爱华网材料似乎是无处不在、幻化于无形，又难以捉摸的东西；但同时，材料也是这个世界的基本组成。而新材料就像是材料巨大王国的金字塔尖，在近代历史上，伴随着工业革命、信息技术的发展变迁，新材料让人类一次又一次站得更高、看得更广、走得更远。今天，由新材料带来的巨大商业价值仍在显现，新材料所创造的财富神话将不断上演。 新材料蕴含巨大商业价值 如果不是专门从事新材料领域研究、生产，人们似乎很难想象或者真正理解新材料。但新材料其实就在我们的身边。它是你新买的联想“超级本”强大的 “心脏”和“皮肤”，乘坐的A380大型客机重要的复合材料部件，甚至，就是你那件户外T恤上的丝丝纤维。 相信不少人还对刚刚过去的伦敦夏季奥运会的开幕式上，产业工人用橘红色的钢水打造出的奥运五环记忆犹新。在英国人向全世界展示自己引以为傲的文化符号的时候，工业革命时代的新材料——钢铁首当其冲地成为了其中的标志之一。第一次工业革命，科技的进步带来了人类社会的巨大变革，蒸汽机的发明改变了传统的生产、运输方式，其中，各种金属及金属功能性材料诞生及发展对工业革命的深入起到了推波助澜的作用。 18世纪中后期，爱迪生从1600种材料中找到了钨，从而开启了白炽灯的时代。一个多世纪以来，这种新的照明方式的出现，有效地延长了人类活动的时间，拓展了技术探索的范围。直到半导体发光材料LED登上历史舞台，人们对照明以及照明相关的产业才产生了新的认识。北京奥运会开幕式上美轮美奂的中国画轴、具有东方韵味轻盈优雅的奥运五环，以及上海世博会极具视觉冲击力的大型灯光表演，都是由LED创造出的视觉盛宴。今天，伴随着白炽灯时代的终结，新型照明时代开启。更强的发光效率、更低的能耗、瑰丽的色彩，让LED巨大的商业价值渐渐浮出水面，仅2011年全球LED总产值就达到了166亿美元，未来仍在高速发展。
二战以后，应运而生的新材料技术推动了信息技术的进步，正是一块小小的半导体材料书写了半个世纪的IT神话。作为今天庞大的IT产业帝国的核芯，正是这种新材料的不断演化发展，由二极管构成的身形庞大的埃尼阿克，才一步一步脱胎换骨成为在晶体管运算支撑下，越来越智能化、越来越微型化的个人新电脑。 纵观埃克森美孚、通用电气、巴斯夫、杜邦、3M等世界知名公司的发展历史，新材料都曾经是企业实现快速发展的利器。作为是全球第一家市值超过4000亿美元的公司，埃克森美孚生产的高分子聚合物材料，至今仍对汽车、包装、纺织等行业有着深远的影响。通用电气的前身就是爱迪生电灯公司，其照明板块一直是重要业务板块，作为白炽灯的“开创者”同时也是“终结者”，其在LED领域的影响正在逐年加大。1939年的纽约世博会上，杜邦展示了一种新型的合成纤维——尼龙，这种材料的发明成为了合成纤维工业的重大突破，同时为20世纪初企业进行技术研发创新开创了先河。由尼龙制成的女士长筒袜，在百货商店刚刚上市，就引起了不小的轰动。 新材料领域有一个著名的结论，叫做“一代材料，一代器件”。从新材料发展历史可以看出，新一代材料的诞生足以催生并影响整个一代工业产品的衍化发展。新材料的基础和先导作用，使其必然与下游产业深度结合，从而产生一个更大的市场。本世纪初曾有人做一个测算，如果美国的电子工业投入1美元的半导体材料，就能够产生出超过10美元的电子设备系统；而在交通工业中如能使相关材料的使用寿命延长1%，则可以节约至少300亿美元。 历史上，那些新出现的或正在发展中具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料，或采用新技术（工艺、装备），使传统材料性能有明显提高或产生新功能的材料，都属于新材料的范畴。在技术的进步推动了商业发展的进程中，新材料技术作为其中的典型，正不断地从深度、广度、范围、形式等多个方面推动着商业社会的发展，并伴随着经济发展、科技进步、产业升级，仍在不断变化。 材料似乎是无处不在、幻化于无形，又难以捉摸的东西；但同时，材料也是这个世界的基本组成。而新材料就像是材料巨大王国的金字塔尖，在近代历史上，伴随着工业革命、信息技术的发展变迁，新材料让人类一次又一次站得更高、看得更广、走得更远。今天，由新材料带来的巨大商业价值仍在显现，新材料所创造的财富神话将不断上演。 新材料蕴含巨大商业价值 如果不是专门从事新材料领域研究、生产，人们似乎很难想象或者真正理解新材料。但新材料其实就在我们的身边。它是你新买的联想“超级本”强大的 “心脏”和“皮肤”，乘坐的A380大型客机重要的复合材料部件，甚至，就是你那件户外T恤上的丝丝纤维。 相信不少人还对刚刚过去的伦敦夏季奥运会的开幕式上，产业工人用橘红色的钢水打造出的奥运五环记忆犹新。在英国人向全世界展示自己引以为傲的文化符号的时候，工业革命时代的新材料——钢铁首当其冲地成为了其中的标志之一。第一次工业革命，科技的进步带来了人类社会的巨大变革，蒸汽机的发明改变了传统的生产、运输方式，其中，各种金属及金属功能性材料诞生及发展对工业革命的深入起到了推波助澜的作用。 18世纪中后期，爱迪生从1600种材料中找到了钨，从而开启了白炽灯的时代。一个多世纪以来，这种新的照明方式的出现，有效地延长了人类活动的时间，拓展了技术探索的范围。直到半导体发光材料LED登上历史舞台，人们对照明以及照明相关的产业才产生了新的认识。北京奥运会开幕式上美轮美奂的中国画轴、具有东方韵味轻盈优雅的奥运五环，以及上海世博会极具视觉冲击力的大型灯光表演，都是由LED创造出的视觉盛宴。今天，伴随着白炽灯时代的终结，新型照明时代开启。更强的发光效率、更低的能耗、瑰丽的色彩，让LED巨大的商业价值渐渐浮出水面，仅2011年全球LED总产值就达到了166亿美元，未来仍在高速发展。 二战以后，应运而生的新材料技术推动了信息技术的进步，正是一块小小的半导体材料书写了半个世纪的IT神话。作为今天庞大的IT产业帝国的核芯，正是这种新材料的不断演化发展，由二极管构成的身形庞大的埃尼阿克，才一步一步脱胎换骨成为在晶体管运算支撑下，越来越智能化、越来越微型化的个人新电脑。 纵观埃克森美孚、通用电气、巴斯夫、杜邦、3M等世界知名公司的发展历史，新材料都曾经是企业实现快速发展的利器。作为是全球第一家市值超过4000亿美元的公司，埃克森美孚生产的高分子聚合物材料，至今仍对汽车、包装、纺织等行业有着深远的影响。通用电气的前身就是爱迪生电灯公司，其照明板块一直是重要业务板块，作为白炽灯的“开创者”同时也是“终结者”，其在LED领域的影响正在逐年加大。1939年的纽约世博会上，杜邦展示了一种新型的合成纤维——尼龙，这种材料的发明成为了合成纤维工业的重大突破，同时为20世纪初企业进行技术研发创新开创了先河。由尼龙制成的女士长筒袜，在百货商店刚刚上市，就引起了不小的轰动。 新材料领域有一个著名的结论，叫做“一代材料，一代器件”。从新材料发展历史可以看出，新一代材料的诞生足以催生并影响整个一代工业产品的衍化发展。新材料的基础和先导作用，使其必然与下游产业深度结合，从而产生一个更大的市场。本世纪初曾有人做一个测算，如果美国的电子工业投入1美元的半导体材料，就能够产生出超过10美元的电子设备系统；而在交通工业中如能使相关材料的使用寿命延长1%，则可以节约至少300亿美元。 历史上，那些新出现的或正在发展中具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料，或采用新技术（工艺、装备），使传统材料性能有明显提高或产生新功能的材料，都属于新材料的范畴。在技术的进步推动了商业发展的进程中，新材料技术作为其中的典型，正不断地从深度、广度、范围、形式等多个方面推动着商业社会的发展，并伴随着经济发展、科技进步、产业升级，仍在不断变化。 新材料产业 开创全新的商业版图 与传统的化工、钢铁、有色等传统产业“大佬”相比，今天的新材料充其量只是一个年轻的“商业新贵”。但作为重要工业器件、产品的核心，新材料技术的发展开创了许多了全新的产业领域，拓展了商业社会的版图，这种发展的影响巨大而深远。新能源材料晶体硅、锂离子电池正极材料磷酸铁锂、碳纤维复合材料等新材料中的典型代表，不仅在各自的技术发展进程中引领下游产业方向，甚至，连其本身的一举一动都牵动着经济社会发展的神经。而那些还处在探索阶段的新材料，也已经开始酝酿下一个商业计划。 光伏功臣多晶硅 当科学家发现，掺杂了微量杂质的多晶硅材料，在受到太阳能光照时，不均匀的半导体或半导体与金属结合的不同部位产生了电位差，将电位连接便形成了电流。也就是说，参杂了微量杂质的多晶硅材料利用本身的特质就能够将太阳能神奇地转化成了电能，这一重大的材料利用进展，开启了人类大规模利用太阳能发电的全新领域。 经过不断地发展变迁，目前高纯度的晶体硅材料仍然是电子工业和太阳能电池的主流材料，在太阳能光伏领域的市场占有率仍然超过了90%。有专家预测，在未来50年内，晶体硅仍然是太阳能光伏产业的基础材料。 金融危机爆发以前，国际多晶硅价格一度登顶400美元/kg，成为名符其实的“多金硅”。在2007年底～2008年初中国的光伏市场中，“拥硅者为王”，有关多晶硅、硅材料一度成为媒体、商业经济领域最夺人眼球的话题。现如今，太阳能光伏产业发展陷入低谷，多晶硅价格回归，但晶体硅太阳能电池片成本的80%仍然被多晶硅占据，太阳能发电总成本的20%～30%仍为硅材料。太阳能光伏发电效率的提高，很大程度上还在围绕硅材料展开。 目前，全球太阳能占常规能源的比例不足1%，但未来随着石化能源的枯竭，新能源的崛起已经是无法阻挡的趋势，太阳能作为几乎无限的能源窗口，必然还会在与新材料技术的相互推动下，再次创造历史。 股神钟情铁电池 2008年，股神巴菲特投资的旗下附属公司MidAmerican（中美能源控股公司）宣布斥资2.3亿美元入股一家中国的新能源汽车生产商——比亚迪10%股权。这一消息引来一阵轰动，股神的选择，一定程度上取决于企业本身成长性以及它所从事的行业未来的潜在价值。 投资者追逐的股神举措，将目光投向了这家传奇色彩的公司以及他所生产的产品。被比亚迪称作“铁电池”的正是以磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池2/3的成本构成是组成它的四大材料——正极材料、负极材料、隔膜和电解液。一般来说，正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本占据整个电池成本的30%左右。作为其中一种新型正极材料，磷酸铁锂拥有其他材料无可比拟的安全性能与循环寿命，这也正是锂离子电池的最重要的技术指标，除此之外，磷酸铁锂具有无毒、无污染、来源广泛、成本低等特性，让国内外汽车制造企业都广泛看好其在电动汽车上的应用潜力。 比亚迪在新能源汽车上的优势就源自其对磷酸铁锂材料的开发，它在磷酸铁锂电池上的研发几乎与国际同步，并已在其生产的新能源汽车及客车上正式使用，进一步验证了这种材料构成的电池动力系统的综合性能。有研究机构预测，磷酸铁锂电池在未来5-7年将有突破性的发展，仅中国就将产生大约150亿元的市场规模。可以预计，由磷酸铁锂材料推动下动力电池乃至电动汽车产业，必将打开下一代汽车市场新的疆界。 材料新秀碳纤维 发端于军事工业的碳纤维产业近年来愈来愈受到商业资本、产业资本的追捧。这种高性能纤维的出现为大型客机、建筑加固、风力发电、体育休闲等诸多领域升级换代提供强有力的支撑。 碳纤维的比重不足钢的1/4，而由碳纤维加工而成的复合材料抗拉强度却是钢的7～9倍，抗拉弹性模量也高于钢，与此同时，碳纤维作为一种高性能化学合成纤维，即兼具纺织纤维的可加工性，又不像钢铁等金属材料那样易腐蚀。也就是说，一种比钢铁更坚硬、更轻，又能够耐酸碱腐蚀，还可随意加工成需要的形状及尺寸的材料，几乎满足了人类对新材料的大多数梦想。也难怪，碳纤维作为新材料中的标志性领域，至今仍让人为之疯狂。 不过，碳纤维高性能的背后是其复杂的工艺流程和冗长生产环节，全世界只有日本东丽、东邦人造丝和三菱人造丝，美国的赫克赛尔、卓尔泰克、阿迪拉，以及德国西格里集团，韩国泰光产业，中国台湾台塑集团等为数不多的企业掌握并拥有相关核心技术。要从这种高端技术下分得一杯羹，核心技术仍然是其中的关键。 神奇的超材料 除了已经走出实验室进入商业化进程的新材料之外，还有一些存在于科学家探索和设计中的新材料也在酝酿之中。美国波士顿学院和杜克大学的科学家研究小组研制出一种高效“超材料” (metamaterial)，能够吸收所有到达其表面的光线，达到光线完全吸收的科学标准。尽管这种似乎超越自然的新观念还没有完全被材料界所接受，但作为一种新的材料设计理念，已经引发了各界的关注。这种“新材料”所表现出的潜在商业价值，将随着技术本身的不断发展逐步显现。 下一个商业神话？ 据北京市2001年进行的统计，2000年末，新材料产业在世界市场的销售额约为4000亿美元，而美国和日本国内的市场分别达到了1550亿美元和12.6万亿日元。进入21世纪以来，我国新材料产业发展迅速，根据工信部的最新的统计显示，2010年我国新材料产业规模已经超过6500亿元，比2005年年均增长约20%。其中，稀土功能材料、先进储能材料、光伏材料、有机硅、超硬材料、特种不锈钢、玻璃纤维及其复合材料等产能居世界前列。“十二五”末，新材料总产值将达到2万亿元，年均增长率超过25%。 与全球其他国家的大型产业集团参与新材料的研发生产有所不同，中国的新材料企业普遍规模较小，但在某些领域，发展水平却与西方发达国家差距不大，这与中国新材料特殊的发展历程有关。 1958年，国家最高领导人毛主席主席就提出了“以钢为纲”的方针，将材料工业的发展作为新中国工业发展的战略性方向。周恩来总理在领导制定《1956～1967年科学技术发展远景规划》时也把新材料项目列入其中。1985年，国家科委设立了新材料办公室，对新材料的中长期发展制订了相应的规划，就是在这个时期，有机硅、有机氟、耐火纤维、碳纤维、复合金属、热喷涂、导电复合陶瓷、合成云母等共几十个新材料取得了阶段性成果，为今天的国内相关产业的发展奠定了基础。国家层面的布局与支持，让今天包括中国建材集团、蓝星集团、中科三环等在内的诸多新材料企业，得以快速成长并不断发展壮大。 今年年初，国家工信部发布了《新材料产业“十二五”发展规划》，国家再次为新材料这一特殊的产业体系布局规划。 《规划》中称，新能源方面，“十二五”期间，我国风电新增装机6000万千瓦以上，建成太阳能电站1000万千瓦以上，核电运行装机达到4000万千瓦，预计共需要稀土永磁材料4万吨、高性能玻璃纤维50万吨、高性能树脂材料90万吨、多晶硅8万吨、低铁绒面压延玻璃6000万平方米，需要核电用钢7万吨/年、核级锆材1200吨/年、锆及锆合金铸锭2000吨/年。 节能、新能源汽车方面，到2015年，我国新能源汽车累计产销量将超过50万辆，需要能量型动力电池模块150亿瓦时/年、功率型30亿瓦时/年、电池隔膜1亿平方米/年、六氟磷酸锂电解质盐1000吨/年、正极材料1万吨/年、碳基负极材料4000吨/年。乘用车需求超过1200万辆，需要铝合金板材约17万吨/年、镁合金10万吨/年。 高端装备制造方面，“十二五”期间，航空航天、轨道交通、海洋工程等高端装备制造业，预计需要各类轴承钢180万吨/年、油船耐腐蚀合金钢100万吨/年、轨道交通大规格铝合金型材4万吨/年、高精度可转位硬质合金切削工具材料5000吨。到2020年，大型客机等航空航天产业发展需要高性能铝材10万吨/年，碳纤维及其复合材料应用比重将大幅增加。 新一代信息技术方面，预计到2015年，需要8英寸硅单晶抛光片约800万片/年、12英寸硅单晶抛光片480万片/年，平板显示玻璃基板约1亿平方米/年，TFT混合液晶材料400吨/年。 节能环保方面，“十二五”期间，稀土三基色荧光灯年产量将超过30亿只，需要稀土荧光粉约1万吨/年；新型墙体材料需求将超过230亿平方米/年，保温材料产值将达1200亿元/年；火电烟气脱硝催化剂及载体需求将达到40亿元/年，耐高温、耐腐蚀袋式除尘滤材和水处理膜材料等市场需求将大幅增长。 生物产业方面，2015年，预计需要人工关节50万套/年、血管支架120万个/年，眼内人工晶体100万个/年，医用高分子材料、生物陶瓷、医用金属等材料需求将大幅增加。可降解塑料需要聚乳酸(PL A)等5万吨/年、淀粉塑料10万吨/年。 在国家的强力推动下，整个新材料产业体系发展的基础得以巩固，单个企业技术开发的时间能够有效缩短，有更多的企业可以有机会参与全球新材料技术的高端竞争。21世纪的百年才刚刚开始，中国的新材料产业是否也能够诞生出如通用电气、杜邦那样驱动历史、改变世界的企业，让我们拭目以待。
