2018年新材料產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達3.64萬億元,已成為我國重要的支柱產(chǎn)業(yè);取得了豐富的研發(fā)成果,科技論文和發(fā)明專利數(shù)均位居世界第一;形成了數(shù)量可觀的研發(fā)隊伍,擁有院士200余人,科技活動人員達115萬人。
存在問題:支撐保障能力不強,受制于人問題突出,產(chǎn)業(yè)鏈自主可控性較差。原始創(chuàng)新能力不足,創(chuàng)新鏈不通暢,難以搶占戰(zhàn)略制高點。可持續(xù)發(fā)展能力不強,資源利用率不高,環(huán)境負荷重,智能化水平較低。質量技術基礎設施建設薄弱,產(chǎn)業(yè)支撐體系不健全。產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境不優(yōu),未形成良好產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)。
2019年7月召開的中共中央政治局會議在部署下半年經(jīng)濟工作時強調,要提升產(chǎn)業(yè)基礎能力和產(chǎn)業(yè)鏈水平。這是我國經(jīng)濟走向高質量發(fā)展的必然要求,也是我國經(jīng)濟應對外部復雜環(huán)境的立足之本。
2019年8月,在中央財經(jīng)委第五次會議上,要求實施產(chǎn)業(yè)基礎再造工程,做好頂層設計,打造具有戰(zhàn)略性和全局性的產(chǎn)業(yè)鏈,充分發(fā)揮集中力量辦大事的制度優(yōu)勢和超大規(guī)模的市場優(yōu)勢,以夯實產(chǎn)業(yè)基礎能力為根本,以自主可控、安全高效為目標,打好產(chǎn)業(yè)基礎高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的攻堅戰(zhàn)。
在黨的十九屆四中全會上:審議通過《中共中央關于堅持和完善中國特色社會主義制度、推進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化若干重大問題的決定》,對堅持和完善中國特色社會主義制度、推進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化作出重大部署,具有重大深遠的理論意義和現(xiàn)實意義。
在當前發(fā)展階段,新材料治理能力的提升主要表現(xiàn)為新材料產(chǎn)業(yè)基礎能力的提升。
強化基礎創(chuàng)新,突破關鍵核心材料技術,補齊新材料短板,完善新材料產(chǎn)業(yè)鏈配套,充分利用人工智能和大數(shù)據(jù)技術,提升產(chǎn)業(yè)鏈、優(yōu)化創(chuàng)新鏈、配套服務鏈、培育人才鏈,從而提升新材料產(chǎn)業(yè)基礎能力,推動新材料產(chǎn)業(yè)真正走向高質量發(fā)展。
隨著我國經(jīng)濟爆發(fā)式增長,材料能買則買,對材料的原創(chuàng)性、基礎性、支撐性缺乏足夠的重視。新材料成為我國“短板”中的重災區(qū),對產(chǎn)業(yè)安全和重點領域構成重大風險。
中國工程院2019年組織研究的制造業(yè)26個領域中外對比分析報告顯示,新材料領域與制造強國相比差距大,屬于對外依存度極高的8類產(chǎn)業(yè)之一。通過分析梳理信息顯示、運載工具、能源動力、高檔數(shù)控機床和機器人、國防軍工等五大領域所需的244種關鍵材料發(fā)現(xiàn),我國在先進高端材料研發(fā)和生產(chǎn)應用方面差距甚大,僅有13種材料國際領先,有39種國際先進,與國外有較大差距的101種,其中與美國有巨大差距的有23種。在中央財經(jīng)委第五次會議上,要求實施產(chǎn)業(yè)基礎再造工程,做好頂層設計,打造具有戰(zhàn)略性和全局性的產(chǎn)業(yè)鏈,充分發(fā)揮集中力量辦大事的制度優(yōu)勢和超大規(guī)模的市場優(yōu)勢,以夯實產(chǎn)業(yè)基礎能力為根本,以自主可控、安全高效為目標,打好產(chǎn)業(yè)基礎高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的攻堅戰(zhàn)。
新材料是指新出現(xiàn)的具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料,或是由于成分或工藝改進使性能明顯提高或產(chǎn)生新功能的基礎材料,其研發(fā)及工程化應用依賴于新原理、新方法、新技術、新工藝以及新裝備的綜合運用。
近年來,世界主要國家都對新科技革命具體發(fā)生的領域以及哪些技術會率先突破展開了深入預測分析:2013年,麥肯錫咨詢發(fā)表的研究報告提出了12項改變世界的顛覆性技術;2017年9月,歐盟委員會發(fā)布的《面向2018-2020年的H2020ICT工作計劃》將工業(yè)數(shù)字化技術、數(shù)據(jù)基礎設施、5G、下一代互聯(lián)網(wǎng)等技術作為未來研究計劃;英國先后推出了《在英國發(fā)展人工智能》、《下一代移動技術:英國5G戰(zhàn)略》及《英國數(shù)字化戰(zhàn)略》等發(fā)展規(guī)劃;2019年2月,德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務與能源部發(fā)布《德國國家工業(yè)戰(zhàn)略2030》,分析了自動駕駛、人工智能等顛覆性技術對德國工業(yè)的挑戰(zhàn)。近日,美國科學院、工程院和醫(yī)學科學院發(fā)布了全球材料科學研究報告《材料研究前沿:十年調查(2019)》,展望了未來具有發(fā)展和應用前景的新材料。
以上研究結果有助于推動新一代信息技術、新能源、新材料、生物技術等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,給產(chǎn)業(yè)轉型升級帶來新的重大機遇。
從當前世界主要國家技術發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)布的預測報告來看,未來可能引發(fā)產(chǎn)業(yè)巨大變革的顛覆性技術包括:量子技術、人工智能技術、基因編輯、物聯(lián)網(wǎng)技術、顛覆性醫(yī)療技術、新能源汽車、自動駕駛技術、生物技術、納米技術、增材制造(3D打印)技術、能源存儲技術、云計算、可再生能源技術等。
未來10-20年,這些顛覆性技術的快速發(fā)展將對我國信息、能源、醫(yī)療和交通等領域帶來巨大的、革命性的影響,同時將催生對量子材料、新一代生物醫(yī)用材料、新型能源材料、超材料、超寬禁帶半導體材料、高溫超導材料、石墨烯等二維材料、智能材料、超高性能高分子及復合材料、3D打印材料、高熵合金、新型顯示材料、仿生材料等新材料的巨大需求。
發(fā)展新一代信息技術產(chǎn)業(yè):大尺寸硅需求量達40億平方英寸/年、第三代半導體等先進半導體拋光片的需求量達7.5億片/年,其中照明和工業(yè)節(jié)能,年需第三代半導體材料外延芯片約6億平方英寸;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、軍用機數(shù)千架,航空發(fā)動機用量將達3萬臺,加大修換件,高溫合金用量7萬余噸;建設上千臺600 ℃、700℃超超臨界火電機組, 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;建設海洋資源勘探、開采、儲運及基礎設施,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;與燃煤鍋爐相關的大氣污染治理(脫硫、脫硝、PM2.5) (2017年),投資規(guī)模總約3000億,需高性能催化劑、耐磨耐蝕及除塵材料合計約400萬噸。
能源技術清潔化、能源供應多元化、電力輸送控制柔性化以及電力應用節(jié)能高效化主導能源動力領域的發(fā)展方向,需優(yōu)先發(fā)展700℃超超臨界電站汽輪機關鍵結構件、重型地面燃氣輪機、深海能源鉆采平臺、超大型海上風電、靈活交直流輸變電裝置、全新磁動力系統(tǒng)等六個典型裝備或系統(tǒng)。
比如,磁動力系統(tǒng)的創(chuàng)新及應用,可推動高精度永磁傳動、磁力聯(lián)軸器、磁懸浮軸承、永磁電機、磁傳感器、磁力機械、磁性儀器儀表等磁科技的發(fā)展,在航空航天、新能源動力汽車、船舶、軌道交通、工業(yè)及醫(yī)用康復機器人、綠色節(jié)能家電、核電、風電等戰(zhàn)略型新興領域,需要高效、節(jié)能、長壽命的全新磁動力系統(tǒng)替代現(xiàn)有傳統(tǒng)的動力系統(tǒng),將催生萬億規(guī)模的磁動力產(chǎn)業(yè)。
顯示與IC產(chǎn)業(yè)并列電子信息產(chǎn)業(yè)兩大基石,是為數(shù)不多的千億美元級產(chǎn)業(yè),我國液晶面板與IC 進口量多年位列我國商品進口額的前四位。2012年,中國液晶顯示產(chǎn)業(yè)已超過日本,2015年底超過臺灣地區(qū),2016年成為世界第二大顯示產(chǎn)業(yè)國家,2019年超過韓國成為世界第一。預計到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)值超過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。
2019年5月16日美國以安全為名將華為列入進出口管制的實體清單,從芯片與軟件兩個方面對華為斷供。華為2018年采購700億美元,其中芯片為210億美元,占銷售收入1085億美元的19.3%,其芯片主要用在手機。手機的基帶處理芯片是當今對集成電路工藝水平要求最高的芯片,5G的手機將需要5nm工藝的芯片才能保證有較長的待機時間。華為在芯片設計方面的水平已經(jīng)超過高通公司,5G的專用芯片均已自研成功,領先于美國。但芯片的代工線與芯片設計的EDA軟件工具和指令集不在華為自身可控范圍。
中國集成電路精密裝備及代工線的裝備水平較低。
集成電路材料包括硅材料、光掩模、光刻材料、電子氣體、工藝化學品、CMP拋光材料、濺射靶材、專用封裝材料等八大類。目前5nm和7nm的集成電路裝備僅有荷蘭等少數(shù)國家掌握,日本也幾乎壟斷了關鍵的材料。臺積電與韓國三星的芯片代工線已是7nm,我國中芯國際公司目前穩(wěn)定工藝是28nm,與國外相差了三到四代。
中國習慣“跟隨式發(fā)展”,難以從根本上擺脫先行者控制,如CPU,主要是X86和ARM指令架構。目前集成電路EDA工具軟件的三家公司全為美國所控,手機用應用處理器全部都是ARM架構,其授權也是美國所控,中國在這些方面幾乎是空白。
國內產(chǎn)業(yè)資源分散,科技攻關同水平重復,企業(yè)產(chǎn)品低價位競爭,基礎研究、高端產(chǎn)品和新技術研發(fā)乏力。高端芯片人才匱乏。
MEMS(微型機電系統(tǒng))器件封裝玻璃粉:應用于電子元器件,自給率0%,主要從美國、日本進口。
高性能氮化物陶瓷粉體及基板:應用于陶瓷熱透波材料、電子元器件、絕緣柵雙極型晶體管,自給率0%,主要從日本、美國、德國、瑞典進口。
光刻膠:應用于集成電路、平板顯示,自給率不足5%,主要從日本、美國進口。氧化鎵單晶、氮化鎵單晶襯底:用于各種GaN器件研制,大功率微波器件、高壓、低損耗功率器件、“日盲”探測器、高亮度LED等,自給率5%,主要從美國、法國、日本等國進口。光刻機用紫外級氟化鈣晶體:應用于光刻機物鏡,自給率<10%,主要從美國、德國、日本進口。
重點突破產(chǎn)品:新型顯示用光刻膠、深紫外248nm光刻膠、深紫外193nm光刻膠、極紫外光刻膠和電子束光刻膠;660nm和780nm高光敏性有機光導材料;抗指紋涂層(AFC);超大規(guī)模集成電路和化合物半導體用外延氣;特種液晶高分子材料;染料液晶、自配向液晶;導熱硅脂灌封膠;石墨烯散熱膜;液晶面板用聚乙烯醇膜;特種光學聚酯膜;特種光學共聚環(huán)烯烴膜;高性能阻隔膜;低成本高性能芳香族聚合物薄膜新材料;OLED柔性基板材料;高性能OLED發(fā)光材料;無鎘量子點材料;新一代激光顯示材料與器件;新型顯示用聚酰亞胺基板及封裝材料。
主要面向寬帶光纖通信網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)、空天一體化網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心、無人駕駛和智能機器人等應用,突破支撐光信息傳輸、處理與傳感等光電子器件核心關鍵技術:硅基光電子集成芯片技術,其中包括Tb/s 級傳輸用硅基光發(fā)射/接收芯片;用于大容量數(shù)據(jù)交換的低功耗光子集成芯片與器件;硅基光互連功能芯片與器件研究。混合光電子集成技術,其中包括基于多材料體系的光電混合集成光電子器件及模塊研究;研究面向寬帶光傳輸和光接入的激光器與探測器陣列芯片及模塊;小型化、低功耗、快速響應的光傳感與成像光電子器件與模塊。微波與光波融合集成技術,其中包括面向光與無線融合的高速光電子集成芯片與器件;超寬帶大動態(tài)模擬信號傳輸與處理技術及關鍵器件研究等。模擬分析與測試封裝技術,其中包括光電子器件模擬與測試分析;光電子器件先進封裝技術;光電子器件可靠性評測與標準化技術; 激光器件質量檢測及可靠性試驗能力建設。
高溫合金是航發(fā)、重燃和重載火箭發(fā)動機中熱端部件不可替代的核心材料,被譽為“先進發(fā)動機基石”,是“資金買不來,市場換不來”的國家戰(zhàn)略性材料。落后美國15~20年。需針對高溫合金強化元素種類多、組織結構與性能關系復雜、部件制造難度大且服役環(huán)境多樣復雜等特點,聚焦應用基礎性原理,實施材料全流程、體系化研發(fā)與應用。
700℃超超臨界電站、高鐵、飛機、汽車、海洋工程裝備等高端裝備是我國戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè),代表著我國裝備制造業(yè)的核心競爭力。我國高端裝備長期處于“空心化”局面,高端耐熱合金、耐蝕合金、特種鋼/合金及其關鍵零部件嚴重依賴進口,受制于人問題突出。
以氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)等為代表的第三代半導體材料是微波射頻、功率電子、光電子的“核芯” ,滿足國防安全、信息安全、智能制造、節(jié)能減排、產(chǎn)業(yè)升級等國家重大戰(zhàn)略需求,被美國列入管制出口清單。國際上還未形成技術、專利、標準和規(guī)模的壟斷,核心材料和器件技術與美國整體差距落后3-5年,中國有巨大的市場需求和良好的軍民融合產(chǎn)業(yè)基礎,有望實現(xiàn)自主可控和換道超車,重塑國際半導體產(chǎn)業(yè)格局。
顯示與 IC 是電子信息產(chǎn)業(yè)兩大基石。新型顯示是顛覆性顯示技術,可望在顯示產(chǎn)業(yè)轉型升級期實現(xiàn)彎道超車。新型顯示技術總體與國外基本同步,但核心材料與器件落后3-5年,國外對我國高價壟斷,存在潛在的禁運風險,危及產(chǎn)業(yè)安全。新型顯示關鍵材料存在設計/生長工藝難度大、研發(fā)周期長等共性難題,亟需國家主導構建新型顯示關鍵材料體系,實現(xiàn)自主保障,搶占產(chǎn)業(yè)制高點。
稀土是我國具有重大國際話語權的戰(zhàn)略資源。稀土新材料是實現(xiàn)低成本、高可靠性的工業(yè)自動化和社會智能化不可或缺的核心功能材料。稀土新材料高性能化,新體系、新結構、新功能、新應用的發(fā)現(xiàn)與發(fā)明,稀土資源的高效清潔生產(chǎn)、均衡高值應用,對創(chuàng)建國際領先的稀土新材料產(chǎn)業(yè),做大做強戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)具有重大意義,需頂層設計、統(tǒng)籌安排。
我國領先全球的5G技術所用的射頻器件和數(shù)字電路芯片等基礎材料及關鍵設備幾乎全部依賴美、日等國;高速發(fā)展的航空航天、深海、遠洋裝備所用的高溫合金、碳纖維、鋁鋰合金、特種合金等嚴重受制于人,其中高等級碳纖維只能以非正規(guī)的渠道進口;集成電路制造產(chǎn)業(yè)所需的八大類近1000種關鍵材料有90%以上依賴進口;萬億元規(guī)模的顯示產(chǎn)業(yè)所用的關鍵材料85%依賴國外。
中美經(jīng)貿摩擦持續(xù)發(fā)酵,美國對我國進行技術封鎖和戰(zhàn)略遏制。疫情蔓延全球,使雙邊、多邊的自由貿易安排與區(qū)域經(jīng)濟一體化進程受到嚴重影響,加速中美經(jīng)貿關系、中國和世界的經(jīng)貿關系的復雜性。疫情沖擊全球經(jīng)濟,亞洲、歐洲、北美全球三大生產(chǎn)網(wǎng)絡收到嚴重沖擊,負面影響巨大。重創(chuàng)全球供應鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈。一旦關鍵礦產(chǎn)及其材料無法進口,我國相關產(chǎn)業(yè)鏈或面臨斷鏈風險!
美國聯(lián)合澳大利亞、巴西、剛果(金)和贊比亞等10個國家加入《能源資源治理倡議》,組建礦產(chǎn)資源大聯(lián)盟,美國可利用該聯(lián)盟影響隨時對我國海外礦產(chǎn)資源供應與礦業(yè)投資形成圍堵與定向打擊!
2017年,特朗普簽署《評估和強化美國制造業(yè)與國防工業(yè)基礎及供應鏈彈性 》行政令。該總統(tǒng)令指出,中國主導了制造業(yè)上游原材料行業(yè)和相關制造業(yè)供應鏈,導致對美國國家安全至關重要的戰(zhàn)略性材料和技術嚴重依賴中國,而且德國、澳大利亞等美國盟國也面臨同等挑戰(zhàn)。美國將啟動針對中國 “知識產(chǎn)權竊取”調查、同盟國合作應對聯(lián)合工業(yè)基礎挑戰(zhàn)等多項政策,將對我國材料產(chǎn)業(yè)帶來一定沖擊。
常態(tài)化開展礦產(chǎn)資源安全戰(zhàn)略重大問題相關研究,及時提出應對策略。全力支持中國五礦集團(現(xiàn)國內唯一礦業(yè)航母)等礦業(yè)公司,力爭10年內能夠打造出3艘跨國礦業(yè)航母;在非洲打造2個工業(yè)國家,可選擇尼日利亞和莫桑比克,協(xié)助這兩個國家建成完整的工業(yè)化體系,作為中國在非洲的兩個橋頭堡,輻射整個非洲,實現(xiàn)我國在非洲的地緣政治、經(jīng)濟、軍事目標。以中國磷、石墨、螢石、稀土、煤炭等優(yōu)勢礦產(chǎn)為主體,在中國上海打造“一帶一路”礦產(chǎn)品交易平臺、冶金材料交易平臺、礦業(yè)權交易平臺、資本市場服務平臺,主導“一帶一路”貿易格局。圍繞“一帶一路”建設,組建6-10個集礦產(chǎn)資源開發(fā)、基礎設施建設、冶金、工程機械、裝備制造、房地產(chǎn)開發(fā)、金融投資為一體的大企業(yè)集團,在“一帶一路”六大走廊、非洲、美洲等地開展集團式、一攬子投資,全面提升中國在全球的經(jīng)略能力。
安全保障和管控面臨問題:我國礦產(chǎn)資源消費將長期保持在較高水平、戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源大量依賴進口、國內礦產(chǎn)資源供應能力持續(xù)下降、我國戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源進口集中度過高、我國海上通道進口資源風險巨大、戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源供應中斷將威脅我國國家安全。
戰(zhàn)略思想與應對措施:建立覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的礦產(chǎn)資源管理體制機制、切實提高國內資源保障能力、提高大型企業(yè)在資源保障中的作用、提升全球礦產(chǎn)資源經(jīng)略能力、打造礦產(chǎn)資源強國、提高陸上礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略通道運輸能力、構建全球礦產(chǎn)資源大數(shù)據(jù)平臺和安全監(jiān)測預警體系、開展危機礦種采選冶重大技術攻關、強化礦產(chǎn)資源儲備。
措施與建議
完善金融配套政策:加大財稅金融支持力度,健全投融資機制。加強政、銀、企信息對接,充分發(fā)揮財政資金的激勵和引導作用,積極吸引社會資本投入。通過中央財政科技計劃(專項、基金等),統(tǒng)籌支持符合條件的新材料相關科技創(chuàng)新工作。
拓寬融資渠道。利用多層次的資本市場,加大對新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的融資支持。建立新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展引導基金,鼓勵引導天使投資人、創(chuàng)業(yè)投資基金、私募股權投資基金等社會資本投入。
利用多層次的資本市場,支持優(yōu)勢新材料企業(yè)開展創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化及推廣。支持符合條件的新材料企業(yè)在境內外上市、在全國中小企業(yè)股份轉讓系統(tǒng)掛牌、發(fā)行債券和并購重組。
創(chuàng)造服務于公平競爭的材料產(chǎn)業(yè)稅收環(huán)境。落實企業(yè)減免稅收政策,研究支持材料企業(yè)產(chǎn)業(yè)化初期稅收優(yōu)惠政策。完善信貸支持模式。鼓勵金融機構按照風險可控和商業(yè)可持續(xù)原則,積極開展適合新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的知識產(chǎn)權、應收賬款、收益權益質押貸款等業(yè)務,擇優(yōu)支持包括首批次保險補償企業(yè)在內的重點企業(yè)。
鼓勵材料發(fā)展模式創(chuàng)新:伴隨著各領域科技進步和社會共享經(jīng)濟的發(fā)展,我國材料產(chǎn)業(yè)已進入?yún)f(xié)同發(fā)展的關鍵時期,初步形成了三個層次的發(fā)展模式:一是國家建立的以生產(chǎn)應用示范平臺、測試評價平臺、參數(shù)庫平臺、資源共享平臺為代表的公共平臺體系;二是以“公司+聯(lián)盟”形式形成技術創(chuàng)新平臺,實現(xiàn)材料研發(fā)、生產(chǎn)、應用一體化聯(lián)動發(fā)展;三是企業(yè)網(wǎng)絡協(xié)同、運營協(xié)同,聯(lián)合生產(chǎn)商、用戶、科研機構、投資機構、基金平臺等多方力量,將產(chǎn)業(yè)鏈內以及跨產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)產(chǎn)品設計、制造、營銷、應用等各環(huán)節(jié)緊密連接,實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期內資源的最充分利用。
這三類平臺已基本具備承接國家重大科技創(chuàng)新工程、促進產(chǎn)業(yè)聯(lián)動發(fā)展的能力,將為我國新材料產(chǎn)業(yè)向中高端發(fā)展打下較好的基礎。因此,建議國家鼓勵新型創(chuàng)新載體的發(fā)展,集中資金和資源向新型優(yōu)勢創(chuàng)新載體傾斜。
(1)軍用民用三基研發(fā)一體化
(2)材料和元器件研發(fā)一體化
新材料本身具有快速迭代和持續(xù)升級的特點,特別是現(xiàn)代元器件的微型化、集約化特點,新材料技術與器件制造一體化的趨勢日趨明顯,新材料產(chǎn)業(yè)與上下游產(chǎn)業(yè)相互合作與融合更加緊密,產(chǎn)業(yè)結構出現(xiàn)垂直擴散趨勢,尤其與裝備制造業(yè)發(fā)展高度關聯(lián),幫助推動建立包括金融在一起的設計應用平臺,減少生產(chǎn)企業(yè)負擔,縮短批量應用周期至關重要。
材料和器件均出現(xiàn)“兩弱兩少”突出,即基礎理論研究弱,參與國際標準制定力度弱,少原創(chuàng)技術和專利產(chǎn)品,少研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈的材料和器件配套體系。當前,我們的設計和制造技術基本上是模擬,幾十年一貫制。產(chǎn)品開發(fā)能力低,表現(xiàn)在:核心元器件雖然對國內主機的配套率達到80%,但高速鐵路客車、中高檔轎車、計算機、高端數(shù)控機床、智能機器人等高端裝備的核心元器件,基本上靠進口。
(3)研發(fā)、設計、生產(chǎn)與應用一體化
原始數(shù)據(jù)在線檢索與下載服務(數(shù)據(jù)收集歸口),以數(shù)據(jù)庫(表或圖)的形式提供制造業(yè)采購經(jīng)理人指數(shù)、工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量、工業(yè)增加值(增長率)、專業(yè)數(shù)據(jù)庫、文獻專利等深層次數(shù)據(jù)服務(數(shù)據(jù)整理挖掘)。在原始數(shù)據(jù)的基礎上,通過數(shù)據(jù)的可視化模型化處理與分析, 獲得制造業(yè)采購經(jīng)理人指數(shù)時間序列模型,工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量基于地理位置的模型,將獲得的模型及其變化的可視化曲線動態(tài)呈現(xiàn),聚類不同類型數(shù)據(jù),以專題頁面的形式通過現(xiàn)代網(wǎng)絡在線模式呈現(xiàn)給院士團隊。特殊數(shù)據(jù)線下提供服務(數(shù)據(jù)分析轉化),有些數(shù)據(jù)在未發(fā)布前有保密等級與數(shù)據(jù)安全問題, 或者具有商業(yè)價值,在一段時間內不便提供網(wǎng)絡開放共享,必須通過線下數(shù)據(jù)服務,同時還涉及到部分商業(yè)軟件的數(shù)據(jù)計算服務。
加快構建公共創(chuàng)新服務平臺,互聯(lián)網(wǎng)+材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新服務平,擬構建數(shù)字化材料產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫,結合高效的云計算技術,實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的分布式存儲和共享。同時,結合專業(yè)分析計算軟件及自身開發(fā)的分析功能,為新產(chǎn)品的開發(fā)設計提供有力的技術支持,再加上互聯(lián)網(wǎng)平臺的全供應鏈推廣。打造了一個從產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、到應用推廣的一體化綜合知識服務平臺。
以創(chuàng)新為核心,產(chǎn)業(yè)資源得到重新整合,集中支持技術密集型制造業(yè)公司,新技術開發(fā)及應用成本將顯著降低、效率將顯著提高,投資與全生命周期供應鏈將持續(xù)得到創(chuàng)新支持,預期會形成國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡示范。
材料設計:整合全球材料標準,提供技術及深加工服務,貿易商商務支撐服務及新產(chǎn)品應用整體解決方案。
材料電商:基于跨國材料專業(yè)大數(shù)據(jù)和行業(yè)領先的IT技術,為來自全球的用戶提供行業(yè)分析與洞見,構建集智能交易和專業(yè)服務為一體的新一代智慧電商平臺。
材料物流:整合吸收材料優(yōu)質物流資源,為電商提供實體物流保障,構建用戶安全、快捷的物流體驗。
材料金融:提供多渠道、短流程、快速便捷的融資服務,保障材料新課題研究、產(chǎn)品生產(chǎn)和貿易流程的高效運轉。
創(chuàng)新能力實際上是缺兩頭技術,一方面是三基高端產(chǎn)業(yè)化技術的空心化,另一方面是原始創(chuàng)新能力不夠,基礎不牢,缺乏真正依賴技術進步的內涵發(fā)展動力和能力。原始創(chuàng)新缺乏,引領發(fā)展能力不足,難以搶占戰(zhàn)略制高點。催生新興產(chǎn)業(yè)的三基主要來自國外:信息技術產(chǎn)業(yè)—大尺寸硅片、新型顯示材料、 遠紅外探測材料、中紅外激光晶體、特種光纖等光/微電子材料;現(xiàn)代航空、高鐵、汽車等交通業(yè)—高溫合金、輕合金、碳纖維增強樹脂基復合材料?例如,波音787夢想客機的復合材料用量達50%,整機減重超過20噸和油耗降低20%以上。引領材料自身發(fā)展的標志性新材料無中國身影:因瓦合金和艾林瓦合金、半導體材料、超導材料、合成塑料及高分子、催化劑、液晶和聚合物、富勒烯和石墨烯、光纖。
生產(chǎn)應用示范平臺正在不斷建立,總體布局圍繞《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》明確的十大重點領域,力爭到2020年在關鍵領域建立20家左右,這是目前已經(jīng)建設的情況。
建設內容及目標:解決新材料在試驗驗證服務能力不足、服務模式單一的問題;配置或升級試驗驗證技術能力和服務能力所需的儀器設備及示范線建設,完善重點產(chǎn)業(yè)試驗驗證方法的設計分析工作;制定行業(yè)相關標準;為企業(yè)提供產(chǎn)品試驗驗證、診斷和改進提升服務。實施周期內,建設2條以上的應用示范線,能夠開展對泵、閥門、壓力容器材料、包殼材料、涂層材料長期綜合性考驗,形成系列腐蝕性能、機械性能、熱物理性能、微觀分析及性能模擬計算等評價實驗室,開展關鍵材料生產(chǎn)應用數(shù)據(jù)庫建設;形成10項以上相關標準草案或者行業(yè)計量技術規(guī)范建議。
解決新材料在試驗驗證服務能力不足、服務模式單一的問題;配置或升級試驗驗證技術能力和服務能力所需的儀器設備及示范線建設,完善重點產(chǎn)業(yè)試驗驗證方法的設計分析工作;制定行業(yè)相關標準;為企業(yè)提供產(chǎn)品試驗驗證、診斷和改進提升服務。實施周期內,建設相關應用示范線,優(yōu)化完善高溫合金盤件、葉片、機匣和緊固件,鈦合金盤件和軸件、葉片熱障涂層、陶瓷基復合材料構建等生產(chǎn)和考核驗證裝置、應用環(huán)境模擬裝置、材料服役性能檢測儀器,建立高溫合金、鈦合金、陶瓷基復合材料、熱障涂層應用評價技術體系,提升以上關鍵材料應用技術成熟度,完善材料標準、工藝規(guī)范,形成完善的材料、毛坯件及零部件的生產(chǎn)與應用數(shù)據(jù)庫;形成10項以上相關標準草案或者行業(yè)計量技術規(guī)范建議。
解決新材料在試驗驗證服務能力不足、服務模式單一的問題;配置或升級試驗驗證技術能力和服務能力所需的儀器設備及示范線建設,完善重點產(chǎn)業(yè)試驗驗證方法的設計分析工作;制定行業(yè)相關標準;為企業(yè)提供產(chǎn)品試驗驗證、診斷和改進提升服務。
實施周期內,建設相關生產(chǎn)應用示范線和關鍵材料應用評價設施,系統(tǒng)性解決先進復合材料、高強輕合金、先進高強鋼等材料生產(chǎn)應用評價問題,開展關鍵材料生產(chǎn)應用數(shù)據(jù)庫建設;形成10項以上相關標準草案或者行業(yè)計量技術規(guī)范建議。
通過先進海工與高技術船舶示范平臺建設,對該領域新材料生產(chǎn)應用裝備及技術“補短板”,解決裝備技術的“卡脖子”問題,提升我國技術水平和國際競爭力,實現(xiàn)先進海工與高技術船舶新材料的推廣應用。
6種目標材料,高性能鋼:100mm止裂鋼、690MPa級特厚鋼、355MPa級大線能量焊接鋼,鈦鋁復材:Ti80合金、7E75鋁合金、結構聲學復合材料
7大建設內容,材料生產(chǎn)示范線、材料評價示范線、材料應用示范線、應用評價設施建設、生產(chǎn)應用信息數(shù)據(jù)庫建設、生產(chǎn)應用公共服務體系、人才服務體系建設。
高速鐵路裝備材料領域,圍繞高性能鋁合金、低成本碳纖維復合材料、輪軸鋼等結構材料以及碳陶摩擦材料、減震降噪、特種涂層等高速鐵路裝備關鍵材料的生產(chǎn)、測試、評價和應用問題,解決2類以上新型結構材料、功能材料的生產(chǎn)及裝車驗證需求。在滿足高速列車整車強度、模態(tài)和氣動載荷的基礎上,采用改進型鋁合金型材的車體較同等速度下鋁合金重量減輕約5%;采用碳纖維復合材料的車體較同等速度下鋁合金車輛重量減輕約20%。建立或完善高速鐵路裝備材料服役性能評價體系、工藝質量管控體系,建立或完善高速鐵路裝備新材料產(chǎn)品規(guī)范、結構設計規(guī)范、試驗檢測規(guī)范,解決高鐵材料設計及應用標準體系不健全的問題,具備面向整個高鐵材料領域試驗檢測、評價服務等公共服務能力。
“一代材料、一代裝備”是武器裝備發(fā)展的重要時代特征,新材料技術將推動我軍裝備發(fā)展實現(xiàn)從跟蹤到并行至引領的轉變。因為時間關系,就講這么多,謝謝大家!















