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中國(guó)工程院院士干勇：向材料強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，應(yīng)從這幾方面入手

2021-09-27 16:55:55 作者：DT新材料來(lái)源：DT新材料分享至：

巨大生產(chǎn)能力和超級(jí)市場(chǎng)需求的碰撞，加上背后技術(shù)的支撐，大概再經(jīng)歷兩個(gè)五年計(jì)劃后，包括電子信息材料在內(nèi)的化工新材料國(guó)產(chǎn)化的步伐就會(huì)加快。

近幾年，新材料的發(fā)展在中國(guó)受到了前所未有的重視，從研發(fā)到推廣整體鏈條的水平都有了大幅度的提升，一些新材料也從跟跑逐漸向領(lǐng)跑進(jìn)軍。但快速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域，仍有諸多材料技術(shù)被“卡脖子”。“卡脖子”技術(shù)應(yīng)怎樣突破？新材料推廣應(yīng)用需從哪些方面發(fā)力？如何看待化工新材料未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)？近日，中國(guó)工程院院士、中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)干勇近日接受了《中國(guó)化工信息》記者的獨(dú)家專(zhuān)訪。

分三類(lèi)突破“卡脖子”技術(shù)

【CCN】雖然經(jīng)過(guò)多方努力，我國(guó)新材料領(lǐng)域的技術(shù)水平有所提升，但和世界先進(jìn)水平的差距仍然比較大。您認(rèn)為差距主要體現(xiàn)在哪些方面？

【干勇】中國(guó)是材料大國(guó)，材料體系非常完整，再加上我國(guó)已進(jìn)入工業(yè)化中后期，所以高端裝備重大工程等各領(lǐng)域的幾乎所有材料我們都擁有。在傳統(tǒng)材料中國(guó)具有優(yōu)勢(shì)，例如流程制造業(yè)的鋼鐵、石化、建材等以及排放指標(biāo)均已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但不是材料強(qiáng)國(guó)，和發(fā)達(dá)國(guó)家的差距較大，特別是在高端新材料上。我認(rèn)為，我國(guó)傳統(tǒng)材料從流程技術(shù)來(lái)看已步入世界一流方陣，材料品種接近國(guó)際先進(jìn)水平，高端品種仍有差距；戰(zhàn)略新興材料，如碳纖維、特種合金、稀土功能材料，集成電路、半導(dǎo)體材料等和國(guó)外差距比較大；前沿材料，包括低維材料、超導(dǎo)材料、仿生材料、拓?fù)浣^緣材料、量子技術(shù)用材料等和國(guó)外有差距，但同時(shí)均在布局。

【CCN】目前還有很多材料技術(shù)被“卡脖子”，未來(lái)我國(guó)要突破這些技術(shù)，需要從哪些方面入手？

【干勇】一是要保底線。在最高端的材料方面，比如信息材料集成電路上8大類(lèi)材料，包括光刻機(jī)用的光刻膠、光掩膜、特種氣體、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）材料、封裝材料等，必須要保住底線。目前，28納米的光刻機(jī)國(guó)內(nèi)已實(shí)現(xiàn)自主可控，如果在22~28納米芯片材料能夠保證自主生產(chǎn)，就能涵蓋85%的中高端工業(yè)化應(yīng)用。

二是要求發(fā)展。在碳纖維、高端鈦合金、稀有金屬、稀土材料、三代半導(dǎo)體和光電材料、高端樹(shù)脂、高端橡膠等領(lǐng)域，要進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)水平。

三是要搶先機(jī)。必須在面向未來(lái)的材料上加緊布局，不能再跟著國(guó)外走。現(xiàn)在很多高端技術(shù)被全面封鎖之后，我們希望靠自主研發(fā)在一些領(lǐng)域搶先布局。比如面向后摩爾時(shí)代或超摩爾時(shí)代的集成電路。這些材料都是新的體系，只要搶先布局，在我們巨大的市場(chǎng)應(yīng)用拉動(dòng)下，這些新材料技術(shù)很有可能走到國(guó)外前面去。另外，用自己巨大市場(chǎng)需求拖動(dòng)功率、射頻混合系統(tǒng)集成，信息光電，能源光電等技術(shù)迅速發(fā)展。

近年來(lái)我國(guó)結(jié)構(gòu)材料市場(chǎng)獲得了爆發(fā)式增長(zhǎng)，因此各種投資機(jī)構(gòu)在新一代的結(jié)構(gòu)材料輕量化材料、三代半導(dǎo)體材料上投資力度增大，光伏電池材料、儲(chǔ)能材料訂貨量巨大，投資翻了數(shù)番。國(guó)家層面也十分重視科技創(chuàng)新，在材料領(lǐng)域成立了將近80個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（包括軍工），100多個(gè)國(guó)際中心、工程中心、技術(shù)中心、新材料基地，材料相關(guān)的科研人員超過(guò)200萬(wàn)。由此看來(lái)，在材料研發(fā)方面，中國(guó)后勁十足。可以說(shuō)，美國(guó)的技術(shù)封鎖雖然造成了很大困難，但又倒逼我們實(shí)現(xiàn)“卡脖子”技術(shù)的突破。

不過(guò)，當(dāng)前我國(guó)新材料領(lǐng)域的重復(fù)投資，同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，在中低端一團(tuán)混戰(zhàn)，競(jìng)爭(zhēng)激烈，影響了新材料的發(fā)展。現(xiàn)在每個(gè)區(qū)域在制定發(fā)展規(guī)劃時(shí)，應(yīng)該全國(guó)一盤(pán)棋布局。

總體來(lái)看，隨著國(guó)內(nèi)材料研發(fā)創(chuàng)新能力的增強(qiáng)，市場(chǎng)拉動(dòng)力量足夠大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)如果能調(diào)整好，5~10年后，差不多能保證80%左右的新材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自給。

以企業(yè)為主體促新材料走出實(shí)驗(yàn)室

【CCN】國(guó)家在新材料研發(fā)領(lǐng)域投入了大量的人力、物力、財(cái)力，也有不少科研成果發(fā)布在國(guó)際頂級(jí)期刊上，但是其實(shí)成果轉(zhuǎn)化率并不是很高。您認(rèn)為怎樣能夠加速這些成果走出實(shí)驗(yàn)室，真正在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮作用？

【干勇】造成這一現(xiàn)象的主要原因，是成果研發(fā)需要的經(jīng)費(fèi)與成果轉(zhuǎn)化的經(jīng)費(fèi)，產(chǎn)業(yè)化的投資比例相差很大，僅靠學(xué)校的一己之力進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化有難度，還要依靠企業(yè)作為應(yīng)用主體、創(chuàng)新主體、投資主體來(lái)起作用，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室成果的轉(zhuǎn)化。

另外，因?yàn)樾虏牧系拈_(kāi)發(fā)應(yīng)用實(shí)際上是三個(gè)重要組成部分，材料的科學(xué)研究要以大學(xué)為主，材料的生產(chǎn)制備是研究院或企業(yè)，材料的應(yīng)用是下游的企業(yè)，現(xiàn)在這三部分是割裂的。實(shí)際上，不光是材料，中國(guó)整體的創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化率都低，科研力量分散，沒(méi)有形成完整的創(chuàng)新鏈條。

從材料本身來(lái)看，投資大、周期長(zhǎng)、應(yīng)用慢，要真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，需要經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證、迭代。中國(guó)是一個(gè)新型工業(yè)化國(guó)家，一些國(guó)產(chǎn)材料的穩(wěn)定性、一致性和國(guó)外有差距。下游企業(yè)對(duì)國(guó)內(nèi)材料不同批次間性能指標(biāo)的穩(wěn)定性存有顧慮，影響了新材料的推廣應(yīng)用。

當(dāng)然，政府出臺(tái)了一些鼓勵(lì)政策，比如首批次、首臺(tái)（套）保險(xiǎn)補(bǔ)償政策，但改變這一現(xiàn)象需要有一個(gè)過(guò)程。

【CCN】上述鼓勵(lì)政策出臺(tái)后，對(duì)于國(guó)產(chǎn)新材料的推廣有促進(jìn)作用嗎？

【干勇】首批次、首臺(tái)（套）的政策，對(duì)大量使用的裝備、材料作用并不明顯，對(duì)于用量小的高端材料推廣應(yīng)用還是有一定推動(dòng)作用的。在很多中高端裝備上，這類(lèi)鼓勵(lì)類(lèi)政策在推動(dòng)新材料和部件的應(yīng)用發(fā)揮較大的作用，包括數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人以及智能裝備等。

化工新材料重點(diǎn)關(guān)注5大類(lèi)13項(xiàng)技術(shù)

【CCN】高端的化工新材料也是石化和化工領(lǐng)域龍頭企業(yè)轉(zhuǎn)型的重要方向，未來(lái)高端化工新材料應(yīng)該主要關(guān)注哪些領(lǐng)域？

【干勇】我對(duì)化工材料應(yīng)用前景非常看好。新材料產(chǎn)能上得很快，市場(chǎng)拉動(dòng)效應(yīng)強(qiáng)勁。信息技術(shù)、新能源領(lǐng)域以及電子新材料，化工新材料所占比重很大。未來(lái)石化行業(yè)的整體結(jié)構(gòu)要調(diào)整，隨著“雙碳”背景下新能源發(fā)展的提速，電動(dòng)汽車(chē)比例將逐步提升，根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，到2035年新能源汽車(chē)產(chǎn)量將達(dá)到2700萬(wàn)輛，占當(dāng)年汽車(chē)總產(chǎn)量的60%以上，這時(shí)候汽柴油的用量將大幅降低，傳統(tǒng)煉油企業(yè)將加快實(shí)施“減油增化”戰(zhàn)略，也可能大部分轉(zhuǎn)向化工材料上來(lái)。所以我認(rèn)為巨大生產(chǎn)能力和超級(jí)市場(chǎng)需求的碰撞，加上背后技術(shù)的支撐，大概再經(jīng)歷兩個(gè)五年計(jì)劃后，包括電子信息材料在內(nèi)的化工新材料國(guó)產(chǎn)化的步伐就會(huì)加快。

例如電子信息材料光刻膠原材料是環(huán)氧樹(shù)脂，現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)光刻膠技術(shù)要求高純度環(huán)氧樹(shù)脂；此外，在高端橡膠領(lǐng)域，我們的整個(gè)占有率仍然很低；碳纖維我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了T300、T700的產(chǎn)業(yè)化，但在超高強(qiáng)、高模、高韌這方面還有待突破，當(dāng)然也包括突破低成本、大絲束的碳纖維生產(chǎn)技術(shù)。在這些領(lǐng)域還有較大發(fā)展空間。

中石油董事長(zhǎng)戴厚良所在課題組研究后認(rèn)為，未來(lái)我國(guó)高端化工新材料要實(shí)現(xiàn)突破，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注包括高端合成樹(shù)脂材料及單體、高端合成橡膠、高端合成纖維材料及單體、高端碳纖維、特種工程塑料在內(nèi)的五大類(lèi)技術(shù)。在高端合成樹(shù)脂材料及單體領(lǐng)域，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注高壓低密度聚乙烯（LDPE）、聚烯烴彈性體（POE）、聚丙烯電容膜用樹(shù)脂、聚乙烯醇（PVA）光學(xué)膜、甲基鋁氧烷（MAO）等材料技術(shù)；在高端合成橡膠領(lǐng)域，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注特種氫化丁腈橡膠（HNBR）、特種官能化溶聚丁苯橡膠等材料技術(shù)；在高端合成纖維材料及單體領(lǐng)域，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注長(zhǎng)碳鏈尼龍單體、己二腈/己二胺、2,6-萘二甲酸等材料技術(shù)；在高端碳纖維領(lǐng)域，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注高性能低成本PAN基碳纖維、高性能瀝青基碳纖維等材料技術(shù)；在工程塑料領(lǐng)域，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注特種聚碳酸酯（PC）等材料技術(shù)。

在“零碳”驅(qū)動(dòng)下，全球進(jìn)入自工業(yè)革命以來(lái)的最大一次全新的制度和產(chǎn)業(yè)革命。碳中和與“綠色”可持續(xù)發(fā)展已成全球共識(shí)。我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，要在短短40年內(nèi)分別實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰及碳中和，無(wú)疑是一種自我加壓的行為，所面臨的困難和挑戰(zhàn)也是前所未有的。如何把握碳中和機(jī)遇促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展，必須通過(guò)科技創(chuàng)新助力我國(guó)重返世界巔峰。

以“把握碳中和背景下的發(fā)展機(jī)遇”為主題的2021中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)暨CEO高峰論壇將于11月17-18日在上海舉行。本屆大會(huì)已經(jīng)邀請(qǐng)數(shù)十位重量級(jí)報(bào)告嘉賓蒞臨大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，將與數(shù)百位新材料產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)家及業(yè)界交流思想，探討轉(zhuǎn)型升級(jí)及投資新機(jī)遇。席位有限，誠(chéng)邀參會(huì)。

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