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制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基。為了推進(jìn)中國(guó)制造歷史性的轉(zhuǎn)變，國(guó)務(wù)院組織編制并于2015年5月8日正式發(fā)布了《中國(guó)制造2025》，對(duì)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和跨越發(fā)展作了整體部署。

《中國(guó)制造2025》圍繞經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全重大需求，選擇十大優(yōu)勢(shì)和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)作為突破點(diǎn)，力爭(zhēng)到2025年達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先地位或國(guó)際先進(jìn)水平。十大重點(diǎn)領(lǐng)域是：新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車(chē)、電力裝備、農(nóng)業(yè)裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械。

材料作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，是支撐國(guó)家重大工程建設(shè)，促進(jìn)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)，構(gòu)建國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)的重要保障。此前，新材料在線(xiàn)用68頁(yè)P(yáng)PT詳細(xì)介紹了《中國(guó)制造2025》新材料領(lǐng)域技術(shù)路線(xiàn)圖，本文將從材料和產(chǎn)業(yè)鏈的角度對(duì)《中國(guó)制造2025》其它九大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域做詳細(xì)介紹。

《中國(guó)制造2025》涉及關(guān)鍵材料

一.新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)

1.1新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)《中國(guó)制造2025》發(fā)展目標(biāo)

1.2新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈

1.3新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)涉及的關(guān)鍵材料

二.高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人

2.1高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人《中國(guó)制造2025》發(fā)展目標(biāo)

2.2高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)鏈

2.3機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈

2.4高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人的關(guān)鍵材料

三.航空航天裝備

3.1 航空航天裝備《中國(guó)制造2025》發(fā)展目標(biāo)

3.2航空航天裝備產(chǎn)業(yè)鏈

3.3航空航天裝備關(guān)鍵材料

四.海洋工程裝備及高技術(shù)船舶

五.先進(jìn)軌道交通裝備

六.節(jié)能與新能源汽車(chē)

七.電力裝備

八.農(nóng)業(yè)裝備

九.生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械

一．新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)

1.1新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)《中國(guó)制造2025》發(fā)展目標(biāo)

圖1-1集成電路及專(zhuān)用設(shè)備發(fā)展目標(biāo)

圖1-2信息通信設(shè)備發(fā)展目標(biāo)

1.2新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈

新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)主要包括集成電路及專(zhuān)用裝備、信息通信設(shè)備、操作系統(tǒng)及工業(yè)軟件、智能制造核心信息設(shè)備四個(gè)方面，其中集成電路及分立器件、平板顯示（液晶顯示器件（LCD）、有機(jī)發(fā)光顯示器件（OLED））、發(fā)光二極管（LED）是新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵性器件。

圖1-5 新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈

來(lái)源：新材料在線(xiàn)

1.3新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)涉及的關(guān)鍵材料

新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)涉及到主要材料包括：襯底材料（硅襯底、藍(lán)寶石襯底、柔性O(shè)LED襯底）、靶材（金屬、TCO靶材）、發(fā)光材料（LED、OLED發(fā)光材料）、平板顯示用玻璃基板、平板顯示用光學(xué)膜材料、封裝材料（引線(xiàn)框架、鍵合絲、基板、塑封、底部填充劑）、液晶材料、電子氣體和源材料、工藝化學(xué)品材料、表面功能薄膜材料等。

1.3.1藍(lán)寶石

藍(lán)寶石（英文名稱(chēng)為Sapphire）主要成分是Al₂O₃，是由三個(gè)氧原子和兩個(gè)鋁原子以共價(jià)鍵的型式結(jié)合而成，其晶體結(jié)構(gòu)為六方晶格結(jié)構(gòu)。藍(lán)寶石集優(yōu)良光學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能于一身，同時(shí)具有強(qiáng)度高、硬度大、耐沖刷等優(yōu)秀特性。藍(lán)寶石可廣泛應(yīng)用在軍事、航空、電子消費(fèi)產(chǎn)品等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景，尤其是在電子消費(fèi)和LED基礎(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域。

隨著藍(lán)寶石生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高以及生產(chǎn)成本的持續(xù)降低，除了以往LED基礎(chǔ)面板的應(yīng)用外，藍(lán)寶石在近年廣受各產(chǎn)業(yè)的關(guān)注，世界各國(guó)無(wú)不看好藍(lán)寶石基板商機(jī)。

藍(lán)寶石基板主要是用在生產(chǎn)LED晶圓上的材料，具有高硬度、高介電系數(shù)、高熱導(dǎo)系數(shù)等優(yōu)越特性，除了應(yīng)用在智能手機(jī)和穿戴式設(shè)備之外，還包括蘋(píng)果、三星、LG等高端智能手機(jī)的相機(jī)鏡頭保護(hù)蓋和主畫(huà)面鍵，藍(lán)寶石基板更被市場(chǎng)期待可應(yīng)用在光學(xué)、航太科技和軍事等領(lǐng)域。

從當(dāng)前藍(lán)寶石材料的應(yīng)用來(lái)看，LED需求平均一個(gè)月預(yù)計(jì)消耗200萬(wàn)到300萬(wàn)片的產(chǎn)能，而隨著高端手機(jī)和平板鏡頭、home鍵應(yīng)用的普及以及Apple watch的市場(chǎng)導(dǎo)入，藍(lán)寶石材料的應(yīng)用將越發(fā)廣闊。

全球領(lǐng)先的藍(lán)寶石行業(yè)研究機(jī)構(gòu)YOLE對(duì)藍(lán)寶石在LED襯底材料和消費(fèi)電子的應(yīng)用作出了綜合分析，預(yù)測(cè)2019年藍(lán)寶石行業(yè)的銷(xiāo)售收入將達(dá)到81.85億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)57%。

截止2014年1季度，全球藍(lán)寶石企業(yè)共計(jì)148家，其中，具有實(shí)際制造能力的企業(yè)共計(jì)85家。中國(guó)藍(lán)寶石企業(yè)共計(jì)39家（具備晶體材料能力30家，材料加工能力30家，晶片圖形化生產(chǎn)能力14家）。

表1-1 全球藍(lán)寶石長(zhǎng)晶領(lǐng)域主要廠家及生產(chǎn)工藝

公司名稱(chēng)	國(guó)家	生產(chǎn)工藝
哈爾濱奧瑞德	中國(guó)	KY長(zhǎng)晶法
云南藍(lán)晶	中國(guó)	坩堝下降法
重慶四聯(lián)	中國(guó)	KY/CZ長(zhǎng)晶法
Kyocera	日本	EFG長(zhǎng)晶法
Namiki	日本	EFG長(zhǎng)晶法
Monocrystal	俄羅斯	KY長(zhǎng)晶法
STC	韓國(guó)	VHGF長(zhǎng)晶法
Aztec	韓國(guó)	KY長(zhǎng)晶法
臺(tái)聚光電/越峰	臺(tái)灣	KY長(zhǎng)晶法
鑫晶鉆	臺(tái)灣	KY/HEM長(zhǎng)晶法
佳晶	臺(tái)灣	KY長(zhǎng)晶法

來(lái)源：YOLE，新材料在線(xiàn)

1.3.2濺射靶材

簡(jiǎn)單說(shuō)，靶材就是高速荷能粒子轟擊的目標(biāo)材料。例如：蒸發(fā)磁控濺射鍍膜是加熱蒸發(fā)鍍膜、鋁膜等。更換不同的靶材（如鋁、銅、不銹鋼、鈦、鎳靶等），即可得到不同的膜系（如超硬、耐磨、防腐的合金膜等）。故靶材也叫濺射靶材（純度：99.9%-99.999%）。

靶材主要應(yīng)用于電子及信息產(chǎn)業(yè)，如集成電路、信息存儲(chǔ)、液晶顯示屏、激光存儲(chǔ)器、電子控制器件等；也可應(yīng)用于玻璃鍍膜領(lǐng)域；還可以應(yīng)用于耐磨材料、高溫耐蝕、高檔裝飾用品等行業(yè)。

根據(jù)BCC Research數(shù)據(jù)，2013年全球靶材市場(chǎng)規(guī)模為30億美元，預(yù)計(jì)到2018年為32億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為1.3%。靶材的市場(chǎng)主要集中在亞洲，占了靶材的63%市場(chǎng)份額，其次是美國(guó)和歐洲。

據(jù)BCC Research統(tǒng)計(jì)，2013年靶材主要用在新能源領(lǐng)域、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、平板顯示和微電子，預(yù)計(jì)到2018年，靶材在平板顯示的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)迅速擴(kuò)大，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和微電子領(lǐng)域會(huì)縮減。

目前全世界濺射靶材生產(chǎn)廠家主要集中在美國(guó)、德國(guó)及日本。國(guó)內(nèi)的安泰科技、有研億金、江豐電子、歐萊、株冶、廣西華錫等公司也在生產(chǎn)靶材。

1.3.3光學(xué)薄膜材料

光學(xué)薄膜是指在光學(xué)元件或獨(dú)立基板上，制鍍上或涂布一層或多層介電質(zhì)膜或金屬膜或這兩類(lèi)膜的組合，以改變光波之傳遞特性，包括光的透射、反射、吸收、散射、偏振及相位改變。故經(jīng)由適當(dāng)設(shè)計(jì)可以調(diào)變不同波段元件表面之穿透率及反射率，亦可以使不同偏振平面的光具有不同的特性。光學(xué)薄膜的應(yīng)用始于20世紀(jì)30年代，目前已廣泛用于光學(xué)和光電子技術(shù)領(lǐng)域，制造各種光學(xué)儀器。

根據(jù)光學(xué)薄膜的產(chǎn)業(yè)鏈，光學(xué)薄膜材料可分為光學(xué)基膜（光學(xué)PET切片、PE/PET膜、PVA膜和TAC膜）、光學(xué)薄膜（背光模組光學(xué)膜、保護(hù)膜和光學(xué)膜）、裁切和模組。其中光學(xué)基膜集中度高，其中7大巨頭壟斷全球80%以上產(chǎn)能（三菱樹(shù)脂、東麗、帝人、杜邦、可隆、SKC，東洋紡），而光學(xué)薄膜則相對(duì)分散，僅臺(tái)灣生產(chǎn)廠家就有接近十家，大陸已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的廠家有康得新、凱鑫森、激智科技、長(zhǎng)松科技等，其他亞洲一些規(guī)模較大的廠家主要有迎輝、友輝、嘉威、MNTECH、SKC等。裁切和模組附加值最低，僅中國(guó)就有幾十家之巨，其中模組廠很多已被下游的面板廠家垂直整合。

二.高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人

2.1高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人《中國(guó)制造2025》發(fā)展目標(biāo)

2.2高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)鏈

機(jī)床是裝備制造業(yè)的工作母機(jī)，數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平代表了一個(gè)國(guó)家或一個(gè)地區(qū)裝備制造業(yè)的發(fā)展水平。高檔數(shù)控機(jī)床至今仍是西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)禁運(yùn)的戰(zhàn)略物資，一方面數(shù)控機(jī)床是軍民兩用技術(shù)，另一方面發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)控制高檔數(shù)控機(jī)床占據(jù)了產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，保持整個(gè)制造業(yè)的領(lǐng)先地位。大力發(fā)展高檔數(shù)控機(jī)床是提高我國(guó)裝備制造業(yè)水平，縮小和超越與發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)差距的必由之路。

目前，高檔數(shù)控機(jī)床的主要零部件有1500多種，決定數(shù)控機(jī)床整機(jī)性能的部件有數(shù)控系統(tǒng)、刀庫(kù)和機(jī)械手、數(shù)控刀架和轉(zhuǎn)臺(tái)、主軸單元(含電主軸)、滾珠絲杠副和滾動(dòng)導(dǎo)軌副、防護(hù)罩和數(shù)控刀具等功能部件等，核心功能部件主要包括數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控銑頭、數(shù)控刀架和數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)等。圖2-3為高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)鏈圖。

高檔數(shù)控機(jī)床的最主要上游是鋼鐵鑄件、數(shù)控系統(tǒng)和功能部件（銑頭、主軸、絲桿等），一般來(lái)說(shuō)，鑄件、數(shù)控系統(tǒng)和功能部件平均分別占主營(yíng)業(yè)務(wù)成本的17.78%、7.50%和17.23%。

2.3機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈

機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類(lèi)指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類(lèi)工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。

按照應(yīng)用領(lǐng)域，機(jī)器人可分為用于汽車(chē)、機(jī)械、電子、危險(xiǎn)品制造、國(guó)防軍工、化工、輕工等領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人、特種機(jī)器人，以及醫(yī)療健康、家庭服務(wù)、教育娛樂(lè)等服務(wù)機(jī)器人。圖2-4是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈圖，其上游是核心零部件，主要的是減速機(jī)、機(jī)器人本體、功能部件和控制系統(tǒng)，這相當(dāng)于機(jī)器人的“大腦”和“身體”。

2.4高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人的關(guān)鍵材料

2.4.1敏感材料和傳感器

敏感材料是對(duì)光、聲、力、熱、磁、氣體分布等場(chǎng)的微小變化而表現(xiàn)出性能明顯改變的功能材料。敏感元件是傳感器的核心元件，通常將待測(cè)參量轉(zhuǎn)換成電參量。其主要性能指標(biāo)是靈敏度、量程、分辨率、穩(wěn)定性、響應(yīng)/恢復(fù)速率等。

目前，傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能交通、消費(fèi)電子、醫(yī)療器械、智能家居、工業(yè)控制、航空軍工等領(lǐng)域。

近年來(lái)，全球傳感器市場(chǎng)一直保持快速增長(zhǎng)，2009年和2010年增長(zhǎng)速度達(dá)20%以上；2011年受全球經(jīng)濟(jì)下滑的影響，傳感器市場(chǎng)增速比2010年下滑5%，市場(chǎng)規(guī)模為828億美元。隨著全球市場(chǎng)的逐步復(fù)蘇，2012年全球傳感器市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到952億美元，2013年約為年約為1055億美元。

未來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)環(huán)境的持續(xù)好轉(zhuǎn)，市場(chǎng)對(duì)傳感器需求將不斷增多，未來(lái)幾年全球傳感器市場(chǎng)將保持20%以上的增長(zhǎng)速度，2015年市場(chǎng)規(guī)模將突破1500億美元。轉(zhuǎn)眼到國(guó)內(nèi)，國(guó)內(nèi)傳感器市場(chǎng)也持續(xù)快速增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)速度超過(guò)20%，2011年傳感器市場(chǎng)規(guī)模為480億元，2012年達(dá)到513億元，2013年則超過(guò)640億元。

我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)已由仿制、引進(jìn)逐步走向自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新發(fā)展階段，國(guó)內(nèi)傳感器及芯片廠商快速發(fā)展基本掌握了中低端傳感器研發(fā)的技術(shù)，并向高領(lǐng)域拓展，產(chǎn)生了包括華工科技、大立科技、歌爾聲學(xué)、瑞聲聲學(xué)、廣陸數(shù)測(cè)、漢威電子、航天機(jī)電、美新半導(dǎo)體、中航電測(cè)、格科微電子、昆侖海岸、青鳥(niǎo)元芯、華潤(rùn)半導(dǎo)體等一批傳感器龍頭企業(yè)，特別是在聲波傳感器等領(lǐng)域有所突破，已開(kāi)始在中高端傳感器上取得一定進(jìn)展。

表2-1國(guó)內(nèi)主要傳感器制造企業(yè)及其涉領(lǐng)域

傳感器企業(yè)	主營(yíng)傳感器領(lǐng)域
高德紅外	紅外熱成像儀
科陸電子	電力傳感器
瑞聲聲學(xué)	MEMS麥克風(fēng)
華工科技	汽車(chē)、家電用溫濕度、雨量傳感器
中航電測(cè)	板式傳感器、不銹鋼傳感器、合金鋼傳感器、鋁傳感器
大立科技	紅外熱成像儀
航天機(jī)電	汽車(chē)用傳感器
歌爾聲學(xué)	MEMS麥克風(fēng)
漢威電子	氣體傳感器
廣陸數(shù)測(cè)	激光位移傳感器
美新半導(dǎo)體	加速度傳感器
格科微電子	CMOS圖像傳感器
昆侖海岸	壓力傳感器、液位傳感器、溫濕度傳感器
青鳥(niǎo)元芯	MEMS壓力傳感器、加速度傳感器、溫濕度傳感器
杭州麥樂(lè)克	紅外傳感器
華潤(rùn)半導(dǎo)體	光敏傳感器

來(lái)源：中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)（2014）

目前，國(guó)內(nèi)傳感器技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新的重點(diǎn)在材料、結(jié)構(gòu)和性能改進(jìn)3個(gè)方面：敏感材料從液態(tài)向半固態(tài)、固態(tài)方向發(fā)展；結(jié)構(gòu)向小型化、集成化、模塊化、智能化方向發(fā)展；性能向檢測(cè)量程寬、檢測(cè)精度高、抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)久方向發(fā)展。

聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)傳感技術(shù)又提出了新的要求，產(chǎn)品正逐漸向MEMS技術(shù)、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、紅外技術(shù)、新材料技術(shù)、納米技術(shù)、陶瓷技術(shù)、薄膜（含SOI，Silicon-On-Insulator，絕緣襯底上的硅）技術(shù)、光纖技術(shù)、激光技術(shù)、復(fù)合傳感器技術(shù)、多學(xué)科交叉融合的方向發(fā)展。

2.4.2硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金通常被稱(chēng)為碳化鎢合金或者簡(jiǎn)稱(chēng)為碳化鎢，是由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過(guò)粉末冶金工藝制成的一種合金材料，又稱(chēng)為碳化鎢。由于硬質(zhì)合金具有很高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性，被譽(yù)為“工業(yè)牙齒”，可用于制造切削工具、刀具、鈷具和耐磨零部件，廣泛應(yīng)用于軍工、航天航空、機(jī)械加工、冶金、石油鉆井、礦山工具、電子通訊、建筑等領(lǐng)域，伴隨下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，硬質(zhì)合金市場(chǎng)需求不斷加大。并且未來(lái)高新技術(shù)武器裝備制造、尖端科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及核能源的快速發(fā)展，將大力提高對(duì)高技術(shù)含量和高質(zhì)量穩(wěn)定性的硬質(zhì)合金產(chǎn)品的需求。

以2011年為例，全球硬質(zhì)合金產(chǎn)量為6.3萬(wàn)噸，而我國(guó)生產(chǎn)的硬質(zhì)合金占全球總量37%；歐洲、美國(guó)和日本分別占全球總量27%、16%、11%，如圖2-9。

2013年，我國(guó)硬質(zhì)合金全年產(chǎn)量約2.3萬(wàn)噸，市場(chǎng)規(guī)模為244億元；預(yù)計(jì)到2018年，我國(guó)硬質(zhì)合金的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)372億元，平均年增長(zhǎng)率約為9%。

目前，中國(guó)有199家硬質(zhì)合金企業(yè)，平均年產(chǎn)能176噸，平均年產(chǎn)量?jī)H86噸，年產(chǎn)量在1000噸以上的企業(yè)只有4家，分布為株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)、廈門(mén)金鷺特種合金、自貢硬質(zhì)合金和濟(jì)南市冶金科學(xué)研究所。

表2-2中國(guó)硬質(zhì)合金主要生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)量

排名	企業(yè)名稱(chēng)	產(chǎn)量（噸）
1	株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司	5357
2	廈門(mén)金鷺特種合金有限公司	2210
3	自貢硬質(zhì)合金有責(zé)任限公司	1745
4	濟(jì)南市冶金科學(xué)研究所	1164
5	株洲長(zhǎng)江硬質(zhì)合金工具有限公司	925
6	浙江天石粉末冶金有限公司	725
7	蘇州新銳硬質(zhì)合金有限公司	606
8	株洲歐科億硬質(zhì)合金有限公司	568
9	南昌硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司	427
10	崇義章源鎢制品有限公司	388

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三.航空航天裝備

3.1 航空航天裝備《中國(guó)制造2025》發(fā)展目標(biāo)

3.2航空航天裝備產(chǎn)業(yè)鏈

航空航天裝備屬于高端裝備制造業(yè)，涉及學(xué)科領(lǐng)域廣，制造工藝復(fù)雜，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高。航空產(chǎn)業(yè)鏈按上中下游產(chǎn)業(yè)劃分，上游產(chǎn)業(yè)鏈主要包括新材料、發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)電設(shè)備、機(jī)體、標(biāo)準(zhǔn)件、特殊材料和涂料等。

3.3航空航天裝備關(guān)鍵材料

航空航天事業(yè)所取得的巨大成就，與航空航天材料技術(shù)的發(fā)展和突破是分不開(kāi)的。航空航天材料主要指用于制造航空航天飛行器的材料。

按使用范圍，航空航天材料可分為結(jié)構(gòu)材料與功能材料。結(jié)構(gòu)材料主要用于制造飛行器各種結(jié)構(gòu)部件，如飛機(jī)的機(jī)體、航天器的承力筒、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體等，其作用主要是承受各種載荷，包括由自重造成的靜態(tài)載荷和飛行中產(chǎn)生的各種動(dòng)態(tài)載荷。

功能材料主要是指在光、聲、電、磁、熱等方面具有特殊功能的材料，如飛行器測(cè)控系統(tǒng)所涉及的電子信息材料(包括用于微電子、光電子和傳感器件的功能材料，航天飛機(jī)表面的熱防護(hù)材料等。結(jié)構(gòu)材料總的發(fā)展趨勢(shì)是輕質(zhì)化、高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、低成本：而功能材料則朝著高性能、多功能、多品種、多規(guī)格的方向發(fā)展。出于現(xiàn)代高性能飛行器發(fā)展的需要，結(jié)構(gòu)和功能一體化和智能化也是重要的材料發(fā)展方向。

表3-1航空航天裝備關(guān)鍵材料

結(jié)構(gòu)材料		功能材料
機(jī)體材料	發(fā)動(dòng)機(jī)	航空功能材料（機(jī)載設(shè)備）	航天功能材料
復(fù)合材料 鋁合金 鈦合金 鋼結(jié)構(gòu) 密封材料 粘合劑 涂料	鋁合金 結(jié)構(gòu)鋼 高溫合金 鈦合金 隔熱涂層	微電子和光電子材料 壓電敏感元件材料 透波復(fù)合材料 吸波隱身復(fù)合材料 紅外敏感材料 激光晶體及低膨脹微晶玻璃	防熱耐燒蝕復(fù)合材料： 碳/碳復(fù)合材料 碳/酚醛復(fù)合材料 碳纖維/陶瓷復(fù)合材料 梯度功能材料： 陶瓷/金屬梯度功能復(fù)合材料

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3.3.1高溫合金

高溫合金材料被譽(yù)為“先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)基石”，是一種能夠在600℃以上及一定應(yīng)力條件下長(zhǎng)期工作的金屬材料，具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，是發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件不可替代的關(guān)鍵材料。

高溫合金從誕生起就用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)，在現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫合金材料的用量占發(fā)動(dòng)機(jī)總重量的40%-60%，主要用于四大熱端部件：燃燒室、導(dǎo)向器、渦輪葉片和渦輪盤(pán)，此外還用于機(jī)匣、環(huán)件、加力燃燒室和尾噴口等部件。

2012年，全球高溫合金消費(fèi)量為28萬(wàn)噸，占鋼鐵總消費(fèi)量的0.02%，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)100億美元。目前，高溫合金被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，特別是航空航天領(lǐng)域，占總使用量的55%，其次是電力20%和機(jī)械10%領(lǐng)域。

2009年我國(guó)高溫合金材料年生產(chǎn)量約1萬(wàn)噸左右，需求可達(dá)2萬(wàn)噸以上。到2013年，這一市場(chǎng)的供給并未有太大改變，但需求已增長(zhǎng)至3萬(wàn)噸的水平；2009年我國(guó)航空航天、發(fā)電領(lǐng)域使用的高端和新型高溫合金市場(chǎng)需求量在3000余噸，在其后的5至10年內(nèi)，每年呈15%以上的速度增長(zhǎng)。2015年該領(lǐng)域的市場(chǎng)需求將接近7000噸。

國(guó)外在20實(shí)際30年代就開(kāi)始了高溫合金的研制，而我國(guó)高溫合金的研發(fā)則起步于20世紀(jì)50年代末，比國(guó)外晚近30年。但是好在經(jīng)過(guò)了初創(chuàng)、提高和創(chuàng)新發(fā)展等幾個(gè)階段我國(guó)在高溫合金的研制上取得了很大的進(jìn)展，到目前已經(jīng)基本形成了自己的合金體系和研制生產(chǎn)基地。

表3-2國(guó)外高溫合金主要企業(yè)

3.3.2航空用鈦及鈦合金

航空航天是金屬鈦制品的最大市場(chǎng)。據(jù)資料報(bào)道航空航天應(yīng)用占全球鈦制品需求的30%以上。鈦合金是一種重要的新型結(jié)構(gòu)材料，因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性強(qiáng)等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。鈦合金主要用于飛機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)的制造材料，如鍛造鈦風(fēng)扇、壓氣機(jī)盤(pán)和葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、排氣裝置等零件以及飛機(jī)的大梁隔框等結(jié)構(gòu)框架件。

航天器主要利用鈦合金的高比強(qiáng)度，耐腐蝕和耐低溫性能來(lái)制造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構(gòu)架和火箭殼體。人造地球衛(wèi)星、登月艙、載人飛船和航天飛機(jī)也都使用鈦合金板材焊接件。

世界航空鈦市場(chǎng)主要集中在美國(guó)、俄羅斯、歐洲等國(guó)家和地區(qū)。業(yè)內(nèi)人士分析，由于飛機(jī)的更新?lián)Q代及對(duì)節(jié)能高效機(jī)型的需求，未來(lái)航空市場(chǎng)需求將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng),需求的增長(zhǎng)主要在新興國(guó)家及地區(qū)如中國(guó)、印度等發(fā)展中國(guó)家。

到2017年商業(yè)飛機(jī)機(jī)身用鈦需求將以每年12.1%的速度增長(zhǎng)，商業(yè)飛機(jī)機(jī)身用鈦軋材的裝運(yùn)量將由2012年的5000萬(wàn)磅增至8900萬(wàn)磅。2014年商業(yè)機(jī)身用鈦需求將由2013年的6100萬(wàn)磅增至7400萬(wàn)磅。未來(lái)每架飛機(jī)金屬使用量不斷增加，特別是新機(jī)型。預(yù)計(jì)2012-2017年，寬體式飛機(jī)金屬使用量每年增長(zhǎng)10%，窄體式飛機(jī)金屬使用量每年增長(zhǎng)3%。增長(zhǎng)主要體現(xiàn)在機(jī)身用鈦方面。

表3-3世界主要航空鈦材主要企業(yè)

美國(guó)ATI	ATI同波音商業(yè)飛機(jī)公司存在長(zhǎng)期供貨合同。包括鈦及其它合金的機(jī)身及發(fā)動(dòng)機(jī)零部件該公司和波音公司將長(zhǎng)期鈦材供貨合同已延長(zhǎng)至2018年，并增加了高附加值產(chǎn)品及高級(jí)合金的供貨比例，高級(jí)合金包括ATI公司研制的ATI425合金。該合金通過(guò)改進(jìn)性能和減小尺寸可實(shí)現(xiàn)降低飛機(jī)重量。
精密鑄件公司（PCC）子公司Timet	PCC是一家全球綜合性復(fù)雜金屬零部件及產(chǎn)品制造商，其主要市場(chǎng)為航空航天及一般工業(yè)。2012年年底，PCC成功收購(gòu)了美國(guó)最大的鈦軋材生產(chǎn)商鈦金屬公司（Timet）。Timet是世界上鈦熔制品和軋制品的主導(dǎo)生產(chǎn)商，也是美國(guó)最大的海綿鈦生產(chǎn)商，其產(chǎn)品主要用于航空航天市場(chǎng)，主要銷(xiāo)售對(duì)象是波音公司、羅羅公司等。
俄羅斯VSMPO-Avisma	VSMPO-Avisma公司是目前世界上最大的鈦材生產(chǎn)企業(yè)之一，作為全球鈦材生產(chǎn)的領(lǐng)軍者，其鈦產(chǎn)品已占全球市場(chǎng)份額的四分之一，是為波音公司長(zhǎng)期提供鈦軋材的三大供應(yīng)商之一。目前，該公司70%的產(chǎn)品用于出口，能夠滿(mǎn)足波音公司40%、歐洲航空防務(wù)及航天公司60%、巴西航空工業(yè)公司100%的用鈦需求。

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表3-4中國(guó)鈦材主要企業(yè)

海綿鈦	鈦加工材	鈦粉
遵義鈦業(yè)	寶鈦集團(tuán)	寶雞富士特鈦業(yè)
洛陽(yáng)雙瑞萬(wàn)基	西部材料	寶雞泉興
唐山天赫	寶雞富士特鈦業(yè)	寶雞旭光
朝陽(yáng)金達(dá)	寶雞力興	岐山邁特
錦州華神	西部超導(dǎo)材料	寶雞邁特
朝陽(yáng)百盛	南京寶泰	寶雞賽特
攀鋼鈦業(yè)	寶鋼特鋼	河北武邑凱美特
撫順鈦業(yè)	上海樺夏
	天津銀澤
	北京中北鈦業(yè)
	東方鉭業(yè)
	攀長(zhǎng)鋼
	云南鈦業(yè)
	湖南湘投金天

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3.3.3碳/碳復(fù)合材料

碳/碳復(fù)合材料是一種新型高溫材料,具有重量輕、模量高、比強(qiáng)度大、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫、耐熱沖擊、耐腐蝕、吸震性好等一系列優(yōu)異性能。

碳/碳復(fù)合材料特性：

• 在惰性氣氛中的高溫?zé)岱€(wěn)定性（3000℃）

• 2200℃的無(wú)氧環(huán)境下保持室溫強(qiáng)度

• 耐熱沉積能力強(qiáng)

• 熱膨脹系數(shù)低

• 熱導(dǎo)率高

• 耐磨性好，自潤(rùn)滑

• 無(wú)毒，抗腐蝕性好

• 無(wú)氧條件下化學(xué)活性低

• 密度低，<2.0g/cm3

作為抗燒蝕,短時(shí)使用的材料,碳/碳復(fù)合材料已在航天工業(yè)中得到成功的應(yīng)用,如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管、喉襯,航天飛機(jī)的機(jī)翼前緣等。在航空領(lǐng)域的應(yīng)用,最成功的范例當(dāng)數(shù)碳/碳復(fù)合材料剎車(chē)盤(pán),在這方面已形成了成熟的市場(chǎng)。但作為研究的焦點(diǎn),目前則主要集中在作為高溫長(zhǎng)時(shí)使用的結(jié)構(gòu)材料方面。將該材料用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件是目前世界上各先進(jìn)國(guó)家研究和發(fā)展的方向,并已取得初步成果。

3.3.4碳纖維及其復(fù)合材料

碳纖維復(fù)合材料的最優(yōu)異特點(diǎn)是相對(duì)于鋁、鋼等金屬結(jié)構(gòu)材料具有極高的比強(qiáng)度和比剛度，目前是一種理想的輕質(zhì)高強(qiáng)度航空航天結(jié)構(gòu)材料。同鋁合金相比，用碳纖維復(fù)合材料制造的飛機(jī)結(jié)構(gòu)，減重效果可達(dá)20％～40％。在航天領(lǐng)域，復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航天器結(jié)構(gòu)件，包括衛(wèi)星中心承力筒、各種儀器安裝結(jié)構(gòu)板等。在運(yùn)載火箭上被用于火箭的排氣錐體，發(fā)動(dòng)機(jī)的蓋、燃燒室殼體、噴管、喉襯、擴(kuò)散段，以及整流罩等部位，與鋁合金相比重量可減輕10％～25％。

2014年全球碳纖維市場(chǎng)需求為53500噸，航空航天市場(chǎng)出現(xiàn)高增長(zhǎng)率，應(yīng)用占比達(dá)29%。汽車(chē)應(yīng)用占比為13% ；風(fēng)電葉片應(yīng)用占比為11%。2014年國(guó)內(nèi)碳纖維需求為10600噸，航空航天占比較小，僅為3%。

碳纖維全球主要制造商包括日本東麗，日本三菱，ZOLTEK，HEXCEL，CYTEC，SGL。中國(guó)碳纖維主要制造商包括中復(fù)神鷹，江蘇恒神，威海拓展，中油吉化，吉林江城，金山石化等。

2014年，幾乎所有的碳纖維巨頭都宣布了擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃：東麗與HEXCEL在歐洲擴(kuò)產(chǎn)，三菱與美國(guó)在本土擴(kuò)產(chǎn)，CYTEC已經(jīng)基本完成美國(guó)的雙倍產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，SGL在美國(guó)再一次擴(kuò)產(chǎn)。

日本東麗：2012-2014年日本東麗的營(yíng)業(yè)收入均保持了增長(zhǎng)，2014年的收入為1.84萬(wàn)億日元，較上年同期增長(zhǎng)15.42%。其中碳纖維復(fù)合材料在公司銷(xiāo)售中占比為6%。

美國(guó)Zoltek： 年產(chǎn)13000噸碳纖維，2013年9月，日本東麗宣布以5.84億美元收購(gòu)zoltek。2014年2月8日，Zoltek正式成為東麗子公司。

日本東邦：公司碳纖維Tenax年產(chǎn)能為6400噸。

美國(guó)Hexcel：2013年公司營(yíng)業(yè)收入為16.78億美元，從產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，商業(yè)航空是主要的應(yīng)用領(lǐng)域，其次是空間防御，產(chǎn)品市場(chǎng)占比在22%左右。

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