我國新材料創新發展重要成就與未來展望丨中國工程科學

本文選自中國工程院院刊《中國工程科學》2026年第1期

論文信息：干勇,謝曼,廉海強,王慧,王峰. 我國新材料創新發展重要成就與未來展望[J]. 中國工程科學, 2026, 28(1): 231-240.

DOI:10.15302/J-SSCAE-2025.12.039

編者按

新材料是我國建設制造強國、實現高質量發展的物質基礎，其研發和產業化水平是衡量一國經濟社會發展、科技進步和國防實力的重要標志。十年來，我國不斷推進制造強國戰略，新材料發展經歷了波瀾壯闊的“黃金十年”，錨定自主創新，全力競速，取得了巨大進步。

《中國工程科學》2026年第1期發表《我國新材料創新發展重要成就與未來展望》一文。文章系統分析了制造強國戰略推進十年來我國新材料創新發展取得的重要成就，梳理了標志性成果，并提出了面向2035年我國新材料發展的重點方向及加快創新發展的路徑。研究認為，我國新材料產業規模不斷壯大，技術競爭力持續提升，自主保障能力顯著提高，創新能力不斷增強，產業轉型升級不斷加快，已從“以解決有無問題為主”的規模擴張階段，跨越到以滿足國家重大戰略需求、提升國際競爭力為主的高質量發展階段。面向未來，亟需圍繞重大應用場景對材料發展的戰略需求，重點發展新一代信息技術用材料、新型能源材料、高端制造與重大工程用材料、新一代生物醫用材料，加快構建基于人工智能的新材料研發范式，提升新材料原始創新能力。

一、前言

新材料產業是戰略性、基礎性產業，也是科技競爭的關鍵領域，將成為未來高新技術產業發展的基石和先導。我國高度重視新材料產業的發展，要求積極培育新能源、新材料、先進制造、電子信息等戰略性新興產業，積極培育未來產業，加快形成新質生產力，增強發展新動能。新材料處于產業鏈上游，是支撐現代制造業發展的重要物質基礎和“底盤”，其研發水平及產業化規模成為衡量一個國家經濟社會發展、科技進步和國防實力的重要標志。黨的二十大報告提出，堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上，推進新型工業化，加快建設制造強國，并把構建新材料等一批新的增長引擎作為建設現代化產業體系的重點任務。新材料是發展實體經濟、推進新型工業化、建設制造強國的物質支撐，也是構建現代化產業體系必不可少的重點領域。

2015年，《中國制造2025》將新材料列為重點發展領域之一。十年來，我國不斷推進制造強國戰略，新材料發展經歷了波瀾壯闊的“黃金十年”，錨定自主創新，全力競速，取得了巨大進步。本文通過系統梳理新材料領域十年來取得的重要成就、研判未來發展趨勢，提出未來十年新材料產業的重點方向，為下一步發展提供參考。

二、我國新材料創新發展實現的歷史性跨越

十年來，在國家政策的大力支持下、科技界與產業界的持續攻關努力下，我國新材料產業從“以解決有無問題為主”的規模擴張階段跨越到以滿足國家重大戰略需求、提升國際競爭力為主的高質量發展階段；新材料創新模式從“以跟蹤仿制為主”轉變為“跟蹤仿制與自主創新并舉”。

1. 建成完整的新材料體系，產業規模全球第一

我國鋼鐵、有色金屬、石化、建材、輕工、紡織等先進基礎材料產量連續多年位居全球首位。高端裝備用特種合金、先進半導體材料、稀土功能材料、新型顯示材料、電子陶瓷、人工晶體、新型能源材料、高性能纖維及其復合材料、高性能膜材料、新一代生物醫用材料、生物基材料等關鍵戰略材料保障能力顯著增強，國產替代換擋加速。石墨烯、超材料、增材制造材料、超導材料、智能仿生材料等前沿新材料的產業化進程不斷加快。

新材料產值已從2010年的約0.7萬億元增長到2024年的8.7萬億元，約占全球的1/3，年均復合增長率約為20%，增速全球第一。十年前，我國碳化硅襯底材料尚未實現產業化，目前的生產規模已約占全球總生產規模的1/3。十年前，我國碳纖維產線僅有中試規模，到現在年產量已近1.5×105 t，約占全球總產量的1/2。十年前，我國稀土鈰磁體材料年產量僅有幾百千克，到現在年產量已近9×104t，是全球唯一實現鈰磁體產業化的國家。十年前，我國鋰電池正極材料的產量約為1.8×105t/a，到現在已超過3×106t/a，增長了約16倍。十年前，我國鋰電池負極材料的產量約為3×104t/a，到現在已超過2×106t/a，增長了約67倍。

2. 核心技術加快突破，自主保障能力顯著提高

我國高端材料被國外壟斷的局面已發生根本性轉變。2011年，工業和信息化部調研發現，在國民經濟亟需的130種關鍵材料中只有14%左右國內可以完全自給。2022年，國家新材料產業發展專家咨詢委員會調研了11個重點領域的54個應用系統，結果顯示，我國關鍵新材料平均自給率達到54%。截至2024年年底，我國大飛機、航空發動機、集成電路、核電等重大裝備與重大工程的材料保障水平已大幅提升。

在集成電路制造材料方面，我國已突破22~28 nm制程用關鍵材料技術和產業瓶頸，國產12 in（1 in=2.54 cm）大硅片產量約占全球總產量的30%，并成功應用于先進制程工藝。在移動通信用材料方面，國產氮化鎵的國內市場占有率由2020年的約5%提升到當前的70%，有力保障了我國第五代移動通信（5G）技術的發展需求。在節能與新能源汽車材料方面，電機用無取向硅鋼、稀土永磁材料等已基本實現自給；國產碳化硅材料制成的功率芯片成功應用于電驅系統。在軌道交通裝備材料方面，國產車輪、車軸在時速350 km的高速鐵路（高鐵）上實現了商業化應用，并在時速400 km樣車上開展考核驗證；6XXX系鋁合金大斷面擠壓型材已批量化應用于高速動車組機車車體。在航空航天材料方面，國產主干高溫合金已批量用于國產航空發動機；第三、四代航空鋁合金和鋁鋰合金保障了“天問”“嫦娥”系列等重大工程和國防裝備的需要。在核電材料方面，鞍鋼AG728、太鋼316H高純凈不銹鋼等多個新品種支撐了國內40多座第三代和第四代核電機組的建設與運行。

3. “并跑”“領跑”技術明顯增多，技術競爭力持續提升

我國多項新材料技術已實現從“跟跑”到“并跑”甚至“領跑”的轉變。第三／四代航空鋁合金和鋁鋰合金、鎂合金、海洋鈦合金、汽車用超高強鋼、核電用鋼、聚氨酯、新型顯示玻璃、第三代半導體、碳纖維等關鍵材料技術水平已由“跟跑”轉變為“并跑”。硅鋼、耐熱鋼、橋梁鋼、管線鋼、非晶與納米晶軟磁材料、稀土永磁材料、鋰電池材料、光伏材料、大尺寸非線性晶體、工業用人造金剛石、組織誘導性生物材料、超導材料、聚氨酯等多項材料技術已達到全球“領跑”水平。

我國新材料領域專利申請量連續8年全球第一。纖維材料、原子制造、二維半導體薄膜、硅基半導體、鎢半導體互連材料、光刻膠、碳基薄膜材料、二維半導體過渡金屬硫族化物等材料的專利關注度持續升高并被國際廣泛引用。“十三五”時期、“十四五”時期，我國新材料領域共培養了兩院院士78人，其中中國工程院院士47人、中國科學院院士31人；388人獲得國家杰出青年科學基金，形成了全球最大的材料科技創新人才隊伍。

技術競爭力的提升推動了產品市場的快速擴張。根據有關行業協會統計，我國鋰電池正極材料、負極材料、電解液／質材料和隔膜材料四大主要材料的全球出貨量占比均超80%；工業用人造金剛石／微粉產量全球占比超過95%，在全球市場形成較大優勢；高性能鈮鈦超導材料快速進入醫用領域，2024年全球市場占有率達到55%；聚氨酯產能全球占比已超40%，成為全球最大的聚氨酯生產國。我國新材料企業競爭力顯著增強。截至2024年，我國進入《財富》世界500強榜單的原材料企業有45家，占全球上榜原材料企業近40%。

4. 科技和產業融合發展，創新能力不斷增強

我國已形成覆蓋新材料研發、中試、驗證、測試、示范應用、標準、數據等環節的完整政策體系。經過多年建設，我國新材料領域已擁有200多個國家級創新平臺及基地。國家材料實驗室在蘇州成立，材料領域已有60多個全國重點實驗室重組獲批，基本形成以國家實驗室為核心、全國重點實驗室高效協同的實驗室網絡。我國已建設國家工程技術研究中心60多個，國家工程研究中心20多個，國家工程實驗室20多個，國家級創新中心8個（包括國家制造業創新中心、國家技術創新中心、國家產業創新中心），建設了新材料中試平臺、測試評價平臺、生產應用驗證平臺、資源共享平臺、大數據中心等五類特色平臺。在已經公布的80個國家先進制造業集群中，新材料集群有15個。這些平臺和基地形成了涵蓋基礎研究、應用基礎研究、產品開發、工程放大、應用驗證等環節的完整鏈條，面向國家戰略需求推動科研與產業緊密結合，成為我國實現材料科技自立自強的重要“家底”。

我國新材料領域科研投入逐年增長，新材料研發投入強度已超過3%。“十三五”時期、“十四五”時期，我國部署了7個重點專項（國家重點研發計劃），并啟動1個重大專項。這些專項圍繞產業發展中的“真需求”凝練科技問題，支持企業牽頭承擔攻關任務、改革績效評價方式、強化對成果價值和應用的考核，推動科技成果快速轉化。2017年以來，新材料首批次保險補償政策經過五輪試點工作，累計為280多家新材料企業提供風險保障，支持190個品種、價值約500億元產品進入初期市場，在推動新材料產業整體發展水平提升上取得顯著成效。

“產學研”協同創新機制不斷完善，在高端材料研發與應用方面發揮了重要作用。江蘇省產業技術研究院始終按照“研發作為產業、技術作為商品”的理念，構建了“高校原創科研+產研院二次開發+產業園孵化”的接力模式，開展戰略性成果轉化項目100多項，其研發的高端光刻膠樹脂、航空發動機單晶葉片、氮化鎵射頻材料等多項成果填補國內空白并實現量產。第三代半導體產業技術創新戰略聯盟圍繞產業鏈組織20多家核心上下游企業和科研機構開展“材料 ? 器件 ? 示范應用”全鏈條技術攻關，推動實現國產6 in碳化硅材料和功率器件在新能源汽車領域的產業化應用。

5. 產業轉型升級加快，高端化、智能化、綠色化發展水平不斷提升

我國材料產業由價值鏈中低端向價值鏈中高端不斷躍升。材料產業由同質化競爭向差異化發展轉變，通過技術創新不斷升級換代以滿足高端應用需求。我國橋梁用鋼的普遍強度從370 MPa提高到690 MPa，大大提升了橋梁的使用壽命和安全性。汽車關鍵安全結構件用高強鋼從普遍采用1500兆帕級發展到部分采用2000兆帕級，是全球最高水平。隨著光伏建筑一體化、分布式光伏發電的發展，光伏玻璃主流產品厚度由3.2 mm發展到2 mm，促使光伏組件轉化效率不斷提升。

材料研發和生產的智能化水平不斷提高。我國石化化工、鋼鐵、有色、建材等原材料工業關鍵工序的數控化率超75%。全國80%以上的鋼鐵企業正在推動智能制造改造，骨干鋼鐵企業已基本建成產線級基礎自動化、過程控制系統、生產執行系統、制造管理系統自上而下縱向集成的四級體系。

材料產業綠色化發展取得巨大進步。材料單位產品能耗和碳排放強度持續下降。截至2024年，我國已有超過8.3×108t粗鋼產能完成全流程或重點工序的超低排放改造。材料回收利用體系不斷完善。據統計，2024年我國廢鋼、廢鋁、廢銅回收使用量分別達到2.5×108t、1.15×107t、4.5×106t，綜合利用水平分別達到25%、26%、33%，光伏組件、動力電池等廢棄新材料的高值化回收也取得了較大突破。

三、我國新材料創新發展取得的標志性成果

（一）金屬材料

1. 先進鋼鐵材料多項技術國際領先

在能源電力用鋼方面，高磁感低損耗取向硅鋼和超薄取向硅鋼已在世界最高電壓等級如昌吉—古泉等10多條特高壓工程中實現國產化應用，支撐了我國西電東輸、全球最大清潔能源走廊的建設；超超臨界電站用G115馬氏體耐熱鋼在世界上參數最高的630 ℃二次再熱機組實現工程示范應用，實現國際引領；厚規格／低溫／抗大變形／耐腐蝕管線鋼在中俄東線、西氣東輸四線、川氣東送等國家重大管道工程中實現規模化應用。在汽車用鋼方面，車體用1700 MPa冷成形馬氏體鋼、2000~2200 MPa熱沖壓鋼等處于國際領先水平，支撐了汽車輕量化和安全性能的全面提升；自主研發的無取向硅鋼已批量用于新能源汽車主驅電機。在高溫合金方面，GH4169等通用高溫合金的國產替代進程加快，二代單晶高溫合金實現批量應用，三代單晶高溫合金成功應用于CJ-2000大涵道比渦扇發動機，可滿足國產大飛機C919的使用需求。

2. 先進輕合金在國家重大工程中實現應用

在高性能鋁合金方面，我國7XXX系列超高強高韌鋁合金已成功應用于國產大飛機C919；110吉帕級高強韌高模量鋁基復合材料應用于“嫦娥六號”，支撐完成世界首次月球背面采樣任務；180吉帕級低膨脹高模量鋁基復材已在光學遙感衛星上實現在軌應用。在高性能鈦合金方面，我國自主研發的高性能海洋鈦合金已用于萬米深潛器“奮斗者號”載人耐壓艙，刷新了我國載人深潛的新紀錄；C919大飛機結構件用鈦材達到裝機能力。在高性能鎂合金方面，不銹鎂、鎂電池、鎂基儲氫材料等的技術水平處于國際先進水平，已廣泛用于航空航天，汽車，手機、筆記本、數碼相機（3C）等領域，ZM51鎂合金已應用于“天問一號”，系列稀土鎂合金已規模化應用于3C、汽車零部件等。

3. 實用化超導材料技術引領全球

西部超導材料科技股份有限公司已向國際知名企業累計交付超8000 t核磁共振成像（MRI）用鈮鈦（NbTi）線材，已占全球市場份額的1/2以上。100多噸國產高性能鈮錫（Nb3Sn）超導線材應用于中國聚變工程堆聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施（CRAFT）和緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）項目，助力我國超導磁約束聚變技術部分實現“領跑”。我國自主研發的量子計算用超導同軸電纜制備技術擺脫了長期被“卡脖子”的局面，研制的超導量子mK級稀釋制冷機超導磁體支撐了我國量子計算領域快速自主發展。我國已開發出交通、信息、國防、大科學工程等領域亟需的100多類磁體，部分產品實現批量出口。國產超導材料已用于上海同步輻射光源的國際最高參數的扭擺器和波蕩器，支撐電動磁懸浮列車創造了時速650 km的世界記錄。

4. 稀土永磁材料成為大國競爭的“殺手锏”

我國稀土資源優勢已轉化為技術優勢、產品優勢和戰略優勢。稀土冶煉分離產能最大、技術全球領先，稀土新材料重大原創性成果不斷增加，稀土永磁材料產量已占全球90%，全產業鏈競爭優勢明顯。我國研制出最大磁能積與內稟矯頑力之和大于80的高性能釹鐵硼永磁材料，產品廣泛應用于通信設備、新能源汽車、風力發電及航空航天等領域，全球智能手機等通信設備用釹鐵硼磁體70%以上來自我國。高磁能積釤鈷磁體已基本實現國產替代，釤磁體性能領先國外，產品應用于航空航天裝備、大型船舶、軌道交通等領域。我國獨有的、具有自主知識產權的鈰磁體材料技術，成為國際“領跑者”，在節能電機、磁懸浮等領域具有良好應用前景。

（二）無機非金屬材料

1. 高性能光電玻璃在信息與能源領域大放異彩

在顯示玻璃方面，十年前，玻璃基板是制約我國顯示產業發展的“卡脖子”材料；2019年中國建材集團有限公司成功下線了8.5代TFT-LCD玻璃基板，2024年在全球率先生產出具有完全自主知識產權的8.6代OLED超薄浮法玻璃基板。當前，我國開發的厚度30 μm超薄柔性可折疊玻璃核心性能指標達到全球領先，建設了全球首創超薄柔性可折疊玻璃全流程工業化產業鏈。在光伏玻璃方面，建成全球首條具有自主知識產權的100兆瓦級大面積（1.92 m2）碲化鎘發電玻璃生產線，組件轉化效率從2018年的13%提升至目前的18.02%，連續刷新我國大尺寸碲化鎘發電玻璃轉化效率紀錄。

2. 高端陶瓷有力支撐關鍵裝備的研制

我國攻克了大尺寸、高剛度、低膨脹碳化硅陶瓷及部件制造技術，有力支撐了國產光刻機和刻蝕機的研制；突破了大尺寸、輕量化、高穩定纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料體構件技術和耐2500 ℃以上極端高溫陶瓷及其復合材料構件技術，助力我國遙感衛星分辨率首次跨入亞米級，支撐高速飛行器性能指標達到國際領先水平。高性能氮化硅陶瓷軸承球實現量產，打破了日本、德國企業在全球市場的長期壟斷局面，實現了我國航空發動機、新能源汽車等關鍵領域用精密陶瓷軸承滾動體的國產化替代。氮化鋁和氮化硅的粉體控制、流延成型、氣氛燒結等關鍵技術取得階段性突破，實現了氮化鋁、氮化硅陶瓷封裝基板規模化生產，推動了我國半導體封裝領域的高速發展。

3. 超硬材料形成全產業鏈競爭優勢

我國超硬材料產量連續20多年居世界首位，目前已形成全球壟斷地位。金剛石減薄砂輪、金剛石劃片刀、金剛石超薄切割砂輪等產品成功應用于半導體芯片加工領域。刀具、砂輪和鉆頭等超硬材料制品廣泛應用于高溫合金和碳纖維等材料加工，支撐新能源汽車電機軸加工精度達到微納米級，成功應用于8000 m以上油氣深井鉆頭。金剛石散熱材料應用于北斗三號全球衛星導航系統，金剛石鉆頭幫助“嫦娥五號”月球探測器完成月壤取樣作業。在5G基站和服務器散熱材料、高端精密檢測儀器的光學窗口材料方面，我國也取得了技術突破。

（三）石化化工材料

1. 聚氨酯材料改變全球產業格局

我國聚氨酯發展曾長期受到異氰酸酯等關鍵原料的制約。近年來，二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）、甲苯二異氰酸酯（TDI）等關鍵原料生產技術不斷突破，以萬華化學集團股份有限公司為代表的中國企業迅速崛起，不僅在國內市場占據主導地位，更成為全球聚氨酯原料生產的巨頭，改變了全球產業格局。我國聚氨酯產業結構優化與技術升級加速推進，高附加值、差異化和環保化產品所占比重不斷提升，在高鐵復合材料、新能源汽車內飾與輕量化部件、可降解生物基聚氨酯、水性無溶劑涂料等高端聚氨酯產業化方面取得顯著進展。聚氨酯優異的保溫性能在建筑節能領域大放異彩，同時，行業自身也積極推行綠色制造，在減少揮發性有機物（VOCs）排放等方面取得顯著成績。

2. 高性能碳纖維打破國際壟斷

我國已成為全球少數具備碳纖維自主研發與規模化生產能力的國家之一。大絲束碳纖維技術持續突破，48 K大絲束碳纖維風電專用料成功應用于131 m陸上超長風電葉片，搭載15 MW陸上機組，單機年發電量可滿足16萬戶家庭全年用電需求。在高強中模碳纖維方面，國產T800級碳纖維支撐航空航天重點型號研制、批產任務，國內首個12 K小絲束T1000級碳纖維規模化生產項目竣工投產，T1100級碳纖維工程化量產正在提速，大飛機用碳纖維復合材料國產化進程加快。在高強高模碳纖維方面，我國已形成M40J級、M55J級和M65J級碳纖維系列產品，成為航天及衛星領域的主干材料。

（四）電子材料

1. 寬禁帶半導體突破國際禁運

我國打破了國際碳化硅材料和器件長期以來由海外企業主導的壟斷格局，并在國際上率先研發出12 in碳化硅襯底材料。國產碳化硅功率芯片已在4.4萬輛國產新能源汽車電驅系統上規模應用。我國已形成全球規模最大的氮化鎵功率器件供應能力，產品廣泛應用于消費電子領域。國產6 in碳化硅基氮化鎵晶圓和氮化鎵射頻功率放大器性能指標達到國際先進水平，建立了完整的具有自主知識產權的全國產化氮化鎵產業鏈，Sub-6 GHz（頻率低于6 GHz的頻譜范圍）頻段、毫米波頻段氮化鎵基微波功率材料和芯片形成了滿足市場需求的系列產品，徹底打破了美國、日本等發達國家對我國的禁運。國產氮化鎵支撐發光二極管（LED）照明形成全球最大的產業規模和全產業鏈自主可控。

2. 芯片制造材料加速追趕國際先進制程水平

我國通用型中、低工藝要求的材料已基本達到安全保障的水平，在硅材料、靶材等方面進步顯著。我國成功研發出滿足先進制程需求的12 in硅片，并通過了客戶驗證，打破了國外技術壟斷。我國通過政策驅動與產業鏈協同，已建立起涵蓋晶體生長、切片、拋光到檢測的完整量產體系，并實現了對主流晶圓廠的規模化供應。國產靶材在超高純金屬提純、靶材成型等關鍵技術上取得突破，實現市場規模的爆發式增長，部分產品進入全球先進產線供應鏈。例如，國產銅、鉭、鈦、鋁及合金靶材等可支撐3 nm制程工藝，重點企業已成為先進工藝生產線的靶材供應商。

（五）能源材料

1. 光伏材料實現全球領先

我國多晶硅、硅片、電池片和組件等主要制造環節均占據全球主導地位。大尺寸薄膜硅片技術全球領先，主流P型與N型光伏電池的平均轉換效率達到全球最高水平，率先實現發射極和背面鈍化電池（PERC）量產，隧穿氧化層鈍化接觸電池（TOPCon）和異質結電池（HJT）產業規模快速提升，成本持續下降。我國光伏材料的發展為我國降低能源對外依存度、保障能源安全作出了巨大貢獻，有力支撐了我國新能源體系發展。

2. 動力電池材料主導世界格局

我國擁有全球最大的先進電池與儲能材料生產線。在鋰電池材料方面，納米硅碳負極材料、高容量高鎳三元正極材料、高壓實磷酸鐵鋰正極材料、高電壓鈷酸鋰正極材料、固態電解質涂層隔膜、原位固態化電解質等材料技術取得原創性成果，推動消費電子電池、動力電池的能量密度等綜合指標達到世界領先水平，長壽命磷酸鐵鋰正極材料、人造石墨材料等新材料推動我國儲能鋰離子電池在循環壽命、安全性、能量密度等方向處于世界領先水平，市場占有率超90%。我國動力鋰電池材料的發展成就不僅助推我國汽車產業實現彎道超車，更為全球汽車產業綠色轉型提供了有力支撐。

（六）生物醫用材料

微創介入生物材料換道超車。我國在具有組織及器官再生功能的生物材料、微創治療等生物醫用材料方面不斷取得創新突破。已開發出系列微創介入心血管支架、心臟封堵器、心臟瓣膜等，部分產品實現了國產替代及國際“領跑”。例如，由四川大學牽頭組建的“產學研醫”全鏈條創新研發團隊歷時十余年協同攻關，率先全球研制并生產出室間隔缺損封堵器、房間隔缺損封堵器、卵圓孔未閉封堵器等微創介入可降解心臟封堵器系列產品，為中國乃至全球先天性心臟病患者帶來了全新的治療方案。目前該成果已在全球10個國家的500多家醫院正式臨床使用，累計植入量萬余例，顯示出良好的安全性和有效性。

四、我國新材料發展面臨的主要問題

當前新一輪科技革命和產業變革深入發展，人工智能（AI）技術全面爆發，未來制造技術加速發展，全球能源結構深度調整，全球產業鏈供應鏈加快重構，新材料科技發展呈現多維度突破趨勢。我國新材料發展在取得了舉世矚目進步的同時，隨著大國搶占未來科技制高點競爭日趨激烈、逆全球化及“脫鉤斷鏈”趨勢加劇，我國新材料亟需突破制約發展的突出問題，推動我國全面實現關鍵材料的自主保障并形成引領發展能力。

一是材料支撐保障能力不強，受制于人問題突出。我國在高端裝備、新一代信息技術、生物醫用等領域用高端材料方面與發達國家相比仍有較大差距，進口依賴較大。一方面，隨著技術攻關逐步推進，尚未突破的材料技術難度更大、技術集成度更高，需要更加系統地組織攻關；另一方面，很多“關鍵小材”市場容量不大，企業關注度不高，需要相關部門采取措施加以引導。此外，我國研發與生產新材料的部分專用設備、檢驗檢測儀器、工業軟件等仍存在一定短板，產業基礎能力較為薄弱。

二是自主創新能力不足，引領發展能力欠缺。過去40多年，我國材料領域創新主要依靠引進、消化、吸收國外先進技術，在材料基礎研究、工藝技術、質量控制體系等方面積累不足，重大原創性成果不多。在超寬禁帶半導體材料、新一代存儲材料等前沿材料研究方面，我國研發進度慢于國外，如不抓緊布局，未來有可能形成新的技術代差。此外，當前AI發展迅猛，但我國AI賦能新材料研發制造的能力與國際領先水平相比尚有一定差距。

三是“產學研”轉化不足，技術轉化效率不高。我國新材料研發活動的應用導向性仍然不強，科研項目評價缺乏足夠的產業化考量，科技成果從實驗室走向產線和市場的能力仍然較弱、周期仍然較長。新材料工程化應用研究不足，“材料 ? 器件 ? 裝備”的數據鏈尚未打通。“好材不敢用”問題仍然突出，長期以來下游用戶對國產材料的信任度較低。在對可靠性要求較高的重大應用場景中，新材料考核驗證仍然面臨周期長、難度大的問題，給推廣應用造成較大的困難。

五、我國新材料未來重點發展方向

隨著顛覆性技術不斷涌現，大數據、AI與新材料技術加速融合，顯著提升新材料研發效率，材料科學研究已進入“密集數據+AI”的新范式。材料服役環境極端化牽引新材料不斷超越極限性能，深空、深海、深地、兩極、涉核、涉爆等極端環境要求材料在極端溫差、高輻射、強腐蝕、高強壓、高功率等條件下保持穩定性能。先進工藝和高端裝備在材料研發、生產加工中的應用不斷擴展，微納制造向原子級制造演變，增材制造使材料 ? 器件一體化進程加快。為突破資源約束瓶頸，落實“雙碳”戰略，需大力發展材料零碳制造和循環制造，延長產品生命周期，進一步減少能源消耗和二氧化碳排放。面向2035年，我國亟需圍繞未來重大應用場景對材料發展的戰略需求，開展系統性、前瞻性布局，重點發展以下方向。

（一）新一代信息技術用材料

一是新型計算與存儲材料。隨著量子計算、電子計算、光計算等計算場景的快速發展，未來將會出現百萬級的數據中心，對信息計算能力的需求呈指數級增長，亟需發展異質異構集成材料、二維半導體材料、超寬禁帶半導體材料、量子信息材料、光計算超材料等先進計算材料以及氧化物半導體、纖鋅礦鐵電等先進存儲材料。

二是第六代移動通信（6G）及“空天地”一體化通信用材料。隨著6G技術、光通信、“空天地”一體化網絡通信向更高速率、更大容量演進，通信頻譜正向太赫茲、可見光等新波段拓展，傳統材料已難以滿足低損耗、高集成、智能化等要求，未來需重點攻關寬禁帶及超寬禁帶半導體材料、電磁和信息超材料、高集成度隔離器材料、超低損耗天線材料、新型可調諧材料、高靈敏度壓電陶瓷等新一代高電光系數材料先進制造技術。

三是智能顯示材料。隨著顯示應用場景的日益豐富，顯示應用形態將由平板顯示向柔性顯示、泛在顯示、多維顯示等方向發展，未來亟需布局有機電致發光顯示材料、量子點顯示材料、微納顯示材料、激光與光場顯示材料等，支撐我國智能顯示產業技術實現“領跑”。

（二）新型能源材料

一是固態電池材料。全球綠色低碳轉型升級推動新型能源材料快速發展，圍繞新能源汽車、儲能系統、醫療裝備、低空經濟等重點領域戰略需求，突破以高性能固體電解質、高穩定性鋰或鋰合金負極、高容量硅碳負極等為代表的全固態電池關鍵材料技術，開發出具有自主知識產權的固態鋰二次電池材料。

二是新一代核能材料。隨著核能、核聚變等未來能源產業加速崛起，未來亟需發展耐高溫和耐輻照金屬結構材料、耐液態金屬和熔鹽腐蝕材料、超高溫材料等第四代核裂變反應堆用材料；研發超導材料、面向等離子體材料、氚增殖劑與中子倍增劑材料等核聚變反應堆用材料，支撐我國新一代核能技術取得顛覆性突破。

（三）高端制造與重大工程用材料

一是具身智能用關鍵材料。具身智能機器人在多模態融合感知、自主化學習、人機協作、柔性化與仿生設計、輕量化等方面對材料提出更高要求，亟需布局高性能工程塑料、稀土永磁材料、輕質合金、高性能特種鋼、形狀記憶合金和智能仿生材料等方向，加速搶占AI科技制高點。

二是深空、深海、深地開發用材料。探月及深空探測、深海及兩極開發、核反應堆等極端環境應用領域要求材料在極端溫差、高輻射、強腐蝕、高強壓、高功率等條件下保持穩定性能，未來應重點發展高環境適應特種鋼、新一代高溫及高熵合金、高性能纖維及復合材料、特種玻璃、高溫吸波陶瓷材料、月壤建材等方向。

三是下一代高速列車用材料。時速400 km及以上高速列車和時速600 km超導磁懸浮列車對車體與轉向架、走行部件、牽引系統、網絡控制系統等提出了極為苛刻的要求，未來應重點發展輕質合金、超高強度鋼、碳纖維及復合材料、高性能合金鋼與軸承鋼、稀土永磁材料、碳陶復合材料、超寬禁帶半導體、二維半導體、超導材料等方向。

（四）新一代生物醫用材料

一是人機融合生物材料。人機融合生物技術將生物系統與人工系統在分子、細胞或組織層面深度融合，需要導電生物材料、人機界面融合材料、智能生物材料高分子生物材料等生物材料提供支撐。

二是納米診療材料。聚焦精準干預重大疾病，應重點研發腫瘤靶向材料、低免疫原性材料、微米尺度可植入材料、核酸遞送材料、微生物 ? 納米材料等臨床級納米診療材料產品，為構建智慧診斷體系提供支撐。

六、未來加快新材料創新發展的路徑

未來十年是我國大力發展新質生產力、促進未來產業加快落地的關鍵時期，也是我國由“材料大國”邁向“材料強國”的“攻堅”階段。我國新材料發展的目標是，到2030年，材料領域總體技術和應用水平進入全球第一梯隊；到2035年，建成新材料強國，對科技強國形成有力支撐。未來十年，為加快新材料創新發展，需系統性推進以下發展路徑。

1. 構建基于AI的新材料技術創新體系

推進面向AI應用的基礎設施建設，建立高質量、標準化、跨尺度關聯的材料多源數據庫；健全材料數據采集、流通、共享機制，形成高效協同的材料數據供給體系。開發材料科學大模型，完善開源治理體系建設；優化多目標算法，加快新材料從微觀到宏觀跨尺度結構的精準預測。加快新材料自主實驗裝備共性技術攻關，打造智能一體化研發平臺，實現“AI設計 ? 模擬驗證 ? 自主實驗 ? 數據反饋”的閉環。推進AI在新材料領域的示范應用，培育AI賦能的生產應用與科技服務創新業態，實現新材料從基礎研究到產業應用的全鏈條智能化革新。

2. 全面實現關鍵材料自主保障

圍繞載人航天、探月工程、星際探測、高海拔鐵路、雅下電站、兩極探測、深海開發、可控核聚變等重大工程和國防建設，以及新能源汽車、下一代高速列車、大飛機、風力發電、生命健康等重點領域所需的關鍵材料，加強政府統籌與引導，持續開展有組織的科研攻關，整合資源，集中目標任務、優勢團隊、行動計劃，加快解決高端材料“卡脖子”問題，全面保障產業鏈供應鏈安全。

3. 形成未來材料引領發展能力

我國應著眼于未來10~15年的發展進行新一代材料研發布局。針對未來有重大需求的前沿材料，加快構建材料技術儲備體系，加速形成先發優勢。變革材料科技創新路徑，掌握發展主動權，建立基于新概念、新原理的正向研發模式。提升材料原始創新能力，在全球重大材料發明發現方面作出“中國貢獻”，取得具有自主知識產權的重大成果。同時，大力拓展新一代材料應用場景，加快構建AI賦能的新材料驗證與示范應用平臺，推動科研成果從實驗室快速進入產線與應用市場，引領未來產業加速落地。

4. 打造世界一流的現代化產業鏈

針對關鍵基礎原材料、新材料研發及生產、新材料檢驗檢測、新材料基礎工業軟件開發等產業鏈重點環節的卡點問題，組織上下游協同攻關，打通堵點，全面提升新材料產業基礎能力。大力推進智能感知、智慧決策、智能調控、智能溯源等技術應用于新材料生產、制造、服役、表征等全生命周期，普及“黑燈工廠”制造模式，構建世界領先的新材料智慧產業鏈。聚集材料優勢資源，打造世界一流的新材料產業創新高地和產業集群，培育一批具有世界影響力的材料領軍企業和專精特新“小巨人”企業。

5. 建成綠色低碳的新材料產業體系

優化材料產業能源結構，加快高比例替代燃料技術攻關，推動材料企業生產用能由傳統石化能源向太陽能、風能、氫能、生物質能等新型能源轉型。大力發展新型能源材料、生物基材料等綠色新材料，加快低碳／零碳／負碳生產技術、循環制造技術等節能技術攻關力度，構建新材料“生產 ? 回收 ? 再生”的可持續發展模式，推動產業綠色低碳轉型升級，為“雙碳”戰略實施、保障國家資源安全提供有力支撐。

七、結語

我國新材料科技發展已實現從“跟跑”到部分“領跑”的歷史性跨越，在金屬材料、無機非金屬材料、石化化工材料、電子材料、能源材料、生物醫用材料等領域取得一系列重大突破。當前，全球新材料正朝著研發智能化、性能極限化、制造微觀化、工藝裝備高端化、生產應用綠色化等方向演進。面向2035年，我國應圍繞新一代信息技術、新型能源、高端制造與重大工程、生物醫用等重大應用場景，開展系統性、前瞻性材料研發布局，建立“以我為主，主動發展”的材料科技創新體系，加快構建基于AI的新材料研發范式，提升新材料原始創新能力，推動我國全面實現關鍵材料自主保障并形成未來引領發展能力，打造世界一流的現代化產業鏈，建成綠色低碳的新材料產業體系，全面建成支撐科技強國、制造強國的新材料強國。

注：本文內容呈現略有調整，若需可查看原文。

注：論文反映的是研究成果進展，不代表《中國工程科學》雜志社的觀點。