彭寿：加速培育材料新质生产力 赋能电子信息产业高质量发展
中国工程院院士 彭寿
科技创新和产业创新是发展新质生产力的基本路径。电子信息作为数字技术革命的“核心驱动”之一，是产业变革的重要基础，也是前沿引领的重要支撑。当前，数字技术革命加速推动全球价值链重构，我国正处于“十四五”收官在即、“十五五”谋篇蓄势的关键时期，以人工智能（AI）为核心驱动力的新型创新范式正在重塑国家创新体系的底层逻辑，电子信息技术及其关键材料的原始创新能力、产业自主能力、体系建设能力提升，不仅关系到我国数字技术科技竞争前沿，更是我国现代产业体系建设以及“十五五”高质量发展的必要选择。
材料与新一代电子信息产业的协同意义
一代材料、一代技术、一代产业，新型显示材料、先进半导体材料、前沿电子材料等电子信息材料的创新支撑，从源头赋能电子信息技术与器件革新发展，推动了电子信息产业升级与壮大。2022年以来，美国相继出台《芯片与科学法案》《关键技术和新兴技术清单》等系列文件，意在巩固半导体领域的全球霸主地位。欧盟也把先进材料及其相关的先进半导体、人工智能、量子科技等信息技术领域列为未来重点支持发展方向。我国高度重视电子信息材料发展，科技创新2030重大专项、新材料“十五五”方向布局中均将电子信息材料列为重点发展方向，旨在通过材料创新助推我国构造电子信息产业全球竞争优势，加速新型工业化进程。
新型显示材料是显示技术迭代的基础。智能化AI时代，显示无处不在。近年来，我国柔性可折叠玻璃、显示高分子材料、高纯显示靶材等显示材料持续取得突破，支撑我国显示面板、显示终端快速迭代发展，我国已经成为全球最大的新型显示产业基地。当前，人机交互、场景泛在、万物互联等需求不断提升，显示技术大屏化、高清化、可便携、功能化发展趋势显著，将为新型显示材料未来发展带来新的更高要求。
半导体材料是集成电路产业链安全的关键。数据显示，全球市场规模780亿美元的半导体材料撬动了3.7万亿美元的电子工业市场。然而，我国半导体材料虽取得较快进步，但仍有超百种材料依赖进口，对我国集成电路产业链供应链支撑不足。
在后摩尔时代，集成电路产业对短板材料、前沿材料等需求将更加迫切，着力开展面向未来类脑计算芯片、脑机接口专用芯片、新型二维半导体材料等交叉领域材料研究，有助于打造我国集成电路产业未来竞争优势。
前沿电子材料是未来电子科技竞争的焦点。硅光子材料集成技术、AI前沿光电子玻璃、量子材料、材料原子制造技术等前沿电子材料技术，覆盖材料设计-制造-集成-应用等全链条，具有“归零效应”等颠覆性特征。前沿电子材料凭借破坏性和革命性重构应用体系和秩序，将成为未来电子信息领域产生颠覆性变革的潜在力量，是世界科技大国推动经济发展、谋求竞争优势的战略必争领域。
材料与新一代电子信息产业的协同变革
当前，新一轮科技创新进入前所未有的密集活跃期，未来制造、未来材料、未来能源、未来信息、未来健康、未来空间等领域前沿技术从单点突破走向群体性涌现，电子信息材料迎来前所未有的技术跃迁与产业变革。
材料研发范式变革。随着人工智能AI显著发展，计算模型、数据分析和智能化技术深入融入材料研发，利用云计算、大数据、人工智能和数字孪生等新一代信息技术，将加速实现材料的高通量计算、多尺度计算、智能化数字实验和快速性能预测与分析。凭借高质量动能重塑材料工业研发范式，助力材料突破研究瓶颈、打破特性研究和应用开发传统模式，模糊基础研究、应用研究、技术研发到产业化的边界，将为电子信息材料设计创新带来颠覆性变革。
材料需求交叉变革。当前，集成电路在航空航天、车载应用、低空经济等新领域中应用不断拓展、深化，多应用场景对芯片、半导体器件提出多性能集成要求，例如低空飞行器eVTOL飞控芯片、通信器件等在高算力、高信息传输速度的基础上，还需具备高集成水平、高可靠性、低功耗等性能，对III-V族化合物材料带隙特性、电光效应等多方面性能交叉提出新要求，而对封装材料提出光学透明性、机械稳定性、散热性能等叠加交叉需求。未来电子信息材料将在需求导向下，通过成分设计、结构设计、工艺设计创新，推动形成性能可调、功能集成的创新体系，应对持续深化的需求变革。
材料制备场景变革。微纳半导体器件、柔性微处理器等前沿器件加速创新，带动新一代甚至颠覆性电子信息材料发展，同时也对材料制备技术提出了新的挑战，加速驱动新一代电子信息材料向超高精细化、立体化制备等技术方向变革，如可实现单原子层厚度的薄膜生长的原子层沉积（ALD）技术，用于III-V族化合物的原子级工程分子束外延（MBE）技术、用于制造玻璃三维集成器件的飞秒激光直写技术等受到电子信息材料领域重点关注，通过无所不在的智能、无所不在的仪器实现材料无所不能的场景制造。
材料与新一代电子信息产业的协同路径
当前，我国应把握数字化、网络化、智能化发展大势，迈向更加美好的“数字未来”。“十五五”时期是我国实现新型工业化的关键时期，也是数字强国、科技强国建设的关键时期。未来五年，面对电子信息产业发展新形势、新机遇、新目标，电子信息材料要聚焦新质生产力培育，紧抓战略机遇、紧跟科技前沿、紧密协同合作，有力支撑数字技术的新一轮变革。
进一步强化创新驱动。随着材料的可预测、可设计、可干预趋势凸显以及电子信息技术的持续创新发展，要进一步推动电子信息材料向基础研究—应用研究—前沿研究体系化发展，持续开展材料的弛豫结构研究等基础创新，注重加强材料概念验证、中试验证等应用创新，深化多学科多领域交叉的前沿创新，不断提升我国电子信息材料原始创新能力，实现由满足需求向创造需求转变。
进一步强化产业链条。结合我国现有产业基础，推动产业链条构建由“点式思维”“链式思维”向“网状思维”转变。聚焦“补链”，加速提升高端装备等产业基础能力，构建完善产业生态；聚焦“延链”，推动产业链向上游原材料和下游终端延伸，持续提升产业价值链；聚焦“强链”，加速推进新型显示、新能源汽车、柔性电子等泛半导体产业发展，做强做大以电子信息为核心的现代化产业体系。
进一步强化主体培育。电子信息产业“量大面广”，关键在于培育具备高端连接能力、自主可控能力和领先竞争力的标杆企业。一是个性化“专精特新企业”，聚焦细分市场，掌握“独门绝技”。二是本土化链主企业，强化材料设计链、制造链、供应链主导力；三是国际化领军企业，具备全球标准、贸易规则等制定能力，掌握全球市场话语权。
进一步强化生态构建。要素的协调、协同、协作是创新与产业结构关系突破的关键，要加强产业生态优化，提升产业发展能级和水平。持续深化央地合作、央民合作、校企合作，创新与产业战略联动；深化全球化产业链供应链协作，增强产业链供应链韧性；充分激活多层次资本市场的枢纽效能，在高投入、高迭代、长周期行业构建更具韧性与活力的资本生态体系，推动科技、资本与产业的良性循环，通过创新链、产业链、资本链、人才链“四链融合”，实现电子信息材料和新一代信息技术产业的高质量协同发展，为“十五五”我国加速数字强国、科技强国进程贡献材料力量！
