“一代材料,一代创新”。新材料产业是战略性、基础性产业,也是高技术竞争的关键领域。
近几年,在新一轮科技革命和产业革命的大背景下,新材料技术不断取得新突破,新材料和新物质结构不断涌现,全球新材料产业保持快速增长态势。中国新材料产业进入发展加速期。
公开数据显示,2019-2022年,我国新材料产业总产值从4.5万亿元增长至6.7万亿元,年均复合增长率为14.2%;2023年总产值达到7.9万亿元。2025年我国新材料产业总产值有望破10万亿元大关。
当前,以新一代信息技术、新能源、智能制造等为代表的新兴产业快速发展,对材料提出了更高要求。面向新兴产业亟需发展的新材料有哪些
集成电路关键材料
集成电路是在一小片半导体材料薄片(芯片)上的一组电子电路。对我国下一阶段的发展来说,自主研发集成电路关键战略材料尤为关键,特别是硅晶圆、光掩膜、光刻胶及附属产品、溅射靶材等四大集成电路制造关键材料。
加大力量补短板。重点布局覆盖130~90nm、90~28nm技术节点的先进逻辑产品、先进存储器用晶圆制造成套工艺和先进封装成套工艺的各类关键材料开发,包括193nm浸没式光刻胶及其配套抗反射材料和特种试剂、高阶逻辑工艺和先进存储用前驱体系列产品、高阶工艺用抛光液和抛光垫、特种合金靶材及先进封装用多种材料;部署开发20~14nm、14~7nm及其以下技术代逻辑产品和先进存储器需求关键产品。
信息功能陶瓷材料
信息功能陶瓷是具有电、磁、声、光、热、力、化学或生物等不同性能之间相互转化和耦合效应的一类无机非金属功能材料,亦称为功能陶瓷或电子陶瓷,主要包括介电、铁电、压电、热释电、半导体、电光、磁性、高温超导等多种功能的新型高技术陶瓷。基于各种功能效应的新一代电子元器件如:MLCC电容器、片式电感器、电阻器、PTC和NTC热敏电阻、变阻器、晶界层电容器、滤波器、谐振器、压电换能器、驱动器、微位移器等等,它们是计算机、集成电路、移动通信、能源技术和电子等领域的重要基础材料与元器件。
随着高新技术的快速发展,功能陶瓷材料的发展趋势是多层化、低维化、复相化、织构化以及高均匀性、低成本、低温合成、环境协调;新型元器件则朝着片式化、微型化、模块化、低功耗、高频化、智能化、绿色化、大功率以及在极端条件下服役的高可靠性方向发展。
需集中力量开展具有优良介电性能,适合新一代无源集成组件应用的低、中、高介电常数低温共烧陶瓷介质材料开发;解决器件集成中异质材料工艺匹配、外场下的稳定性等关键共性问题,获得材料结构‒工艺‒电性能‒服役特性优化的途径,推动低成本、高性能的无源集成器件用介质材料制备;针对新一代无线通信、可穿戴电子系统应用,探索基于自主介质材料的新型无源器件的设计、制备和集成技术。
先进能源材料
新型工业化的核心驱动力是科技创新,遵循绿色、低碳、循环的原则,必然与新能源材料及其产业紧密相关。围绕不同的能源转化、存储方式和原理,先进能源材料需重点发展燃料电池材料、热电材料、超级电容器材料、固体锂电材料、生物质能材料、光电材料和纳米能源材料等方向。
加速推进氢燃料电池新材料与部件的产业化,进一步推进锑化铋热电材料体系的产业化进程,研制综合性能优异的正/负极材料、功能性电解液及隔膜等超级电容器关键材料,突破固态电池材料在电导率、成本、批量生产等方面的问题,加快推进生物质液体燃料清洁制备与高值化利用技术产业化,解决新型光伏材料批量化生产过程中造成的转换效率下降问题,实现纳米发电机在人机交互、智能医疗和仿生智能器件等重要领域中的应用。
新型显示材料
新型显示材料是信息和材料领域竞争的“焦点”“热点”和“卡点”。美国、韩国、日本等世界主要国家均高度重视显示材料发展,而我国也在高位布局新型显示材料创新体系。从材料功能性划分,新型显示材料分为显示功能材料、显示玻璃材料、柔性高分子材料、显示配套材料四大类。
突破一批显示关键短板材料,如显示功能材料领域中OLED终端发光材料、激光显示荧光材料;显示玻璃材料领域中高世代TFTLCD玻璃基板、OLED玻璃基板材料;显示配套材料领域中彩色光刻胶、高精细度掩膜版;柔性显示高分子材料领域中高端PI薄膜、柔性OCA光学胶等。
布局一批前沿显示材料,如开展纳米LED显示、光场显示等前沿显示技术研发布局。同时,向空间显示去发展。如何在更大的空间进行显示,可能就需要把材料复合、3D制造和可视卷曲有机结合起来。在极冷、极热、超高压、高辐照等极端情况下,思考如何解决这些问题。
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