10万亿市场背后的“新材料”

当前，以新一代信息技术、新能源、智能制造等为代表的新兴产业快速发展，对材料提出了更高要求。面向新兴产业亟需发展的新材料有哪些？

集成电路是在一小片半导体材料薄片（芯片）上的一组电子电路。对我国下一阶段的发展来说，自主研发集成电路关键战略材料尤为关键，特别是硅晶圆、光掩膜、光刻胶及附属产品、溅射靶材等四大集成电路制造关键材料。

加大力量补短板。重点布局覆盖130~90nm、90~28nm技术节点的先进逻辑产品、先进存储器用晶圆制造成套工艺和先进封装成套工艺的各类关键材料开发，包括193nm浸没式光刻胶及其配套抗反射材料和特种试剂、高阶逻辑工艺和先进存储用前驱体系列产品、高阶工艺用抛光液和抛光垫、特种合金靶材及先进封装用多种材料；部署开发20~14nm、14~7nm及其以下技术代逻辑产品和先进存储器需求关键产品。

信息功能陶瓷是具有电、磁、声、光、热、力、化学或生物等不同性能之间相互转化和耦合效应的一类无机非金属功能材料，亦称为功能陶瓷或电子陶瓷，主要包括介电、铁电、压电、热释电、半导体、电光、磁性、高温超导等多种功能的新型高技术陶瓷。基于各种功能效应的新一代电子元器件如：MLCC电容器、片式电感器、电阻器、PTC和NTC热敏电阻、变阻器、晶界层电容器、滤波器、谐振器、压电换能器、驱动器、微位移器等等，它们是计算机、集成电路、移动通信、能源技术和军工电子等领域的重要基础材料与元器件。

随着高新技术的快速发展，功能陶瓷材料的发展趋势是多层化、低维化、复相化、织构化以及高均匀性、低成本、低温合成、环境协调；新型元器件则朝着片式化、微型化、模块化、低功耗、高频化、智能化、绿色化、大功率以及在极端条件下服役的高可靠性方向发展。

需集中力量开展具有优良介电性能，适合新一代无源集成组件应用的低、中、高介电常数低温共烧陶瓷介质材料开发；解决器件集成中异质材料工艺匹配、外场下的稳定性等关键共性问题，获得材料结构‒工艺‒电性能‒服役特性优化的途径，推动低成本、高性能的无源集成器件用介质材料制备；针对新一代无线通信、可穿戴电子系统应用，探索基于自主介质材料的新型无源器件的设计、制备和集成技术。

新型工业化的核心驱动力是科技创新，遵循绿色、低碳、循环的原则，必然与新能源材料及其产业紧密相关。围绕不同的能源转化、存储方式和原理，先进能源材料需重点发展燃料电池材料、热电材料、超级电容器材料、固体锂电材料、生物质能材料、光电材料和纳米能源材料等方向。

加速推进氢燃料电池新材料与部件的产业化，进一步推进锑化铋热电材料体系的产业化进程，研制综合性能优异的正/负极材料、功能性电解液及隔膜等超级电容器关键材料，突破固态电池材料在电导率、成本、批量生产等方面的问题，加快推进生物质液体燃料清洁制备与高值化利用技术产业化，解决新型光伏材料批量化生产过程中造成的转换效率下降问题，实现纳米发电机在人机交互、智能医疗和仿生智能器件等重要领域中的应用。

新型显示材料是信息和材料领域竞争的“焦点”“热点”和“卡点”。美国、韩国、日本等世界主要国家均高度重视显示材料发展，而我国也在高位布局新型显示材料创新体系。从材料功能性划分，新型显示材料分为显示功能材料、显示玻璃材料、柔性高分子材料、显示配套材料四大类。

突破一批显示关键短板材料，如显示功能材料领域中OLED终端发光材料、激光显示荧光材料；显示玻璃材料领域中高世代TFTLCD玻璃基板、OLED玻璃基板材料；显示配套材料领域中彩色光刻胶、高精细度掩膜版；柔性显示高分子材料领域中高端PI薄膜、柔性OCA光学胶等。

布局一批前沿显示材料，如开展纳米LED显示、光场显示等前沿显示技术研发布局。同时，向空间显示去发展。如何在更大的空间进行显示，可能就需要把材料复合、3D制造和可视卷曲有机结合起来。在极冷、极热、超高压、高辐照等极端情况下，思考如何解决这些问题。

生物医用材料是世界上最具发展潜力的朝阳产业之一。生物医用材料是指可植入人体且生物相容性极好的一类高技术新材料，主要用于人体疾病的诊断、治疗，组织和器官的修复、替换，以及增进其器官功能等方面。

随着全球人口老龄化日益加剧，人们对自身健康的关注度不断提高，健康产业进入加速发展时期。生物医用材料的快速突破，将在疾病快速诊断、人体器官修复移植方面为人类带来福祉，对国家的医疗安全、人民健康产生至关重要的影响。

生物基材料作为新材料的代表之一，是来源于可再生的非粮生物质，经过化学、物理、生物制造技术等方法制造的新型功能材料。非粮生物质主要包括农作物秸秆、林业废弃物、城市垃圾、畜禽粪污、生活污水污泥和工业有机废渣废液废气等。

未来的发展重点是实现以淀粉糖等为原料的基础化工产品的生物法生产与应用，推动生物基聚酯、生物基聚氨酯、生物基聚酯酰胺、生物尼龙、生物基环氧树脂、生物橡胶、生物基/质聚合物、生物基介电储能材料、生物基材料助剂等生物基材料产业的链条化、集聚化、规模化发展。

先进复合材料具有高比强度、高比模量、可设计性好等优点，广泛应用于航空航天、轨道交通等领域的装备制造，是工业发达国家战略必争资源。以国家重大需求为导向，发展基于跨尺度多维度结构调控的新型结构材料、高性能高分子及其复合材料、高温耐蚀结构材料、轻质高强新材料、结构陶瓷及其复合材料、重大工程结构材料、增材制造材料并取得重大技术突破。

面向高端装备的复杂使役条件、苛刻质量约束，复合材料构件的大型化、整体化、结构功能一体化发展趋势，高性能、高精度、高效率、低成本的复杂构件一体化成形制造技术与装备成为主攻方向。

面向2035年的复合材料构件精确制造技术发展要素

稀土因其有独特的电子层结构和优异的磁、光、电等特性，在新能源、新材料、节能环保、航空航天、电子信息、国防军工等高精尖产业发挥着重要作用，已成为国际争夺的重要战略性矿产资源。

紧密围绕国家战略需求，结合未来智能机器人、智慧城市、深空/深海开发、大数据和人机交互等应用场景，需重点开展工程化及产业化关键技术研究，着力突破稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土催化材料、稀土晶体材料、高纯稀土金属及靶材等先进稀土功能材料的核心制备技术、智能生产装备、专用检测仪器及其应用技术。

超导是人类发现的第一种宏观量子现象，具有丰富科学内涵和广阔应用前景。超导表现出的零电阻和完全抗磁性等奇特性质，目前已在近万种材料中被发现。超导的研究历程已经跨越了一个多世纪，但人们的研究兴趣依然未减。超导研究一次次打破人们对微观物质世界的认知，推动了新物理概念的产生、新物理规律的发现和新方法的建立。超导材料也被广泛地应用于能源、信息、医疗、国防、交通等领域，在许多方面发挥着不可替代的作用。

通过“产学研用”联合攻关，实现我国低温超导材料产业的升级换代，突破高温超导材料批量化制备关键技术，开发出面向电力、能源、医疗和国防应用的超导电工装备，实现超导材料、超导强电和超导弱电产品的协同发展和规模化应用，总体达到国际先进水平，打造并形成基于超导材料及其应用技术的战略性新兴产业。