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中国工程科学:面向 2035 的新材料强国战略研究(二)

中国工程科学 材料学会议网 108 2020-10-31

表3 信息显示领域新材料需求

装备

应用系统

新材料需求

集成电路

硅基集成电路芯片、MEMS(微型机电系统)器件封装玻璃粉、高性能氮化物陶瓷粉体及基板、光刻胶、氧化镓单晶、光刻机用紫外级氟化钙晶体、高纯石英玻璃及制品、大尺寸超高纯有色金属靶材、湿电子化学品等

信息

显示

印刷显示



印刷OLED/QLED显示核心材料与墨水,65英寸8K印刷OLED/QLED制备技术及喷印装备技术;可卷绕100英寸级8K印刷显示的制备技术;卷对卷全印刷制备技术等


激光显示

短波长红光LD(AlGaInP)和蓝绿光LD(InGaN)材料等

Micro-LED显示


微米尺度氮化镓(GaN)多色LED材料、芯片技术及超小间距芯片海量转移工

艺等

特种光源



新型窄带荧光粉、类太阳光全光谱光源用新型荧光粉,高效稀土荧光粉等稀土发光材料,高光产额/快衰减稀土闪烁晶体、氮化物基第三代宽禁带半导体材料等

(四)生命健康领域

随着全球人口老龄化日益加剧,人们对自身健康的关注度不断提高,健康产业进入加速发展时期。生物医用材料的快速突破,将在疾病快速诊断、人体器官修复移植方面为人类带来福祉,对国家的医疗安全、人民健康产生至关重要的影响,生命健康领域新材料需求见表4。

表4 生命健康领域新材料需求

应用系统

新材料需求

骨再生修复

生物活性的第二代生物医学材料,包括生物活性陶瓷和生物活性玻璃两大类无机非金属材料;以镁合金、聚乳酸为代表的可降解金属和高分子材料

人工种植牙

钛及钛合金

血管支架

全降解聚乳酸血管支架、可降解镁合金血管支架

四、新材料强国发展战略

(一)总体思路
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻落实党的“十九大”精神,面向建设科技强国和制造强国的战略蓝图,立足国民经济和国防安全重大需求,以提高新材料自主创新能力为核心,以先进基础材料、关键战略材料、前沿新材料为发展重点,坚持供给侧结构改革,坚持可持续发展,大力发展新技术、新模式、新业态,实现新材料产业转型升级和结构调整,以创新驱动发展,建立以企业为主体,“产学研用”深度融合的新材料自主创新体系,全面提升我国新材料自主保障能力和市场竞争力,把我国建设成为新材料强国。
(二)发展目标
到2025年,重点新材料总体技术和应用与国际先进水平同步,部分达到国际领先水平;全面提升新材料产品质量水平与稳定性,中高端产品所占比重大幅提升,整体水平进入全球价值链中高端环节;关键高端材料和高端装备自主研发水平和自主保障能力显著提升,关键短板材料受制于人问题得到有效缓解。
到2035年,在世界材料强国行列中占有一席之地;围绕保障国家安全、产业安全、科技安全的重大需求,核心系统、关键器件受制于人的问题基本解决;对事关国计民生和国家安全重点领域的器件与材料需求,构建系统性、全方位的支撑保障能力;全面提升材料行业的国际竞争力,基本建成材料自主创新体系。
到2050年,位于世界材料强国前列,全面建成材料自主创新体系,材料研发能力和产业竞争力处于全球领先水平;材料发展全面满足国民经济建设和国防安全需求,支撑人类经济社会发展。
(三)发展重点与发展方向
1. 先进基础材料
先进基础材料领域发展重点及发展方向主要包括先进钢铁材料、先进有色金属材料、先进石化材料、先进建筑材料、先进轻工材料及先进纺织材料等(见表5)。

表5 先进基础材料领域发展重点及方向

发展重点

发展方向

先进钢铁材料

先进制造基础零部件用钢,高性能海工钢,高技术船舶用钢,新型高强韧汽车钢,高速、重载轨道交通用钢,新一代耐火、耐蚀、耐候建筑用钢和海洋环境用建筑用钢,超大输量油气管线用钢和深海钻、采、输、储钢铁材料,能源用钢等

先进有色金属材料

高性能轻合金材料,功能元器件用有色金属关键配套材料,稀有稀贵金属材料等

先进石化材料

润滑油脂,高性能聚烯烃材料,聚氨酯功能性树脂,氟硅树脂,特种合成橡胶和弹性体,工程塑料及特种工程塑料,催化剂及催化材料,新型高分子材料加工工艺与材料,高端电子化学品等

先进建筑材料

极端环境下重大工程用水泥基材料,功能化、智能化玻璃材料,工业陶瓷材料,高性能纤维及其复合材料,环境友好型非金属矿物功能材料等

先进轻工材料

高性能纸基材料,高性能皮革材料等

先进纺织材料

差别化功能纤维,生物基纤维,非织造纤维材料,高性能纤维及其编织材料,纺织复合材料,回收再利用纤维材料等

2. 关键战略材料

关键战略材料领域发展重点及发展方向主要包括高端装备用特种合金、高性能纤维及其复合材料、新型能源材料、先进半导体材料及芯片制造和封装 材料、稀土功能材料、电子陶瓷和人工晶体、先进结构功能一体化陶瓷和功能梯度材料、高性能分离膜材料、新型显示材料、新一代生物医用材料及生物基材料等(见表6)。

表6 关键战略材料领域发展重点及方向

发展重点

发展方向

高端装备用特种合金

先进变形、粉末、单晶高温合金,先进黑色耐热合金,先进黑色耐蚀合金,特种铝镁钛合金等

高性能纤维及其复合材料

碳纤维及其复合材料,有机纤维及其复合材料,陶瓷纤维及其复合材料等

新型能源材料

Si基太阳能电池材料,GaAs基太阳能电池材料,锂离子电池材料,全固态电池材料,燃料电池材料及其他能源材料等

先进半导体材料及芯片制造和封装材料

大尺寸硅半导体材料,Ⅲ-Ⅴ族半导体材料,第三代半导体材料,超宽禁带半导体材料,芯片制造和封装材料等

稀土功能材料

稀土磁性材料,稀土发光材料,稀土催化材料,稀土晶体材料,稀土储氢材料,高纯稀土金属及化合物等

电子陶瓷和人工晶体

电子陶瓷材料,人工晶体等材料

先进结构功能一体化陶瓷和功能梯度材料

结构功能一体化陶瓷材料,功能梯度材料等

高性能分离膜材料

水处理膜材料,特种分离膜材料,气体分离膜材料等

新型显示材料

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