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科技部印发《“十三五”材料领域科技创新专项规划》

来源:科技部[2017/05/02]

核心提示:为贯彻落实《国家创新驱动发展战略纲要》《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》《“十三五”国家科技创新规划》和《中国制造2025》,推动我国材料领域科技创新和产业化发展,明确“十三五”时期材料领域科技创新的思路目标、任务布局和重点方向,规范和指导未来五年国家材料科技发展,科技部制定了《“十三五”材料领域科技创新专项规划》。

  为贯彻落实《国家创新驱动发展战略纲要》《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》《“十三五”国家科技创新规划》和《中国制造2025》,推动我国材料领域科技创新和产业化发展,明确“十三五”时期材料领域科技创新的思路目标、任务布局和重点方向,规范和指导未来五年国家材料科技发展,科技部制定了《“十三五”材料领域科技创新专项规划》,下面是全文,欢迎阅读。

  《“十三五”材料领域科技创新专项规划》

  “十三五”时期是我国全面建成小康社会和迈进创新型国家行列的决胜阶段。为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》《国家创新驱动发展战略纲要》《“十三五”国家科技创新规划》和《中国制造2025》,加快推动材料领域科技创新和产业化发展,特制定本规划。

  一、形势与需求

  材料服务于国民经济、社会发展、国防建设和人民生活的各个领域,成为经济建设、社会进步和国家安全的物质基础和先导,支撑了整个社会经济和国防建设。因此,新材料技术是世界各国必争的战略性新兴产业,成为当前最重要、发展最快的科学技术领域之一。“一代装备,一代材料”向“一代材料,一代装备”转变,彰显了材料的战略作用。发展材料技术既可促进我国战略性新兴产业的形成与发展,又将带动传统产业和支柱产业的技术提升和产品的更新换代。

 (一)国际材料科技发展形势

  近几年来,全球新一轮产业变革为材料产业结构调整提供了重要的机会窗口。材料技术领域研发面临新突破,新材料和新物质结构不断涌现,全球新材料技术与产业发展迅猛,新材料技术成为各国竞争的热点之一。

  目前国际上材料领域全面领先的国家仍然是美国,日本在纳米材料、电子信息材料,韩国在显示材料、存储材料,欧洲在结构材料、光学与光电材料、纳米材料,俄罗斯在耐高温材料、宇航材料方面有明显优势。我国在纳米材料、非线性激光晶体、第三代半导体、半导体照明、稀土材料等方面的研究水平和成果与国际先进水平属同一发展阶段,部分处于领先水平。在碳纤维及其复合材料、高温合金、高密度信息存储材料、显示技术等方面与国外先进水平还存在较大差距。

  当今材料技术整体发展态势为:材料制备与应用向低维化、微纳化、人工结构发展,材料结构功能一体化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备及应用过程绿色化成为材料研发的重要方向;材料研发周期缩短、可应用材料品种快速增长;材料与物理、化学、信息、生物等多学科交叉融合加剧,多学科交叉在材料创新中作用越来越重要;材料研发向更加惠及民生发展,并在资源和能源的可持续发展中发挥着越来越重要的作用。

  (二)我国材料科技发展形势

  近年来,材料领域科技发展十分迅速。2005年,我国(不包含台湾和香港地区)材料领域科技论文数达到世界第一位,2011-2015年,我国材料领域SCI论文114734篇,是美国52865篇的2.17倍,日本22148篇的5.18倍,同时我国材料高被引论文达到1517篇,是美国1246篇的1.22倍,日本222篇的6.83倍;2008年,我国材料领域发明专利申请数达到世界第一位,2011-2015年,我国仅钢铁、有色、石化、轻工、纺织和建材工业的授权专利为75万件,其中发明专利23万件;我国材料领域专业技能人才稳步增长,拥有中科院院士和工程院院士210人,研发科技人员115万,每年材料类大学本科毕业生4万余人、硕士和博士毕业生1万余人;材料领域初步形成了较完整的研发与产业化体系,拥有国家重点实验室、国家工程(技术)研究中心和产业化基地等近400家。

  目前,我国材料领域发展布局合理,已取得丰硕成果。我国钢铁、有色金属、稀土金属、水泥、玻璃和化学纤维等百余种材料产量达到世界第一位。我国材料科技水平的稳步提升和创新能力的不断增强,有效推进了半导体照明、新型显示、高性能纤维及复合材料、多晶硅等成果的工程化和产业化,培育和发展了一批新兴产业和新的经济增长点;突破了超级钢(细晶钢)、电解铝、低环境负荷型水泥、全氟离子膜、聚烯烃催化剂等关键技术,对钢铁、有色、建材、石化等传统产业的优化和提升作出了重要贡献;在纳米材料与器件、人工晶体与全固态激光器、光纤、超导材料等技术领域取得重大进展,在世界科技前沿占有一席之地;发展了生物医用材料、肝炎和艾滋病快速诊断技术、海水和苦咸水淡化技术等,为科技进步惠及民生提供了一大批新材料、新技术。

  (三)我国材料科技发展需求

  材料产业是国民经济的基础,具有举足轻重的地位。随着我国国力和国家地位的提高,东海防空识别区的设立,南海石油的开采,以及国防安全、海洋开发、航空航天、先进轨道交通、核电和平利用等大型工程的建设均急需高温合金、高性能碳纤维等核心关键材料。

  20年来,材料领域围绕国家发展战略目标,紧密结合经济社会发展重大需求,经过不懈努力,在关键技术突破、重大产品与技术系统开发、重大应用与示范工程方面取得了一系列重大成果。在半导体照明工程、新型平板显示技术、全固态激光器及其应用、化工反应过程强化、优势资源材料应用技术开发等方面,加强了新材料应用的工程化技术开发,明显提升了我国新材料产业的国际竞争能力,为加快发展和培育战略性新兴产业奠定了良好基础;在智能材料设计与材料制备技术、光电信息和功能材料、高温超导材料与器件、高效能源材料、纳米材料与器件和高性能结构材料等方面,突破了一批关键材料的制备技术,取得了一批具有自主知识产权的核心技术成果,增强了材料领域持续创新能力;传统材料的高性能化、系列化及在节约资源、降低能耗和保护环境等方面取得显著进展,促进了传统产业的升级;军工配套材料及工程化应用技术、国产聚丙烯腈碳纤维高性能化及应用方面,为国防军工建设提供了必要的材料技术支撑。

  但是,材料行业目前也面临诸多问题,主要表现在:基础原材料整体技术水平不高,物耗能耗排放较高,环境污染严重(材料行业能耗在工业总能耗和全国能源消费总量中的比重分别达到了60%和44%),产业竞争力不强,利润率低,部分行业产能严重过剩,核心技术、工艺及装备仍然部分依赖进口。新材料行业研发以跟踪国外较多,原始性创新较少,国家重大工程和国防建设对新材料需求强烈,但新材料配套与工程化能力较弱,高端产品产业化程度偏低;新兴材料产业市场巨大,需求强劲,国际竞争激烈,我国高端材料制造业的竞争力和市场份额急需提高。人才队伍中基础研究队伍不稳,工程应用技术队伍流动性不够,新兴产业人才流动性过大。

 二、指导思想与基本原则

  (一)指导思想

  全面贯彻党的十八大和十八届三中、四中、五中、六中全会精神,深化落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》《国家创新驱动发展战略纲要》《“十三五”国家科技创新规划》和《中国制造2025》决策部署,坚持创新、协调、绿色、开放、共享发展理念,坚持自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来的指导方针,坚持创新是引领发展的第一动力,把握材料科技创新发展的新态势,深入实施创新驱动发展战略,以增强材料领域原始创新能力为核心,以传统材料绿色化和提质增效促进产业升级为主线,以满足国家重大战略和国防建设对材料的迫切需求为目标,强化材料的基础创新能力,提高全链条贯通、集成和应用水平,完善多层次多类型人才培养体系,扩大科技开放合作,大力推进材料领域大众创业和万众创新,激发创造活力,增强发展新动能,构建产业新体系与发展新机制。实现材料由大变强的历史性跨越,支撑供给侧结构性改革和经济社会可持续健康发展。

  (二)基本原则

  按照《“十三五”国家科技创新规划》部署,坚持把满足国家重大需求作为材料领域战略任务,坚持把加速赶超引领作为材料技术发展重点,坚持把材料科技进步惠及民生发展作为根本宗旨,坚持把深化改革作为材料领域发展强大动力,坚持把人才驱动作为材料产业壮大本质要求,坚持把全球视野作为材料科技发展重要导向。

  坚持创新驱动与深化改革。坚持把创新摆在材料产业发展全局的核心位置,充分发挥企业创新主体、联盟以及各类新型研发组织和产业创新中心在协同、开放、创新中的作用,推动跨领域跨行业融合创新发展;坚定不移地深化改革,完善有利于创新发展的政策环境。

  坚持绿色发展与质量为先。提高资源利用效率,促进材料可再生循环,改变高耗能、高排放、难循环的传统材料工业发展模式,构建绿色产业体系;培育一批具有核心竞争力的产业集群和企业群体,强化企业质量主体责任和意识,加强自主品牌培育。建设法规标准体系、质量监管体系,走提质增效和生态文明的发展道路。

  坚持市场主导与政府引导相结合。全面深化改革,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,国家、地方与企业合理分工、各取所长,强化企业主体地位,激发企业活力和创造力;政府着力加强战略研究和规划引导,完善相关支持政策,创造良好发展环境。

  坚持问题导向与超前布局相结合。针对制约材料发展的瓶颈和薄弱环节,加快转型升级和提质增效,切实提高产业的核心竞争力和可持续发展能力。准确把握新一轮科技革命和产业变革趋势,加强战略谋划和前瞻部署,扎扎实实打基础,在未来竞争中占据制高点,优化产业格局。

  坚持整体推进与重点突破相结合。坚持统筹规划,合理布局,明确创新发展方向,加快推动材料产业整体水平提升。围绕经济社会发展和国家安全重大需求,集中力量,突出重点,点面结合,整合各类资源,实施若干重点专项和国家重大工程,实现率先突破。

  坚持自主发展与开放合作相结合。在关系国计民生和产业安全的基础性、战略性、全局性领域,着力掌握关键核心技术,完善产业链条,形成自主发展能力和新的比较优势,充分利用全球资源和市场,深度开展产业全球布局和国际交流合作。

 三、发展目标

  (一)总体目标

  贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》《“十三五”国家科技创新规划》和《中国制造2025》,围绕产业链部署创新链,实施材料重大科技项目,着力保障重点基础产业供给侧结构性改革,满足经济社会发展和国防建设对材料的重大需求,提升我国材料领域的创新能力,引领和支撑战略性新兴产业发展。

  通过前瞻部署策略,科学把握新技术的原创点,瞄准国民经济和社会发展各主要领域的重大、核心和关键技术问题,实施材料领域重大工程和重点专项,从基础前沿、重大共性关键技术到应用示范进行全链条设计,一体化组织实施,使材料的基础前沿研发活动具有更明确的需求导向和产业化方向;实施技术创新引导策略,着重培育战略性新兴产业生长点;切实加强我国材料高技术领域自主创新能力,切实提升产业的核心竞争力,为我国经济社会发展与国防安全提供强有力的材料支撑。

  加强我国材料体系的建设,大力发展高性能碳纤维与复合材料、高温合金、军工新材料、第三代半导体材料、新型显示技术、特种合金和稀土新材料等,满足我国重大工程与国防建设的材料需求。

  重点发展海洋工程材料、高品质特殊钢、先进轻合金、特种工程塑料、特种玻璃与陶瓷等先进结构材料技术;高性能膜材料、智能/仿生/超材料、高温超导材料、新型生物医用材料、生态环境材料等特种功能与智能材料技术;新型微电子/光电子/磁电子材料、印刷电子材料、功能晶体与激光技术等战略性先进电子材料技术;以高通量设计/制备/表征为特征的材料基因组技术;石墨烯等纳米材料技术。带动战略性新兴产业生长点的形成,切实促进市场前景广阔、资源消耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好的材料产业发展。

  大力推进钢铁、有色、石化、轻工、纺织、建材等量大面广的基础性原材料技术提升,实现重点基础材料关键共性技术的重点突破,提升产业整体竞争力,实现优势产能合作,落实节能减排,实现我国材料产业由大变强。

  加强材料领域人才队伍建设,形成材料领域核心领军人才、研究开发人才、工程技术人才和技能人才组成的材料人才体系及其评价机制,提升创新创业人才队伍的整体素质和水平;着重提高企业技术创新创业人才的水平和比例,满足材料领域发展的需求。

 (二)目标与指标体系

  围绕“十三五”材料领域发展的总目标,在基础材料技术提升与产业升级方面,着力解决重点基础材料产业面临的产品同质化、低值化,环境负荷重、能源效率低、资源瓶颈制约等重大共性问题,推进钢铁、有色、石化、轻工、纺织、建材等基础性原材料重点产业的结构调整与产业升级,通过基础材料的设计开发、制造流程及工艺优化等关键技术和国产化装备的重点突破,实现重点基础材料产品的高性能和高附加值、绿色高效低碳生产。建立完备的知识产权和标准体系,完善基础材料产业链。提升我国基础材料产业整体竞争力,满足“中国制造 2025”、“一带一路”、战略性新兴产业创新发展、新型工业化、城镇化和区域经济建设的需求,为我国参与全球新一轮产业变革与竞争提供支撑,实现我国材料产业由大变强、材料技术由跟跑型向并行和领跑型转变。

  在新材料技术发展方面,将瞄准国家重大需求、全球技术和产业制高点,战略性电子材料技术以第三代半导体材料与半导体照明、新型显示为核心,以大功率激光材料与器件、高端光电子与微电子材料为重点,第三代半导体材料与半导体照明、新型显示两大核心方向整体达到国际先进水平,部分关键技术达到国际领先水平;大功率激光材料与器件、高端光电子与微电子材料两大重点方向关键技术达到国际先进水平。先进结构与复合材料将着力解决先进结构材料设计、制备与工程应用的重要科学技术问题,重点研究高性能纤维及复合材料、高温合金、高端装备用特种合金、海洋工程用关键结构材料、轻质高强材料、高性能高分子结构材料、材料表面工程技术、3D打印材料与粉末冶金技术、金属与陶瓷复合材料等关键材料和技术,实现我国高性能结构材料研究与应用的跨越发展。新型功能与智能材料将突破新型稀土功能材料、智能/仿生与超材料、新一代生物医用材料、先进能源材料、高性能分离膜材料、生态环境材料、重大装备与工程用特种功能材料的基础科学问题以及产业化、应用集成关键技术和高效成套装备技术。

  在变革性的材料及其绿色制造新技术方面,纳米材料技术将重点围绕传统纳米材料的提升和新型纳米材料的研发,着力解决纳米材料产业面临的重大共性问题,在核心纳米材料的设计、生产工艺流程的优化、以及关键技术和装备的开发三个方面形成突破,建立起相对完备的知识产权和标准体系,提升我国纳米产业国际核心竞争力,实现我国纳米材料产业由大变强、成为国际领跑者之一。材料基因工程将构建支撑我国材料基因工程研究和协同创新发展的高通量计算、高通量合成与表征和专用数据库等三大示范平台,研发材料高通量计算方法、高通量制备技术、高通量表征与服役评价技术、面向材料基因工程的材料大数据技术等四大关键技术,在能源材料等材料上开展验证性示范应用,验证研发技术的先进性和适用性,并实现突破。

  在材料基地与人才队伍建设方面,以国家科研基地平台为依托,建设一批完善的新材料研发平台,积极引导各类人才与团队通过平台、基地、联盟等形式开展合作协作,强化原始创新能力和高技术转移转化能力。建设一支规模、结构、素质与实现本规划目标要求相适应的多层次材料人才队伍。

  指标体系:初步建立我国自主的基础材料与新材料体系;建立材料领域的产学研用结合的技术创新体系,开发全面覆盖我国产业应用的高性能结构与复合材料、特种功能与智能材料、战略性先进电子材料、纳米材料系列产品和应用技术,关键材料的自给率超过80%;培育8-10个战略性新兴产业的增长点;开发出具有自主知识产权的高通量材料模拟算法和计算软件,建立材料基因工程的计算平台、实验平台和数据库平台,发展系列高通量制备和表征的新方法和新装备,实现典型新材料的研发周期缩短一半、研发成本降低一半。

  将我国重点基础材料高端产品平均占比提高15%-20%,减少碳排放5亿吨/年。典型钢铁品种、高端有色金属材料的国内市场自给率超过80%,钢铁与有色金属生产综合能效提高10%,化工新材料和精细化学品的产值率达到60%;特种工程塑料等高端产品的自给率5年内从30%提高到50%;实现轻工重点材料国产化率从15%提高40%;化纤差别化率由56%提升至65%,产业用纺织纤维加工量由23%增加到30%以上;建材新兴产业的产值比重达到建材总量的16%左右。

  形成专利3000项,制定标准和规范500项,建成500条产业化示范线,在重点领域培养15-20个团结协作的全链条攻关人才团队;聚集10-15个从事前瞻性技术创新的有活力的青年人才团队,形成研究和创新的人才梯队。培养领军型创新创业人才1000名。

 四、发展重点

  “十三五”期间,材料领域将围绕创新发展的指导思想和总体目标,紧密结合经济社会发展和国防建设的重大需求,重点发展基础材料技术提升与产业升级、战略性先进电子材料、材料基因工程关键技术与支撑平台、纳米材料与器件、先进结构与复合材料、新型功能与智能材料、材料人才队伍建设。

  (一)重点基础材料技术提升与产业升级

  1. 钢铁材料技术。高品质特殊钢,绿色化与智能化钢铁制造流程,高强度大规格易焊接船舶与海洋工程用钢,高性能交通与建筑用钢,面向苛刻服役环境的高性能能源用钢等。

  2. 有色金属材料技术。大规格高性能轻合金材料,高精度高性能铜及铜合金材料,新型稀有/稀贵金属材料,高品质粉末冶金难熔金属材料及硬质合金,有色/稀有/稀贵金属材料先进制备加工技术等。

  3. 纺织材料技术。化纤柔性化高效制备技术,高品质功能纤维及纺织品制备技术,高性能工程纺织材料制备与应用,生物基纺织材料关键技术,纺织材料高效生态染整技术与应用等。

  4. 石油与化工材料技术。基础化学品及关键原料绿色制造,清洁汽柴油生产关键技术,合成树脂高性能化及加工关键技术,合成橡胶高性能化关键技术,绿色高性能精细化学品关键技术,特种高端化工新材料等。

  5. 轻工材料技术。基于造纸过程的纤维原料高效利用技术及纸基复合材料,塑料轻量化与短流程加工及功能化技术,生态皮革关键材料及高效生产技术、绿色高效表面活性剂的制备技术,制笔新型环保材料等。

 6. 建筑材料技术。特种功能水泥及绿色智能化制造,长寿命高性能混凝土,特种功能玻璃材料及制造工艺技术,先进陶瓷材料及精密陶瓷部件制造关键技术,环保节能非金属矿物功能材料等。

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(责任编辑:鞠丽)

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