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新材料：結(jié)構(gòu)性過(guò)剩與核心技術(shù)缺失難題待解

專(zhuān)家建議，通過(guò)“政策性引導(dǎo)+市場(chǎng)化環(huán)境”，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展“規(guī)模效應(yīng)”
材料科學(xué)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)科學(xué)，對(duì)我國(guó)實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略至關(guān)重要。但目前，我國(guó)這一領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力堪憂(yōu)，一方面核心關(guān)鍵材料對(duì)外依存度較高，關(guān)鍵技術(shù)缺失;另一方面，有些項(xiàng)目卻“一哄而上”，出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性過(guò)剩。有人直言“急需的新材料找不到、能找到的又做不出、做得出的又做不好”。
目前，深圳等一些地方已通過(guò)“政策性引導(dǎo)+市場(chǎng)化環(huán)境”形成“磁吸效應(yīng)”，吸引全球頂尖新材料創(chuàng)新人才前來(lái)創(chuàng)業(yè)。一些專(zhuān)家建議，仍需完善制度、多措并舉發(fā)揮創(chuàng)投等市場(chǎng)主體作用，助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
新材料產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展
2016年5月，日本東京大學(xué)博士、美國(guó)特拉華大學(xué)復(fù)合材料中心研究員鄧飛辭去職務(wù)，到深圳注冊(cè)了烯灣科技。烯灣科技已研發(fā)出可量產(chǎn)的碳納米管纖維材料。碳納米管纖維是把很多單根納米管扭擰在一起的宏觀纖維，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能性的特點(diǎn)，是新一代的特種纖維材料，性能超過(guò)現(xiàn)在航空航天上使用的碳纖維制造的復(fù)合材料。
烯灣科技，只是眾多“材料黑科技”在深圳“扎堆扎根”的一個(gè)縮影�！敖陙�(lái)，深圳市新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模已由2010年的590億元增至2015年的1500億元�！鄙钲谑行虏牧闲袠I(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)李音表示，深圳新材料領(lǐng)域的創(chuàng)新載體超過(guò)100家，上市企業(yè)近40家，國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)超400家，新材料領(lǐng)域申報(bào)相關(guān)專(zhuān)利超過(guò)1萬(wàn)余件，編制或參與制定標(biāo)準(zhǔn)400多項(xiàng)，呈現(xiàn)迅速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。
2016年下半年在深圳成立的摩方材料科技有限公司，其聯(lián)合創(chuàng)始人、首席科學(xué)家方絢萊是美國(guó)麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系終身教授，其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的微納尺度3D打印技術(shù)，于2015年被《麻省理工科技評(píng)論》評(píng)為年度十大顛覆性創(chuàng)新技術(shù)之一。
加州伯克利大學(xué)博士張曉軍聯(lián)同哈佛大學(xué)化學(xué)系博士李哲峰、匹茲堡大學(xué)材料學(xué)博士丁博等組成一個(gè)高通量材料研發(fā)制備團(tuán)隊(duì)，放棄了世界五百?gòu)?qiáng)研究員的工作，到深圳創(chuàng)業(yè)。他們給自己的公司取名“矩陣新材料”，因?yàn)樗麄兡軌蛟谝粋€(gè)基板上對(duì)不同材料進(jìn)行批量化的制備和檢測(cè)，正如矩陣般形成陣列，這項(xiàng)技術(shù)也是材料基因組計(jì)劃中關(guān)鍵技術(shù)之一。
大幅壓縮手機(jī)攝像頭的體積、在強(qiáng)度硬度不變的情況下減輕大型裝備的重量……在去年于深圳舉行的第18屆高交會(huì)上，方絢萊發(fā)布具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、可使材料“縮骨”的微納尺度3D打印系統(tǒng)技術(shù)，引起各方關(guān)注。
微納尺度3D打印(微納結(jié)構(gòu)增材制造)是目前全球前沿的先進(jìn)制造領(lǐng)域之一，它是通過(guò)建立許多極薄的層將數(shù)字化電腦模型變成固態(tài)物體的一種先進(jìn)微細(xì)加工技術(shù)，這種技術(shù)形成的復(fù)雜三維微納結(jié)構(gòu)在微納機(jī)電系統(tǒng)、生物醫(yī)療、組織工程、新材料、新能源、高清顯示、生物芯片等領(lǐng)域有著巨大的產(chǎn)業(yè)需求。
“以往大家熟悉的塑料、金屬和陶瓷等材料，通過(guò)微納尺度3D打印系統(tǒng)，就像給材料用了‘縮骨功’�！碧K州大學(xué)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)陳林森說(shuō)，希望能在未來(lái)實(shí)現(xiàn)納米架構(gòu)復(fù)合材料的大批量生產(chǎn)，迎接材料領(lǐng)域新時(shí)代的到來(lái)。
關(guān)鍵新材料自給率堪憂(yōu)
不少專(zhuān)家認(rèn)為，材料行業(yè)是整個(gè)工業(yè)體系的基礎(chǔ)，革命性新材料的發(fā)明、應(yīng)用一直引領(lǐng)著全球的技術(shù)革新，推動(dòng)著高新技術(shù)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，同時(shí)催生了諸多新興產(chǎn)業(yè)。但材料科學(xué)有其特殊性，研發(fā)投入大，研發(fā)周期長(zhǎng)，我國(guó)關(guān)鍵新材料的自給率目前仍十分堪憂(yōu)，降低核心關(guān)鍵材料對(duì)外依存度的緊迫性越來(lái)越凸顯。
“千人計(jì)劃”專(zhuān)家、中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院教授汪洪認(rèn)為，我國(guó)的材料科技工業(yè)起步較晚，雖經(jīng)多年攻關(guān)，在整體水平上與先進(jìn)國(guó)家仍有差距，制約諸多重大戰(zhàn)略領(lǐng)域的發(fā)展。
首先，不少新材料企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中面臨的共性問(wèn)題之一，是缺乏強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。在光伏、風(fēng)電、電動(dòng)汽車(chē)、LED等產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，對(duì)多晶硅、碳纖維、鋰電子等新材料需求與日俱增，不少地方對(duì)這些項(xiàng)目“一哄而上”;部分地區(qū)出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性過(guò)剩，不少企業(yè)面臨艱難的經(jīng)營(yíng)環(huán)境，卻仍未掌握核心技術(shù)。
與此同時(shí)，傳統(tǒng)的材料研制方法主要為試錯(cuò)法，即利用現(xiàn)有關(guān)于材料的理論和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)調(diào)整研究材料配比，進(jìn)行表征測(cè)試和檢驗(yàn)，最終找到滿(mǎn)足需求的材料。一些業(yè)內(nèi)專(zhuān)家介紹，傳統(tǒng)的方法導(dǎo)致材料研發(fā)周期過(guò)長(zhǎng)，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人們對(duì)新材料的需求，經(jīng)驗(yàn)式、試錯(cuò)式、離散式的材料研發(fā)方式需要變革。
深圳市國(guó)創(chuàng)新能源研究院院長(zhǎng)茆勝以尋找用于太陽(yáng)能光解水制氫的光催化材料為例：基材二氧化鈦，從50種摻雜元素中選擇5種，從30種共催化材料中選擇3種;合成過(guò)程中化學(xué)原料選擇2種，反應(yīng)溫度4種，反應(yīng)時(shí)間2種;“如此，共需實(shí)驗(yàn)次數(shù)達(dá)36萬(wàn)次，按照一天做一次實(shí)驗(yàn)計(jì)算，需要約一千年時(shí)間才能完成�！�
此外，舊材料標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)新材料的推廣使用形成障礙。一名從事石墨烯反腐涂料生產(chǎn)的企業(yè)家告訴《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者，傳統(tǒng)的防腐涂料會(huì)對(duì)鋅的含量有所要求，這固然有利于保障產(chǎn)品質(zhì)量。不過(guò)石墨烯防腐涂料作為一種新型產(chǎn)品，利用了石墨烯的優(yōu)異特性，能在降低鋅含量的同時(shí)提高防腐效率。如果還是以傳統(tǒng)的要求達(dá)到特定鋅含量作為標(biāo)準(zhǔn)，那么這種新型產(chǎn)品就會(huì)“不合格”，使得其無(wú)法推廣。
以“政策性引導(dǎo)”催化產(chǎn)業(yè)
當(dāng)前，多數(shù)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)都是材料密集型產(chǎn)業(yè)，如光伏、鋰電、車(chē)輛和風(fēng)機(jī)葉片的輕質(zhì)合金、燃料電池隔膜等，但不少業(yè)界人士認(rèn)為，我國(guó)在新材料領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力堪憂(yōu)，“急需的新材料找不到、能找到的又做不出、做得出的又做不好�！�
《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者近期在深圳調(diào)研了解到，深圳主要通過(guò)“政策性引導(dǎo)+市場(chǎng)化環(huán)境”做法形成“磁吸效應(yīng)”，進(jìn)而推動(dòng)催化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“規(guī)模效應(yīng)”。
在2011年，深圳市政府就出臺(tái)了《深圳新材料產(chǎn)業(yè)振興發(fā)展規(guī)劃》，提出自當(dāng)年起，連續(xù)5年深圳市高新技術(shù)重大項(xiàng)目專(zhuān)項(xiàng)資金、科技研發(fā)資金、技術(shù)進(jìn)步資金每年各安排1億元，深圳市財(cái)政新增2億元，每年集中5億元，設(shè)立新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)資金，用于資助新材料產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目建設(shè)等。
經(jīng)過(guò)五年多的努力，國(guó)際知名、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的新材料產(chǎn)業(yè)基地已具雛形。鄧飛說(shuō)，在材料創(chuàng)新領(lǐng)域，深圳先后培育了致力于超材料產(chǎn)業(yè)化的光啟科學(xué)、致力于柔性顯示材料應(yīng)用的柔宇科技等，他們的成功給材料研究者注入了很大的動(dòng)力。
同樣開(kāi)始于2011年、頗具深圳特色的“孔雀計(jì)劃”，通過(guò)“直接認(rèn)定+評(píng)審”的確認(rèn)機(jī)制，資助海外高層次人才團(tuán)隊(duì)最高8000萬(wàn)元的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)專(zhuān)項(xiàng)資助。深圳許多新材料創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，在“孔雀計(jì)劃”的幫助下起步。
“新材料是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵因素，深圳地處世界工廠珠三角的腹地，制造業(yè)體量大、轉(zhuǎn)型升級(jí)動(dòng)力強(qiáng)，同時(shí)也有著毗鄰香港的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，可以輻射世界，是新材料應(yīng)用研究和產(chǎn)業(yè)化的首選之地�！蹦Ψ讲牧螩EO賀曉寧表示。
成立不到半年，摩方材料自主研發(fā)的多精度多材料微納3D打印系統(tǒng)已被國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)采用，包括美國(guó)麻省理工學(xué)院、阿聯(lián)酋Masdar理工學(xué)院、南京大學(xué)微結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等。而矩陣新材料已經(jīng)和國(guó)內(nèi)大型熔鹽研發(fā)、產(chǎn)銷(xiāo)商深圳愛(ài)能森科技有限公司簽訂數(shù)百萬(wàn)元的合同，為其提供新型熔鹽材料的研發(fā)制備檢測(cè)服務(wù)。
市場(chǎng)化的融資環(huán)境也在助力形成“磁吸效應(yīng)”。深圳市松禾資本管理有限公司創(chuàng)始合伙人厲偉說(shuō)，新材料創(chuàng)業(yè)投資門(mén)檻高、周期長(zhǎng)，但深圳發(fā)達(dá)的創(chuàng)投行業(yè)，讓一些擁有技術(shù)卻不想創(chuàng)業(yè)的人，能夠鼓起勇氣投身創(chuàng)業(yè)大潮中。
亟待多措并舉完善制度
國(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指出，“加強(qiáng)前沿材料布局”，“提高新材料應(yīng)用水平，推進(jìn)新材料融入高端制造供應(yīng)鏈”，“到2020年，力爭(zhēng)使若干新材料品種進(jìn)入全球供應(yīng)鏈，重大關(guān)鍵材料自給率達(dá)到70%以上，初步實(shí)現(xiàn)我國(guó)從材料大國(guó)向材料強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變。”
不少業(yè)界專(zhuān)家建議，可以借鑒深圳的相關(guān)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，多措并舉發(fā)揮創(chuàng)投等市場(chǎng)主體作用，助力新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
一是進(jìn)一步打造新材料創(chuàng)新高地。近年來(lái)，深圳新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模在全國(guó)處于領(lǐng)先地位，年增長(zhǎng)率達(dá)到20%，涌現(xiàn)出一批具備國(guó)際先進(jìn)技術(shù)、行業(yè)領(lǐng)軍人才的企業(yè)單位。一些專(zhuān)家建議，可在深圳等新材料發(fā)展較快、基礎(chǔ)較好、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化較成熟的地區(qū)，進(jìn)一步打造國(guó)際一流的新材料創(chuàng)新高地、人才聚集高地和產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地。
二是持續(xù)細(xì)化、出臺(tái)相關(guān)產(chǎn)業(yè)扶持政策。記者調(diào)研了解到，深圳不少海外頂級(jí)科技創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)的引進(jìn)和投資都是市場(chǎng)化創(chuàng)投機(jī)構(gòu)完成，不少業(yè)界人士建議，通過(guò)政府引導(dǎo)基金等專(zhuān)業(yè)投資基金積極參與扶持新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，持續(xù)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行適度引導(dǎo)。
三是在新材料等創(chuàng)新領(lǐng)域，探索創(chuàng)業(yè)投資市場(chǎng)的QDLP(合格境內(nèi)有限合伙人)模式。目前，不少引進(jìn)深圳的海外創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)都是在國(guó)內(nèi)注冊(cè)成立公司后，創(chuàng)投再進(jìn)行投資。由于這些創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)通常是在國(guó)外進(jìn)行基礎(chǔ)研發(fā)，在國(guó)內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，因此在國(guó)內(nèi)外都有資金使用需求。
不少創(chuàng)投界人士表示，受限于相關(guān)政策限制，作為人民幣基金，只能投入到創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)的公司，同時(shí)他們?cè)趪?guó)內(nèi)融到的資金，也很難在海外使用。建議在新材料等特定領(lǐng)域，探索創(chuàng)業(yè)投資市場(chǎng)的QDLP模式，讓國(guó)內(nèi)基金能夠更加高效地直投海外創(chuàng)新項(xiàng)目。

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