南方網訊 未來十年，前沿新材料發展的控制權，將繼續把持在美國、日本等發達國家手中，還是會由新的競爭者奪得？
廣東，全球材料領域的新競爭者，正向壟斷上一代材料的發達國家發起衝擊。
2019年，廣東前沿新材料產業營收約500億元，規模並不大，也存在材料創新系統能力不足、創新能力相對薄弱、國外技術封鎖加劇等挑戰。然而，隨著一個個行業「破壁者」加快行動，新的突破口或將打開：
深圳烯灣科技自主研發碳纖維的「下一代」碳納米管材料，在全球率先突破量產難題；全球負極材料銷量「七連冠」貝特瑞集團新成立石墨烯事業部，要從多個石墨烯產業應用方向中找出「殺手級」應用；全國在建最大的納米技術產業化基地「中國納米谷」落地廣州，21個高端項目成果陸續轉化……
「一項材料的突破，會徹底顛覆一個行業原來的生產模式、工藝，進而帶來新產業的發展。」中國科學院院士、廣東粵港澳大灣區國家納米科技創新研究院（下稱「廣納院」）院長趙宇亮接受南方日報記者專訪時說，廣東產業發達、布局完整、市場廣闊，當前更要發揮優勢，加速追趕成果轉移轉化環節，讓更多前沿新材料成果撬動「萬億級」產業。
突破國際封鎖
「用下一代材料顛覆上一代」
深圳市龍崗區大運軟體小鎮3號門旁，深圳烯灣科技有限公司展廳。碳納米管纖維複合材料、高端複合材料裝備、高壓儲氫瓶、纖維編織布、導電線、粉末……玻璃櫥窗中，形態各異的碳納米管材料、樣品錯落有致，幾乎塞滿了整個展廳。
這是「破壁者」、烯灣科技創始人鄧飛整整16年的心血。
碳纖維被譽為21世紀的「黑色黃金」，重量輕、強度高，是航空航天領域最重要的材料之一。「但日本、美國壟斷了高端碳纖維關鍵技術，對中國實行科技封鎖。」鄧飛說。
國際技術「圍堵」，刺激著更多像鄧飛一樣的人。
進軍前沿新材料領域前，廣州方邦電子股份有限公司董事長蘇陟深受材料之困。「電磁屏蔽膜材料處處受制於人，妥妥的賣方市場。」蘇陟回憶，以前國外廠商優先滿足歐美國家需求，有富餘產能時才會供給中國，而且中國企業必須先付清貨款，對方才肯發貨。
高端裝備製造產業更是如此。「我們有句話，叫『一代材料、一代裝備』。」深圳前海科創石墨烯新技術研究院常務副院長潘登專注材料研發十餘年，深知關鍵材料一旦「卡脖子」，技術迭代與裝備更新就無從談起。
前沿新材料是未來產業發展的制高點，具有顛覆現有生產模式、引領新的萬億級產業的重大前景。石墨烯、納米材料等「王冠上的明珠」，成為國際巨頭們爭奪的重點。
身處市場、直面危機，他們敏銳嗅到，「大戰」要來了，「彎道超車」的轉機就在眼前。
「一項材料的突破，會徹底顛覆一個行業原來的生產模式、工藝，進而帶來新產業的發展。」趙宇亮說，以目前大規模使用的碳纖維材料為例，早期這種材料造價高、產能低，並不被人重視；但如今卻普遍用在航空航天領域，造成變革性影響。
「要突破封鎖，只有跑到他們前頭去，用下一代材料顛覆上一代。」鄧飛改變了方向，一頭扎進碳納米管纖維複合材料產業化研究中。2016年，他與同學章勝華在深圳創立烯灣科技，在全球率先實現碳納米管纖維產業化突破，一鳴驚人。
紮根廣東20多年，貝特瑞新材料集團股份有限公司的負極材料出貨量已連續7年全球第一，正極材料出貨量躋身全國前三。2018年，正負極材料業務如日中天之時，貝特瑞卻耗費大量人力心血，新成立石墨烯事業部。如今，該事業部已有多個產業化應用研究項目。
「殺手級」產業應用
或將在未來3—5年出現
「21世紀發展起來的新興技術裡，智慧城市、智慧醫療、大數據、人工智慧等的底層技術，都是納米技術在支撐。」趙宇亮認為，納米材料是21世紀最重要的前沿新材料之一，其中碳納米管纖維更是納米材料中的佼佼者。
國外科學家研究過，按照人類目前的科技，要建太空天梯，只有碳納米管纖維能做到。烯灣科技創始人、總經理章勝華介紹，碳納米管強度是最高強度鋼的270倍，楊氏模量約為鋼的5倍，但密度只有鋼的1/6，可塑性極強，被稱為「終極纖維」。
然而，碳納米管量產技術難度大、成本高，以前幾乎沒人相信它能走出實驗室、走進工廠。目前全球有20—25個團隊已在實驗室製備出碳納米管，但僅有烯灣科技實現量產。
目前，烯灣科技正全面進入市場應用，將自主研發的碳納米管纖維與國內低性能碳纖維「混編」，生產出媲美國外的高性能纖維材料，解決了國內瓶頸。
國外企業開始坐不住了。過去日本企業的碳纖維出貨量佔全球70%，處於絕對壟斷地位，但如今，他們反而「組團」來尋求交流合作。
方邦電子的自主創新之路走了整整十年。「研製電磁屏蔽膜，花了整整兩年，做了10多萬次實驗。」蘇陟說，目前公司的電磁屏蔽膜市場佔有率國內第一、全球第二，全球市場佔有率25%—30%。以前，市場價每平方米400多元，公司產品上市後，單價降到200元，現在已降到60多元。
今年底，蘇陟還準備推出另一款新材料——全球最薄的銅箔，厚度只有2微米。晶片裡的IC載板需要用到超薄銅箔，它擔負著傳輸信號、數據的重要功能。
面對應用範圍極廣的石墨烯，貝特瑞石墨烯事業部總經理林錦盛的創新「法寶」則是「從市場中來、到市場中去」。「所有自主開發的產品，全部來源於市場需求，我們始終與客戶共同研發。」研發項目趕進度時，林錦盛和工程師們經常有一半時間泡在客戶的公司。林錦盛說，石墨烯材料的「殺手級」應用可能在未來3—5年出現，希望能抓住這一時機。
「打造全國納米材料
科技成果轉化的源頭」
「從專利來看，全球石墨烯專利申請量約有60%來自中國。但大浪淘沙後會發現，一些專利含金量不高。」潘登告訴記者。
「中國納米材料的基礎研究在世界上處於領先位置，但在應用研究和產業化方面，與國外還是有較大差距。」趙宇亮說，基礎研究成果要轉化成產業，中間重要一環是「轉移轉化」，在發達國家往往由企業主導。但在中國，很多企業尤其是中小企業沒有成果轉移轉化的能力和人才隊伍，造成基礎研究與產業應用的分離。
爭奪全球前沿新材料技術制高點，廣東有短板，但更有「利刃」——全產業、大市場、新應用。
「廣東產業發達、布局完整，在轉移轉化環節很有優勢，當前更要加速追趕中間的成果轉移轉化環節。」趙宇亮認為。
新型研發機構，成為連接基礎研究與產業應用的絕佳「橋梁」。
潘登來到深圳一年多，這裡完善的產業鏈、開放的氛圍、廣闊的應用市場，讓他對石墨烯產業應用項目孵化越來越有信心。「要走進產業，才能改造舊產業，甚至創造新產業。」潘登花了很長時間調研發現，立足深圳、面向粵港澳大灣區，研究院可以服務的中小企業至少10萬家。
在中新廣州知識城，全國在建最大的納米技術產業化基地「中國納米谷」備受關注。「要把『納米谷』打造成全國納米科技成果轉化的源頭。」趙宇亮所在的廣納院，深入參與納米谷建設運營。
「孵化的『橋梁』建好後，前沿新材料成果就可以變為產業運用的技術了。」趙宇亮說，以廣納院為例，目前已有21個科技項目落地，其中5G濾波器、汽車電池防火隔膜材料等項目即將投入中試和產業化，解決「卡脖子」問題。
2019年，廣東前沿新材料產業營收約500億元，產業技術水平與綜合實力居全國前列。按照《行動計劃》，到2025年，廣東前沿新材料產業營收要翻一番，超過1000億元，年均增長15%以上。
■智庫觀察
廣東怎樣才能與前沿新材料擦出更大火花？
新材料是國際競爭的重點領域之一，也是決定一國高端製造及國防安全的關鍵因素。近年全球新材料產業快速發展，石墨烯、納米材料等前沿新材料發展空間日益打開。我國新材料產業發展迅速，近年年均複合增速超過20%，但上遊關鍵材料、設備等仍存在諸多「卡脖子」環節，未來5—10年，國產替代需求迫切、市場巨大、進程加快。
廣東從製造邁向「智造」和「創造」，新材料應用市場廣闊，但又面臨國際貿易摩擦與技術封鎖等挑戰，對前沿新材料國產替代的需求將更加強烈。
首先，前沿新材料國際性強、人才需求層次高，粵港澳大灣區恰是我國建立國內國際多層次、全方位和多形式技術創新的直接平臺，廣東用好區位優勢，就能吸引更多前沿新材料的先進技術團隊青睞廣東。其次，前沿新材料根植的新材料產業中，廣東綜合實力全國領先，近年大科學裝置加速布局，一大批知名科研機構加快集聚，廣東發揮好轉化能力突出的特點，就能讓前沿新材料技術實實在在紮根在大灣區。再次，在「雙循環」新發展格局機遇之下，暢通廣東省內新一代電子信息、高端裝備製造、智能製造等產業巨大的應用市場需求與前沿新材料勃發的產品供給之間的通道，讓技術發揮價值，就能讓前沿新材料產業集群在廣東做大做強。
■行動指南
《廣東省培育前沿新材料戰略性新興產業集群行動計劃（2021—2025）》指出：
1.廣東重點發展的前沿新材料產業包括智能、仿生與超材料，低維及納米材料，高性能纖維，新型半導體材料，電子新材料及電子化學品，先進金屬材料，新型複合材料，超導材料，增材製造材料，新能源材料，生物醫用材料，材料先進研發、製備和檢測、驗證服務等領域。
2.到2025年，前沿新材料產業營業收入超過1000億元，年均增長達到15%以上，實現營業收入翻一番；培育產值超50億的具有國際競爭力和品牌影響力的行業龍頭5家，產值超10億的「單項冠軍」和骨幹企業30家，形成典型的龍頭帶動效應。
3.培育建成5個具有全球競爭力的產業基地和7個特色產業集聚區，打造國內領先、世界知名的前沿新材料產業製造高地。
4.建成一批大科學裝置、省實驗室、新型研發機構等高水平創新載體，力爭建成4家以上國家及技術創新中心，規上高新技術企業設立研發機構比例超過90%。
南方日報記者 陳曉 李鵬程 黃鴻基 蘇力