在現代科學(xué)技術(shù)史中，每一項重大科技的突破在很大程度上都依賴(lài)于相應的新材料的發(fā)展。因此，新材料是現代科技發(fā)展之本，美國甚至將將新材料稱(chēng)之為“科技發(fā)展的骨肉”。
新材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng )新主體是美國、日本和歐洲等發(fā)達國家和地區，其擁有絕大部分大型跨國公司，在經(jīng)濟實(shí)力、核心技術(shù)、研發(fā)能力、市場(chǎng)占有率等多方面占據絕對優(yōu)勢。
其中，美國屬于全面領(lǐng)跑的國家，日本的優(yōu)勢在納米材料、電子信息材料等領(lǐng)域，歐洲在結構材料、光學(xué)與光電材料等方面有明顯優(yōu)勢。中國、韓國、俄羅斯緊隨其后，目前屬于全球第二梯隊。
從新材料市場(chǎng)來(lái)看，北美和歐洲擁有目前全球最大的新材料市場(chǎng)，且市場(chǎng)已經(jīng)比較成熟，而在亞太地區，新材料市場(chǎng)正處在快速發(fā)展的階段。從宏觀(guān)層面看，全球新材料市場(chǎng)的重心正逐步向亞洲地區轉移。
以下為全球七大頂尖新材料強國的概況：
01美 國
美國是全球新材料領(lǐng)域的重要領(lǐng)導者。北大數字中國研究院副院長(cháng)曾經(jīng)認為：美國在新能源、新材料和生命工程方面的技術(shù)水平遠遠領(lǐng)先于世界其他國家。
值得一提的是，美國曾經(jīng)把新材料列為影響經(jīng)濟繁榮和國家安全的六大類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)之首。
在確定的22項關(guān)鍵技術(shù)中，材料占了5項（即材料的合成和加工、電子和光電子材料、陶瓷、復合材料、高性能金屬和合金）。
美國重點(diǎn)把生物材料、信息材料、納米材料、極端環(huán)境材料及材料計算科學(xué)列為主要前沿研究領(lǐng)域，支持生命科學(xué)、信息技術(shù)、環(huán)境科學(xué)和納米技術(shù)等發(fā)展，尤其滿(mǎn)足國防、能源、電子信息等重要部門(mén)和領(lǐng)域的需求。
美國制訂了一系列與新材料相關(guān)的戰略性計劃，主要包括： “ 國家納米技術(shù)計劃” “未來(lái)工業(yè)材料計劃” “光電子計劃” “ 光伏計劃” “下一代照明光源計劃”“先進(jìn)汽車(chē)材料計劃” "化石能源材料計劃" “建筑材料計劃” “材料基因組計劃”等。
美國擁有全球眾多頂尖的新材料巨頭：
比如?？松梨?、陶氏化學(xué)、杜邦公司、3M公司、伊士曼化學(xué)公司等。
美國還擁有世界頂尖的新材料高等學(xué)府：
比如著(zhù)名的麻省理工大學(xué)（材料科學(xué)與工程學(xué)院的課程排名第一）、伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校（全美材料專(zhuān)業(yè)排名常年前三）、斯坦福大學(xué)（世界上最杰出的大學(xué)之一）、加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校（美國頂尖的以研究科學(xué)為主，且學(xué)術(shù)聲望非常高的研究性公立大學(xué)）等。
美國擁有一大批全球頂尖的研究所及領(lǐng)先的實(shí)驗室
比如橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室、阿貢國家實(shí)驗室、埃姆斯實(shí)驗室等17個(gè)科研實(shí)力全球名列前茅的國家實(shí)驗室；杜邦、波音、IBM等13個(gè)頂尖科技研發(fā)公司實(shí)驗室；以及麻省理工大學(xué)、哈佛大學(xué)等180所高校實(shí)驗室。
02日 本
日本是新材料生產(chǎn)技術(shù)最先進(jìn)的國家，日本政府十分重視新材料技術(shù)的發(fā)展，把開(kāi)發(fā)新材料列為國家高新技術(shù)的第二大目標，因此，日本材料企業(yè)在全球新材料產(chǎn)業(yè)界形成“一枝獨秀”領(lǐng)先局面。
在新材料領(lǐng)域，日本遠遠領(lǐng)先于其他國家。
如制造洲際彈道導彈噴管和殼體以及飛機骨架使用的高強度碳纖維材料，全球最高性能主動(dòng)相控陣軍用雷達使用的寬禁帶半導體收發(fā)組件材料，制造新式渦輪發(fā)動(dòng)機渦輪葉片使用的高性能單晶葉片，在這三種高精尖材料領(lǐng)域，日本遙遙領(lǐng)先，其他國家只能望其項背。
此外，日本的碳纖維材料也處于全球領(lǐng)先地位。在全球碳纖維生產(chǎn)制造廠(chǎng)家中，日本擁有東麗、東邦和三菱等三家頂尖公司，它們都代表了世界最頂級技術(shù)水平。
日本擁有世界領(lǐng)先的新材料巨頭
比如享譽(yù)世界的京瓷株式會(huì )社；三井化學(xué)株式會(huì )社等。
日本同時(shí)還擁有享譽(yù)世界的頂尖大學(xué)
比如著(zhù)名的東京大學(xué)。東京大學(xué)曾經(jīng)培養了11名諾貝爾獎得主。還有日本名古屋大學(xué) ，它是日本頂尖、世界一流的著(zhù)名研究型國立綜合大學(xué)，曾培養出6名諾貝爾獎得主。
03德 國
德國新材料產(chǎn)業(yè)受到全世界的公認好評。
為鼓勵各種社會(huì )力量參與新材料研發(fā)，德國先后頒布實(shí)行了“材料研究MatFo”(1984-1993年)、“材料技術(shù)MaTech”(截至2003年)和“為工業(yè)和社會(huì )而進(jìn)行材料創(chuàng )新WING”(始于2004年)3個(gè)規劃。“WING規劃”強調，密切關(guān)注材料的可制造性，致力于協(xié)調各部門(mén)間的高水平材料研究。
值得一提的是，2013年4月，德國頒布了《關(guān)于實(shí)施工業(yè)4.0戰略的建議》白皮書(shū)。之后德國將“工業(yè)4.0”項目納入了《高技術(shù)戰略2020》的10個(gè)未來(lái)項目中，以推動(dòng)智能制造、互聯(lián)網(wǎng)、新能源、新材料、現代生物為特征的新工業(yè)革命。
德國企業(yè)界普遍認為，確保和擴大在材料研發(fā)方面的領(lǐng)先地位是其在國際競爭中取得成功的關(guān)鍵。
2016年3月，德國發(fā)布的《數字戰略2025》(Digital Strategy 2025)確定，實(shí)現數字化轉型的步驟及具體實(shí)施措施，其中重點(diǎn)支柱項目包括工業(yè)3D打印等。
04英 國
英國是全球傳統的新材料強國之一。
英國亨利·羅伊斯研究所由九個(gè)先進(jìn)材料研究機構組成，并與劍橋大學(xué)物理研究所和制造業(yè)研究所一起確定了五個(gè)綠色技術(shù)“路線(xiàn)圖”，描述了關(guān)鍵材料領(lǐng)域如何減少溫室氣體排放。具體包括：
光伏系統的材料，它將增加太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電量。
用于產(chǎn)生氫氣和化學(xué)原料的低碳方法的材料。
熱電能量轉換材料，主要用于加熱，制冷和空調系統。
熱量轉換材料，可消除在加熱和制冷系統中碳的使用。
低損耗電子設備的材料，可使電子設備和計算更節能。
研究人員還提出了一系列建議，包括呼吁增加對材料研究和測試設施的投資，制定新法律以確保采用新的綠色技術(shù)，以及將可持續發(fā)展作為任何新的先進(jìn)材料的核心。
05中 國
中國是全球首屈一指的新材料產(chǎn)業(yè)大國，產(chǎn)業(yè)規模大約2萬(wàn)億元。
中國在金屬材料、紡織材料、化工材料等傳統領(lǐng)域基礎較好，稀土功能材料、先進(jìn)儲能材料、光伏材料、有機硅、超硬材料、特種不銹鋼、玻璃纖維及其復合材料等產(chǎn)能居世界前列。
經(jīng)過(guò)幾十年奮斗，中國新材料產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有，不斷發(fā)展壯大，在體系建設、產(chǎn)業(yè)規模、技術(shù)進(jìn)步等方面取得明顯成就，預計到2025年中國新材料產(chǎn)值有望突破10萬(wàn)億元。
中國在部分先進(jìn)基礎材料、關(guān)鍵戰略材料、前沿新材料等領(lǐng)域，已經(jīng)實(shí)現了與國際先進(jìn)水平“并跑”甚至“領(lǐng)跑”。
比如在關(guān)鍵戰略材料方面，中芯國際在前七大耗材中實(shí)現六類(lèi)材料的國產(chǎn)采購；南山集團的鋁合金厚板通過(guò)波音公司認證并簽訂供貨合同；中船重工兆瓦級稀土永磁電機體積比傳統電機減少50%、重量減輕40%；液態(tài)金屬在3D打印、柔性智能機器、血管機器人等領(lǐng)域實(shí)現初步應用等。
中國擁有全球最完備的液體金屬全產(chǎn)業(yè)鏈，我國可大規模生產(chǎn)鋯基非晶合金，尤其在塊狀成型工藝技術(shù)里，我國已掌握液態(tài)金屬核心技術(shù)。
值得一提的是，中國的材料配方、設備制造和成型工藝等三大核心技術(shù)，都擁有自主的知識產(chǎn)權，也是全球唯一一家能對外公布具備大形塊狀非晶金屬成型能力的國家。
06俄羅斯
俄羅斯是傳統的制造業(yè)強國，尤其在新材料等新興產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng )新方面具有獨特優(yōu)勢。
值得一提的是，俄羅斯在航天航空、能源材料、化工新材料等領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。俄羅斯采用SHS法（自蔓燃技術(shù)）合成的化合物已多達700種，位居世界前列。
俄羅斯研發(fā)新材料的戰略目標是：
一方面，力求繼續保持某些材料領(lǐng)域在世界上的領(lǐng)先地位，如航空航天、能源工業(yè)、化工、金屬材料、超導材料、聚合材料等；
另一方面，大力發(fā)展對促進(jìn)國民經(jīng)濟發(fā)展和提高國防實(shí)力有影響的領(lǐng)域，如電子信息工業(yè)、通訊設施、計算機產(chǎn)業(yè)等。
俄羅斯始終把新材料相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為國家戰略和國家經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)。
比如，在2012年4月俄羅斯發(fā)布的《2030年前材料與技術(shù)發(fā)展戰略》中將18個(gè)重點(diǎn)材料戰略列為發(fā)展方向，其中包括智能材料、金屬間化合物、納米材料及涂層、單晶耐熱超級合金、含鈮復合材料等，同時(shí)俄羅斯還制定了新材料產(chǎn)業(yè)主要應用領(lǐng)域的發(fā)展戰略。
另外，俄羅斯科學(xué)院于2015年發(fā)布的《至2030年科技發(fā)展預測》中曾將新材料與納米技術(shù)列為科技優(yōu)先發(fā)展方向。
07韓 國
韓國是新材料世界級強國之一。
早在2001年，韓國就成為世界上第5個(gè)材料出口國，并且推出“Fast-Follower”戰略，希望躋身四強。
韓國企業(yè)在“Fast-Follower”戰略推動(dòng)下，逐漸趕超了原材料行業(yè)發(fā)達國家的企業(yè)。韓國在2001年成為世界上第5個(gè)材料出口國/地區，當年材料行業(yè)占韓國出口總額的45%以上，到了2015年達到68%。
韓國一直處于新材料研發(fā)的核心陣營(yíng)。
韓國政府在2013年發(fā)布的《第三次科學(xué)技術(shù)基本計劃》中提出，將在5個(gè)領(lǐng)域推進(jìn)120項國家戰略技術(shù)的開(kāi)發(fā)，其中30項為重點(diǎn)技術(shù)，包括先進(jìn)技術(shù)材料、知識信息安全技術(shù)、大數據應用技術(shù)等內容。
值得一提的是，在韓國，石墨烯廣泛應用于太陽(yáng)能電池、半導體、透明面板、發(fā)光材料等不同領(lǐng)域。盡管石墨烯是國外科學(xué)家首先發(fā)明的，但韓國在石墨烯產(chǎn)業(yè)研發(fā)創(chuàng )新上是“最早的行動(dòng)者”之一。
2016年，韓國已成為擁有石墨烯專(zhuān)利最多的國家：韓國三星擁有225項專(zhuān)利，LG擁有180項專(zhuān)利，成均館大學(xué)擁有147項專(zhuān)利，韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST)擁有129項專(zhuān)利，首爾國立大學(xué)擁有78項專(zhuān)利。
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