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创新驱动是新材料产业发展的关键

2015-04-07   赛迪顾问 原材料产业研究中心   冀志宏

  2014年8月18日,中央财经领导小组第七次会议研究实施创新驱动发展战略,释放出我国将加快实施创新驱动发展战略的信号。新材料产业作为重要的战略性新兴产业,创新驱动是其发展的关键。创新可分为原始创新、集成创新和消化吸收再创新三个方面,新材料在这三个方面都亟需加强,从而解决创新不足带来的产业发展问题,为战略性新兴产业的发展提供支撑和保障。

  一、创新不足给新材料产业发展带来一系列问题

  (一)关键材料难以保障

  新材料产业是材料工业发展的先导,是国民经济发展的基础产业,无论是大飞机、高速铁路、汽车、电器等民用领域,还是战斗机、坦克、导弹等军工领域,都离不开新材料产业的发展。目前我国自主开发的新材料产品种类已经大幅增加,但在很多高端领域依然缺乏国际竞争力,很多高附加值的新材料产品还需要长期依赖进口。比如在新能源、节能环保、新一代信息技术、生物医药、航空航天、高速铁路、船舶、汽车等重要领域所需的关键材料中,约有30%国内没有生产能力,完全需要依赖进口;约有50%以上的材料能够实现生产,但在性能、产量等方面不能完全满足国内的应用需求,需要部分进口来进行补充;仅有不到20%的材料能够完全实现国内自给自足,但这些材料又多属于技术含量和附加值都比较低的产品,缺乏竞争力。

  (二)核心专利受制于人

  中国新材料产业近年来高速成长,年均增长速度保持在25%左右,新材料领域的专利申请量也在不断增加,目前中国新材料领域专利申请量已经居于世界前列。但从质量方面来看,我国新材料领域的专利则是“多而不专”,大多缺少核心技术,难以产业化应用。以碳纤维领域的专利为例,国内聚丙烯腈基碳纤维的专利申请量已经远远超过了国外,然而这些专利大多是对细枝末节的修补,原创性的核心专利少之又少,以至于国产碳纤维发展缓慢,高端产品尚未形成生产能力。从申请专利的主体来看,我国新材料领域的专利申请大多来自于高校和科研院所,企业占比非常小,这也与国外的专利结构形成了鲜明的对比。以纳米材料领域的专利为例,全球申请数量前十位中,国内只有中国科学院、清华大学、浙江大学三家高校和科研院所上榜,而另外七家则是三星、LG、三洋等跨国企业。高校和科研院所的专利很多是为了完成课题需要,离产业化应用还相去甚远。

  (三)各地重复建设,产业发展趋同

  据统计,全国有超过80%的地区在战略性新兴产业相关发展规划中选择发展新材料产业,然而各地在发展新材料产业的过程中,鲜见“创新”,多为“模仿”,以至于初步呈现多地新材料产业发展雷同的趋势。以稀土功能材料为例,目前,全国约有19个稀土产业园区发展规划相似,多以资源为核心向下游产业链延伸,发展包括稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土储氢材料、稀土抛光材料、稀土催化剂等稀土功能材料及其制品,这些稀土产业园区的建设目标也大多定位于“国内领先、区域一流”,这样的重复建设无疑会导致部分稀土功能材料产能过剩。除了规划趋同,各地在新材料产业的发展过程中“盲目跟风”的现象也普遍存在,只要出现了一个热点领域,各地便一哄而上,而对自身的资源禀赋、科技研发、市场需求等方面缺乏科学的评估,对该热点领域的真实价值也难以客观判断。如“石墨烯”这一材料近来引来了广泛的关注,不少地方盲目引进了一些从事低端开发、技术炒作的项目团队,未来的发展前景可想而知。

  二、新材料产业创新不足的原因剖析

  (一)在原始创新方面:投入大、周期长,让人望而却步

  所谓原始创新,通俗的理解就是从无到有的创新过程。新材料产品的原始创新具有投入大、周期长的特点,没有长时间的持续投入,很难开发出稳定的产品。以第三代半导体材料SiC为例,其具有宽的禁带宽度、高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力,非常适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。然而生长SiC晶体难度很大,虽然已经经过了数十年的研究发展,目前为止也只有美国的Cree公司、德国的SiCrystal公司和日本的新日铁公司等少数几家公司掌握了SiC的生长技术,能够生产出较好的产品,但离真正的大规模产业化应用也还有较大的距离。而国内新材料领域的科研院所和相关生产企业大都急功近利,难以容忍长期“只投入,不产出”的局面,因此,新材料的原始创新举步维艰,让人望而却步。

  (二)在集成创新方面:知识产权意识淡薄,难以实现集成应用

  所谓集成创新,即对各个创新要素和创新内容进行选择、优化和系统集成,很多新材料的产生都是由集成创新而来。我国在新材料领域有一些技术研发领先于发达国家,但由于缺乏知识产权意识,没有注重保护,导致集成应用时受到限制。以稀土永磁材料为例,因其具备优异的磁性能,被广泛应用于机械、电子和医疗等领域。我国早在上世纪90年代初就开始应用气流磨设备用于钕铁硼稀土永磁材料的制粉工序,但没有在美国等国家申请相关专利;而日立金属在该领域分别于2001年5月和2002年7月在美国申请了两项专利,其优先权可追溯到2000年5月。尽管国内很多稀土永磁材料企业的技术水平和生产成本都具有足够的竞争优势,也有证据表明从时间上讲并没有侵犯日立金属的专利权,但就是因为没有申请专利,很多客户不敢购买他们的产品。目前,中国稀土永磁联盟成员企业正积极筹备与日立金属在美国打专利官司。就算胜诉,中国的稀土永磁材料企业也已付出了沉重的代价,如果当年早些申请专利,何须如此?

  (三)在消化吸收再创新方面:风险高,无人愿为国产材料“试车”

  消化吸收再创新也是新材料领域常用的创新形式,即利用各种引进的技术资源,在消化吸收基础上对新材料产品进行改进提升。如前所述,中国的很多关键材料都需要依赖进口,但依靠消化吸收再创新,国产材料的性能也在不断提高,有些产品已经足以替代进口材料。以稀有金属靶材为例,可以广泛应用于集成电路、平板显示等领域。国内的相关生产企业在大尺寸的稀有金属靶材产品开发上落后一筹,但一些小尺寸、低代线靶材产品已经可以满足用户需求。然而在没有成功案例的情况下,即使国产材料的性能已经完全达到进口产品的标准,又有几家下游用户企业甘愿冒险,从小试、中试再到批量应用国产新材料呢?而对于国产新材料,不在最终产品上进行推广应用,又怎么知道性能是否完全达到要求呢?由此陷入了两难的境地。

  三、对策建议

  (一)加大投入力度,鼓励新材料领域原始创新

  一是在新材料重点细分领域加大投入。建议成立新材料领域专家委员会,聘请国内著名专家出任顾问,由业内知名专家和骨干企业领导组成委员会,辅助政府作好决策,确定好重点支持的方向,集中力量解决关键问题,而不是“处处撒钱”。二是科学评价投入与回报的关系。完善评价体系,允许新材料原始创新的失败,为基础研究提供较为宽松的氛围,改变基础研究急功近利追求“短平快”的现状。三是在新材料专业人才培养、引进上加大投入。围绕新材料重点细分领域,在大学、科研院所开展重点人才培养计划,在全球范围内招聘和引进高端的新材料科技人才和管理人才,制定科学合理、相对完善的人才使用和人才管理、人才交流机制,把相关人才政策落实到实处。

  (二)完善知识产权体系,推进新材料集成创新

  一是加强知识产权相关培训。由各级政府定期组织对新材料领域高校、科研院所和企业进行知识产权相关培训,加强从业者的知识产权意识,进而选择合适的方式保护国内新材料领域的知识产权。二是严格审核国外新材料相关专利申请。对国外新材料企业的专利申请尤其是发明专利申请,要全面掌握国外专利申请和授权程序,加强检索力度和范围、严格审查权利要求内容,慎重授予专利权,防止外资企业利用专利实行技术垄断。三是鼓励企业积极申报专利。引导新材料科技人才和专利向企业转移,改变当前新材料科技人才和专利主要集中在高校和科研院所的局面,从下游市场需求端切入专利申请,使新材料企业真正成为创新的主体,鼓励相关单位积极申报国外专利。

  (三)建立风险补偿机制,实现新材料消化吸收再创新

  一是设立新材料风险补偿专项资金。将中央财政和地方财政在战略性新兴产业投入资金的一部分用于设立新材料产业风险补偿专项资金,鼓励下游企业积极试用国产新材料产品,做好相关应用示范工作。二是尝试创新相关保险模式和险种。鼓励国内大型新材料企业、下游应用企业与国内大型保险公司加强合作,创新保险模式和险种,为国产新材料“试车”设立专项险种,保障国产新材料“首批次”应用。三是积极吸引社会资本投入风险补偿机制。按照“风险越高、收益越大”的原则,科学设置相关投入与收益机制,吸引社会资本投入到国产新材料的推广示范。

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