“十五五”新材料爆发前夜：AI+低空经济引爆万亿赛道

1、新材料行业概述

新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料。其范围涵盖高端钢铁、先进有色金属等先进基础材料、半导体材料、航空发动机高温合金、生物医用材料等关键战略材料和石墨烯、超导材料、智能响应材料等前沿新材料。新材料是支撑高端制造、新一代信息技术、新能源、生物医药、航空航天等战略性新兴产业发展的基石，也是发展新质生产力的核心物质载体。

2、新材料行业产业链分析

新材料产业链呈现典型的“金字塔型”结构，上游供给稳定性决定产业安全基础，中游技术转化效率决定产业竞争力高度，下游场景创新牵引决定产业发展空间与方向。在政策强力驱动、AI技术赋能与新兴场景爆发的共同作用下，产业链各环节正经历深刻的结构性重塑。

新材料行业产业链分析

资料来源：普华有策

3、新材料行业发展趋势

预计“十五五”时期，我国新材料行业发展将呈现以下核心趋势，政策、技术与市场三重驱动特征显著：

（1）国家战略聚焦与产业链安全并重，发展路径由“跟随”转向“并跑”与“领跑”

“十五五”规划建议将新材料列为培育新质生产力的核心领域。2025年中央经济工作会议首次将新材料与新能源、低空经济并列部署，强调“一体推进创新设施建设、技术研究开发、产品迭代升级”。这标志着政策重点从单纯的技术突破，转向构建“研发-中试-应用-迭代”的完整创新生态。在安全维度上，面对关键矿产（锂、钴、稀土等）对外依存度高、部分高端原料（如高纯石英砂）受制于人的现实，建立战略储备体系、发展循环回收技术、加速国产替代将成为与技术创新同等重要的主线，旨在提升产业链供应链的韧性和安全水平。

（2）AI for Science范式革命深度渗透，研发模式从“试错法”迈向“理性设计”。

人工智能与材料科学的融合已超越工具辅助层面，正引发研发范式的系统性变革。生成式AI结合材料基因工程，可实现百万量级成分与工艺的虚拟筛选，大幅缩短研发周期、降低试错成本。据科技部专项评估，该模式已实现部分新材料研发周期缩短30%-50%。未来趋势将是构建“计算-实验-数据”闭环的智能研发平台，并通过开源数据库与算法模型建设，降低全行业研发门槛，加速从“材料发现”到“工程化应用”的进程。

（3）新兴应用场景成为核心牵引力，需求从“成本导向”转向“性能优先”

下游颠覆性产业的爆发式增长，正为新材料的性能突破提供明确市场和验证场景。低空经济（eVTOL）被中央经济工作会议点明，其对极致轻量化（碳纤维复材、高性能铝合金）和高能量密度（固态电池）的需求，催生数百亿级新赛道。商业航天对耐极端环境材料、AI算力提升对先进散热与封装材料、以及“双碳”目标对生物基与循环材料的刚性约束，共同构成了多元化、高增长的需求矩阵。这些场景不仅提供市场空间，更通过“应用示范行动”等政策机制，直接倒逼材料体系升级与快速迭代。

（4）产业生态向“政产学研用金”深度融合演进，中试与场景化应用成为政策着力点

新材料跨越“死亡之谷”（实验室到产业化）的核心瓶颈在于中试转化率低和下游“不敢用”。为此，政策正系统性构建支撑生态：一是强化中试平台与检验检测公共服务体系，破解工程化放大难题；二是完善首批次应用保险补偿与政府采购机制，分摊用户早期使用风险；三是通过大规模应用示范行动，主动开放新能源、低空经济等场景，为创新产品提供“首秀”舞台。同时，绿色金融、科创板等资本工具也将更精准地导向研发与产业化早期阶段。

（5）绿色低碳与循环经济从外部约束内化为核心竞争力

在“双碳”目标及欧盟碳边境调节机制（CBAM）等国际规则倒逼下，材料的绿色属性已成为准入市场的关键指标。发展趋势一方面体现在生产过程低碳化，如绿氢炼钢、电解铝；另一方面体现在产品本身绿色化，如生物可降解材料、再生高分子材料的需求激增。全生命周期碳足迹管理将成为企业的基本功，而具备低碳优势的材料将获得绿色金融的优先支持，从而将环保压力转化为市场竞争新优势。

4、新材料行业主要壁垒构成

（1）技术与工程化壁垒

从“配方”到“产品”的“死亡之谷”依然深峻。这是最核心的壁垒，体现在三个层面：首先，原始创新能力仍有差距，在超材料、智能响应材料等部分前沿领域仍处于追赶状态。其次，也是更突出的问题，是中试放大与工艺稳定性瓶颈。实验室样品性能优异，但一到规模化生产就面临一致性差、成本飙升、良率低下等挑战，行业普遍中试转化率低于15%。最后，是技术路线选择的巨大风险，如固态电池电解质究竟以硫化物、氧化物还是聚合物路线为主尚存变数，一旦押错方向可能导致企业前功尽弃。AI虽能加速前端发现，但无法完全解决工程放大中的复杂物理化学问题。

（2）供应链与资源安全壁垒

关键环节的“断点”与“弱点”突出。上游基础原材料和关键装备的自主可控能力不足，构成产业安全的深层隐患。一是矿产资源高度对外依赖，如锂、钴、镍等新能源金属，以及高端半导体制造用的氖、氪等特种气体，供应链极易受地缘政治冲击。二是高端原料与装备受制于人，如高纯靶材、高端轴承钢、精密高温炉等仍大量依赖进口。构建多元化供应体系、发展替代材料、提升资源回收率，是跨越此壁垒的长期任务。

（3）市场与应用验证壁垒

“不敢用、不愿用”的循环亟待打破。下游用户，尤其是航空、汽车、医疗等安全严苛领域，对国产新材料普遍存在“认证壁垒”和“信任壁垒”。认证周期长、成本高，且缺乏实际应用数据和成功案例，导致即便性能达标也难以进入供应链。同时，许多新材料初期成本高于传统材料，若无政策引导或全生命周期成本优势，市场推广阻力巨大。虽然“首批次”保险等政策已出台，但覆盖面、赔付力度和知晓度仍需进一步提升。

（4）资金与人才壁垒

产业特性与资源错配的矛盾。资金方面，新材料企业特别是中小企业，面临“三高”压力：高研发投入、高中试投入、高设备投入。而投资周期长、风险高，与追求短期回报的社会资本存在矛盾，导致B轮、C轮融资尤其困难。人才方面，需求是高度跨学科的复合型人才，既要懂材料科学，又要熟悉工艺工程、数据分析和特定应用领域知识，此类人才严重稀缺。同时，高校培养体系与产业实际需求脱节，企业面临“招不到、留不住、养不起”的困境。

（5）生态与协同壁垒

创新链条各环节衔接不畅。“政产学研用金”尚未形成高效协同的有机整体。高校和科研院所的成果往往以论文为导向，与产业化的“工程思维”存在隔阂；企业需求难以有效反向传导至基础研究；资本对技术成熟度的判断能力有限，容易造成投资过热或错失良机。打破这些壁垒，需要依托创新联合体、产业联盟等新型组织形态，并配套以利益共享、风险共担的体制机制创新，真正实现从基础研究到市场应用的顺畅流转。

北京普华有策信息咨询有限公司《“十五五”新材料行业深度研究及发展趋势前景预判报告》系统界定新材料行业定义与发展脉络，全面梳理“十四五”以来至2025年底的政策演进，重点解读2025年中央经济工作会议将新材料列为“新兴支柱产业”的战略意图。内容涵盖产业链上中下游结构及相互影响、全球与中国竞争格局、头部企业布局；深入分析技术突破、场景拉动、政策支持等核心驱动因素；研判AI for Science、绿色低碳、集群生态等未来趋势；识别技术、资金、认证、人才等关键壁垒。结合“十五五”规划建议，提出面向2030年的产业化路径与投资策略，为政产学研金提供决策参考。

目录

前言：新时代背景下新材料的战略定位与使命

1.新材料作为国家战略科技力量的核心支撑

2.“十五五”时期新材料在新质生产力构建中的关键作用

3.报告研究框架与方法论说明

第1章 新材料行业宏观战略环境分析（PEST+AI融合视角）

1.1 政策环境

1.1.1 国家“十五五”规划纲要对新材料产业的顶层设计

1.1.2 新材料产业发展核心要点解读

1.1.3 2025年12月中央经济工作会议对新兴产业的部署要求

1.1.4 “卡脖子”技术攻关与首批次应用示范政策演进

1.2 经济环境

1.2.1 高端制造升级对新材料的需求拉动

1.2.2 “双碳”目标驱动绿色材料市场扩容

1.2.3 全球供应链重构与国产替代加速趋势

1.3 社会与生态环境

1.3.1 循环经济对材料全生命周期管理的要求

1.3.2 公众对健康环保型新材料的接受度提升

1.4 技术与人工智能融合环境

1.4.1 AI for Science在材料研发中的突破

1.4.2 数字孪生与智能工厂对制造环节的赋能

1.4.3 材料基因工程与高通量计算平台建设进展

第2章 全球新材料产业竞争格局与技术制高点

2.1 全球主要区域与国家发展分析

2.1.1 北美

2.1.1.1 政策体系（《芯片与科学法案》《通胀削减法案》对材料支持）

2.1.1.2 产业发展现状与技术优势领域

2.1.1.3 市场规模与主要企业布局

2.1.1.4 产业链结构与对外依赖度

2.1.2 欧洲

2.1.2.1 政策体系（《欧洲原材料倡议》《绿色新政》）

2.1.2.2 产业发展现状（化工、高性能合金、生物基材料）

2.1.2.3 市场规模与区域协同机制

2.1.2.4 循环经济导向下的材料结构特征

2.1.3 日本

2.1.3.1 政策体系（“材料强国战略”、METI支持计划）

2.1.3.2 产业发展现状（碳纤维、半导体材料、电池材料全球领先）

2.1.3.3 市场规模与出口导向特征

2.1.3.4 企业主导型创新生态结构

2.1.4 韩国

2.1.4.1 政策体系（“K-材料战略”、国家战略技术清单）

2.1.4.2 产业发展现状（显示材料、电池隔膜、半导体封装材料）

2.1.4.3 市场规模与财阀企业集中度

2.1.4.4 对上游资源的高度外部依赖

2.2 国际龙头企业战略布局（陶氏、巴斯夫、东丽、信越化学等）

2.3 全球专利与核心技术壁垒分析

2.4 中国在全球价值链中的跃迁路径

第3章 中国新材料产业现状与“十四五”成效评估

3.1 产业规模与市场结构特征

3.2 三大材料体系发展现状

3.2.1 先进基础材料

3.2.2 关键战略材料

3.2.3 前沿新材料

3.3 国家级新材料产业基地建设成效

3.4 “十四五”期间主要短板与瓶颈

3.5 中国新材料产业SWOT分析

3.6 中国新材料产业波特五力模型分析

第4章 “十五五”新材料全产业链图谱与重点方向

4.1 全产业链构成

4.1.1 上游：原材料提纯与关键元素保障（如稀土、锂、钴）

4.1.2 中游：合成制备、加工成型与性能表征

4.1.3 下游：应用场景集成（发展现状、需求规模、需求前景）

（1）新能源车

（2）光伏

（3）航空航天

（4）生物医疗

（5）低空经济等

4.2 重点突破领域（基于中央经济工作会议部署）

4.2.1 新能源材料

4.2.2 信息功能材料

4.2.3 空天与低空经济材料

4.2.4 生物医用材料

4.2.5 绿色低碳材料

4.3 AI驱动的新材料研发范式变革

4.3.1 材料智能设计平台建设

4.3.2 实验-模拟-AI闭环研发体系构建

4.3.3 开源材料数据库与大模型训练基础设施

4.4 行业重点企业分析

4.4.1 行业重点企业市场占有率分析

4.4.2 行业重点企业分析（分赛道/市场）

第5章 新材料产业生态体系建设与体制机制创新

5.1 构建“政产学研用金”协同创新生态

5.1.1 国家实验室与新型研发机构牵引机制

5.1.2 高校基础研究与企业需求对接平台

5.1.3 创新联合体与产业联盟运行模式

5.2 推进中试平台与检验检测公共服务体系建设

5.2.1 国家级新材料中试基地布局

5.2.2 第三方检测认证能力提升

5.2.3 材料服役性能数据库建设

5.3 完善首台套/首批次保险补偿与政府采购机制

5.3.1 扩大新材料首批次应用保险补偿目录

5.3.2 政府采购向国产新材料倾斜实施细则

5.3.3 用户单位试用风险分担机制

5.4 建立新材料应用场景开放机制

5.4.1 “新技术新产品新场景大规模应用示范行动”实施路径

5.4.2 重点领域（新能源、低空经济、生物制造）场景清单发布

5.4.3 示范项目遴选与动态评估机制

5.5 强化知识产权保护与国际标准话语权

5.5.1 材料领域高价值专利培育工程

5.5.2 参与ISO/IEC等国际标准制定策略

5.5.3 应对海外知识产权壁垒预警机制

第6章 新材料区域布局与产业集群发展战略

6.1 国家级新材料产业聚集区优化布局

6.1.1 长三角：集成电路材料与高端化工集群

6.1.2 粤港澳大湾区：电子信息材料与生物材料高地

6.1.3 成渝地区：先进金属材料与绿色建材基地

6.1.4 京津冀：航空航天材料与石墨烯创新中心

6.2 特色“专精特新”新材料集群培育路径

6.2.1 县域特色材料集群识别与扶持机制

6.2.2 “小巨人”企业梯度培育体系

6.2.3 集群数字化与绿色化改造路径

6.3 跨区域产业链协作与要素流动机制设计

6.3.1 产业链“链长制”跨省协同机制

6.3.2 人才、技术、资本跨区域流动政策突破

6.3.3 区域间产能与资源互补调度平台

第7章 新材料投融资体系与资本支持策略

7.1 国家制造业转型升级基金与产业基金引导作用

7.1.1 国家新材料产业基金二期设立与投向

7.1.2 地方政府引导基金配套机制

7.1.3 基金投早投小投硬科技激励政策

7.2 鼓励风险资本投早、投小、投科技

7.2.1 VC/PE对早期材料企业的估值容忍机制

7.2.2 科技成果转化股权激励税收优惠

7.2.3 失败容错与再创业支持机制

7.3 科创板与北交所上市支持机制

7.3.1 新材料企业科创板“绿色通道”建设

7.3.2 研发投入占比与专利指标优化指引

7.3.3 北交所服务“专精特新”材料企业路径

7.4 绿色金融与ESG投资对接低碳转型

7.4.1 新材料绿色债券发行标准

7.4.2 ESG评级纳入材料企业融资评价体系

7.4.3 碳足迹核算与绿色信贷挂钩机制

第8章 新材料风险预警与应对策略

8.1 技术风险

8.1.1 研发失败率高与周期长问题应对

8.1.2 技术路线误判（如固态电池 vs 钠电）预警机制

8.1.3 开源AI模型带来的材料设计伦理风险

8.2 供应链风险

8.2.1 关键矿产（锂、钴、镍、稀土）对外依存度监测

8.2.2 地缘政治冲突下的断供应急预案

8.2.3 国内资源回收与替代材料开发路径

8.3 市场风险

8.3.1 低水平重复建设与产能过剩预警

8.3.2 同质化竞争导致的价格战防控机制

8.3.3 国际贸易摩擦（反倾销、碳关税）应对策略

8.4 合规与伦理风险

8.4.1 纳米材料、生物材料安全性评估体系

8.4.2 AI生成新材料的责任归属与追溯机制

8.4.3 数据安全与材料研发大模型合规治理

8.5 行业主要壁垒构成

8.5.1 技术壁垒

8.5.2 资金壁垒（中试投入高）

8.5.3 认证壁垒（航空、医疗准入）

8.5.4 人才壁垒（交叉学科稀缺）

第9章 新材料“十五五”发展目标与实施路径建议

9.1 “十五五”期末（2030年）量化发展目标建议

9.1.1 产业规模突破XX万亿元

9.1.2 关键战略材料自给率提升至XX%

9.1.3 培育XX家世界级新材料领军企业

9.1.4 建成XX个国家级新材料中试平台

9.2 五大实施路径

9.2.1 强化国家战略科技力量牵引

9.2.2 推动AI+新材料深度融合

9.2.3 深化应用场景驱动创新

9.2.4 构建安全韧性的产业链供应链

9.2.5 打造具有全球竞争力的产业生态