發(fā)布時間：2022年12月6日
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“一代材料，一代技術(shù)。先進(jìn)材料是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)和高端制造業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)。”近期，在中國金融信息中心、上海證券報、中國科學(xué)院上海分院、上海市科學(xué)技術(shù)協(xié)會聯(lián)合舉辦的海上院士講壇第39期上，中國工程院院士、中國工程院原副院長、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會主任委員干勇在主題演講中呼吁，中國的先進(jìn)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，但在半導(dǎo)體材料等“短板”上須奮起直追，并要抓住新技術(shù)、新應(yīng)用帶來的新材料產(chǎn)業(yè)“后發(fā)機(jī)遇”。
先進(jìn)材料產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展
“先進(jìn)材料是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)和高端制造業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)，是國際高技術(shù)競爭的關(guān)鍵領(lǐng)域，是未來工業(yè)發(fā)展的重要支撐點。”干勇指出，七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，任何一個都離不開先進(jìn)材料的加持。
先進(jìn)材料的重要性，尤其體現(xiàn)在國家重大工程上。鋼鐵材料、輕合金材料、工程塑料等產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，有力支撐了高鐵、載人航天、海洋工程、能源裝備等國家重大工程建設(shè)及軌道交通、海洋工程裝備等產(chǎn)業(yè)。
我國新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模從2010年的0.95萬億元，快速增長到2020年的超過5萬億元，多項關(guān)鍵新材料取得突破。
“在超高純鋁靶材上，中國自給率已經(jīng)超過50%。”干勇以半導(dǎo)體材料為例介紹，集成電路材料線寬大于110納米工藝用芯片主要材料自給率達(dá)到79%，90至65納米的線寬工藝用主要材料自給率達(dá)到59%。產(chǎn)業(yè)化方面，國內(nèi)半導(dǎo)體量產(chǎn)應(yīng)用材料數(shù)量逐年增加，2020年單廠采購比例超過50%的材料達(dá)到了95種。現(xiàn)在，8英寸半導(dǎo)體硅片、12英寸半導(dǎo)體硅片年產(chǎn)達(dá)到3224百萬平方英寸，半導(dǎo)體光刻膠年產(chǎn)能達(dá)到58萬加侖。
公開資料顯示，在半導(dǎo)體用靶材領(lǐng)域，鋁靶已經(jīng)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片、平板顯示器、太陽能電池等領(lǐng)域；鈦靶及鈦環(huán)、鉭靶材及環(huán)件主要應(yīng)用于超大規(guī)模集成電路領(lǐng)域；銅及銅合金靶主要用于超大規(guī)模集成電路芯片和平板顯示器制造領(lǐng)域。在半導(dǎo)體用硅片領(lǐng)域，滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、TCL中環(huán)、有研硅等上市公司的出貨量持續(xù)提升。
能源信息技術(shù)、生物技術(shù)等產(chǎn)業(yè)對于中高端材料的需求日益增長。中國的鈦合金年用量超過10萬噸；光伏、風(fēng)電、鋰電儲能等對碳纖維的用量，促使我國碳纖維產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。
奮起直追補(bǔ)“短板”
“在半導(dǎo)體用的150余種進(jìn)口材料中，80%以上約130種全部依賴進(jìn)口，14納米至10納米的光刻膠幾乎全部依賴進(jìn)口。”對于材料“短板”，干勇表示，我國顯示產(chǎn)業(yè)規(guī)模已占全球半壁江山，但大量顯示材料依然依賴進(jìn)口；高鐵用軸承、核心元器件，一些集成電路用關(guān)鍵材料比如電子級多晶硅、高端膜材料等也依賴進(jìn)口。
為何新材料產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)“短板”？干勇認(rèn)為，背后原因是長期的基礎(chǔ)研究不夠、創(chuàng)新能力不足；工業(yè)軟件、原輔材料、裝備、核心元器件，特別是檢測儀器等發(fā)展不足，已經(jīng)成為制約新材料發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。
“材料領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展的關(guān)鍵窗口期。”干勇強(qiáng)調(diào)，一代材料，一代技術(shù)。以先進(jìn)材料為代表的關(guān)鍵核心領(lǐng)域，正成為全球未來競爭的焦點。一方面，歐美日等都在積極關(guān)注納米材料、碳基材料、涂層材料、先進(jìn)纖維材料、第三代第四代半導(dǎo)體等新材料；另一方面，大型跨國公司憑借技術(shù)研發(fā)、資金人才優(yōu)勢，在新材料上的壟斷地位越來越高。
記者注意到，在上述“短板”領(lǐng)域，也有部分上市公司正在奮發(fā)努力。比如，彤程新材的電子業(yè)務(wù)涵蓋半導(dǎo)體光刻膠及配套試劑、顯示面板光刻膠、PI材料及電子類樹脂等產(chǎn)品，公司今年上半年新增6支KrF及7支I線光刻膠產(chǎn)品，旗下科華品牌光刻膠已經(jīng)批量供應(yīng)給國內(nèi)18家12英寸以及16家8英寸半導(dǎo)體制造企業(yè)。
飛凱材料近期在互動易披露，公司為KrF光刻配套的Barc(底層抗反射鍍層)材料已完成小部分客戶導(dǎo)入驗證工作，形成少量銷售。
搶抓新材料產(chǎn)業(yè)機(jī)遇期
干勇認(rèn)為，隨著技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展，多種新材料進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化窗口期，也是中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇期。
在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上，當(dāng)前的技術(shù)路徑包括延續(xù)摩爾、超越摩爾、后摩爾。在延續(xù)摩爾定律上我們在努力追趕先進(jìn)，補(bǔ)課光刻膠、反射膜等關(guān)鍵材料；但在超越摩爾技術(shù)路線上，中國與全球的差距并不大，有機(jī)會在第三代半導(dǎo)體、前沿材料和前沿技術(shù)上取得較快進(jìn)展。
“碳化硅是目前已知特高壓唯一的直流電子器件，在5G通信、高鐵、新能源汽車、半導(dǎo)體照明、消費電子市場都具有巨大應(yīng)用潛力。”干勇介紹，中國的碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平與國外相差不過三五年，氮化鎵與國外差距也不過五至十年。在應(yīng)用與技術(shù)驅(qū)動下，本土產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展。
“在后摩爾技術(shù)路徑上，材料科學(xué)、量子科學(xué)和加工技術(shù)交叉融合，碳基半導(dǎo)體材料前景巨大。”干勇強(qiáng)調(diào)，除了半導(dǎo)體材料，特種高分子材料、密封材料、生物基材料、功能性高分子膜材料、高溫合金、特種合金(比如鋁鎂合金)、稀土材料等領(lǐng)域的發(fā)展機(jī)遇，都值得關(guān)注。
“在高溫合金材料上，我們的第二代單晶基本過關(guān)，正在攻關(guān)第三代材料。”干勇舉例說，高溫合金是發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵材料，在大型民用客機(jī)、運載火箭、重型燃?xì)廨啓C(jī)上都有廣泛應(yīng)用。
來源：東方財富網(wǎng) 2022.12.06