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(jié)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(shè)的基調(diào)。此次歷史性的變革以工業(yè)為突破口，帶領(lǐng)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(chǎn)力”這一正確決策，可見黨對科學技術(shù)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(shù)產(chǎn)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(shù)的發(fā)展狀況及成果轉(zhuǎn)化水平與國家整體科技競爭力存在著必然的聯(lián)系，是推動國家科技進步的原動力，直接關(guān)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(shù)之一的新材料技術(shù)得到越來越多國內(nèi)外研究者的重視，成為各國多領(lǐng)域關(guān)注的熱點。新材料產(chǎn)業(yè)涵蓋的產(chǎn)品種類繁多，功能應用廣泛，但各國市場現(xiàn)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(lǐng)域甚至統(tǒng)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(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃顯得尤為重要。產(chǎn)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(diào)，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(shè)計開始，通常行業(yè)發(fā)展應當依次經(jīng)歷頂層設(shè)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(jīng)驗，或?qū)⑺麌南冗M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(shù)的研究，各國已經(jīng)形成多層次、跨領(lǐng)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(chǎn)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(jù)其他各國高新技術(shù)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路的特點，總結(jié)出對我國新材料產(chǎn)業(yè)有益的經(jīng)驗啟示。

二、新材料先進國家現(xiàn)狀特征分析

（一）美國

1.政策趨勢

長久以來，科學技術(shù)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(lǐng)先國家一直是美國，美國對新材料技術(shù)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(guān)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(lǐng)域，并從國家層面對新材料發(fā)展進行了系統(tǒng)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(guān)的產(chǎn)業(yè)政策。

表1 美國新材料產(chǎn)業(yè)政策

由上表可以看出，美國有關(guān)新材料發(fā)展的政策引導較密集，涵蓋的領(lǐng)域包括國防安全、清潔能源、特種材料等，包含了納米技術(shù)材料、復合材料、生物材料、能源材料及半導體材料等諸多領(lǐng)域的材料。美國的新材料產(chǎn)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(shù)等方面一直處于高度領(lǐng)先狀態(tài)。

2.特征分析

現(xiàn)階段，美國將直接影響經(jīng)濟繁榮及國家安全的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)分為六類，而新材料位居第一大類。在此基礎(chǔ)上，美國確定了22項關(guān)鍵技術(shù)，在這其中，與新材料產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)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(jīng)營狀況來看，各企業(yè)經(jīng)營優(yōu)勢領(lǐng)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(lǐng)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(lǐng)域服務，因此美國新材料產(chǎn)業(yè)具有明顯的軍工特色，多數(shù)前沿新材料產(chǎn)品多服務于軍工產(chǎn)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(lǐng)域的高性能產(chǎn)品更是處于被嚴密封鎖狀態(tài)，相關(guān)軍工企業(yè)數(shù)據(jù)難以獲得。

美國的新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展有以下經(jīng)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(chǎn)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(gòu)共同推進新材料產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展，因此美國基本上已經(jīng)形成了非常成熟的新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈。社會層面主要聯(lián)合大學、科研機構(gòu)等研發(fā)性組織，對材料的基礎(chǔ)理論等方面進行試驗研究，再結(jié)合企業(yè)實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)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(cè)重點是優(yōu)先轉(zhuǎn)化價值大、市場應用前景廣闊的新材料類型，制定的產(chǎn)業(yè)政策主要導向是支持新材料產(chǎn)業(yè)研發(fā)。

日本政府為了凸顯新材料產(chǎn)業(yè)對國家發(fā)展的重要性，不僅在1984年頒布了《科學技術(shù)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(gòu)，主要針對電子、生物工程等新材料相關(guān)技術(shù)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(chǔ)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(nèi)容，可見對創(chuàng)新的重視。并在分階段的“科學技術(shù)基本計劃”中的第四期（2011年—2015年）主題中，為日本高新技術(shù)新材料產(chǎn)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(chǎn)業(yè)所處的重要地位。

2010年日本結(jié)合日本當前新材料產(chǎn)業(yè)長處和短處，發(fā)布了《日本產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(shù)、碳纖維等高精尖技術(shù)，并對這些領(lǐng)域進行了深入的現(xiàn)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(lǐng)域達成的目標制定了一系列相關(guān)措施。

2016年1月，日本政府審議通過了《第五期科學技術(shù)基本計劃(2016-2020)》，計劃要求日本政府未來5年內(nèi)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(shù)，這也是為什么日本能在新材料技術(shù)處于世界領(lǐng)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(lǐng)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(shù)、產(chǎn)業(yè)升級，不斷擴大應用領(lǐng)域，從而不斷提升產(chǎn)品的附加值及市場占有率。碳纖維技術(shù)首先是美國提出來的，在新材料領(lǐng)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(shù)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(chǎn)研結(jié)合的方式推動碳纖維產(chǎn)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(lǐng)域的應用價值。目前日本碳纖維材料占據(jù)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(shù)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(shè)計與推動，其次是社會企業(yè)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)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(tǒng)領(lǐng)域有著深厚的基礎(chǔ)，在新材料等高新技術(shù)領(lǐng)域也有著國際領(lǐng)先的實力。德國在國家層面十分重視高新技術(shù)的研究，將高新技術(shù)的開發(fā)與基礎(chǔ)研究作為德國聯(lián)邦政府的一項硬性任務。政府結(jié)合本國現(xiàn)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(shù)升級以及產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。德國聯(lián)邦政府在20世紀60年代就意識到高新技術(shù)對國家發(fā)展的重要性，因此針對新材料高新技術(shù)、計算機技術(shù)和航空航天制定了發(fā)展研究計劃綱要。

1994年，德國聯(lián)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(lǐng)先。

2006年德國為了使自己的科學技術(shù)能夠達到世界領(lǐng)先水平，制定了《德國高技術(shù)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(nèi)高速發(fā)展德國的高新技術(shù)產(chǎn)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(lián)邦政府為持續(xù)在高新技術(shù)產(chǎn)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(shù)戰(zhàn)略》，這是自從2006年德國第一個國家高新技術(shù)戰(zhàn)略總體規(guī)劃之后，為了促進高新技術(shù)的蓬勃快速發(fā)展，制定的又一項探求未來高新技術(shù)產(chǎn)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(tǒng)領(lǐng)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(shù)產(chǎn)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(shù)深入研究，還提出了多項技術(shù)并行混合研究計劃及領(lǐng)域交叉研究計劃，這些技術(shù)領(lǐng)域包括專項支持信息通信技術(shù)、光電子技術(shù)、納米技術(shù)、微電子技術(shù)、先進制造工藝、先進材料、空間技術(shù)、生物技術(shù)以及這些技術(shù)的混合并行研究。

2012年11月，德國聯(lián)邦政府為了充分利用廢棄物的原材料，啟動了《原材料經(jīng)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(guān)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(shù)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(lián)網(wǎng)、新材料、新能源、生物技術(shù)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(lǐng)先地位，新材料技術(shù)的發(fā)展和應用十分必要。

德國于2016年3月頒布了《數(shù)字戰(zhàn)略2025》，這項戰(zhàn)略明確了數(shù)字化、智能化的必要性及向數(shù)字智能化轉(zhuǎn)型的必要性以及要快速實現(xiàn)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(guān)高新技術(shù)材料的。

2.特征分析

現(xiàn)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(chǎn)業(yè)發(fā)展也是政策先行，從國家層面對產(chǎn)業(yè)進行整體規(guī)劃。更重要的一點是德國的技術(shù)領(lǐng)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(lián)合會、德國馬普學會、萊布尼茨研究聯(lián)合會、佛朗霍夫協(xié)會等，并有諸如拜耳、漢高、贏創(chuàng)工業(yè)等科研、產(chǎn)出能力較強的企業(yè)為產(chǎn)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(lǐng)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(jīng)濟部和教育科學技術(shù)部表示為發(fā)展“納米融合2020項目”，快速將納米技術(shù)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(shù)基本計劃》，此項計劃包含了120項國家戰(zhàn)略技術(shù)，這其中還包含30項重要技術(shù)的研究開發(fā)，這30項重要技術(shù)是韓國未來技術(shù)研究的主要方向，技術(shù)包括互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)、高新材料技術(shù)等，并且這些研究技術(shù)包含領(lǐng)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(jié)構(gòu)材料、納米彈性元件、生態(tài)材料等。

2014年，在3D打印技術(shù)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(shù)發(fā)展、設(shè)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(chǔ)之上，為了成為3D打印技術(shù)世界領(lǐng)先國家，提高綜合競爭力，韓國頒布了《韓國3D打印產(chǎn)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(jù)市場優(yōu)勢。韓國已擁有的家電、汽車、半導體、液晶顯示器產(chǎn)業(yè)，與人工智能(Artificial Intelligence，AI))和物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IOT))等智能信息技術(shù)相結(jié)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(shù)做了梳理，其中包括多種關(guān)于新材料的技術(shù)：高性能高效結(jié)構(gòu)材料、下一代高密度存儲材料、自組裝的納米材料技術(shù)、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(xiàn)階段，韓國在半導體、造船、汽車、電子通信等產(chǎn)業(yè)具備優(yōu)勢，在零部件產(chǎn)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(chǎn)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(jié)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(chǎn)業(yè)發(fā)展特征分析可得出以下四個結(jié)論，為我國新材料產(chǎn)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(shù)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(chǎn)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(xié)同作用下，社會創(chuàng)新資源、產(chǎn)業(yè)資源以及社會資本將受政策與市場的引導實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，進而實現(xiàn)整個產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的高效運作。

（二）集約集群化發(fā)展

從材料先進國家的產(chǎn)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(gòu)和企業(yè)聯(lián)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(chǎn)業(yè)集約集群化發(fā)展趨勢。德國則通過企業(yè)聯(lián)盟或行業(yè)協(xié)會使得資源集聚化，該縱向一體化的方式使得產(chǎn)業(yè)上下游資源能夠有效整合。為推動整個新材料產(chǎn)業(yè)的向前邁進，可通過大企業(yè)的帶動，實現(xiàn)整個行業(yè)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，資源得到充分利用。

（三）能源環(huán)境協(xié)調(diào)，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(chǎn)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(wǎng)和終端產(chǎn)品的革新與生產(chǎn)。通過新材料的發(fā)展，建筑行業(yè)和風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)有了更多地選擇，進而使得這些產(chǎn)業(yè)有了突破性進展。新材料正向著多樣化、功能集成、結(jié)構(gòu)微型、模塊集成、數(shù)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(jīng)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(chǎn)業(yè)與納米技術(shù)相結(jié)合，得到的產(chǎn)品功能將更齊全、更現(xiàn)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(shù)。

（四）“政產(chǎn)學研用金”形成合力

發(fā)達國家對于產(chǎn)業(yè)的推動手段較為相似，通過“政、產(chǎn)、學、研、用、金”的方式共同推動產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。政策實施、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、高校資源、科研機構(gòu)、用戶端創(chuàng)新、金融支持等手段成為了推動材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要手段。前期通過頂層設(shè)計與政策引導，確立產(chǎn)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(chǎn)業(yè)初期相關(guān)項目的的啟動工作。后期產(chǎn)學研的結(jié)合是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要組成部分，該階段以生產(chǎn)企業(yè)為主體，聯(lián)合研究機構(gòu)、高校資源實現(xiàn)技術(shù)的改進，或通過企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)新的方式推進技術(shù)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(nèi)部都會設(shè)立獨立的產(chǎn)品研究部門，每年在新產(chǎn)品的研究開發(fā)方面都有較大資金投入，以期實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)新。隨著產(chǎn)品應用范圍的推廣，用戶對產(chǎn)品的要求不斷提高，而用戶對于產(chǎn)品性質(zhì)及功能的理解與需求成為了產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)展的源頭，部分產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)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(nèi)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(chǎn)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(jīng)濟支持。