16種！面向新興和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)新材料一覽！
2024-05-17
全球科技和產(chǎn)業(yè)競爭格局加速重塑，前瞻預判前沿技術(shù)和顛覆性技術(shù)，謀劃布局新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為打造國家競爭新優(yōu)勢的關(guān)鍵。“十四五規劃綱要”中明確提出，在類(lèi)腦智能、量子信息、基因技術(shù)、未來(lái)網(wǎng)絡(luò )、“深?？仗?rdquo;開(kāi)發(fā)、氫能與儲能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域，組織實(shí)施未來(lái)產(chǎn)業(yè)孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來(lái)產(chǎn)業(yè)。此外，我國正在部署和推進(jìn)“央企產(chǎn)業(yè)煥新行動(dòng)”“未來(lái)產(chǎn)業(yè)啟航行動(dòng)”，聚焦新一代移動(dòng)通信、人工智能、生物技術(shù)、新材料等15個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域方向，推動(dòng)中央企業(yè)加快布局和發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)與未來(lái)產(chǎn)業(yè)。
一、面向新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新材料
01：集成電路關(guān)鍵材料
我國集成電路關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)是填補國內產(chǎn)業(yè)空白，需加大力量補短板，保障集成電路制造產(chǎn)業(yè)供應鏈的安全和穩定。重點(diǎn)布局覆蓋130~90 nm、90~28 nm技術(shù)節點(diǎn)的先進(jìn)邏輯產(chǎn)品、先進(jìn)存儲器用晶圓制造成套工藝和先進(jìn)封裝成套工藝的各類(lèi)關(guān)鍵材料開(kāi)發(fā)，包括193 nm浸沒(méi)式光刻膠及其配套抗反射材料和特種試劑、高階邏輯工藝和先進(jìn)存儲用前驅體系列產(chǎn)品、高階工藝用拋光液和拋光墊、特種合金靶材及先進(jìn)封裝用多種材料。
大力提升規?；a(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，提高產(chǎn)品品種覆蓋率，加強產(chǎn)品品質(zhì)、服務(wù)、配套保障能力建設，提升產(chǎn)業(yè)綜合競爭力，提高產(chǎn)品市場(chǎng)占有率；部署開(kāi)發(fā)20~14 nm、14~7 nm及其以下技術(shù)代邏輯產(chǎn)品和先進(jìn)存儲器需求關(guān)鍵產(chǎn)品，為產(chǎn)品進(jìn)入高端市場(chǎng)奠定基礎。加緊布局超越“摩爾定律”相關(guān)領(lǐng)域，推動(dòng)碳基集成電路特色工藝材料開(kāi)發(fā)。在集成電路關(guān)鍵材料領(lǐng)域建設技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的產(chǎn)業(yè)體系，發(fā)揮對集成電路產(chǎn)業(yè)的支撐作用。
02：信息功能陶瓷材料
通信技術(shù)的發(fā)展對新型微波濾波器件提出了高頻寬帶化、超低功耗的技術(shù)要求，對微小型濾波器件的結構與寬頻設計原理、超低功耗實(shí)現方法和器件加工與測試技術(shù)等提出了新的挑戰，需要發(fā)展新型微波介質(zhì)濾波器件的高頻低功耗設計原理、集成制造與糾偏微調技術(shù)及器件測試與評價(jià)方法。
集中力量開(kāi)展具有優(yōu)良介電性能，適合新一代無(wú)源集成組件應用的低、中、高介電常數低溫共燒陶瓷介質(zhì)材料開(kāi)發(fā)；解決器件集成中異質(zhì)材料工藝匹配、外場(chǎng)下的穩定性等關(guān)鍵共性問(wèn)題，獲得材料結構 ? 工藝 ? 電性能 ? 服役特性?xún)?yōu)化的途徑，推動(dòng)低成本、高性能的無(wú)源集成器件用介質(zhì)材料制備；針對新一代無(wú)線(xiàn)通信、可穿戴電子系統應用，探索基于自主介質(zhì)材料的新型無(wú)源器件的設計、制備和集成技術(shù)。采用材料基礎研究與應用開(kāi)發(fā)相結合的方式，堅持材料 ? 器件 ? 工藝一體化研究路線(xiàn)，鼓勵科研單位與生產(chǎn)企業(yè)密切合作，開(kāi)展協(xié)同創(chuàng )新研究工作。
03：先進(jìn)能源材料
綠色發(fā)展、用能成本等問(wèn)題已成為經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的核心議題，能源戰略與各領(lǐng)域、各行業(yè)、各環(huán)節及各市場(chǎng)主體聯(lián)系密切。圍繞不同的能源轉化、存儲方式和原理，先進(jìn)能源材料需重點(diǎn)發(fā)展燃料電池材料、熱電材料、超級電容器材料、固體鋰電材料、生物質(zhì)能材料、光電材料和納米能源材料等方向。
加速推進(jìn)氫燃料電池新材料與部件的產(chǎn)業(yè)化，進(jìn)一步推進(jìn)銻化鉍熱電材料體系的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，研制綜合性能優(yōu)異的正 / 負極材料、功能性電解液及隔膜等超級電容器關(guān)鍵材料，突破固態(tài)電池材料在電導率、成本、批量生產(chǎn)等方面的問(wèn)題，加快推進(jìn)生物質(zhì)液體燃料清潔制備與高值化利用技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，解決新型光伏材料批量化生產(chǎn)過(guò)程中造成的轉換效率下降問(wèn)題，實(shí)現納米發(fā)電機在人機交互、智能醫療和仿生智能器件等重要領(lǐng)域中的應用。
04：新型顯示材料
以提高顯示核心材料的國產(chǎn)化率，探索新型器件結構，培育新材料、信息系統龍頭企業(yè)，實(shí)現“換道超車(chē)”、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展為目標，攻克一批提升顯示性能的關(guān)鍵材料與技術(shù)。
具體包括：發(fā)展有機發(fā)光二極管 / 量子點(diǎn)發(fā)光二極管（OLED/QLED）印刷顯示材料與器件、激光顯示材料與器件、微發(fā)光二極管（MicroLED）顯示材料與器件、光場(chǎng)顯示材料與技術(shù)；攻克一批便攜式移動(dòng)顯示難題，如低功耗、驅動(dòng)技術(shù)，下一代移動(dòng)通信技術(shù)，人工智能系統集合技術(shù)；攻克一批大尺寸制造問(wèn)題，研究柔性制造技術(shù)；以新一代高視覺(jué)維度的光場(chǎng)顯示需求為牽引，以材料、器件、模組、算法、整機全鏈條總體協(xié)調和同步開(kāi)發(fā)為研究發(fā)展思路，推進(jìn)全產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新；通過(guò)開(kāi)展科學(xué)技術(shù)研究，突破納米發(fā)光二極管（NanoLED）顯示核心材料與關(guān)鍵技術(shù)，形成先發(fā)優(yōu)勢，搶占未來(lái)顯示技術(shù)與產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。
05：生物醫用材料
隨著(zhù)生物醫用材料的飛速發(fā)展，我國一些高端生物材料及醫療器械產(chǎn)品不斷涌現。我國以醫用羥基磷灰石陶瓷材料為代表的系列骨誘導人工骨，羥基磷灰石涂層及具有骨腫瘤與骨質(zhì)疏松治療功能的羥基磷灰石納米材料，用于先天性心臟病和冠心病治療的生物可吸收材料及器械，基于重組人源化膠原蛋白的心血管系統修復，骨科、牙科、皮膚科、婦產(chǎn)科等材料及器械產(chǎn)品，增材制造材料及產(chǎn)品等的研發(fā)，位列國際發(fā)展前沿。全面推進(jìn)相關(guān)材料的研發(fā)及生產(chǎn)，開(kāi)發(fā)系列化醫用產(chǎn)品，建立完整的監管體系，開(kāi)展臨床應用技術(shù)研發(fā)及臨床應用推廣，保持我國原始創(chuàng )新產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢及發(fā)展國際市場(chǎng)，搶占國際標準制高點(diǎn)，推動(dòng)產(chǎn)品走向國際是面向未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。
06：生物基材料
生物基材料作為新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分獲得了廣泛關(guān)注。目前，在生物基材料領(lǐng)域，我國在原料、核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面仍面臨諸多挑戰，與其他先進(jìn)國家相比仍處于“跟跑”階段。
生物材料產(chǎn)業(yè)面臨基礎關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)競爭力略顯不足、關(guān)鍵或重要產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化程度不足、市場(chǎng)認可度偏低等挑戰。未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)是實(shí)現以淀粉糖等為原料的基礎化工產(chǎn)品的生物法生產(chǎn)與應用，推動(dòng)生物基聚酯、生物基聚氨酯、生物基聚酯酰胺、生物尼龍、生物基環(huán)氧樹(shù)脂、生物橡膠、生物基 / 質(zhì)聚合物、生物基介電儲能材料、生物基材料助劑等生物基材料產(chǎn)業(yè)的鏈條化、集聚化、規?；l(fā)展。
07：先進(jìn)結構與復合材料
以國家重大需求為導向，以攻克關(guān)鍵核心技術(shù)、獲取自主知識產(chǎn)權和工程應用為目標，解決材料設計與結構調控的重大科學(xué)問(wèn)題，突破結構與復合材料制備與應用瓶頸技術(shù)，實(shí)現先進(jìn)結構與復合材料技術(shù)自主發(fā)展。
發(fā)展基于跨尺度多維度結構調控的新型結構材料、高性能高分子及其復合材料、高溫耐蝕結構材料、輕質(zhì)高強新材料、結構陶瓷及其復合材料、重大工程結構材料、增材制造材料并取得重大技術(shù)突破，材料微結構調控、超強韌化、極限化制備與服役等一批共性瓶頸技術(shù)達到世界先進(jìn)水平；形成具有國際一流水平的先進(jìn)結構與復合材料主干新材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)體系，結構與復合材料創(chuàng )新能力進(jìn)入國際前列；重大裝備用的高端結構與復合材料能夠自主保障，戰略必爭領(lǐng)域關(guān)鍵核心結構材料實(shí)現自主可控。
08：稀土材料
緊密?chē)@國家戰略需求，結合未來(lái)智能機器人、智慧城市、深空 / 深海開(kāi)發(fā)、大數據和人機交互等應用場(chǎng)景，重點(diǎn)開(kāi)展工程化及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究，著(zhù)力突破稀土永磁材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化材料、稀土晶體材料、高純稀土金屬及靶材等先進(jìn)稀土功能材料的核心制備技術(shù)、智能生產(chǎn)裝備、專(zhuān)用檢測儀器及其應用技術(shù)；
通過(guò)全產(chǎn)業(yè)鏈同步創(chuàng )新，推動(dòng)先進(jìn)成果的推廣實(shí)施，保障戰略性新興產(chǎn)業(yè)、智能制造等對關(guān)鍵材料的需求，最終實(shí)現高端應用稀土功能材料的自主供給；開(kāi)展前沿基礎理論和實(shí)驗研究，通過(guò)科學(xué)問(wèn)題的深入探究和積累，提出更多原創(chuàng )理論和原創(chuàng )發(fā)現，獲得一批稀土新材料和新應用原創(chuàng )性成果；實(shí)現我國從稀土大國向稀土強國的戰略性轉變，引領(lǐng)未來(lái)稀土科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
09：超導材料
超導技術(shù)是21世紀具有戰略意義的高新技術(shù)，在能源、醫療、交通、科學(xué)研究等領(lǐng)域都有重要的應用價(jià)值和應用前景。通過(guò)“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合攻關(guān)，實(shí)現我國低溫超導材料產(chǎn)業(yè)的升級換代，突破高溫超導材料批量化制備關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)出面向電力、能源、醫療和國防應用的超導電工裝備，實(shí)現超導材料、超導強電和超導弱電產(chǎn)品的協(xié)同發(fā)展和規?；瘧?，總體達到國際先進(jìn)水平，打造并形成基于超導材料及其應用技術(shù)的戰略性新興產(chǎn)業(yè)。
二、面向未來(lái)產(chǎn)業(yè)布局的新材料
01：原子制造技術(shù)
原子制造技術(shù)是以原子水平的量子物理為基礎、以原子級功能基元為核心，在物質(zhì)極限層次開(kāi)展的材料與器件的制造技術(shù)，將在邏輯、存儲、傳感、超導、催化、儲能及光電等領(lǐng)域催生重大應用，顯著(zhù)促進(jìn)多學(xué)科交叉融合和技術(shù)發(fā)展。未來(lái)將重點(diǎn)發(fā)展原子基元設計及其材料器件制造、分子基元設計及其微系統組裝制造、基元系統及大規模器件制造、原子量子態(tài)精確控制及其器件制造、原子制造的前沿新理論與新概念。
02：硅基多材料體系融合集成
硅基集成光電子器件 / 模塊的重要研究方向為：搭建硅與先進(jìn)光電材料的混合集成工藝平臺，充分發(fā)揮集成電路工藝的超大規模、超高精度制造特性，結合各類(lèi)材料的光電特性?xún)?yōu)勢，實(shí)現高性能混合光電集成芯片制備技術(shù)突破。
03：碳納米管微納電子材料
碳納米管載流子遷移率高，可應用于射頻器件的制造，提高射頻器件的截止頻率和最大振蕩頻率，有望應用于空間通信、高速無(wú)線(xiàn)電鏈路、車(chē)輛雷達和芯片間通信應用領(lǐng)域的耦合納米振蕩器。
碳納米管耐彎曲的特性使其可應用于柔性、透明電子設備的制造，推動(dòng)顯示設備性能提升。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，碳基半導體的應用場(chǎng)景將日益多元化，未來(lái)碳納米管材料在微納電子領(lǐng)域應用還需聚焦碳納米管制備、器件穩定性、性能與集成度兼顧等問(wèn)題，建立納電子器件用碳納米管材料標準、表征方法、工藝流程。
04：超寬禁帶半導體材料
我國的超寬禁帶半導體材料正處于前沿研究階段，高品質(zhì)、大尺寸襯底材料的制備是近期技術(shù)突破的重點(diǎn)；基于高品質(zhì)襯底生長(cháng)的外延材料將成為器件制備的基礎，攻克器件制備工藝的技術(shù)難點(diǎn)將為超寬禁帶半導體的廣泛應用提供可能。超寬禁帶半導體材料禁帶寬度大、單晶制備難度高、高效摻雜難度大、器件接觸性能調控難度高等一系列難題成為超寬禁帶半導體應用的阻力，為超寬禁帶半導體的發(fā)展帶來(lái)了重大的挑戰。
今后還需重點(diǎn)發(fā)展高品質(zhì)、大尺寸襯底材料制備能力，開(kāi)發(fā)具有自主知識產(chǎn)權、穩定高效的單晶生長(cháng)和加工技術(shù)，形成單晶生長(cháng)、缺陷控制、襯底加工技術(shù)等超寬禁帶材料專(zhuān)利池，儲備相關(guān)技術(shù)人才，突破大尺寸、高性能單晶襯底產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。
05：超材料
典型的超材料如左手材料、“隱身斗篷”、完美透鏡等，已在光學(xué)、通信、國防等領(lǐng)域獲得應用；多種電磁超材料、力學(xué)超材料、聲學(xué)超材料、熱學(xué)超材料及基于超材料與常規材料融合的新型材料相繼出現，形成了新材料的重要增長(cháng)點(diǎn)。
面向未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，還應提前布局光學(xué)超透鏡技術(shù)、超材料電磁隱身技術(shù)、超材料天線(xiàn)技術(shù)及超材料全光開(kāi)關(guān)技術(shù)，推動(dòng)超材料減震技術(shù)研究及其在精密機械和重大工程中的應用，研發(fā)用于聲吶、噪聲抑制及聲學(xué)信息技術(shù)方面的新型超材料，用于熱能利用及轉換、熱管理等領(lǐng)域的新型超材料。
06：液態(tài)金屬
液態(tài)金屬的應用基礎研究已發(fā)展成為當前備受?chē)H廣泛關(guān)注的重大科技前沿和熱點(diǎn)，為眾多行業(yè)帶來(lái)了顛覆性解決方案和實(shí)現手段，為能源、熱控、電子信息、先進(jìn)制造、國防軍事、柔性智能機器人以及生物醫療健康等領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)變革。
未來(lái)，該領(lǐng)域還需重點(diǎn)發(fā)展液態(tài)金屬電子漿料、液態(tài)金屬熱界面材料、液態(tài)金屬相變材料、液態(tài)金屬導電膠、液態(tài)金屬磁流體、液態(tài)金屬低溫焊料等功能材料；研發(fā)液態(tài)金屬腫瘤血管栓塞制劑及治療技術(shù)、液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復技術(shù)、液態(tài)金屬高分辨血管造影術(shù)、液態(tài)金屬內外骨骼技術(shù)與注射電子學(xué)、液態(tài)金屬皮膚電子技術(shù)、堿金屬流體腫瘤消融治療技術(shù)等前沿醫療技術(shù)，以及系列創(chuàng )新醫療器械產(chǎn)品。
07：高熵合金
高熵合金打破了傳統合金以混合焓為主的設計理念，為新材料的研發(fā)打開(kāi)了一個(gè)廣闊的成分設計空間。高熵合金可在國防、航空、航天等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域得到應用，開(kāi)發(fā)并推廣具有自主知識產(chǎn)權的高熵合金新材料具有重大戰略意義。高熵合金發(fā)展的重點(diǎn)包括輕質(zhì)高熵合金、耐高溫難熔高熵合金、耐腐蝕高熵合金、耐輻照高熵合金、生物醫用高熵合金、共晶高熵合金、耐磨高熵合金、儲氫高熵合金、催化高熵合金、軟磁高熵合金等。
面向未來(lái)應用場(chǎng)景和具有潛力的重點(diǎn)應用方向，開(kāi)展實(shí)際應用驗證；針對國防裝備應用、航空、航天等極端環(huán)境條件下服役需求，研制特種高性能高熵合金；開(kāi)發(fā)用于寬溫域工況條件下的綜合性能優(yōu)異的新型裝備高熵合金結構材料，實(shí)現高熵合金國際戰略引領(lǐng)。
（文章來(lái)源于中國工程科學(xué)、DT新材料、中國化工信息周刊）
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