吉林市制造2025(十)

发表于 讨论求助 2018-04-04 20:16:25

第五章 吉林市重点制造业发展战略(六)

六、新材料产业

(一)国际发展情况

1、发展现状

基于新材料在国民经济和国防安全中的地位与作用,新材料产业己成为全球各国提升核心竞争力的重要标志之一,各国在制定国家科技发展规划时都将新材料作为最重要的领域。

1)产业分布现状

对于美国、口本、欧盟等发达国家,其新材料产业处于领先地位,美国重点关注生物材料、信息材料、纳米材料、极端环境材料和材料计算科学等新材料;欧盟将催化剂、光学材料和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、纳米生物技术等列入研究行列;日本将重心放在信息通讯材料、纳米材料、环境材料、生命科学材料上。而大多数发展中国家的新材料产业都较为落后,除印度、巴西、中国等少数国家外,显现出新材料产业在全球分布的不平衡态势。

表 9  世界各国新材料产业重点方向及相关规划

国家

重点发展方向

相关计划及政策

美国

生物医用、信息材料、纳米材料、极端环境材料及材料技术科学等

未来工业材料计划、21世纪纳米技术研究开发法案、美国氢燃料电池研究计划、光电了计划、汽车材料计划等

欧盟

催化剂、光学/电材料、有机电子学和光电学、纳米生物技术、超导体复合材料、生物医学材料和智能纺织材料等

第六个框架规划、欧盟纳米计划、尤里卡计划

日本

生命科学、信息通信、环境、纳米技术等领域材料

纳米材料规划、21世纪之光规划、超级钢铁材料开发计划

德国

激光、纳米、电子、生物、信息通讯等领域材料

21世纪关键的新材料计划、纳米生物技术研究计划、工业和社会材料创新计划

俄罗斯

金属、陶瓷、复合、高分子、高纯度材料以及生物、超导和纳米材料等

新材料与化学产品是俄罗斯近些年来的年度9项科技规划之一

韩国

下一代高密度存储、生态、生物、白组装的纳米、未来碳素、高性能高效结构材料、智能卫星传感器、仿生、控制生物功能等领域材料

2025年构想、新产业发展战略、纳米科技推广计划、NT(纳米技术)综合发展计划、生物工程科学发展计划、重点国家研究开发计划、原子能开发计划等

 

此外,各个国家在新材料领域也有不同进展。美国:首次创建出基于硅烯材质的晶体管;开发出一种非常轻的新型纳米线网状面料;研制出一种新型合成肌肉;合成出一种磁性可与稀土制传统永磁材料相媲美的新型磁性材料。英国:用石墨烯墨水打印出射频天线;找到能大量生产石墨烯薄膜的新方法。德国:研制出新型镍钛铜记忆合金,找到生产白色发光二极管低廉而环保的方法。加拿大:新一代光电材料钙钛矿研究取得突破,研发出超韧聚合物纤维,首次完成石墨烯超导性实验。以色列:发明自愈传感器,使用超导材料观测“上帝粒子”。俄罗斯:开发出纳米纤维素制备新方法,研发出建筑及结构材料用纳米改性剂,研制出基于石墨烯和纳米金刚石的新型复合材料。日本:开发出新的低成本金属合成方法,合成世界最强的分子磁石。韩国:重点放在纳米研究上,参与石墨烯研究,制成圆形石墨烯微粒。

2)行业现状

一是产业规模急剧扩大,市场需求旺盛。随着信息产业、生物产业、航空航天等新兴高技术产业的发展和传统材料的高技术化,新材料的市场需求日益增长,新材料产业发展前景十分广阔。据估算,现今世界上各种新材料市场规模每年已突破10000亿美元,由新材料带动而出现的新产品和新技术则是更大的市场。以分领域为例: 2014年全球纳米材料市场规模接近680亿美元,全球特种纤维市场规模达到112.6亿美元,全球绿色建筑材料市场规模达到4000万美元。

二是上下游进一步融合、多学科交叉和多部门联合进一步加强。随着高新技术的发展,新材料与基础材料产业结合日益紧密,基础材料正向新材料产业拓展,世界上很多著名的新材料企业以前都是钢铁、化工、有色金属等基础材料。伴随着元器件微型化的趋势,新材料技术与器件的一体化趋势日趋明显,新材料产业与上下游产业相互合作与融合更加紧密。这种趋势减少了材料产业化的中间环节,加快了研究成果的转化,降低了研发与市场风险,有利于提高企业竞争力。此外,伴随着元器件微型化、集成化的趋势,新材料制备与器件制造的一体化趋势日趋明显,产业结构出现垂直扩散趋势。

三是发展的驱动力由军事需求向经济需求转变。20世纪,国防和战争的需要、核能的利用和航空航天技术的发展是新材料发展的主要驱动力。而21世纪,卫生保健、经济持续增长以及信息处理和应用将成为新材料发展的根本动力。工业和商业的全球化更加注重材料的经济性、知识产权价值和与商业战略的关系,新材料在发展绿色工业方面也会起重要作用。未来新材料的发展将在很大程度上围绕如何提高经济竞争力和人类的生活质量展开。

四是新材料产业出现的新增长点。进入21世纪以来,世界新材料产业出现了三大新的增长点,即围绕医疗卫生发展起来的医学材料业、围绕经济环境可持续发展的以纳米技术为核心的高性能材料业、以信息技术为核心的信息材料业。从医学材料业的发展来看,近20年来全球生物医学材料市场和产业持续增长,并将保持高速发展的态势。由于纳米技术有着巨大的潜力,世界各国与各家公司都争相取得纳米技术的领导地位,全球每年用于纳米技术的公共开支以40%增长率增长。从信息材料业来看,以半导体材料的发展最引人瞩目,而且伴随着近几十年现代科技行业日新月异的进步,以集成电路为主的半导体行业市场规模也不断增长,现在已经成为了全球经济的重要支柱行业之一。

五是通过企业并购与产业联盟,使新材料产业区域高度集中。目前,世界著名材料企业纷纷结成战略联盟展开全球化合作。世界著名企业如杜邦、道康宁等,具有规模大、研发能力强、产业链完善等特点,在新材料产业的发展中作用显著。又如信越、瓦克、住友、MEMC公司和三菱材料公司,这5家企业就占据国际半导体硅材料市场销售额的79.1%;半绝缘砷化镓市场90%以上被日本的日立电工、住友电工、三菱化学和德国FCM所占有,有机氟材料市场则是杜邦、3M7大公司占据了全球90%的生产能力。

3)技术现状

一是在超材料和超导材料技术方面。哈佛大学首次设计出一种折射率为零、能整合在芯片上的“超材料”,光在其中的速度可达到“无限大”,为探索零折射率物理学及其在集成光学中的应用打开了大门。麻省理工学院的科学家发现,所有超导材料的超导性与薄膜厚度、临界温度和薄膜电阻成比例。这一发现有望带来设计更好的超导线路,用在量子计算和超低能耗计算设备中。

二是在碳纳米管技术方面。威斯康星大学研究人员开发出新型高性能碳纳米管晶体管,比目前最快碳纳米管晶体管快100倍,且性能远胜目前工业用薄膜晶体管,使碳纳米管晶体管取代硅芯片成为可能;斯坦福大学的科学家使用碳纳米管替代硅为原料,降低了数据在两者之间的传输时间,运用此方法研制出的3D芯片的运行速度有望比目前芯片高出1,000倍。

三是在石墨烯技术方面。美、中、日科学家发现了一种碳的新结构——五边石墨烯,计算机模拟显示,这种半导体具有超高机械强度,能耐727摄氏度左右的高温;加州大学河滨分校的研究团队用新方法,让石墨烯拥有磁性的同时获得新的电学性能,能产生新的量子现象;康奈尔大学的物理学家将只有10微米厚的石墨烯剪出可能是迄今世界上最小的机器,为纳米级弹性器件的研发提供了新思路。

2、发展趋势

1)行业趋势

一是产业链结合更加紧密。新材料上、下游产业结合更加紧密,与器件制造一体化,产业链向下游应用延伸。产品高性能化、高功能化和多功能化,开发和应用联系更加紧密。如半导体照明,从上游的芯片材料到中游的各种产品开发再到下游的应用,形成完整产业链发展。又如新型动力电池,也是从上游正、负极材料到中游电池产品再到下游的各种应用必须有完整的产业链,以满足各种要求。

二是新材料多学科交叉发展,促进产业进一步融合。随着新材料在资讯工程、能源产业、医疗卫生行业、交通运输业、建筑产业中的应用越来越广泛,材料科学工程与生物学、医学、电子学、光学等领域交叉合作研发现象日益扩大,世界各国都致力于跨越多个部门,把新材料的开发纳入到产、学、研、官一体化的研发平台,以满足各个部门对新材料的种种需求,因而助推了新材料产业的超前发展。

三是绿色化、再回收成为产品开发方向。未来新材料的发展将加强与资源、能源、环境协调发展,注重资源再生利用,生产绿色、高效、低能耗、可回收再用的新材料。面对人口、资源、环境的彼此矛盾,生态材料、环境材料的发展日益备受关注。缩短加工流程、降低环境污染、减少资源耗费、实现绿色化生产,加大资源节约力度和实现材料回收循环,是新材料产业发展并满足社会经济可持续发展的必经之路。

2)技术趋势

一是跨领域技术融合不断加深。新材料与其他高技术深度融合,形成跨学科、跨领域、跨部门的发展态势。如高纯硅半导体材料,是目前太阳能光伏材料和电子信息技术的核心材料。以半导体芯片技术为基础的数字化技术已融入现代技术的各个领域和部门,如生物芯片、半导体照明、仿生、通讯、遥控、数字化制造、节能等。

二是先进的数字化制造技术不断推广。发展低能高效、无污染或少污染制造技术不断突破,以提高产品人性化、环保化。新材料技术不断突破,如新型碳材料、石墨烯、生物材料、气凝胶、超材料、离子液体、3D打印材料和泡沫金属等应用发展前景广阔。

三是创新性是未来新材料技术发展的根本所在。新材科技术的创新将在一定程度上会使材料产品实现多功能化、环保化、智能化、低成本化、复合一体化、长寿命性以及按用户需要进行设计。这类产品一方面给服务业、制造业和人们生活方式带来革命性的影响,另一方面也加快了生物技术和信息产业的革命性突破。新材料的开发周期步步缩短,发展方式正从革新走入革命,创新已然变为新材料技术发展的灵魂。新材料和技术的开发与应用之间的关系联系的愈发紧密,针对不同的应用目的,加快研发速度,提高材料的使用性能,可以使新材料迅速走向实际应用,并且可以减少材料的“性能浪费”,进而节约了资源。

(二)国内发展情况

1、发展现状

新材料作是我国七大战略新兴产业和“中国制造2025”重点发展的十大领域之一,是21世纪最重要和最具发展潜力的领域之一,近年来,产业规模稳步增长。2014年,新材料产业规模达1.6万亿元左右,比2010年的6,500亿元,增多了9500亿元,年均增长25.26%2015年,新材料产业规模基本达到2万亿的市场规模。在新材料细分的超导材料、石墨烯、液态金属等25个行业中,大多产业的年产值在百亿元,其中,3D打印、传感器的市场空间已高达万亿元。高性能的结构钢、特种钢、铝合金等结构材料,碳纤维、光能纤维等高性能纤维材料,高压特种功能材料石墨烯等新材料均实现了快速增长,这些材料目前总量还比较小。

1)行业现状

一是中国新材料产业发展迅速。2010年以来,中国新材料产业规模一直保持稳步增长,由2010年的6500亿元增长至2014年的16000亿元左右,年均增速保持在25%左右。目前,初步形成了较为完整的新材料产业体系,在电子信息材料、先进金属材料、电池材料、磁性材料、新型高分子材料、高性能陶瓷材料和复合材料等方面形成了一批高科技材料核心产业。在细分领域方面,特种金属功能材料占比约为32%,高端金属结构材料占比约为19%,先进高分子材料占比约为24%,新型无机非金属材料占比约为13%,高性能纤维及复合材料占比约为9%,前沿新材料占比约为3%

二是产业发展备受关注。为了促进新材料产业升级和营造良好的发展环境,近年我国出台了一系列政策。2012年,我国在新材料产业“十二五”发展规划中,提出了新材料产业具体的发展目标,重点发展特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能复合材料和前沿新材料。2013年,工信部出台《新材料产业标准化工作三年行动计划》,力争建立起一个与新材料产业发展相适应有一定前瞻性的新材料产业标准体系。2014年,发改委、财政部、工信部联合印发《关键材料升级换代工程实施方案》,主要发展新一代信息技术产业、装备制造和节能环保产业等急需的高性能功能材料。

三是东部沿海集聚、中西部特色发展的产业空间布局。中国的新材料产业的分布是以产业基地的形式进行的,直至20126月,全国己有27个省市建立了新材料产业基地,总共有138个,产业基地的数量呈现跳跃式发展。而且环渤海、长三角和珠三角地区是我国三大综合型新材料产业集聚区,是新材料研发、高端制造的主力军;中西部地区形成了依托丰富资源的多个新材料产业特色基地;作为老工业基地,东北地区具有一定的工业优势,新材料产业存在发展潜力。

四是由中低端向高端发展,产业化程度比较低。从目前的新材料产业结构来看,中国新材料产业仍集中在中低端,以电子信息材料、化工新材料、新能源材料为主,逐渐向高技术门槛、高资金投入、高附加值的生物医用材料和高性能材料发展,我国的新材料产业在国际产业布局中处于由低级向高级发展的阶段。而且,由于新材料研发及产业链相对较短,投资门槛相对较低,自主创新成果较多,环境负荷较小,利润空间大,使各地把发展新材料产业列为重点发展方向。但产业链内部上下游产业单一,高技术成果未能迅速有效地实现产业化和商品化。

五是产业创新能力不强。在原始创新方面,投入大、周期长,让人望而却步,且新材料自主开发能力薄弱,大型材料企业创新动力不强,关键新材料保障能力不足;在集成创新方面,知识产权意识淡薄,难以实现集成应用,缺乏拥有自主知识产权的新材料产品与技术;在消化吸收再创新方面,一些高附加值的新材料依赖进口,部分产品的核心技术受制于人,我国新材料市场产品跟踪仿制多,在高端产品方面缺乏国际竞争力。

2)技术现状

一是新型金属材料方面。全行业已基本形成以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新和新产品研发体系,形成了科研基础设施建设加强、科技投入增加的良好格局。全行业在高效采选技术、钢铁冶炼技术、轧钢新技术、高端产品开发、大型冶金成套装备技术集成、节能节水和废弃物综合利用新技术等方面,都取得了新的成果和进步。

二是新能源材料方面。在节能型多晶硅还原炉成套装置上取得了重大进展,解决了我国千吨级多晶硅产业化的核心技术,标志着我国多晶硅大规模产业化技术再上新台阶。还在多晶硅材料产业关键技术开发,大型三氯氢硅合成和提纯工艺技术与关键装置,高效加压还原炉系统以及大型四氯化硅氢化技术与装置等技术方面取得重大突破。此外,非晶硅薄膜太阳能电池的技术日益成熟,薄膜太阳能电池用硅量极少,更容易降低成本,每瓦成本可降到1.2美元,现已迈进了大规模商业化进程。

三是超导材料方面。锡系高温超导线材目前已实现商品化和产业化,在超导电缆、超导滤波器等应用方面取得了突破性进展。在超导弱电应用技术方面,高温超导薄膜及其应用器件的研究也大大促进了无源微波器件(滤波器、谱振器、天线、延迟线等)应用研究的发展,目前,我国的超导滤波器系统已安装并长期实际运行,这标志着高温超导技术已经进入应用时代。

四是纳米材料方面。我国纳米科学技术在前沿基础研究、应用技术与成果转化等方面均取得重要进展。在基础研究方面,目前我国发表纳米科学技术的SCI论文总量和论文总被引用次数已跃居世界第2位,部分研究成果在国际上引起了较大影响。在应用技术方面,我国在纳米科技领域发明专利申请数量显著增长,跃居世界第2,部分成果已经走向产业化,取得了良好的社会经济效益。

2、发展趋势

1)行业趋势

一是新材料产业示范基地建设将继续稳步推进。各类新材料产业示范基地的建设极大的促进了新材料产业的发展,高技术产业基地、新型工业化基地及高新技术产业化基地的认定工作有效促进了新材料领域技术、人才、资金、政策等要素的聚集。未来以基地为主的区域集群化趋势还将进一步凸显,各类新材料产业示范基地的建设也将继续稳步推进,成为各地发展新材料产业的重要抓手,其对周边地区的示范带动作用也将逐渐显现。

二是国家对新材料产业发展的支持将更加聚焦。由于新材料产业的基础性作用,国家将重点扶持新材料产业的发展。然而新材料产业量多、面广,很难做到面面俱到,因此国家支持将更加聚焦,集中力量解决关键问题。在最近出台的《关键材料升级换代工程实施方案》中,选取了新一代信息技术产业发展急需的高性能功能材料、海洋工程装备产业及岛礁建设急需的高端材料、节能环保产业发展急需的新材料和先进轨道交通装备等产业发展急需的新材料这4个领域进行重点支持,这些方向都将成为今后新材料产业发展的重点和热点。

三是创新驱动将成为新材料产业发展的关键。党的“十八大”提出实施创新驱动发展战略,这为新材料产业的发展指明了方向。在原始创新方面,建议政府加大投入力度,包括在新材料重点细分领域加大投入、在新材料专业人才培养和引进上加大投入,同时要科学评价投入与回报的关系;在集成创新方面,建议完善知识产权体系,包括加强知识产权相关培训、鼓励企业积极申报专利等;在消化吸收再创新方面,建议建立风险补偿机制,包括设立新材料风险补偿专项基金、尝试创新相关保险模式和险种等。

四是新材料发展的驱动力正向经济需求转变。20世纪来看,国防和战争的需要、航天航空技术的发展以及核能的利用是新材料发展的主要动力。而在21世纪,科学信息技术、生命技术的发展以及如何保持经济的持续增长也将转变为新材料发展的根本动力,经济的全球化会更注重材料的经济效益、知识产权性以及商业战略联盟的关系,同时新材料在环境保护方面也将起到举足轻重的作用。新材料的发展在未来除了满足国防需要以外,一定程度上会围绕如何提升人类生活质量。

五是全新材料体系的不断涌现及发展。金属间化合物的出现,标志着全新材料产品研发的可能,要注重在发展不锈钢管材和丝材的同时,发展新型金属材料,如金属玻璃、金属微晶材料、超细粉金属材料等。特殊类型材料持续发展,较为重要的有非平衡态(亚稳定)材料、高温超导材料、超晶格材料、梯度材料和智能材料。信息材料走向多功能、集成化,超大规模集成电路的发展已带来了人类社会的新变革。

2)技术趋势

一是发展纳米新材料技术。石墨烯具有超薄、柔性、高强度、导电导热性好、透光率好等独特性能,被认为有望在多个科研和产业领域带来革命性进展,似乎已成为无所不能的新材料之王,我国研究的潜在应用技术方向包括:新一代集成电路的基础材料、新一代触摸屏的透光导电膜、高效导热膜、改善电池性能的添加剂等。

二是高性能纤维及复合材料优化改进技术。在新材料开发中普遍且行之有效的方法是材料复合优化,目前,这种技术已经由结构材料向非结构材料的领域扩展。例如,在已有玻璃钢制品基础上,开发碳纤维制品、高等级人造金钢石和高级反光材料等。优化复合材料、开发特种纤维材料,发展不同高性能纤维及复合材料的共性专利技术,提升国有产品的强度和稳定性,推动复合材料的优化升级转型。突破碳纤维材料等特种纤维高质量大规模生产的技术瓶颈,提高国内碳纤维材料的工艺技术和设备性能,开展复合材料开发优化的技术示范。

三是新型无机非金属材料技术。首先大力开发材料设计技术,通过分子设计,利用气相、液相和薄膜技术,面对各种新的用途需求,按照理论上要求的组成和构造合成相关材料。其次,关注先端成型技术,如3D打印技术在无机非材料的应用方面。再次,发展环境友好技术,为新能源制造、节能技术开发、CO2NOxSOx的固定、放射性废弃物的固定等方面提供具有相应功能的新材料。

(三)吉林市发展情况

1、发展现状

吉林市新材料产业主要有新型有机化工材料、新型金属材料、新型无机非金属材料等,现有规模以上新材料相关企业66家。其中包括以中油吉化、吉林碳谷、吉林高琦、金赛科技等为代表的新型有机化工材料企业47家;以吉林铁合金、吉林建龙、吉林昊融、吉林卓尔等为代表的新型金属材料企业7家;以吉林炭素、吉林飞龙、吉林科龙等为代表的新型无机非金属材料企业12家。2015年吉林市涉及新材料产业的企业合计实现产值255亿元,较2014年增长了13.3%,高出规模工业增幅2.7个百分点。

1)产业投入力度不断加大

近年来,吉林市市委、市政府陆续出台了《关于加快提升科技创新能力的实施意见》、《战略性新兴产业奖励补助资金》等政策措施以及战略性新兴产业科技创新专项,对碳纤维等优势新材料产业的企业不断加大支持力度。在积极争取国家、省专项资金支持的同时,吉林经开区于2014年被认定为国家级化工新材料科技企业孵化器,目前已将小微企业纳入到孵化器内,并在一定期限内对符合条件的科技企业孵化器自用以及无偿或通过出租等方式提供给孵化企业使用的房产、土地,免征房产税和城镇土地使用税;对其向孵化企业出租场地、房屋以及提供孵化服务的收入,免征营业税。

2)产业研发力量雄厚

一是积极搭建产业研发平台。2013年,吉林经开区内建设了碳纤维公共应用研发服务平台,该平台包含研发设计、创业投资、信息服务、人力资源等公共服务平台、技术平台、产品展示平台、培训平台,能够为园区内的企业提供完善的公共配套服务。2016年,吉林市特种纤维及复合材料应用技术研究院在吉林化纤集团成立,并搭建了特种纤维及复合材料产业的发展研究平台、科技资源共享平台、技术开发服务平台、人才引进与培养平台和国内外科技交流平台五个研发平台,使得吉林市新材料产业研发实力达到国际先进水平。

二是民营企业大力推动企业技术创新。吉林市新材料产业民营企业都高度重视企业自主研发能力建设。其中高琦聚酰亚胺材料有限公司取得了包括美国及欧洲专利在内的多项专利,获得包括国家发明奖在内的多项奖励,现在已成为我国聚酰亚胺研究、开发、生产的重要基地。吉林联科特种石墨材料有限公司已投入的研发经费累计600多万,占公司主营业务收入的6.5%多,未来还将增大到10%以上;,近年来申请发明专利2项,获得实用新型专利2项。此外,部分新型无机非金属新材料民营企业已经具备了集研发、生产、销售和服务于一体的商业化能力,极大推动了吉林市产业整体技术水平的提升。

3)碳纤维产业发展态势良好

一是产业集群化和规模化发展态势初现。作为被科技部认定的国家碳纤维高新技术产业化基地,吉林市目前正大力发展以碳纤维为核心的新材料产业。现有以吉林化纤为龙头原丝生产企业,以吉林碳谷碳纤维有限公司、吉林方大江城碳纤维有限公司、吉研高科技纤维有限公司、吉林高琦聚酰亚胺材料有限公司、吉林联科特种石墨材料有限公司等为代表的碳纤维生产、应用骨干企业20家,终端产品达10余种,碳纤维性能指标达到T400水平。截至2016年,吉林市碳纤维原丝产能达到8000吨,碳丝年产能达到1020吨,碳纤维深加工制品产能达到100吨,现已展形成了“丙烯-丙烯腈-聚丙烯腈基碳纤维原丝-碳纤维-碳纤维下游制品”的完整碳纤维产业链条,产业发展取得阶段性进展,初步形成了集群化、规模化的发展态势。

二是碳纤维应用研究领域不断拓展。吉林联科特种石墨材料有限公司将碳纤维应用于生产保温产品,现已开发出多晶炉碳纤维保温板、单晶炉碳纤维保温筒及热场异型件等,属于国内高端产品,填补了国内碳纤维复合材料行业空白;吉林市吉研高科技纤维有限责任公司作为全国最大的粘胶基碳纤维生产企业,主要生产用于航天产业的碳纤维系列产品,目前正在研发车用系列碳纤维复合材料;一汽汽研已正式委托方大江城公司进行H7改脸车型的引擎盖、后备箱盖的样件开发,目前样件正在进行车载试验。总体看,吉林市碳纤维产业正在向航空航天、交通运输、能源装备等领域拓展,并辐射带动了相关产业发展,制成品集群效应显著。

三是聚酰亚胺纤维生产能力高,具有较强的市场竞争力。目前,吉林市聚酰亚胺纤维已实现年产能1500吨,聚酰亚胺特种纸年产能达到100吨。而且,吉林市的高琦聚酰亚胺材料有限公司是国内首家从事聚酰亚胺制造及销售的企业,是国内唯一一家具备从聚酰亚胺原料合成到最终制品的全路线规模化生产能力的企业,主要从事聚酰亚胺原料,树脂,胶黏剂,工程塑料及制品,耐热纤维、高强纤维及织物,纳米制品等一系列产品的研发、生产和销售,取得了包括美国及欧洲专利在内的多项专利,获得包括国家发明奖在内的多项奖励,现在已成为我国聚酰亚胺研究、开发、生产的重要基地。

2、存在问题

1)产业集群水平亟待提升

吉林市从事新材料产业的企业数量虽然在不断增加,但是规模超十亿甚至上百亿的企业很少,多数新材料产业企业规模小、布局分散,对外竞争能力不强且受市场整体趋势影响较大。加之我国碳纤维产业下游应用领域并不发达,导致吉林市大多碳纤维生产企业经济效益不佳,辐射带动能力不强,产业集群发展优势不显著。以吉林市吉研高科技纤维有限责任公司为例,其拥有一条年产16012k碳纤维生产线和年产16吨粘胶基碳纤维生产线及年产50吨碳纤维布生产装置5台,是国内最大生产粘胶基碳纤维的企业,公司2016年的销售收入为3322万元,但利润仅为183万元。吉林方大江城碳纤维有限公司自投产以来,一直处于巨亏状态。总的来说,吉林市虽然有国家碳纤维高新技术产业化基地,且初步形成了一个发展较为全面的碳纤维产业集聚化态势,但企业规模小且布局分散,未形成以点带线、以线带面的联动效应。同时目前的企业聚集效应仅仅是“地理”上的集中,尚未形成建立在专业化分工基础上的区域创新合作网络,产业集群优势不显著。

2)产业创新能力亟待提升

一是产学研联系不紧密。企业的创新活动与高等院校、科研组织之间缺乏有机联系,部分企业虽然构建了特种纤维及复合材料应用技术研究院等研究中心,但科研院所在研发中重理论研究、轻实践应用,产学研结合不紧密,使得新材料的科技成果与市场脱节,科技优势不能迅速高效地转化为产业优势二是重点企业的创新能力有待提高。以吉林方大江城碳纤维有限公司为例,其技术研发人员占员工总数的13.6%,本科以上学历占到员工总数的30%,仅拥有两项专利,且其500吨碳纤维生产线主体工艺设备均引进自国外先进的设备制造商。同时,近几年行业市场需求不足,企业经营效益不佳,资本市场特别是风险投资发育严重滞后,企业创新投入资金有限、意愿不足,普遍缺少拥有自主知识产权的高端产品,新兴产品市场占有率不高。三是创新合作机制不完善。区内与区外、区与区之间创新活动相互封闭,信息、技术和人才的流动不畅,不利于跨区域创新资源的流动和优化配置,不利于提高整体竞争能力。四是缺乏创新人才。在新材料产业领域,吉林市行业领军人才和优秀拔尖人才短缺、创新团队相对较少,高级技工人才匮乏。

3)产业发展层次亟待提升

目前吉林市新材料产业内多数企业主要从事一些处于产业链条低端的原料产品,精深加工少,产品附加值较低,拥有的关键技术较少,不利于产业链条的拓展。一是产业链尚不完善,区域内配套能力有限。目前吉林市大多数新材料企业均处于产业链下游,上游碳纤维原料生产企业不多,下游碳纤维产品需求市场尚待培育,碳纤维生产企业生产产品需外销导致部分企业发展受限。二是产业层次和产品附加值比较低。目前吉林市碳纤维产业的重点企业只有T300级和少量的T700级产品,在高强中模和高模石墨纤维方面还只是停留在试验和试生产阶段,没有成熟的产品进入市场。而且其碳纤维产品性能稳定性差,只能应用在体育休闲用品和低端的建筑补强市场,不能满足高端领域需求,导致航空、航天等领域所用的碳纤维多依靠进口。此外,碳纤维和聚酰亚胺纤维在下游应用领域发展滞后,严重制约着特种纤维行业的发展。三是关键技术亟待突破。在碳纤维原丝关键制备、上浆剂等辅助材料及纺丝技术等方面国内产品仍受制于进口,国内生产预浸布及碳纤维制品企业大多没有自己的核心技术,与国外相比尚有差距,技术瓶颈没有实现突破,限制高深方向的发展,使得新材料的科技成果与市场脱节,科技优势不能迅速高效地转化为产业优势。

4)产品市场竞争力亟待提升

目前,吉林市新材料产品整体生产成本偏高,在市场竞争中处于劣势地位,进而使得小丝束碳纤维等在航空航天等市场领域的应用发展进程缓慢。一方面,由于本地配套能力不足,吉林市碳纤维生产企业生产的原料及产品需外供外销,受原丝价格较高、运输时间长、费用大等因素影响,吉林市新材料产品的成本偏高,无法实行较低的销售价格,难以与其他地区的企业相抗衡。另一方面,吉林市新材料产业产品的规模效益尚待提升。如吉林方大江城碳纤维有限公司的500碳纤维整线生产设备的装备水平为国内最先进水平,但相对国外而言,由于缺乏规模效应、生产运行速度慢、运行工位少、装备保障能力弱、实际产量低、产品均匀性和装置运行稳定性差,加上电价和原丝价格较高等原因,导致碳纤维产品的生产成本偏高,受到国外同类企业打压。

(四)吉林市新材料产业发展战略

1、发展思路

充分发挥吉林市新材料产业基础和技术领先优势,依托吉林经开区、吉林化工循环园区,按照“创新驱动、融合发展、双向补链、重点跨越”的指导方针,坚持“科学规划、示范带动、整体推进”的原则,走规模化、高端化、集群式发展道路,加快特种纤维及复合材料、新型有机化工材料、新型金属材料、无机非金属材料以及其他前沿材料产业发展,重点发展碳纤维原丝、碳丝、辅助材料和下游制品四大产业,着力做精产品、做优结构、做大规模,带动全产业转型升级;积极引进和发展新材料上下游企业形成产业链上下游衔接的新材料优势产业集群,提高产业整体竞争力;加大碳纤维在航空航天、汽车部件、轨道交通、建筑补强等方面应用研究和产品开发,通过新材料升级,加快吉林市基础制造业向产业中高端迈进,为制造业整体转型升级寻找后续发展的可持续动力。

2、发展目标

“十三五”期间,建成国内一流的资源节约型、环境友好型新材料产业基地。到2020年,碳纤维及复合材料制品取得长足发展,碳纤维原丝产能达到5万吨/年,碳丝产能达到2万吨/年,新材料产业实现产值517.7亿元,力争比2015年翻一番。到2025年碳纤维原丝产能达到10万吨/年,碳丝产能4.7万吨/年,把吉林国家碳纤维高新技术产业化基地建设成为全国的碳纤维生产中心、研发中心和交易中心。

3、重点工作

1)加快四大新材料产业发展

把握世界新型材料发展趋势和技术热点,针对未来应用前景看好的一些前沿材料开展技术开发和应用研究。

一是特种纤维及复合材料。重点发展碳纤维及复合材料制品、聚酰亚胺、芳纶、玄武岩纤维等,形成碳纤维及制品、聚酰亚胺及制品、生物基纤维及制品产业链,打造国内重要的特种纤维及制品产业基地。以碳纤维原丝制备、碳纤维复合材料制造、碳纤维工业制品生产为重点,以增加碳纤维复合材料品种和碳纤维工业应用为突破口,打造碳纤维全产业链。发展碳纤维原丝及复合材料,重点以经开区、化工园区为载体,以江城碳纤维、吉化碳纤维、吉林碳谷为龙头,打造全国最大的碳纤维原丝、碳丝产品和生产装备产业化基地。发展碳纤维工业制品,通过产业发展基金方式扶持吉林市碳纤维产业企业。重点以吉研高科等企业为基础,发展碳纤维模型片、碳纤维自行车、碳纤维预浸料、碳纤维编织布、碳纤维发热材料、C/C复合材料等下游产品。将吉林方大江城碳纤维有限公司以及高崎聚酰亚胺材料有限公司打造成为吉林市特种纤维产业的优势企业。

二是新型有机化工材料。重点发展特种橡胶、工程塑料、精细化学品、高分子材料等,发展有机硅下游产品,加快建设特种橡胶、工程塑料、精细化学品等产业链,加强汽车专用橡塑材料、车用化学品等汽车化工产品的研发。鼓励吉化年产20万吨ABS、众鑫化工年产1.4万吨丁烯醇等项目建设。

三是新型金属材料。重点发展高品质特殊钢、稀有金属材料、特种铁合金材料、新型轻合金材料。发展特种铁合金产品和镍钼深加工产品,延伸镍、钼等有色金属产业链;加强羰基系列、三元系电池材料、泡沫金属材料及贵金属技术攻关;发展高品质特种钢材;开发高附加值的新型金属及深加工新产品,建设精品钢及特种铁合金产业园和镍、钼及铝镁合金等有色金属制品产业园。推进亚融科技电池材料及动力电池研发生产基地、新型轻合金等项目建设。

四是新型无机非金属材料。重点发展炭素材料、新型涂料、新型建材等;开发磁性材料、非晶硅、生物陶瓷等材料的制备技术,研发特种石墨,推动橡胶补强剂、污水处理剂、负离子功能添料等产品产业化;积极开发轻质、保温及防火型外墙材料等新型建筑材料。鼓励绿能新建筑材料年产1万吨石墨板、科龙节能保温材料、辽宁本溪矿产公司微晶玉石装饰板材、新型涂料、工业陶瓷、工艺陶瓷等项目建设。

2)提高产业集聚发展水平

整合创新资源,优化发展环境,在新型轻合金材料、精品钢材料、特种纤维材料、纳米材料、化工新材料、硅藻土材料、光电材料、生物质材料、新能源材料和新型建筑材料等重点新材料领域,建设特色新材料产业基地,提高产业集聚发展水平。重点包括:一是依托吉林经开区,建设国家级特种纤维材料产业基地,重点发展碳纤维、聚酰亚胺、差别化纤维等产品;二是依托金珠工业园,促进新型金属材料产业集聚,重点发展汽车大梁用钢、焊接气瓶用钢、集装箱用钢、高耐候结构钢等特种钢,钼铁、微碳铬铁、纯净硅锰等特种铁合金和超高功率电极等炭素制品材料;三是依托吉林化工园区,促进化工高分子材料产业集聚,重点发展合成橡胶、工程塑料(ABS)、聚氨酯等产品;四是依托吉林高新区,促进汽车化工材料产业集聚,重点发展改性塑料材料、纳滤膜、有机硅等产品;五是依托磐石市,促进有色金属材料产业集聚,重点发展羰基金属、钼酸铵、电池材料等产品。

3)推进重点项目建设

一是积极推进吉林化纤1.3万吨生物长丝、年产2万吨醋酸纤维、年产4万吨差别化腈纶纤维、吉林碳谷年产200吨碳纤维大丝束碳化实验示范线等16项投资3000万元以上的重点项目建成投产;推动方大1500吨碳纤维碳化生产线、吉林精功年产8000吨碳丝生产线、碳谷4万吨原丝生产线、聚酰亚胺、芳纶等高性能纤维项目建设,提高新材料产业的产业化进程。二是加快吉林铁合金、吉林炭素搬迁,实现设备、技术改造升级,提高碳纤维材料的性能和质量,扩大产业技术应用领域,促进新材料产业转型升级。推动碳纤维原丝、碳纤维、丁苯橡胶、乙丙橡胶等一批项目达产达效,形成碳纤维产业新的增长点,保证碳纤维在新材料产业中的优势地位,优化碳纤维产业链,促进新材料产业持续发展。

4)提升自主创新能力

一是组织开展关键领域技术攻关。包括低成本碳纤维原丝油剂、醋酸纤维、打火机专用SAN树脂等项目,开发高性能聚乳酸纳米复合材料等一批新材料产品,破解产业发展的技术瓶颈,打破新材料核心技术受制于人的状况,提高新材料产业的技术含量,缩小与发达国家和地区在新材料技术上的差距,增强在国际市场上的竞争力,提高市场份额。

二是推进重点科技成果转化。围绕化工、汽车、冶金产业链深加工产品,促进低成本高质量低合金高强钢、年产1万吨生物基降解复合材料及制品等一批重点科技成果产业化,实现规模化生产,促进新材料产业高端化发展,改善产品市场在低端市场徘徊的态势,提高产品性能和质量,打造新材料产品的自主品牌,扩大品牌的影响力,提高在国际市场上的声誉。

三是加快研发平台建设。抓好国家碳纤维高新技术产业基地、吉林省高性能纤维产业基地、龙潭区精细化工产业基地及碳纤维产业园、磐石市新型金属材料园区等产业聚集区建,积极发挥产业基地强大的研发技术优势,为新材料产业发展提供研发设计服务;发挥特种纤维及复合材料、化工助剂等产业应用技术研究院作为发展研究平台、科技资源共享平台、技术开发服务平台、人才引进与培养平台和国内外科技交流平台的作用,进一步有效整合大学、科研院所和企业的创新资源,促进官产学研用的协同创新;加快碳纤维公共服务平台、省碳纤维产业协同创新中心、省精细化工重点实验室、省精细化工中试中心、省汽车涂层材料公共技术研发中心、科技大数据云平台等平台建设,为新材料产业集群发展提供产品研发设计、技术和数据共享等服务。

5)帮助企业“做大做强”

建立市县企联动、高效运作的新材料产业推进工作体系,保证重点企业与新兴小企业有序研发设计、生产和销售。与县区一道跟踪服务新材料重点企业,积极帮助企业协调解决有关问题,帮助企业转型升级,改善企业融资难、贷款难的问题,提供更多的财政支持和优惠政策,确保企业生产稳定运行,积极引导重点企业遵循吉林市新材料产业发展方向发展。积极培育吉林碳谷、吉林高琦、吉林聚能等30家新材料领域的科技“小巨人”企业,加大政策、项目、资金的扶持力度,提高企业投资建设新材料产业的积极性,增强新材料产业发展的活力,促进其做大、做优、做强,发展成为行业领军企业,实现新材料产业的稳定健康发展。

来源:吉林市工业和信息化局


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