“在第4次工業(yè)革命浪潮下，市場(chǎng)對(duì)新材料的需求愈發(fā)迫切，中國高端新材料發(fā)展正處于關(guān)鍵窗口期。”5月19日，在北京召開的2025年北京新材料大會(huì)暨第七屆京津冀石墨烯大會(huì)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(huì)主任干勇，在做題為《新材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展》的報(bào)告時(shí)如是指出。

圖為干勇

　　他表示，當(dāng)前國家正全力推進(jìn)新材料領(lǐng)域戰(zhàn)略布局。國家新材料實(shí)驗(yàn)室在蘇州落成，國家新材料數(shù)據(jù)中心也已啟動(dòng)建設(shè)，“十五五” 新材料重點(diǎn)國家計(jì)劃指南與頂層設(shè)計(jì)同步推進(jìn)，這些都標(biāo)志著我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

　　新材料自主研發(fā)能力步入高端化、快速發(fā)展階段

　　干勇介紹，關(guān)鍵新材料作為我國國家重大工程實(shí)施的物質(zhì)根基，為初期建設(shè)、重大工程推進(jìn)、高端裝備制造以及信息能源發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)保障，在各領(lǐng)域取得了顯著成就。在材料創(chuàng)新體系建設(shè)上，隨著國家材料實(shí)驗(yàn)室成立，50余個(gè)新材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲批，各區(qū)域新材料實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)技術(shù)中心也蓬勃發(fā)展，浙江甬江實(shí)驗(yàn)室、東莞松山湖實(shí)驗(yàn)室等都是其中的優(yōu)秀代表，新平臺(tái)與新模式正不斷涌現(xiàn)。

　　“從重點(diǎn)領(lǐng)域的支撐保障能力來看，第4次工業(yè)革命推動(dòng)新型信息技術(shù)、能源科學(xué)與功能材料邁向新高度。先進(jìn)技術(shù)、人工智能、通信網(wǎng)絡(luò)、量子計(jì)算等領(lǐng)域?qū)π虏牧系男枨蟪掷m(xù)攀升，能源動(dòng)力、信息顯示、生命健康等領(lǐng)域更是需求旺盛。經(jīng)預(yù)測(cè)，到2030年，我國高溫合金需求量至少達(dá)7萬噸；三代半導(dǎo)體、半導(dǎo)體拋光片年產(chǎn)量將達(dá)7.5億片，半導(dǎo)體外延芯片達(dá) 6億平方英寸。當(dāng)前，以新東方為首的企業(yè)，信息顯示液晶面板年產(chǎn)量達(dá)3.6億平方米，耐熱鋼等材料的需求同樣龐大。”他列出了一組數(shù)據(jù)，并展開講道。

　　干勇表示，近年來，我國在諸多關(guān)鍵材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速發(fā)展。高溫合金、特種合金、超導(dǎo)材料、碳纖維、碳化硅晶片等成果顯著。反觀國外，美國、歐洲、日本聚焦先進(jìn)材料研發(fā)，重點(diǎn)推進(jìn)材料基因組計(jì)劃，主攻下一代光電、納米超材料、顯示材料、超寬禁帶材料以及低維材料等領(lǐng)域，同時(shí)將微電子、光電子通訊、人工智能、光電融合材料作為研發(fā)重點(diǎn)。

　　“在我國積極推進(jìn)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展格局中，以新能源為根基的技術(shù)路徑，與美國依托人工智能算力大模型的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，形成全球科技競爭的兩條帶有對(duì)抗意味的主線。”他說。

　　在此背景下，大國之間的競爭愈發(fā)激烈，中國在材料及各領(lǐng)域都亟需提升自主創(chuàng)新能力，以增強(qiáng)核心競爭力。

　　人工智能或?qū)⒁龑?dǎo)材料科學(xué)領(lǐng)域變革

　　從石墨烯等低維材料的突破，到半導(dǎo)體技術(shù)在材料、器件、能源、信息領(lǐng)域的深度演進(jìn)，我國正構(gòu)建跨學(xué)科的技術(shù)融合體系。與此同時(shí)，美國憑借完整的人工智能實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)與5G開發(fā)體系，正推動(dòng)大模型生成式 AI 向通用人工智能加速演進(jìn)，并將AI技術(shù)深度嵌入材料科學(xué)、氣候研究、生命科學(xué)等前沿領(lǐng)域。

　　干勇表示，在材料科學(xué)領(lǐng)域，人工智能正引發(fā)革命性變革。通過高通量第一性原理計(jì)算模型，材料研發(fā)效率實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)提升。美國已從3200萬種材料結(jié)構(gòu)中，通過AI預(yù)測(cè)篩選出全固態(tài)電池材料，并完成 “理論預(yù)測(cè)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—應(yīng)用落地” 的閉環(huán)。目前，全球已識(shí)別出38萬種熱力學(xué)穩(wěn)定晶體材料，AI驅(qū)動(dòng)的材料發(fā)現(xiàn)速度較傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ教嵘龜?shù)百倍。“這種技術(shù)進(jìn)步，可謂一日千里。”他說。

　　“面向未來制造場(chǎng)景，智能制造的核心聚焦于智能裝備、智能機(jī)器人與極端制造技術(shù)。”干勇介紹，就微觀尺度制造而言，以原子、分子、電子為基礎(chǔ)單元的材料制備技術(shù)至關(guān)重要。通過精準(zhǔn)控制微觀成分與結(jié)構(gòu)（如熱、電、光、磁效應(yīng)調(diào)控），可開發(fā)光子材料、光電材料、碳基材料及超高性能復(fù)合材料，直接支撐芯片、集成電路、微型機(jī)器人等領(lǐng)域的迭代升級(jí)。目前，我國已實(shí)現(xiàn)原子級(jí)精密合成新材料，為納米電子學(xué)與量子器件奠定基礎(chǔ)。就宏觀尺度制造而言，在極端制造領(lǐng)域，我國已掌握600噸級(jí)核能壓力容器、數(shù)百噸大鍛件等超大型構(gòu)件的制造能力，深海探測(cè)器、深地鉆探裝備、深空航天器所需的極端環(huán)境材料（如耐超高溫、超低溫、強(qiáng)輻射材料）均實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。在量子計(jì)算與新型存儲(chǔ)領(lǐng)域，全球正沿著超導(dǎo)、光量子、半導(dǎo)體、拓?fù)淞孔佑?jì)算等多元技術(shù)路線探索。與此同時(shí)，3D存儲(chǔ)技術(shù)的成熟，為海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與算力提升提供了新范式。

　　這一國家戰(zhàn)略級(jí)專項(xiàng)不僅為新材料產(chǎn)業(yè)注入強(qiáng)勁動(dòng)能，更推動(dòng)儀器設(shè)備行業(yè)迎來技術(shù)升級(jí)與市場(chǎng)擴(kuò)容的雙重機(jī)遇，引發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈高度關(guān)注。

　　干勇認(rèn)為，通過七大領(lǐng)域突破，我國將在航空航天動(dòng)力系統(tǒng)、極端環(huán)境裝備、新一代信息技術(shù)、綠色能源等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)材料自主可控，同時(shí)以材料基因組計(jì)劃為引擎，推動(dòng) “數(shù)據(jù)- 設(shè)計(jì)-制造” 全鏈條智能化，助力我國從 “材料大國” 向 “材料強(qiáng)國” 跨越，在全球科技競爭中構(gòu)建戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。

　　作為大會(huì)主題，石墨烯等先進(jìn)碳材料備受關(guān)注。干勇指出，中國已實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)石墨烯單晶生長技術(shù)突破，其散熱膜應(yīng)用于華為等超3億部終端設(shè)備。石墨烯在半導(dǎo)體封裝、集成電路、高壓電網(wǎng)等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速，未來或推動(dòng)芯片技術(shù)“換道超車”。此外，中國在金剛石領(lǐng)域占據(jù)全球95%產(chǎn)能，6G通信高頻器件、大尺寸CVD金剛石制備技術(shù)國際領(lǐng)先；碳纖維年產(chǎn)能預(yù)計(jì)2030年達(dá)15萬噸，支撐風(fēng)電、航空航天等重大需求。

　　“到2035年，我們要全面建立滿足戰(zhàn)略領(lǐng)域和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的材料前沿支撐技術(shù)體系，致力建成可以支撐科技強(qiáng)國發(fā)展的材料強(qiáng)國。”干勇最后表示。