先進陶瓷作為新材料產業的代表、也作為國家大力發展的重要分支，近年來發展比較迅速，結構陶瓷、功能陶瓷、電子陶瓷、半導體陶瓷、稀土陶瓷等技術、市場都在快速和高質量的發展。但是國內先進陶瓷粉體的整體研發和產業化能力、先進陶瓷的精細制作和中高端應用能力與國外相比還存在一定的差距，存在的差距體現在哪些方面，這些差距產生的原因有哪些，未來我國先進陶瓷產業的出路以及對我國先進陶瓷產業未來的發展建議，這些都是非常值得思考的問題，下面我將會依次從先進陶瓷的定義、分類和戰略地位，先進陶瓷的研發和產業化發展現狀，先進陶瓷研發和產業化問題解析以及先進陶瓷的戰略思考與發展建議依次講解。

先進陶瓷的定義、分類和戰略地位

01先進陶瓷的歷程

縱觀人類的發展歷程，我們依次經歷了石器時代、青銅時代、鐵器時代、蒸汽時代、電氣時代、信息時代，以及現在的新材料時代，整個人類的發展史其實也是材料的發展史。20世紀步入新材料時代之后，材料也從之前傳統的無機非金屬發展到如今的先進陶瓷。先進陶瓷官方記錄的應用發展始于德國，其1905年率先開始氧化鋁刀具的研究，1912年首款氧化鋁刀具在英國誕生，我國在50年代才開始從事氧化鋁陶瓷陶瓷刀具的研究，直到20世紀末我國才在某些軍用領域實現技術反超，21世紀以來各國已先后成功實現了先進陶瓷材料以及產品的批量化穩定生產與制備。

02先進陶瓷的定義

先進陶瓷普遍定義是：采用高純度、超細人工合成或精選的無機化合物為原料，具有精確的化學組成、精密的制造加工技術和結構設計，并具有優異的力學、聲、光、熱、電、生物等特性的陶瓷，是由金屬元素（Al、Zr、Ca等）和非金屬元素（O、C、Si、B等）組成的氧化物或非氧化物，由離子鍵和共價鍵共同結合的陶瓷材料。但各個國家、部委、聯盟、協會、學會、智庫等對于先進陶瓷的定義及范圍都不同，所以統計的數據也都會有所不同，例如美國、中國、日本、德國的先進陶瓷的定義及范圍就差異非常大，因此數據統計和對比時應該多注意數據的清洗，要不很難得出有效和正確的結論。中國和日本先進陶瓷的定義及范圍差異也較大，而我們先進陶瓷往往又都與日本進行對比，更應該注意定義及范圍的不同，如果想從根本上解決以上問題未來需要進行注意和必要時統一定義及范圍，再進行數據的統計和對比。

03先進陶瓷的溯源

國家新材料領導小組提出的新材料產業目錄中指出，新材料產業的類型分為三類：先進基礎材料、關鍵戰略材料、前沿新材料，先進基礎材料的具體分類包括先進鋼鐵材料、先進有色金屬材料、先進無機非金屬材料等，其中先進陶瓷就隸屬于先進無機非金屬材料。另外從國民經濟分類來看，先進陶瓷隸屬于新材料中的高科技產品目錄。

04先進陶瓷的分類

從應用角度來看，先進陶瓷分為結構陶瓷和功能陶瓷，其中結構陶瓷具有高強度、高硬度、高彈性模量、耐腐蝕、抗熱震等特性，主要作為工程結構材料使用，又可以包括高溫陶瓷、高強陶瓷、超硬陶瓷、耐蝕陶瓷。功能陶瓷具有電、磁、光、聲、超導、化學、生物等特性，且具有相互轉化功能的一類陶瓷，可以包括電子陶瓷、超導陶瓷、生物陶瓷、磁性陶瓷。

日本對于先進陶瓷的定義、分類和范圍與國內不同。先進陶瓷在日本最接近的定義叫做精細陶瓷（Fine Ceramic），其將精細陶瓷分為原始粉末和部件材料，定義與應用與國內也存在很大差別。

日本于1982年在通商產業省（現為經濟產業省）下設立了FC室（Fine Ceramic），并于同年成立了精細陶瓷協會（現為日本精細陶瓷協會，JFCA）；日本精細陶瓷（Fine Ceramic）的定義：經過嚴密組分、構造、形狀等控制工藝構成，在某個階段歷經高溫操作的無機非金屬產品以及原料中間體；精細陶瓷分為：原料粉末（FC原料）和部件材料（FC部材）；FC原料定義：對不定形原料（原料粉末、化學成分、粉體物性等作為指標構成交易對象）分別按其組分加以分類統計。但特定形態的原料（單晶體，纖維，晶須等物理形態構成主要交易賣點）不歸為此類。FC原料分為兩類：“氧化物材料”和“非氧化物材料”；FC部材：根據使用的領域，大致分為電磁、光學、機械、熱學、核電相關、化學、生命/生物及生活文化、通用和其他部材等。

從成分來看，先進陶瓷大致可以包括Al2O3、ZrO2、SiO2、TiO2、AlN、Si3N4、BN、SiC、BaTiO3等幾種，每種材料的特性及應用不盡相同。

05先進陶瓷的材料技術

現階段，先進陶瓷粉體的制備技術由于原理的不同主要分為三種：固相法、液相法、氣相法，其中液相法又可以包括沉淀法、醇鹽水解法、水熱法、溶膠凝膠法，各個方法都有自己優勢和劣勢。以氧化鋯為例，制備工藝先后經歷堿熔法、石灰燒結法、直接氯化法、等離子體法、電熔法、氟硅酸鈉法，20世紀80年代以來，納米級氧化鋯粉體制備技術引發了國內外學術界廣泛關注，隨著精細陶瓷的發展，前后出現了水解法、沉淀法、水熱法、sol-gel法、噴霧熱解法等多個制備方法。

先進陶瓷的成型技術發展至今，可根據成型用料的狀態分為干壓成型、等靜壓成型、擠壓成型、軋膜成型、注射成型、注漿成型、注凝成型、流延成型等幾種。對于造粒粉料，成型方法可以有干壓成型、等靜壓成型等；對于塑性料，可以有擠壓成型、軋膜成型、注射成型等；對于漿料來說，成型方法可以為注漿成型、注凝成型、流延成型等。以上均為應用較廣泛的成型技術，隨著材料化學、計算機技術的發展，為先進陶瓷成形技術注入了新的活力，一些新技術如離心沉積法、電泳沉積法、直接凝固注模成形法和固體無模成型法（噴墨打印技術、3D打印技術、立體光刻成型技術）等相繼涌現出新型成型技術。

06先進陶瓷的性能

先進陶瓷性能基本可以分為三大類指標：物化指標（比表面積、配方成分、水分、灼減等）、功能指標（絕緣阻抗、抗折強度、各向異性、介電常數、熱導率等）、應用指標（高韌性、高強度、微型化、高容量等），特殊情況下，甚至還包括一些隱含指標，例如各個指標的穩定性要求等。

三大指標之間的關系是非常重要的，很多時候大家把各種性能指標都混亂在一起，就無法有效的進行基礎研究和應用研究成果的轉化，所以想把復雜的事物或者混沌的事物的簡單化或者單純化，那么邏輯拆解就十分重要，而三大指標的方式就是進行簡單化或單純化的邏輯拆解。這樣我們就能把基礎研究中對于指標認知、研究深度的東西進行區分，而應用研究中的應用平臺也可以把功能指標和應用指標的認知、研究深度的東西進行區分，應用研究中的應用中心也可以把物化指標、功能指標、應用指標之間關聯、認知寬度、研究寬度以及和商品匹配度方面的內容進行缺什么和差多少的梳理，整個產品的研發過程邏輯就能夠非常清晰，也能夠更好的進行產品研發的分工與協作。所以按照以上邏輯在產品研發過程中，需要建立物化指標對應用指標的影響規律，相應的構建物化指標與功能指標之間的灰度分析，將功能指標與應用指標建立關聯/標準，如果有必要物化指標和功能指標需要與應用指標建立模型關系，而這種不僅能夠指導研發、制造，還能夠進行設備設計、設備研發、工藝設計、工藝研發等。另外這種指標的拆解邏輯不僅適用于先進陶瓷，對于新材料產業也都是適用的。

07先進陶瓷的戰略地位

縱觀人類發展史，每個時代的發展都是與新材料的發展密切相關的，從石器時代到青銅器時代、鐵器時代、水泥時代、鋼時代、硅時代、新材料時代，每一代材料的發展都推動著新時代的到來，未來是人類永生的生物材料時代還是半人半機的信息材料時代，現在還是未知數，但是可以明確知道的是，在新材料時代，陶瓷與無機材料領域，先進陶瓷是當下最為重要的支柱產業之一。中國工程院發布的《面向2035的新材料強國戰略研究》中指出，幾乎每一個領域對于新材料的需求中都涉及到先進陶瓷，這足以體現先進陶瓷在當今社會的戰略地位。

先進陶瓷的研發與產業化現狀

01整體情況

目前國外先進陶瓷發展處于領先地位的主要有美國、日本、歐盟、俄羅斯等，日本在先進陶瓷材料的產業化、民用領域方面占據領先地位；美國先進陶瓷在航空航天、核能等領域的應用處于領先地位；歐盟在先進陶瓷部分細分應用領域和機械裝備領域處于領先地位；俄羅斯、烏克蘭在結構陶瓷和陶瓷基復合材料方面實力雄厚；中國在某些尖端先進陶瓷的理論研究和實驗水平已經達到先進水平；幾乎涉獵了所有先進陶瓷材料的研究、開發和生產；部分先進陶瓷產品在我國已能批量生產，并能占領一定的國際市場。伴隨先進陶瓷各種功能的不斷發掘，其在微電子工業、通訊產業、自動化控制和未來智能化技術等方面作為支撐材料的地位將日益顯著，市場容量也將進一步提升；2020年，全球先進陶瓷市場規模約998億美元，年均增長約8%左右，預計2024年可達1346億美元。從未來的銷售趨勢來看，先進陶瓷產業市場規模年平均增長率總體為6.3%，但美國為4.6%，歐洲為5.2%，略低于該增長率，亞太地區（包含日本）為7.4%；2022年，預測亞太地區（包括日本）的全球市場份額為53%，其次是美國的26%，歐洲占13%，亞太地區的銷售額/份額和增長率是逐年升高趨勢，未來將進一步主導市場。

02產業鏈情況

先進陶瓷的產業鏈上中下游大體可分為材料、器件、應用，材料種類在前面內容我們已經講過，器件可以分為陶瓷插芯、MLCC、陶瓷膜、蜂窩陶瓷等，其應用包括介電陶瓷、電子陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷等。國瓷材料在很多上中下游領域均有涉獵。

產業鏈的情況的基本都很容易繪制大體的鳥瞰圖，但產業鏈的情況更重要的問題并不是鳥瞰圖，而是關鍵問題的本質和底層邏輯，現在國家、地方政府、行業協會、研究院所等都在進行產業鏈的梳理，而最多的就行進行瓶頸的梳理，但實際上產業鏈的問題應該進行如下拆解，這種拆解的方式適用于任何產業鏈。

1、產業鏈的是否完整：從材料、器件、應用，以及應用對材料進一步的需求是否能夠形成完整的 “鏈”，而每個鏈的銜接處哪里是空白、哪里是瓶頸、哪里是短板、哪里是痛點、哪里是長項，這些空白、瓶頸、短板、痛點、長項等形成的原因是什么；哪些是關鍵點（影響成敗的）、核心點（影響好快的）、重要點（影響快慢的）；有哪些是相同的原因，有哪些不同的原因？差距或領先的時間大體是多少，這些時間是可以通過資源投入、整體分工、統一規劃、頂層設計等循序快進的周期，還是只能通過時間積累、經驗積累、基礎研究、應用研究等長期主義的周期？

2、產業鏈的是否循環：從材料、器件、應用，以及應用對材料進一步的需求，這個看似是一種循環，實際上并不是循環，很多僅僅叫做銜接，循環意味著每個銜接點的價值是大體一致的，例如每個銜接點的利潤率都是存在的，并能夠有效的運行和發展，而不僅僅是生存。所以進行產業鏈梳理時一定要注意這個循環的問題，我們在梳理的時經常發現很多銜接點都是生存階段，很難達到發展、成熟和穩定階段，那么這個銜接點由于利益的驅使，大家就不愿意在這個銜接點進行產品和商業的實現，這也是出現很多空白、瓶頸、短板、痛點的關鍵原因；還例如每個銜接點的行業地位差異很大，我們在梳理時往往還發現很多銜接點的行業地位較差，經常被上下游強勢的影響，所以也導致銜接點的價值及利潤越來越差，而生存和發展非常不利，也會慢慢放棄掉這些銜接點導致以上問題。

3、產業鏈的是否穩定：穩定和循環還有很大的差別，循環就是能夠運轉起來，而穩定更關注可持續、高質量的運轉起來，例如產業鏈的運行時每年進行對比各個銜接點的利潤率都能夠有效的保持和提升；各個銜接點的研發占比都能夠有效的保持和提升；各個銜接點的高端產品占比都能夠有效的保持和提升；各個銜接點的產品市場規模都能夠有效的保持和提升；各個銜接點的商品價格水平都能夠有效的保持和提升（非政治、貿易和資本因素）；各個銜接點的人均產值水平都能夠有效的保持和提升；各個銜接點的產品質量水平都能夠有效的保持和提升；各個銜接點的核心技術水平都能夠有效的保持和提升；各個銜接點的產業洞察水平都能夠有效的保持和提升；各個銜接點的市場地位水平都能夠有效的保持和提升；各個銜接點的市場成熟水平都能夠有效的保持和提升；各個銜接點的商業成熟水平都能夠有效的保持和提升；各個銜接點的企業周期狀況都能夠有效的保持和提升；各個銜接點的技術路線狀況都能夠有效的保持和提升……

可以這么講產業鏈的穩定才是產業鏈關鍵問題的本質，而能夠有效或良性運轉的價值點的循環才是底層邏輯。

03國內外研發機構和企業

國內外先進陶瓷的研發機構有很多，例如國內清華大學、天津大學、上海硅酸鹽研究所、哈爾濱工業大學、武漢理工大學、西安交通大學、北京航空航天大學、山東工陶院等，這些研究所對于中國的先進陶瓷的發展都做出了巨大的貢獻，但我們也應當看到差距，知名的研發機構還是海外居多。

而國內外先進陶瓷的企業，國外更是很多，我們還有很長的路要走，也鞭策我們先進陶瓷的領域要不停的進行各方面的投入、積累和提升。

04發展現狀和研發趨勢

根據年報、論文、報告、新聞等可檢索到的信息整理了各國先進陶瓷的發展現狀和研發趨勢，主要包括美國、日本、歐盟和中國的基本信息。可以發現的是，在全球數百億美元的先進陶瓷銷售額中，中國銷售額占比并不高，而各個先進陶瓷的最新進展的信息也比較少，只占到1-2%。根據“十三五”科技發展規劃指示，未來國家將大力發展新型功能與智能材料，先進結構與復合材料、納米材料、新型電子功能材料、高溫合金等關鍵基礎材料。另外我們還整理了一些國外部分企業、學校院所的研究現狀以及未來在先進陶瓷領域的戰略布局，從國外企業、研究院所的未來戰略布局、研發趨勢、研發方向等方面可以看出國外企業、研究院所等比較重視長期主義、極致主義、頂層設計、分工協作、整體規劃、系統研究等，既關注現有市場的發展趨勢、產業的生命周期、創新的技術路線，也關注技術本身的研究深度、應用寬度、發展高度，更關注未來趨勢、周期、路線與技術深度、寬度、高度之間的本質和底層邏輯。

05專利和標準情況

近幾年隨著貿易戰的進行，知識產權的作用、意義逐步被人們所認識，而企業、行業、產業也越來越重視知識產權以及標準的問題，政府也把知識產權和標準的工作提升到了非常重要的高度。

通過Incopat網站，我們檢索了近20年先進陶瓷的專利和標準情況，并做詳細分析。粉體以氧化鋯和氧化鋁為例，近20年氧化鋯和氧化鋁粉體的專利申請數量分別為1246項和1816項，其中，中國的申請量排名均在第六位，從企業的申請數量排名來看，前十名沒有國內企業，以MLCC和蜂窩陶瓷為例，申請趨勢與先進陶瓷粉體相似，另外我們又對整體產業的專利價值度方面進行了分析，中國差距也是非常大的。

對于先進陶瓷的標準來說，中國目前只有107項標準，美國是1847項，日本132項，歐洲388項，足以看出，我國先進陶瓷的知識產權和標準方面與國外存在巨大差距。

從事實看，國內的知識產權和標準的問題不只在先進陶瓷產業存在，其他的各行各業都存在著類似的問題，那么產生這些現象的原因有哪些，我們分別對知識產權和標準的現狀以及存在的問題進行了分析。

1、知識產權的現狀與問題

（1）現狀：專利數量多但質量差；專利綜合實戰人才缺乏；大部分沒有知識產權布局；不考慮專利訴訟來申請專利；不懂各個國家專利法律；分不清商業機密和核心專利；為專利而專利……

（2）問題：為國外的核心專利布局提供思路；專利核心內容直接暴露出來；標準和專利關系分不清楚；只寫論文不寫專利；沒有形成專利池；標準、專利和研發聯動布局；幾乎沒有分不清進攻型專利和一般專利……

2、標準的現狀與問題

（1）現狀：大部分沒有標準布局；布局事實標準和標準必要專利比較少；不清事實標準和法定標準；為了標準而標準……

（2）問題：標準布局和專利布局關系與邏輯不清楚；主導的國際標準和貿易標準比較少；標準布局沒有形成戰略管理；沒有形成標準聯盟……

06全球新材料方面的政策

前幾部分基本都講到了先進陶瓷材料的現狀和問題，這一部分我們總結了世界各國對于新材料發展頒布的一系列政策，并且從這些政策中我們總結了各國發展的模式，美國、德國、日本、韓國都針對先進陶瓷及新材料領域密集頒布了一系列政策，加大對新材料科技創新的支持力度。把科技創新立于最重要地位，加大科技研發投入，發揮企業研發主體地位，促進政產學研聯盟建設，重視長期的金融支持，積極吸引和培育新材料高端人才。國外新材料的發展模式對我國先進陶瓷的發展有著重要的啟示意義。

1、美國的模式：非常注重材料基金組計劃戰略規劃；建立了比較健全的風險投資機制；建立了比較完善的法律保障機制；規劃了強力的國際化產業重組機制。

2、日本的模式：非常注重長期的國家科學技術基本計劃；建立了高效的產官學研合作機制；非常注重整體和系統的技術戰略路線圖；從各個方面和角度進行創新集群建設。

3、德國的模式：非常注重有自己特色的產業集群建設；建立并完善以核心技術和核心制造為基礎的工業標準化體系；大力培育以核心技術和核心制造為基礎科技型中小企業，并促進他們競合和高質量的發展；建設賦能和完善的科技公共服務體系。

4、韓國的模式：依據本國資源匱乏、人口因素、企業現狀、產業狀況，非常重視國家級戰略支持和投入；并促進大企業集團改革重組，發揮集中效用；鼓勵“官民一體”的全員并協作的創新模式；注重以技術創新主體的企業為基礎進行企業人才培養。

07產業化能力

前面的部分基本講到了我國先進陶瓷的宏觀問題和研發能力，這部分我們總結了先進陶瓷產業化能力的差距，以一些代表性的材料產業化時間作對比，基本可以發現，我國先進陶瓷粉體的最初產業化時間就與國外本身也存在10-40年代差。

先進陶瓷研發與產業化問題解析

一、國內先進陶瓷產業與國外的差距

當前，國內先進陶瓷材料在各領域內的應用總體來說還與國外發達國家相比有明顯的差距，特別是基礎技術、應用技術和產業化方面，滿足不了國民經濟迅速發展的要求，國內先進陶瓷產業與國外存在一定差距，可以概括為以下四個方面：

1、市場：目前世界最先進和高附加值的先進陶瓷產品，特別是高端裝備中大量的陶瓷制品仍需進口，如手機中使用的片式壓電陶瓷濾波器、風力發電機陶瓷絕緣軸承等，國內各龍頭企業占據市場份額較低，與國外仍有較大差距；

2、粉體與器件：現階段國內材料的純度、分散性、均勻性、性能穩定性等均與國外有較大差距，高質量粉體高度依賴進口；器件性能與國外存在5-30年代差；

3、知識產權和標準：國內先進陶瓷知識產權布局和標準布局都起步較晚，知識產權中整體的專利布局數量、質量與國外比有較大差距，龍頭企業申請的專利數量、質量也與國外龍頭相差甚遠；

4、產業化能力：國內企業的高質量先進陶瓷產業化時間節點、能力及產量均落后國外企業。

二、國內先進陶瓷產業差距問題的原因

先進陶瓷產業出現這些問題的原因有很多，我們從整體角度分析了原因，包括以下幾個方面：

1、頂層設計：材料屬于產業而不是行業，是各個行業的基礎和支撐，與各個行業都相關，而材料產業又有“三高三長”的特點，所以材料產業的利潤和價值體現在延伸或者關聯產業。而材料產業更重視核心技術及平臺的打造，最終形成深化后續應用的競爭優勢的解決方案，而不是簡單的產品或者商品。所以特別需要頂層設計、整體管理、戰略布局、系統規劃。

2、基礎研究與應用研究：由于學校的體制和企業的機制，學校基礎研究的方向很多都是規劃在論文影響因子高和學生能夠有效畢業的領域；而企業基礎研究的方向，由于投入大、周期長、見效慢，往往更重視能夠二次創新形成短期效益和引進人員快速獲得成功的投入，所以最后基礎研究集中度很高，但深度、廣度、高度、長度都遠遠不夠。應用研究實際上包含應用平臺（解決技術、產品功效關系的研發；屬于應用研究深度）和應用中心（解決技術、產品、商品匹配度方面的研發；屬于應用研究廣度），但由于企業之間信用基礎不夠、護城河很難建立，競爭和保密成為主旋律，因此以競合為基礎的應用研究很難有效、高質量、可持續的進行。

3、礦產資源：我國先進陶瓷的鋯礦、鋁礦等礦產資源貧瘠，無大型礦產供應商，資源嚴重依賴進口，而對于礦產加工能力雖然很高，但深度應用十分欠缺。

4、人才結構：高中學子讀大學時對材料專業熱情度低，材料、化學類研究生占也比較少，且材料類研究生就業時只有少部分會選擇先進制造行業，選擇材料就會更少，造成人才資源嚴重不足。

5、薪資壓力：材料類畢業生薪資普遍低于計算機、金融類、互聯網等行業畢業生，不及全國畢業生平均薪資，而先進陶瓷在材料領域也不屬于熱門，大家興趣更低。

6、輿論壓力：材料專業被稱為四大天坑專業之一，而先進陶瓷在材料領域占比本身也低，關注度只是近幾年才有所提升。

7、資本青睞度：外部資本、內部資本在先進制造業的投資數量和投資金額明顯較其他行業少，而材料產業就更少。

先進陶瓷的戰略思考與發展建議

我們在前面的內容分別提到了先進陶瓷的定義、范圍、發展歷程、戰略地位、國內外差距以及產生差距的相關原因，最后這部分我們會對之前提到的部分進行戰略思考并給出未來發展的戰略建議。

01戰略思考

1、成功的創新是什么

我們首先應該明白，成功的創新是什么。從邏輯上講，我們首先需要經歷材料產業體系創新，這個過程要有符合科學規律的材料產業的創新體系，并依據體系從整體對政府、協會聯盟、學校院所、企業的職能、規則、資源進行頂層設計，之后聯盟協會發揮戰略、共享和競合的宗旨，制定戰略規劃、技術路線、知識產權、標準等，通過價值研發、材料設計、知產布局、質量管理等手段，最終跨過“死亡谷”，整個過程中我們與國外競爭從研發到量產經歷多個死亡谷，這些過程需要共享和競合，需要循序快進。

02國外新材料產業發展的相同點、不同點、結論

中國現在越來越重視新材料，大家也開始逐步認識到新材料在各行各業的支撐和基礎作用，沒有材料的基礎，其他的核心技術也很難發展和打造。實際上世界各個國家對新材料也都十分重視，都有自己的新材料政策，這些政策也都是結合了很多自身的發展情況進行制定和不斷優化的，這里，我們對國外新材料體系制定的情況總結和分析。

（1）國外新材料產業發展的相同點

（a）國外的新材料產業關注點大體相似，關注材料創新的重要性和新材料的作用，能夠清晰的認識新材料的基礎、支撐和核心作用，并依據其重要性進行政策制定。

（Ⅰ）材料創新對一系列技術、應用和行業的重要性；

（Ⅱ）新材料在支撐其他關鍵新興技術、使能技術和重大技術中的作用；

（Ⅲ）新材料在應對重大社會經濟挑戰中的作用；

（Ⅳ）新材料在實現先進高價值制造中的作用；

（b）新材料的定義、范圍、戰略等進行關注，更加清晰的明確政策的方向和重點。

（Ⅰ）不同國家和利益相關方在“新材料”定義、用語和戰略重點方向存在差異；

（Ⅱ）各個國家在新材料戰略/路線圖方面的創新體系及其背景；

（Ⅲ）支撐/使能技術和創新基礎設施對支撐新材料創新的重要性；

（Ⅳ）政府對新材料開發團體的支持協調作用；

（Ⅴ）安全獲取關鍵原材料（關鍵技術/行業的基礎）的戰略重要性；

（Ⅵ）新材料在應對關鍵工業部門的創新需求與競爭挑戰中的作用。

（2）國外新材料產業發展的不同點

（a）美國的相關機構是：國防部（DoD）、能源部（DoE）、衛生研究院（NIH）、國家標準技術研究院（NIST）、國家科學基金會（NSF）、國家科學院等。主要特點是重點方向：按應用領域分類，通過性能拉動，不限定具體材料；任務部門（如NASA）：目標（預算）、指標（撥款）明確具體；前端布局：防止關鍵材料掣肘，支持替換材料/技術等。

（b）日本的相關機構是：日本產業技術綜合研究所（AIST）、日本科學技術振興機構（JST）、日本國立材料研究所（NIMS）等。主要特點是生產體系：企業聯盟（經聯結構），捆綁式買賣關系；自身優勢：納米技術，強調“四大領域”的依賴性；國際合作：美國、歐盟等。

（c）德國的相關機構是：弗勞恩霍夫協會（ FraunhoferSociety ）、工業研究聯合會（AiF）、馬克斯·普朗克科學促進協會（MPG）等。主要特點是重點方向：以工業需求為導向，強調材料附加值（如經濟效益）；院所（非政府組織）：積極參與協調合作等宏觀調控；固本培元：重視傳統材料的國民經濟價值。

（d）歐盟的相關機構是：歐洲研究委員會、聯合研究中心、研究創新總局等。主要特點是職能角色：提供研發經費，促進跨國合作；技術路線圖：材料整體規劃“雛形”；高度重視材料及其支撐技術。

（3）國外新材料產業發展的結論：不同國家和利益相關方在“新材料”定義、分類等描述上存在很大差異（基于工業優勢等國情），尤其是優先方向的出發點幾乎不同。新材料的研發協調是政府的重要職能之一；解決關鍵原材料（關鍵技術/行業的基礎）供應問題并保障其安全獲取是材料研發的戰略作用之一。各個國家的創新體系背景（包括核心機構等）推動新材料戰略/路線圖的構建發展；支撐/使能技術（尤其是基礎技術、材料、制造、信息通信技術）和創新基礎設施是新材料的發展基礎。材料創新對一系列技術應用來說都很重要，對后續產品影響巨大，新材料支撐著其他關鍵新興技術、使能技術和重大技術（如英國八大技術），其發展有利于解決關鍵工業部門的創新需求與競爭挑戰，在應對重大社會經濟挑戰方面發揮著關鍵作用，在實現先進高價值制造方面發揮著關鍵作用等，因此，國家需要非常重視材料產業的頂層設計。

03國外先進陶瓷企業的戰略規劃

上面我們總結了國外先進陶瓷行業的相同點和不同點，那么國外企業先進陶瓷的戰略規劃是什么，有哪些需要我們去學習的，我們整理在了下面的表格中。分別從愿景文化、未來布局、核心競爭力、創新機制、管理機制、研發機制、平臺建設、投資邏輯等角度對村田、TDK、太陽誘電、博世的戰略規劃進行總結。可以看出：先產業洞察、強自主創新、高研發投入、早收購并購、夯核心技術、多基礎研究、專關鍵技術、注技術傳承、造技術文化等都是這些先進陶瓷企業的共同點。

4、技術路線、情報調研、聯盟協會、檢測研發和測量評價、核心技術

除了在戰略規劃中總結的共同點之外，還有哪些方面值得我們學習，以日本為例，我們為大家講解一下。

（1）技術路線：以日本陶瓷協會電子材料部發布的日本電子陶瓷發展路線圖來看，其可以精準的將未來電子陶瓷的科學計劃和技術方向布局到未來25年；日本汽車協會公開了至2050年的汽油發動機、燃料電池、汽車材料技術路線圖。所以在技術路線方面我們要有長期主義、系統規劃的思維。

我們不僅在技術路線的戰略規劃方面落后國外，技術路線衍生出的生命周期的管理我們也是比較落后，不僅體現在規劃，也體現在我們生命周期的滯后性，縱觀整個新材料的生命周期，國外的新材料已經遠遠走在了我們前面，目前我們更多的處于導入期和成長期的產品，而國外發達國家已經處于成長期和成熟期，但還有一些規律是中國新材料的生命周期是發達國家新材料生命周期的1/2~1/3。

（2）情報調研：材料的情報工作是提高研發效率、節省時間、人力、資金、確定技術發展周期、規避已有技術設計、尋找關鍵技術空白、避免專利侵權，同時掌握競爭對手發展情況的手段，觀察國內的一些情報分析情況和國外相比，還是存在一定差距。而國外材料情報工作已經形成了體系和協作分工，很多情報調研都是由行業協會或者學會定期進行組織幾百位科學家、企業家、研究員等共同來完成，所以情報的可靠性、有效性、及時性等都比較好。

（3）聯盟協會：聯盟協會在行業發展過程中也起到重要的作用。1976-1979年，日本政府支持富士通、日立、三菱機電、日本電氣和東芝等5家半導體公司組成超大規模集成電路技術研發合作產業聯盟(VLSI consortium)，幫助日本半導體企業在80年代實現了技術趕超，并完成了一系列標準和專利的布局。1987年，美國政府支持下由IBM、TI、Lucent(AT&T)、Digital Semiconductor、Intel、Motorola、AMD、LSILogic、National Semiconductor、Harris Semiconductor、Rockwell、Micron Technology和HP等13個半導體公司組建半導體技術研發合作產業聯盟(SEMATECH)，幫助美國半導體企業重新回到了“世界第一”的競爭地位。而在中國類似的聯盟協會很難形成如此競合的模式，這些都需要值得我們去學習。例如VLSI聯盟按照年份情況，為整個半導體產業的研發提供大約25-66％的資金，四年期間聯盟費用共計720億日元，通產省提供資金291億日元，大約占到組織預算的40%，其余事業費則由參加企業平均分擔。VLSI 研究協會平均每年180 億日元的研發費用相當于五大公司每年研發投入總和的2～3倍，僅有15%～20%的研發費用分配到聯合實驗室中，剩下的則分發到各公司內部的獨立研發機構中。采取聯合研究與合作式研究相結合：促進不同公司人員交流，研發費用分配。選擇通用性與基礎性技術：聯合實驗室把研究重心集中在“共性”技術上。靈活調整聯合實驗室的組織形式：微細加工核心技術研究分配三個聯合實驗室。戰略規劃整體布局標準和專利：把聯合研發進行了專利池的布局和標準布局，獨立研究進行支撐性布局。

（4）檢測研發和測量評價：人機料法環測是共同發展的，我們如果要有了世界一流的材料和器件制備技術就必須要有精準快速的檢測研發和測試評價能力，檢測研發、測試評價與材料技術、器件技術相互關聯、相互促進，但實際上我們的檢測研發和測試評價水平甚至比材料技術還有落后。

（5）核心技術：新材料產業更重視核心技術，核心技術源源不斷的產生核心產品、暢銷商品、深度解決方案，以3M為例，2022年已經達到了51個核心技術平臺，而這些技術平臺不斷的完善、提升、組合，使得3M的創新不斷達到了新的高度，每年都會產生很多讓人驚嘆的商品并引導了很多新的應用。

05先進材料的技術研究做什么

前面講了很多我們向國外先進企業學習哪些，學習之前我們應該需要思考，先進材料的技術研究到底是做什么，才能總結歸納出符合我國國情的先進陶瓷戰略規劃。整理出以下幾點：重視材料的應用指標與其他指標的關聯；重視材料研發與設備和工藝研發的結合；投入應用與材料研發之間關系研究很多；材料的基礎技術方面聚焦和投入也很多；材料量產研發和技術放大方面研發很多；材料的穩定首先認為是應用指標的穩定；材料工藝穩定，設備參數每年適時調整。

06拿滿分的先進陶瓷材料的技術工藝

前面講到先進陶瓷技術研究我們應該做什么，下面我們需要思考先進陶瓷技術研究應該怎么做。陶瓷材料和器件企業都是圍繞著客戶的設計方案，選擇合適的粉體配方和制程技術制備陶瓷產品。應力、開裂以及使用壽命帶來的可靠性的問題是無法避免的。材料及器件的開發是一個系統性工作，材料的開發需要結合的物化指標、功能指標和應用指標，建立材料的特性與器件性能的關聯關系。對于高可靠性的陶瓷需要系統性從深入挖掘客戶的需求，圍繞客戶的需求，建立特性仿真模型，確定材料、制程、量測形成材料和器件產品的解決方案，最終通過品質管控、生產管理優化提升產品的綜合性價比優勢。

07工藝+量產是時間+實踐+能力的過程

先進的技術研究在做的過程中，工藝和量產是無法跨越的階段，是材料過程的關鍵和核心，是時間、經驗、過程能力積累和沉淀的結果；所以新材料產業我們一定要在基礎技術和通用技術的能力打造方面聚焦，在工藝和量產方面研發和資源投入也是最多。

08材料整體的觀點

進行材料研究和制備我們應該對材料有整體的一些觀點：沒有完美的單一材料，但有完美的復合材料；沒有完美的單一技術，但有完美的組合工藝；沒有完美的單一產品，但有完美的解決方案。

09頂層設計

以頂層設計角度來看，我們應該像國外學習哪些？以日本先進陶瓷發展邏輯來看，其在發展過程中也面臨和我們國家類似的諸多挑戰（缺乏項目長期支持機制、研發產品與需求差異性、科研成果轉化存在障礙等問題、產業人才梯隊整體不足、亟待建立高品質材料數據庫等），以國家戰略規劃和資金財政支持為手段，打造先進陶瓷產業集群和基礎科學相互影響的機制，讓先進陶瓷呈現出現階段的產業化和規模化，整個過程中是一種多領域、多學科交叉協作，政產學研相互合作的機制。

10獨有的特質

最后我們進行總結和思考，成功的創新是什么，就是順著成功者的邏輯，沿著成功者的軌跡，打造屬于自己獨有的特質。

二、戰略建議

1、整合和打通產業鏈：以長三角/黃三角/珠三角為中心，整合和打通產業鏈，建立先進陶瓷產業鏈集群。

2、注重頂層設計

（1）Tassey模型產業創新體系：Tassey模型是一個創新體系的模型，這個模型很好的把實現商品化中各個技術和環節如何進行關聯管理，如何進行組織策劃，如何進行平臺搭建，如何進行政策支持等都很好的做了解釋，這個模型研究對于思想化到產品化和產品化到商品化會有深刻的理解，也能夠明白大到國家，小到企業應該如何建立創新體系。

（2）科技成果轉化模型：建立技術（學術研究）、產品（產學研結合）、商品（產業研發）之間的關聯，形成閉環，加強科技成果轉化效率。

我們在學校里搞學術研究，如果有一個技術點突破，我就可以發表論文，但是這個技術要變成產品，它的復雜度就增加了一個量級。產品不是一個技術，是多個或者所有技術的集合，并且所有指標都符合要求，這才能變成產品。只有當所有指標都能夠滿足要求的同時，還具備市場競爭力或者競爭優勢，符合競爭力模型的時候，它才能形成商品。但是往往我們在做科技成果轉化的時候，只看中了一個技術或者少數技術突破了。2019年我們曾經參與了科技成果的一個統計，如果按照注冊的科技成果的來計算，中國只有6%的左右科技成果轉化率，而美國這個數字是50.4%。為什么會出現這個問題？是因為很多人在把技術轉變成產品和商品的過程中，沒有把邏輯和模式想明白，總是覺得我們有一個技術突破就可以萬事大吉只欠東風了，實際上不是，往往技術本身才是東風，大部分商品的成功都是跟技術無關的。

（3）新材料產業的整體邏輯：正確的新材料產業的邏輯有助于推動新材料產業體系快速發展。詳細了解可參考《新材料產業發展之我見》系列文章。

3、注重聯盟協會的作用

聯盟和協會應協助政府制定產業政策，包括法律、標準、指南，為企業和行業提供信息、咨詢、培訓、服務，協助企業制定修訂國際、國家、行業、專業標準，提供宣傳和展示行業、企業、產品和技術等，以競合、共享、國家戰略為宗旨，輸出網站、期刊、書籍、展會、學術會、數據庫，行業產業報告、技術報告和戰略報告，行業認定的專利事務所和咨詢單位等。

4、注重基于材料的商業模式

每種材料都有其對應的商業模式，演變邏輯依次為產業先見之爭、核心能力之爭、市場地位之爭。產業先見之爭意味著企業應該從輸出（構想）未來產業（市場定位）出發，以全新的方式設定（參與）市場規則，尋找企業發展的根本答案；核心能力之爭是戰略理論關注的中間階段，本階段要依據核心挑戰定位評價現有能力的情況，并預測未來能力打造并形成方案；市場地位之爭是戰略理論關注的最后階段，本階段要依據核心目標定期評價現有商品競爭力情況，并預測未來競爭格局并形成預案。另外，還需要注意傾聽客戶的聲音，替客戶尋求最佳的材料解決方案，將市場的語言轉化為研發的語言。

5、注重檢測研發與測量評價

只有建立符合商業邏輯、成果轉化、產品需求、技術性能的檢測研發、測量評價的流程、方法、數據庫和平臺，才能將陶瓷材料的研究通過陶瓷器件和材料基本性能的研究，確定陶瓷關鍵的參數的影響因素和關聯性，建立材料、器件和性能、量測的數據庫，不斷積累和深化數據庫的容量和有效性，在數據庫的基礎上，建立仿真模擬的數據模型，不斷優化材料和制程工藝的方案，最終滿足客戶的需求、市場的趨勢、未來的發展。

6、注重基礎研究的價值

多元溢出效應也就是基礎研究和應用研究投入超過一個產品的生命周期所帶來的價值是大于投入的16.9倍以上。這個多元溢出效應有兩個條件：一個是持續投入，一個是超過產品的生命周期。但中國大部分企業很難長期進行基礎研究和應用研究的投入，所以也很難得到多元溢出效應，很多企業都希望2-3年、3-5年就能夠回收成本或者獲得利潤，但實際上大自然的規律永遠都在那里，就是功到自然成，所以我們總是想看得很多國外的大企業獲得了巨大的利潤，但往往忽視了他們巨大的投入，所以技術的價值很難進行有效的評價，如果一定要有效的進行評價，那么就要按照產品生命周期去進行評價才有意義。所以我一直說中國現在很難有從0-1的創新，幾乎還是從0.1-1以后的創新，如果我們想完成從0-1的創新，那么我們必須要完成多元溢出效應的全產品周期的研發投入才有可能性。

7、注重整體質量管理

（1）建立健全國家質量基礎設施。國家質量基礎設施（National Quality Infrastructure，簡稱NQI）是國家經濟發展的基礎，是由計量、標準、合格評定（包括認證認可、檢驗檢測）組成的體系，既包括法律法規體系、管理體系等“軟件”，也包括檢驗檢測儀器設備、實驗室等“硬件”，是一個具有戰略性、系統性、復雜性、技術性、服務性等多重屬性的體系。在我國經濟高質量發展時期，NQI既是推進質量強國戰略的技術支撐，也是確保質量和民生改善的基石。在國家質量基礎設施（NQI）體系建設中，計量、標準和合格評定（主要包括認證、檢驗和試驗）形成完整的技術鏈條，構成質量保證體系：測量是標準和合格評定的基礎；標準是合格評定的基礎，是測量的重要價值；合格評定（認可、檢驗和試驗）是提高測量可追溯性和標準實施水平的重要手段。

（2）建立以人機料法環測全質量穩定的材料產業質量體系：人機料法環測全質量的穩定才是真正的穩定，以應用指標穩定為最終的目標和目的，材料分物化指標、功能指標和應用指標，要多做物化指標和功能指標與應用指標關聯的研究，才能找到應用最好的材料。

8、注重標準+知產+研發布局的聯動

研發、標準和專利之間是緊密相連，密不可分。技術創新是基礎、專利是保護手段、標準是應用推廣工具，如果想做好標準布局、專利布局一定要形成三者聯動的機制，但怎么聯動？如何聯動？什么樣的原則？如何更有效果？實際上就是門實戰課程，我們進行這方面的工作越多，越覺得有很多工作要做，很多工作都沒有做好，越發覺這個過程需要有大量的背景知識、認知水平、實戰經驗和技術思維。三者聯動最終才能達到企業策略: 專利標準國際化，國家策略: 專利標準戰略化的目標，而也才能真正的做到成果（技術）專利化、專利標準化、標準壟斷化（市場化）。企業最根本的出路在于自主創新，打破核心技術受制于人的境遇。隨著中國企業“走出去”的步伐加速，越來越多的中國企業通過高價值專利儲備保護自身利益，在專利壁壘中變被動為主動。

9、注重情報調研與規劃策劃（情報調研、規劃策劃、技術路線、市場規則）

10、注重技術創新（符合實際的創新模式、依據Tassey模型的底層邏輯、價值研發體系、核心技術及平臺、量產研發和技術放大、技術的本質是一種信仰）

（1） 符合實際的創新模式：新材料產業的技術創新有四大模式，分別是產學研合作型、企業聯盟型、政府主導型、平臺共享型，國家需要根據這四大創新模式切實搭建新材料產業的生態圈。

（2）依據Tassey模型的底層邏輯：新材料企業應該依據Tassey模型的底層邏輯建立屬于自己的研發體系的底層邏輯，這個底層邏輯的模型主要說明：技術流、人才流、項目流、支撐流之間的關系與運轉邏輯，實現正確的方向、統一的思想、過程的能力，最終形成滿足客戶需求、市場趨勢、未來發展快速深化其競爭優勢的解決方案。

（3）價值研發體系：是順著成功者的邏輯，沿著成功者的軌跡，打造的符合Tassey模型的一套新材料產業的研發體系，還是比較完善和系統的，整體可以參考《寫給國瓷技術創新平臺》的價值研發系列。那么以推廣和評價為例簡單介紹一下，推廣和評價是非常難的一件事情，我們一般問題解決過程都是先發現問題、解決問題和驗證問題，實際上按照價值研發推廣和評價就可以分為四個部分：評價、推廣、再分析和更新。評價就是要確定定位、目標、原則和標準去發現問題或者是找出差距。而推廣就是通過建立流程、機制、目標等對價值研發體系有效的復制、結合和再造。再分析就是進行評價、推廣的過程中對整體實施過程進行戰略復盤，使用方法三原則找出差異和價值的地方。更新就是依據戰略進行提升價值研發系統的過程能力和組織賦能的螺旋上升的過程。

（4）核心技術邏輯：很多企業一直把核心產品（拳頭產品，深度解決方案和暢銷商品）和核心技術進行混淆，所以并不能源源不斷推陳出新。所有的核心產品都有生命周期，隨著競爭力下降，核心產品慢慢的都會變成普通品，最后變成邊緣產品或者淘汰產品。而核心技術則不同，他是有非常長的或者永久的生命力，因為通過你不停的進行核心技術的打造，并通過多個核心技術的組合，就會源源不斷的產生出拳頭產品，深度解決方案和暢銷商品，而通過這些核心產品產生利潤獲得效益，而核心技術本身不產生直接利潤只產生價值，即使有技術轉移帶來的效益也是變相的一種核心產品。而對于核心技術或核心技術平臺的打造才是一個企業非常關鍵的東西，比商品還要來的重要的多，因為每一個產品、商品和解決方案其實都是由多個核心技術組合而產生的，可以有1種核心技術，也可能10種，當你所使用你自己的核心技術越多，這個產品一旦變成商品，它就越難被替代，就好比我們經常說的把公司的技術基因寫到了產品里，但也并不是核心技術用的越多越好，因為變成商品，技術僅僅是一方面，成本、質量和交期也都很重要。

（5）核心技術清單：核心技術清單是核心技術能力的具體展現形式，這是國瓷材料部分先進陶瓷材料的核心技術，是一個不斷完善和迭代的數據庫，每年進行更新，僅供參考。

（6）量產研發與放大：技術放大是基礎，但更是量產研發的本質和根本；精益量產是實現，但更是客戶需求的體現和驗證；系統支持雖然是補短板，但也是加速器和催化劑。我們把量產研發和技術放大建立邏輯會分為4個部分：放大階段和基礎，放大思想和原則，放大原理和準則，放大方法和實施。按照作用和產生的價值進行劃分是：10%、30%、40%、20%。

（7）技術的本質是一種信仰：技術的本質是一種信仰，它與產品、教育、科學、市場和生命都有非常多的關聯和交叉點，它們之間也是相關作用，相互促進，甚至相互進化，技術既能帶來新的生命體，而本身也是生命體，未來技術一定會在合適的時間和空間人類化，那將是另外一維世界的存在，而我們所有的創新人員要明白以上他們之間的關系，并運用好他們之間的交匯點，更多的創造對于這個社會有價值的東西，而我們需要從自身做起，需要有戰略思維。技術與生命和信仰始終關聯；技術與科學形成共同體相互作用；技術與產品和市場相互體現；技術根源于教育的傳承和進化；技術路線是戰略規劃的重要輸入；技術分基礎、通用、標準和專利；科學的交叉點就是技術的迸發點。

11、注重材料發展規律

（1）發展脈絡圖譜：現階段，人類社會發展正面臨經濟下行周期、環保形勢、能源安全、人口結構啞鈴化等諸多挑戰，各行各業也已提供獨具特色的解決方案，從而催生出新材料，也進一步體現新材料的重要性。同時，新材料的布局也應該基于生命周期、產業因素、下游應用的布局邏輯。

（2）產業發展機遇：隨著世界科技革命和產業變革的不斷進步，新材料應用范圍正在進一步拓展，其戰略價值和重要意義將更加凸顯，新材料產業在我國制造業“十四五”時期的地位將進一步提升，抓住機遇，推動新材料產業整體邁入以中高端應用、高附加值為主的發展階段，充分發揮新材料應用的戰略價值。

（3）基于產業因素和應用的布局：戰略思考部分我們已經提到材料的生命周期，這里不再贅述。基于產業因素的布局邏輯應以技術創新、消費升級、進口替代和政策推動為重點，需要明確的是技術創新是新材料產業發展的核心驅動力，進口替代應重點關注性價比與市場開拓能力，消費升級的核心是技術創新與市場開拓并重，政策推動應立足產業基礎、把握政策節奏。基于下游應用的布局邏輯，我們將新材料分為六大應用，分別是節能環保材料、電子信息材料、生物醫療材料、高端裝備材料、新能源其他材料、新能源汽車材料，其中，節能環保材料應關注性價比及傳統替代空間，電子信息材料應關注下游市場及技術趨勢，生物醫療材料應關注醫療行業特殊體制及渠道，高端裝備材料需關注與產業巨頭的競爭合作關系，新能源其他材料需關注政策走勢和市場趨勢，新能源汽車材料需找準技術路線準確“站隊”。

（4）材料摩爾定律：也叫材料發展規律預測，材料發展過程也遵循一定的大自然的規律，人類發展、科技發展、經濟發展、材料發展等都有非常強的規律可以遵循，而這些規律能夠進行預測和關聯，將為創新管理、戰略規劃、技術路線、市場驅動等做好支持。

來源：正心泰山

探索先進陶瓷新趨勢以及發展機遇

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