中國(guó)的新材料產(chǎn)業(yè)是否也能夠誕生出如通用電氣、杜邦那樣驅(qū)動(dòng)歷史、改變世界的企業(yè)？

材料似乎是無(wú)處不在、幻化于無(wú)形，又難以捉摸的東西；但同時(shí)，材料也是這個(gè)世界的基本組成。而新材料就像是材料巨大王國(guó)的金字塔尖，在近代歷史上，伴隨著工業(yè)革命、信息技術(shù)的發(fā)展變遷，新材料讓人類一次又一次站得更高、看得更廣、走得更遠(yuǎn)。今天，由新材料帶來(lái)的巨大商業(yè)價(jià)值仍在顯現(xiàn)，新材料所創(chuàng)造的財(cái)富神話將不斷上演。

新材料蘊(yùn)含巨大商業(yè)價(jià)值

如果不是專門從事新材料領(lǐng)域研究、生產(chǎn)，人們似乎很難想象或者真正理解新材料。但新材料其實(shí)就在我們的身邊。它是你新買的聯(lián)想“超級(jí)本”強(qiáng)大的 “心臟”和“皮膚”，乘坐的A380大型客機(jī)重要的復(fù)合材料部件，甚至，就是你那件戶外T恤上的絲絲纖維。

相信不少人還對(duì)剛剛過(guò)去的倫敦夏季奧運(yùn)會(huì)的開(kāi)幕式上，產(chǎn)業(yè)工人用橘紅色的鋼水打造出的奧運(yùn)五環(huán)記憶猶新。在英國(guó)人向全世界展示自己引以為傲的文化符號(hào)的時(shí)候，工業(yè)革命時(shí)代的新材料——鋼鐵首當(dāng)其沖地成為了其中的標(biāo)志之一。第一次工業(yè)革命，科技的進(jìn)步帶來(lái)了人類社會(huì)的巨大變革，蒸汽機(jī)的發(fā)明改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)、運(yùn)輸方式，其中，各種金屬及金屬功能性材料誕生及發(fā)展對(duì)工業(yè)革命的深入起到了推波助瀾的作用。

18世紀(jì)中后期，愛(ài)迪生從1600種材料中找到了鎢，從而開(kāi)啟了白熾燈的時(shí)代。一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，這種新的照明方式的出現(xiàn)，有效地延長(zhǎng)了人類活動(dòng)的時(shí)間，拓展了技術(shù)探索的范圍。直到半導(dǎo)體發(fā)光材料LED登上歷史舞臺(tái)，人們對(duì)照明以及照明相關(guān)的產(chǎn)業(yè)才產(chǎn)生了新的認(rèn)識(shí)。北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式上美輪美奐的中國(guó)畫(huà)軸、具有東方韻味輕盈優(yōu)雅的奧運(yùn)五環(huán)，以及上海世博會(huì)極具視覺(jué)沖擊力的大型燈光表演，都是由LED創(chuàng)造出的視覺(jué)盛宴。今天，伴隨著白熾燈時(shí)代的終結(jié)，新型照明時(shí)代開(kāi)啟。更強(qiáng)的發(fā)光效率、更低的能耗、瑰麗的色彩，讓LED巨大的商業(yè)價(jià)值漸漸浮出水面，僅2011年全球LED總產(chǎn)值就達(dá)到了166億美元，未來(lái)仍在高速發(fā)展。

二戰(zhàn)以后，應(yīng)運(yùn)而生的新材料技術(shù)推動(dòng)了信息技術(shù)的進(jìn)步，正是一塊小小的半導(dǎo)體材料書(shū)寫(xiě)了半個(gè)世紀(jì)的IT神話。作為今天龐大的IT產(chǎn)業(yè)帝國(guó)的核芯，正是這種新材料的不斷演化發(fā)展，由二極管構(gòu)成的身形龐大的埃尼阿克，才一步一步脫胎換骨成為在晶體管運(yùn)算支撐下，越來(lái)越智能化、越來(lái)越微型化的個(gè)人新電腦。

縱觀埃克森美孚、通用電氣、巴斯夫、杜邦、3M等世界知名公司的發(fā)展歷史，新材料都曾經(jīng)是企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的利器。作為是全球第一家市值超過(guò)4000億美元的公司，?？松梨谏a(chǎn)的高分子聚合物材料，至今仍對(duì)汽車、包裝、紡織等行業(yè)有著深遠(yuǎn)的影響。通用電氣的前身就是愛(ài)迪生電燈公司，其照明板塊一直是重要業(yè)務(wù)板塊，作為白熾燈的“開(kāi)創(chuàng)者”同時(shí)也是“終結(jié)者”，其在LED領(lǐng)域的影響正在逐年加大。1939年的紐約世博會(huì)上，杜邦展示了一種新型的合成纖維——尼龍，這種材料的發(fā)明成為了合成纖維工業(yè)的重大突破，同時(shí)為20世紀(jì)初企業(yè)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新開(kāi)創(chuàng)了先河。由尼龍制成的女士長(zhǎng)筒襪，在百貨商店剛剛上市，就引起了不小的轟動(dòng)。

新材料領(lǐng)域有一個(gè)著名的結(jié)論，叫做“一代材料，一代器件”。從新材料發(fā)展歷史可以看出，新一代材料的誕生足以催生并影響整個(gè)一代工業(yè)產(chǎn)品的衍化發(fā)展。新材料的基礎(chǔ)和先導(dǎo)作用，使其必然與下游產(chǎn)業(yè)深度結(jié)合，從而產(chǎn)生一個(gè)更大的市場(chǎng)。本世紀(jì)初曾有人做一個(gè)測(cè)算，如果美國(guó)的電子工業(yè)投入1美元的半導(dǎo)體材料，就能夠產(chǎn)生出超過(guò)10美元的電子設(shè)備系統(tǒng)；而在交通工業(yè)中如能使相關(guān)材料的使用壽命延長(zhǎng)1%，則可以節(jié)約至少300億美元。

歷史上，那些新出現(xiàn)的或正在發(fā)展中具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料，或采用新技術(shù)（工藝、裝備），使傳統(tǒng)材料性能有明顯提高或產(chǎn)生新功能的材料，都屬于新材料的范疇。在技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了商業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，新材料技術(shù)作為其中的典型，正不斷地從深度、廣度、范圍、形式等多個(gè)方面推動(dòng)著商業(yè)社會(huì)的發(fā)展，并伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)升級(jí)，仍在不斷變化。

新材料產(chǎn)業(yè)開(kāi)創(chuàng)全新的商業(yè)版圖

與傳統(tǒng)的化工、鋼鐵、有色等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)“大佬”相比，今天的新材料充其量只是一個(gè)年輕的“商業(yè)新貴”。但作為重要工業(yè)器件、產(chǎn)品的核心，新材料技術(shù)的發(fā)展開(kāi)創(chuàng)了許多了全新的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，拓展了商業(yè)社會(huì)的版圖，這種發(fā)展的影響巨大而深遠(yuǎn)。新能源材料晶體硅、鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰、碳纖維復(fù)合材料等新材料中的典型代表，不僅在各自的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中引領(lǐng)下游產(chǎn)業(yè)方向，甚至，連其本身的一舉一動(dòng)都牽動(dòng)著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的神經(jīng)。而那些還處在探索階段的新材料，也已經(jīng)開(kāi)始醞釀下一個(gè)商業(yè)計(jì)劃。

光伏功臣多晶硅

當(dāng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，摻雜了微量雜質(zhì)的多晶硅材料，在受到太陽(yáng)能光照時(shí)，不均勻的半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位產(chǎn)生了電位差，將電位連接便形成了電流。也就是說(shuō)，參雜了微量雜質(zhì)的多晶硅材料利用本身的特質(zhì)就能夠?qū)⑻?yáng)能神奇地轉(zhuǎn)化成了電能，這一重大的材料利用進(jìn)展，開(kāi)啟了人類大規(guī)模利用太陽(yáng)能發(fā)電的全新領(lǐng)域。

經(jīng)過(guò)不斷地發(fā)展變遷，目前高純度的晶體硅材料仍然是電子工業(yè)和太陽(yáng)能電池的主流材料，在太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率仍然超過(guò)了90%。有專家預(yù)測(cè)，在未來(lái)50年內(nèi)，晶體硅仍然是太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。

金融危機(jī)爆發(fā)以前，國(guó)際多晶硅價(jià)格一度登頂400美元/kg，成為名符其實(shí)的“多金硅”。在2007年底～2008年初中國(guó)的光伏市場(chǎng)中，“擁硅者為王”，有關(guān)多晶硅、硅材料一度成為媒體、商業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域最?yuàn)Z人眼球的話題。現(xiàn)如今，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展陷入低谷，多晶硅價(jià)格回歸，但晶體硅太陽(yáng)能電池片成本的80%仍然被多晶硅占據(jù)，太陽(yáng)能發(fā)電總成本的20%～30%仍為硅材料。太陽(yáng)能光伏發(fā)電效率的提高，很大程度上還在圍繞硅材料展開(kāi)。

目前，全球太陽(yáng)能占常規(guī)能源的比例不足1%，但未來(lái)隨著石化能源的枯竭，新能源的崛起已經(jīng)是無(wú)法阻擋的趨勢(shì)，太陽(yáng)能作為幾乎無(wú)限的能源窗口，必然還會(huì)在與新材料技術(shù)的相互推動(dòng)下，再次創(chuàng)造歷史。

股神鐘情鐵電池

2008年，股神巴菲特投資的旗下附屬公司MidAmerican（中美能源控股公司）宣布斥資2.3億美元入股一家中國(guó)的新能源汽車生產(chǎn)商——比亞迪10%股權(quán)。這一消息引來(lái)一陣轟動(dòng)，股神的選擇，一定程度上取決于企業(yè)本身成長(zhǎng)性以及它所從事的行業(yè)未來(lái)的潛在價(jià)值。

投資者追逐的股神舉措，將目光投向了這家傳奇色彩的公司以及他所生產(chǎn)的產(chǎn)品。被比亞迪稱作“鐵電池”的正是以磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池2/3的成本構(gòu)成是組成它的四大材料——正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液。一般來(lái)說(shuō)，正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本占據(jù)整個(gè)電池成本的30%左右。作為其中一種新型正極材料，磷酸鐵鋰擁有其他材料無(wú)可比擬的安全性能與循環(huán)壽命，這也正是鋰離子電池的最重要的技術(shù)指標(biāo)，除此之外，磷酸鐵鋰具有無(wú)毒、無(wú)污染、來(lái)源廣泛、成本低等特性，讓國(guó)內(nèi)外汽車制造企業(yè)都廣泛看好其在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用潛力。

比亞迪在新能源汽車上的優(yōu)勢(shì)就源自其對(duì)磷酸鐵鋰材料的開(kāi)發(fā)，它在磷酸鐵鋰電池上的研發(fā)幾乎與國(guó)際同步，并已在其生產(chǎn)的新能源汽車及客車上正式使用，進(jìn)一步驗(yàn)證了這種材料構(gòu)成的電池動(dòng)力系統(tǒng)的綜合性能。有研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，磷酸鐵鋰電池在未來(lái)5-7年將有突破性的發(fā)展，僅中國(guó)就將產(chǎn)生大約150億元的市場(chǎng)規(guī)模?？梢灶A(yù)計(jì)，由磷酸鐵鋰材料推動(dòng)下動(dòng)力電池乃至電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)，必將打開(kāi)下一代汽車市場(chǎng)新的疆界。

材料新秀碳纖維

發(fā)端于軍事工業(yè)的碳纖維產(chǎn)業(yè)近年來(lái)愈來(lái)愈受到商業(yè)資本、產(chǎn)業(yè)資本的追捧。這種高性能纖維的出現(xiàn)為大型客機(jī)、建筑加固、風(fēng)力發(fā)電、體育休閑等諸多領(lǐng)域升級(jí)換代提供強(qiáng)有力的支撐。

碳纖維的比重不足鋼的1/4，而由碳纖維加工而成的復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度卻是鋼的7～9倍，抗拉彈性模量也高于鋼，與此同時(shí)，碳纖維作為一種高性能化學(xué)合成纖維，即兼具紡織纖維的可加工性，又不像鋼鐵等金屬材料那樣易腐蝕。也就是說(shuō)，一種比鋼鐵更堅(jiān)硬、更輕，又能夠耐酸堿腐蝕，還可隨意加工成需要的形狀及尺寸的材料，幾乎滿足了人類對(duì)新材料的大多數(shù)夢(mèng)想。也難怪，碳纖維作為新材料中的標(biāo)志性領(lǐng)域，至今仍讓人為之瘋狂。

不過(guò)，碳纖維高性能的背后是其復(fù)雜的工藝流程和冗長(zhǎng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，全世界只有日本東麗、東邦人造絲和三菱人造絲，美國(guó)的赫克賽爾、卓爾泰克、阿迪拉，以及德國(guó)西格里集團(tuán)，韓國(guó)泰光產(chǎn)業(yè)，中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)塑集團(tuán)等為數(shù)不多的企業(yè)掌握并擁有相關(guān)核心技術(shù)。要從這種高端技術(shù)下分得一杯羹，核心技術(shù)仍然是其中的關(guān)鍵。

神奇的超材料

除了已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入商業(yè)化進(jìn)程的新材料之外，還有一些存在于科學(xué)家探索和設(shè)計(jì)中的新材料也在醞釀之中。美國(guó)波士頓學(xué)院和杜克大學(xué)的科學(xué)家研究小組研制出一種高效“超材料” （metamaterial），能夠吸收所有到達(dá)其表面的光線，達(dá)到光線完全吸收的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。盡管這種似乎超越自然的新觀念還沒(méi)有完全被材料界所接受，但作為一種新的材料設(shè)計(jì)理念，已經(jīng)引發(fā)了各界的關(guān)注。這種“新材料”所表現(xiàn)出的潛在商業(yè)價(jià)值，將隨著技術(shù)本身的不斷發(fā)展逐步顯現(xiàn)。

下一個(gè)商業(yè)神話？

據(jù)北京市2001年進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，2000年末，新材料產(chǎn)業(yè)在世界市場(chǎng)的銷售額約為4000億美元，而美國(guó)和日本國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)分別達(dá)到了1550億美元和12.6萬(wàn)億日元。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，根據(jù)工信部的最新的統(tǒng)計(jì)顯示，2010年我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)超過(guò)6500億元，比2005年年均增長(zhǎng)約20%。其中，稀土功能材料、先進(jìn)儲(chǔ)能材料、光伏材料、有機(jī)硅、超硬材料、特種不銹鋼、玻璃纖維及其復(fù)合材料等產(chǎn)能居世界前列?！笆濉蹦虏牧峡偖a(chǎn)值將達(dá)到2萬(wàn)億元，年均增長(zhǎng)率超過(guò)25%。

與全球其他國(guó)家的大型產(chǎn)業(yè)集團(tuán)參與新材料的研發(fā)生產(chǎn)有所不同，中國(guó)的新材料企業(yè)普遍規(guī)模較小，但在某些領(lǐng)域，發(fā)展水平卻與西方發(fā)達(dá)國(guó)家差距不大，這與中國(guó)新材料特殊的發(fā)展歷程有關(guān)。

1958年，國(guó)家最高領(lǐng)導(dǎo)人毛澤東主席就提出了“以鋼為綱”的方針，將材料工業(yè)的發(fā)展作為新中國(guó)工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略性方向。周恩來(lái)總理在領(lǐng)導(dǎo)制定《1956～1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃》時(shí)也把新材料項(xiàng)目列入其中。1985年，國(guó)家科委設(shè)立了新材料辦公室，對(duì)新材料的中長(zhǎng)期發(fā)展制訂了相應(yīng)的規(guī)劃，就是在這個(gè)時(shí)期，有機(jī)硅、有機(jī)氟、耐火纖維、碳纖維、復(fù)合金屬、熱噴涂、導(dǎo)電復(fù)合陶瓷、合成云母等共幾十個(gè)新材料取得了階段性成果，為今天的國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。國(guó)家層面的布局與支持，讓今天包括中國(guó)建材集團(tuán)、藍(lán)星集團(tuán)、中科三環(huán)等在內(nèi)的諸多新材料企業(yè)，得以快速成長(zhǎng)并不斷發(fā)展壯大。

今年年初，國(guó)家工信部發(fā)布了《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，國(guó)家再次為新材料這一特殊的產(chǎn)業(yè)體系布局規(guī)劃。

《規(guī)劃》中稱，新能源方面，“十二五”期間，我國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)6000萬(wàn)千瓦以上，建成太陽(yáng)能電站1000萬(wàn)千瓦以上，核電運(yùn)行裝機(jī)達(dá)到4000萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)共需要稀土永磁材料4萬(wàn)噸、高性能玻璃纖維50萬(wàn)噸、高性能樹(shù)脂材料90萬(wàn)噸、多晶硅8萬(wàn)噸、低鐵絨面壓延玻璃6000萬(wàn)平方米，需要核電用鋼7萬(wàn)噸/年、核級(jí)鋯材1200噸/年、鋯及鋯合金鑄錠2000噸/年。

節(jié)能、新能源汽車方面，到2015年，我國(guó)新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量將超過(guò)50萬(wàn)輛，需要能量型動(dòng)力電池模塊150億瓦時(shí)/年、功率型30億瓦時(shí)/年、電池隔膜1億平方米/年、六氟磷酸鋰電解質(zhì)鹽1000噸/年、正極材料1萬(wàn)噸/年、碳基負(fù)極材料4000噸/年。乘用車需求超過(guò)1200萬(wàn)輛，需要鋁合金板材約17萬(wàn)噸/年、鎂合金10萬(wàn)噸/年。

高端裝備制造方面，“十二五”期間，航空航天、軌道交通、海洋工程等高端裝備制造業(yè)，預(yù)計(jì)需要各類軸承鋼180萬(wàn)噸/年、油船耐腐蝕合金鋼100萬(wàn)噸/年、軌道交通大規(guī)格鋁合金型材4萬(wàn)噸/年、高精度可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金切削工具材料5000噸。到2020年，大型客機(jī)等航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要高性能鋁材10萬(wàn)噸/年，碳纖維及其復(fù)合材料應(yīng)用比重將大幅增加。

新一代信息技術(shù)方面，預(yù)計(jì)到2015年，需要8英寸硅單晶拋光片約800萬(wàn)片/年、12英寸硅單晶拋光片480萬(wàn)片/年，平板顯示玻璃基板約1億平方米/年，TFT混合液晶材料400噸/年。

節(jié)能環(huán)保方面，“十二五”期間，稀土三基色熒光燈年產(chǎn)量將超過(guò)30億只，需要稀土熒光粉約1萬(wàn)噸/年；新型墻體材料需求將超過(guò)230億平方米/年，保溫材料產(chǎn)值將達(dá)1200億元/年；火電煙氣脫硝催化劑及載體需求將達(dá)到40億元/年，耐高溫、耐腐蝕袋式除塵濾材和水處理膜材料等市場(chǎng)需求將大幅增長(zhǎng)。

生物產(chǎn)業(yè)方面，2015年，預(yù)計(jì)需要人工關(guān)節(jié)50萬(wàn)套/年、血管支架120萬(wàn)個(gè)/年，眼內(nèi)人工晶體100萬(wàn)個(gè)/年，醫(yī)用高分子材料、生物陶瓷、醫(yī)用金屬等材料需求將大幅增加?？山到馑芰闲枰廴樗幔≒L A）等5萬(wàn)噸/年、淀粉塑料10萬(wàn)噸/年。

在國(guó)家的強(qiáng)力推動(dòng)下，整個(gè)新材料產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展的基礎(chǔ)得以鞏固，單個(gè)企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)的時(shí)間能夠有效縮短，有更多的企業(yè)可以有機(jī)會(huì)參與全球新材料技術(shù)的高端競(jìng)爭(zhēng)。21世紀(jì)的百年才剛剛開(kāi)始，中國(guó)的新材料產(chǎn)業(yè)是否也能夠誕生出如通用電氣、杜邦那樣驅(qū)動(dòng)歷史、改變世界的企業(yè)，讓我們拭目以待。