新材料：結(jié)構(gòu)性過剩與核心技術(shù)缺失難題待解

【亞洲配件網(wǎng)訊】專家建議，通過“政策性引導(dǎo)+市場化環(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)，對我國實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略至關(guān)重要。但目前，我國這一領(lǐng)域的競爭力堪憂，一方面核心關(guān)鍵材料對外依存度較高，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“政策性引導(dǎo)+市場化環(huán)境”形成“磁吸效應(yīng)”，吸引全球頂尖新材料創(chuàng)新人才前來創(chuàng)業(yè)。一些專家建議，仍需完善制度、多措并舉發(fā)揮創(chuàng)投等市場主體作用，助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

新材料：結(jié)構(gòu)性過剩與核心技術(shù)缺失難題待解

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?，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)秘書長李音表示，深圳新材料領(lǐng)域的創(chuàng)新載體超過100家，上市企業(yè)近40家，國家高新技術(shù)企業(yè)超400家，新材料領(lǐng)域申報(bào)相關(guān)專利超過1萬余件，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。
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《麻省理工科技評論》評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)，放棄了世界五百強(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)基板上對不同材料進(jìn)行批量化的制備和檢測，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)研究院院長陳林森說，希望能在未來實(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。
關(guān)鍵新材料自給率堪憂
不少專家認(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，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，我國關(guān)鍵新材料的自給率目前仍十分堪憂，降低核心關(guān)鍵材料對外依存度的緊迫性越來越凸顯。
“千人計(jì)劃”專家、中國建筑材料科學(xué)研究總院教授汪洪認(rèn)為，我國的材料科技工業(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)展過程中面臨的共性問題之一，是缺乏強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。在光伏、風(fēng)電、電動(dòng)汽車、LED等產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，對多晶硅、碳纖維、鋰電子等新材料需求與日俱增，不少地方對這些項(xiàng)目“一哄而上”;部分地區(qū)出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性過剩，不少企業(yè)面臨艱難的經(jīng)營環(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)，通過調(diào)整研究材料配比，進(jìn)行表征測試和檢驗(yàn)，最終找到滿足需求的材料。一些業(yè)內(nèi)專家介紹，傳統(tǒng)的方法導(dǎo)致材料研發(fā)周期過長，遠(yuǎn)不能滿足人們對新材料的需求，經(jīng)驗(yàn)式、試錯(cuò)式、離散式的材料研發(fā)方式需要變革。
深圳市國創(chuàng)新能源研究院院長茆勝以尋找用于太陽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?！?br />此外，舊材料標(biāo)準(zhǔn)也對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)對鋅的含量有所要求，這固然有利于保障產(chǎn)品質(zhì)量。不過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，我國在新材料領(lǐng)域的核心競爭力堪憂，“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?！?br />《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“政策性引導(dǎo)+市場化環(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)過五年多的努力，國際知名、國內(nèi)領(lǐng)先的新材料產(chǎn)業(yè)基地已具雛形。鄧飛說，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。
同樣開始于2011年、頗具深圳特色的“孔雀計(jì)劃”，通過“直接認(rèn)定+評審”的確認(rèn)機(jī)制，資助海外高層次人才團(tuán)隊(duì)最高8000萬元的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)專項(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)型升級動(dòng)力強(qiáng)，同時(shí)也有著毗鄰香港的區(qū)位優(yōu)勢，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)已被國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)采用，包括美國麻省理工學(xué)院、阿聯(lián)酋Masdar理工學(xué)院、南京大學(xué)微結(jié)構(gòu)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等。而矩陣新材料已經(jīng)和國內(nèi)大型熔鹽研發(fā)、產(chǎn)銷商深圳愛能森科技有限公司簽訂數(shù)百萬元的合同，為其提供新型熔鹽材料的研發(fā)制備檢測服務(wù)。
市場化的融資環(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，新材料創(chuàng)業(yè)投資門檻高、周期長，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
國務(wù)院發(fā)布的《“十三五”國家戰(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)我國從材料大國向材料強(qiáng)國的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變。”
不少業(yè)界專家建議，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，深圳新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模在全國處于領(lǐng)先地位，年增長率達(dá)到20%，涌現(xiàn)出一批具備國際先進(jìn)技術(shù)、行業(yè)領(lǐng)軍人才的企業(yè)單位。一些專家建議，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，深圳不少海外頂級科技創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)的引進(jìn)和投資都是市場化創(chuàng)投機(jī)構(gòu)完成，不少業(yè)界人士建議，通過政府引導(dǎo)基金等專業(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)都是在國內(nèi)注冊成立公司后，創(chuàng)投再進(jìn)行投資。由于這些創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)通常是在國外進(jìn)行基礎(chǔ)研發(fā)，在國內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，因此在國內(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)在國內(nèi)的公司，同時(shí)他們在國內(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)投資市場的QDLP模式，讓國內(nèi)基金能夠更加高效地直投海外創(chuàng)新項(xiàng)目。