全球7大頂尖新材料強國及其競爭格局分析（含發(fā)展戰(zhàn)略、優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)等）
更新時間：2022-10-21 09:39:00
編輯：秘書處
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新材料是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，每種新材料的出現(xiàn)及應(yīng)用都將伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的巨大飛躍。從現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)史中不難看出，每一項重大科技的突破在很大程度上都依賴于相應(yīng)的新材料的發(fā)展。所以新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展之本，美國將新材料稱之為“科技發(fā)展的骨肉”。新材料技術(shù)被稱為“發(fā)明之母”和“產(chǎn)業(yè)糧食”。新材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新主體是美國、日本和歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)，其擁有絕大部分大型跨國公司，在經(jīng)濟實力、核心技術(shù)、研發(fā)能力、市場占有率等多方面占據(jù)絕對優(yōu)勢，占據(jù)全球市場的壟斷地位。其中，全面領(lǐng)跑的國家是美國，日本的優(yōu)勢在納米材料、電子信息材料等領(lǐng)域，歐洲在結(jié)構(gòu)材料、光學(xué)與光電材料等方面有明顯優(yōu)勢。中國、韓國、俄羅斯緊隨其后，目前屬于全球第二梯隊。中國在半導(dǎo)體照明、稀土永磁材料、人工晶體材料，韓國在顯示材料、存儲材料，俄羅斯在航空航天材料等方面具有比較優(yōu)勢。除巴西、印度等少數(shù)國家之外，大多數(shù)發(fā)展中國家的新材料產(chǎn)業(yè)相對比較落后。從新材料市場來看，北美和歐洲擁有目前全球最大的新材料市場，且市場已經(jīng)比較成熟，而在亞太地區(qū)，尤其是中國，新材料市場正處在一個快速發(fā)展的階段。從宏觀層面看，全球新材料市場的重心正逐步向亞洲地區(qū)轉(zhuǎn)移。
世界新材料主要生產(chǎn)商美國鋁業(yè)、杜邦、拜耳、GE塑料、陶氏化學(xué)、日本帝人、日本TORAY、韓國LG等大型跨國公司，加速對全球新材料產(chǎn)業(yè)的壟斷，并在高技術(shù)含量、高附加值的新材料產(chǎn)品市場中保持主導(dǎo)地位。
值得一提的是，發(fā)達國家仍在國際新材料產(chǎn)業(yè)中占據(jù)領(lǐng)先地位，世界上新材料龍頭企業(yè)主要集中在美國、歐洲和日本，其中，日、美、德6家企業(yè)占全球碳纖維產(chǎn)能70%以上，日、美5家企業(yè)占全球12寸晶圓產(chǎn)量的90%以上，日本3家企業(yè)占全球液晶背光源發(fā)光材料產(chǎn)量的90%以上。世界著名企業(yè)集團憑借其技術(shù)研發(fā)、資金和人才等優(yōu)勢不斷向新材料領(lǐng)域拓展，尤其在高附加值新材料產(chǎn)品中占據(jù)主導(dǎo)地位。比如著名的尤尼明幾乎壟斷著國際市場上4N8及以上高端石英砂產(chǎn)品；比如全球新材料巨頭信越、SUMCO、Siltronic、SunEdison等企業(yè)占據(jù)國際半導(dǎo)體硅材料市場份額的80%以上。而半絕緣砷化鎵市場90%以上被日本日立電工、住友電工、三菱化學(xué)和德國FCM所占有。
再比如DuPont、Daikin、Hoechst、3M、Ausimont、ATO和ICI等7家公司擁有全球90%的有機氟材料生產(chǎn)能力。美國科銳(Cree)公司的碳化硅襯底制備技術(shù)具有非常強的全球市場競爭力，飛利浦(Philips)控股的美國Lumileds公司的功率型白光LED國際領(lǐng)先，美、日、德等國企業(yè)擁有70%LED外延生長和芯片制備核心專利。
在小絲束碳纖維的制造領(lǐng)域，基本被日本的東麗纖維公司、東邦公司、三菱公司和美國的Hexel公司所壟斷，而大絲束碳纖維市場則幾乎由美國的Fortafil公司、Zoltek公司、Aldila公司和德國的SGL公司4家所占據(jù)。美鋁、德鋁、法鋁等世界先進企業(yè)在高強高韌鋁合金材料的研制生產(chǎn)領(lǐng)域居世界主導(dǎo)地位。美國的Timet、RMI和Allegen Teledyne等三大鈦生產(chǎn)企業(yè)的總產(chǎn)量占美國鈦加工總量的90%，并且是世界航空級鈦材的主要供應(yīng)商。下面分別介紹世界七大主要的新材料大國及強國的具體情況。
中國是全球新材料產(chǎn)業(yè)首屈一指的產(chǎn)業(yè)規(guī)模大國。眾所周知，新材料產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Σξ磥戆l(fā)展有著巨大影響的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，且新材料是國際競爭的重點領(lǐng)域之一，也是決定一國高端制造及國防安全的關(guān)鍵因素，全球范圍內(nèi)都在積極發(fā)展新材料，尤其是發(fā)達國家。值得一提的是，新材料產(chǎn)業(yè)是我國七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一，是整個制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。我國新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模大約2萬億元。
中國新材料產(chǎn)業(yè)尤其在金屬材料、紡織材料、化工材料等傳統(tǒng)領(lǐng)域基礎(chǔ)較好，稀土功能材料、先進儲能材料、光伏材料、有機硅、超硬材料、特種不銹鋼、玻璃纖維及其復(fù)合材料等產(chǎn)能居世界前列。經(jīng)過幾十年奮斗，中國新材料產(chǎn)業(yè)從無到有，不斷發(fā)展壯大，在體系建設(shè)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)進步等方面取得明顯成就，為國民經(jīng)濟和國防建設(shè)做出了重大貢獻，具備了良好發(fā)展基礎(chǔ)。中國新材料需求將呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢發(fā)展，到2025年其產(chǎn)值將突破10萬億元，發(fā)展前景十分廣闊！值得一提的是，早在2011年我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值僅僅為0.8萬億元，到 2019年我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已增長至4.5萬億元，同比增長15.4%，預(yù)計到2021年有望突破7萬億元。
中國在部分先進基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材料等領(lǐng)域，已經(jīng)實現(xiàn)了與國際先進水平“并跑”甚至“領(lǐng)跑”。比如在關(guān)鍵戰(zhàn)略材料方面，中芯國際前七大耗材中六類材料實現(xiàn)國產(chǎn)采購;南山集團鋁合金厚板通過波音公司認(rèn)證并簽訂供貨合同;比如中船重工兆瓦級稀土永磁電機體積比傳統(tǒng)電機減少50%、重量減輕40%;再比如世界首座具有第四代核電特征的高溫氣冷堆核電站關(guān)鍵裝備材料國產(chǎn)化率超過85%;液態(tài)金屬在3D打印、柔性智能機器、血管機器人等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)初步應(yīng)用等。
中國的石墨烯技術(shù)是世界領(lǐng)先水平。石墨烯技術(shù)是當(dāng)今世界各國爭相開發(fā)的前沿技術(shù)領(lǐng)域，皆因它具有無與倫比的特性，對將來新材料的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。而2017世界石墨烯創(chuàng)新大會是在中國常州開幕的，意味著中國石墨烯技術(shù)已經(jīng)開始走在世界前列。值得一提的是，石墨烯材料最早是有英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的，石墨烯是已知世界上最薄、最硬的材料，被譽為“黑金”、“新材料之王”。根據(jù)悉，石墨烯的厚度可達頭發(fā)絲的20萬分之一，強度是鋼的200倍。科學(xué)家預(yù)言，石墨烯將會是21世紀(jì)最重要的新材料，市場應(yīng)用前景不可估量。石墨烯技術(shù)已被世界許多國家列為優(yōu)先發(fā)展的材料技術(shù)，雖然中國接觸石墨烯技術(shù)只有短短幾年時間但發(fā)展勢頭很猛，且中國擁有巨大的潛在市場。
中國的人工晶體材料經(jīng)過多年的發(fā)展，偏硼酸鋇和三硼酸鋰等紫外非線性光學(xué)晶體研究居國際領(lǐng)先水平并實現(xiàn)了商品化；激光晶體、太陽能電池關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達到國際先進水平，光伏發(fā)電成本降到1元/kWh）以下。中國的鋰離子電池正負(fù)極材料、電解液均滿足小型電池要求，隔膜、電解質(zhì)鋰鹽等關(guān)鍵材料替代進口；超高分子量聚乙烯纖維大幅縮小與發(fā)達國家的差距。T300級碳纖維實現(xiàn)了穩(wěn)定生產(chǎn)，單線產(chǎn)能提高到1200t；T700和T800級碳纖維實現(xiàn)了批量供貨能力已開始應(yīng)用于航空航天裝備；中國開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的銅帶、銅管拉鑄技術(shù)以及銅鋁復(fù)合技術(shù)；中國的海底管線鋼X65、X70、X80及厚壁海洋油氣焊管、化學(xué)品船用中厚板均已實現(xiàn)國產(chǎn)化，尤其是低成本石墨烯已開始生產(chǎn)，并應(yīng)用于觸摸屏、導(dǎo)熱膜等信息通訊器件。中國在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的突破及新材料品種的不斷增加，使我國高端金屬結(jié)構(gòu)材料、新型無機非金屬材料、高性能復(fù)合材料保障能力明顯增強，先進高分子材料和特種金屬功能材料自給水平逐步提高。中國擁有全球最完備的液體金屬全產(chǎn)業(yè)鏈，由原材料到制成，由專利到工藝，已可大規(guī)模生產(chǎn)鋯基非晶合金，尤其在塊狀成型工藝技術(shù)里，已掌握液態(tài)金屬核心技術(shù)。值得一提的是，中國在材料配方、設(shè)備制造和成型工藝的三大核心技術(shù)，都擁有自主的知識產(chǎn)權(quán)，也是全球唯一的一家能對外公布具備大形塊狀非晶金屬成型能力的國家。因此，中國的塊體非晶產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)已走在世界前列。再比如中國科學(xué)院金屬研究所等合作開發(fā)的可降解純鎂骨釘獲得國家藥品監(jiān)督管理局的臨床批件，成為我國第一個獲得臨床批件的可降解鎂基金屬醫(yī)療器械產(chǎn)品，也是全球第一例純鎂III類植入物。日本是全球公認(rèn)的新材料生產(chǎn)技術(shù)最先進的國家。新材料產(chǎn)業(yè)被國際上認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Σξ磥戆l(fā)展有著巨大影響的產(chǎn)業(yè)。日本作為新材料生產(chǎn)技術(shù)最先進的國家，日本政府十分重視新材料技術(shù)的發(fā)展，尤其重點把開發(fā)新材料列為國家高新技術(shù)的第二大目標(biāo)，因此，日本材料企業(yè)在全球新材料產(chǎn)業(yè)界形成一枝獨秀領(lǐng)先局面。
