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16種!面向新興和未來產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)新材料一覽!

2024-05-17

全球科技和產(chǎn)業(yè)競爭格局加速重塑,前瞻預(yù)判前沿技術(shù)和顛覆性技術(shù),謀劃布局新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為打造國家競爭新優(yōu)勢的關(guān)鍵。“十四五規(guī)劃綱要”中明確提出,在類腦智能、量子信息、基因技術(shù)、未來網(wǎng)絡(luò)、“深??仗?rdquo;開發(fā)、氫能與儲(chǔ)能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域,組織實(shí)施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計(jì)劃,謀劃布局一批未來產(chǎn)業(yè)。此外,我國正在部署和推進(jìn)“央企產(chǎn)業(yè)煥新行動(dòng)”“未來產(chǎn)業(yè)啟航行動(dòng)”,聚焦新一代移動(dòng)通信、人工智能、生物技術(shù)、新材料等15個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域方向,推動(dòng)中央企業(yè)加快布局和發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)與未來產(chǎn)業(yè)。

一、面向新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新材料
01:集成電路關(guān)鍵材料
我國集成電路關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)是填補(bǔ)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)空白,需加大力量補(bǔ)短板,保障集成電路制造產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的安全和穩(wěn)定。重點(diǎn)布局覆蓋130~90 nm、90~28 nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的先進(jìn)邏輯產(chǎn)品、先進(jìn)存儲(chǔ)器用晶圓制造成套工藝和先進(jìn)封裝成套工藝的各類關(guān)鍵材料開發(fā),包括193 nm浸沒式光刻膠及其配套抗反射材料和特種試劑、高階邏輯工藝和先進(jìn)存儲(chǔ)用前驅(qū)體系列產(chǎn)品、高階工藝用拋光液和拋光墊、特種合金靶材及先進(jìn)封裝用多種材料。
大力提升規(guī)?;a(chǎn)業(yè)技術(shù)水平,提高產(chǎn)品品種覆蓋率,加強(qiáng)產(chǎn)品品質(zhì)、服務(wù)、配套保障能力建設(shè),提升產(chǎn)業(yè)綜合競爭力,提高產(chǎn)品市場占有率;部署開發(fā)20~14 nm、14~7 nm及其以下技術(shù)代邏輯產(chǎn)品和先進(jìn)存儲(chǔ)器需求關(guān)鍵產(chǎn)品,為產(chǎn)品進(jìn)入高端市場奠定基礎(chǔ)。加緊布局超越“摩爾定律”相關(guān)領(lǐng)域,推動(dòng)碳基集成電路特色工藝材料開發(fā)。在集成電路關(guān)鍵材料領(lǐng)域建設(shè)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的產(chǎn)業(yè)體系,發(fā)揮對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的支撐作用。
02:信息功能陶瓷材料
通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)新型微波濾波器件提出了高頻寬帶化、超低功耗的技術(shù)要求,對(duì)微小型濾波器件的結(jié)構(gòu)與寬頻設(shè)計(jì)原理、超低功耗實(shí)現(xiàn)方法和器件加工與測試技術(shù)等提出了新的挑戰(zhàn),需要發(fā)展新型微波介質(zhì)濾波器件的高頻低功耗設(shè)計(jì)原理、集成制造與糾偏微調(diào)技術(shù)及器件測試與評(píng)價(jià)方法。
集中力量開展具有優(yōu)良介電性能,適合新一代無源集成組件應(yīng)用的低、中、高介電常數(shù)低溫共燒陶瓷介質(zhì)材料開發(fā);解決器件集成中異質(zhì)材料工藝匹配、外場下的穩(wěn)定性等關(guān)鍵共性問題,獲得材料結(jié)構(gòu) ? 工藝 ? 電性能 ? 服役特性優(yōu)化的途徑,推動(dòng)低成本、高性能的無源集成器件用介質(zhì)材料制備;針對(duì)新一代無線通信、可穿戴電子系統(tǒng)應(yīng)用,探索基于自主介質(zhì)材料的新型無源器件的設(shè)計(jì)、制備和集成技術(shù)。采用材料基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開發(fā)相結(jié)合的方式,堅(jiān)持材料 ? 器件 ? 工藝一體化研究路線,鼓勵(lì)科研單位與生產(chǎn)企業(yè)密切合作,開展協(xié)同創(chuàng)新研究工作。
03:先進(jìn)能源材料
綠色發(fā)展、用能成本等問題已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的核心議題,能源戰(zhàn)略與各領(lǐng)域、各行業(yè)、各環(huán)節(jié)及各市場主體聯(lián)系密切。圍繞不同的能源轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)方式和原理,先進(jìn)能源材料需重點(diǎn)發(fā)展燃料電池材料、熱電材料、超級(jí)電容器材料、固體鋰電材料、生物質(zhì)能材料、光電材料和納米能源材料等方向。
加速推進(jìn)氫燃料電池新材料與部件的產(chǎn)業(yè)化,進(jìn)一步推進(jìn)銻化鉍熱電材料體系的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,研制綜合性能優(yōu)異的正 / 負(fù)極材料、功能性電解液及隔膜等超級(jí)電容器關(guān)鍵材料,突破固態(tài)電池材料在電導(dǎo)率、成本、批量生產(chǎn)等方面的問題,加快推進(jìn)生物質(zhì)液體燃料清潔制備與高值化利用技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,解決新型光伏材料批量化生產(chǎn)過程中造成的轉(zhuǎn)換效率下降問題,實(shí)現(xiàn)納米發(fā)電機(jī)在人機(jī)交互、智能醫(yī)療和仿生智能器件等重要領(lǐng)域中的應(yīng)用。
04:新型顯示材料
以提高顯示核心材料的國產(chǎn)化率,探索新型器件結(jié)構(gòu),培育新材料、信息系統(tǒng)龍頭企業(yè),實(shí)現(xiàn)“換道超車”、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展為目標(biāo),攻克一批提升顯示性能的關(guān)鍵材料與技術(shù)。
具體包括:發(fā)展有機(jī)發(fā)光二極管 / 量子點(diǎn)發(fā)光二極管(OLED/QLED)印刷顯示材料與器件、激光顯示材料與器件、微發(fā)光二極管(MicroLED)顯示材料與器件、光場顯示材料與技術(shù);攻克一批便攜式移動(dòng)顯示難題,如低功耗、驅(qū)動(dòng)技術(shù),下一代移動(dòng)通信技術(shù),人工智能系統(tǒng)集合技術(shù);攻克一批大尺寸制造問題,研究柔性制造技術(shù);以新一代高視覺維度的光場顯示需求為牽引,以材料、器件、模組、算法、整機(jī)全鏈條總體協(xié)調(diào)和同步開發(fā)為研究發(fā)展思路,推進(jìn)全產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新;通過開展科學(xué)技術(shù)研究,突破納米發(fā)光二極管(NanoLED)顯示核心材料與關(guān)鍵技術(shù),形成先發(fā)優(yōu)勢,搶占未來顯示技術(shù)與產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。
05:生物醫(yī)用材料
隨著生物醫(yī)用材料的飛速發(fā)展,我國一些高端生物材料及醫(yī)療器械產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。我國以醫(yī)用羥基磷灰石陶瓷材料為代表的系列骨誘導(dǎo)人工骨,羥基磷灰石涂層及具有骨腫瘤與骨質(zhì)疏松治療功能的羥基磷灰石納米材料,用于先天性心臟病和冠心病治療的生物可吸收材料及器械,基于重組人源化膠原蛋白的心血管系統(tǒng)修復(fù),骨科、牙科、皮膚科、婦產(chǎn)科等材料及器械產(chǎn)品,增材制造材料及產(chǎn)品等的研發(fā),位列國際發(fā)展前沿。全面推進(jìn)相關(guān)材料的研發(fā)及生產(chǎn),開發(fā)系列化醫(yī)用產(chǎn)品,建立完整的監(jiān)管體系,開展臨床應(yīng)用技術(shù)研發(fā)及臨床應(yīng)用推廣,保持我國原始創(chuàng)新產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢及發(fā)展國際市場,搶占國際標(biāo)準(zhǔn)制高點(diǎn),推動(dòng)產(chǎn)品走向國際是面向未來發(fā)展的關(guān)鍵。
06:生物基材料
生物基材料作為新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分獲得了廣泛關(guān)注。目前,在生物基材料領(lǐng)域,我國在原料、核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面仍面臨諸多挑戰(zhàn),與其他先進(jìn)國家相比仍處于“跟跑”階段。
生物材料產(chǎn)業(yè)面臨基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)競爭力略顯不足、關(guān)鍵或重要產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化程度不足、市場認(rèn)可度偏低等挑戰(zhàn)。未來的發(fā)展重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)以淀粉糖等為原料的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品的生物法生產(chǎn)與應(yīng)用,推動(dòng)生物基聚酯、生物基聚氨酯、生物基聚酯酰胺、生物尼龍、生物基環(huán)氧樹脂、生物橡膠、生物基 / 質(zhì)聚合物、生物基介電儲(chǔ)能材料、生物基材料助劑等生物基材料產(chǎn)業(yè)的鏈條化、集聚化、規(guī)?;l(fā)展。
07:先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料
以國家重大需求為導(dǎo)向,以攻克關(guān)鍵核心技術(shù)、獲取自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和工程應(yīng)用為目標(biāo),解決材料設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)調(diào)控的重大科學(xué)問題,突破結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料制備與應(yīng)用瓶頸技術(shù),實(shí)現(xiàn)先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料技術(shù)自主發(fā)展。
發(fā)展基于跨尺度多維度結(jié)構(gòu)調(diào)控的新型結(jié)構(gòu)材料、高性能高分子及其復(fù)合材料、高溫耐蝕結(jié)構(gòu)材料、輕質(zhì)高強(qiáng)新材料、結(jié)構(gòu)陶瓷及其復(fù)合材料、重大工程結(jié)構(gòu)材料、增材制造材料并取得重大技術(shù)突破,材料微結(jié)構(gòu)調(diào)控、超強(qiáng)韌化、極限化制備與服役等一批共性瓶頸技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平;形成具有國際一流水平的先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料主干新材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)體系,結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料創(chuàng)新能力進(jìn)入國際前列;重大裝備用的高端結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料能夠自主保障,戰(zhàn)略必爭領(lǐng)域關(guān)鍵核心結(jié)構(gòu)材料實(shí)現(xiàn)自主可控。
08:稀土材料
緊密圍繞國家戰(zhàn)略需求,結(jié)合未來智能機(jī)器人、智慧城市、深空 / 深海開發(fā)、大數(shù)據(jù)和人機(jī)交互等應(yīng)用場景,重點(diǎn)開展工程化及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究,著力突破稀土永磁材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化材料、稀土晶體材料、高純稀土金屬及靶材等先進(jìn)稀土功能材料的核心制備技術(shù)、智能生產(chǎn)裝備、專用檢測儀器及其應(yīng)用技術(shù);
通過全產(chǎn)業(yè)鏈同步創(chuàng)新,推動(dòng)先進(jìn)成果的推廣實(shí)施,保障戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、智能制造等對(duì)關(guān)鍵材料的需求,最終實(shí)現(xiàn)高端應(yīng)用稀土功能材料的自主供給;開展前沿基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)研究,通過科學(xué)問題的深入探究和積累,提出更多原創(chuàng)理論和原創(chuàng)發(fā)現(xiàn),獲得一批稀土新材料和新應(yīng)用原創(chuàng)性成果;實(shí)現(xiàn)我國從稀土大國向稀土強(qiáng)國的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變,引領(lǐng)未來稀土科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
09:超導(dǎo)材料
超導(dǎo)技術(shù)是21世紀(jì)具有戰(zhàn)略意義的高新技術(shù),在能源、醫(yī)療、交通、科學(xué)研究等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用前景。通過“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合攻關(guān),實(shí)現(xiàn)我國低溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代,突破高溫超導(dǎo)材料批量化制備關(guān)鍵技術(shù),開發(fā)出面向電力、能源、醫(yī)療和國防應(yīng)用的超導(dǎo)電工裝備,實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)材料、超導(dǎo)強(qiáng)電和超導(dǎo)弱電產(chǎn)品的協(xié)同發(fā)展和規(guī)?;瘧?yīng)用,總體達(dá)到國際先進(jìn)水平,打造并形成基于超導(dǎo)材料及其應(yīng)用技術(shù)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
二、面向未來產(chǎn)業(yè)布局的新材料
01:原子制造技術(shù)
原子制造技術(shù)是以原子水平的量子物理為基礎(chǔ)、以原子級(jí)功能基元為核心,在物質(zhì)極限層次開展的材料與器件的制造技術(shù),將在邏輯、存儲(chǔ)、傳感、超導(dǎo)、催化、儲(chǔ)能及光電等領(lǐng)域催生重大應(yīng)用,顯著促進(jìn)多學(xué)科交叉融合和技術(shù)發(fā)展。未來將重點(diǎn)發(fā)展原子基元設(shè)計(jì)及其材料器件制造、分子基元設(shè)計(jì)及其微系統(tǒng)組裝制造、基元系統(tǒng)及大規(guī)模器件制造、原子量子態(tài)精確控制及其器件制造、原子制造的前沿新理論與新概念。
02:硅基多材料體系融合集成
硅基集成光電子器件 / 模塊的重要研究方向?yàn)椋捍罱ü枧c先進(jìn)光電材料的混合集成工藝平臺(tái),充分發(fā)揮集成電路工藝的超大規(guī)模、超高精度制造特性,結(jié)合各類材料的光電特性優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)高性能混合光電集成芯片制備技術(shù)突破。
03:碳納米管微納電子材料
碳納米管載流子遷移率高,可應(yīng)用于射頻器件的制造,提高射頻器件的截止頻率和最大振蕩頻率,有望應(yīng)用于空間通信、高速無線電鏈路、車輛雷達(dá)和芯片間通信應(yīng)用領(lǐng)域的耦合納米振蕩器。
碳納米管耐彎曲的特性使其可應(yīng)用于柔性、透明電子設(shè)備的制造,推動(dòng)顯示設(shè)備性能提升。隨著技術(shù)的進(jìn)步,碳基半導(dǎo)體的應(yīng)用場景將日益多元化,未來碳納米管材料在微納電子領(lǐng)域應(yīng)用還需聚焦碳納米管制備、器件穩(wěn)定性、性能與集成度兼顧等問題,建立納電子器件用碳納米管材料標(biāo)準(zhǔn)、表征方法、工藝流程。
04:超寬禁帶半導(dǎo)體材料
我國的超寬禁帶半導(dǎo)體材料正處于前沿研究階段,高品質(zhì)、大尺寸襯底材料的制備是近期技術(shù)突破的重點(diǎn);基于高品質(zhì)襯底生長的外延材料將成為器件制備的基礎(chǔ),攻克器件制備工藝的技術(shù)難點(diǎn)將為超寬禁帶半導(dǎo)體的廣泛應(yīng)用提供可能。超寬禁帶半導(dǎo)體材料禁帶寬度大、單晶制備難度高、高效摻雜難度大、器件接觸性能調(diào)控難度高等一系列難題成為超寬禁帶半導(dǎo)體應(yīng)用的阻力,為超寬禁帶半導(dǎo)體的發(fā)展帶來了重大的挑戰(zhàn)。
今后還需重點(diǎn)發(fā)展高品質(zhì)、大尺寸襯底材料制備能力,開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、穩(wěn)定高效的單晶生長和加工技術(shù),形成單晶生長、缺陷控制、襯底加工技術(shù)等超寬禁帶材料專利池,儲(chǔ)備相關(guān)技術(shù)人才,突破大尺寸、高性能單晶襯底產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。
05:超材料
典型的超材料如左手材料、“隱身斗篷”、完美透鏡等,已在光學(xué)、通信、國防等領(lǐng)域獲得應(yīng)用;多種電磁超材料、力學(xué)超材料、聲學(xué)超材料、熱學(xué)超材料及基于超材料與常規(guī)材料融合的新型材料相繼出現(xiàn),形成了新材料的重要增長點(diǎn)。
面向未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展,還應(yīng)提前布局光學(xué)超透鏡技術(shù)、超材料電磁隱身技術(shù)、超材料天線技術(shù)及超材料全光開關(guān)技術(shù),推動(dòng)超材料減震技術(shù)研究及其在精密機(jī)械和重大工程中的應(yīng)用,研發(fā)用于聲吶、噪聲抑制及聲學(xué)信息技術(shù)方面的新型超材料,用于熱能利用及轉(zhuǎn)換、熱管理等領(lǐng)域的新型超材料。
06:液態(tài)金屬
液態(tài)金屬的應(yīng)用基礎(chǔ)研究已發(fā)展成為當(dāng)前備受國際廣泛關(guān)注的重大科技前沿和熱點(diǎn),為眾多行業(yè)帶來了顛覆性解決方案和實(shí)現(xiàn)手段,為能源、熱控、電子信息、先進(jìn)制造、國防軍事、柔性智能機(jī)器人以及生物醫(yī)療健康等領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展帶來變革。
未來,該領(lǐng)域還需重點(diǎn)發(fā)展液態(tài)金屬電子漿料、液態(tài)金屬熱界面材料、液態(tài)金屬相變材料、液態(tài)金屬導(dǎo)電膠、液態(tài)金屬磁流體、液態(tài)金屬低溫焊料等功能材料;研發(fā)液態(tài)金屬腫瘤血管栓塞制劑及治療技術(shù)、液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復(fù)技術(shù)、液態(tài)金屬高分辨血管造影術(shù)、液態(tài)金屬內(nèi)外骨骼技術(shù)與注射電子學(xué)、液態(tài)金屬皮膚電子技術(shù)、堿金屬流體腫瘤消融治療技術(shù)等前沿醫(yī)療技術(shù),以及系列創(chuàng)新醫(yī)療器械產(chǎn)品。
07:高熵合金
高熵合金打破了傳統(tǒng)合金以混合焓為主的設(shè)計(jì)理念,為新材料的研發(fā)打開了一個(gè)廣闊的成分設(shè)計(jì)空間。高熵合金可在國防、航空、航天等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域得到應(yīng)用,開發(fā)并推廣具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高熵合金新材料具有重大戰(zhàn)略意義。高熵合金發(fā)展的重點(diǎn)包括輕質(zhì)高熵合金、耐高溫難熔高熵合金、耐腐蝕高熵合金、耐輻照高熵合金、生物醫(yī)用高熵合金、共晶高熵合金、耐磨高熵合金、儲(chǔ)氫高熵合金、催化高熵合金、軟磁高熵合金等。
面向未來應(yīng)用場景和具有潛力的重點(diǎn)應(yīng)用方向,開展實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證;針對(duì)國防裝備應(yīng)用、航空、航天等極端環(huán)境條件下服役需求,研制特種高性能高熵合金;開發(fā)用于寬溫域工況條件下的綜合性能優(yōu)異的新型裝備高熵合金結(jié)構(gòu)材料,實(shí)現(xiàn)高熵合金國際戰(zhàn)略引領(lǐng)。
(文章來源于中國工程科學(xué)、DT新材料、中國化工信息周刊)
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