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新材料被稱為“發(fā)明之母”，同時也有“產業(yè)糧食”之美譽，目前還是世界各國爭相攻堅的技術高地。相較于其他科技領域的創(chuàng)新突破，新材料具備一定的特殊性：存在巨大的技術壁壘，同時又能在高端制造當中作為基礎資源，擁有巨大的市場需求和廣闊的應用前景。

《“十四五”規(guī)劃》提出深入實施制造強國戰(zhàn)略，并就高端材料的發(fā)展做出明確指示。政策利好，給予我國新材料產業(yè)巨大的機遇。同時，新材料科技領域的特殊性，注定了這是一場“不見兔子不撒鷹”的探索乃至冒險，“找下游”成了整個賽道玩家必須做好的一門功課。

1.新材料風起：開啟高端制造的鑰匙

材料工業(yè)作為我國七大戰(zhàn)略新興產業(yè)、“中國制造2025”重點發(fā)展的十大領域和科創(chuàng)板六大領域之一，是我國重要的戰(zhàn)略性新興產業(yè)，也是制造強國和國防工業(yè)發(fā)展的關鍵保障。

新材料涉及的門類廣泛，但總體來說可以分為兩大類：擁有優(yōu)異的結構性能的結構材料；或是擁有特殊性質的功能材料，一般指新近發(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。

結構材料擁有特殊的強度、韌性、硬度、彈性等機械性能，可以賦予高端制造業(yè)全新的物料底座，如新型陶瓷材料、非晶態(tài)合金 (金屬玻璃) 等；

功能材料則憑借所具有的電、光、聲、磁、熱等功能和物理效應，作為產品突破的關鍵技術閥門，如石墨烯、精細陶瓷和光纖等。

石墨烯材料

中國以及西方發(fā)達國家已經拉開全面產業(yè)升級的序幕，材料創(chuàng)新成為推動高科發(fā)展的關鍵，目前世界材料產業(yè)的產值正以每年30%的增速暴漲。

從籌備階段來看，國內對于新材料領域的探索挖掘，經歷了一段較長的時期。

■ 20世紀90年代前，新材料就伴隨著園區(qū)經濟發(fā)展，成為了園區(qū)經濟的重要組成部分。

■ 20世紀90年代，科技部牽頭統(tǒng)籌建設新材料產業(yè)基地，如蘇州工業(yè)園、深圳科技工業(yè)園等園區(qū)開始興起新材料產業(yè)為主體的產業(yè)園區(qū)。

■ 在21世紀以來，新材料產業(yè)進入快速發(fā)展階段，2009年新材料上升到國家戰(zhàn)略層面，成為國家重點產業(yè)發(fā)展方向，新材料產業(yè)園開始大量崛起；2012年，“十二五”規(guī)劃明確指出積極支持符合新材料產業(yè)發(fā)展規(guī)劃和政策的企業(yè)、項目和產業(yè)園區(qū)，新材料產業(yè)邁上了統(tǒng)籌規(guī)劃發(fā)展的快車道，到2015年底，國內新材料產業(yè)園數量已經接近500家。

對新材料的重視，一方面來源于國內向高端制造轉型的產業(yè)需求急劇擴大，另一方面也來源于對“綠色、節(jié)能、環(huán)?！卑l(fā)展理念的徹底貫徹。

相較于日漸擴大的新材料缺口，目前國內新材料的供給端能力卻差強人意。

據統(tǒng)計，中國的新材料總體進口率高達86%，自給率僅僅為14%。目前新材料關鍵技術多集中在美、日，尤其日本更是處于新材料領域的霸主地位。

如時下火熱的半導體材料領域，國際半導體產業(yè)協會(SEMI)的數據顯示，日本企業(yè)在全球半導體材料市場占比份額高達52%。全球球形硅微粉70%以上市場來自日本；再比如芯片制造的關鍵材料金屬掩膜版，目前全球僅有日本可以制造高精度金屬掩膜版材料。日本擁有一系列全球頂級的新材料企業(yè)，如京瓷株式會社、三井化學株式會社等等。

石墨烯材料

在新材料領域的金字塔尖，日本的領先項目還包括高強度碳纖維材料、寬禁帶半導體材料（指禁帶寬度在2.3eV及以上的半導體材料，也被稱為第三代半導體材料）、高性能單晶葉片等，名字或許“不明覺厲”，但他們的下游產業(yè)可是我們目前正在攻關的“技術高地”：火箭殼體、飛機骨架；主動相控陣雷達；飛機發(fā)動機葉片等，這些已經涉及軍事領域，關系國家安全。

《“十四五”規(guī)劃》明確提出，到2025年，原材料工業(yè)保障和引領制造業(yè)高質量發(fā)展的能力明顯增強；到2035年，中國要成為世界重要原材料產品的研發(fā)、生產、應用高地，新材料產業(yè)競爭力全面提升，綠色低碳發(fā)展水平世界領先，強調供給高端化水平要不斷提高，突破一批重點戰(zhàn)略領域關鍵基礎材料；重點行業(yè)研發(fā)投入強度達到1.5%以上，掌握一批產業(yè)關鍵核心技術，形成5~10家具有生態(tài)主導力和核心競爭力的產業(yè)鏈領航企業(yè)。在原材料領域形成5個以上世界級先進制造業(yè)集群等。

正因我們具備龐大的市場需求，以及擺脫技術依賴的緊迫性，現在國內對國內新材料領域大力扶持，資本也開始密集關注新材料創(chuàng)業(yè)。

隨著我國向高端制造轉型的進程，新材料無疑已成為一個時代風口。但是，新材料行業(yè)作為一個技術密集型、資本密集型、長回報周期的賽道，自帶高技術壁壘、稀缺性、高風險屬性，想要起飛，并非一日之功。

2.新材料選擇：一場“找下游”的挑戰(zhàn)

行業(yè)的發(fā)展，離不開資本的助力。新材料賽道，卻令不少投資人望而卻步。有投資人表示，他們會去看海關的數據，什么新材料進口最多，且客戶相對集中，就更傾向于這個項目的創(chuàng)業(yè)者。這在業(yè)內只能算常規(guī)操作，導致投資人之間“內卷”，有的投資人甚至去院所實驗室門口堵人。

“點著元素周期表找項目”并不是一句玩笑，但收效甚微，碳元素最為常見，石墨烯卻是現在新材料領域的香餑餑。

沒錯，新材料存在極高的認知門檻。下面可以通過的幾種先登歷史舞臺的新材料的下游流向，來總結這些新技術之間的共性。

一個典型的例子就是氣凝膠。

被稱為“材料之王”的氣凝膠

氣凝膠是新一代的節(jié)能/絕緣/隔熱/吸附……材料，有一個最廣為人知的頭銜：目前世界上最輕的固體。氣凝膠具有納米多孔網絡結構，并在孔隙中充 滿氣態(tài)分散介質，去掉所有空氣后密度僅為空氣的六分之一。氣凝膠具有很多堪稱“夢幻”的性質：如內部空氣不流動帶來的能隔絕1400℃高溫的隔熱能力，高于最好絕緣玻璃39倍的絕緣能力，吸附自身質量250倍質量油脂的吸附能力，憎水率99%帶來的防水能力，加入炭黑、陶瓷纖維等遮光材料后便具有防輻射能力等，既可劃為結構材料，又可劃為功能材料。

氣凝膠有近90年的發(fā)展歷史，美國在這一領域長期保持領先，而我國在相關技術領域，直到2009年還是空白，不得不高價購買，用于航天等前沿領域。

直到2012年，廣東埃力生公司的技術總監(jiān)張秋華帶領團隊突破了氣凝膠干燥工藝，并建成大規(guī)模產品線，我國才實現氣凝膠國產化，用上成本為之前二分之一的氣凝膠。

之后十年國內氣凝膠產業(yè)迎來了長足的發(fā)展，如弘大科技董事長李光武獨創(chuàng)梯度減壓技術，在降低成本的同時實現了氣凝膠成品參數的全面超越，完成了產業(yè)低成本化。目前國內已經有中國化學、晨光新材、泛亞微透、宏柏新材、華昌化工等頭部企業(yè)。

且相較于美國壟斷時期，氣凝膠的應用場景堪稱爆發(fā)式增長，如建筑、管道防水保溫材料的替代，新能源汽車電池的阻熱阻燃，航空航天的減重隔熱，水體油污、重金屬的吸附凈化等等。

從2014年至2020年，我國氣凝膠制品的市場規(guī)模從2.07億元增長到2020年的14.1億元，復合增長率達到37.7%；氣凝膠材料的市場規(guī)模從1.83億元增長到15.9億元，復合增長率達到43.4%。

目前下游產業(yè)需求結構有56%來自油氣項目，18%用于工業(yè)隔熱，9%用于建筑建造，8%用于交通。根據預測，在2026年，將有14%用于建筑，而交通領域的需求將增至13%。

值得一提的是，美國在此之前曾經3次嘗試產業(yè)化氣凝膠，均以失敗告終。

另一個典型例子就是新材料之王——碳纖維。

碳纖維

碳纖維又被稱為“黑黃金”，指含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。碳纖維輕若鋁箔，強度高于鋼鐵，并具備耐腐蝕、高模量等“逆天”特性。

中國石化宣布，2022年10月10日，我國首個萬噸級48K大絲束碳纖維工程第一套國產線在中國石化上海石化碳纖維產業(yè)基地投料開車并生產出合格產品，這標志中國石化大絲束碳纖維從關鍵技術突破、工業(yè)試生產、產業(yè)化，成功走向規(guī)?；完P鍵裝備本土化。這也令中國石化成為國內第一家、世界第四家掌握大絲束碳纖維技術的企業(yè)。

48K大絲束碳纖維，指每束纖維數在4.8萬根以上的碳纖維原絲，而之前國內應用的普遍都是1000-1.2萬根纖維/束的碳纖維原絲。相較小絲束，大絲束具有成本更低、更適宜工業(yè)生產應用的特點。

目前的碳纖維市場，主要由美日德三國壟斷。但是在此之前，碳纖維技術的執(zhí)牛耳者卻是英國。碳纖維按原絲種類可分為PAN基碳纖維、瀝青基碳纖維和粘膠基碳纖維，其中PAN基碳纖維由于性能優(yōu)良、應用廣泛而成為主流，英國正好是PAN基碳纖維技術的領頭羊。但英國為PAN基碳纖維技術挑選的落地場景，是難度最高的英國飛機發(fā)動機葉片，最終失敗。與葉片一同失敗的，還有PAN基碳纖維技術的商業(yè)化，英國只能把技術高價轉讓給美國和日本，成就了后者的世界頂級地位。

我國2000年才起步發(fā)展碳纖維，2005年國外開始對我國解除小絲束碳纖維。小絲束碳纖維主要用于航空航天領域，經歷多年發(fā)展，我國戰(zhàn)斗機方才用上了國產的碳纖維，目前C919大飛機的碳纖維剎車預制體，就由國內企業(yè)楚江新材獨家提供。

目前我國碳纖維追趕進度，已經在尖端層次向美日看齊，完成了T1100、M65J級別碳纖維的成功研制，基本可實現航天應用的自主化。但和國內光刻機攻關面臨的挑戰(zhàn)一樣，此時的當務之急，是優(yōu)先進行中低端的碳纖維的“保供”，擴大產能，滿足民用、軍用需求，然后再尋求高端技術的追趕，如被美日壟斷的超高強度高端碳纖維的干噴濕紡技術。

新材料的發(fā)展是一場“找下游”的挑戰(zhàn)：明明知道這項技術將來大有可為，關鍵是當下如何將其商業(yè)化，形成產研相互促進的閉環(huán)。

3.新材料的破局關鍵：裝備與產業(yè)全面升級

新材料的附加值，毫無疑問是對裝備乃至產業(yè)的全面升級，但這是最終目標。市場需求，外部環(huán)境，對附加值的影響，是實時且復雜的。

貿易戰(zhàn)、疫情、工業(yè)4.0這些外部因素，會為技術的發(fā)展，帶來額外的影響，為我國新材料的發(fā)展之路，獻上額外的相對附加值。目前看來，外部因素對新材料領域帶來了如下的切入機會。

首先是國產替代。國產替代的呼聲越來越強烈，不完全來自于外部封鎖，其更大的內部驅動力，在于我國較為完善的工業(yè)體系。比如半導體材料和光電顯示材料中的特種氣體、光刻膠、OLED發(fā)光材料、金屬掩膜板、焊錫膏等。這些材料在國際上已經相當成熟，國內雖然止步于尖端技術或仍然存在技術門檻，仍然可以通過引進人才重點攻堅實現產研平衡，以相對較小的代價，輔以豐富的應用場景，迅速建立產業(yè)閉環(huán)。

圓晶材料

如國內的半導體下游電子產品、工業(yè)母機促進圓晶產業(yè)發(fā)展。上文提到的氣凝膠，國內大火的新能源產業(yè)就被視為其最為確定的產業(yè)溫床，寧德時代、比亞迪等龍頭企業(yè)由于動力電池安全性等需求，對氣凝膠深入產業(yè)化翹首以盼。完善的工業(yè)體系使得新材料技術投產即能兜底，不會出現英國羅羅公司無法落地而轉讓技術的尷尬；且巨大的產業(yè)基數決定了國內下游客戶對于新材料長期保持價格敏感，對國產新材料寬容度和接受度更高。

其次是反壟斷。國產替代針對的大多是低中端產品，而壟斷則更多存在于尖端科技，或是高端材料的低成本工藝。如典型的超高強度碳纖維芳綸、海洋用特種鋼、重防腐涂料、聚酰亞胺、鋁合金車身板、碳化硅、尼龍 66、電子陶瓷等。相關技術對華嚴格保密，甚至是完全禁售產品。這些高壁壘材料涉及大量原材料、工藝、設備等復雜因素，往往用在軍民融合領域。但壟斷也意味著不需要擔心傾銷壓制，蘊含著巨大的利潤空間。

第三是追尋同一起跑線上的新材料技術，如與氣凝膠、碳纖維同屬于劃時代材料的石墨烯，以及超滑材料、感光金屬材料等。同時，對于我們已經縮短差距的壟斷新材料技術，也可以通過工藝上的優(yōu)化，實現投產領先，如氣凝膠領域后發(fā)先至的梯度減壓干燥技術。

萬變不離其宗，幾大機遇都指向一個相同的內核：如何從下游需求、政策導向、賽道成長速度等多個方面，為新材料本身，找到較高的相對附加值。