3月18日，以“把握時代新機遇，共建產(chǎn)業(yè)新體系”為主題的首屆賽迪產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟論壇在新世紀日航酒店召開。中國工程院院士、中國工程院原副院長、賽迪學(xué)術(shù)委副主任干勇出席論壇，并以“高端制造及新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”為題，發(fā)表主題演講。
新一代信息技術(shù)與新材料支撐制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展論壇上，干勇表示，高端制造及新材料是產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)領(lǐng)域的重要因素。我國用40多年的時間，追趕了西方國家200余年的工業(yè)化進程，因此產(chǎn)業(yè)鏈不全這是自然的。當前，我國已進入工業(yè)化后期，由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變。
與此同時，全球制造業(yè)格局正在發(fā)生深刻變化：發(fā)達國家重振制造業(yè)，爭奪和維護其全球產(chǎn)業(yè)鏈高中端位置；新興大國制造業(yè)邁向中高端，但結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的過程艱難；資源富集國家被鎖定在產(chǎn)業(yè)鏈中低端，邁向產(chǎn)業(yè)鏈中高端舉步維艱；“一帶一路”倡議及國際產(chǎn)能合作，促進世界經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)再平衡；全球制造業(yè)服務(wù)化進程快速推進。
中國工程院對2035年我國經(jīng)濟社會業(yè)態(tài)的預(yù)測如下：制造業(yè)與信息技術(shù)深度融合打造先進制造業(yè)；新一代信息技術(shù)推動社會經(jīng)濟生產(chǎn)方式不斷變革；人工智能技術(shù)滲入產(chǎn)業(yè)融入生活，改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活方式；重視循環(huán)經(jīng)濟理念，綠色低碳生產(chǎn)技術(shù)和裝備將普遍應(yīng)用并引領(lǐng)發(fā)展；新材料不斷更新?lián)Q代催生新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
信息技術(shù)迎來爆發(fā)式發(fā)展，即將引發(fā)一系列顛覆性創(chuàng)新。比如，連接將由5G向6G發(fā)展，以統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)協(xié)議滿足工業(yè)差異化連接需求；計算將由馮氏架構(gòu)向多架構(gòu)綜合發(fā)展，實現(xiàn)現(xiàn)場算力低成本，普適化；分析將由簡單智能向多元復(fù)雜智能發(fā)展，實現(xiàn)工業(yè)系統(tǒng)自決策、自優(yōu)化。
在第四次工業(yè)革命背景下，新時代中國科技發(fā)展主體思路將圍繞以下五個方面展開：第一，新一代信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展重點主要是網(wǎng)絡(luò)安全與新型顯示、集成電路與第三代半導(dǎo)體；第二，先進制造領(lǐng)域發(fā)展重點，包括光刻機、高端數(shù)控機床、智能機器人、高性能醫(yī)療器械等；第三，新能源領(lǐng)域發(fā)展重點，包括氫能、光伏、風(fēng)電、核能等；第四，生命科學(xué)領(lǐng)域，重點圍繞病毒學(xué)、病原微生物學(xué)等展開深入研究，爭取領(lǐng)先優(yōu)勢；第五，空天海洋技術(shù)領(lǐng)域，我們有強大的國家隊，例如中國航空工業(yè)、中國航天科技、航天科工、中船等，現(xiàn)已啟動相關(guān)重大科技項目和國家實驗室布局。
干勇認為，在這樣的背景下，產(chǎn)業(yè)集群化、智能化是鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級的主要路徑。“鋼鐵產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度正在下降。所以我們在做智能化時，不能光注意一個車間、一條產(chǎn)業(yè)鏈，要注意整個行業(yè)的發(fā)展。”他建議，在兼并重組之外，可以建立聯(lián)合生產(chǎn)運營一體化智能平臺，打造鋼鐵產(chǎn)能聯(lián)合體，以智能化平臺經(jīng)濟體代替企業(yè)經(jīng)濟體。網(wǎng)絡(luò)鋼廠就是以1個總部運營中心協(xié)同N個產(chǎn)業(yè)合作伙伴。這樣做不僅能夠提高鋼鐵企業(yè)綠色化智能化生產(chǎn)能力；還能夠抵御市場風(fēng)險，提高資源利用率。他介紹說：“網(wǎng)絡(luò)鋼廠的核心亮點，可以為其他產(chǎn)業(yè)集中度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)做出積極的推動作用，打下堅實的基礎(chǔ)。通過這種建立在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的鋼鐵行業(yè)新型集約化管理方式，大家可以共同控制合理的產(chǎn)能利用率、掌握市場。”
此外，服務(wù)業(yè)是制造業(yè)的一個新的轉(zhuǎn)型發(fā)展方向。一方面，生活性服務(wù)業(yè)內(nèi)容更加豐富，方式更加創(chuàng)新，市場化、精細化、優(yōu)質(zhì)化養(yǎng)老服務(wù)成為主流；另一方面，生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)與制造業(yè)加速融合，集群趨勢愈加明顯，服務(wù)方式呈現(xiàn)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、外包化。干勇說：“這是基礎(chǔ)制造業(yè)轉(zhuǎn)型的重要表征，而且這是很大的市場空間。許多龍頭企業(yè)，比如三一重工、海爾集團等都在積極擁抱工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，成立工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，實施數(shù)據(jù)驅(qū)動創(chuàng)新戰(zhàn)略。”中國制造業(yè)正在快速推向國際、走向高端。服務(wù)業(yè)的重點任務(wù)除了科技研發(fā)服務(wù)標準化，現(xiàn)代物流供應(yīng)鏈標準化、數(shù)字經(jīng)濟標準化之外，還有金融、商務(wù)、節(jié)能、老齡社會服務(wù)等的標準化。
干勇指出，制造業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的主戰(zhàn)場。新一代信息技術(shù)是第四次工業(yè)革命的驅(qū)動力。而新材料是支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和重大工程不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時也是我國重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一?？梢哉f，新一代信息技術(shù)與新材料已經(jīng)成為制造業(yè)的兩大“底盤技術(shù)”，支撐其邁向高質(zhì)量發(fā)展。
新材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)堅持走深層次自主創(chuàng)新發(fā)展道路
當前世界正面臨百年未有之大變局，我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)。具體體現(xiàn)在：第一，以新一代信息技術(shù)、新能源、智能制造等為代表的新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對材料提出了更高要求，比如超高純度、超高性能、超低缺陷、多功能、高速迭代、高耐用、低成本、易回收等，新材料的研發(fā)難度前所未有。第二，科技創(chuàng)新是決定制造業(yè)競爭格局最重要、最根本的決定因素。新材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)堅持走深層次自主創(chuàng)新發(fā)展道路。第三，部分新材料技術(shù)創(chuàng)新進入“無人區(qū)”。鼓勵新材料企業(yè)探索他國沒有形成的技術(shù)，掌握更多他國所不掌握的新材料高新科技，在“創(chuàng)新無人區(qū)”自主尋覓路徑，創(chuàng)造市場還未出現(xiàn)的新需求，形成我國真正的核心競爭優(yōu)勢，與他國形成技術(shù)上的平衡與牽制。
“雖然現(xiàn)在新材料的發(fā)展非?？?，但可以看到電子信息材料是‘短板’中的‘短板’，在信息顯示、運載工具、能源動力、高檔數(shù)控機場和機器人五大領(lǐng)域所常用的244種關(guān)鍵材料中有156種都要靠引進。“在干勇看來，目前國際高端材料技術(shù)壁壘日趨凸顯，壟斷現(xiàn)象也越來越嚴重，比如日本東麗和帝人公司壟斷了高性能碳纖維及其復(fù)合材料，美國鋁業(yè)掌握飛機用金屬材料的80%專利，美國杜邦、日本帝人控制對位芳綸纖維90％的產(chǎn)能，美國科銳占據(jù)碳化硅單晶70％以上的全球市場份額。
但從另一個角度而言，新材料研發(fā)模式的變革孕育著顛覆性挑戰(zhàn)，基礎(chǔ)學(xué)科突破、多學(xué)科交叉，顛覆性技術(shù)融合快速推進著新材料的創(chuàng)新、新功能的發(fā)現(xiàn)和傳統(tǒng)材料性能的提升，加速產(chǎn)業(yè)變革。與此同時，全生命周期綠色化成為新的焦點，新材料產(chǎn)業(yè)正在向精細化、綠色化、節(jié)約化方向發(fā)展。
從當前世界主要國家技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)布的預(yù)測報告來看，未來可能引發(fā)產(chǎn)業(yè)巨大變革的顛覆性技術(shù)包括：量子技術(shù)、人工智能技術(shù)、基因編輯、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、顛覆性醫(yī)療技術(shù)、新能源汽車、自動駕駛技術(shù)、生物技術(shù)、納米技術(shù)、增材制造（3D打印）技術(shù)、能源存儲技術(shù)、云計算、可再生能源技術(shù)等。
未來10-20年，這些顛覆性技術(shù)的快速發(fā)展將對我國信息、能源、醫(yī)療和交通等領(lǐng)域帶來巨大的、革命性的影響，同時將催生對量子材料、新一代生物醫(yī)用材料、新型能源材料、超材料、超寬禁帶半導(dǎo)體材料、高溫超導(dǎo)材料、石墨烯等二維材料、智能材料、超高性能高分子及復(fù)合材料、3D打印材料、高熵合金、新型顯示材料、仿生材料等新材料的巨大需求。
突破封鎖，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，需要強大的新材料支撐。干勇認為，我國當前正處于開辟新的經(jīng)濟增長點、提高環(huán)境承載能力的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，為我國新材料大力發(fā)展提供了難得的歷史機遇。在轉(zhuǎn)型升級和新型工業(yè)化發(fā)展的交匯期，我國對新材料的戰(zhàn)略需求特別突出。他說：“我們統(tǒng)計了2030年的材料需求，發(fā)展新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，大尺寸的硅片需要40億立方英寸，占全世界的1/3；三代半導(dǎo)體大概需要6億平方英寸；新型顯示面板需要3.5億平方米；發(fā)展航空裝備業(yè)，需要數(shù)千架飛機，航空發(fā)動機用量將達到3萬臺；發(fā)展高端裝備、基礎(chǔ)零部件用的高端軸承，齒輪、模具等需求量都在幾百萬噸以上。所有的軸承，包括汽車軸承、風(fēng)機軸承、高鐵軸承，特別是能實現(xiàn)160公里時速以上的軸承幾乎都是引進。”
在干勇看來，國家重大戰(zhàn)略需求依賴關(guān)鍵材料技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的突破。新型信息技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要電子信息材料支撐。當前，我國信息材料與發(fā)達國家存在較大差距，必須補齊短板。中國工程院對國家重大戰(zhàn)略需求依賴的關(guān)鍵材料，涉及運載工具、能源動力、信息顯示等四大戰(zhàn)略領(lǐng)域、20個戰(zhàn)略系統(tǒng)、84項戰(zhàn)略產(chǎn)品所涉及的138種關(guān)鍵材料進行了統(tǒng)計。
他指出了當前中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問題與挑戰(zhàn)。第一，中國集成電路精密裝備及代工線的裝備水平較低。集成電路材料包括硅材料、光掩模、光刻材料、電子氣體、工藝化學(xué)品、CMP拋光材料、濺射靶材、專用封裝材料等八大類，目前90%依賴于國外引進，短板突出。第二，“跟隨式發(fā)展”難以從根本上擺脫先行者控制，如CPU，主要是X86和ARM指令架構(gòu)。目前集成電路EDA工具軟件的三家公司全為美國所控，手機用應(yīng)用處理器全部都是ARM架構(gòu)，其授權(quán)也是美國所控，中國在這些方面幾乎是空白。第三，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)資源分散，還存在科技攻關(guān)同水平重復(fù)、企業(yè)產(chǎn)品低價位競爭的現(xiàn)象，基礎(chǔ)研究、高端產(chǎn)品和新技術(shù)研發(fā)乏力，高端芯片人才匱乏。然而，這些問題的存在也為新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了潛在的發(fā)展機遇。
新材料產(chǎn)業(yè)如何突破？
圍繞工信部梳理的新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)重點補短板化工新材料，干勇指出，重點突破產(chǎn)品包括：新型顯示用光刻膠，特別是深紫外248nm光刻膠和深紫外193nm光刻膠；特種光學(xué)聚酯膜；無鎘量子點材料等。“重點要補短板的化學(xué)新材料，難度和投入都非常大。”
他還談到，我國高端光電子芯片主要依賴進口，光通信與互聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)受到嚴重制約；我國25Gb/S以上速率的光電子器件國產(chǎn)化率幾乎為0，光電子器件綜合國產(chǎn)化率僅為12%等。光電子器件研發(fā)周期長、技術(shù)高、更新迭代速度快，技術(shù)需長期積累，高性能高線性芯片和模組對頻率、帶寬、低時延長提出更高的要求。“硅基光電子的集成芯片技術(shù)、混合光電子集成技術(shù)、微波與光波的融合集成技術(shù)、模擬分析與測試封裝技術(shù)等都是我們的重要發(fā)展方向。“
聚焦國家重點需求關(guān)鍵材料技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的突破，干勇從先進有色金屬材料、碳纖維及其復(fù)合材料、高溫合金、高端裝備用特種合金、稀土新材料等方面介紹了國家重點需求關(guān)鍵材料的發(fā)展現(xiàn)狀、需求情況和發(fā)展重點。
針對先進有色金屬材料，干勇認為，應(yīng)聚焦先進民用飛機、海洋石油工程等高端裝備的應(yīng)用需求，攻克高性能輕合金材料設(shè)計、冶金質(zhì)量及組織調(diào)控、殘余應(yīng)力表征及控制，以及產(chǎn)品一致性、穩(wěn)定性和可靠性控制等關(guān)鍵技術(shù)。
碳纖維及其復(fù)合材料是材料革命的排頭兵。干勇指出：“關(guān)鍵在于成本。”我國當前碳纖維及其復(fù)合材料的發(fā)展重點包括碳纖維及其復(fù)合材料前沿創(chuàng)新技術(shù)、系列碳纖維規(guī)?；€(wěn)定制備技術(shù)、國產(chǎn)碳纖維增強復(fù)合材料技術(shù)、國產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)等。
高溫合金是航發(fā)、重燃和重載火箭發(fā)動機中熱端部件不可替代的核心材料。干勇建議，我國高溫合金還需在提高產(chǎn)品成分一致性和組織均勻性、掌握復(fù)雜形體空心葉片單晶體生長控制技術(shù)、徹底解決粉末高溫合金變形化技術(shù)的夾雜物困擾等方面下功夫。
“高端裝備用特種合金是我國制造業(yè)‘空心化’的突出代表。高端耐熱合金、耐蝕合金、特種鋼/合金及其關(guān)鍵零部件嚴重依賴進口，受制于人問題突出。”干勇指出。在重大能源、海洋工程和重大交通工程等國家戰(zhàn)略支柱產(chǎn)業(yè)方面，亟待自主研制我國高端裝備用特種合金及相關(guān)部件。目前國際上還未形成技術(shù)、專利、標準和規(guī)模的壟斷，中國有巨大的市場需求和良好的軍民融合產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，有望實現(xiàn)自主可控和換道超車，重塑國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局。
稀土新材料是實現(xiàn)低成本、高可靠性的工業(yè)自動化和社會智能化不可或缺的核心功能材料。干勇表示，除了在軍事、軌道交通、電子電器等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，稀土新材料在汽車產(chǎn)業(yè)升級換代上也起著重要的支撐作用。高端汽車中需使用稀土的部件高達100件以上。未來，我國需在高性能稀土磁性材料、高性能稀土光功能材料、新一代稀土催化材料、高能量密度稀土儲氫材料、超高純稀土材料綠色制備及其相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)上持續(xù)發(fā)力。
此外，干勇強調(diào)，關(guān)鍵礦產(chǎn)材料供應(yīng)面臨的問題是制造業(yè)發(fā)展最值得關(guān)注的短板。我國關(guān)鍵礦產(chǎn)對外依存度超過70%，其中，鐵礦石甚至超過了87%。安全保障和管控現(xiàn)在面臨的問題包括：礦產(chǎn)資源消費將長期保持在較高水平、戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源進口集中度過高、國內(nèi)礦產(chǎn)資源供應(yīng)能力持續(xù)下降、海上通道進口資源風(fēng)險太大、戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源供應(yīng)終端將威脅我國國家安全等。
他建議：建立覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的礦產(chǎn)資源管理體制機制；切實提高國內(nèi)資源保障能力；提高大型企業(yè)在資源保障種的作用；提升全球礦產(chǎn)資源經(jīng)略能力、打造礦產(chǎn)資源強國；提高陸上礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略通道運輸能力；構(gòu)建全球礦產(chǎn)資源大數(shù)據(jù)平臺和安全監(jiān)測預(yù)警體系；開展危機礦種采選冶重大技術(shù)攻關(guān)；強化礦產(chǎn)資源儲備。
最后，干勇表示，碳纖維復(fù)合材料、高溫合金、高端裝備用特種合金、稀土資源等重大結(jié)構(gòu)材料和功能材料技術(shù)的突破將助推中國制造業(yè)由大國到強國的轉(zhuǎn)變。
