國外新材料產業技術創新的五大模式及啟示

2019-11-26 16:21:46

  ■康萌越 謝振忠 程楠

  新材料是國民經濟發展的基礎產業,也是保障國家產業安全的重點領域,然而,我國關鍵基礎材料受制于人的狀況依然令人擔憂,新材料產業技術創新機制不暢、工程化周期長等問題仍然存在。賽迪智庫規劃研究所通過分析發達國家培育新材料產業的經驗做法,總結出新材料產業技術創新的五大模式,即產學研合作型、企業聯盟型、政府主導型、軍民結合型、平臺共享型,并對我國新材料產業技術創新提出建議。

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  新材料產業技術創新的五大模式

  產學研合作型。即新材料生產企業、科研院所和高校之間以市場為導向、技術為紐帶、應用為牽引,將科研、教育、生產等功能進行系統集成,以加速科技成果的產業化進程。按照參與主體的分工,該模式又可以分為高校主導、多主體協同、中介協調等形式。如,荷蘭應用科學研究組織、德國弗勞恩霍夫協會等在新材料基礎研發部門和企業之間建立橋梁,通過“合同科研”等形式,實現技術驗證和中試孵化等工程化應用,為企業提供技術服務;英國牛津大學、德國卡爾斯魯厄理工學院等設立了轉化辦公室,以推動建立依托單項技術的初創企業。產學研合作型模式充分發揮了高校在基礎研究、科研院所在專業技術研究、企業在生產制造方面的優勢,促進了技術創新各要素間的整合,有利于全社會共同推進新材料產業技術創新。

  企業聯盟型。即產業鏈上下游的企業組建合作聯盟,上游生產企業以應用型企業需求為出發點,根據性能需求進行反向設計,在項目的初期階段便參與客戶的技術開發,確保研發設計和工程應用保持全程統一。如,韓國浦項制鐵與韓國通用大宇聯合設立“技術合作委員會”,由兩家企業的營銷、采購、研究所、生產技術等部門人員共同參與,加強從新車開發到制造全過程的汽車用鋼開發合作,完成了多個課題的研發攻關。該模式以市場需求為導向,做到了新材料研發的“先期導入”,將上下游企業緊密聯系在一起,不僅增強了上游企業的不可替代性,提高了資源利用效率,也有利于下游企業提升產品質量水平及競爭力。

  政府主導型。即在政府主導下,產業界、學術界、政府機構等通過“項目制”等形式,高效組合利用政策、資金、研發、制造等資源,實現新材料的技術突破。例如,日本文部科學省和經濟產業省下屬的日本科學技術振興機構和新能源產業技術綜合開發機構,通過公開募集的方式,委托企業完成各項新材料技術的開發,并提供所需的研發費用,研究成果歸國家所有,參與企業享有優先使用權,每年把上百項科研成果轉化為產品。政府主導型模式突出政府的主導作用,資源整合效應更強,對于投入較大、涉及面廣的“市場失靈”領域具有較好的實施效果。

  軍民結合型。即面向民用和軍用兩類需求,通過“軍轉民”“民參軍”或者“軍民共建”等方式,實現新材料軍事技術和民用技術的融合。如,1948年到1957年,美國軍方承擔了貝爾實驗室晶體管研究費用的38%;1959年,美國空軍與德州儀器簽訂合同,由美國空軍提供115萬美元用于新技術的開發,軍方采購大大促進了美國半導體材料技術的突破及產業化應用。該模式將民間資源與高標準、先進的軍事力量結合起來,推動了先進軍用材料民用化及民用材料的高端化,加速了新材料技術的推廣應用進程。

  平臺共享型。即通過搭建新材料模擬、研發、試驗大數據平臺,運用計算材料學和可共享的材料數據庫加速新材料研發和工程化應用。例如,美國“材料基因組”計劃通過新材料研發周期內各個階段的團隊相互協作,注重實驗技術、計算技術和數據庫之間的共享:一方面,建設開放的大數據平臺和材料性能預測模型,將用戶與研發團隊聯系起來,讓用戶參與預測后材料性能的評價,實現應用導向的研發。另一方面,建設龐大的實驗室數據庫,促進遠程數據存儲與共享,以加速新材料的性能篩選和實驗進程,降低了傳統“嘗試法”研發模式帶來的資金、資源和時間成本。平臺共享型模式將新材料研發設計“上云”,在科研機構、企業、用戶之間搭建了互通有無的橋梁,暢通了產用結合渠道,使得新材料研發周期由目前的10年~20年縮短到5年~10年。

  啟示及建議

  在引進國外技術的基礎上,要加強對國外新材料產業技術創新模式的學習,借鑒其在新材料產業技術創新機制、投資結構及模式、利益分享機制等方面的經驗,同時注重相關做法的本土適應性,因材施策,形成具有我國特色的新材料產業技術創新范式。

  對于鋼鐵、有色、陶瓷、化工、建材等基礎性、技術成熟度較高的材料,應充分發揮市場作用,更多采取產學研合作型、企業聯盟型模式。推動建立以應用企業投入為主的研發機制,圍繞實際需求開展創新活動。鼓勵相關領域研發機構、企業等成立緊密聯系的綜合體,支持上下游企業雙向對接、聯合攻關,實現先期介入、精準研發,精準對接應用。

  對于特種合金、特種橡膠、碳纖維、半導體材料、特種玻璃等戰略性領域,投入較大、回報期較長,單個企業很難完成研發及產業化任務,屬于“市場失靈”領域,應更多發揮政府、軍方的引導作用。通過政府采購、軍方采購等形式,結合“首批次”、“首臺(套)”等政策,整合政府、軍方、科研機構、企業資源,構建運行高效的產用結合機制,實現研發制造與產品應用的反復迭代,破解“有材不敢用”難題,突破共性技術瓶頸。

  對于石墨烯、納米材料、智能材料等前沿性領域,應強化高校院所的主體作用,發揮政府的引導作用,通過搭建平臺,吸引更多社會力量參與技術創新及產業化。分領域搭建材料數據共享平臺,開發高通量、自動流程、多通道集成計算系統,探索建立重點領域數據庫和數據共享機制,吸引研發、生產、應用方參與數據提取與錄入,實現新材料設計制造的橫、縱向集成。搭建若干新材料中試平臺和基地,鼓勵前沿新材料領域的科技成果轉移轉化,減輕企業建設中試線的成本。

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  責編:張文齋 監審:王怡潔


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