在当时新一代信息技能、新动力、智能制作等新式工业敏捷兴起的布景下，叠加我国“军工”“双碳”方针对新资料商场需求的拉动，部分处于工业链要害方位的新资料位置更加凸显。现将2023年国家新资料要点范畴给出解析。

　　资料是人类赖以生存和开展的物质根底，也是人类社会开展的先导。回溯工业革新进程，每一次工业晋级都需求资料的立异和前进的支撑。

　　新资料是指新近开展或正在开展的具有优异功用的结构资料和有特别性质的功用资料。

　　在清洁动力运用范畴，光储和氢能是新资料工业的重要打破口。传统钢铁职业、电力职业、建筑职业和交通职业的节能减排也将对新资料有需求，需求必定的传导周期。

　　新资料赋能其他学科，将发生穿插交融的时机，例如生物工艺以及资料的前进促进细胞医治产品的出产和商业化。此外，国家方针支撑战略资料的开展，例如半导体工业链上游相关战略资料的国产代替，也是近年的主旋律。

　　前沿新资料的根底理论逐步成型，新的数字化资料规划办法的开展，引进大数据分析等新式研讨办法，都将促进工业革新。本篇文章，小编将为我们解析第三代半导体、锂电资料和氢能这3大要害资料的未来开展图景。

　　第三代半导体资料，指带隙宽度显着大于 Si（1.1eV）和 GaAs（1.4eV）的宽禁带半导体资料，首要包含Ⅲ族氮化物（如GaN、AlN等）、碳化硅（SiC）、氧化物半导体（如ZnO、Ga₂O₃等）和金刚石等宽禁带半导体。

　　相对于榜首代半导体资料Si和第二代半导体资料GaAs和InP，第三代半导体资料具有高击穿电场强度、高热导率、高电子饱满率、高漂移速率以及高抗辐射才干等优胜功用。运用也较为广泛，覆盖了中高压电力电子转化、毫米波射频和高效半导体光电子等范畴，是制作业工业晋级的重要支撑。

　　氮化镓（GaN）归于人工化合物，之所以着重人工，是因为此种资料需求在2000℃左右的高温文近万个大气压下才干组成，这在自然界组成很困难。氮化镓熔点为1700℃，到现在为止已知的GaN有三种晶体结构，分别为纤锌矿、闪锌矿、和岩盐矿。因为氮化镓（GaN）具有更短的电流途径、超低的电阻和电容等优势，氮化镓（GaN）用于充电器的运转速度，比传统硅器材要快100倍。在高速开关的状况下仍能坚持高效率作业，所以，小米、华为、苹果等消费电子品牌商将氮化镓（GaN）用于快充充电器产品。

　　碳化硅（SiC）也有相似的六方体结构，碳化硅(SiC)比氮化镓（GaN）研讨更早，也是当时开展最老练的宽禁带半导体资料。碳化硅(SiC) 在导热率上具有更多的优势，因而在高功率运用，比方高铁、输变电、新动力轿车以及工业操控等范畴占有首要位置。

　　2017年，我国第三代半导体工业全面发动，中心和当地出台相关方针加大对第三代半导体资料及工业化运用扶持力度。

　　从商场状况来看，因为本钱及技能原因，现在硅基半导体资料仍然是商场的干流。依据组织数据显现：2020年，碳化硅(SiC) 与氮化镓（GaN）功率半导体的全球商场约8.54亿美元，SiC商场规模约为7.03亿美元，GaN商场规模约为1.51亿美元。而2020年全球全体功率半导体器材商场规模为180亿美元至200亿美元。所以，2020年碳化硅(SiC) 与氮化镓（GaN）器材仅占整个功率半导体器材商场的4.2%至4.5%，全体浸透率并不高。依据Yole发布的数据猜测，2025年碳化硅(SiC)的商场规模为25亿美金，2026年氮化镓（GaN）商场规模猜测数据为10亿美金。

　　第三代半导体资料和技能正在加快开展，在新一代显现、5G移动通讯、相控阵雷达、高效智能电网、新动力轿车、自动驾驶、工业电源、消费类电子产品等范畴展示出宽广的、不行代替的运用远景，并逐步成为人工智能、未来智联网等开展的中心要害元器材的资料根底。估计将构成万亿美元的运用商场，成为新一代制作业必争的战略要地，成为全球各国进步未来中心竞争力的重要手法和重要支撑。

　　轿车电动化浪潮驱动锂离子电池资料职业飞跃开展。不论从国家方针支撑力度仍是商场化开展程度来看，轿车电动化已然成为不行阻挠的趋势。

　　旺盛的下流需求影响了我国锂电资料工业的敏捷增加。新动力轿车作为锂离子电池的首要用户，近年来增加敏捷。2020年我国新动力轿车销售额占全球新动力轿车销售额的40.7%，仅比欧洲少3.1个百分点。而在销量方面，2021年我国新动力轿车销量352.1万辆，接连七年销量位居全球榜首。

　　在方针的支撑下，我国锂离子电池资料工业蓬勃开展。锂电资料工业是我国新动力轿车开展的要害，我国锂电池工业的开展得到了政府方针的大力支撑，在十几年间各部委出台了多元化鼓舞锂电资料工业开展的方针。

　　锂离子电池的“四大主材”——正极资料、负极资料、隔阂和电解液，一起决议了锂离子电池的功用，是新动力工业链的重要组成部分。

　　锂电资料将继续向低本钱、高功用、高安全性的方向开展。在曩昔的十几年中，我国的锂电资料工业开展敏捷，多种资料工业从无到有，从弱到强，从进口依靠到国产代替，直到现在大部分资料技能和产能均能与世界同行相匹敌，占有了全球锂电资料工业的半壁河山。

　　在技能层面，正极资料的三元资料更具潜力，低钴、无钴化是方向。作为锂离子电池功用要害资料，正极资料以高比容量、长寿数、高安全性、低本钱为开展方向。在富锂锰基资料等新一代正极资料获得打破前，磷酸铁锂和三元资料将齐头并进。三元资料在比容量方面更具潜力，是近期正极资料工业发力的方向，其技能革新将带来更多或许。

　　负极资猜中石墨资料将长时间主导，新式资料需求打破。石墨资料凭仗本钱优势还将长时间主导商场，硅基资料、金属锂资料尚不老练，需求负极资料自身或配套电解液资料的技能打破才干真实迈向商场。

　　在电解液资料上，固态电解质是开展趋势。作为锂离子电池安全性的根底，未来的开展方向在于更安稳、不易燃的根底上尽或许寻求高功用。在这样的要求下，固态电解质对错常抱负的开展方向。

　　在隔阂资料上，涂层技能的开展将带来更安全的电池、更高比容量的电池资料系统。隔阂除了在电池全生命周期隔绝正、负极完成被迫安全机制外，更需求针对高比容量正负极资料、高电压正极资料等新式资料系统以及快充、极点温度等工况场景开展具有温度呼应、电压呼应等自动安全策略，进步电池功用的新式功用隔阂。

　　人类需求一场清洁、低碳、安全、高效的动力革新。可再生动力如太阳能、风能、水电等受其固有的间歇性、波动性约束，缺少高效储能手法导致很多动力糟蹋。

　　氢能作为一种洁净的二次动力载体，能够由可再生动力高效转化得到，且具有代替化石动力的潜能，是完成从化石动力到可再生动力的可继续循环中的要害一环。

　　储氢技能和氢燃料电池技能是约束氢能遍及运用的瓶颈氢能工业链由制氢、氢气储运和氢气运用三部分组成。因为氢气储运较为困难，氢气储运环节约束了氢能的大规模遍及运用，高功用的储氢资料将为氢能开展带来革新性打破。

　　在氢能运用环节，现在氢气首要在工业出产中运用，尚不老练的氢燃料电池技能约束了氢能的广泛运用，而低本钱高功用的氢燃料电池电堆则是职业打破的要害。

　　氢能作为一种清洁动力，兼具高效、可继续等许多长处，正在逐步成为全球动力转型开展的重要载体之一，是深化推动动力出产和消费革新，构建清洁低碳、安全高效的动力系统的重要一环。

　　以储氢资料和氢燃料电池资料为代表的氢能要害资料在必定程度上决议了我国氢能工业的开展速度， 是需求首要打破的技能瓶颈。

　　开展方向以高存储密度与高安全性为主，储氢资料是破局要害。氢的贮存与运送是氢能运用的要害一环，决议了氢能能否得到大规模运用。

　　高压气态储氢是现在最为老练的储氢方法，现在的开展方向以高强度碳纤维储氢瓶为主；低温液态储氢首要用于军工范畴，民用难以遍及；有机液态储氢和固态储氢技能在运用前还需求技能上的打破。

　　储氢资料的研制方向应从以下几个方向下手：1. 质料易得本钱低价、能够工业化制备、2. 向低密度资料尽力，进一步进步资料储氢密度。

　　本钱和寿数瓶颈约束了氢能的遍及运用，因而低铂、超低铂或非铂催化剂是研讨要点。质子交流膜层面，为了进步燃料电池功用，质子交流膜出现 超薄化趋势。

　　需求对各层间界面结构进行优化规划，下降燃料电池中的催化剂聚会、丢失现象，削减恶劣工况对燃料电池耐久性的影响。超薄化质子交流膜能够下降质子传输阻抗、进步自增湿才干，对燃料电池功用进步显着，是开展趋势地点。

　　跟着全球动力低碳化转型需求逐步火急，各国政府先后出台方针鼓舞本国氢能工业开展。我国政府于2019年将氢能列入了清洁动力工业，并继续推出鼓舞方针，加快我国氢能工业开展。2022年3月23日，国家发改委推出《氢能工业开展中长时间规划（2021-2035）》，为我国氢能工业开展拟定了顶层规划。

　　此刻合理我国工业晋级转型的要害时期，先进半导体资料、新式锂电资料和氢能资料等要害新资料重要性凸显。这些工业开展敏捷，逐步构成了励方针完善、研讨系统老练、工业链条完好的立异生态系统。

　　在商场和方针的两层驱动下，先进半导体资料、新式锂电资料、氢能资料等要害新资料的技能和工业开展敏捷。在能够预见的未来，我国的要害新资料将迈上新的台阶。

　　中研开展研讨院（Chinese Institute for Development Research，简称中研院）是一家以开展为中心研讨议题，聚集我国方针管理和工业立异的威望研讨组织。中研院秉承“经世致用，立异开展”的理念，聚集国家方针和工业开展。尤其在双碳、新动力、环保、军工、新式工业化、科技立异、医药健康等范畴，经过系列严重课题专项研讨和调研，掌握方针风向，会聚威望资源，处理企业难题。咨询请联络回来搜狐，检查更多