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新材料被称为“发明之母”，同时也有“产业粮食”之美誉，目前还是世界各国争相攻坚的技术高地。相较于其他科技领域的创新突破，新材料具备一定的特殊性：存在巨大的技术壁垒，同时又能在高端制造当中作为基础资源，拥有巨大的市场需求和广阔的应用前景。

《“十四五”规划》提出深入实施制造强国战略，并就高端材料的发展做出明确指示。政策利好，给予我国新材料产业巨大的机遇。同时，新材料科技领域的特殊性，注定了这是一场“不见兔子不撒鹰”的探索乃至冒险，“找下游”成了整个赛道玩家必须做好的一门功课。

1.新材料风起：开启高端制造的钥匙

材料工业作为我国七大战略新兴产业、“中国制造2025”重点发展的十大领域和科创板六大领域之一，是我国重要的战略性新兴产业，也是制造强国和国防工业发展的关键保障。

新材料涉及的门类广泛，但总体来说可以分为两大类：拥有优异的结构性能的结构材料；或是拥有特殊性质的功能材料，一般指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。

结构材料拥有特殊的强度、韧性、硬度、弹性等机械性能，可以赋予高端制造业全新的物料底座，如新型陶瓷材料、非晶态合金 (金属玻璃) 等；

功能材料则凭借所具有的电、光、声、磁、热等功能和物理效应，作为产品突破的关键技术阀门，如石墨烯、精细陶瓷和光纤等。

石墨烯材料

中国以及西方发达国家已经拉开全面产业升级的序幕，材料创新成为推动高科发展的关键，目前世界材料产业的产值正以每年30%的增速暴涨。

从筹备阶段来看，国内对于新材料领域的探索挖掘，经历了一段较长的时期。

■ 20世纪90年代前，新材料就伴随着园区经济发展，成为了园区经济的重要组成部分。

■ 20世纪90年代，科技部牵头统筹建设新材料产业基地，如苏州工业园、深圳科技工业园等园区开始兴起新材料产业为主体的产业园区。

■ 在21世纪以来，新材料产业进入快速发展阶段，2009年新材料上升到国家战略层面，成为国家重点产业发展方向，新材料产业园开始大量崛起；2012年，“十二五”规划明确指出积极支持符合新材料产业发展规划和政策的企业、项目和产业园区，新材料产业迈上了统筹规划发展的快车道，到2015年底，国内新材料产业园数量已经接近500家。

对新材料的重视，一方面来源于国内向高端制造转型的产业需求急剧扩大，另一方面也来源于对“绿色、节能、环保”发展理念的彻底贯彻。

相较于日渐扩大的新材料缺口，目前国内新材料的供给端能力却差强人意。

据统计，中国的新材料总体进口率高达86%，自给率仅仅为14%。目前新材料关键技术多集中在美、日，尤其日本更是处于新材料领域的霸主地位。

如时下火热的半导体材料领域，国际半导体产业协会(SEMI)的数据显示，日本企业在全球半导体材料市场占比份额高达52%。全球球形硅微粉70%以上市场来自日本；再比如芯片制造的关键材料金属掩膜版，目前全球仅有日本可以制造高精度金属掩膜版材料。日本拥有一系列全球顶级的新材料企业，如京瓷株式会社、三井化学株式会社等等。

石墨烯材料

在新材料领域的金字塔尖，日本的领先项目还包括高强度碳纤维材料、宽禁带半导体材料（指禁带宽度在2.3eV及以上的半导体材料，也被称为第三代半导体材料）、高性能单晶叶片等，名字或许“不明觉厉”，但他们的下游产业可是我们目前正在攻关的“技术高地”：火箭壳体、飞机骨架；主动相控阵雷达；飞机发动机叶片等，这些已经涉及军事领域，关系国家安全。

《“十四五”规划》明确提出，到2025年，原材料工业保障和引领制造业高质量发展的能力明显增强；到2035年，中国要成为世界重要原材料产品的研发、生产、应用高地，新材料产业竞争力全面提升，绿色低碳发展水平世界领先，强调供给高端化水平要不断提高，突破一批重点战略领域关键基础材料；重点行业研发投入强度达到1.5%以上，掌握一批产业关键核心技术，形成5~10家具有生态主导力和核心竞争力的产业链领航企业。在原材料领域形成5个以上世界级先进制造业集群等。

正因我们具备庞大的市场需求，以及摆脱技术依赖的紧迫性，现在国内对国内新材料领域大力扶持，资本也开始密集关注新材料创业。

随着我国向高端制造转型的进程，新材料无疑已成为一个时代风口。但是，新材料行业作为一个技术密集型、资本密集型、长回报周期的赛道，自带高技术壁垒、稀缺性、高风险属性，想要起飞，并非一日之功。

2.新材料选择：一场“找下游”的挑战

行业的发展，离不开资本的助力。新材料赛道，却令不少投资人望而却步。有投资人表示，他们会去看海关的数据，什么新材料进口最多，且客户相对集中，就更倾向于这个项目的创业者。这在业内只能算常规操作，导致投资人之间“内卷”，有的投资人甚至去院所实验室门口堵人。

“点着元素周期表找项目”并不是一句玩笑，但收效甚微，碳元素最为常见，石墨烯却是现在新材料领域的香饽饽。

没错，新材料存在极高的认知门槛。下面可以通过的几种先登历史舞台的新材料的下游流向，来总结这些新技术之间的共性。

一个典型的例子就是气凝胶。

被称为“材料之王”的气凝胶

气凝胶是新一代的节能/绝缘/隔热/吸附……材料，有一个最广为人知的头衔：目前世界上最轻的固体。气凝胶具有纳米多孔网络结构，并在孔隙中充 满气态分散介质，去掉所有空气后密度仅为空气的六分之一。气凝胶具有很多堪称“梦幻”的性质：如内部空气不流动带来的能隔绝1400℃高温的隔热能力，高于最好绝缘玻璃39倍的绝缘能力，吸附自身质量250倍质量油脂的吸附能力，憎水率99%带来的防水能力，加入炭黑、陶瓷纤维等遮光材料后便具有防辐射能力等，既可划为结构材料，又可划为功能材料。

气凝胶有近90年的发展历史，美国在这一领域长期保持领先，而我国在相关技术领域，直到2009年还是空白，不得不高价购买，用于航天等前沿领域。

直到2012年，广东埃力生公司的技术总监张秋华带领团队突破了气凝胶干燥工艺，并建成大规模产品线，我国才实现气凝胶国产化，用上成本为之前二分之一的气凝胶。

之后十年国内气凝胶产业迎来了长足的发展，如弘大科技董事长李光武独创梯度减压技术，在降低成本的同时实现了气凝胶成品参数的全面超越，完成了产业低成本化。目前国内已经有中国化学、晨光新材、泛亚微透、宏柏新材、华昌化工等头部企业。

且相较于美国垄断时期，气凝胶的应用场景堪称爆发式增长，如建筑、管道防水保温材料的替代，新能源汽车电池的阻热阻燃，航空航天的减重隔热，水体油污、重金属的吸附净化等等。

从2014年至2020年，我国气凝胶制品的市场规模从2.07亿元增长到2020年的14.1亿元，复合增长率达到37.7%；气凝胶材料的市场规模从1.83亿元增长到15.9亿元，复合增长率达到43.4%。

目前下游产业需求结构有56%来自油气项目，18%用于工业隔热，9%用于建筑建造，8%用于交通。根据预测，在2026年，将有14%用于建筑，而交通领域的需求将增至13%。

值得一提的是，美国在此之前曾经3次尝试产业化气凝胶，均以失败告终。

另一个典型例子就是新材料之王——碳纤维。

碳纤维

碳纤维又被称为“黑黄金”，指含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维轻若铝箔，强度高于钢铁，并具备耐腐蚀、高模量等“逆天”特性。

中国石化宣布，2022年10月10日，我国首个万吨级48K大丝束碳纤维工程第一套国产线在中国石化上海石化碳纤维产业基地投料开车并生产出合格产品，这标志中国石化大丝束碳纤维从关键技术突破、工业试生产、产业化，成功走向规模化和关键装备本土化。这也令中国石化成为国内第一家、世界第四家掌握大丝束碳纤维技术的企业。

48K大丝束碳纤维，指每束纤维数在4.8万根以上的碳纤维原丝，而之前国内应用的普遍都是1000-1.2万根纤维/束的碳纤维原丝。相较小丝束，大丝束具有成本更低、更适宜工业生产应用的特点。

目前的碳纤维市场，主要由美日德三国垄断。但是在此之前，碳纤维技术的执牛耳者却是英国。碳纤维按原丝种类可分为PAN基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维，其中PAN基碳纤维由于性能优良、应用广泛而成为主流，英国正好是PAN基碳纤维技术的领头羊。但英国为PAN基碳纤维技术挑选的落地场景，是难度最高的英国飞机发动机叶片，最终失败。与叶片一同失败的，还有PAN基碳纤维技术的商业化，英国只能把技术高价转让给美国和日本，成就了后者的世界顶级地位。

我国2000年才起步发展碳纤维，2005年国外开始对我国解除小丝束碳纤维。小丝束碳纤维主要用于航空航天领域，经历多年发展，我国战斗机方才用上了国产的碳纤维，目前C919大飞机的碳纤维刹车预制体，就由国内企业楚江新材独家提供。

目前我国碳纤维追赶进度，已经在尖端层次向美日看齐，完成了T1100、M65J级别碳纤维的成功研制，基本可实现航天应用的自主化。但和国内光刻机攻关面临的挑战一样，此时的当务之急，是优先进行中低端的碳纤维的“保供”，扩大产能，满足民用、军用需求，然后再寻求高端技术的追赶，如被美日垄断的超高强度高端碳纤维的干喷湿纺技术。

新材料的发展是一场“找下游”的挑战：明明知道这项技术将来大有可为，关键是当下如何将其商业化，形成产研相互促进的闭环。

3.新材料的破局关键：装备与产业全面升级

新材料的附加值，毫无疑问是对装备乃至产业的全面升级，但这是最终目标。市场需求，外部环境，对附加值的影响，是实时且复杂的。

贸易战、疫情、工业4.0这些外部因素，会为技术的发展，带来额外的影响，为我国新材料的发展之路，献上额外的相对附加值。目前看来，外部因素对新材料领域带来了如下的切入机会。

首先是国产替代。国产替代的呼声越来越强烈，不完全来自于外部封锁，其更大的内部驱动力，在于我国较为完善的工业体系。比如半导体材料和光电显示材料中的特种气体、光刻胶、OLED发光材料、金属掩膜板、焊锡膏等。这些材料在国际上已经相当成熟，国内虽然止步于尖端技术或仍然存在技术门槛，仍然可以通过引进人才重点攻坚实现产研平衡，以相对较小的代价，辅以丰富的应用场景，迅速建立产业闭环。

圆晶材料

如国内的半导体下游电子产品、工业母机促进圆晶产业发展。上文提到的气凝胶，国内大火的新能源产业就被视为其最为确定的产业温床，宁德时代、比亚迪等龙头企业由于动力电池安全性等需求，对气凝胶深入产业化翘首以盼。完善的工业体系使得新材料技术投产即能兜底，不会出现英国罗罗公司无法落地而转让技术的尴尬；且巨大的产业基数决定了国内下游客户对于新材料长期保持价格敏感，对国产新材料宽容度和接受度更高。

其次是反垄断。国产替代针对的大多是低中端产品，而垄断则更多存在于尖端科技，或是高端材料的低成本工艺。如典型的超高强度碳纤维芳纶、海洋用特种钢、重防腐涂料、聚酰亚胺、铝合金车身板、碳化硅、尼龙 66、电子陶瓷等。相关技术对华严格保密，甚至是完全禁售产品。这些高壁垒材料涉及大量原材料、工艺、设备等复杂因素，往往用在军民融合领域。但垄断也意味着不需要担心倾销压制，蕴含着巨大的利润空间。

第三是追寻同一起跑线上的新材料技术，如与气凝胶、碳纤维同属于划时代材料的石墨烯，以及超滑材料、感光金属材料等。同时，对于我们已经缩短差距的垄断新材料技术，也可以通过工艺上的优化，实现投产领先，如气凝胶领域后发先至的梯度减压干燥技术。

万变不离其宗，几大机遇都指向一个相同的内核：如何从下游需求、政策导向、赛道成长速度等多个方面，为新材料本身，找到较高的相对附加值。