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材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，也是人類社會發(fā)展的先導?；厮莨I(yè)革命歷程，每一次產(chǎn)業(yè)升級都需要材料的創(chuàng)新和進步的支撐。
新材料是指新近發(fā)展或正在發(fā)展的具有優(yōu)異性能的結構材料和有特殊性質的功能材料。在當前新一代信息技術、新能源、智能制造等新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起的背景下，疊加中國“雙碳”目標對新材料市場需求的拉動，部分處于產(chǎn)業(yè)鏈關鍵位置的新材料地位愈加凸顯。
2022 年正值中國產(chǎn)業(yè)升級與“雙碳”政策推進的關鍵階段，半導體和新能源行業(yè)再度成為關注的焦點。能否在這兩個領域取得突破一定程度上決定了產(chǎn)業(yè)升級和“雙碳”政策的落地進程。
DeepTech 基于技術分析和文獻研究，針對半導體與新能源領域，聚焦產(chǎn)業(yè)鏈中關鍵新材料部分，從前沿技術、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、企業(yè)、研究機構與人才角度進行分析，提煉出 2022 年中國關鍵新材料技術及創(chuàng)新生態(tài)發(fā)展圖景，以饗讀者。
超越“摩爾定律”，第三代半導體材料創(chuàng)新“雨林”生機盎然
第三代半導體材料，指帶隙寬度明顯大于 Si（1.1eV）和 GaAs（1.4eV）的寬禁帶半導體材料，主要包括 Ⅲ 族氮化物（如 GaN、AlN 等）、碳化硅（SiC）、氧化物半導體（如 ZnO、Ga2O3 等）和金剛石等寬禁帶半導體。
相對于第一代半導體材料 Si 和第二代半導體材料 GaAs 和 InP，第三代半導體材料具有高擊穿電場強度、高熱導率、高電子飽和率、高漂移速率以及高抗輻射能力等優(yōu)越性能。應用也較為廣泛，覆蓋了中高壓電力電子轉換、毫米波射頻和高效半導體光電子等領域，是制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的重要支撐。
2017 年，中國第三代半導體產(chǎn)業(yè)全面啟動，中央和地方出臺相關政策加大對第三代半導體材料及產(chǎn)業(yè)化應用扶持力度。
經(jīng)過幾年的發(fā)展，中國第三代半導體主要企業(yè)由中試進入大規(guī)模量產(chǎn)階段，多地已經(jīng)集聚了相對完整的第三代半導體產(chǎn)業(yè)鏈，具備建設產(chǎn)業(yè)集群的條件。
與全球同步，中國科研院所和大學也相繼開展了第三代半導體材料的研究，主要包括中科院物理所、山東大學、中科院硅酸鹽所、中科院半導體所以及中國電子科技集團第 46 研究所等單位，這些科研單位的超前研究成果構建了中國第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術基礎。
跳躍在汽車電動化浪尖，鋰電材料扛起“鏈主”擔當
汽車電動化浪潮驅動鋰離子電池材料行業(yè)飛躍發(fā)展。不管從國家政策支持力度還是市場化發(fā)展程度來看，新能源汽車產(chǎn)業(yè)已然成為未來不可阻擋的趨勢。
旺盛的下游需求刺激了中國鋰電材料產(chǎn)業(yè)的迅速增長。新能源汽車作為鋰離子電池的主要用戶近年來增長迅速。2020 年中國新能源汽車銷售額占全球新能源汽車銷售額的 40.7%，僅比歐洲少 3.1 個百分點。而在銷量方面，2021 年中國新能源汽車銷量 352.1 萬輛，連續(xù)七年銷量位居全球第一。
在政策的支持下，中國鋰離子電池材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。鋰電材料產(chǎn)業(yè)是中國新能源汽車發(fā)展的關鍵，中國鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展得到了政府政策的大力支持，在十幾年間各部委出臺了多元化鼓勵鋰電材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策。
鋰離子電池的“四大主材”——正極材料、負極材料、隔膜和電解液，共同決定了鋰離子電池的性能，是新能源產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。
中國鋰電材料產(chǎn)業(yè)在下游市場和政策的雙重助力下得到了蓬勃的發(fā)展，鋰電材料相關企業(yè)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)大量涌現(xiàn)，逐漸產(chǎn)生了聚集態(tài)勢。
在中科院物理所陳立泉院士的帶領下，中國學者們對鋰離子電池材料的研究已持續(xù)四十余載，研究機構和人才已經(jīng)形成了較為成熟的研究生態(tài)。
以中科院物理所、中科院化學所為代表的研究機構為中國鋰電材料技術的發(fā)展奠定基礎，南開大學、清華大學、中南大學等高校在細分領域發(fā)力，射洪鋰電研究院等研究機構與產(chǎn)業(yè)園區(qū)緊密配合，中國建立起了具備多層次結構的研究體系。
“頂層設計”出爐，氫能四大產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)建設正酣
人類需要一場清潔、低碳、安全、高效的能源變革?？稍偕茉慈缣柲?、風能、水電等受其固有的間歇性、波動性限制，缺乏高效儲能手段導致大量能源浪費。
氫能作為一種潔凈的二次能源載體，可以由可再生能源高效轉化得到，且具備替代化石能源的潛能，是實現(xiàn)從化石能源到可再生能源的可持續(xù)循環(huán)中的關鍵一環(huán)。
隨著全球能源低碳化轉型需求逐漸迫切，各國政府先后出臺政策鼓勵本國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中國政府于 2019 年將氫能列入了清潔能源產(chǎn)業(yè)，并持續(xù)推出鼓勵政策，加速中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2022 年 3 月 23 日，國家發(fā)改委推出《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035）》，為中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展制定了頂層規(guī)劃。
在政策的引導下，中國氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)發(fā)展迅速，各地區(qū)因地制宜，在氫能材料領域進行布局，逐漸形成了長三角、珠三角、環(huán)渤海和川渝鄂四大聚集區(qū)。
中國的氫能技術尚且不成熟，儲氫、氫燃料電池等技術還有待突破。在尋求技術突破的過程中，各大高校和研究院所扮演了相當重要的角色。
在眾多研究機構中，中科院大連物化所等研究單位為中國氫能產(chǎn)業(yè)奠定了技術基礎；清華大學、南開大學、同濟大學等科研單位在細分領域進行深入研究，完善了中國氫能研究體系。
隨著中國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，部分產(chǎn)學研深度融合的研究院所紛紛涌現(xiàn)，如佛山（云?。淠墚a(chǎn)業(yè)與新材料發(fā)展研究院等，科研院所與研究團隊共同支撐起了中國氫能技術的研究體系。
結語
關鍵新材料是未來高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導。
此時正當中國產(chǎn)業(yè)升級轉型和“雙碳”政策推進的關鍵時期，先進半導體材料、新型鋰電材料和氫能材料等關鍵新材料重要性凸顯。這些產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，逐漸形成了鼓勵政策完善、研究體系成熟、產(chǎn)業(yè)鏈條完整的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。
在市場和政策的雙重驅動下，先進半導體材料、新型鋰電材料、氫能材料等關鍵新材料的技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。在可以預見的未來，中國的關鍵新材料將邁上新的臺階。
DeepTech發(fā)布《2022關鍵新材料技術及創(chuàng)新生態(tài)發(fā)展圖景研究報告》
*以上分析僅供參考，不構成任何投資建議
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