文/于涵 楊春偉 張愷華 顏俊 傅懿新

一、引言

1978年12月，隨著中華人民共和國十一屆三中全會勝利結束，中國吹響了改革開放的前奏曲，從此奠定了中國特色社會主義建設的基調。此次歷史性的變革以工業(yè)為突破口，帶領中國由落后走向繁榮。自改革開放以后，中國大跨步前進，做出了“科技是第一生產力”這一正確決策，可見黨對科學技術發(fā)展的高度重視。黨和國家從總體和細節(jié)上都把科技高新技術產業(yè)放到重要位置。隨著改革開放的深入，體制的改革也隨著改革發(fā)展向前穩(wěn)步前進。高新技術的發(fā)展狀況及成果轉化水平與國家整體科技競爭力存在著必然的聯系，是推動國家科技進步的原動力，直接關系到國家創(chuàng)新輸出與民族未來。

作為21世紀三大支柱高新技術之一的新材料技術得到越來越多國內外研究者的重視，成為各國多領域關注的熱點。新材料產業(yè)涵蓋的產品種類繁多，功能應用廣泛，但各國市場現狀差異化明顯，主要由于各國新材料的發(fā)展戰(zhàn)略、優(yōu)勢領域甚至統計范疇都存在較大差異。因此，在改革開放新時期做好新材料產業(yè)發(fā)展規(guī)劃顯得尤為重要。產業(yè)規(guī)劃是咨詢行業(yè)的一大重要課題，從做咨詢工作的角度來說，做好行業(yè)發(fā)展規(guī)劃應當做到從宏觀到微觀、自上而下、由此及彼。所謂從宏觀到微觀指的是先從宏觀上把握整體的發(fā)展趨勢，對整個發(fā)展進行定位，提出整體發(fā)展目標進而為整體發(fā)展奠定基調，再將整體目標拆分為多個小目標，對整體定位形成硬性支撐；由上而下指的是從時間的維度由頂層設計開始，通常行業(yè)發(fā)展應當依次經歷頂層設計、整體規(guī)劃、方案策劃、實施計劃再到具體項目的實施；由此及彼實為“由彼及此”，國家行業(yè)發(fā)展應當借鑒不同行業(yè)發(fā)展的成功經驗，或將他國的先進發(fā)展理念加以參照或改進使其能夠靈活適應新的發(fā)展體系。

近年來，針對新材料技術的研究，各國已經形成多層次、跨領域發(fā)展體系，多個發(fā)達國家已將新材料的研發(fā)上升到國家戰(zhàn)略層面以期在國際競爭中贏得先機。筆者從咨詢行業(yè)角度出發(fā)，分別選取美國、日本、德國以及韓國等新材料產業(yè)發(fā)達國家為分析對象，考察各國在宏觀政策方面的發(fā)展趨勢，根據其他各國高新技術新材料產業(yè)發(fā)展道路的特點，總結出對我國新材料產業(yè)有益的經驗啟示。

二、新材料先進國家現狀特征分析

（一）美國

1.政策趨勢

長久以來，科學技術的發(fā)展一直是美國發(fā)展的核心，所以世界科技水平的領先國家一直是美國，美國對新材料技術的研發(fā)也從未停止過。從20世紀就稱霸大氣層的B-2隱形戰(zhàn)斗機就是美國新材料研究的成功案例。自冷戰(zhàn)以來，美國不斷出臺有關新材料發(fā)展的計劃或政策，涉及能源、信息、生物、金屬、建筑等多個重要領域，并從國家層面對新材料發(fā)展進行了系統定位。表1為自1990年以來，美國政府推出的與材料發(fā)展有關的產業(yè)政策。

表1 美國新材料產業(yè)政策

由上表可以看出，美國有關新材料發(fā)展的政策引導較密集，涵蓋的領域包括國防安全、清潔能源、特種材料等，包含了納米技術材料、復合材料、生物材料、能源材料及半導體材料等諸多領域的材料。美國的新材料產業(yè)帶有濃重的軍工特色，其新材料研究多服務于國家安全，以軍工、航空航天及能源為主導方向，這使得美國在航空航天及電子計算機技術等方面一直處于高度領先狀態(tài)。

2.特征分析

現階段，美國將直接影響經濟繁榮及國家安全的關鍵產業(yè)分為六類，而新材料位居第一大類。在此基礎上，美國確定了22項關鍵技術，在這其中，與新材料產業(yè)密切相關的材料包括陶瓷材料、復合材料、材料合成和各類金屬合金。從美國知名企業(yè)經營狀況來看，各企業(yè)經營優(yōu)勢領域也與美國支持的重點方向相契合，如美國的?？松梨跇I(yè)務領域包括材料合成及加工，AT&T公司主營業(yè)務為電子通信。

并且由于美國科研的主導方向是為國家能源安全、國防領域服務，因此美國新材料產業(yè)具有明顯的軍工特色，多數前沿新材料產品多服務于軍工產業(yè)，如美國的碳纖維多應用于航空航天、飛機制造業(yè)等，此外涉及軍工等敏感應用領域的高性能產品更是處于被嚴密封鎖狀態(tài)，相關軍工企業(yè)數據難以獲得。

美國的新材料產業(yè)發(fā)展有以下經驗可供借鑒：

(1)戰(zhàn)略先行，高度重視。近年來，美國不斷推進“再工業(yè)化”進程，其中重點扶持新材料產業(yè)。在國家層面推出的各種戰(zhàn)略規(guī)劃中對于規(guī)劃目標更加細化和具體化。

(2)鏈式發(fā)展，共同推動。以國家政策為依托，國家能源部、國防部、航空航天等政府機構共同推進新材料產業(yè)向前發(fā)展，因此美國基本上已經形成了非常成熟的新材料產業(yè)發(fā)展的產業(yè)鏈。社會層面主要聯合大學、科研機構等研發(fā)性組織，對材料的基礎理論等方面進行試驗研究，再結合企業(yè)實現成果轉化，最終共同推進新材料的研究與發(fā)展。

（二）日本

1.政策趨勢

為了擁有新材料的國際市場，日本制定的政策側重點是優(yōu)先轉化價值大、市場應用前景廣闊的新材料類型，制定的產業(yè)政策主要導向是支持新材料產業(yè)研發(fā)。

日本政府為了凸顯新材料產業(yè)對國家發(fā)展的重要性，不僅在1984年頒布了《科學技術白皮書》，而且為了加速發(fā)展，還成立了相應新材料的研究機構，主要針對電子、生物工程等新材料相關技術開展大量深入地研究。與此同時日本政府對于材料科學家及工程師人才培養(yǎng)方面也加大籌碼。

1994年，日本政府國家戰(zhàn)略在基本的“科技立國”基礎上，新加入“創(chuàng)新”這一主題，變成了“科技創(chuàng)新立國”，第一次把創(chuàng)新引入了國家戰(zhàn)略內容，可見對創(chuàng)新的重視。并在分階段的“科學技術基本計劃”中的第四期（2011年—2015年）主題中，為日本高新技術新材料產業(yè)的發(fā)展指明道路，明確了在國家發(fā)展戰(zhàn)略中新材料產業(yè)所處的重要地位。

2010年日本結合日本當前新材料產業(yè)長處和短處，發(fā)布了《日本產業(yè)結構展望2010》這一文件，同時劃定了日本主要發(fā)展的十大新材料發(fā)展方向，其中包括功能化學、納米技術、碳纖維等高精尖技術，并對這些領域進行了深入的現狀分析及各自發(fā)展特點和發(fā)展導向進行了剖析，并針對目前存在的問題和各個領域達成的目標制定了一系列相關措施。

2016年1月，日本政府審議通過了《第五期科學技術基本計劃(2016-2020)》，計劃要求日本政府未來5年內GDP的4%以上費用用于科研研發(fā)投資。

可以看出，日本國家層面對于新材料、科技的研究也高度重視，涵蓋了包括電子信息、生物工程、功能化學、高溫超導、納米科技、碳纖維等技術，這也是為什么日本能在新材料技術處于世界領先地位的原因之一。

2.特征分析

如今日本的環(huán)境、新能源材料和電子半導體三個領域在國際市場占有絕大份額，并且在工程塑料、碳纖維、精細陶瓷、有機EL材料、非晶合金、汽車鋼鐵材料、鋁合金材料等方面的優(yōu)勢也很明顯。其發(fā)展特征是以民用作為切入點，通過技術、產業(yè)升級，不斷擴大應用領域，從而不斷提升產品的附加值及市場占有率。碳纖維技術首先是美國提出來的，在新材料領域里扮演重要角色，雖然美國的研究起步早，但日本的后期研究使得日本的碳纖維技術及市場占有率位于世界前列。日本碳纖維材料在發(fā)展最初階段應用前景不是很明朗，僅用于體育休閑；后期通過政策引導、加大研發(fā)力度及產研結合的方式推動碳纖維產品的不斷升級，并不斷發(fā)掘其在建筑、機械、交通運輸、國家安全和航空航天等諸多領域的應用價值。目前日本碳纖維材料占據全球丙烯腈基碳纖維市場的大部分，份額高達60%。日本的高性能碳纖維技術發(fā)展速度較快，其發(fā)展動力主要來自三個方面：首先是國家頂層的設計與推動，其次是社會企業(yè)的產業(yè)聯盟共同推進，第三是得益于日本對于人才培養(yǎng)的重視。

（三）德國

1.政策趨勢

德國工業(yè)發(fā)展一直處于快速平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢，不僅在傳統領域有著深厚的基礎，在新材料等高新技術領域也有著國際領先的實力。德國在國家層面十分重視高新技術的研究，將高新技術的開發(fā)與基礎研究作為德國聯邦政府的一項硬性任務。政府結合本國現狀制定出不同時期的戰(zhàn)略規(guī)劃，同時制定出詳細可行的實施方案從而帶動技術升級以及產業(yè)的轉型。德國聯邦政府在20世紀60年代就意識到高新技術對國家發(fā)展的重要性，因此針對新材料高新技術、計算機技術和航空航天制定了發(fā)展研究計劃綱要。

1994年，德國聯邦就開始實施了《跨世界國家級新材料研究計劃》，分別在裝備制造、加工及應用等方面制定了實施計劃以求在國際競爭中保持領先。

2006年德國為了使自己的科學技術能夠達到世界領先水平，制定了《德國高技術發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》，提出要繼續(xù)遵循科技興國的指導方針，在短期內高速發(fā)展德國的高新技術產業(yè)，使德國能夠繼續(xù)成為一個以科技創(chuàng)新為指導的科技強國。

德國聯邦政府為持續(xù)在高新技術產業(yè)方面得到戰(zhàn)略成果，在2010年7月正式通過了《思想·創(chuàng)新·增長——德國2020高技術戰(zhàn)略》，這是自從2006年德國第一個國家高新技術戰(zhàn)略總體規(guī)劃之后，為了促進高新技術的蓬勃快速發(fā)展，制定的又一項探求未來高新技術產業(yè)新發(fā)展的戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略專注電子、信息及通信系統領域，主要服務于汽車、自動化、能源等行業(yè)。

2011年11月，歐盟委員會頒布了歷時7年的“地平線2020”高新技術產業(yè)發(fā)展計劃，該計劃將花費800億歐元。此次提出的方案計劃不僅要求加強單項技術深入研究，還提出了多項技術并行混合研究計劃及領域交叉研究計劃，這些技術領域包括專項支持信息通信技術、光電子技術、納米技術、微電子技術、先進制造工藝、先進材料、空間技術、生物技術以及這些技術的混合并行研究。

2012年11月，德國聯邦政府為了充分利用廢棄物的原材料，啟動了《原材料經濟戰(zhàn)略》科研項目，此項目從開采到加工，都進行了原材料回收處理，因此能夠有效地回收一些金屬元素，例如稀土、銦、鎵、鉑等，從而減少資源的浪費。

2013年4月，德國頒布了《關于實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》白皮書。德國為了凸顯工業(yè)4.0的重要性，把工業(yè)4.0項目納入了《高技術戰(zhàn)略2020》的10個未來項目中，可見德國對于這項革命的高度重視，這是一項能夠推動互聯網、新材料、新能源、生物技術和高端制造飛速發(fā)展的新型工業(yè)革命。推出這項戰(zhàn)略后，德國各界都認為，要想在國際競爭中處于領先地位，新材料技術的發(fā)展和應用十分必要。

德國于2016年3月頒布了《數字戰(zhàn)略2025》，這項戰(zhàn)略明確了數字化、智能化的必要性及向數字智能化轉型的必要性以及要快速實現這個目標需要的具體實施辦法，其中重點支柱項目包括工業(yè)3D打印等。

另外，歐洲其他國家也都先后頒布了高新材料發(fā)展計劃，歐盟在制定未來發(fā)展計劃中，優(yōu)先研究主題中多達4項是有關高新技術材料的。

2.特征分析

現如今，工程材料、鋼鐵材料、高分子材料等是德國的主要強項材料。從其發(fā)展規(guī)劃不難看出，德國的材料產業(yè)發(fā)展也是政策先行，從國家層面對產業(yè)進行整體規(guī)劃。更重要的一點是德國的技術領先得益于其突出的科研能力，高水平的研究所也是琳瑯滿目，包括知名的海姆霍茨大研究中心聯合會、德國馬普學會、萊布尼茨研究聯合會、佛朗霍夫協會等，并有諸如拜耳、漢高、贏創(chuàng)工業(yè)等科研、產出能力較強的企業(yè)為產業(yè)發(fā)展做引導。諸多頂級研究資源使得以德國為首的歐盟團隊在材料科學研究領域躋身世界第一梯隊。

（四）韓國

1.政策背景

2012年6月，韓國知識經濟部和教育科學技術部表示為發(fā)展“納米融合2020項目”，快速將納米技術應用到市場，韓國將持續(xù)注入大量資金直至2020年，總投資將達到5130億韓元，換算人民幣大概28.2億元人民幣。

韓國政府在2013年7月頒布了《第三次科學技術基本計劃》，此項計劃包含了120項國家戰(zhàn)略技術，這其中還包含30項重要技術的研究開發(fā)，這30項重要技術是韓國未來技術研究的主要方向，技術包括互聯網大數據、高新材料技術等，并且這些研究技術包含領域十分廣泛。此外，該項計劃提出要重點集中力量發(fā)展生物材料、高性能結構材料、納米彈性元件、生態(tài)材料等。

2014年，在3D打印技術飛速發(fā)展的時代，韓國政府迅速做出反應，制定了相應發(fā)展規(guī)劃，從人才培養(yǎng)、法律規(guī)范、技術發(fā)展、設備開發(fā)等方面進行全面發(fā)展，齊頭并進。在既有的計劃政策基礎之上，為了成為3D打印技術世界領先國家，提高綜合競爭力，韓國頒布了《韓國3D打印產業(yè)振興計劃(2017-2019年)》等一系列文件規(guī)定。

2.特征分析

韓國新材料發(fā)展特點偏于民用，在民用半導體占據市場優(yōu)勢。韓國已擁有的家電、汽車、半導體、液晶顯示器產業(yè)，與人工智能(Artificial Intelligence，AI))和物聯網(Internet of Things，IOT))等智能信息技術相結合，可以創(chuàng)造出非常多的發(fā)展機會。

韓國為了在未來國家競爭中能夠處于有利位置，將2025年的高新技術做了梳理，其中包括多種關于新材料的技術：高性能高效結構材料、下一代高密度存儲材料、自組裝的納米材料技術、生態(tài)環(huán)境材料、生物材料、納米材料、仿生化學加工方法?，F階段，韓國在半導體、造船、汽車、電子通信等產業(yè)具備優(yōu)勢，在零部件產業(yè)方面競爭力較強，相比于世界發(fā)達國家，在進行世界第四次產業(yè)革命過程中，韓國依然不占上峰，并且身后的一些其他新興國家正在緊追不舍，差距逐漸在縮短。

三、結論與啟示

通過對美國、日本、德國、韓國等先進國家的新材料產業(yè)發(fā)展特征分析可得出以下四個結論，為我國新材料產業(yè)發(fā)展提供借鑒和參考。

（一）有為政府和有效市場共同作用優(yōu)化資源配置

市場和政府與高新技術新材料的推進和發(fā)展密不可分。政府端通過政策發(fā)布對新材料的發(fā)展起到強大的推動作用，市場端則通過市場需求對于新材料的研發(fā)、產業(yè)的創(chuàng)新起到積極的拉動作用。同時，在政府與市場的協同作用下，社會創(chuàng)新資源、產業(yè)資源以及社會資本將受政策與市場的引導實現資源的優(yōu)化配置，進而實現整個產業(yè)系統的高效運作。

（二）集約集群化發(fā)展

從材料先進國家的產業(yè)發(fā)展模式可以看出，美國的鏈條式橫向擴展比較突出，美國高校研究機構和企業(yè)聯合開發(fā)，共同創(chuàng)新的機制使得美國一直處于世界的創(chuàng)新前沿，形成產業(yè)集約集群化發(fā)展趨勢。德國則通過企業(yè)聯盟或行業(yè)協會使得資源集聚化，該縱向一體化的方式使得產業(yè)上下游資源能夠有效整合。為推動整個新材料產業(yè)的向前邁進，可通過大企業(yè)的帶動，實現整個行業(yè)的統一協調，資源得到充分利用。

（三）能源環(huán)境協調，綠色低碳發(fā)展

通過發(fā)達國家新材料發(fā)展實踐來看，新材料產業(yè)趨于綠色低碳化，與環(huán)境的兼容性也日趨增強，以期形成綠色可持續(xù)發(fā)展之態(tài)勢。新材料的發(fā)展不僅推動了多晶硅、風機制造等一些工業(yè)和制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，還推進了電動汽車交通、輸送電網和終端產品的革新與生產。通過新材料的發(fā)展，建筑行業(yè)和風力發(fā)電產業(yè)有了更多地選擇，進而使得這些產業(yè)有了突破性進展。新材料正向著多樣化、功能集成、結構微型、模塊集成、數字智能等方向并行發(fā)展，為提高新材料的綜合研發(fā)能力，歐洲多個國家已經通過法律法規(guī)來促進新材料的發(fā)展。如果將高端制造產業(yè)與納米技術相結合，得到的產品功能將更齊全、更現代智能、模塊集成程度更高、成品更靈巧?？梢哉f，未來主要發(fā)展道路方向之一就是以低碳節(jié)能、綠色環(huán)保為主題的新材料技術。

（四）“政產學研用金”形成合力

發(fā)達國家對于產業(yè)的推動手段較為相似，通過“政、產、學、研、用、金”的方式共同推動產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。政策實施、產業(yè)規(guī)劃、高校資源、科研機構、用戶端創(chuàng)新、金融支持等手段成為了推動材料產業(yè)發(fā)展的重要手段。前期通過頂層設計與政策引導，確立產業(yè)發(fā)展方向，使得體系得以規(guī)范化、標準化發(fā)展，同時通過政府資金的支持，推動產業(yè)初期相關項目的的啟動工作。后期產學研的結合是產業(yè)發(fā)展的重要組成部分，該階段以生產企業(yè)為主體，聯合研究機構、高校資源實現技術的改進，或通過企業(yè)內部創(chuàng)新的方式推進技術的革新，如美國陶氏、德國巴斯夫、日本三菱化學、韓國三星電子等大型跨國企業(yè)其內部都會設立獨立的產品研究部門，每年在新產品的研究開發(fā)方面都有較大資金投入，以期實現企業(yè)內部創(chuàng)新。隨著產品應用范圍的推廣，用戶對產品的要求不斷提高，而用戶對于產品性質及功能的理解與需求成為了產品創(chuàng)新發(fā)展的源頭，部分產品用戶逐漸向創(chuàng)新主體過渡。同時，這類企業(yè)對外通過兼并收購的方式，不斷擴展創(chuàng)新源頭，擴大自己的業(yè)務范圍。

另外，金融體系對于產業(yè)的發(fā)展也有不可忽略的作用，通過社會資本方的資金注入激發(fā)企業(yè)創(chuàng)新實現雙贏。比如硅谷的風險投資，世界上許多地區(qū)的投資都是以硅谷風險投資為標桿，硅谷在世界范圍內的風險投資體量巨大，其投資總量占美國全部風險投資的40%。從2003年到2013年這段時間，持續(xù)不斷的資本投入使得企業(yè)研究開發(fā)新產品注入了源源不斷的動力，每年多達一百億到一百二三十億的資金為這些研究開發(fā)提供了雄厚的經濟支持。