浅析我国高端制造及新材料产业发展战略
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浅析我国高端制造及新材料产业发展战略
我国用40多年的时间,追赶了西方国家200余年的工业化进程,因此产业链不全这是自然的,当前我国已进入工业化后期,由高速发展向高质量发展转变。高质量发展是三个方面:经济、社会、生态全方位的高质量发展,是体现创新、协调、绿色、开放、共享发展理念,是以满足人民日益增长的美好生活需要,增强人民群众获得感的高效率、公平和绿色可持续的发展。
经济方面:高质量发展是坚持质量第一、效益优先、高水平经济循环,全要素生产率持续提高的发展;是以供给侧结构性改革为主线,推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革,科技创新水平大幅提升,产业基础能力雄厚、产业结构合理、产业规模适度、质量效益高的现代化经济体系的发展。
社会方面:高质量发展是区域协调发展、城乡融合发展、基本公共服务均等化基本实现的发展;是人民平等参与、平等发展权利得到充分保障,法治国家、法治政府、法治社会基本形成,国家治理体系和治理能力现代化基本实现的发展。
生态方面:高质量发展是资源能源高效利用,生态环境质量根本好转,结构合理、层次分明、科学适用的国土空间规划体系得以构建的发展;是“空天地一体、陆海统筹”的生态环境监测体系得以
完善,绿色生产方式和生活方式得以形成的发展;是生态安全和优质生态产品供给得到有效保障,美丽中国基本实现的发展。
全球制造业格局正在发生深刻变化,发达国家重振制造业,争夺和维护其全球产业链高中端位置,新兴大国制造业迈向中高端,但结构转型的过程艰难,资源富集国家被锁定在产业链中低端,迈向产业链中高端举步维艰,“一带一路”倡议及国际产能合作,促进世界经济和产业再平衡,全球制造业服务化进程快速推进。
2035年我国经济社会业态预测:制造业与信息技术深度融合打造先进制造业:产品的全数字化设计;加工过程实现自动化编程、仿真优化、数字化控制;实时采集生产过程中的数据,实现网络实时监控和自主调节,逐步达到柔性化生产、精细化管理。
新一代信息技术推动社会经济生产方式不断变革:新型材料器件、人工智能、大数据、新一代网络技术、建模与仿真等信息技术驱动各行各业向全领域、跨行业协同集成、交叉融合的方向发展,人类将迈入以“万物互联”为基础的崭新的智能化时代。
人工智能技术渗入产业融入生活,改变人们的生产生活方式:家具、服装等传统消费品智能化升级的趋势明显,可穿戴产品、智能家居、数字家庭等新兴消费品层出不穷。
重视循环经济理念,绿色低碳生产技术和装备将普遍应用并引领发展:绿色低碳生产模式全面建立,工业生态链接广泛覆盖,实现节约化、高效化、洁净化生产。
新材料不断更新换代催生新兴产业发展:有机复合材料、生物活性材料与临床医学结合分别产生和发展了“电子皮肤”和组织再生工程。
第四次工业革命背景下,新时代中国科技发展的思路和重点。
1.新一代信息技术领域发展重点:(1)网络安全与新型显示,重点布局网络安全、光电功能材料与芯片、北斗、5G通讯、新型显示等重点领域。
1、网络安全:从专用互联网、行业互联网入手,大力研究自主可控的互联网关键技术。优先设计“真实可信、信息安全、访问授权、攻击预防、事后追溯、网络容侵、分级控制”的专用互联网。
2、光电功能材料与芯片:掌握光电功能材料与光芯片器件的核心技术,打造自主可控的产业链。中科院目前拥有5个光电/光机研究所,在芯片、光有源器件、光无源器件、光模快与子系统等方面具备较好的基础。
3、5G通讯:产业链条包括支撑层(网络规划设计,网络工程优化);基础层(射频器件,芯片,关键材料);传输层(主设备,基站天线,射频滤波器,小基站,SDN/NFV解决方案,光纤光缆,光模块、光器件,基站配套);应用层(系统集成,运营商,网络优化维护,移动终端设备);场景层(车联网自动驾驶,工业互联网,AR/VR,智能交通)等。3、新型显示:印刷显示:应重点突破关键材料(有机半导体材料、聚合物绝缘层材料、氧化物半导体墨水、纳米功能性材料、可溶性有机发光材料、量子点材
料、石墨烯材料),印刷涂布和喷墨打印生产工艺(量产OLED印刷工艺、柔性TFT背板工艺、柔性OLED工艺、柔性电子纸工艺、R2R集成/制造等)、印刷TFT与显示器件。
激光显示:重点突破关键材料(GaN衬底材料、InGaN半导体外延材料、AlGaInP半导体外延材料、芯片解理工艺等),器件工艺(器件封装工艺、RGB半导体激光器、光学模压成形工艺、RGB光源模组等)。
(2)集成电路与第三代半导体,重点布局集成电路、第三代半导体、支撑软件与指令集(EDA)、智能传感等重点领域。1、集成电路:突破集成电路设计、制造、封装测试关键技术,以及制造集成电路所用的晶圆制造材料、硅片、光刻胶、电子气体、靶材等关键短板材料,实现14nm制程工艺的自主可控,并向7nm制程工艺发展。2、第三代半导体:突破GaN、SiC、AiN等核心材料,以及超高压电力电子器件、中高压电力电子器件、大功率射频/微波器件、可见光源器件、紫外光电器件等核心关键器件。3、智能传感:高铁、飞机、5G通讯、无人驾驶、社会管理、社会安全的发展对传感材料提出了更高的应用要求。不断发展新型传感材料,才能满足传感器件日益复杂的应用。
我国信息产业存在突出问题:2019年5月16日美国以安全为名将华为列入进出口管制的实体清单,从芯片与软件两个方面对华为断供。华为2018年采购700亿美元,其中芯片为210亿美元,
占销售收入1085亿美元的19.3%,其芯片主要用在手机。手机的基带处理芯片是当今对集成电路工艺水平要求最高的芯片,5G的手机将需要5nm工艺的芯片才能保证有较长的待机时间。华为在芯片设计方面的水平已经超过高通公司,5G的专用芯片均已自研成功,领先于美国。但芯片的代工线与芯片设计的EDA软件工具和指令集不在华为自身可控范围。
1.中国集成电路精密装备及代工线的装备水平较低。
集成电路材料包括硅材料、光掩模、光刻材料、电子气体、工艺化学品、CMP抛光材料、溅射靶材、专用封装材料等八大类。目前5nm和7nm的集成电路装备仅有荷兰等少数国家掌握,日本也几乎垄断了关键的材料。台积电与韩国三星的芯片代工线已是7nm,我国中芯国际公司目前稳定工艺是28nm,与国外相差了三到四代。
2.中国习惯“跟随式发展”,难以从根本上摆脱先行者控制,如CPU,主要是X86和ARM指令架构。目前集成电路EDA工具软件的三家公司全为美国所控,手机用应用处理器全部都是ARM架构,其授权也是美国所控,中国在这些方面几乎是空白。
3.国内产业资源分散,科技攻关同水平重复,企业产品低价位竞争,基础研究、高端产品和新技术研发乏力。高端芯片人才匮乏。
2.先进制造领域发展重点: