1、北京新材料行业发展规划2001-2005年北京工业发展规划行业规划2001-2005年北京新材料行业发展规划北京市经济委员会2001年5月目 录前 言 1一、新材料产业发展概况 1（一）国内、外新材料产业发展现状 1（二）新材料技术发展方向 5（三）国、内外新材料市场需求和预测 7二、北京新材料产业发展的优势与问题 9（一）北京地区新材料产业发展总体状况 9（二）北京新技术产业开发试验区新材料产业发展状况 9（三）新材料产业发展的优势 11（四）新材料产业发展存在的问题 12三、北京新材料产业发展思路与目标 13（一）发展思路 13（二）发展目标 13四、规划要点及方案 14（一）新材料重点研
2、究开发规划 14（二）发展新材料共性技术和关键技术 15（三）传统材料产业进入新材料领域规划 15（四）重点建设新材料产业基地规划 16五、措施与建议 17（一）建立领导协调机构，发挥政府宏观调控作用 17（二）调整材料产业结构，形成新材料产业梯度发展格局 17（三）逐步建立北京新材料产业技术创新体系，加速科研成果孵化与转化 17（四）充分发挥首都科技优势，促进科技与经济的结合 18（五）选择国家重点项目引导成果在京转化 18前 言 新材料产业是北京重点发展的高新技术之一。新材料技术对其他领域的发展起着引导、支撑和相互依存的关键性作用，是最具推动力的共性基础技术。具有优异性能或特定功能应用前景
3、广阔的新材料已成为发展信息、航天、能源、生物等高技术的重要基础材料。北京材料产业基础雄厚，集中了全国材料领域3040的科研开发力量，已经取得了众多在全国乃至全世界领先的科研成果。“十五”时期，北京传统材料产业将向新材料产业转移与融合，重点发展电子信息材料、生物医用材料、环境材料和新能源材料、高性能结构材料、建筑行业及建材用新材料5个领域，从而推动北京新材料产业的快速发展。 一、新材料产业发展概况（一）国内、外新材料产业发展现状1.国外新材料产业发展现状（1）新材料产业已成为各国发展的热点 以新材料为基础的一批新兴产业正在迅速兴起，并成为许多国家新的经济增长点和发展热点。美国政府在1991年和1
4、995年的国家关键技术报告中均将新材料列为重点项目并位居首位；1993年开始把研发费用纳入国家预算。 日本政府把开发新材料列为国家的第二大目标，认为新材料技术是推动21世纪创新和社会繁荣的力量，提出以新材料为基础，促进其它高新技术产业发展，从而巩固其经济大国的地位。 德国分析了世界技术发展态势，提出21世纪的9大重点领域，首选就是新材料，在总共80个课题中，属于新材料的占到24个；在研发经费方面，政府出资占到总数的56，约2.7亿美元。（2）技术发展进入新时期 基础研究取得突破性进展： 通过材料设计技术制造出诸如超晶格材料和碳氮化合物超硬材料等人工构造材料； 高温超导材料薄膜突破实验阶段； 纳
5、米金属材料研究成果已见端倪。材料性能得到了突飞猛进的提高： 新材料提供新的性能如超导性、磁致伸缩等； 传统材料由于采用新技术而使性能出现质的飞跃； 高临界超导材料的出现，使超导的临界温度提高了50以上。材料相关技术取得重大进展： 材料的结构与制备方面，由宏观材料的设计进入到微观的原子级、分子级设计，并能以此带动相应的材料制备技术也达到原子级的精度； 检测方面，扫描隧道电子显微镜已获得表面的原子分辩率，并可进行单个原子的加工；超高压高分辩率电镜的分辩率也已达到原子级，痕量分析的灵敏度已达PPT级。前沿技术的突破带来材料领域的革命： 纳米材料在催化、高精度抛光与陶瓷材料增韧改性等方面已得到实际应用
6、。它向国民经济和高技术各个领域的渗透以及对人类社会进步的影响将是难以估计的； 智能材料的研究使现行的一些工程问题和安全可靠性检测的概念发生了根本的变化，甚至可能萌发划时代的技术革新。智能材料的研究已经取得了许多重要进展，以具有传感、执行等功能的电子陶瓷集成在一起而制作的机敏材料及相关结构系统，已在高级轿车和家用电器中获得应用； 生态环境材料研发方面，近年来在环境净化、防止污染、替代有害物质、减少废弃物实现资源化和利用自然能等方面取得了重要进展。在加强资源和能源的有效利用，材料制品的再循环制备和使用等方面的研究开发，许多国家都在立法、政策和资金等方面给予了优先考虑。技术发展新趋势： 新材料及其制
7、品与生态环境、资源更加协调； 新材料的研发生产市场一体化，创新速度越来越快； 新材料向高性能、多功能、复合、智能和低成本化方向发展； 学科交叉越来越复杂，综合利用最新科技成就越来越多。（3）新材料技术带动和促进了传统材料的改进与革新1997年日本提出了一个改革传统钢的ST21计划，目标是使传统结构钢的性能大幅提高，要求一般高强度钢从400 MPa及1500 MPa各提高一倍，而且可焊；同时，为适应高压锅炉的需要，拟开发能在650与350大气压下工作的耐热耐蚀钢。水泥也成为近年来研究的热点，为提高性能开展了大量研究工作，如在水泥中加入塑料（PVA）可以减少宏观缺陷，使其弯曲强度从10 MPa提高
8、到200 MPa；在水泥中混以超细石英粉（0.1um）；在100200加压至400500 MPa，其抗压强度达800 MPa，可与现代工程陶瓷相比。 2.国内新材料产业发展现状和差距（1）新材料产业发展现状目前，我国新材料领域已初步形成了与国民经济和国防建设相适应的门类较为齐全的新材料研制和生产能力，同时，一个有别于大生产，能符合特殊要求的新材料研究生产体系已经形成。 “八五”期间，我国新材料产业主要分布在北京、上海、浙江、江苏、广东、西安、山东等地，工业产品品种接近5000个，平均利润率（税前）为2030，每年创造经济效益6090亿元。 近年来，又有许多省市将新材料产业列为高新技术产业发展的
9、重点领域，纷纷制订产业发展规划，出台相应的扶持政策，国内新材料研究成果进展快速。 自1956年以来，材料高技术一直是我国历次国家科技发展规划之中的一个重要的领域。在前期，以国防关键材料研究与发展为重点，研制成功了一大批新材料，保证了“两弹一星”等重大工程项目的成功实施。近20年来，新材料已在一些方面取得重大进展。“863”高技术研究发展计划实施以来，“八五”期间，新材料领域共取得成果313项（其中省部级以上成果奖励155项，已进入中试的有70项，取得较大经济效益的成果有10项），专利153项；“九五”期间，鉴定成果49项，获国家级奖励7项，省部级奖励8项。火炬计划实施的十年间（1988至199
10、8年），新材料领域立项1249项，约占总数的27。新材料研究重点突破主要是以下几方面： 在人工晶体材料方面，我国的非线形光学晶体材料处于国际领先地位，当今国际上综合性能优良、有工业应用价值的三种晶体中，BBO、LBO两种晶体为我国所发现；激光晶体制备技术在一些方面也达到国际领先水平；压电石英晶体和人造云母材料达到国际先进水平。 在高性能陶瓷材料方面，通过系统研究开发各种陶瓷粉体的制备与处理、成形、烧结、加工、连接、无损检测等工艺技术及其基础研究，使我国高性能陶瓷材料的研究水平和材料性能达到或接近国际先进水平。 在高温超导材料、钕铁硼永磁材料、高温合金和金属间化合物结构材料等方面，取得了在国际上
11、有重要影响的研究成果，在一系列新材料的研究开发上，也具有独立自主的知识产权，从而为我国材料高技术在21世纪初的持续发展奠定了较好的基础。 （2）新材料研究差距 我国新材料产业的发展与世界先进水平相比还有相当大的差距，主要如下： 在新材料的研究开发和产业化方面统筹规划不够； 大学、科研院所参与多，而企业参与少，成果转化困难； 跟踪仿制多，自主创新少，导致我国的材料体系杂乱； 新材料产品性能指标（如高性能金属材料、基础电子材料、激光晶体、高性能复合材料等）的重复性、稳定性和可靠性不够，反映出生产制造技术的不成熟； 高性能新材料品种不全，配套能力较差； 材料制备装置相对落后，自主开发能力不足； 分析
12、表征技术整体水平不够先进。（二）新材料技术发展方向 1.高性能化、高功能化、高智能化 随着人类对材料的性能与微观结构的研究与认识，决定材料性能的本质已被或正在被人们揭示和掌握，并通过新工艺、新技术、新设备，在日益成熟的现代材料设计理论的指导下，创造出各种性能更好的新型材料。结构材料在向强度、刚度、韧性、耐高温、耐腐蚀、高弹、高阻尼大幅度提高的方向发展。高性能结构材料不断出现和广泛应用，促进新产品向体积小、重量轻、资源省、能耗低、成本低、利润高的方向发展。功能材料也在由单一功能向多种功能开发方向发展，并把功能材料与元器件结合起来，实现一体化，即材料本身就具有元器件的功能，这样就促进了元器件的小型
13、化和多功能化。智能材料是近年来与信息科学紧密结合而产生的，它同时具有感知和激励双重功能。如形状记忆合金，压电陶瓷，光导纤维，磁致伸缩材料等。智能材料是一种超功能材料，这些功能往往能够解决传统材料难以解决的技术难题。在重要工程和尖端技术领域具有重大的应用前景。例如，美国空军采用智能材料制造飞机机翼，可随工作状态的不同自动调节形状，改变升力和阻力，以适应飞机的起降，使飞机更加安全，降低油耗。将微型分子传感器植入材料和分子结构中，用这些建造的构件和建筑物可进行自动监控，如果超负荷或者老化可发出警报。 2.复合化 由于单一材料，如金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料，都有各自的优缺点，难以满足当代
14、高技术中综合性能的要求，因此现代材料科学正朝着复合材料方向发展。把不同种类和不同性能的材料通过一定的途径和技术复合为一体，扬长避短，取长补短，可获得比单一材料性能更好或具有某种特殊性能的复合体材料。例如，由碳纤维增强的陶瓷基复合材料，其抗冲击强度比普通陶瓷高40倍，能经受数千度高温，已成为航空工业的重要结构材料。材料的复合化是改进和提高材料性能的一条很好途径，是当前新材料研究的重要发展方向。 3.极限化 极限化的含义是指在尺寸、压力、温度、纯度各种量纲范围内追求极限，而使材料的性能产生根本性的飞跃。例如，在超高温、超高压条件下用石墨可合成金刚石，在超高真空中、制备新型的半导体器件和高度集成的芯
15、片。利用宇宙空间实验室内的微重力、高真空、超低温、无菌等特殊环境制备在地面无法制备的具有特殊性能的新材料，如合成新医药制品、冶炼高纯金属等。 4.仿生化 通过研究自然界中生物体的物质结构及其特有的功能，获得一种制备新材料的思路和途径，并在某些材料的设计和制造中加以模仿。用现有简单而丰富的原料，通过错综复杂的生物过程制得高强度和多功能的新材料。例如，人们对蜘蛛丝的研究发现，蛛丝比钢丝更硬更富有弹性，具有很强缓冲外力冲击能力，而且低温性能良好，是制造防弹服装和降落伞的理想材料，于是人们得到启示，通过把水溶性的蛋白质分子纺织成既坚韧又不溶解的人造蛛丝，用来制作军用品。生物医用材料也是一种仿生材料，与
16、人体组织有很好的相容性能，可对人体组织和器官进行矫形、修补，再造，以维持原有性能，保障人体健康。某些仿生材料以生物体合成的蛋白质为基础，用它取代以矿石为原料的金属材料和以石油为原料的工程塑料高分子材料，既能解决资源能源枯竭问题，又对环境没有任何危害，从而开创材料科学技术的新纪元。 5.环境友好化 在资源不断枯竭、环境不断恶化的情况下，为确保人类社会文明可持续发展，材料科学家提出了绿色材料或环境友好材料的概念。它是一种资源和能源消耗少、再生循环利用率高，或可降解使用的具有优异适用性能的新型材料。与传统材料相比，环境友好材料充分注意到人类发展的长远利益，以满足人类社会可持续发展的目标。例如，废弃的
17、普通塑料越来越多，并因其耐久性而长久存留自然界已经成为公害。目前研制出的可降解塑料，如生物降解塑料、化学降解塑料、光降解塑料，就是利用微生物、化学或光照的作用把塑料降解掉，变成无害物质回归自然。 （三）国、内外新材料市场需求和预测 我国是世界上人口第一大国和最大的发展中国家，许多基础材料（如煤炭、钢铁、水泥等）的需求和消耗均居世界第一，但材料的质量、品种、规格等在很多方面均落后于发达国家，这已成为制约我国工业和国防发展的关键因素。这个基本国情为包括新材料在内的所有材料提供了一个极其广阔的大市场。 1. 国际市场 新材料产业涉及多个工业领域，产品市场前景广阔。据对新材料产业不完全统计和预测： 年
18、份 数值 材料类别单位19951996199720002010信息功能陶瓷材料及其制品亿美元210800稀土永磁材料钕铁硼材料亿美元883超导材料亿美元10-2080-120600-900生物医用材料亿美元6001000200mm硅片万片187.9239.7多晶硅吨124501795089750镍氢电池/锂离子电池万只40/1070/30铜合金引线框架材料吨150000180000据目前统计2000年末，新材料产业在世界市场和美国市场的销售额分别约为4000亿美元和1550亿美元左右。日本2000年其国内新材料的市场约为9.5万亿-12.6万亿日元，具体为无机新材料的市场约为3.48万亿-6.
19、53万亿日元，有机新材料的市场约为2.17万亿日元，金属系新材料的市场约为2.18万亿日元，复合材料的市场约为1.68万亿日元。某些新材料就其单项而言，其国际市场也是巨大的，如超导材料，据预测，按不变价格计算，目前超导材料相关产业的年销售额约为20亿美元，可以预计2010年的年销售额将达600亿-900亿美元，其中高温超导材料将占60%以上；与材料密切相关的微电子工业1997年产值为1500亿美元，2000年高达约3000亿美元。 新材料本身是一个大的市场，而由它带动产生的产品、新技术则是一个更大的市场。例如美国的电子工业投入1美元的半导体材料，可以产生出10美元的电子设备系统，在交通工业中如
20、能延长材料使用寿命的1，则可节约300亿美元。 2.国内市场 对新材料的巨大需求主要来自国家支柱产业、高新技术产业和现代国防，例如民用飞机、汽车、高速列车等先进交通运输领域，信息与通信技术领域，以及能源领域等。这些领域的发展将极大刺激和带动高性能结构材料，微电子和光电子材料，以及特种功能材料等的发展，从而创造出巨大的社会经济效益。据有关资料预测： (1)我国轿车产量到2010年将达400万辆，高性能、低成本、高可靠性的材料是我国汽车工业的重要基础，特别是对先进的热塑性树脂基复合材料以及高强、高韧、成形性高的钢板的需求非常迫切。我国车用发动机、地面燃气涡轮机和航空发动机等动力装置需要多种高温耐蚀
21、材料，我国的新能源工业需要大量的清洁煤燃烧关键新材料、核能新材料、可再生能源用新材料、节能新材料等，到2010年我国结构新材料的社会总需求将逾1000亿元人民币。 (2)在光电子材料方面，1993年我国光电子产品年产值为40亿元人民币，1995年已超过100亿元人民币，增长速率超过50%。据预测，到2010年，国际光电子产品的总产值将达2000亿美元，我国所占的市场份额约为10%，即我国光电子产品的年总产值将达到2000亿元人民币。 (3)我国的稀土资源非常丰富，其工业储量约占世界总储量的80%。随着钕铁硼材料的发现，稀土永磁材料的发展异常迅猛，全世界的年平均增长率为23%，而我国高达60%。
22、1995年全球的钕铁硼永磁材料的生产总量为5800t，产值达8.03亿美元，其中我国为2000t，产值达0.81亿美元。据国际技术咨询机构GORHAM（Gorham/Intertech Consulting）1996年预测，2010年全球钕铁硼永磁材料的产量将达14.6万吨，产值达83亿美元，其中我国的产量将达5.4万吨，产值达31亿美元，相关器件产值达100亿-150亿美元，相关产业产值达150亿-300亿美元。二、北京新材料产业发展的优势与问题（一）北京地区新材料产业发展总体状况 北京地区在新材料研究、开发、产业化方面具有其他地区无可比拟的优势。北京地区从事新材料研究开发的主要科研机构有6
23、0多家，以清华大学为主的主要高等学校有20所，国家级及市级重点实验室、研究中心、推广中心等材料研发基础设施有59个；中央在京的材料科研单位约占全国总数的40%。北京地区主要从事新材料研究开发的科研人员有1.5万人，占全国总数的15%。 据不完全统计，北京新材料企业300多家，从业人员7万，产品100多类，1999年实现销售收入25亿元。主要分布在海淀、朝阳、丰台区。 北京新材料产业发展的重点领域为：电子信息材料、生物医用材料、环境材料与能源材料、高性能结构材料和建材及建筑用特种新材料。（二）北京新技术产业开发试验区新材料产业发展状况 新材料企业相对集中在北京市新技术产业试验区，截止到1998年
24、底，试验区一区三园共有新材料企业254家，工业产值27.8亿元，在册职工13293人，实现总收入32.7亿元。国有企业和三资企业占明显的主导地位，实现工业产值、出口创汇分别占整个试验区材料产业的85.5和96.6。 新技术产业开发试验区现有新材料企业规模普遍较小，但发展势头较为良好。产品集中在电子信息材料、精细化工材料、高性能结构材料、新型建筑材料等领域，基本情况如下： 1.各种经济性质企业的发展状况国有企业效益较好，有着良好的运行态势，在各方面都占有较大优势，挑区内新材料产业发展的大梁；三资企业发展较快，各主要指标数值仅次于国有企业；集体企业的发展状况不太理想，企业数量不少，但规模小，效益差
25、；私营、联营和股份制等企业目前占的分量不大，对区内新材料产业的发展是一种有益的补充。2.各种隶属关系企业的发展状况 中央属企业一枝独秀，是区内新材料产业发的骨干力量；市属企业的各项主要指标数值均居榜尾，仅企业的劳动生产率和资金产出率略高于其它所属企业；其它类企业迅速崛起，区内新材料产业已向多元化迈出了可喜的一步。 3.各材料类型企业的发展状况 区内新材料企业以精细化工和新型建材两类为主。这两类企业的数量占到总数的一半，职工人数占到60，拥有的资产以及实现的产值占到65，两类企业多为国有和三资企业，劳动生产率较高，但资金产出率都比较低。 高性能结构材料企业是一支重要力量。从总体规模上看，企业数、
26、在册职工、资产、产值及总收入占总值比重1218不等。值得注意的是，该类企业R&D投入最多，占总数的32.2；出口创汇也较多，占38.3。从这方面来说，高性能结构材料企业的发展较具潜力。 电子信息材料企业数量不多，但发展势头很好；人均产值22.2万元，仅次于精细化工企业；每万元固定资产产值2.57万元，领先其他各类企业较多；出口创汇占到总量的40。 环境材料及能源材料企业只有9家，该类企业劳动生产率较高，人均产值21.4万元，每万元固定资产产值1.45万元。 生物医用材料企业数量最少，只有6家。其中一家企业稍具规模，占该类企业资产总数的75.8。 4.企业规模分析 人员：区内新材料企业人员规模普
27、遍较小，一些较大的企业，从经济性质看，不是国有，就是三资；从隶属关系看，多为中央属企业。254家新材料企业中，1000人以上的企业只有2家；5001000人的企业只有1家，为市属企业；100人以下的234家，其中20人以下的125家，占到了总数的一半。 资产：资产集中情况较为严重，少数几家企业处于支配地位。资产5亿元以上的企业有2家，均为中央所属的国有企业，资产合计23.8亿元，占总数的37.7；排名前10位的企业资产总计41.3亿元，占总数的65.4。 市属企业只有2家资产超过5000万元。其余42家企业资产总计3.8亿元，平均每家企业不足1000万元。 工业产值：区内新材料产业的发展依赖于
28、少数几家企业。1999年区内新材料企业创造工业产值25亿元，产值超亿元的有6家，这些企业的产值和占到总数的59.1。 总收入：1998年，这些企业实现总收入32.7亿元。总收入5亿元以上的企业有2家，收入和占总数的38.8。收入超亿元的企业还有4家。 5.科技投入（R&D投入） 总体来看，R&D投入严重不足。1998年，区内新材料企业R&D投入总计仅0.9亿元。其中：中央属企业R&D投入占到总数83.7，R&D密集度3.2；市属企业仅占3，R&D密集度0.7，不及一些传统企业。 6.出口创汇 有出口的创汇能力的企业35家，1998年总计创汇6564.3万美元，主要集中在少数几家企业。创汇最多的
29、10家企业创汇额占到总数的93.1；有出口创汇能力的企业主要集中在国有企业和三资企业，其中：国有企业12家，创汇占总数的74.8；三资企业16家，创汇占总数的18.8；中央属企业出口创汇占总数的88.9，市属企业才占0.6。(三) 新材料产业发展的优势1.传统产业发达，为发展新材料产业提供了物质基础北京地区原材料产业如化工、冶金、建材等，结构齐全、综合配套设施完善。为适应首都经济发展的要求，正在向高技术、高性能、高附加值新材料产业转移，为发展北京新材料产业提供了物质基础。2.技术优势显著，是北京新材料产业创新发展的不竭动力(1)技术优势首屈一指北京地区已形成新材料基础研究、开发、产业化3个层次
30、的发展格局，拥有新材料领域的学科带头人及专家约270人，对新材料的基础研究水平高，研究开发能力强。(2)科研基础雄厚1997年底，北京地区独立自然类科研院所330多家，与材料相关的有60多家；科研中试基地51个，与材料相关的15个；高技术实验室16个，与材料相关的8个；在京国家工程研究中心24个，与材料相关的9个；在京国家工程技术中心22个，与材料相关的10个；在京国家工程研究推广中心10个，与材料相关的3个。因此，北京新材料领域智力密集度高，科研基础具有优势。3.相关产业的腾飞，提供了北京新材料产业的市场我国经济正以8的速度快速发展，各行各业的发展对新材料都提出了需求，特别是北京的电子信息、
31、生物新医药、环保、节能等产业都是新材料应用的支撑领域，为北京发展新材料产业提供了广阔的市场。4.信息与科技服务优势 北京作为信息中心、中国材料研究学会及大部分分会、各种材料行业协会、国家材料科技信息网络中心、有关部委信息中心、数据库中心及材料方面的咨询服务机构等大都设在北京，为北京发展新材料产业提供了优越的信息化服务环境。（四）新材料产业发展存在的问题 1.系统协调与资源组织尚待加强新材料产业的发展缺乏统筹规划，产业发展的技术政策、经济政策和市场政策等不够配套完善。这种支持指导的不足，造成新材料领域投资分散，难以形成拳头。 2.新材料产业上游、下游脱节研究机构与生产企业之间信息闭塞，缺乏有效联系。一方面，新材料研究部门重视研究，忽视成果转化，缺乏经营管理人才，科研设施对外开放不够；另一方面北京国有材料企业机制不活，市场经济意识差，缺乏与对应科研机构联系和开发新产品的主动性。材料的生产与应用之间未建立起有效的结合机制，使新材料推广乏力，生产难上规模。3.技术优势到
