材料被視為人類社會(huì)進(jìn)化的里程碑锨络，滿足社會(huì)發(fā)展的需求是材料不斷創(chuàng)新與發(fā)展的源動(dòng)力诲猴。材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在人類歷史上具有重要的地位肩雾。歷史上扮人，對(duì)材料的認(rèn)識(shí)和利用的能力浆左，決定著社會(huì)的形態(tài)和人類生活的質(zhì)量，歷史學(xué)家也把材料及其器具作為劃分時(shí)代的標(biāo)志：如從舊石器時(shí)代開始训措，經(jīng)過新石器時(shí)代伪节、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代绩鸣、鋼鐵時(shí)代怀大、高分子時(shí)代、高性能陶瓷時(shí)代呀闻，直到復(fù)合材料時(shí)代化借。

材料是人類一切生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，歷來是生產(chǎn)力的標(biāo)志捡多，對(duì)材料的認(rèn)識(shí)和利用的能力蓖康，決定社會(huì)形態(tài)和人們的生活質(zhì)量±菔郑科技的創(chuàng)新與發(fā)展能夠讓材料具有更優(yōu)異的性質(zhì)或者新功能來滿足社會(huì)發(fā)展中層出不窮的新需求蒜焊。

新材料是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石

新材料是指新出現(xiàn)或正在發(fā)展中的、具有傳統(tǒng)材料所不具有的優(yōu)異性能的材料科贬。新材料又稱先進(jìn)材料泳梆，它不以生產(chǎn)規(guī)模，而以優(yōu)異性能渺广、高質(zhì)量爱饲、高穩(wěn)定性取勝的高知識(shí)、高技術(shù)密集型為特點(diǎn)宿闯。

新材料有結(jié)構(gòu)材料和功能材料之分乳嘁，前者主要利用新材料的力學(xué)性能，而后者以應(yīng)用其各種物理危厕、化學(xué)效應(yīng)為主寻适。主要包括電子信息、光電稻扔、超導(dǎo)材料凤婆；生物功能材料短揉；能源材料和生態(tài)環(huán)境材料；高性能陶瓷材料及新型工程塑料非畜；粉體刚肠、納米、微孔材料和高純金屬及高純材料亦弛；表面技術(shù)與涂層和薄膜材料冒晰；復(fù)合材料；智能材料竟块；新結(jié)構(gòu)功能助劑材料壶运、優(yōu)異性能的新型結(jié)構(gòu)材料等。

縱觀歷史浪秘，新材料可以導(dǎo)致顛覆性技術(shù)的出現(xiàn)蒋情，從而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革。如白光發(fā)光二極管（WLED）的出現(xiàn)耸携，開辟了照明新紀(jì)元棵癣；液晶屏替代陰極攝像管，曾帶來了顯示革命夺衍；現(xiàn)在有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）狈谊、印刷顯示、激光顯示又將崛起刷后，可謂一代材料、一代器件渊抄、一代整機(jī)尝胆。經(jīng)過多年努力，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)取得了重要成就禁妓，技術(shù)水平日益提高环壳，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，具有自主創(chuàng)新能力的新材料產(chǎn)業(yè)體系正在形成唧痴，為我國(guó)以航空航天乞瑰、軌道交通、信息噩五、生物排击、新能源等為代表的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)突破技術(shù)瓶頸、實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐碳携。

全球新材料產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模

從國(guó)際情況看患漆，2008年金融危機(jī)以來，發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛啟動(dòng)“再工業(yè)化”戰(zhàn)略临辰，不約而同地將新材料作為回歸實(shí)體經(jīng)濟(jì)任础、搶占新一輪國(guó)際科技經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)的重要基礎(chǔ)讲媚，不斷加大對(duì)新材料的支持力度，由新材料帶動(dòng)而產(chǎn)生的新產(chǎn)品和新技術(shù)市場(chǎng)不斷擴(kuò)大焰究。

從細(xì)分子行業(yè)看裆操，新材料重要子行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模逐年增長(zhǎng)。其中炉媒，預(yù)計(jì)到2020 年踪区，我國(guó)鋰電池與材料、電子化學(xué)品橱野、碳纖維朽缴、3D 打印、石墨烯分別將達(dá)到5,000/2,816/40/280/2.2億元的市場(chǎng)規(guī)模水援，年均復(fù)合增速分別為35%/15%/15%/40%/40%密强。預(yù)計(jì)到2020 年，全球鋰電池與材料蜗元、電子化學(xué)品或渤、碳纖維、3D 打印奕扣、石墨烯分別將達(dá)到8,400/ 9,444/ 265 /1,400/18億元的市場(chǎng)規(guī)模薪鹦，年均復(fù)合增速分別為14%/5%/12%/35%/42%。

▍高性能碳纖維 —— 戰(zhàn)略性新材料

碳纖維是技術(shù)密集型和政治敏感型的關(guān)鍵材料惯豆，它作為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中新材料領(lǐng)域的材料之王池磁，是國(guó)家迫切需要短期內(nèi)突破的高新技術(shù)纖維品種。在軍事上葬籽，特別是航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用捻尉。

全球范圍來看，日本企業(yè)處在技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者的地位努示，美國(guó)德國(guó)處于技術(shù)提升階段候钟，而中國(guó)則處于技術(shù)攻關(guān)階段，較日美德都有較大差距盾峭。

根據(jù)德國(guó)碳纖維復(fù)合材料聯(lián)盟(CCeV)數(shù)據(jù)顯示滤萝，2014年全球碳纖維需求5.1萬噸，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間19.56億美元甫碉，對(duì)應(yīng)下游復(fù)合材料領(lǐng)域近200億美元碗履。預(yù)計(jì)2020年，全球碳纖維需求達(dá)到6.9萬噸蝗质，對(duì)應(yīng)下游復(fù)合材料領(lǐng)域成長(zhǎng)至近270億美元宦衡。下游應(yīng)用領(lǐng)域中，航空航天用碳纖維售價(jià)接近其它領(lǐng)域的2倍签缸。

目前國(guó)內(nèi)有大批企業(yè)進(jìn)入了碳纖維制造領(lǐng)域尼荆，主要是2006左腔、2007年進(jìn)入的4大企業(yè)位居行業(yè)前列：中復(fù)神鷹、江蘇恒神捅儒、威海拓展液样、蘭州藍(lán)星。目前中復(fù)巧还、恒神鞭莽、藍(lán)星已建有百噸級(jí)T800生產(chǎn)線，其中中復(fù)及藍(lán)星實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定量產(chǎn)麸祷。

▍鋰電池材料：鋰電池市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)張

鋰離子電池是指正澎怒、負(fù)極為鋰離子嵌入化合物的二次電池，屬于離子濃差電池阶牍。在充喷面、放電過程中，鋰離子在兩個(gè)電極之間往返嵌入和拖嵌走孽，被形象地成為“搖椅電池”（Rocking Chair Batteries惧辈，縮寫為RCB）。相比于大部分其他二次電池和儲(chǔ)能技術(shù)伶葵，鋰電池?zé)o論在體積比能量承蠕、質(zhì)量比能量、質(zhì)量比功率蕴续、循環(huán)壽命扳啃、充放電效率方面均處于領(lǐng)先，是當(dāng)前最符合新應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)的儲(chǔ)能技術(shù)贰宰。

消費(fèi)電子及新能源汽車的快速發(fā)展帶動(dòng)鋰電池市場(chǎng)規(guī)模迅速增長(zhǎng)危婚。作為鋰電池成本的大頭，鋰電池材料迎來了新一輪的景氣周期眷抠。

▍電子材料：高端品種進(jìn)口替代空間巨大

國(guó)家政策大力扶持璃蓬，海外并購(gòu)重組此起彼伏闺蜈，芯片國(guó)產(chǎn)化率大幅提升漏踊，但集成電路生產(chǎn)所需電子材料的進(jìn)口依賴程度仍然較高，部分高端電子材料的自給率低于10%昵人。受生產(chǎn)技術(shù)壁壘娱畔、客戶認(rèn)證壁壘等限制，PCB 化學(xué)品誊酌、LED 化學(xué)品部凑、半導(dǎo)體封裝、LCD 化學(xué)品碧浊、芯片制造化學(xué)品的進(jìn)口依賴程度依次加大涂邀。

據(jù)IHS 數(shù)據(jù)瘟仿，2015 年全球半導(dǎo)體營(yíng)收將達(dá)到3,670 億美元，其中中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)約1,520 億美元比勉，近幾年占比維持在40%以上劳较。而國(guó)內(nèi)PCB 化學(xué)品市場(chǎng)占比約37%，半導(dǎo)體封裝化學(xué)品市場(chǎng)占比約18%浩聋，芯片制造化學(xué)品市場(chǎng)占比不足6%观蜗，進(jìn)口替代空間巨大。

▍3D 打右陆唷：產(chǎn)業(yè)規(guī)哪鼓恚化的前夜

2015 年全球3D 打印市場(chǎng)規(guī)模為52 億美元，同比增長(zhǎng)30%坊夫。據(jù)Wohlers Associates預(yù)計(jì)砖第，2016~2018 年全球3D 打印將達(dá)到70~125 億美元，到2020 年將達(dá)到212 億美元喳卢。年均復(fù)合增速35%弯枢。

2015 年預(yù)計(jì)中國(guó)3D 打印市場(chǎng)為8 億美元（50 億元人民幣），未來幾年中國(guó)3D 打印市場(chǎng)仍將保持40%左右的增長(zhǎng)速度坦妙，到2018 年有望達(dá)到25 億美元（150 億元人民幣）涡瀑，中國(guó)有望超越美國(guó)成為全球最大的3D 打印市場(chǎng)。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)處于早期培育階段璃帘，工業(yè)化大量應(yīng)用正在起步婉错。國(guó)內(nèi)3D 打印市場(chǎng)起步晚于國(guó)際市場(chǎng)十幾年，過去通過進(jìn)口設(shè)備與技術(shù)熬魄，主要應(yīng)用在科研領(lǐng)域姐药。隨著國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的設(shè)備、材料和軟件走向市場(chǎng)滔壳，掌握研發(fā)核心技術(shù)的國(guó)內(nèi)公司已在特定市場(chǎng)呈現(xiàn)出競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)削晦，具備服務(wù)與拓展終端客戶尤其是工業(yè)領(lǐng)域客戶的能力，建立獨(dú)特的創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈武填。

▍石墨烯：產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程穩(wěn)步推進(jìn)

石墨烯材料性能卓越挥昵，被認(rèn)為可以引發(fā)現(xiàn)代電子科技和信息技術(shù)的革命。石墨烯作為一種新型納米材料益涧，于2004 年被制造出來锈锤，是世界上最硬的、柔韌性最強(qiáng)的材料闲询，也是目前發(fā)現(xiàn)的唯一的二維自由態(tài)原子晶體久免，被稱為“奇跡材料”。

石墨烯是由單層碳原子構(gòu)成的六角形蜂巢晶格的平面二維材料扭弧，單層的石墨烯只有一個(gè)碳原子的厚度阎姥，理論厚度僅為0.34 納米记舆，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能、力學(xué)性能呼巴、較高的電子遷移率氨淌、較高的比表面積和量子霍爾效應(yīng)等性質(zhì)。石墨烯不僅是世界上最強(qiáng)伊磺、最堅(jiān)硬盛正、最薄的物質(zhì)，石墨烯比鉆石還堅(jiān)硬屑埋，強(qiáng)度是世界上最好鋼鐵的上百倍矢骚，同時(shí)由于它在已知的材料中電阻率最小、導(dǎo)熱系數(shù)最高肤俱，它電流密度是銅的100 萬倍县防，導(dǎo)熱率是銅的10 倍，因此也是最理想的電極和半導(dǎo)體材料绸搞。

整體的石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈分為上游窍蟹、中游、下游亭结。上游主要是制備石墨烯的原料及設(shè)備舟到，中游主要是各類石墨烯，下游就是石墨烯的應(yīng)用臀嘱，包括復(fù)合材料章理、電子信息、儲(chǔ)能等多個(gè)領(lǐng)域嘴父。

近幾年石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展全球矚目杂蒙，但總體應(yīng)用量較小，市場(chǎng)規(guī)钠笤茫化需求還有待形成台腥。目前石墨烯的大部分應(yīng)用仍然停留在實(shí)驗(yàn)室階段，雖然在實(shí)驗(yàn)室里的效果很好绒北，但如果進(jìn)行規(guī)睦璩蓿化生產(chǎn)，產(chǎn)品的穩(wěn)定性尚待觀察镇饮。石墨烯標(biāo)準(zhǔn)尚需進(jìn)一步規(guī)范蜓竹。

全球新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)與趨勢(shì)

在全球化趨勢(shì)日益加快的背景下箕母，新材料產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)以下主要特點(diǎn)和趨勢(shì)储藐。

▍高新技術(shù)發(fā)展促使材料不斷更新?lián)Q代

高新技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)關(guān)鍵基礎(chǔ)材料提出新的挑戰(zhàn)和需求，同時(shí)材料更新?lián)Q代又促進(jìn)了高技術(shù)成果向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化嘶是。例如钙勃，微電子芯片集成度及信息處理速度大幅提高蛛碌，成本不斷降低，硅材料發(fā)揮了重要作用辖源。目前蔚携，300 mm 硅片可滿足 14 nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的集成電路要求，450 mm 硅片已產(chǎn)出樣片克饶。

▍綠色那辰、低碳成為新材料發(fā)展的重要趨勢(shì)

以新能源為代表的新興產(chǎn)業(yè)崛起，引起電力玲侧、建筑绑燃、汽車、通訊等多個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)生重大變革符破，拉動(dòng)上游產(chǎn)業(yè)如風(fēng)機(jī)制造出毁、光伏組件、多晶硅等一系列制造業(yè)和資源加工業(yè)的發(fā)展瞭阔，促進(jìn)智能電網(wǎng)管剂、電動(dòng)汽車等輸送與終端產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)通過立法撵靴，促進(jìn)節(jié)能建筑和光伏發(fā)電建筑的發(fā)展崇槽，目前歐洲 80 % 的中空玻璃使用 LOW–E玻璃，美國(guó) LOW–E 中空玻璃普及率達(dá) 82 %招砌；光伏裝機(jī)容量不斷提高惶政。

▍新材料研發(fā)模式變革成為關(guān)注的重點(diǎn)

進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，發(fā)達(dá)國(guó)家逐漸意識(shí)到依賴于試錯(cuò)的傳統(tǒng)材料研究方法已跟不上工業(yè)快速發(fā)展的步伐矮男，甚至可能成為制約技術(shù)進(jìn)步的瓶頸移必。因此，亟需革新材料研發(fā)方法毡鉴，加速材料從研發(fā)到應(yīng)用的進(jìn)程崔泵。例如，作為美國(guó)政府“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃”（AMP）的重要組成部分猪瞬， 2011 年啟動(dòng)的“材料基因組計(jì)劃”（MGI）憎瘸，其新材料從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用的速度至少提高一倍，成本至少降低一半陈瘦，旨在發(fā)展以先進(jìn)材料為基礎(chǔ)的高端制造業(yè)幌甘，并繼續(xù)保持其在核心科技領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。

▍新材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化出現(xiàn)全球化趨勢(shì)

在經(jīng)濟(jì)全球化日益加強(qiáng)的背景下,各國(guó)材料及其產(chǎn)品數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致將會(huì)引起混亂痊项、低效并增加成本,不利于市場(chǎng)應(yīng)用的國(guó)際化锅风。因此對(duì)材料供應(yīng)商和用戶來說,不同的國(guó)家以相同方式測(cè)試材料特性是非常重要的,對(duì)于新材料,這種要求尤其強(qiáng)烈。

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