《中国科学院院刊》“新材料科学发展战略思考与创新实践”专题

新材料被视为新技术革命的基础和先导，新材料的发展及趋势将深刻影响时代的变化、人类生活和社会发展。当今全球气候变化带来的风险日趋紧迫，新一轮技术革命带来的制造业升级压力空前巨大，世界政治格局发生深刻变化，国家间的竞争与摩擦愈演愈烈，关键材料的快速迭代正日渐成为主流，新材料研发模式本身也亟待变革。

“新材料科学发展战略思考与创新实践”专题来源于《中国科学院院刊》2022年第3期。共包含6篇文章，分别为：

（1）林伟坚,张博文,汪卫华：从全球气候变化、制造业产业升级、国家安全及材料基因工程维度探讨材料科学发展趋势

（2）曾昆,李晓芃,沈紫云,等：我国新材料产业集群发展战略研究

（3）汪卫华：非晶合金材料发展趋势及启示

（4）王子昊,王霆,张建军：硅基光电异质集成的发展与思考

（5）张广宇,龙根,林生晃，等：二维材料：从基础到应用

（6）邱细妹,王燕,吕海明，等：“双碳”背景下新能源材料技术发展策略——以松山湖材料实验室为例

行业视野: 高端智库
类别; 25个
关键词; 29位
专家; 6篇
论文; 1757IP
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二维材料：从基础到应用

作者(Author)：张广宇, 龙根, 林生晃, 冼乐德, 姜岩, 吴昊, 王硕培, 李娜

摘要：信息社会的飞速发展对信息存储、加工、传输能力提出了与日俱增的迫切需求。随着“摩尔定律”逐渐逼近极限，半导体工业急需寻求新的解决方案。二维材料因为原子级厚度的尺寸特点，表面无悬挂键的结构优势加上极大比表面积导致的对电、光等调控手段的敏感性被认为是“后摩尔定律”时代半导体工业新的突破口。松山湖材料实验室引进一批国内外顶级科学家，组建二维材料团队，以基础科研为根基，以工程应用为导向，重点攻关其中关键问题。其目标在于取得有世界级重大影响力的科研成果，布局我国二维材料产业。

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硅基光电异质集成的发展与思考

作者(Author)：王子昊, 王霆, 张建军

摘要：光电子器件与传统微电子硅基互补金属氧化物半导体（CMOS）芯片的集成是未来信息技术的重要发展方向。现有硅基光电子集成技术得益于 CMOS 技术高集成度、低成本的优势，但主要采用硅材料制成，受限于硅材料本身的光电性质。硅基光电异质集成技术在利用 CMOS 晶圆制造优势的同时可兼容更多性能优异的光电异质材料，是未来光电集成技术的主要发展方向。文章介绍了该方向世界范围内的飞速发展形势及我国在该领域的研究基础，探讨了该领域未来的发展趋势和蕴藏的重要创新机遇。

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非晶合金材料发展趋势及启示

作者(Author)：汪卫华

摘要：金属材料的发展与人类文明和进步息息相关。非晶合金材料是一类原子结构长程无序，具有独特优异性能的新型金属材料。近年来，非晶合金材料的研发、相关科学问题的研究、在高新技术领域的应用得到快速发展，并对金属材料的设计和研发、结构材料、绿色节能材料、磁性材料、催化材料、信息材料等领域产生深刻的影响。为此，文章在回顾非晶合金材料研究和研发历史过程的基础上，分析了当前其学科的前沿科学问题、发展方向，以及我国在该领域发展的问题、机遇和挑战，并提出相应的启示和建议，以期为加快新金属材料的发展，特别是在高新技术领域的应用提供管窥之见。

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我国新材料产业集群发展战略研究

作者(Author)：曾昆, 李晓芃, 沈紫云, 廖凡, 肖劲松, 黄庆礼

摘要：新材料产业是国民经济的基础性、战略性产业，也是全球科技产业竞争的关键领域。新发展格局下，推动新材料产业集群化发展已经成为提升新材料产业发展水平的关键。文章描述了我国新材料产业集群的空间分布，分析了我国新材料产业集群特征与发展阶段，对比了我国新材料产业集群与世界级先进制造业集群的差距，并提出了新形势下加快推进我国新材料产业集群高质量发展的建议。

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从全球气候变化、制造业产业升级、国家安全及材料基因工程维度探讨材料科学发展趋势

作者(Author)：林伟坚, 张博文, 汪卫华

摘要：新材料被视为新技术革命的基础和先导，新材料的发展及趋势将深刻影响时代的变化、人类生活和社会发展。当今全球气候变化带来的风险日趋紧迫，新一轮技术革命带来的制造业升级压力空前巨大，世界政治格局发生深刻变化，国家间的竞争与摩擦愈演愈烈，关键材料的快速迭代正日渐成为主流，新材料研发模式本身也亟待变革。文章通过大量调研和梳理，从全球气候变化、制造业产业升级、国家安全及材料基因工程 4个维度分析与预测材料科学和技术的发展趋势。

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“双碳”背景下新能源材料技术发展策略——以松山湖材料实验室为例

作者(Author)：邱细妹, 王燕, 吕海明, 徐坚, 武怿达, 马晓威, 支春义, 杜小龙, 黄学杰

摘要：降低对于化石燃料的依赖，从源头节能减排是早日实现“双碳”目标的根本路径之一，变革性能源材料技术将为“双碳”目标的实现提供强有力的战略性支撑。发展太阳能—储能电池供电体系和交通能源电动化，让煤、石油和天然气从燃料回归到材料，松山湖材料实验室正在为此而努力。该实验室新能源材料与器件研发中心按照从应用基础研究到产业转化的全链条创新模式进行研发，文章重点选取了实验室高效晶硅太阳能电池、锂离子电池材料、柔性及锌基电池3个团队的工作予以介绍。为了打通成果转化的“最后一公里”，各团队3年多来建立了研究和中试线，把相关核心关键材料和器件转化成产品，通过创新工场模式与产业界密切合作。建议统筹规划，稳定支持实验室研发，以及打造研发中心—创新工场—产业园区集群式发展模式。

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