"在第4次工业革命浪潮下，市场对新材料的需求愈发迫切，中国高端新材料发展正处于关键窗口期。"5月19日，在北京召开的2025年北京新材料大会暨第七届京津冀石墨烯大会上，中国工程院院士、中国工程院原副院长、国家新材料产业发展专家咨询委员会主任干勇，在做题为《新材料产业现状与发展》的报告时如是指出。
图为干勇
他表示，当前国家正全力推进新材料领域战略布局。国家新材料实验室在苏州落成，国家新材料数据中心也已启动建设，"十五五"新材料重点国家计划指南与顶层设计同步推进，这些都标志着我国新材料产业发展迎来关键转折点。
新材料自主研发能力步入高端化、快速发展阶段
干勇表示，从全球格局来看，美国、欧洲、日本目前处于新材料领域第一梯队，中国领衔韩国、俄罗斯等组成的第二梯队。尽管如此，国际新材料产业垄断趋势却在不断加剧，东丽、帝人、英伟达等行业巨头的市场控制力持续增强。值得肯定的是，我国材料产业已构建起较为完整的生态体系，近200种材料产量位居世界首位。我国新材料自主研发能力步入高端化、快速发展阶段，半导体照明、电致发光QLED材料、光伏材料等多个领域达到国际领先水平。从科研成果来看，我国新材料领域论文专利数量全球居首，其中半导体材料专利数量更是达到美国的两倍。
干勇介绍，关键新材料作为我国国家重大工程实施的物质根基，为初期建设、重大工程推进、高端装备制造以及信息能源发展提供了坚实保障，在各领域取得了显著成就。在材料创新体系建设上，随着国家材料实验室成立，50余个新材料重点实验室获批，各区域新材料实验室、企业技术中心也蓬勃发展，浙江甬江实验室、东莞松山湖实验室等都是其中的优秀代表，新平台与新模式正不断涌现。
"从重点领域的支撑保障能力来看，第4次工业革命推动新型信息技术、能源科学与功能材料迈向新高度。先进技术、人工智能、通信网络、量子计算等领域对新材料的需求持续攀升，能源动力、信息显示、生命健康等领域更是需求旺盛。经预测，到2030年，我国高温合金需求量至少达7万吨；三代半导体、半导体抛光片年产量将达7.5亿片，半导体外延芯片达6亿平方英寸。当前，以新东方为首的企业，信息显示液晶面板年产量达3.6亿平方米，耐热钢等材料的需求同样庞大。"他列出了一组数据，并展开讲道。
干勇表示，近年来，我国在诸多关键材料领域实现快速发展。高温合金、特种合金、超导材料、碳纤维、碳化硅晶片等成果显著。反观国外，美国、欧洲、日本聚焦先进材料研发，重点推进材料基因组计划，主攻下一代光电、纳米超材料、显示材料、超宽禁带材料以及低维材料等领域，同时将微电子、光电子通讯、人工智能、光电融合材料作为研发重点。
"在我国积极推进新质生产力发展格局中，以新能源为根基的技术路径，与美国依托人工智能算力大模型的领先优势，形成全球科技竞争的两条带有对抗意味的主线。"他说。
在此背景下，大国之间的竞争愈发激烈，中国在材料及各领域都亟需提升自主创新能力，以增强核心竞争力。
人工智能或将引导材料科学领域变革
据干勇所述，我国新质生产力体系中虽已融入人工智能，但AI技术的发展需要海量算力支撑与能源消耗。"这正是华为等企业在信息技术、能源体系及第四次工业革命关键领域的布局重点。"他说。
从石墨烯等低维材料的突破，到半导体技术在材料、器件、能源、信息领域的深度演进，我国正构建跨学科的技术融合体系。与此同时，美国凭借完整的人工智能实验室网络与5G开发体系，正推动大模型生成式AI向通用人工智能加速演进，并将AI技术深度嵌入材料科学、气候研究、生命科学等前沿领域。
干勇表示，在材料科学领域，人工智能正引发革命性变革。通过高通量第一性原理计算模型，材料研发效率实现指数级提升。美国已从3200万种材料结构中，通过AI预测筛选出全固态电池材料，并完成"理论预测—实验验证—应用落地"的闭环。目前，全球已识别出38万种热力学稳定晶体材料，AI驱动的材料发现速度较传统实验模式提升数百倍。"这种技术进步，可谓一日千里。"他说。
"面向未来制造场景，智能制造的核心聚焦于智能装备、智能机器人与极端制造技术。"干勇介绍，就微观尺度制造而言，以原子、分子、电子为基础单元的材料制备技术至关重要。通过精准控制微观成分与结构（如热、电、光、磁效应调控），可开发光子材料、光电材料、碳基材料及超高性能复合材料，直接支撑芯片、集成电路、微型机器人等领域的迭代升级。目前，我国已实现原子级精密合成新材料，为纳米电子学与量子器件奠定基础。就宏观尺度制造而言，在极端制造领域，我国已掌握600吨级核能压力容器、数百吨大锻件等超大型构件的制造能力，深海探测器、深地钻探装备、深空航天器所需的极端环境材料（如耐超高温、超低温、强辐射材料）均实现技术突破。在量子计算与新型存储领域，全球正沿着超导、光量子、半导体、拓扑量子计算等多元技术路线探索。与此同时，3D存储技术的成熟，为海量数据存储与算力提升提供了新范式。
力争2035年全面建立材料前沿支撑技术体系
干勇介绍，近日，科技部正式发布《新材料重大专项（科技创新2030重大项目）》，围绕高温合金、高端装备用特种合金、高性能纤维及复合材料等7大领域、160余种关键材料展开研发攻关，明确了2025年、2027年、2030年重点材料自给率目标，目前31个应用系统已全面启动。其中，中国的新材料重大项目七大方向包括核级碳化硅、氮化硅、碳化硼粉体产业，高性能碳化硅纤维产业，核废处理用陶瓷固化体，陶瓷基选择性发射体，多孔陶瓷，稀土材料，面向未来产业布局的新材料。
这一国家战略级专项不仅为新材料产业注入强劲动能，更推动仪器设备行业迎来技术升级与市场扩容的双重机遇，引发产业链高度关注。
干勇认为，通过七大领域突破，我国将在航空航天动力系统、极端环境装备、新一代信息技术、绿色能源等关键领域实现材料自主可控，同时以材料基因组计划为引擎，推动"数据-设计-制造"全链条智能化，助力我国从"材料大国"向"材料强国"跨越，在全球科技竞争中构建战略优势。
作为大会主题，石墨烯等先进碳材料备受关注。干勇指出，中国已实现晶圆级石墨烯单晶生长技术突破，其散热膜应用于华为等超3亿部终端设备。石墨烯在半导体封装、集成电路、高压电网等领域的产业化进程加速，未来或推动芯片技术"换道超车"。此外，中国在金刚石领域占据全球95%产能，6G通信高频器件、大尺寸CVD金刚石制备技术国际领先；碳纤维年产能预计2030年达15万吨，支撑风电、航空航天等重大需求。
"到2035年，我们要全面建立满足战略领域和未来产业发展需求的材料前沿支撑技术体系，致力建成可以支撑科技强国发展的材料强国。"干勇最后表示。
