新世纪先进材料前景展望.PDFVIP

2006 年2 月25 日 行业分析报告 新世纪先进材料前景展望 [笔者注：值此国家经济发展模式面临全面深刻转型，产业层次将由 “劳力者”向 “劳心者”大幅 度提升之际，高新技术产业和资本市场功能正迎来重大发展机遇，其中的先进材料行业具有巨大发展空 间。本文是笔者多年前对先进材料行业的展望文章，其视野和分析并未过时，为保持资料的完整性，在 此再次贴出。随后笔者将对重要关键材料及相应的证券市场投资机会作全新的分析。] 本文对材料的发展现状作了详尽综述，展望了先进材料的开发使用和材料科学的发展前景。由于材 料特别是高性能、多用途先进材料是人类社会发展的重要推力，先进材料将继续成为科学和工程研究的 重点。在众多新材料中，纤维增强树脂复合材料，和硅基电子材料是当今工业中最重要的材料，而智能 材料、纳米材料、光电材料、生物材料、和高温陶瓷材料将是 21 世纪的研究开发重点，将发挥愈来愈 大的作用。在这些最有前途的发展方向上，将可发掘出庞大的商业机会。 一、先进材料的历史地位 人们通常把材料、信息和能源并列为现代科学技术的三大支柱，这三大支柱是现代社会赖以生存和 发展的基本条件之一，而材料科学显得尤为重要。从古至今，材料一直在扮演着划分时代的主角，可以 说，材料是人类社会进步的里程碑，整个人类社会的物质文明史也就是一部材料发展的历史，从石器时 代、青铜器时代到铁器时间，就是以每个时代出现的代表性材料而命名的。人类利用的材料的历史，溯 来源远流长。人类最早使用的工具--石器，就是一种最早的天然陶瓷材料，大约在公元前 5000 年，人 类发明用粘土烧成陶器，同时在烧陶过程中又还原出金属铜和锡，创造了炼铜技术，从而进入青铜器时 代，5000 年前发明炼铜技术。而现在被认为是材料的一重要发展方展方向的复合材料，其实在很久以前 就已再出现，人类在6000 年前就知道用稻草和泥巴混合垒墙，这是早期人工制备的复合材料；5000 年 前中东地区曾用芦苇增强沥青造船；我国越王剑是古老金属基复合材料的代表，它采用金属包层复合材 料，不仅光亮锋利，且韧性和耐蚀性优异，在地下埋藏几千年，出土时仍然寒光夺目，锋利无比。如果 说19 世纪是机械世纪，20 世纪是电子时代，那么21 世纪将是光子时代。也有人认为21 世纪将是生物、 信息和材料的世纪，不管怎样，材料工业都将成为未来社会发展的重要组成部分。现代的材料按化学组 成可分为金属材料、有机材料和无机非金属材料，也即金属材料、高分子材料和无机材料。一般而言， 材料可分为传统材料和先进材料两大类，先进材料是指那些新近开发或正在开发的、具有优异性能的材 料，先进材料对高科技和技术具有非常并键的作用，没有先进材料就没有发展高科技的物质基础，掌握 先进材料是一国在科技上处于领先地位的标志之一。 二、先进材料研究与应用现状 现代科学技术发展具有学科之间相互渗透、综合交叉的特点，科学和经济之间的相互作用，推动了 当前最活跃的信息和材料科学的发展，又导致了一系列高新技术和高性能材料的诞生。信息功能材料、 高温结构材料、复合材料、生物材料、智能材料、纳米材料等取得了较大的发展，它们正成为国民经济 发展的重要驱动力。信息功能材料。功能材料是指凡具有优良的电、磁、声、光、热、化学和生物功能 1 及其相互转化的功能，被用于非结构目的的高技术材料。功能材料与结构材料相比较，其最大特点是两 者性能上的差异。功能材料是当代新技术如能源技术、信息技术、激光技术、计算技术、空间技术、海 洋工程技术、生物工程技术的物质基础，是新技术革命的先导。 信息功能材料 信息功能材料的发展对信息技术的进步起到了至关重要的作用。众所周知，集成电路的关键在于半 导体材料和封装材料与技术。目前，硅是最重要的半导体材料，今后二、三十年也可能如此，但对硅材 料的要求却愈来愈高，晶片尺寸愈大，质量要求越高，这是因为线宽赵来越细，IBM 预测到2007 年线宽 将达到0.10 微米，而现在的为0.25 微米左右，那时所发的热量足以使基片熔化。于是随着电子工业的 发展，集成电路、大规格集成电路以及超大规模集成电路相继问世，这类电路需要绝缘性能、导热性能、 热膨胀匹配性能、高频性能及快速响应性能等一系列性能优良的绝缘陶瓷作为电路的基片与封装材料。 特别是近 10