目 录
一、行业现状与发展环境..................................4
(一)发展成效......................................4
(二)发展环境......................................6
二、发展总体思路........................................7
(一)指导思想......................................7
(二)发展原则......................................8
(三)主要目标......................................8
三、发展重点............................................9
(一)前沿新材料....................................9
(二)关键战略材料.................................11
(三)先进基础材料.................................16
四、发展措施.........................................17
(一)推动新材料产业创新工程.......................17
(二)加快新材料产品推广应用.......................17
(三)培育新材料产业企业主体.......................17
(四)优化新材料产业空间布局.......................18
(五)推进新材料跨界跨境发展.......................18
(六)加大新材料发展政策扶持.......................19
上海促进新材料发展“十三五”规划
新材料是指新出现的具有优异性能和特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高和产生新功能的材料。新材料产业是材料工业发展的先导,是重要的战略性、基础性产业,在建设制造强国、巩固国防军工中占据重要地位。“一代新材料造就一代新装备,一代新装备需要一代新材料”,每个工业强国的崛起,都需要雄厚的材料工业作为坚强支柱。加快发展具有上海特色的新材料产业,对保障国家重大工程建设和上海建设具有全球影响力的科技创新中心、引领材料工业创新换代、促进传统产业转型升级、满足民生需求等都具有重要战略意义。为进一步落实国务院《中国制造2025》和《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,特制定本规划。
一是产业地位稳步提升。“十二五”期间,上海新材料产业继续保持稳步上升态势,产值年均增长3.24%。至2015年,新材料产值1966.85亿元,占原材料工业的36.51%,比重逐年提高,按可比价比较比上年度增长1.6%,占全市战略性新兴产业比重为24.39%,有着举足轻重的地位。
图1 上海市新材料产业规模
表1 原材料产业分领域产值表(亿元)
行业 | 2011年 | 2012年 | 2013年 | 2014年 | 2015年 |
钢铁 | 1812 | 1561 | 1555.48 | 1488.17 | 1193.62 |
石化 | 3917 | 3932 | 4274.88 | 3941.84 | 3482.10 |
有色 | 492 | 461 | 473.26 | 446.38 | 389.23 |
建材 | 395 | 345 | 344.01 | 358.40 | 322.23 |
原材料总产值(合计) | 6616 | 6299 | 6647.63 | 6234.79 | 5387.18 |
新材料产值 | 1731 | 1707 | 1984.81 | 1951.19 | 1966.85 |
占原材料工业比例(%) | 26.2 | 27.1 | 29.9 | 31.3 | 36.5 |
二是产业结构逐步优化。积极推动上海化学工业区、高桥地区、金桥地区和金山第二工业区等地区的国内外优势材料企业创新转型,向高端延伸发展,提升产品质量效益。2015年,全市规模以上新材料企业521家,先进高分子材料生产企业312家、产值1066.78亿元、产值占全市新材料54.2%;新型金属材料生产企业108家、产值676.43亿元、占34.4%;新型无机非金属材料、高性能纤维及复合材料和前沿新材料比重逐年上升,合计产值占11.4%。
三是产业布局趋于合理。通过不断调整和引导,进一步推进区域新材料产业有序集聚发展,依托本市优势开发区和产业基地,科学布局重点产业集聚区,联合区域内优势大专院校、科研机构,充分发挥龙头企业的创新引领和产业带动作用,加强区域内新材料产业资源整合,集中力量推动重点材料和重点项目的发展,形成产学研一体化的科技创新的局面。“十二五”期间,本市新材料企业在工业园区内集中度进一步提高,至2015年,园区内企业数占总量的74%、产值占90%以上。
四是产业实力持续壮大。充分激发本市新材料市场活力,发挥资本市场和产业链上下游对接平台优势,加强项目进度跟踪,新材料创新成果不断涌现,研发能力继续增强,产业化技术更趋成熟。大型光学部件材料、第二代高温超导带材、耐热耐蚀镁合金、超高分子量聚乙烯、超超临界火电用钢、高性能粘结稀土磁体、环氧乙烯基酯树脂等相继研发研制成功。企业向新材料生产制造转型更加积极,投资吸引力不断增强,优势企业日益发展,新材料产品逐渐增加,产业整体实力逐步提升。
一是全球新材料产业受到高度重视。世界发达国家将新材料作为回归实体经济、抢占新一轮国际科技经济竞争制高点的重要基础,先后制定多项国家战略规划,凭借技术和资本优势,主导国际新材料产业发展方向。跨国新材料巨头企业在高端领域占主导地位并在全球范围内扩张,亚太地区成为新的投资热点,部分新材料产业链向亚太地区转移,通过增加投资规模、拓展投资形式、设立研发中心等方式,提升新材料产业的投资布局,也带动了中国新材料产业的发展。
二是我国新材料产业迎来更大发展机遇。“十二五”期间,我国新材料产业呈现快速健康发展的态势,在研发、产业化及推广应用等方面的实力显著增强,产业规模日益壮大。我国新材料产业发展具有材料工业基础雄厚、产业技术不断提高、区域布局特色逐步形成等特点,长三角、京津冀、珠三角等地区发展各有侧重、多个省市相继出台新材料发展规划和专项扶持政策。《中国制造2025》是我国实施制造强国战略第一个十年行动纲领,新材料作为“中国制造2025”锁定的十大领域之一,将迎来更强劲的发展机遇。
三是上海新材料产业步入创新突破关键期。上海制造业的高端转型发展推动产业组织和分工体系变化,抓住建设具有全球影响力的科技创新中心和自贸试验区先行先试契机,将带动上海新材料产业焕发创新活力。上海新材料产业在人口、土地、环境和能耗的硬约束下,一方面导致上海新材料产业发展综合成本持续上升,企业落户更加困难;另一方面上海“四个中心”建设,将促使各类人才进一步集聚、上海新材料研制能力和实力的优势更加突出。
同时,上海新材料产业还面临一些软肋:在创新能力方面,自主创新能力较弱,缺少拥有自主知识产权的新技术、新工艺、新装备,新材料的新品开发速度滞后于产业发展的需求,长期依赖于跟踪仿制。在市场开拓方面,高端市场突破艰难,低端市场同质化严重。在应用研究方面,科研力量缺乏分层,科研团队更倾向于“短平快”的应用研究,欠缺基础应用研究和数据积累,同时熟悉材料制备工艺和精通工程化装备的复合型人才稀缺。在产学研用方面,衔接松散,新材料研发创新技术集中在高校院所和科研机构,缺乏与大型企业的深度融合,良好的协同创新模式和成果转化机制有待形成。
上海新材料产业要紧紧抓住机遇,着力解决制约新材料产业发展的瓶颈,进一步集中力量加强基础研究、注重原始创新、集聚产业资源,攻克一批关键技术,开发生产一批国家战略和市场急需的新材料,实现中国制造跨越式发展。
全面落实《中国制造2025》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》的总体要求,牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的核心理念,充分结合“互联网+”和上海建设具有全球影响力的科技创新中心的国家发展战略,紧密对接《上海市制造业转型升级“十三五”规划》,坚持以创新引领绿色发展,把满足战略性新兴产业和重大技术装备需求作为主攻方向,研发研制一批先进制造业需求和引领产业发展的前沿新材料,培育提升一批市场需求迫切和为重大工程配套的关键战略新材料,巩固发展一批具有优势基础和规模的先进基础材料,着力提升上海新材料产业发展水平和产业核心竞争力,实现创新成果和创新人才的双跨越。
——坚持需求导向。面向国家战略和市场需求,遵循市场经济规律,强化企业主体地位,重视新材料初期市场培育和推广应用,积极发挥政府部门在组织协调、政策引导、市场环境改善中的作用,营造良好的新材料产业发展环境。
——坚持创新引领。围绕产业链部署创新链,激发新材料企业创新积极性,加强基础研究和数据积累,形成以企业为主体的产学研用紧密合作体系。通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,突破核心技术,加快新材料产品开发,提升新材料产业的创新水平。
——坚持融合发展。加强上、下游产业的相互衔接,促使新材料产业与原材料工业融合发展,在原材料工业转型升级中,不断催生新材料,在新材料产业创新发展中,不断带动材料工业升级换代。加快军民共用材料技术双向转移,促进新材料产业军民融合发展。
——坚持绿色发展。牢固树立节能环保的发展理念,高度重视新材料研发、制备和使役全过程的环境友好性,提高资源、能源利用效率,促进新材料可再生循环,优化传统材料工业发展模式,走低碳环保、土地集约、节能高效、循环安全的可持续发展道路。
到2020年,上海要以提升制造业能级为核心,努力建设成为国际先进、国内领先、产学研用紧密结合的新材料研发创新核心基地之一,为我国从材料大国迈向材料强国做出更大贡献。一是创新能力显著增强,重点新材料企业研发投入占销售收入比重努力达到2%以上。二是产业规模稳步上升,新材料产业总产值达到 2500亿元,年均增长率为4%~5%,进一步打造一批跨国大型材料企业和具有国际影响力的材料企业。三是区域布局更加合理,打造一批创新能力显著、资源配置合理的新材料区域集群。四是新材料比重更加突出,占原材料工业比例达到50%。在重点领域实现提质增效、赶超发展,能够满足国民经济和国防建设的需要,为上海制造业转型升级和战略性新兴产业突破发展提供坚实的技术保障和产业支撑。
前沿新材料具有多学科交叉、创新性和颠覆性强等特征,部分品种当前不具备大规模应用,却是引领新材料技术发展方向、催生新兴产业发展的重点领域。“十三五”期间,围绕制造业创新需求,瞄准科技革命和产业变革趋势,加强前沿材料基础研究和技术积累,注重原始创新,加快实现重大原创性突破。重点研发创新第二代高温超导材料、石墨烯材料、3D 打印材料、智能纤维等前沿新材料。
第二代高温超导材料。发展目标:实现第二代高温超导带材产业化制备和性价比的提升;实现超导限流器、超导变压器、超导电机等超导应用器件的产业化研发。发展重点:稳定基带和先涂镀的种子层、阻挡层和帽子层质量,提高超导层载流能力。开展基于第二代高温超导带材的超导电缆为主体的超导应用器件的开发;开展相互衔接完善的超导产业链布局和相关超导电力示范工程建设,建立满足超导应用器件要求的技术支撑体系,逐步实现超导器件的市场应用。重点发展第二代高温超导带材、超导电缆、超导电磁加热装置、超导限流器、超导变压器和超导电机等。发展路径:采取上下游多单位共同协同推进的方式,大力推进超导材料技术、超导应用技术和相关配套技术的研究,拓宽超导应用的发展方向,推进高温超导示范工程建设,推进高温超导材料和应用功能平台建设,推进高温超导产业集聚区建设。
石墨烯材料。发展目标:实现石墨烯材料对传统材料的升级替代,实现对石墨烯要求较宽松应用产品的产业化。发展重点:开展价廉质优石墨烯微片在锂电池材料、特种防腐涂料、传感器等方面的应用研究;积极研发石墨烯薄膜连续制备工艺、探索其在电子元器件中应用技术。重点发展石墨烯粉体、石墨烯高分子材料、石墨烯基特种防腐涂料、石墨烯基热界面材料、石墨烯薄膜和锂电池石墨烯基材等。发展路径:保证应用产品开发及市场推广,在石墨烯应用产品开发已取得突破性进展的基础上,加强产学研用结合,推广下游市场对石墨烯产品的应用。兼顾高品质石墨烯及其高端应用产品的技术研究,体现石墨烯核心价值,培育石墨烯材料在电子信息、航空航天等领域的高端应用。
3D打印材料。发展目标:提高3D打印金属粉末、高分子丝材的研制能力和产业化生产能力,提高国产高品质金属粉末质量,满足航空航天用3D打印复杂零部件要求。形成具有我国自主知识产权的研发与生产体系、产品行业标准与检测规范。发展重点:重点研究金属粉末成形与制备技术,开发专用光敏树脂、工程塑料粉末与丝材;建立低成本钛合金粉末、不锈钢粉末、铁基合金粉末、高温合金粉末等生产线。发展路径:金属粉末方面。通过引进和消化国外高端雾化制粉设备和制备技术,结合自身高性能金属粉末雾化等核心技术,建立国际领先的批量化生产线,形成具有我国自主知识产权的3D金属粉末耗材产业化生产能力。高分子丝材方面。针对不同的高分子材料进行改性研究,突破高性能、高强度的高分子丝材制备工艺技术,实现高分子丝材的产业化生产。产业服务平台方面。建立一站式企业生产服务平台,充分利用平台的技术辐射效应,强化产学研一体化新型企业生产模式,突破目前急需解决的3D打印技术根本性问题。
智能纤维。发展目标:实现新型智能纤维材料的技术研发、工程化生产以及产业化成果转化。发展重点:根据不同领域应用要求,满足航空航天、军事国防、生物医药、机器人、大数据、微电子等广泛领域的应用要求。发展路径:依托纳米纤维、石墨烯、电子智能穿戴和传感器等领域中具有技术优势或应用市场优势的主体,开展智能纤维创新工程,鼓励社会资本投入和创新创业,加快推动智能纤维研制,逐步实现产业化。
关键战略材料品种较多、技术工艺复杂,大多具有军民共用特征,部分已成为制约国民经济发展和国防工业建设的瓶颈,是实现战略性新兴产业创新驱动发展的重要物质基础。“十三五”期间,围绕国家战略,紧贴市场需求,集中力量补短板,突破关键战略领域材料及器件的技术关和市场关,完善原辅材料配套体系,提高材料成品率和性能一致性,实现关键战略领域材料产业化应用。重点培育提升集成电路专用材料、新一代生物医用材料、航天航空材料、人工晶体和先进陶瓷、第三代半导体材料、新型显示材料、新能源汽车电池材料、稀土功能材料等关键战略领域材料。
集成电路专用材料。发展目标:到2020年,产业规模争取达到50亿元。掌握硅单晶、硅片的微缺陷、表观质量和材料纯净度的控制技术及装备制备工艺,实现超大规模集成电路用12英寸硅单晶生长及抛光硅片、外延片的产业化技术,形成产业化规模。发展重点:重点发展超大规模集成电路用12英寸硅单晶、抛光硅片、2~6英寸蓝宝石晶片以及超纯硫酸铜电镀液和清洗用超纯化学品等配套材料。发展路径:针对性引进国外技术团队,辅以消化吸收工艺技术,充分利用上海现有硅材料企业的技术力量和设备进行联合研发,共同发展上海半导体硅材料及其配套材料产业 。
新一代生物医用材料。发展目标:到2020年,产业规模争取达到50亿元。实现高活性骨修复材料和多功能医用植入材料等的国产化,提高国际市场的竞争力和占有率。发展重点:加强研制应用于骨、皮肤、神经等组织再生修复活性材料;开发人工关节、心血管、种植牙等高端功能性植/介入产品。同时开展碲锌镉晶体、闪烁晶体及高性能探测器件产业化技术攻关,满足医疗影像系统关键材料需求。发展路径:从临床需求出发,研发具有自主知识产权的重大专利产品和技术,提升产业技术创新和集成创新能力,突破产业化的关键共性技术。聚焦高活性硬组织修复材料和多功能医用植入材料,以突破应用面广、需求量大的生物医用材料及关键核心技术为重点,大力提高产品质量,建设和完善产业链,提高产业集中度,扩大生产规模,增强市场竞争力,形成以大型企业或企业集群带动中小企业发展的产业格局。
稀土功能材料及其高端应用。发展目标:到2020年,涉及添加稀土材料的应用产品规模争取达到350亿元,推动国产高端产品在先进装备制造、新能源汽车、节能环保、高性能医疗设备等领域的应用。发展重点:扩大高性能粘结稀土永磁材料产量,提高烧结型稀土永磁材料、稀土催化材料、稀土发光材料和稀土激光材料性能。重点发展工业脱硝、机动车尾气净化等用稀土催化材料,多领域用高性能稀土永磁材料、高光效稀土发光材料和高功率、大尺寸掺钕激光玻璃、特种光纤激光器等产品。发展路径:紧跟国家稀土产业调整升级项目,依托上海应用研发的优势,以国产化和产业化为目标,推进关键核心技术自主攻关,建立共享平台和稀土检测平台,促进稀土标准化、产业化、规模化的发展。
高性能纤维及复合材料。发展目标:到2020年,产业规模争取达到100亿元,在技术创新、产业化能力和综合竞争能力达到国际水平,基本满足国民经济和国防工业对各类高性能纤维及复合材料产品的需求。发展重点:突破高性能碳纤维、对位芳纶纤维的系列化、产业化技术,提高超高分子量聚乙烯纤维、芳砜纶纤维的产能,加速研制聚苯硫醚纤维和聚四氟乙烯纤维,开发纤维增强和颗粒增强的树脂基、金属基、陶瓷基先进复合材料及构件。发展路径:整合市场资源,加强高性能纤维及复合材料产业链上下游企业和科研院所之间的合作,组建产学研用为一体的产业技术联盟。
先进陶瓷与人工晶体。发展目标:到2020年,产业规模争取达到80亿元。推进先进陶瓷与人工晶体在航空航天、先进制造与高端装备、节能环保等新兴战略领域的应用;实现高分辨率天基成像光学系统、微电子装备与高端热交换产业用大尺寸高精密碳化硅陶瓷核心部件的产业化,达到国际先进水平。发展重点:加强闪烁晶体、激光晶体、非线性光学晶体、压电晶体、高性能压电陶瓷元器件、大尺寸透明陶瓷材料与部件等优势方向的新技术研发与应用验证,推进大口径轻量化碳化硅光学部件、高导热碳化硅陶瓷热交换部件、高端装备用大尺寸碳化硅/氧化铝高精密部件的关键技术研发与产业化。发展路径:面向高端装备制造领域对关键先进陶瓷与人工晶体材料的发展需求,在人工晶体、透明陶瓷、压电陶瓷等优势方向,加强材料设计与新技术研发,部署创新研发平台、推动应用示范验证。加强高性能碳化硅陶瓷材料与部件的关键技术研发,建成国际领先、国内规模最大的高端碳化硅陶瓷部件研发及生产基地。
新能源汽车电池材料。发展目标:到2020年,产业规模争取达到30亿元。进一步提升镍钴锰三元系、磷酸铁锂等锂电池正极材料和碳基、硅基负极材料的比容量、循环寿命和安全性,提高电池隔膜、电解液等配套材料性能。开展燃料电池材料的基础研究,实现先进电池材料自主化配套。发展重点:重点发展新能源汽车用锂电池正负极材料、电池隔膜和电解液等配套材料。发展路径:依托上海较完整的商用锂离子电池关键材料(正、负极材料及隔膜)研发和生产的产业链,辅以人才资源、技术研发等方面的优势,进一步满足新能源汽车用动力电池的市场需求。
碳化硅和氮化镓等第三代半导体材料。发展目标:到2020年,产业规模争取达到10亿元。形成第三代半导体材料构建衬底、外延、器件及应用的完整产业链,着力开发衬底及外延、芯片及封装、系统集成及可靠性评价等关键技术,大力推进功率器件、射频器件与光电器件产业化,推动4G通信及下一代互联网技术发展。发展重点:加强6英寸、8英寸碳化硅单晶生长技术研发,4英寸碳化硅单晶实现批量稳定化生产;开展大尺寸硅基氮化镓的生长技术研究;开展离子注入、氧化、深槽刻蚀等关键工艺技术研发,提升器件制备能力;推进功率器件、射频器件与光电器件等第三代半导体器件的产业化。发展路径:按照材料研究、技术研发、产品应用与产业化分层次布局,形成自主创新能力强、具备一定规模、特色鲜明的第三代半导体材料与器件关键技术研发与产业化体系。
新型显示材料。发展目标:到2020年,产业规模争取达到100亿元。实现产能利用率保持合理水平,产品结构不断优化,行业资源环境效率显著提高。发展重点:印刷显示方面,重点发展小分子OLED和高分子OLED;柔性显示方面,重点发展关键发光材料,注入层、传输层等有机物。全面掌握有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)技术,在全息、激光、柔性等显示技术以及新型显示材料领域取得部分技术突破。发展路径:引导产业区域集聚发展,根据市场容量合理确定产能发展目标,鼓励骨干企业通过投资、兼并等方式整合已有产业资源。依托重大工程,充分调动高校、科研院所的智力资源和研究平台,与企业联合培养新型显示领域专业人才。鼓励本地新型显示企业、科研机构与国外先进企业、研究单位积极开展多种形式的国际合作。
高温合金。发展目标:到2020年,产业规模争取达到1300吨,实现产值5亿元。形成高温合金叶片产品稳定供应能力,满足航空发动机等对高温合金材料的需求。发展重点:重点攻克单晶体变形高温合金叶片制备技术,研制燃气轮机和航空发动机用高温合金叶片;开发生产核电站蒸汽发生器用高温合金U形管等。发展路径:开展高温合金及复杂结构叶片设计攻关,完善高温合金技术体系及测试数据,满足航空发动机、燃气轮机以及核电设备发展需求。
轻合金材料。发展目标:到2020年,研发重点高端新产品100个,实现产值30亿。发展重点:立足电子通讯、新能源汽车、高端装备、生物医用等高端应用领域,重点发展铝合金及其复合材料、高性能镁铝合金高品质铸件等。发展路径:重视前期研发和中试阶段,寻求民营企业和中小企业的参与,建立针对战略性新兴产业的高性能轻金属材料设计、开发、评价和验证平台,建立高端应用产业化基地和轻金属产业联盟,形成材料研发引领和高端产品应用驱动的上海轻金属材料产业体系,牵引国内轻金属发展。
先进基础材料以量大面广、基础通用为显著特征,是传统材料中的高端品种,其技术工艺、生产规模及应用水平是衡量国家工业基础的重要标志,对国民经济、国防军工建设起着基础支撑和保障作用。“十三五”期间,围绕市场占有率高且形成规模经济的先进基础材料,继续加大科技创新力度,加快基础材料工业转型升级,优化品种结构,提高材料性能的稳定性和服役寿命,降低生产成本,提高国际竞争力。
先进钢铁材料。坚持以精品提升、绿色发展为重点、控制原材料规模,优化丰富精品钢材,提升钢铁制造智能化水平。利用产业配套和人才优势,通过领先产品和绿色、智能制造技术的研发,优化钢铁产业产品结构。巩固发展超高强韧汽车用钢、高性能海工钢、高等级硅钢等,提升技术水平和市场能力,保持领先水平,完善高端钢铁产品的产业链配套能力。到2020年,预期实现产值400亿元。
先进石化材料。坚持以安全环保、集约发展为重点,升级和调整传统化工,加快培育化工新材料及其基础原料,巩固发展高性能聚烯烃、高端工程塑料、特种合成橡胶等先进高分子材料;提高化工新材料整体自给率,加快精细化工的绿色工艺和产品开发,重点突破高端表面活性剂、微电子行业的各类化学用剂等特种功能化学品。到2020年,预期实现产值1300亿元。