相信大家都有体会，中国新材料产业发展水平与日本、美国和德国等国相比存在很大差距，且这一差距并未因经济快速增长得到显著消弭。2018年，工信部对全国30多家大型企业130多种关键基础材料调研结果显示，32%的关键材料在中国仍为空白，52%依赖进口，形势不容乐观。但笔者认为，中国新材料产业已经积累起足够的势能，未来十年二十年必然会取得巨大的成就。
（一）新材料科研范式正在发生重大转变，人工智能助力中国新材料产业发展
首先，新材料科学研究的范式正在被人工智能、大数据、材料基因工程等技术所改变，新材料正在以想象不到的速度和范围被开发出来。
中国在人工智能、大数据等信息技术上积累的优势，将为中国新材料产业崛起提供坚实基础。
《科学研究范式的演化——大数据时代的科学研究第四范式》. 邓仲华, 李志芳.
回顾历史，许许多多学科的诞生，都是不经意间发生的“美丽邂逅”。
例如，1820年丹麦物理学家奥斯特在讲座时发现电磁感应效应；1895年德国物理学家伦琴在从事阴极射线研究时发现X射线；1928年，英国细菌学家弗莱明在研究葡萄球菌时发现青霉素。这些科学研究多是“试错型”的经验科学，带有一定的盲目性和随机性。2009年，微软在《The Fourth Paradigm: Data-IntensiveScientific Discovery》一文中总结了科研的四种范式：第一范式即上述“试错型”的经验科学，在研究方法上以归纳为主，带有较多盲目性的观测和实验；第二范式即理论科学，偏重理论总结和理性概括，在研究方法上以演绎法为主；第三范式即计算科学，主要用数值模拟和计算优化的方法进行研究；第四范式即当前流行的数据驱动型科学，它以大量数据为前提，运用人工智能、数据挖掘等技术，可从大量已知数据中得到未知理论。
近年来，人工智能技术发展十分迅猛，已渗透到社会生产生活的各个角落。在新材料科研领域，人工智能技术也得到了广泛的渗透与应用。在笔者日常跟踪的两大科技网站Phys.org和EurekAlert!中，有关人工智能应用于新材料研发的新闻比比皆是。实际上，新材料的研发过程也是大数据的处理过程。新材料研发中的设计、实验、测试、证明环节，都离不开数据的搜集、选择、分析等。人工智能特别擅长在大数据中寻找“隐藏”的因果关系，因此其在新材料研发上能够体现出巨大优势。当
前，人工智能、大数据和基因工程等技术的广泛应用，正使得新材料科研范式产生重大转变，研发效率提升百倍、千倍！
人工智能变革新材料的研发模式
（二）中国经济发展、产业升级需求迫切，发展上游“材料+装备”产业势在必行
其次，中国经济正处在从高速发展向高质量发展转变的历史阶段，
新材料产业将为中国跨越中等收入陷阱奠定坚实的物质基础。
根据任泽平等人研究，全球主要发达经济体均经历过“增速换挡”，即从高速增长收敛到高质量增长的历史阶段。从发展曲线上看，人均GDP达到约10000美元时会出现拐点，这就是产业转型升级所产生的“阵痛期”。历史上，德国、日本和韩国等国都通过大力发展科技产业、推动产业转型升级，成功摆脱“阵痛期”成为发达经济体。相反，巴西、阿根廷和墨西哥等经济体在产业转型、技术升级上相对失败，长期陷入到所谓“中等收入陷阱”中。当前中国正处在历史拐点，如何摆脱“阵痛”走出“陷阱”将是未来中国面临的最大挑战之一。
世界主要国家人均GDP与增速间的关系
在经济高质量发展、产业转型升级的过程中，上游“材料+装备”环节的发展至关重要。
举个例子，一台笔记本或手机的生产过程中，芯片主要来自美国，元器件主要来自日本，显示器主要来自韩国，生产这些器件的材料主要来自美国、日本，装备主要来自美国、西欧和日本，产品利润的大头都被这些国家收入囊中，而主要负责组装制造的中国实际所得寥寥无几。新材料产业的强大，不仅意味着能够“卡别人脖子”、掌握主动权，更意味着在全球产业分工中能够获取高技术溢价、成为高端玩家。时至今日，美国、德国和日本等主要发达经济体，无一例外都是新材料强国。“新材料强大”与“经济发达”之间，存在着明显的正相关关系。
未来中国新材料产业发展的原动力，正来源于中国对经济高质量发展、产业转型升级的巨大需求。
“新材料强大”和“中国崛起”之间，必然也是相辅相成、互为因果的正相关关系。尽管当前国际形势云谲波诡、暗流涌动，尤其是中美贸易战给中国经济产业发展蒙上了层层阴影，但这一形势恰恰也点燃新材料产业发展的原动力，中美贸易战帮助我们了解到自身产业链是不安全的，认清了上游“材料+装备”产业环节的重要性，给中国新材料产业注入了新的活力。从战略层面上看，中国新材料产业发展迎来了绝佳的历史机遇。
（三）大飞机、集成电路等下游需求旺盛，将全面带动中国新材料产业发展
再次，中国高端制造业正在崛起过程中，未来将可全面带动新材料产业蓬勃发展。
尤其是大飞机、集成电路等“体量庞大”的下游高科技产业，一旦打开局面站稳市场，将能够有效反哺、带动上游“材料+装备”环节的突破。
纵览全球经济史，后发国家经济的成功崛起，往往都是从承接发达国家的纺织、钢铁和家电等中低端产业开始的。例如，20世纪60年代以后，韩国通过对国际产业转移的成功承接，推动了国内产业结构的升级，促进了经济社会的快速发展。第一阶段（20世纪60年代），韩国承接产业以劳动密集型轻纺产业为主；第二阶段（20世纪70年代），韩国承接产业以资本密集型重化工业为主，包括钢铁、造船、石化等重化工业；第三阶段（20世纪80年代），韩国承接产业以兼具资本和技术密集型的产业为主，包括电子、化工、运输机械等产业。经20世纪60到80年代的发展，韩国完成了英、美、日等发达国家需要半个世纪到一个世纪才能实现的工业化进程，从一个资源短缺的农业国转型为先进工业国，这一过程也被誉为“江汉奇迹”。
在经济腾飞过程中，韩国有意识地进军高端制造业和现代服务业，成功发展起了汽车、半导体、消费电子等高附加值产业。这些高附加值产业所获的高额利润，又成功反哺了韩国上游“材料+设备”产业环节，使得韩国科技竞争力不断提升。目前，韩国新材料企业在全球市场已经颇具竞争力，以三星SDI、LG化学、SK化学、韩国工程塑料和韩国浦项钢铁为代表的新材料企业，为韩国电子电气、半导体、汽车、船舶和新能源等产业发展提供了强大支撑。由此可见，
高端需求能够催生先进技术，下游高端集成制造产品才是上游新材料产业发展的环境和条件。
宏观经济增速换挡与追赶进程
当前，中国正在有意识、有计划地进军高端制造业和现代服务业，在《中国制造2025》战略布局下，中国正在大力发展大飞机、半导体、新能源汽车等高端产业。尽管这些产业未来数年难以盈利，但
其战略价值无疑是巨大的，其对上游“材料+装备”环节的推动作用将会是显著的。
以国产大飞机产业为例，C919型号飞机的设计、研发和制造成本巨大，整个开发周期就需要大约十年，收回成本的时间也难以估量，但随着时间的积累，它将带动中国一整条产业链的兴起，包括上游“材料+装备”、中游设计制造和下游科技服务业，其对产业升级和经济增长的贡献或更难以估量。尽管C919为保证质量当前基本采用的都是国外部件，甚至被人诟病为“空壳子”，但这种先做好总体集成的路线无疑是正确的。先利用全球最好的技术生产出高质量产品，再努力实现关键零部件的国产化，这才是更有效率、更经济的做法。日本和韩国的半导体产业发展，基本也是遵循这一路径的。从长期看，随着国产大飞机的崛起，中国碳纤维、铝合金、高温合金等新材料产业将会诞生一批全球领先的技术性企业。
中国商飞C919供应链简图（FT中文网）
（四）中国积累起科研、人才、政策和资本基础
