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半导体材料发展态势

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半导体材料发展态势

半导体材料发展态势范文第1篇

【关键词】硅产业;调研;标准研究

1、引言

基于硅资源深加工的硅材料产业(以下简称硅材料产业)是全球性的朝阳产业和战略性产业,发展势头迅猛,全球60万家硅企业生产的约80亿美元的硅材料,支撑起了2230亿美元的半导体集成电路产业,进一步支撑起数以万亿美元计的电子、计算机、通信等信息产业,全球超过2000亿美元的电子通信半导体市场中,95%以上的半导体器件是用硅材料制作,集成电路的99%以上用硅制作。硅原料和硅制品的产品贸易额达到5000亿美元以上,全球硅业研发机构及学术团体1000多个,行业组织300多个。

当前,各国政府高度重视硅材料产业的发展,如美国、日本、德国、欧盟均制定了诸如21世纪国家纳米纲要、光电子计划、太阳能电池(光伏)发电计划、下一代照明光源计划等新材料、新产业规划。我国政府也高度重视硅产业的发展,先后采取各种措施鼓励、扶持硅材料产业规划与建设。

涉及硅原料和硅产品的国际和各国标准达到8000余项,我国相关标准则不足100项,远远落后于发达国家水平,也不能满足自身快速发展的需要。因此,站在国家战略高度,立足国际、国内硅产业发展态势和市场需求,研究我国硅材料产业及其标准化战略,制定并实施适合我国国情的硅材料标准体系及标准,对提升我国硅产业的国际竞争力具有十分重要的现实意义。

2、国内外硅材料产业调研与分析

2.1工业硅

工业硅及深加工产业是目前国际上的硅产业发展的核心,主要集中在晶体硅材料(单晶硅、多晶硅、硅外延片)和有机硅材料以及石英晶体元器件等方面的生产和研究。

(1)多晶硅

多晶硅材料生产在产业链中处于高端,市场需求旺盛,产品供不应求。主要用于半导体芯片及太阳能

电池芯片、金属陶瓷、宇宙航行、光导纤维通信以及硅有机化合物。生产技术掌握在日本Tokuyama、三菱、住友、美国的Hemlock、Asimi、SGS、MEMC公司,德国的Wacker公司手中。国际上多种生产工艺路线并存,产业化技术相互封锁和垄断。主要有改良西门子法、硅烷法和流化床法,其中西门子改良法约占世界总产能的80%。短期内技术垄断的局面不会改变,但研发活跃,涌现出冶金法、熔融析出法等新工艺技术。

我国多晶硅质量已能满足集成电路用单晶的要求,但多晶硅核心技术三氯氢硅还原法被上述国外企业垄断,核心技术工艺没有完全掌握,尚不能完全满足高阻区熔硅要求。与国际先进水平相比,生产成本明显偏高(见表1-1),市场竞争力不强。我国60%以上的的多晶硅材料仍需进口。

(2)单晶硅

单晶硅是电子信息材料中最具基础性的半导体类材料。广泛用于国民经济和国防科技中各个领域,如太阳能电能转化、电视、电脑、冰箱、电话、手机、汽车及航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等。

随着集成电路的迅猛发展,对单晶硅的直径要求越来越大,关键设备—单晶炉也不断向大型化发展。单晶硅拉制技术和工艺是世界上晶体硅工业发展的关键。我国依托日本合资企业,已能够稳定生产200mm集成电路级和212mm(8.5英寸)的太阳能光伏电池级的硅单晶,产量占世界21%。但尚不能生产最先进的300mm(12英寸)的硅单晶。

(3)有机硅

有机硅是指含si-c键的有机硅化合物,主要分为单体、中间体和下游产品。单体主要指甲基、苯基、乙烯基氯硅烷等原料。中间体主要指线状或环状体的硅氧烷低聚物,如六甲基二硅氧烷(MM)、八甲基环四硅氧烷(D4)、二甲基环硅氧烷混合物(DMC)等。下游产品则是指中间体通过聚合反应,并添加无机填料或改性助剂制得,主要有硅橡胶、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类。

作为新型高科技材料,有机硅应用于航空、军事、建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等各个领域,被誉为“工业味精”。

美国道康宁等5大有机硅公司占据了全球96%的市场。目前市场发展的动力最主要在亚洲,我国市场规模占亚洲的近一半。中国蓝星集团通过海外并购成为全球第四大有机硅企业。但我国单体生产技术落后,同时存在品种少、水平低、质量差,产量低的状况。有机硅下游产品有5000多种,我国仅500多种;实际产量仅占国内需求的20%;产品结构上,硅油、硅树脂在加工助剂等市场的应用有待发掘。

2.2半导体硅

半导体硅材料包括多晶硅、单晶硅、硅外延片以及非晶硅、浇注多晶硅等。在集成电路(IC)、硅光电池、传感器、射线探测器、整流器等各类电子元件中占有极为重要的地位,是“微电子”和“现代化电子”的代名词。目前,半导体硅和硅基材料向大直径化、新加工处理工艺以及深亚微米乃至纳米集成电路发展方向发展。

半导体产业是世界经济升级的心脏,Intel、IBM、太阳微、德州仪器等执半导体牛耳,走到了世界技术发展的最前沿。日、德控制的硅片公司占世界硅片销量的90%以上。其中信越(Shin—Etsu)、瓦克(Wacker)、住友(Sumitomo)等四家的销售额占世界硅片销售额的近70%。

我国半导体产业已形成了设计、芯片制造及封装并举的全面发展格局。在全球半导体产业中所占份额由1.2%提高到3.7%,发展势头迅猛。但在半导体硅晶体材料方面,我国高纯度多晶硅、SOI材料(绝缘体用硅)、某些化合物半导体材料等与世界水平仍有一定差距。

2.3光伏硅

随着世界各国特别是欧美发达国家清洁能源政策的实施,光伏市场年均增长速度超过30%,仅2000-2010年,世界光伏电池产量增长了17倍,至今仍在快速增长。

光伏产业链上游是Hemlock、Wacker、Tokuyama、REC、MEMC、Misubishi 和Sumitomo等7家多晶硅厂商,产量占到全球总产量的95%以上,垄断全球多晶硅供应;中游是22家硅片(Wafer)厂商,包括RWE Schott Solar、Sharp、Q-cells、BP Solar、DeutscheSolar、Kyocera等,技术难度仅次于多晶硅;其次是太阳能电池(Cell)制造,全球有40余家;下游则是组件生产,全球数量超过200家,技术含量相对较低,属于劳动力密集型产业。

我国已成为世界第一光伏出口大国。近年来,我国部分企业已基本掌握了多晶硅材料的生产工艺,已满足我国50%光伏产品生产需要。光伏生产设备的国产化能力也迅速提高。但装备技术和高纯多晶硅和高端硅产品原材料技术尚未真正掌握,成为当前我国太阳能光伏产业和微电子产业发展的共同瓶颈。表现在现实层面就是我国光伏出口的主要形式是电池组件等下游产品,高附加值的技术出口较少。

然而,国际多晶硅大公司的技术先进性又是很有限度的,其落后点、薄弱点是为我所知的,并可成为我们破解他们技术垄断的切入点和突破点。

2.4人造石英晶体(石英晶体元器件)

人造石英晶体是重要的电子功能材料,信息领域中的重点基础材料之一。随着手机、笔记本电脑、数码相机、汽车及网络等应用产品市场的飞速发展,石英晶体元器件的市场需求日益增长,其中SMD晶体元器件成为主流产品。

日本在石英晶体元器件占有很大优势。其主要晶体厂商基本将其成熟产品迁到我国生产,使我国成为世界上主要的晶体生产国之一,压电晶体产业有了较大的发展。但我国工艺装备相当于国外20世纪80-90年代水平;国内对压电水晶的缺陷控制仍处于宏观控制阶段(国外已进入微观阶段);国外压电水晶产品以直径76mm-100mm为主,而国内以50mm为主,不能满足信息产品需求。在技术水平、硬件基础、品种系列、资金投入等方面均有待提高。

人工晶体材料将进入分子剪裁与设计阶段,可以对压电性能定量计算,对材料功能基因裁减设计。石英元器件朝轻薄短小、高频、网路化等方向发展。随着我国移动通讯巨大市场的形成和手机国产化步伐的加快,我国对石英晶体产生的SAW(声表面波)器件和SMD(声体波)器件的需求迅速增长,市场前景良好,我国在新产业面前面临机遇和挑战。

2.5石英玻璃

石英玻璃是属于新材料的工业技术玻璃。广泛用于光源、电子、光通讯、仪表、激光、航天、核技术和国防等领域。

石英玻璃生产集中在美、德、法、日、英等国几家跨国公司手中。我国石英玻璃行业历经1989-2000年的引进国外先进技术、技术创新、增加品种和产量的大发展时期,石英玻璃器材的加工技术已达到世界先进水平。目前,国内石英玻璃原料及产品制造应用领域正向半导体和光通讯行业集中,半导体技术和光通讯技术用石英玻璃生产技术提高很快。如立式扩散用石英仪器、大口径石英玻璃管、不透明石英玻璃管等已达国际水平,并大量出口。电光源和家电用的石英玻璃在产量上,已在世界上占主导地位。

但也存在亟待解决的问题:石英原料提纯技术水平较低,产品纯度比国外差,Fe、K、Na等元素含量比国外高几倍,相应产品的羟基含量比国外高出5-6倍;高精度石英光纤玻璃管、大规格石英扩散管、硅片匣、石英钟罩、托盘等高新技术产品,但国内石英玻璃制品尚不能满足。

2.6新型电光源

作为硅材料产业链的延伸,将电光源用石英玻璃与电光源工业相结合起来是个非常好的发展思路。照明产品是国民经济发展和人民生活的必需品,我国基础设施建设、城市亮化工程、工商企业、日常生活等对照明产品的数量和质量的需求都日益增长,尤其是对环保节能高效型的新型电光源需求旺盛,市场前景广阔。

电光源产品历经白炽灯、荧光灯、金属卤化物灯三代。目前,以半导体发光为光源(LED)的第四代新型电光源时代已经到来,其特点是节能和环保。如:石英玻璃汽车HID灯亮度是卤素灯的3倍、功耗仅为50%、寿命则是十倍。以高档投影灯、液晶监视器冷阴极灯管、汽车用HID灯、LED照明为代表。

国际上新型电光源翘楚为飞利浦(荷),爱普生(日)、优志旺(日),欧司朗(德)、奇异(美)等公司。我国电光源行业依托优质石英资源和较好的石英玻璃管加工能力已形成优势产业集群,能够生产新型汽车灯、节能环保灯、金属卤化物灯、背投电视用放电灯、气体放电灯等30多个系列几百种产品,产品在远销欧美、日韩、东南亚,销售前景良好,发展潜力巨大。但存在种类多但缺乏国际知名品牌,新型电光源产品品种较少的问题。

2.7硅微粉

硅微粉由天然石英或熔融石英经破碎、球磨(或振动、气流磨)、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等工艺加工而成。分为普通、电工级、电子级、熔融石英、超细、纳米等不同类型。

其应用领域由电路封装、塑料、涂料、橡胶、颜料、陶瓷、胶粘剂、玻璃钢、化妆品等已拓展到高分子复合材料、特种陶瓷、航空、航天、精细化工、抗菌材料、药物载体、大面积电子基板等高新技术领域,享有“材料科学的原点”、“工业味精”之美誉,发展前景十分广阔。

当前,只有美、德、日、俄、加、中等少数国家具备硅微粉生产能力。美国处于领先水平,以通用、尤尼明公司为代表。我国石英储量丰富,但高纯、超高纯、超细硅微粉仍处于起步阶段。长期以来,我国高新技术中使用的高纯超细熔融球形硅微粉全部从美、日进口。国外对球形硅微粉生产技术和专用装备严加封锁,直接威胁着我国信息产业的自主发展与国家信息安全保障。

碳化硅微粉用于冶金、磨料、磨具、耐火材料等,在机械、电子、建材等行业需求量很大,我国尚无碳化硅标准。

碳化硅晶体作为信息功能材料与器件,是第三代(高温宽带隙)半导体材料的代表,极有可能触发新的信息技术革命。在半导体器件的应用方面,碳化硅打破了硅芯片材料本身性能的瓶颈,有可能取代硅作芯片,给电子业带来革命性变革。目前主要应用领域有LED固体照明和高频率器件。美国Cree公司的碳化硅晶片产量为30万片,占世界85%,是全球碳化硅晶片行业的先行者。我国已着手利用自身在硅资源和加工技术方面的优势,破解国外碳化硅生产企业对中国实行的禁运,培育碳化硅晶体产业。考虑密切关注其进展,择机进行标准化介入。

3、标准体系研究与标准制订

3.1标准体系建立及标准制定的原则和办法

我国硅产业起步晚,整体水平距世界先进水平仍有差距。主要表现在:产品链不全,各产品系列均存在不同的空白区域,特别是高技术产品地带;尖端高技术产品线较为单薄,不少关键性产品的生产技术和装备成为发展瓶颈。但发展速度快,主要表现在:产品线全面,特别是中低端产品有相当一部分占据主导地位;引进、吸收国外资本、技术及产业化推广速度快,在部分高端领域居先进地位,发展潜力巨大。基于此,我国电子级硅材料标准体系的建立、标准的制定、标准化的实施原则应是:建立硅材料产业标准整体构架,实现产品全面覆盖;实施不对称发展战略,实现高端领域的重点突破;以点带面,实现产业升级。其具体实施办法是:

(1)建立多晶硅、单晶硅、半导体硅、有机硅、人造压电水晶、石英玻璃制品、硅微粉、新型电光源等产品系列的全面标准体系框架;

(2)对技术成熟、质量稳定,市场占有率高的的硅材料产品,制定国家或行业标准,积极争取国际标准制定主导权。

(3)对我国拥有自主知识产权的高技术材料产品,推行专利标准化战略,争取制定国际标准。

(4)标准化范围不限于产品,对装备、工艺等均考虑其标准化需求。

(5)对属于新增产品类别的新产品、新产业,鼓励先行制定标准联盟统一产品标准,待时机成熟,及时制定国家或行业标准。(待续)

参考文献

[1]苏波.工业和信息化产业部原材料工业司.中国新材料产业年度发展报告[M].北京:电子工业出版社出版社,2013.

[2]刘秀琼.唐正林.太阳能光伏产业[M].北京:化学工业出版社,2013.

[3]赵陈超.章基凯.有机硅树脂及其应用[M].北京:化学工业出版社,2011.

[4]国家硅材料深加工产品质量监督检验中心. 基于硅资源深加工的电子级硅材料标准研究[R].

[5]中国科学院地理科学与资源研究所.东海县硅产业发展规划[R].

[6]邓丰.多晶硅生产技术[M].北京:化学工业出版社,2009.

[7]张艳琦.我国LED照明产业标准化现状分析与研究[J].北京:中国标准化,2003.07:40-46

作者简介

苗雪原(1973-),男,高级工程师,主要研究方向为产品质量检验与标准化。

半导体材料发展态势范文第2篇

【关键词】第三次产业革命;新材料技术发展

中图分类号:U283.5 文献标识码:A 文章编号:

1.“第三次产业革命”与新材料技术

第三次产业革命是工业化与信息化的深度融合,是制造业的数字化和格局重塑,是新能源技术和互联网技术的融合,是数字化制造和新能源、新材料的应用。她将改变制造业的投入方式和生产方式,使生产更个性化、分散化,降低了要素配置成本,模糊了服务业和制造业产业边界;她将改变技术要素与市场要素的配置方式,改变时间和空间对生产和生活方式的局限,重塑社会经济形态。新材料技术突破是第三次产业革命的前提,新材料在第三次产业革命中将起到基础和支撑作用。

面对第三次产业革命浪潮,我国正着手规划,将新能源、信息技术等作为未来发展的重点,角逐第三次产业革命。2015年我国新材料产业总产值要达到2万亿元,年均增长率超过25%。

2.新材料在第三次产业革命的地位和作用

1.新材料是现代高新技术和产业的基础和先导。在第三次产业革命中,任何一种高新技术的突破都必须以该领域的新材料技术突破为前提。我国重大工程和项目中出现的问题和困难都可以归结为材料技术还没有取得突破。而新材料的突破往往会引发人类划时代的变革。新材料在第三次产业革命中将起到无可代替的基础和支撑作用。

2.新材料与现代科学技术深度融合是现代科学技术的组成部分,也是制约现代科学技术发展的瓶颈。第三次产业革命将以新能源、信息和新材料结合为特征,如果新材料的性能和质量不能突破,将直接影响到其它高新技术的应用和产业发展。

3.新材料对实现可持续发展起到重要作用。第三次产业革命的背景是资源、能源问题的全球性紧迫,目标是可持续发展。新能源材料是新能源、可再生能源开发利用的基础。环境友好材料对节约资源、保护环境、维持生态平衡将起到重要作用。轻质高强的新型结构材料将体现节能降耗的巨大效益。生物医用材料将提高人类生活质量和健康水平。新型绿色建材关系到资源充分利用。

3.全球新材料产业发展趋势

科技革命迅猛发展,新材料技术与纳米技术、生物技术、信息技术相互融合,结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显,材料的低碳、绿色、可再生循环等环境友好特性备受关注。发达国家高度重视新材料产业的培育和发展,大型跨国公司以其技术研发、资金、人才和专利等优势,在高技术含量、高附加值的新材料产品中占据主导地位,对我国新材料产业发展构成较大压力。从全球来看,新材料的发展趋势可归纳为:

1.新材料与其它新技术深度融合,形成跨学科、跨领域、跨部门的发展态势。如高纯硅半导体材料是太阳能光伏材料和电子信息技术的核心材料,如生物芯片、半导体照明、仿生、通讯、遥控、数字化制造、节能等。

2.新材料上、下游产业结合更加紧密。新材料具有跨学科、领域、部门的特征,与信息、能源、医疗、交通、建筑等产业结合越来越紧密,新材料产业呈横向扩散和互相包融趋势。新材料与器件制造一体化,上下游产业纵向联合,产业链向下游应用延伸。产品高性能化、功能化和多功能化,开发和应用联系更加紧密。

3.新材料更加注重可持续发展。发展绿色、高效、低能耗、可回收再用的新材料以及发展先进的数字化制造技术是新材料发展的主要方向。未来新材料的发展将加强注重与资源、能源、环境协调发展,注重资源再生利用,发展低能高效、无污染或少污染制造技术,提高产品人性化、环保化。

4.经济需求成为主要发展动力。有关统计显示,2010年全球新材料产值8000亿美元,新材料带动的相关产业主要有能源、生物、信息、交通和环保等。

4.我国发展新材料的对策

1.应加速产业结构调整,促进新材料由资源型向集约型转变。完善产业发展的政策体系,加快资源整合,优化产业布局,根据各地优势资源及产业基础,重点培育和发展一批新材料产业骨干企业;通过支持企业强强联合、兼并重组,促进产业集聚和资源整合,培育一批具有国际竞争力的大型新材料企业集团,构建产学研用协调发展的产业模式。

2.加强企业技术创新及技术改造。鼓励支持上下游企业和科研院所建立各种模式的创新联盟,由企业、研究机构和大学共同参与,强化技术开发的实用性、先进性和集成性,通过知识产权的约定保障各自利益。

3.培育一批有典型示范效应的产业基地和园区,搭建产学研用一体化创新平台,加快技术研发、成果推广和产业化步伐。鼓励国外研究机构和公司参与产学研用联盟,在互惠互利及产权保护协议的基础上,开展合作研究、人才培训和技术交流。

4.建立和完善高效的投融资体系。建立有利于新材料产业发展风险投资扶持政策,积极引导风险资本与成长型新材料企业对接,完善市场退出机制。加大财政、金融、税收、土地等方面对新材料产业的扶持力度,设立新材料产业发展专项资金,确保对新材料产业连续、稳定的支持。

5.营造使用我国自主开发的新材料的机制和环境。鼓励优先使用我国自主开发的新材料,加大支持力度,对于战略性的重要新材料,如碳纤维等,可成立专门的工程应用研究中心,开展高端应用研究,在应用中实现改进和提高。

6.争取和创造良好的国际环境,保证国内企业健康发展。高度重视利用反专利、反倾销手段为我国新材料的发展创造公平的市场环境,保护我国新材料产业健康发展。严格控制稀缺资源和资源型初级产品出口,强化我国具有资源优势的新材料的比较优势,构建良好的供应体系,共同培育国内材料产业发展的市场环境。加大新材料领域创新型人才的培养力度,建立适合创新人才发展的激励和竞争机制,吸收国外高水平的技术和管理人才,为推动我国新材料产业科技创新体系的建设提供保障。

参考文献:

刘思华.当代社会生产领域变革及其第三次产业革命.生产力研究.2011;

钟惠波.透视技术创新与产业革命-以IT产业为主导的当代产业周期走势探析.科学学与科学技术管理.2009

半导体材料发展态势范文第3篇

【关键词】核心竞争力 专利遏制战略 集成电路

一、专利遏制战略对我国集成电路产业核心竞争力的影响

跨国公司利用专利技术优势,推行技术专利化、专利标准化、标准全球化。近些年,我国与外国的一系列专利费纠纷都与跨国公司的专利战略有关,削弱了我国企业的核心竞争力。

1、严重制约了我国IC企业的技术创新空间

由于集成电路是高新技术产业的基础和核心,这个领域的专利技术竞争是最激烈的。美国作为全球高技术的中心,一直持有全球IC专利总量一半的数量,硅谷成为IC专利技术创新能力超强的创新中心,全国有INTEL、AMD和摩托罗拉等世界一流的IC业跨国公司。韩国IC专利竞争力后来居上,1999年,三星在美国专利申请排行榜上跃升到第四位,仅次于IBM、NEC和佳能。当今世界高技术产业发达的欧美日韩等国家在IC市场领域占有垄断性地位,跨国公司与宗主国政府相互配合,正在实行IC专利全球化战略,绘制自己的IC专利版图。IC的核心专利技术及其市场是电子强国之间角逐的对象,跨国公司在高技术领域布满了专利网络,形成了许多专利陷阱,严重制约了我国IC企业的技术创新。

近三十年来,我国高技术产业是依靠引进外国技术发展起来的,产业总体技术自给率不足20%,尤其在核心技术和关键环节上落后于国际先进水平5―10年,而集成电路领域尤其落后。我国IC产业专利申请总量不到世界总量的3%。1985―2003年,中国受理专利申请15969件,其中占71%是国外申请人提出的。也就是说,中国IC专利的版图大部分被跨国公司占领。这表明,跨国公司的“专利网”控制了我国IC产业未来技术创新所需的大部分核心专利。例如,高通公司掌握了CDMA领域的大部分芯片的专利技术,诺基亚、摩托罗拉、爱立信在全球推行标准全球化,进一步强化了他们的技术垄断地位。跨国公司在全球申请专利,或者推行标准全球化,通过知识产权和标准等一系列制度性安排,进一步强化了他们的领先地位,使我国IC企业的技术创新空间受到很大制约,严重影响了我国集成电路产业的核心竞争力。

2、高筑专利壁垒,阻碍我国企业进入国际市场

跨国公司精心设置了许多专利技术的贸易壁垒,形成了对我国企业进入国际市场的高门槛壁垒。

(1)美国公司SigmaTel我国IC企业珠海炬力。珠海炬力集成电路设计有限公司是一家本土IC设计企业。2004年被中国半导体行业协会评为中国十大IC设计企业,2004年销售排名位列三甲。凭借MP3 SoC产品在国际市场上的成功,2004年炬力集成被国际知名的市场调研机构iSuppli评为中国大陆最成功的IC设计公司之一。至2004年,炬力集成在全球MP3芯片市场占有率排名第一。随着市场占有率的快速提升,它成为外国公司专利战略进攻的重点对象。2005年1月,美国MP3播放器解码芯片厂商SigmaTel向美国奥斯汀市联邦法院提出诉讼,指控珠海炬力侵犯了SigmaTel便携式MP3播放器用系统级芯片(SoC)控制器的数项专利,请求法庭禁止与珠海炬力芯片有关的产品在美国销售,并提出经济索赔。2006年3月,美国国际贸易委员会(ITC)就SigmaTel与珠海炬力(Actions Semiconductor)的专利诉讼案作出初步裁定,判决珠海炬力侵犯了SigmaTel的两项专利,ITC行政法法官Paul Luckern建议发出禁止进口令。SigmaTel选择的诉讼时间恰好是消费电子销售是黄金时期。2005年1月6日,美国消费电子展(CES)开幕,2005年3月10日,德国汉诺威消费电子展举行。作为全球最具影响力的消费电子展会,它们是每年电子产品订单的黄金时机。SigmaTel通过专利遏制手段,用专利讼诉方式寻求利益最大化,在国际市场上打压珠海炬力,严重影响了装有珠海炬力芯片的MP3播放器在美国的市场。

(2)台积电三诉中芯国际。中芯跨国公司是中国最大、全球第三的集成电路代工企业,具备全球竞争力。中芯国际作为中国IC产业发展龙头,享有本土客户、成本和地缘优势,并有望长期受益于中国IC产业环境的改善。中芯国际也是过去几年全球增长最快的集成电路代工企业,2005年和2002年相比销售收入增长了23倍。2003年,中芯国际的晶圆销售额从5000万美元激增至3.6亿美元,一跃成为全球第四大芯片供应商,成为台积电极具威胁的竞争对手。从2003年12月开始的短短8个月里,台积电就在美国3次中芯国际,告其专利侵权。2004年8月23日,即台积电向ITC提交申诉资料后的第一个交易日,中芯国际在美国纽约证券交易所的股价下跌了1.4%,以9.86美元报收。这说明,专利讼诉对我国集成电路企业的影响是非常大的。

3、国内高端市场被跨国公司垄断,本土企业的IC产品拥挤在低端市场

跨国公司的专利技术优势在IC行业已经形成了对我国市场的控制。不但利润最高的CPU被英特尔、AMD等跨国公司占领,而且其他IC专利技术含量较高的市场,也是跨国公司的“势力范围”。国内的数字信号处理器(DSP)芯片市场一直被跨国公司垄断,德州仪器、杰尔系统、摩托罗拉等的DSP芯片占据了全球80%的市场。在中国微控制器(MCU)芯片市场中,欧美日的跨国公司占据高端市场,在彩电、冰箱、洗衣机的家电市场以及MP3、机顶盒、CD的消费电子领域,主要份额仍然由Toshiba、Philips、Renesas和Microchip等MCU大公司占据。IP已经成为主流芯片设计的核心构件,我国设计业的SoC产品的市场业绩还欠佳,IP产业链的不完善已经成为制约中国SoC设计业发展的瓶颈。Cadence、Synopsys和Mentor等跨国公司垄断了EDA市场的主要份额。国内唯一EDA研发企业中国华大的产品市场份额很小,尚未形成具有专利竞争力的EDA工具产品。我国IC设计公司还基本上依赖国外生产的设计工具。国内IC产品拥挤在低端市场,主要是模拟电路、逻辑电路和中低端MCU,而无法提供通用和嵌入式CPU、存储器、DSP等产品。国内产品的应用市场目前主要集中在消费、IC卡和通信领域。国内芯片制造云集在价值链的低端:交通、通信、银行、信息管理、石油、劳动保障、身份识别、防伪等。在近几年全国IC设计业销售额中,IC卡芯片设计所占比重一直是20%左右。我国IC产品档次偏低,与国外IC产品每块的平均单价2―3美元相比,国内IC产品的平均单价不到2元人民币,两者相差很大。

4、高端产品和技术严重依赖进口,对外依存度不断增大

2001年底加入WTO后,中国在全球贸易总量的比重从2001年的3%提高到目前的近10%。我国IC市场规模占全球的四分之一,已经成为世界第二大IC市场。但我国高端产品和技术严重依赖进口,跨国公司占据了中国市场80%以上,尤其是国内IC市场的高端产品被跨国公司占据,如通用CPU市场一直是Intel、AMD的天下,内存芯片被三星等跨国公司控制,高通则在2.5GCDMA和3G手机芯片中享有绝对话语权。国内IC设计企业只能占领MCU和智能卡芯片等低端市场。国产IC产品中以中低档为主,远远不能满足国内IC市场的需求,只能依靠大量进口IC来满足国内市场的需求。进口的IC产品主要有存储器(DRAM、闪存和SRAM)、嵌入式处理器、CPU、DSP、模拟器件和逻辑器件等。

2001―2005年,中国IC进出口复合增长率均在50%左右。2004年,IC进口额占我国高技术产品进口总额的37.4%,达到615亿美元,是同期我国石油和石油制品进口额的1.3倍。但从绝对额上看,2005年中国IC进口820亿美元,出口150亿美元,进出口逆差680亿美元。2005年集成电路的进口额比上年增长34.6%,占高技术产品进口总额的比重达到41.1%,达到845亿美元。从销售额来看,近几年国产IC的国内市场占有率不到20%。如果去掉IC出口的部分,国产IC的市场占有率不到10%。2000―2006年间,我国IC进口从205.5亿块增长到856.9亿块,年均增长27%,占我国IC需求总量的98.14%。

我国IC产品的进口价格明显高于出口价格,跨国公司通过向我国大量出口高端IC获取巨额利润。IC价格的日益增长和整机产品价格的不断下降,使得本土企业的中间制造环节的利润不断减少。例如,显像管彩电平均单价由2000年的111.77美元下降到2005年的76.15美元,手机在配置不断升级的情况下仍然从116美元下降到84.28美元,台式PC也从705美元下降到618.6美元。这给我国集成电路产业的技术创新带来了巨大的隐患。

二、应对国外IC专利遏制战略的对策与建议

国外IC专利遏制战略并不是某家跨国公司单枪匹马地实施,而是紧密结合其宗主国的国家安全战略,依靠政府的力量,甚至以几个国家政府的联合力量为后盾,而且还常常是多个跨国公司结成战略联盟,联合起来遏制我国集成电路产业核心竞争力的发展。因此,我国要发展国家意志和政府组织优势,大力发展产业联盟,提升IC专利竞争力,以及与跨国公司联合进行研究开发、共享专利,构建和完善我国IC产业的专利体系,突破专利遏制包围圈,提升我国集成电路产业的核心竞争力。

1、以国力大力推进IC重大项目,提升产业核心竞争力

实施专利遏制战略是一个系统工程,要发挥政府和企业等各种力量,综合运用军事、政治、外交、经济、科技等各种手段。目前跨国公司专利遏制战略与国家安全战略相结合,遏制的手段进一步升级和多样化。因此,我国也要发挥中国政府资源组织能力的优势,把增强集成电路竞争力提升到国家意志层面来考虑,通过实施重大项目战略,取得突破性进展。在这方面,我们已经积累了一些经验,例如由北京中星微电子有限公司研制开发的“星光”系列数字多媒体芯片,用于计算机等的图像传输处理,实现了七大核心技术突破,拥有该领域200多项国内外专利,技术水平处于国际领先地位,荣获2004年国家科技进步一等奖。

另一个重要方面是,要通过重大项目推进标准战略,为集成电路产业的核心竞争力提供有效保护。因为产业标准是利润和附加值的制高点,是核心竞争力的最大保护机制。谁拥有了集成电路产品的标准,谁就拥有了该行业的话语权。跨国公司的专利战略往往与标准融为一体,而核心专利技术被越来越多的技术标准所接纳。目前我国在高新技术领域积极推进标准战略,技术标准工作取得了重要成果。例如目前电子信息产业已行业标准六百多个,涉及集成电路、信息技术、电子元器件、电子设备、电子材料等多个领域。不少电子百强企业在政府的引导下,联合制定拥有自主知识产权的技术标准,谋求我国电子信息产业核心专利的利益最大化,同时加强标准制定与专利技术的紧密结合,促进核心竞争力的提升。在这方面,我国也有许多成功的案例。例如联合信源数字音视频技术(北京)有限公司承担的“新一代数字音视频技术AVS编解码系统”开发,为我国构建“技术―专利―标准―芯片与软件―整机与系统制造―数字媒体运营与文化产业”的完整产业链提供了难得的机遇,该项目获得国家科技进步二等奖。AVS的开发和专利池的模式,为电子信息产业发展提供了可供参考的新模式。今后要进一步通过重大项目来推进产业标准体系的建设。

2、积极与世界一流IC公司构建技术联盟,共建专利池

在经济全球化的形势下,跨国公司不可能协调一致地对我国企业推行全面遏制战略;在推行专利遏制战略的过程中,西方各国的跨国公司不可能在所有问题上都协调一致。因为跨国公司与我国企业之间仍存在着许多共同利益,仍互有所求、互有所用。面对技术研发全球化的潮流,我国IC企业要加快国际联合研发的步伐,通过与一流跨国公司结成战略联盟,共建专利池,共同推进新产品开发,争取更大的国际市场份额。通过产业联盟达到合作共赢的目的,已成为全球各国提升电子信息产业核心竞争力的共同模式。跨国公司从现实利益出发,大多数执行了比较务实的对华策略,与我国IC龙头企业之间存在“既竞争又合作”关系。目前我国IC龙头企业积极与跨国公司合作,积极构建跨国联盟,在IC技术创新的国际合作中取得了显著的成就。例如,从2000年开始,电子发展基金连续三年共投入1250万元,支持上海华虹“深亚微米数字CMOS技术开发”项目,它采用开放的方式与欧洲微电子研发中心共同进行工艺开发、共享专利,开发出0.25微米、0.18微米的关键工艺。该项目与IMEC共享34项国际专利,已经获得国家专利局授权26项专利,受理专利申请104项。

当前,我国IC企业与跨国公司合作从早期的合资、合作逐步转为战略联盟。2003年,中芯国际(上海)应用140nm和200mm晶圆技术为英飞凌代工存储器芯片。技术与产品的互换协议是英飞凌向中芯提供110nm工艺技术和300mm晶圆生产技术,而英飞凌获得存储器IC产品的专有购买权。英飞凌(苏州)的存储器后端生产线,主要负责对存储器芯片的组装和测试工序,它每年的最大产能可达到10亿块存储器芯片。2005年,韩国海力士半导体(Hynix)和意法半导体投资20亿美元,在无锡建存储器芯片前端制造厂,制造DRAM存储器和NAND闪存芯片,2006年升级到了90纳米制程。以“龙芯”、“方舟”、“众志”、“C?鄢CORE”等嵌入式及专用CPU,“爱国者”图像解压缩、MP3、数字电视接收机信道、信源芯片等数字音视频芯片,“华夏网芯”、“畅讯恒芯”等网络芯片为代表的一批具有自主知识产权的产品相继推向市场。从近几年专利态势跟踪的情况看,国内外企业的差距正在逐步缩小。这说明以IC龙头企业为代表的自主创新,对我国高技术产业的发展和反专利遏制,发挥着不可或缺的作用。

3、国家财政应更注重项目在产业链中的作用

产业链是指构成同一产业内多有具有连续追加价值关系的活动所构成的价值链关系。电子信息产业的关键技术是指从产业链的角度出发,最能体现电子信息产业竞争优势、最具核心价值、最具发展潜力的技术,主要包括微电子技术、计算机技术、网络技术、通信技术、软件技术和显示技术等。在集成电路产业中,产业链竞争模式逐步形成,并成为行业竞争的主导模式。企业核心竞争力的模式已经逐渐从单纯的产品竞争向产业链竞争模式发展,即依靠产业链的上下游厂商相互依存,并通过整合各方资源,建立起规模经济效应的产业链。我国电子信息产业经过多年发展,门类齐全,已形成比较完整的产业链,产业发展速度快、产业规模居世界前列,许多重要产品在全球具有较强的竞争力。但是,我国集成电路产业的产业链失衡。产业链面临上下游两大瓶颈,半导体设备与材料主要依赖进口,集成电路用半导体设备自给程度不到2%,半导体材料自给程度不到10%;集成电路与整机相脱节,研发成果的产业化和应用遇到极大障碍。特别是完整产业链的材料、装备等环节配套能力不强,不能形成完整的产业链。究其成因,还是源于我国集成电路企业自主创新能力过于薄弱。产业链中每一个环节都是相互依存的,不同的环节发挥不同的作用,产业链上游和下游相互间只有良好合作、均衡发展,才能消除瓶颈,进入良性循环。现在跨国公司专利遏制战略的一个重要目的是加大对产业链和价值链的控制,它们日益将资源投向产业链上游的材料、芯片等环节,投向价值链上的研发与营销等利润厚的环节。

我国必须通过完善产业链、转变价值链和提高产品附加值等措施来增强我国集成电路产业的竞争力,促使我国成为真正的电子信息产业大国和强国。在这方面,我国电子发展基金一直高度重视,优选了许多对集成电路产业链和核心竞争力有重要作用的项目。例如,清华大学微电子学研究所承担的国家电子基金项目――非接触式IC卡集成电路芯片开发、硅片减薄及测试,所开发的产品市场稳定、容量大,五年内芯片模块总需求量达十几亿块。这对推动我国IC产业的技术进步、结构优化升级及相关产业链的发展具有重要意义。2004年1月起与公安部第一研究所签署采购合同并开始供货,2004年度的采购量为1500万只模块,销售收入累计超过1亿元人民币,新增利润1005万元,新增税收171万元。而国家财政支持集成电路的上游材料产业也很重要,例如电子基金支持宁波立立电子股份有限公司承担了单晶硅外延片生产线技改的项目,使该公司成为国内生产能力最大、设备最先进的专业硅外延片制造企业,是国内唯一拥有硅单晶锭、硅抛光片、硅外延片、器件、芯片制造完整产业链的硅材料制造商。

国家财政从产业链的角度选择好重点支持的项目,不仅能促进一个企业、一种产品的成功,甚至能在一个区域和一个国家范围内,形成一个庞大的产业群,从而整体性地提升产业核心竞争力。例如电子基金支持了珠海炬力集成电路设计有限公司承担项目――多媒体音频、视频及图像编解码处理器,使炬力公司的市场占有率快速提升,在消费类IC领域的影响力迅速扩大。特别是凭借MP3 SoC产品在国际市场上的成功,珠海炬力不但成为MP3多媒体芯片领域的市场领跑者,同样也已成为快速崛起的中国IC设计行业的企业代表。炬力MP3 SoC的成功同时带动了MP3产品数十亿美元产业链在华南地区的快速形成,促使中国华南地区成为全球MP3产品的主要输出基地,为华南地区带来了巨大的产业发展收益。更有说明力的是,重邮信科承担了基带芯片项目。作为TD-SCDMA产业联盟成员单位之一的重邮信科,在TD-SCDMA基带芯片、物理层软件、协议栈软件以及整机解决方案上具有显著的技术优势,建立了清晰的芯片的产业链和手机产业链,为TD-SCDMA产业的长足发展奠定了坚实的基础。通过该项目产品的开发与投产,有助于带动TD-SCDMA整条产业链的发展,对我国的通信产业起到了积极的推动作用。同时,项目的研发及产业化将吸引国内外手机厂商进行多层次、多领域的合作,从而带动地方乃至全国信息产业的发展。现在我国在集成电路产业链方面仍然有大量的工作要做,以数字电视为例,它是目前国际信息技术领域的一个发展前沿,并将与通信和计算机领域融合,开创一个全新的数字化信息平台。数字电视产业将发展涉及整个电子信息产业的一个大型产业链,这是我们应该把握的历史性机遇。

【参考文献】

[1] 信息产业部编:辉煌的历程――电子信息百强企业二十年[M].电子工业出版社,2007.

[2] 信息产业部编:中国电子信息统计年鉴[M].电子工业出版社,2005.

[3] 信息产业部编:中国电子信息统计年鉴[M].电子工业出版社,2006.

[4] 娄勤俭等编:我国电子信息产品外贸结构及产业结构调整研究报告[M].电子工业出版社,2007.

[5] 信息产业部、财政部编:“十五”电子发展基金成果汇编[M].电子工业出版社,2005.

[6] 申其辉:跨国公司高新技术专利遏制战略的渊源和特征[J].金华职业技术学院学报,2008(4).

半导体材料发展态势范文第4篇

随着科技技术发展,人们在传统材料的基础上,根据现代科技的研究成果,开发出新材料。新材料按组分,有金属材料、无机非金属材料(如陶瓷、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分,有结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求;功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应,以实现某种功能,如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。

新材料板块个股可重点关注:北矿磁材(磁性材料);包钢稀土(稀土新材料);贵研铂业(贵金属高纯材料);宁波韵升(钕铁硼永磁材料);佛塑股份(塑料化工新材料);风华高科(电子新材料);中科三环(钕铁硼永磁材料);安泰科技(超硬及难熔材料、功能材料,非晶制品、纳米、磁性材料、薄膜太阳能)等。

新材料个股点评:

北矿磁材(600980):高性能永磁材料的领军者

公司控股股东是北京矿冶研究总院,属中央直属的大型科技企业。公司有较强的资产重组题材,在资产整合方面的动作也一直被市场所关注。公司主导产品为高性能永磁材料,这种产品主要服务于自动控制、计算机及其设备和微特电机等行业,属于新材料范畴,是国家鼓励发展的行业,未来发展具想象空间。

公司将利用已有的面向市场、自主研发的科技优势资源,加快已有研发项目的工程化和市场化进程,加大研发投入力度,继续开展有市场前景的新研发项目,为实现公司健康可持续发展提供技术和产品储备。

1月28日,北矿磁材公告称,公司预计2010年度实现扭亏,净利润300-700万元。公司称,扭亏为盈的原因是报告期内主营业务市场销售较好,毛利增加;通过近几年技术创新及技术改造,产品结构调整逐渐到位,盈利能力较强的中高端产品所占比例加大。

包钢稀土(600111):稀土行业绝对龙头

国务院总理近日主持召开国务院常务会议,研究部署促进稀土行业持续健康发展的政策措施。会议提出,力争用5年左右时间,形成我国稀土行业持续健康发展格局,并明确提出加快稀土行业兼并重组和提高产业集中度等具体措施。

资源优势得天独厚、产业链一体,作为国内最大稀缺资源垄断股,公司拥有无可比拟的资源优势、成本优势、技术优势。作为稀土行业绝对龙头,市场优势也十分明显,在稀土需求快速增长的背景下,其对北方稀土市场的投放量决定了包钢稀土对稀土市场的定价权也是无人能及的,尤其是南北方成功合作后市场优势增加,稀土行业整合有序,行业政策不断深化,作为行业龙头可充分享受稀土价格上涨带来的广阔发展前景。

公司产业链下游布局项目将贡献盈利。在过去几年时间里,公司利用本身的资源优势积极布局下游产业链,稀土永磁核磁共振影像系统产业化项目去年已经小批量生产,预计今年将量产;积极推进的稀土抛光粉异地扩产项目、1.5万吨高性能磁性材料产业化项目二期工程正在进行中。

公司资源整合及资源储备取得突破进展。目前已成功收购三家稀土公司,北方稀土行业龙头正式与南方稀土资源达成合作,成功推进中国稀土行业联合重组。此外,公司一直筹备的稀土资源储备也已经迈出标志性步伐,正式实施稀土产品战略储备,增加了储备物资,而中国稀土储备也随龙头企业的产品战略储备启动成功迈出突破性步伐。

稀土主要产品价格延续升势,市场需求旺盛。去年以来,稀土的主要下游需求恢复迅速,尤其是稀土永磁和荧光灯市场受益于风电、节能环保的需求而大幅增长;另一方面,国家出台一系列政策大力整治行业乱挖滥采,积极推进行业整合,稀土市场供需面出现积极变化,产品价格一路上扬。根据统计的数据,去年三季度稀土主要产品价格经过了短暂的休整后很快重上升势,大部分产品价格连续新高,按照当前的价格统计,氧化铈价格较年初上涨34.4%,氧化镝、氧化铒、氧化镨钕价格较年初涨幅超过80%,烧结钕铁硼价格较年初上涨54.7%。根据我们此前对稀土市场未来几年行业格局的研究来看,我们认为,稀土产品价格将维持高位,其中重稀土价格有继续新高的动力。

贵研铂业(600459):国内贵金属特种功能材料的首要供应商

公司是从事贵金属系列功能材料研究、开发和生产经营的专业企业。公司的主营业务包括贵金属特种功能材料、贵金属高纯功能材料、贵金属信息功能材料及贵金属环境及催化功能材料四大产业领域,主要产品为:汽车尾气净化催化剂、精细化工用催化剂、高浓度有机废水净化催化剂、微功耗多功能可燃性气体催化传感器、半导体气体传感器,贵金属铂、钯、铑、钌、铱、金、银各系列化合物等;贵金属焊接功能材料、测温材料、复合材料;贵金属二次资源回收利用;贵金属特种粉体、贵金属厚膜电子浆料、介质浆料、玻璃包封浆料、贵金属涂层及薄膜等。产品用户涵盖电子信息、航空、航天、船舶、汽车、生物医药、化学化工、建材、矿产冶金、环保能源等行业。

汽车尾气净化催化剂业务。公司控股76.96%的昆明贵研催化剂有限责任公司所生产的汽车尾气净化催化剂等产品技术在国内处于领先水平,极具市场竞争力,但由于市场推广力度还不够,产能得不到完全利用。公司已认识到这方面问题,并逐步加大了市场营销力度,目前除了已为奇瑞、长安等国产汽车配套外,还逐步进入了合资的汽车品牌。由于汽车尾气净化器市场空间广阔,我们相信随着公司加强市场营销力度,该产品可能成为公司未来的一大利润增长来源。

贵金属二次资源回收业务。公司此前公告计划以不低于21.18元/股的价格非公开增发股票,拟募集资金总额不超过3.20亿元,用于5吨贵金属二次资源综合回收利用产业化项目建设。其中,公司控股股东云锡控股公司承诺以现金认购不低于本次非公开发行数量的40.72%,且认购金额不低于1.3亿元。目前非公开增发募投项目的前期准备工作正在有序进行。按照公司的预计,项目建成后,公司将形成年处理3000吨贵金属二次资源物料(其中失效汽车催化剂1500吨,失效石化催化剂500吨、失效精细化工催化剂500吨、合金废料500吨),达到年回收5吨贵金属的生产规模(其中铂1400千克/年;钯2500千克/年;铑400千克/年;铱200千克/年;钌500千克/年)。届时公司形成代表我国最高技术水平、规模最大的铂族金属二次资源循环利用基地。公司预计将增加年平均营业收入8.3亿元,年平均净利润5990万元。按本次非公开发行1500万股,发行后总股本1.26亿股计算,每股收益增厚0.47元。

公司的其它业务板块还有三个。

高纯材料:属于完全竞争的市场,基本是国外公司占据主导市场,毛利率2-3%。

特种功能材料:军工这块毛利率最高,但是量比较小。特种功能材料有一定的市场瓶颈,能维持现有产销是公司目标。另外公司对铂合金网进行技术改造和升级,采用多层圆形结构替代原先的单层方形结构铂合金网,达到贵金属用量少而性能提高的效果。

信息功能材料:公司的各种贵金属浆料主要用在电子产品上,毛利稳定,市场有一定增长。至于新产品的开发,公司也在进行技术攻关。比如用于太阳能电池的银浆料,技术难度较大,需要含银70%,毛利率也高达50%,但是目前公司还不具备这块技术,公司正在进行相关技术的攻关。

宁波韵升(600366):双轮驱动力挺业绩

公司是节能减排政策急先锋:公司未来有两大看点,稀土永磁业务+子公司上海电驱动,而稀土永磁和新能源电动车都是推动节能减排的重要因素。其中上海电驱动主要产品为新能源电动车电驱动系统,包括电机及控制器,其应用领域包括:纯电动轿车、混合动力轿车、燃料电池电动轿车、混合动力客车、微型电动轿车等,主要客户为上汽、一汽、东风、奇瑞、长安、吉利等,已覆盖约80%的国内汽车生产商。

根据德意志银行的预测,在2015年,全球各种新能源汽车年产量将达到560万辆,2020年将达到1730万辆,而电动汽车将占据主要地位。在我国,结合电池和电机的产业优势,以及节能减排上的优势,电动汽车将更有发展前景,最新“十二五”规划提出我国2015年新能源汽车年产量要达到100万辆。

新能源电动车市场启动+全球风电装机容量快速增长+国外钕铁硼永磁磁体采购向国内转移,都给公司钕铁硼永磁业务发展提供了充足的空间。目前公司烧结钕铁硼产能为5000吨,其中2000吨在内蒙古;粘结钕铁硼产能为500-1000吨。烧结钕铁硼磁能积更高,粘结钕铁硼工艺更简单,但对模具要求更高,目前达到满产,供不应求,保守估计未来约每年扩产25%。

佛塑股份(000973): 与研究所合作大力发展新材料

2010年,公司实现营业收入37.81亿元,同比增长2.23%;实现盈利利润2.79亿元,同比增长422.2%;归属母公司净利润1.73亿元,同比增长2654%,折合每股收益0.28元,业绩符合预期。经营情况大幅好转,主要原因是大股东换血后,公司进一步深化“调结构、强管理、强创新”的工作,经营方面大力淘汰落后产能,并大力发展锂电池隔膜、偏光膜、电容膜等高端产品。

2011年,高端产品产能逐步释放。2010年是公司的转型年,除了淘汰传统行业的落后产能,还积极加大了高端产品的产能投入,包括锂电池隔膜新增4500万平方米产能,偏光膜80万平方米产能和电容膜新增300吨产能。2011年,上述高端产品产能将逐步释放,为公司业绩的持续增长提供强力支撑。

强创新,新产品正式上市。公司近日公告称自主研制开发的TPE(热塑性弹性体)无孔防水透湿膜已研制成功,并进入市场推广阶段。该产品具有无孔、透湿、防静电、防水、防风、弹性好、柔软性好、耐洗涤、耐磨及耐低温等诸多优点,在服装、医疗、建筑和食品包装等领域都有很好的应用前景。该产品的研制成功将使公司又添盈利新军。

储备产品潜力巨大。公司储备高端产品较多,包括锂动力电池隔膜、高档偏光膜、高端电容膜、太阳能背板用PVDF膜和智能节能膜等都已经处于研发或试产阶段,随着TPE无孔防水透湿膜的成功上市,我们相信后续将有更多的高端产品推出,为公司带来新的突破。

借力上硅所,大力发展新材料。公司借助于与上海硅酸盐研究所的战略合作,利用对方的先进技术储备,进行新材料产业化,双方还将在新能源、新材料和节能环保等领域开展项目合作。“高分子基复合智能节能贴膜项目”是双方合作的第一个项目,产品性能优异,技术含量高。

风华高科(000636):背靠集团,稀土优势明显

公司是国内MLCC(片式多层陶瓷电容器)电容龙头企业,是我国最大的新型被动元件制造商。公司还是全球片式元器件制造商之一,拥有自主知识产权和核心产品关键技术,具备为电脑、移动电话、家用电器等电子整机整合配套供货的大规模生产能力。随着全球通信和家电产品产业升级,元器件包括片式电容器、片式电阻器等均比上一代整机增加50-100%。去年元器件产业进入复苏期,公司基本面大为改善,主营产品市场需求旺盛。为了解决供不应求的局面,公司拟扩大产能,新增月产20亿只小尺寸、高容量MLCC技改扩产项目。此外,公司也表示,在做强做大主业的同时,公司会充分利用广东省“三旧改造”的优惠政策,择机进入地产业,也有可能会涉足矿业等资源类的产业。

背靠集团,稀土优势明显。由于我国改变了稀土的出口政策,国内的开采也被严格控制,国内出口日本的稀土通关时间不断拉长,未来出口日本的稀土配额有可能进一步下降。稀土是制作MLCC陶瓷瓷粉和电感铁芯,永磁体等必备材料,收紧稀土出口政策对日本电子元器件行业(包括MLCC、电感、LED等)有重大影响:首先,稀土紧张直接导致了MLCC陶瓷瓷粉和电感铁芯等价格快速上涨;其次,在新的稳定的稀土来源解决之前,日系被动元器件的出货时间都有很大不确定性,这也是导致订单转系的原因之一。公司控股股东广晟资产管理公司旗下控制了南方广东、广西两省多地的稀土矿资源,为公司提供了稳定的稀土矿来源,同时公司生产陶瓷瓷粉和电感铁芯,也受益稀土限制带来的价格上涨。短期内很难看到国内放松稀土出口的迹象,因此公司集团的稀土供应优势将逐步得到体现。

中科三环(000970):国内最大的钕铁硼磁材生产商

公司去年满负荷生产,为历史最好水平。目前公司磁性材料产品生产稳定,订单饱满,主要由于海外需求恢复较快,电子产品,如手机、音响、计算机设备等去年恢复,此外国内风电订单增长较快,节能电机产品首次推向市场,总生产订单饱满。虽然原材料稀土价格去年上涨幅度较大,但需求的增长幅度远高于价格的上涨幅度。

公司产能优势及磁粉专利保护预期延续确保公司龙头地位不动摇。公司目前产能利用饱满,烧结钕铁硼产能已从2008年的8000吨扩大至目前的1万吨,粘结钕铁硼产能约1500吨,总产能11500吨,位居行业第一。公司部分工厂前期投入已经完成,未来产能扩张的弹性较大。此外,2014年MQ磁粉专利到期后预计仍会延续,对于出口占比较大的公司影响仍将继续。鉴于公司产能以及MQ磁粉专利保护的持续,我们认为公司在磁性材料中的龙头地位不动摇。

预计今年一季度会延续目前良好发展态势。去年以来下游节能电机、风电电机发展迅速。国家大力建设风能发电给公司风电电机产品带来巨大市场需求,因此尽管该产品毛利率相对较低,但给公司贡献较多营业收入,预计一季度订单保持稳定。而节能空调在我国的普及率约10%,日本的普及率高达90%,预计2-3年我国普及率预期将达到30%,市场提升空间大。空调市场的快速增长将为节能电机带来20%以上的增长。

新能源汽车产品增长需看政策进程。在新能源汽车领域,钕铁硼主要应用于永磁电机及其他电机相关部件,平均一辆车约使用1-2kg的钕铁硼材料,如果新能源汽车在国内实现量产,公司会出现业绩大幅度增长。公司与下游电机、新能源汽车厂商多年前就已经开始合作开发,并向海外相关的合作企业提供了产品样品,但受制于新能源汽车产业的推进进程速度,至今还未有订单,期待政策推动进程加快。

安泰科技(000969):非晶材料产量全球第二

技术实力雄厚,即将进入下一轮扩张周期。公司传承了中国钢研科技集团公司50年的科研实力,技术实力雄厚,主要以先进金属材料为主导产品。由于公司研究领域广泛,因此对应产品较多,主要有超硬及难熔材料制品、功能材料制品、精细金属制品、生物医学材料四个大类。公司连续三年保持收入增长,主要源于多个项目产能的陆续扩大。高速工具钢、金刚石以及非晶带材三个2006年非公开发行募投项目均已投入生产。2009年可转债项目投入特种合金项目,预计今年开始投产。公司多产品仍有扩产计划,根据去年12月15日公告,公司将投入难熔材料、焊接材料、粉末冶金、纳米晶带材和大型热等静压建设共计5个项目,建设期约2年,公司产能即将进入下一轮的扩张周期。

非晶带材产能扩张明确,预期今年产量达2.5吨。非晶带材具有高导磁率、高电阻率、高磁感、耐蚀等优异特性,在配电系统中小型变压器领域正逐步取代传统取向硅钢变压器,能耗约为硅钢变压器的60-70%,未来2-3年国家电网改造将为非晶变压器带来较大的需求增长。公司非晶带材目前产能4万吨,居全球第二,仅次于日立金属;今年非晶材料产量约1万吨,实际生产中主要的问题是成材率不高。目前公司正着手解决这一技术问题,预期今年将有所突破,产能将成倍增长,预期达到2.5吨左右。非晶带材项目仍会继续得到国家政策的大力支持,产能将进一步扩大,未来2-3年有望增至10万吨。

高速工具钢、金刚石产品预期今年收入增长分别在40%和20%以上。

1)高速工具钢:公司目前产能1.5万吨,是国内第二大高速工具钢生产厂商,去年以来收入出现成倍增长,从3000万元左右达到6000万元。目前扩产的年产4万吨高速工具钢和200吨粉末高速钢新增产能,已完成厂区建设,但由于园区电力系统尚未供电,预计将延期至2011年初全面投产。今年年初新区建设电力问题解决后,产能将释放,预期该项收入有望达到8500万元。

半导体材料发展态势范文第5篇

信息、生物、新材料三大前沿领域

信息、生物、新材料是21世纪前30年发展最快、最热门的三大领域,它们集结了当今世界最强势的研究力量。但在这些关系未来发展的关键领域中,我国许多核心技术仍依赖追踪、模仿和引进国外技术,原始创新能力明显不足。

从更宽的视野来看,不仅仅是这三个领域的发展需要高扬“自主创新”的信心与勇气。实际上,整个中国科技正面临着前所未有的发展压力:对外要适应国际科技竞争的紧迫形势,对内要满足经济社会发展进程中的重大战略性需求。而原始创新能力和技术创新能力的薄弱,已成为当前和未来相当长时期内影响我国整体竞争力的极大障碍。

面向未来15年的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》即将,科技部等有关部门正在着手制定科技“十一五规划”——关于中国科技“未来”的探讨与关注,在最近一年多来达到了前所未有的程度。就是在这样带着几分焦灼、几分期待、几分信心的探讨氛围中,“自主创新”成为人们关于中国科技发展的共识。

带着这个共识,再来看中国科技发展面临的“压力”,在很大程度上已经变成了未来发展的重大机遇。未来10年,中国在这三大领域中最有可能实现自主创新的关键技术群究竟有哪些?有限的科技经费究竟应当投入到哪些突破口?

下一代移动通信技术

移动通信是人类社会发展中的一大奇迹。2004年12月,全球(蜂窝)移动通信用户总数已达17亿以上,超过已有百年发展历史的固定通信用户数。过去10年,移动通信技术完成了由第一代模拟通信技术向第二代数字通信技术的过渡,当前正处于由其巅峰状态向第三代(3G)移动通信技术过渡的进程中。

目前,世界发达国家纷纷投入力量进行第三代及下一代移动通信标准、技术和产品的开发。

——3G移动通信:国际电信联盟(ITU-T )批准为3G 的三大标准分别是欧洲的WCDMA,美国高通公司的CDMA2000和中国大唐电信的TD-SCDMA。3G已在全球30多个国家开始商用。

——增强型3G(Enhanced 3G):为了克服3G 技术不能很好支持流媒体等业务的不足,国际电信联盟已在制定增强型3G技术标准。专家预测,增强型3G技术将进入商用。

——4G(或Beyond 3G):下一代移动通信即所谓超3G(以下统称Beyond 3G)技术的研究是国际上的热点。Beyond 3G具有更高的速率与更好的频谱利用率。 欧盟、日本、韩国等国家已开始4G框架的研究,预期Beyond 3G技术可望在2010年后开始商用。

中国移动用户总数已达3.34亿,居世界第一,总体技术水平与国际同步,处于由第二代向第三代的过渡时期。我国3G移动通信技术已经具备了实现产业化的能力,我国大唐电信2000年5月提出的TD-SCDMA标准已成为国际电信联盟正式采纳的三大标准之一。此外,在国家“863”计划的支持下,开展了Beyond 3G技术的研究,预期该技术可望在2010年后开始商用。

Beyond 3G技术对我国经济社会发展和国防建设具有十分重要的意义。 德尔菲专家调查统计结果显示,我国研发水平比领先国家落后5年左右, 通过自主开发或联合开发,在未来5年可能形成自主知识产权。以华为、 中兴为代表的一批高技术通信设备制造业公司,在第三代移动通信设备(3G)等研发方面紧跟国际前沿,打破了国外公司对高技术通信设备的垄断,开始参与国际通信标准的制定,开发具有自主知识产权的核心技术,具备了参与国际竞争的能力,具备实现技术和产业跨越式发展的契机。

中国下一代网络体系

下一代网络(NGN)泛指以IP为核心,同时可以支持语音、 数据和多媒体业务的因特网、移动通信网络和固定电话通信网络的融合网络。

世界各国和国际通信标准化组织都在积极开展下一代网络的研究开发工作。国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)、欧洲电信标准化协会(ETSI)、互联网工程任务组(IETF)、第三代伙伴组织计划(3GPP)等,都在致力于下一代网络体系的研究。目前,美国、日本、韩国、新加坡以及欧盟都已启动了下一代互联网研究计划,全面开展各项核心技术的研究和开发。

我国在下一代网络的研究方面已取得了较大进展。“九五”期间,863计划建成了“中国高速信息示范网”(CAINONET)、国家自然科学基金委支持的“中国高速互连研究试验网NSFCNET”等重大项目,目前已开始基于NGN的软交换技术在移动和多媒体通信中的应用研究。中兴、华为等企业还推出了基于软交换的NGN解决方案;在下一代互联网研究上,中兴、港湾网络等推出的高端路由交换机,可应用于国家骨干IP网络建设,以及大中型宽带IP城域网核心骨干和汇聚。国内公司还开始自行设计高端分组交换定制ASIC芯片。我国已成为少数几个能够提供全系列数据通信设备的国家之一。

下一代网络技术对促进我国高新技术的发展,以及对改造和提升我国传统产业具有举足轻重的作用,对国家安全至关重要。从总体上看,我国互联网技术跟随国外发展,在技术选择上缺乏系统研究,走过一些弯路,至今与国外仍存在较大差距。无论网络用户规模、网络应用、网络技术或网络产品都尚有很大的发展空间。从全局着眼,应不失时机地开展中国下一代网络体系的研究、应用试验、关键技术研究和产品开发。不能像第一代互联网那样,技术、标准都是外国的,给国家安全造成隐患。

纳米级芯片技术

当前,集成电路的发展仍遵循“摩尔定律”,即其集成度和产品性能每18个月增加一倍,按照器件特征尺寸缩小、硅片尺寸增加、芯片集成度提高和设计技术优化的途径继续发展。

自上世纪90年代以来, 全球集成电路制造技术升级换代速度加快。 当前国际上CMOS集成电路大规模生产的主流技术是130nm, 英特尔等部分技术先进的芯片制造公司已在用90nm进行高性能芯片生产。2005年,美国AMD公司已开始量产90nm的高性能芯片,国际上对65nm技术的开发也已成功。伴随130nm到90nm技术的升级, 考虑到扩大生产规模和降低成本,大多数公司将使用12英寸替代8英寸硅基片, 这也必将带来半导体设备的大量更新。

近年来我国一些先进集成电路制造公司的崛起,使国内集成电路制造工艺技术与国际先进水平的差距有了显著的缩小,但整体水平仍与先进国家相差2~3代。目前,我国集成电路设计公司年设计能力已超过500种,主流设计水平达到180nm,130nm技术正在开发中,90nm技术的研发也开始着手进行。从产业发展看,我国集成电路已初步形成由十多家芯片生产骨干企业、十多家重点封装厂、二十多家初具规模的设计公司、若干家关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体,设计、芯片制造、封装三业并举的蓬勃发展态势。以中科院计算所为代表的研究机构和企业在CPU研发方面所取得的新进展,标志着我国集成电路设计具有较强能力,与国际先进水平的差距进一步缩小。目前我国芯片业大多集中在低端的交通、通信、银行、信息管理、石油、劳动保障、身份识别、防伪等领域,IC卡芯片所占比重一直占据芯片总体市场的20%左右。

世界第一颗0.13微米工艺TD-SCDMA 3G手机核心芯片10月9日在重庆问世

今后的IC是纳米制造技术的时代,而纳米级芯片技术是我国赶超国际的关键,它的成功将会是我国IC工业发展史上的重要里程碑和持续发展的动力,专家认为应优先发展。

中文信息处理技术

包括汉字和少数民族文字在内的中文信息处理技术,是汉语言学和计算机科学技术的融合,是一门与语言学、计算机科学、心理学、数学、控制论、信息论、声学、自动化技术等多种学科相联系的边缘交叉性学科。

随着互联网的发展,中文信息处理技术已渗透到社会生活的各个方面。1994年,微软开始进入中文软件市场,微软的WORD把国产WPS挤出了市场,继而Windows中文版又把国产中文之星挤垮。微软凭借其强大的优势地位,使国产的中文信息处理软件举步维艰。中文版的Windows、Office等占据了大部分的中文软件市场,使中文信息处理逐渐丧失了其特殊地位。

经过二三十年的努力,我国的中文信息处理,包括中文的编码、字型、输入、显示、输出等的基本处理技术已经实用化,目前正在逐渐摆脱“字处理”阶段,处于向更高级阶段快速发展的时期。包括中文的文字识别机和手写文字识别、语音合成、语音识别、语言理解和智能接口等技术的研究已获得进展。中文的全文检索、内容管理、智能搜索、中文和其他文字之间的机器翻译等技术也正在开发、研制,并取得了较大进展,涌现了联想、方正、四通、汉王、华建等公司。

随着中国加入WTO与世界各国交流的逐渐扩大以及网络信息时代的来临, 中文信息处理技术越发显得重要,其自动化水平的提高,将大大促进我国科技、国民经济和社会发展,同时使中华民族的文化在信息时代得到新的发展。未来无疑应当加强中文信息处理技术的研发投入与政策倾斜。

人类功能基因组学研究

20世纪末启动的人类基因组计划被公认为生命科学发展史上的里程碑,其规模和意义超过了曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划。随着人类基因组、水稻基因组以及其他重要微生物等50多种生物基因组全序列测定工作的完成,国际基因组研究进入到功能基因组学新阶段。

功能基因组学已成为21世纪国际研究的前沿,代表基因分析的新阶段。它是利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究,是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入对基因组动态的生物学功能学研究。从1997年迄今已发表的有关功能基因组学的论文数以千计,其中不少发表在《细胞》《自然》《科学》等国际著名刊物上。

目前功能基因组研究的重点集中在四个方面:一是基因测序技术研究。预计今后几年内,测序技术将继续发展,特别是有一些重要的改进将直接用于功能基因组的研究;二是单核苷多态性(SNP)以及在此基础上建立的SNP单体型研究;三是基因组有序表达的规律研究。主要包括基因的深入鉴定、基因表达与转录组研究、蛋白和蛋白质组研究、代谢网络和代谢分子研究、基因表达调控研究等;四是计算生物学和系统生物学研究。

近几年来,在国家“863”计划、国家重大科技专项等的资助下,我国功能基因组学研究取得了一系列进展。中华民族占世界人口的1/5,有丰富的遗传疾病家系资源,这是我国发展功能基因组研究的有利因素。“十五”期间,我国参与国际蛋白质组计划、国际人类基因组单体型图计划,高质量按时完成了项目中所承担的21号染色体区域的任务,建立并完善了中华民族基因组和重要疾病相关基因SNPs及其单倍型的数据库的建设,在国际一流杂志上发表了一批高水平学术论文,申报了一批国家专利,收集、保存了一批宝贵的遗传资源,并初步建立了遗传资源收集网络和资源信息库的采集管理系统,组建了一批国家级基地,培养了一支队伍,建立了一批技术平台。但总体而言,我国在功能基因组研究及应用方面的原始创新成果数量较少,还不能为医药生物技术产业的发展提供足够的知识和产品。

未来研究重点包括:

——功能基因组研究。重点开展植物功能基因组研究、人类功能基因组研究和重要病原微生物及特殊微生物功能基因组研究;

——蛋白质组学研究。蛋白质组学是一个新生领域,目前还处于初期发展阶段,仍有许多困难有待克服。我国应选择具有特色的领域开展研究;

——生物信息技术。我国的研究重点应集中在生物信息数据库的构建、生物信息的开发、加工、利用及生物信息并行处理方面;

——生物芯片技术及产品。通过微加工技术和微电子技术在固体芯片表面构建的微型生物化学分析系统,以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。常用的生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片、生化反应芯片和样品制备芯片等。生物芯片的主要特点是高通量、微型化和自动化。我国生物芯片研究紧跟国际前沿,它将对我国生命科学研究、医学诊断、新药筛选具有革命性的推动作用,也将对我国人口素质、农业发展、环境保护等作出巨大的贡献。

专家认为,我国人类功能基因组学研究的研发水平比领先国家落后5年左右, 若能高度重视,充分利用我国已有的技术和资源优势,未来10年我国可能实现人类功能基因组学研究的跨越发展。

蛋白质组学研究

随着被誉为解读人类生命“天书”的人类基因组计划的成功实施,生命科学的战略重点转移到以阐明人类基因组整体功能为目标的功能基因组学上。蛋白质作为生命活动的“执行者”,自然成为新的研究焦点。以研究一种细胞、组织或完整生物体所拥有的全套蛋白质为特征的蛋白质组学自然就成为功能基因组学中的“中流砥柱”,构成了功能基因组学研究的战略制高点。

目前蛋白质组学的主要内容是建立和发展蛋白质组研究技术方法,进行蛋白质组分析。为了保证分析过程的精确性和重复性,大规模样品处理机器人也被应用到该领域。整个研究过程包括样品处理、蛋白质的分离、蛋白质丰度分析、蛋白质鉴定等步骤。

附图

自1995年蛋白质组一词问世到现在,蛋白质组学研究得到了突飞猛进的发展。我国的蛋白质组研究也在迅速开展,并取得了许多有意义的成果,中国科学家已经在重大疾病如肝癌,比较蛋白质组学的研究等方面取得了重要成就,在“973 ”计划的资助下,我国已经开始了二维电泳蛋白组分离研究、图像分析技术和蛋白质组鉴定质谱技术研究等。

如何抓住国际上蛋白质组学研究刚刚启动的时机,迅速地进入到蛋白质组学研究的国际前沿,是摆在我国生命科学研究发展方向上的一个重要课题。

目前我国在该领域的研发基础较好,只比先进国家落后5年左右。 蛋白质组学属科学前沿,专家建议结合我国现行的基因组研究及其他有我国特色或优势的领域开展研究,不要重复或追随国际已有的工作,而应走自己的路,未来10年内有可能取得重大科学突破。

生物制药技术

生物制药被称为生物技术的“第一次浪潮”,其诱人前景引起了全世界各国政府、科技界、企业界的高度关注。

在过去的30年间,全球生物技术取得了令人瞩目的成就。据美国著名咨询机构安永公司2004年和2005年发表的第十八和第十九次全球生物技术年度报告分析,2003年全球生物技术产业营收达410亿美元。目前已有190余种生物技术产品获准上市,激发起投资者对生物技术股与融资的兴趣。

近20年来,我国医药生物技术产业取得了长足的进步,据《中国生物技术发展报告2004》统计,我国已有25种基因工程药物和基因工程疫苗,具有自主知识产权的上市药物达9种,重组人ω-干扰素喷鼻剂2003年4月获得国家临床研究批文,可用于较大规模高危人群的预防。但总体上与世界先进水平相比还存在很大的差距,医药生物技术产品的销售收入仅占医药工业总销售额的7.5%左右。

为加快我国生物制药技术的发展,今后的研究开发重点是:

——生物技术药物(包括疫苗)及制备技术。围绕危害人民健康的神经系统、免疫系统、内分泌系统和肿瘤等重大疾病和疑难病症的防治与诊断,应用基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程等技术,开发单克隆抗体、基因工程药物、反义药物、基因治疗药物、可溶性蛋白质药物和基因工程疫苗,拓宽医药新产品领域;

——高通量筛选技术。目前,国外许多制药公司已把高通量筛选作为发现先导化合物的主要手段。典型的高通量筛选模式为每次筛选1000个化合物,而超高通量筛选可每天筛选10万多个化合物。随着分析容量的增大,分析检测技术、液体处理及自动化、连续流动以及信息处理将成为未来高通量筛选技术研究的重点;

——天然药物原料制备。目前,已经发现人类患有3万多种疾病,其中1/3靠对症治疗,极少数人能够治愈,而大多数人缺乏有效的治疗药物。以往多用合成药物,随着科技的进步,人们自我保健意识增强,对天然药物的追求与日俱增。当前世界各国都在加强天然药物的研发。

生物信息学研究

在生命科学的研究中,以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析,对基因组研究相关生物信息获取、加工、储存、分配、分析和解释——上世纪80年代一经产生,生物信息学就得到了迅猛发展。其研究一方面是对海量数据的收集、整理与服务;另一方面是利用这些数据,从中发现新的规律。

具体地讲,生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头, 找到基因组序列中代表蛋白质和RNA基因的编码区;同时, 阐明基因组中大量存在的非编码区的信息实质,破译隐藏在DNA序列中的遗传语言规律;在此基础上,归纳、 整理与基因组遗传信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白质谱的数据,从而认识代谢、发育、分化、进化的规律。另外生物信息学还利用基因组中编码区的信息进行蛋白质空间结构的模拟和蛋白质功能的预测,并将此类信息与生物体和生命过程的生理生化信息相结合,阐明其分子机理,最终进行蛋白质、核酸的分子设计、药物设计和个体化的医疗保健设计。

生物信息学的发展已经将基因组信息学、蛋白质的结构计算与模拟以及药物设计有机地连接在一起,它将导致生物学、物理学、数学、计算机科学等多种科学文化的融合,造就一批新的交叉学科。

科学家们普遍相信,本世纪最初的若干年是人类基因组研究取得辉煌成果的时代,也是生物信息学蓬勃发展的时代。据预测,到2005年生物信息的全球市场价值将达到400亿美元。

我国生物信息学研究起步较早。20世纪80年代末,国内学者就在《自然》上报道了免疫球蛋白基因超家族计算机分析的工作。目前,多家大学和研究机构也相继成立了生物信息中心或研究所,各种原始数据库、镜像数据库和二级数据库也已经逐步建立,同时我国还建立了相关的工作站和网络服务器,实现了与国际主要基因组数据库及研究中心的网络连接,开发了用于核酸、蛋白结构、功能分析的计算工具以及蛋白质三维结构预测、并行化的高通量基因拼接和基于群论方法开发的基因预测等多种软件。中国学者还运用自主开发的电脑克隆程序,开展了大规模EST 数据分析,建立了一系列基因组序列分析新算法和新技术,并在国内外著名科学杂志上发表了一系列论文,取得了引人注目的进展,尤其在人类基因组基因数目的预测上获得了与目前的实验事实相当吻合的结果,在国际上获得普遍认可。

农作物新品种培育技术

最近几年,农业生物技术的发展对农业产业结构调整产生的巨大影响,已引起各国政府和科学家的高度重视。农业生物技术领域研究中最活跃的是育种技术——应用现代分子生物学和细胞生物学技术进行品种改良,创造更加适合人类需要的新物种,获得高产、优质、抗病虫害新品种。这使得新品种层出不穷,品种在农业增产中的贡献率将由现在的30%提高到50%。国际水稻研究所已经培育出每公顷7500公斤的超级水稻,非洲培育出增产10倍的超级木薯。

我国该领域的基础研究和高技术研究取得了一批创新成果:如植物转基因技术、细胞培育技术、籼稻的全基因组测序、花粉管通道转基因方法等,使研制具有自主知识产权的转基因农作物新品种成为现实和可能。目前,已培育出亩产达到807.4公斤的超级杂交稻;2004年转基因抗虫棉的种植面积已占全国棉花种植面积的50%左右;利用细胞工程技术培育的抗白粉病、赤霉病和黄矮病等小麦新品种已累计推广1100多万亩;植物组织培养和快繁脱毒技术在马铃薯、甘蔗、花卉生产中发挥了重要的作用。

专家认为,我国农作物新品种培育的研发基础较好,整体科研技术与国外处于同等水平,只要充分利用资源,发挥优势,很可能在该领域取得突破。

纳米材料与纳米技术

纳米科技是上世纪末才逐步发展起来的新兴科学领域,它的迅猛发展将在21世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。纳米材料是未来社会发展极为重要的物质基础,许多科技新领域的突破迫切需要纳米材料和纳米科技支撑,传统产业的技术提升也急需纳米材料和技术的支持。

近年来,科技强国在该领域均取得了相当重要的进展。

在纳米材料的制备与合成方面,美国科学家利用超高密度晶格和电路制作的新方法,获得直径8nm、线宽16nm的铂纳米线;法国科学家利用粉末冶金制成了具有完美弹塑性的纯纳米晶体铜,实现了对纳米结构生长过程中的形状、尺寸、生长模式和排序的原位、实时监测;德国科学家巧妙地利用交流电介电泳技术,将金属与半导体单壁碳纳米管成功分离;日本用单层碳纳米管与有机熔盐制成高度导电的聚合物纳米管复合材料。

在纳米生物医学器件方面,科学家用特定的蛋白质或化合物取代用硅纳米线制成场效应晶体管的栅极用以诊断前列腺癌、直肠癌等疾病,成百倍地提高了诊断的灵敏度。另外,纳米技术在医学应用、纳米电子学、纳米加工、纳米器件等方面也有新进展。与此同时,国外大企业纷纷介入,推动了纳米技术产业化的进程。

当前纳米材料研究的趋势是,由随机合成过渡到可控合成;由纳米单元的制备,通过集成和组装制备具有纳米结构的宏观试样;由性能的随机探索发展到按照应用的需要制备具有特殊性能的纳米材料。

纳米材料和技术很可能在以下四个领域的应用上有所突破:一是IT产业(芯片、网络通讯和纳米器件);二是在生物医药领域应用纳米生物传感的早期诊断和治疗,到2010年将给人类带来新的福音;三是在显示和照明领域的应用已有新的进展,纳米光纤、纳米微电极等已产生极大影响;四是纳米材料技术与生物技术相结合,在基因修复和标记各种蛋白酶等方面蕴育新的突破,预计2010年纳米技术对国际GDP的贡献将超过2万亿美元。

我国纳米材料研究起步较早,基础较好,整体科研水平与先进国家相比处于同等水平,部分技术落后5年左右。目前有300多个从事纳米材料基础研究和应用的研究单位,并在纳米材料研究上取得了一批重要成果,引起了国际上的广泛关注。据英国有关权威机构提供的调查显示,我国纳米专利申请件数排名世界第三位。

国内目前已建成100多条纳米材料生产线,产品质量大都达到或接近国际水平。与发达国家相比,我国的差距一是在纳米材料制备与合成方面尚处于粗放阶段,缺乏应用目标的牵引,集成不够;二是纳米材料计量、测量和表征技术明显落后于国外,对标准试样和标准方法的建立重视不够,对表征手段的建立投资不足;三是纳米材料的基础研究、应用研究和开发研究出现脱节,纳米材料研究缺乏针对性;四是学科交叉、技术集成不够。

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信息技术正在发生结构性变革

目前,信息技术正在发生结构性的变革,在信息器件向高速化、微型化、一体化和网络化发展的同时,软件和信息服务成为发展重点。大规模集成电路正快速向系统芯片发展;移动通信技术正在向第三代、第四展,将提供更优质、更快速、更安全的服务,并带来巨大的经济利益;电信网、计算机网和有线电视网三网融合趋势进一步加快,无线网络成为世界关注的重点;全球化的信息网络将像电力、电话一样为社会公众提供各种信息服务,越来越深刻地改变着人们的学习、工作和生活方式,也将对产业结构调整产生重大影响。

微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术、网络技术等领域的发展方兴未艾,极有可能引发新一轮产业革命。

大显神通的新材料

高性能结构材料是具有高比强度、高比刚度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损的材料,对支撑交通运输、能源动力、电子信息、航空航天以及国家重大工程起着关键性作用。

新型功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的材料,是信息技术、生物技术、能源技术和国防建设的重要基础材料。当前国际上功能材料及其应用技术正面临新的突破,诸如信息功能材料、超导材料、生物医用材料、能源材料、生态环境材料及其材料的分子、原子设计正处于日新月异的发展之中。

信息功能材料发展的重点是磁性材料、电子陶瓷材料、压电及光电(磁)晶体、高性能封装材料等方面。超导材料的主要特征是零电阻和排磁通效应,是20世纪留给人类开发核聚变能、高效运输工具、低耗传输电能和精密探测器件的新型功能材料。