◎ 中國工程院院士 薛群基

新材料產業是戰略性、基礎性產業,是國民經濟發展的基礎。與此同時,新一輪科技革命和產業變革促使新材料發展不斷追求更高的使役性能,并朝著綠色化、個性化、復合化和多功能化的方向迅速發展,“材料先行”已成為現代化產業體系高質量發展的重要基石,帶動著傳統產業的創新升級和戰略性新興產業的蓬勃發展。因此,國家為新材料創新發展謀定了頂層規劃和長期戰略部署。寧波新材料產業總體規模全國領先、是全國7個新材料產業基地之一,新材料產學研用齊聚,先天優勢凸顯,為新材料科創高地的打造提供了雄厚的基礎和廣闊的空間。
材料是人類文明進步的基石,是推動經濟和社會發展的強大引擎。從青銅時代到鐵器時代,從電氣化時代到信息化時代,每一項具有劃時代意義的重大技術突破,都與新材料的誕生息息相關,每一種重要材料的發明、生產和應用,都會使社會生產力實現新的跨越,給人類的生活方式和社會形態帶來巨大變革。例如,美國貝爾實驗室在20世紀中葉發明的晶體管為硅基半導體集成電路的研制成功奠定了基礎,進而引發了第三次工業革命,使人類社會進入信息時代,由此催生了互聯網、智能制造等無數新興產業,創造出巨大的社會財富。多晶硅、碳纖維、鋰電材料等能源材料的發現和發展,不僅催生了太陽能、風能等多元化可再生能源行業,還極大推動了電動汽車等低碳環保能源經濟的發展,推動人類社會邁向綠色、可持續的未來。在1920年至2020年的百年之間,20項材料相關科技成果的發明人獲得了諾貝爾物理學獎或化學獎。由此可見,材料科學對全球科技進步的貢獻,得到了科學界的廣泛認同。
幾十年來,隨著互聯網、人工智能、新能源、生物技術等科技與產業高速發展,世界已經進入新一輪科技革命和產業變革的關鍵突破期。然而,物聯網的智能芯片、新能源設備的底層硬件、生物技術的基材等無一不依賴于新材料的發現與發展。可見新材料仍然是全球范圍內新一輪科技革命和產業變革的物質基礎和先決條件,“材料先行”已經成為現代化產業體系高質量發展的重要基石。
材料的研發水平及產業化規模,已經成為衡量一個國家經濟發展、科技進步和國防實力的重要標志,為了獲取全球競爭優勢,我國和世界主要國家都把材料技術列為優先發展的關鍵技術。迄今為止,全球已有30多個國家制定了與新材料相關的發展戰略,啟動了100多項專門計劃。
經過多年培育與發展,我國材料技術與產業取得了長足進步。在產業上,我國已形成了全球門類最全、品種與產量規模第一的材料產業體系,鋼鐵、有色金屬、化纖等百余種材料產量世界第一。在研發基礎上,我國已初步形成較為完整的研發生產體系,擁有近300個產業化基地,多數材料已經可以滿足國民經濟的基本發展要求。在創新能力上,我國在材料領域擁有超200萬名科技人員,170多家國家重點實驗室和工程研究中心,科技論文數和發明專利申請數已躍居世界第一。
然而,我國雖是材料大國,卻不是材料強國,目前,我國引領現代產業發展的關鍵材料,幾乎全部源自發達國家。其中在信息顯示、運載工具、能源動力等多個領域涉及的300多種關鍵材料中,逾六成受制于人,如集成電路制造產業所需的近1000種關鍵材料90%以上依賴進口,材料已經成為我國“卡脖子”技術的重災區。隨著美歐等西方國家對我國持續擴大的科技封鎖,新材料領域的“短板”為我國產業鏈穩定安全帶來了嚴峻的挑戰。
在單邊主義、保護主義蔓延的新國際形勢下,我國不僅需要攻克“卡脖子”技術,還亟需通過精密布局與謀劃,掌握一批“殺手锏”技術,占據全球產業競爭的制高點。新材料作為我國提升產業鏈現代化水平的主要突破口,它的持續發展將使我國產業鏈具備自主可控能力和全球競爭力。
寧波新材料產業先天優勢明顯,為新材料科創高地的打造提供了雄厚的基礎和廣闊的空間。
一是寧波新材料領域產業基礎扎實。寧波是首批國家新材料產業國家高技術產業基地,綠色石化、磁性材料、新型功能材料三大產業入圍國家級產業集群,擁有國家高新技術企業392家、國家級單項冠軍企業17家,在稀土磁性、化工新材料、金屬新材料、功能膜材料、電子信息材料等領域具有較強的比較優勢,涌現出寧港永磁、復能新材料、鎮海煉化、博威合金、激智科技、長陽科技、江豐電子等一大批在業界有重要影響力的材料生產企業。2021年,寧波新材料產值規模已經超過3200億元,其中稀土磁性材料總產量占全國40%以上,以聚丙烯樹脂、精密銅合金棒材、濺射靶材為代表的多種新材料產品的產量規模國內第一。寧波還擁有巨大的材料下游應用市場,寧波中芯、吉利汽車、均勝電子等,都是重要的制造業龍頭。
二是寧波新材料領域科技創新能力強勁。寧波擁有中科院寧波材料所、兵科院寧波分院兩家國家級科研機構和以西北工大寧波研究院、北京航空航天大學寧波創新研究院、天津大學浙江研究院為代表的20多家高能級產業技術研究院,建有寧波激智創新材料研究院、寧波韻升磁性材料研究院等15家省級新材料重點企業研究院和磁性材料等5家國家級重點實驗室(工程實驗室、工程研究中心)、國家新材料測試評價平臺浙江區域中心,布局建設甬江實驗室(新材料浙江省實驗室)。以中科院寧波材料所為例,其成功開發出系列兼具優異力學性能、長效防腐耐候和特殊功能性(耐高溫、耐低溫、抗菌阻燃、深海耐壓等)的新型重防腐涂料,并通過與浙江科鑫重工、浙江交工集團、國家電網、中科銀億、信和新材料等行業頭部企業深入合作,相繼在沿海地區國家電網、臨海石油化工、海洋工程和海洋裝備等重防腐領域實現了規模應用。
三是寧波新材料領域產學研協同發展。寧波在新材料領域已經建成浙江省寧波新材料產業創新服務綜合體等市級及以上產業創新服務綜合體9家、科技孵化機構26家、知識產權服務機構20家,并在2022年底獲批組建國家石墨烯創新中心。此外,寧波還擁有材料領域唯一的國家級產學研平臺——中國新材料產業技術創新平臺。平臺2014年成立以來,聯合國內從事新材料技術研發的主流企業、高等院校、科研機構,以企業的發展需要和各方的共同利益為基礎,以提升產業技術創新能力為目標,充分調動和發揮平臺各成員的優勢和積極性,通過打造全鏈條式公共技術創新平臺、全要素融合的成果轉化平臺、開放共享的合作交流平臺及專業權威的綜合服務平臺,在新材料聯合研發、技術推廣、產業合作、知識產權服務等方面努力發揮作用,積極推動新材料創新成果的發布、轉移與商業化運用。目前,平臺已經擁有會員超過100家,推動會員間開展產學研合作80多項,開展規劃研究、技術咨詢、項目論證等服務50多項,推出一系列專業化、深度化、持續性的材料細分領域專題分析報告,打造了創新材料成果數字展示館以充分展示我國新材料領域重要的科研成果,為產學研三方提供不同的參考應用價值,并牽頭籌建了全國首個磁性材料行業高端知識產權運營平臺以促進磁性材料領域的知識產權創造端和運用端深度合作,加快我國磁性材料產業集群的高質量發展。
結合寧波新材料產業基礎扎實、科技創新能力強勁和產學研用齊聚等優勢,以及未來10-15年間我國亟需重點發展的新材料領域,寧波新材料科創高地的建設可以圍繞綠色石化、電子信息、新能源、深海深空、生命健康等關鍵戰略性領域,加快新材料高能級創新平臺建設,構建全球新材料人才蓄水池,推進新材料關鍵核心技術攻關,開拓新材料前沿及新興交叉領域,打造一批標志性產業鏈,培育優勢細分產業集群,促進創新鏈、產業鏈、人才鏈、資金鏈“四鏈融合”,為現代化產業體系建設提供強大且持久的科技支撐,也為構建智慧便捷、綠色低碳的社會提供前瞻技術和解決方案。