前沿新材料行业深度报告:全球竞争、产业重构与“十五五”新局

国家发展改革委国民经济社会综合司司长在2026年初的新闻发布会上介绍，一批“十五五”时期的高技术产业标志性引领性重大工程正在谋划推进。

前沿新材料具有战略性、前瞻性和颠覆性，是全球科技创新的基础与制高点。

中国已形成全球门类最全、规模第一的材料产业体系，但关键材料领域32%为空白，52%依赖进口。这组数据既显示了差距，也揭示了巨大的国产化替代空间。

一、

全球战略竞争格局与政策驱动

在全球范围内，先进材料的战略地位已发生根本性转变，从传统的科学研究议题上升为攸关国家长期战略能力的重要议题。经济合作与发展组织（OECD）在2025年发布的《引领先进材料的未来：战略情报行动》报告中明确指出，先进材料具备 “基础性、牵引性与战略性”的三重作用，成为“深科技时代”的核心底座。这种定位转变的背后，是一场全球范围的战略竞争，材料科学已深度融入各国能源安全、国防科技与战略产业升级的布局中。

（一）主要经济体战略布局与政策驱动

美国将材料创新视为保持其在能源、电动车、航空航天、芯片制造等领域领导地位的关键。通过《材料基因组计划》、《国家纳米技术计划》和《宽禁带半导体技术计划》等多项战略计划，美国依托国家实验室体系和CHIPS法案强化基础研究与高性能材料能力。2025年，美国国家科学基金会（NSF）投入1980万美元续签对“基于集成化学的生物材料、聚合物及先进结构材料创新平台”（BioPACIFIC MIP）项目的资助，该项目融合合成生物学、化学、自动化与人工智能，旨在重塑材料的发现、设计与应用模式。

欧盟则更加强调材料在绿色转型中的作用，推动建立跨国材料数据平台与监管体系。通过《关键原材料法案》、《净零工业法》等立法，欧盟试图确保关键材料供应链安全，同时引导企业在生产过程中遵循更严格的可持续标准。欧盟的《材料2030路线图》和《石墨烯旗舰计划》进一步支持新材料的研究和创新，重点关注石墨烯、绿色与可持续材料和工业材料等的研发。

日本作为全球高性能材料的重要生产国，在碳纤维、特种钢、电子材料等领域保持绝对领先。日本材料企业在全球市场份额令人瞩目：高端特殊钢材占全球33%市场份额，半导体光刻胶、硅片、CMP抛光液占全球60%～90%市场份额，碳纤维材料占全球50%以上的高端市场。日本政府通过《创新战略2020》和《新材料技术战略》等政策，推动材料数据的收集、分析和共享，将材料创新作为支撑先进制造（如半导体、氢能、机器人）的核心。

图表1：全球新材料产业规模与增长对比

资料来源：中投产业研究院整理

中国在这场竞赛中采取了大规模投资与政策推动相结合的策略。《“十四五”规划纲要》对新材料产业发展做出科学部署，通过《新材料产业创新发展行动计划》等政策，加速先进材料的基础研究、产业化和规模化应用。截至2026年初，中国已累计推动价值超550亿元新材料产品进入市场，布局形成了涵盖材料研发、中试熟化、材料生产、测试验证、材料应用等全过程的5类新材料重点平台体系。

（二）材料研发范式革命与创新生态构建

全球先进材料发展正经历从单点突破向系统性创新生态的转变。人工智能、材料基因组工程、数字孪生等工具正推动材料研发从传统“试错式”模式向“数据驱动”的第四范式转变。美国Ques Tek公司利用系统化集成的大数据材料开发技术，研发出新型抗疲劳合金材料，性能赶超上一代的同时研发周期缩短一半以上。这种变革极大地缩短了新材料的设计、研发、制造加工及应用周期，使研发周期从过去的20年缩短至10年左右，甚至更短。

OECD报告提出的“战略情报体系”正在成为国家材料政策的核心创新点，帮助政府在技术尚未成熟之前，提前建立认知框架、规划投资方向、评估潜在风险。这种以系统视角管理未来变化的能力，已成为国家竞争力的重要组成部分。

图表2：主要国家材料研发投入与创新体系比较

资料来源：中投产业研究院

值得注意的是，我国拥有全球规模最宏大、门类最齐全的人才资源，科学、技术、工程和数学专业毕业生每年超500万人，这为材料创新提供了坚实的人才基础。然而，与发达国家相比，我国基础研究投入占研发经费支出比例虽然已从2010年的4.6%提升至2022年的6.32%，但仍与发达国家普遍15%以上的水平存在较大差距。这表明我们在夯实基础研究方面仍有提升空间。

（三）全球竞争格局与未来趋势

从全球竞争格局看，西方发达国家凭借大部分大型跨国公司，在科技、人才、研发以及市场等方面占据绝对优势，位于第一梯队。中国、俄罗斯、韩国等国的新材料产业整体处于快速发展期，并在部分领域形成自身优势，位于第二梯队。这种格局正在随着各国战略投入的加大而加速演变。

未来十年将是材料科学从“实验室突破”向“大规模商业化”过渡的关键阶段。随着新能源、新一代信息技术、航空航天产业崛起，新材料的应用市场进一步扩大。特别是在“双碳”目标驱动下，生物基材料、生物制造等非化石原料的材料和材料制备技术不断涌现，为新材料产业发展提供了新增长点。

这场围绕先进材料的竞争已经超越了传统的产业政策范畴，成为国家长期战略能力的核心要素。各国在这场竞赛中的表现，将直接决定其在全球未来经济结构和产业体系中的地位。对中国而言，加快新材料产业发展，不仅是应对国际竞争、抢占未来发展制高点的关键，也是推动产业基础高级化和产业链现代化，实现经济社会高质量发展的重要举措。

二、

产业核心图景与关键技术突破

前沿新材料产业遵循着从“原材料供应→材料加工制造→终端应用”的链式结构，但真正决定产业竞争力的已不再是单一环节的技术优势，而是全链条的协同创新效率。根据产业划分，前沿新材料产业链包括上游原材料供应、中游材料加工制造和下游应用领域三大环节。上游原材料包括金属原料、合金、化学纤维、陶瓷、塑料、生物基材料等，在这些基础材料领域，中国已经形成完整的产业体系。有色金属行业呈现“央国企主导、多极龙头并立”的格局，覆盖铝、铜、稀土、铅锌、锂、钨等全品种资源，形成从矿山采选、冶炼、精深加工到终端应用的完整产业链。

中游作为产业的核心环节，各种原材料经过复杂工艺和加工，形成具有特定性能的前沿新材料。这一环节的技术突破正在不断改写传统材料的性能边界。在浙江黄岩江口街道，研发人员正在对一款超薄改性玻璃进行耐摩擦测试。常规防刮擦材料在行业标准测试下摩擦3000到5000次就会出现痕迹，而他们的材料在8倍于行业标准的强度下摩擦上万次后仍无任何痕迹。这种超薄改性玻璃巧妙地介于塑料的柔韧可加工性与玻璃的坚硬耐磨性之间，通过独特的纳米材料技术与涂布工艺，解决了传统玻璃易碎、笨重、塑料膜硬度不足、易划伤等痛点。技术的突破也带来了生产效率的大幅提升——相比传统真空镀膜工艺，穿越科技采用的先进涂布工艺效率提升50至100倍，相较于复杂的玻璃减薄工艺，效率提升更是达到数百倍量级。

图表3：前沿新材料产业链关键环节与典型突破案例

资料来源：中投产业研究院

在浙江黄岩，一个以“一张膜”的创新突破为起点的“华东膜都”产业集群正在形成。区十四届五次党代会提出建设百亿级新材料产业集群，依托“链主”精一新材料，集聚穿越科技、辔骑科技、迈锆科技等重点企业，联动光昊光电，打造区域性专业产业集群。这个案例反映了中国新材料产业从单点突破向集群式发展的重要转变，企业间的协同创新正在成为产业发展的新动力。

核心材料技术的突破正在重塑多个战略领域的竞争格局。碳纤维作为“21世纪新材料之王”，在威海光威复材实现了从“产品、技术、装备”三重封锁到全系列布局的跨越。2005年承担的国家863计划项目通过验收，使该公司成为国内首家实现碳纤维工程化生产的企业，一举改写世界碳纤维格局。如今，光威复材已构建起拥有1000余项授权专利的技术体系，其自主研发的风电叶片碳梁助力全球最长126米叶片落地，年支撑碳减排超2900吨。更令人振奋的是，泰山玻纤在电子信息材料领域划出“超车线”，其产能规模达155万吨/年稳居全球第二，成为全球唯一集齐四大核心电子玻纤技术的企业，不仅打破美国、日本垄断，更以低膨胀玻纤填补国内空白，为AI服务器、高端芯片封装提供了自主安全的材料支撑。

柔性显示技术领域同样取得令人瞩目的突破。中国工程院院士彭寿团队研发的柔性显示玻璃（UTG）实现了30微米厚度、弯折半径小于0.5毫米的极限性能。这种超薄柔性玻璃正在从单纯的折叠屏手机应用，向汽车透明显示器、智慧医疗电子皮肤贴片等更广阔场景扩展，展现出材料创新如何催生跨行业变革的巨大潜力。而在稀土永磁材料领域，作为“新能源汽车钕铁硼永磁体全国制造业单项冠军”的正海磁材，通过无氧工艺、晶界扩散等核心技术将重稀土使用量降低80%，2024年全球每3辆汽车就有1辆装载其磁钢，让“磁王”钕铁硼成为绿色能源革命的关键推手。

图表4：中国新材料产业区域发展特色与集群优势

数据来源：中投产业研究院（2025年）

材料研发范式正在发生深刻变革，人工智能与自动化技术大幅提升创新效率。北京材料基因工程高精尖创新中心通过融合人工智能、高通量计算与自动化实验，将传统“试错式”研发模式转变为数据驱动的智能设计。以耐蚀材料研发为例，科学家传统上需要在成千上万种缓蚀剂中进行大量实验筛选，而现在通过计算平台对不同种类、不同尺度的耐蚀材料进行高效筛选和设计，研发效率得到大幅提升。东树新材料公司则基于DeepSeek-R1大模型，初步搭建具备理论配比等基础计算功能的环氧树脂研发平台，实现产品配方的快速初级筛选。这种从“经验指导实验”向“数据驱动设计”的范式转变，正使新材料研发周期从过去的20年缩短至10年左右甚至更短。

产业集群与区域协同模式成为提升产业链韧性的关键支撑。江苏作为新材料产业强省，拥有核心企业300余家，营收规模超千亿元，其中前沿新材料产业链完整度高、集聚态势明显。2025年，江苏开展了全省首批次新材料认定工作，广泛服务于半导体、航空航天、高端装备、生物医药、新能源等先进制造业集群的33项新材料通过认定。而安徽蚌埠则依托中建材玻璃新材料研究总院打造中国玻璃谷，形成以硅基新材料、生物基新材料为主导的产业体系，集聚300余家企业，产业规模突破600亿元。这些案例表明，中国新材料产业已从“单点突破”迈向“系统创新”，通过区域集群优势整合创新资源，构建具有全球竞争力的产业生态。

三、

新商业模式与生态演进

随着全球产业分工的深化与地缘政治格局的演变，前沿新材料领域的商业模式正经历一场静默但深刻的变革。传统的垂直整合模式虽然仍在一定领域发挥作用，但一种更加灵活、资本高效的“价值网络协作”模式正在多个细分领域展现出强劲生命力。这种模式的核心逻辑是从“全链条控制”转向“关键环节主导+生态协同”，通过精准掌控核心知识产权与工艺标准，吸引多元化主体参与应用创新与市场拓展。

新加坡企业JIOS Aerogel创新的 “Hub & Spoke”（中心与辐射）模式是这一趋势的典型代表。该模式将核心的气凝胶粉末生产集中在JIOS的韩国工厂，利用其先进的纳米孔调控技术确保产品一致性，而将下游的隔热组件成型、封装环节授权给区域制造商。这种分工使得JIOS能够将研发投入强度保持在年营收的15%以上，远高于行业平均水平，同时通过授权网络快速响应各地电动车、储能系统对高效热管理材料的差异化需求。2026年初，其韩国授权制造商成功获得为现代和起亚下一代电动车平台供应电池包热屏障的合同，预计年供应量可满足20万辆电动车的配套需求，充分验证了该模式的市场竞争力。

图表5：新材料产业主要商业模式对比与典型代表

数据来源：中投产业研究院

值得注意的是，商业模式的创新并非单一方向。中国企业在国际化进程中，也出现了从产品输出到技术品牌输出的升级路径。华东理工大学华昌聚合物公司的案例尤为典型：其拥有自主知识产权的MFE环氧乙烯基酯树脂，最初以产品形式出口至35个国家和地区。然而，公司管理层意识到，树脂产品保质期短、运输成本高（属三类危险品），属地化生产才是全球化最优解。他们创新性地与法国诺伊德公司、马来西亚理建公司达成授权协议，由对方在当地建立生产线，华昌则提供最核心的催化剂并收取品牌管理费（约为销售额的5%）。这种模式不仅使华昌成为国内该领域首个实现技术和品牌输出的企业，还通过控制“每吨产品中那2公斤催化剂”这一技术核心，确保了利润与市场话语权。这种“轻资产、强技术、重品牌”的运营模式，为中国新材料企业走向高端提供了宝贵借鉴。

图表6：新材料产业商业模式演进与价值分布趋势

数据来源：中投产业研究院

更深层次的变革来自于产业创新生态的平台化与资本的战略性前瞻布局。上海市在这方面提供了系统性的实践样本。其通过“基金+基地”模式，构建了覆盖“纤维-膜-生物制造”三大高地的产业生态。具体而言，政府牵头与中金公司等设立50亿元产业基金，重点投向半导体材料、新能源材料等领域，同时依托长三角区域协同优势，形成“上海研发+周边制造”的梯度布局。这种模式不仅提供了资金支持，更重要的是通过建设如国科中试基地等专业化平台，为实验室成果迈向产业化提供了关键的工程放大、工艺验证服务，显著降低了创新的中间成本。浙江上虞区则通过构建“4+4”现代产业体系，成立先进材料产业链联合党委，整合23家机构资源，以“链长制”推动半导体材料、新能源材料等细分领域的协同创新，2024年其先进材料产业产值已超千亿元。这些探索表明，未来的竞争已不再是单个企业或技术的竞争，而是整个创新生态系统与产业组织模式的竞争。

综上所述，新材料产业的商业模式正从线性、封闭的链条，向网状、开放的价值共同体演进。成功的企业不再追求大而全，而是力求在关键节点上构建不可替代的竞争优势，并通过灵活的协作机制整合全球资源。而政府与资本的角色，也从简单的补贴和支持，转向构建促进创新的制度环境与基础设施。这种生态化的演进，正从根本上重塑着新材料产业的竞争格局与发展路径。

四、

前沿新材料与“十五五”战略的协同

前沿新材料的发展与中国的“十五五”规划形成了深度战略协同，这一协同不仅体现在政策定位上，更深入到产业布局、创新体系和市场应用的各个环节。2026年作为“十五五”规划的开局之年，工业和信息化部已明确将新材料列为要打造的六大新兴支柱产业之一，这意味着新材料产业将从过去的“基础支撑”角色向“战略引领”角色转变。国家发展改革委正在谋划推进一批“十五五”时期的高技术产业标志性引领性重大工程，这些工程将为前沿新材料提供从实验室走向产业化所需的规模化验证场景和市场空间。国家发展改革委副主任王昌林强调要“充分挖掘经济潜能，着力推进改革创新，持续苦练内功，推动‘十五五’开好局、起好步”，这实际上为新材料产业指明了“以创新提效能、以应用促升级”的发展路径。

在宏观战略层面，中央经济工作会议已部署建设北京（京津冀）、上海（长三角）、粤港澳大湾区三个国际科技创新中心，这些区域将依托其产业基础与创新资源，形成带动全国新材料产业发展的“增长极”。例如，长三角地区依托其电子信息和高端装备产业基础，重点发展电子化学品、高性能纤维等高端材料；粤港澳大湾区则侧重面向新一代信息技术和新能源领域的半导体材料、先进电池材料等。这些区域创新高地的建设，不仅将加速新材料技术的研发与转化，更将通过产业链协同，提升我国在全球材料竞争中的整体地位。

图表7：“十五五”期间新材料产业发展主要目标与重点方向

数据来源：中投产业研究院

在产业层面，新材料与下游应用的协同效应日益凸显。2025年中国高技术制造业增加值占规模以上工业增加值比重已超17%，这一比例增长的背后，新材料作为基础支撑发挥了不可替代的作用。华泰证券分析指出，2026年服务于高端制造的洁净室工程、特种电子玻纤布和电子玻璃基板等细分领域景气度有望持续向上，这一判断与“十五五”规划中强调的“发展先进制造业”方向高度一致。以新能源产业为例，我国已建成全球规模最大的电力基础设施体系和可再生能源体系，而固态电池材料、氢能膜电极、钙钛矿光伏材料等新材料的突破，正进一步推动新能源产业向高效、安全、低成本方向发展。

在区域发展层面，新材料产业集群已成为地方经济转型的重要抓手。以浙江黄岩的“华东膜都”建设为例，当地政府明确提出要“以‘一张膜’的创新突破为起点，以‘一个集群’的链式集聚为路径，构建共生共荣的产业生态”。这种从单个产品到产业集群，再到产业生态的演进路径，正在成为中国新材料产业发展的重要模式。类似的集群化发展案例还有山东的碳纤维产业、安徽蚌埠的硅基和生物基材料产业等，它们通过区域资源整合和产业链协同，形成了各具特色的竞争优势。

图表8：“十五五”新材料区域产业集群布局与特色

数据来源：中投产业研究院

政策体系的完善也为新材料产业发展提供了坚实保障。“十五五”期间，国家将优化“两新”政策的支持范围和补贴标准，持续放大政策效能。在设备更新方面，将进一步降低申报项目的投资门槛，加大对中小企业的支持力度；在消费品以旧换新方面，将按季度分批次下达中央资金，指导地方均衡有序支出补贴资金。这些政策将直接带动新材料在新能源装备、节能环保器件、高端电子产品等领域的应用。同时，国家正在研究设立国家级并购基金，加强政府投资基金布局规划和投向指导，这将为新材料企业提供更加多元化的融资渠道。

当浙江黄岩的科技人员成功研发出摩擦上万次不留痕的超薄改性玻璃时，远在新加坡的JIOS Aerogel正通过创新的“中心与辐射”模式，将气凝胶技术推向全球汽车供应链。这两种看似独立的创新，共同勾勒出全球新材料产业的竞争图景——一场融合了技术突破、商业模式创新和产业生态构建的多维竞争。在中国“十五五”规划的宏大背景下，新材料被赋予了新兴支柱产业的战略地位，这不仅意味着更多的政策支持和资源配置，更代表着中国制造业向价值链高端攀升的决心。随着“十五五”规划的实施，中国新材料产业有望在自主可控、绿色低碳和智能化发展等方面取得更大突破，为全球材料创新版图注入更多中国力量。

END

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