吴澄
中国纳米材料产必现状 (此文为调研报告摘要) 一、中国纳米材料产业研发现状 1.中国纳米材料的研发力f分布 中国政府对纳米材料及纳米技术的研究一直给予高度 重视,国家和各地方通过“国家攻关计划”、“863计划”、 “973计划”的实施,积极投入力量和资金,使中国纳米的 研发水平获得了很大发展。 中国纳米材料和纳米技术的研究,已初步形成以各具 特色的两大纳米研发中心—北方中心和南方中心为核 心,辐射四周的格局。 北方纳米研究开发中心以北京为中心,包括中科院的 纳米科技中心、化学所、物理所、金属所、化冶所、感光 所、半导体所,以及北大、清华、北京建材科研院、北京 钢铁研究总院、北京科技大学、北京化工大学、北京理工 大学、天津大学、南开大学、吉林大学等;南方纳米研究 开发中心以上海为中心,包括中科院的冶金所、硅酸盐 所、原子核所、固体物理所、上海技术物理所,以及上海 交大、复旦、同济、华东理工大学、华东师范大学、中科 大、浙江大学、南京大学、山东大学等单位。除上述两大 中心外,西北的西安、兰州,西南的成都,以及中南的武 汉等,也在该领域有所建树。 北方中心的主要研究领域包括:纳米碳管、纳米磁性 液体材料、纳米半导体、纳米隐身材料、高聚物纳米复合 材料、纳米界面材料、纳米功能涂层、纳米材料的制备技 术、纳米功能薄膜;南方中心则在纳米医学、纳米电子、 纳米微机械、纳米生物、纳米材料、纳米材料制备与应用及产业化等领域,具有较强的优势。 从地域分布上分析约80%的纳米研发力量,集中在 经济较发达的华东和华北地区。但表面上相对集中,实际 仍很分散,比如以上海为中心的南方纳米研究开发中心, 有相当一部分的研究力量又分散在合肥、南京等地,尚未 形成规模优势。 从系统分布上分析纳米研发的主要力量,集中在高 等院校和中科院系统,这两部分的科研力量占整个中国纳 米研发力量的90%以上;另外,也有部分企业介入了纳米 材料及技术的研发领域,但力量薄弱(约占5%),而且层 次不高。 从人员结构上分析中国现有纳米材料及纳米技术的 研究人员共有4500余人,其年龄结构比较合理,学历背景 也非常过硬,70%以上的纳米科研人员拥有硕士以上学位, 拥有博士、高级职称的约占30%,拥有硕士、中级职称的 约占40%a 从研究的领域分析现有纳米材料的研究,主要以金 属和无机物非金属纳米材料为主,占80%左右;高分子和 化学合成材料,也是一个重要方面。但在较低层次的纳米 材料领域,集中了一半以上的研发力量,而在纳米电子、 纳米生物医药方面,则力量薄弱。 从研究的成果分析十年来,中国纳米基础理论的研究 人员在国内外学术刊物上共发表有关纳米材料和纳米结构 的论文2400篇,其中发表在《自然》和《科学》等世界顶 级学术杂志上的论文共6篇,影响因子在6以上的学术论文 近20篇,影响因子在3以上的引篇,被SCI和EI收录的文章 占整个发表论文的59%a 费大都只在百万数量级,绝大多数高等院校的纳米项目经 费,不超过100万元。 值得欣喜的是,随着企业越来越多的介入,尤其是风 险投资的兴起,中国纳米研究机构已经开始越来越多地注 意与市场结合,不仅在研究经费支持方面开拓了渠道,也 为科研体制的改革进行了有益探索。一些民营研究所和公 司制运作的研究机构也应运而生。 2.纳米研发的科技经费来源分析 根据19%年至2000年中国纳米科技的资金投入强度统 计,纳米研发经费呈逐年增长态势,其中,国家自然科学 基金的资助投入占70%以上,实行产学研相结合的社会企 业资助投入则增长较快。 在过去的十多年里,纳米基金项目保持平稳增长趋 势,年平均增长率在20-30%, 2000年批准的纳米基金项目 明显增多。本次调研,就课题带有“纳米”字样的项目作 了统计:1990至2000年间、至少有536个题目带有“纳米” 字样的项目;在1999年和2000年中,科学基金新批准和资 助的在研纳米基金项目,总经费达8000万元左右;基础研 究起步较早的领域是纳米材料和纳米化学须域。 根据对20所高等院校和14家科研单位正在研究的纳米 项目的抽样比较分析,绝大多数正在研发的项目,研发时 间仅在一年左右,属启动阶段,而且有颇多重复;科研经 3.中国纳米材料及技术专利现状 1985年至2000年,中国超细材料、纳米技术领域已公 开的专利数共L024项,其中已授权专刊的465项,占 45.4%,公开尚未授权的559项,占54.6%。在所有1024项 超细材料和纳米技术领域的专利中,涉及纳米材料领域已 经公开的专利数共有582项,其中已授权的107项,占 18.4%,公开尚未授权的475项,占81.6%e 从申报的数f分析纳米材料和超细材料领域的专利 总数比较相近,但纳米材料已获得授权的专利数,远远低 于超细材料,仅为其1/3;在“已公开尚未授权”的专利 中,纳米材料又远远高于超细材料,超过其5.65倍。 从申报的时间分析大致可分为三个阶段:19851990 年为初期介入阶段,这个阶段专利数量少,发展速度缓 慢;1990-1998年是快速发展阶段,这个阶段专利数量快 速增长,至19971998年达到发展的相对高峰;随后,主 要因为近两年申请的专利尚未到公开期,呈现出骤降现 象。 这与中国纳米材料的发展步伐基本一致:20世纪80年 代中后期,中国纳米材料刚刚起步,199219%年,国家 加大了纳米材料和纳米技术研发力度,各研究院校纷纷涉 足纳米领域,纳米材料和纳米技术取得长足进展,1997年 以后达到颠峰。 从申报的主体分析在所有涉及纳米材料领域的582 项专利中,由大学及科研院所申报的有366项,占62.9% 由企业申报的有154项,占26.5%;由个人申报的有62项, 占10.6%。在所有1024项超细材料和纳米技术领域专利中, 国外来华申请的专利共166项,占16.2%,这部分专利以个 人申请为主,其中纳米材料的专利申请远远大于超细材 料,比例约为2:10 可见,高等院校及科研机构依然是推动中国纳米材料 与纳米技术研究发展的主力军。 从切入的领域分析在所有1024项超细材料和纳米技 术领域专利中,涉及材料的专利数量多达827项,占 80.8%,居于绝对优势地位;电子类28项,占2.7%;医药 类41项,占4.0%;其他128项,占12.5%。说明对纳米材料 研究的力度较大,而纳米电子学及纳米医药学的研究力量 相当薄弱。涉及超细材料与纳米材料制备技术的专利共 528项,占51.6%;涉及超细材料与纳米材料制备装置的专 利共241项,占23.5%,而且主要以超细材料的制备装置为 主;涉及超细材料与纳米材料应用技术的专利共276项, 占26.9% o 4.中国纳米科技成果的转化途径 中国纳米科技成果的转化方式主要有技术转让、技术 入股,以及自行生产等,但产业化率普遍较低,不足 20% e造成这种现象的主要原因,一是技术成果本身不具 备产业化条件,二是由于信息不通,造成科研成果转化的 渠道不畅通,缺少资金的有力支持。 如果将中国纳米产品的成熟程度按中试、批量生产和 规模化生产划分,明显呈剧烈递减态势。研究开发和规模 化生产的距离较大,大量成果在实验室小试已经完成,大 约只有5%的实验室成果最终能够转化为规模化生产。 根据对上述加所高等院校和14家科研单位较为成熟的 纳米项目的抽样比较分析:这些较成熟项目的平均研发时 间为3.12年,已成功转让或着手进行转化工作的约为I/3 0 在被抽样统计的54个项目中,希望通过“技术转让” 方式转化的项目约占1/2,希望通过“技术入股”方式转 化的项目约占I/3,而希望“自行组织生产”的项目只有 约10%。但在已成功转让或着手进行转化土作的18个项目 中,实现技术入股的占55%,实现技术转让的占28%,着 手自行组织生产的占17%,显示科研人员的主观愿望与实 际存在一定的差距。 技术入股和技术转让两种方式正好换位,既反映出实 施项目转化的公司一般都希望与科技发明人员形成长久合 作的关系,同时也反映出现在一般企业后续科研力量的ll} 乏。 二、中目纳米材料产业相现状 1.中国纳米企业的基本概况 从地域分布分析截止2001年5月底,全国现共有纳 米企业323家,其中,以纳米字样注册的企业共57家,社 会投入资金约30亿元,并已形成以北京(包括北京、天 津、东北等地区)、上海(上海、浙江、山东、江苏、安 徽等地区)、深圳(包括深圳、广州、福建等地区)为中 心的三大纳米材料及纳米技术产业带。经济实力雄厚的华 东、华北及华南地区的纳米材料企业,占全国纳米企业的 80%左右。 从企业类型分析主要分为纳米材料应用型企业和纳 米材料生产型企业两类。纳米材料生产型企业主要从事各 种纳米粉体的生产,全国共有这类生产型企业30家,占所 有纳米企业的15%,大都分布于上海、浙江、江苏、广 东、山东等地;由于纳米粉体应用范围很广,主要侧重于 各种纳米粉体应用的纳米应用型企业分布也较为广泛,但 集中在北京、上海、浙江、江苏、广东、山东、安徽等地 的有200家,约占整个纳米企业的84%左右。 从成立时间分析目前323家从事纳米材料业务的纳 米企业中,有一半以上成立于1995年以后。许多1995年以 前成立的纳米企业,实际上也是在1998年、1999年前后, 从其它或相关行业转入开始涉足纳米材料的开发生产的; 2000年则是中国纳米材料企业骤增的一年,而且绝大多数 就是为纳米产业而“生”的。 从企业性质分析各种性质的企业对纳米材料及纳米 领域均有所涉足,但主要的还是以有限责任公司形式出 现。值得注意的是,最早涉足纳米材料开发生产领域的, 有不少是民营和私营企业,其中不少还投入了巨资;国有 和集体企业投资纳米,则大都出于将其作为改造传统产业 极好途径的目的;另外,外来资本也开始抢夺中国的纳米 “大蛋糕"。 从人员结构分析就企业员工人数而言,50人以下的 小规模企业占70%;就科研人员占员工总数的比例,超过 5%以上的占75%左右。显示中国纳米材料企业大都科技含 量较高,符合高科技公司的特征。 从资产规模分析注册资本在5000万以下的占90%左 右,1000万的占65%,说明大多数纳米企业尚属初创期。 我们对全国各地69家纳米及应用企业(京沪地区13 家,南方地区5家,华东地区23家,东北地区4家,华北地 区10家,中西部地区14家),进行了抽样分析:从1亿元以 上至500万元以下,呈明显递减趋势一总资产超过1亿元占 8.7%,大都是运用纳米技术对其原有传统产业进行改造的 企业,也有相对成立较早的纳米企业;0.5-1亿元的占 13.0%, 3000-5000万元的占17.4%, 1000-3000万元的占 18.8%, 500-1000万元的占20.30%;总资产在500万元以下 的也占据了相当的比例(21.7%,这些公司大都是近两年 才刚刚成立的,或者是由科研单位与企业合作开发某项技 术或产品,或者是因为获得了某项国家资金的支持。 从产品种类分析目前,中国已建立了纳米材料生产 线30多条,生产的产品大多集中于纳米氧化物、纳米金属 粉末、纳米复合粉体等;纳米半导体、硅、纳米铁酸钡、 钦酸泌、钦酸锯、铁酸钢、铁酸锌等,也相继研制成功, 具备了小批量生产能力;单一粉体的应用已在全国展开。 纳米材料的主要应用领域有纺织、塑料、陶瓷、涂 料、橡胶等领域,而其主要也是用于产品的表面改性。 从资产效益分析中国近几年纳米材料产业的资金投 入强度逐渐增长,但产出效益并未同步增长。在被抽样比 较的69家纳米及应用企业中,1999年和2000年的主营收入 大都只在5000万元以下一1999年为51.85%, 2000年为 42.22%;主营收入逾亿元的企业,大都是老的传统企业, 其主要利润来源也并非来自纳米产品。净利润则大部分处 于100万元以下的微利状态一1999年为47.62%, 2000年为 39.39%;经营亏损的企业所占比例也不在少数一1999年为 23.81 %, 2000年为15.15%0 2.涉足纳米领域的上市公司分析 从涉足的时间分析上市公司公布的涉足纳米材料产 业的时间,主要集中在2000年7月之后。据不完全统计, 2000年下半年之前,仅有6家上市公司公布了涉足纳米领 域的相关信息,占现已公告“触纳”上市公司总数的 12.40%; 2000年下半年,半年内公告投资纳米的上市公司 则骤增了20家,占41.66%; 2001年上半年,又有22家上市 公司宣布加盟纳米领域,占45.84%a 从投资力度上分析截止2001年6月巧日,已明确公 告涉足纳米材料领域的上市公司共48家,其中有36家明确 公布了拟投入的资金额,但实际已投入资金的只有22家, 不足公告涉足纳米领域上市公司总数的一半。从投资力度 看,投资额在1000万元以下、1000-5000万元、5000万元 以上的,分别占36.11%} 33.34%, 30.55%}而从已投资的 力度来看,投资在1000万元以下的占据了相当比重,超过 了54.54%,投资在5000万从上的(包括涉及纳米概念的相 关投资)则不足13.64%0 显然,许多上市公司在发展战略上都已开始关注纳 米,但实际投资时则依然带有许多试探和试验的色彩。 从资金的来源分析已公布投资额的36家涉足纳米的 上市公司中,以公司自有资金投入的共有19家,占所有公 布纳米投资额的上市公司总数的52.78%;利用直接融资获 得的资金投入的16家,占44.45%,其中,以2000年度公发 上市或配股募集资金投入的8家、以2001年度拟配股或增 发募集资金投入的5家、以改变以前年度募集资金投入的2 家、以拟发行可转换债券募集资金投入的1家,分别占 22.24%, 13.88%, 5.56%和2.78%;另外,利用国债贴息 资金投入的有1家,占2.78%0 可见,“触纳”上市公司大都借纳米概念,充分利用 了本身所独具的在资本市场上的融资功能。 从涉足的领域分析在所有已公告投资纳米的上市公 司中,公告投资纳米材料应用的上市公司22家,占全部公 告家数的45.84%;公告投资纳米材料制备的上市公司21 家,占43.75%;公告投资纳米技术应用的上市公司共11 家,占22.92%。大量投资集中在较低层次的纳米粉体制备 和简单应用等方面,如投入纳米氧化物制备及应用的共24 家,占据了全部公告投资纳米的上市公司的1/2,其中不 乏缺乏认真调研分析一哄而起的现象。 从投资的动因分析上市公司投资纳米项目的基本动 因,有相当一部分是出于为给自己已有的传统产业,注入 新的高科技含量,以巩固自己的传统产业;也有不少上市 公司想借助新兴的前景广阔的纳米科技,涉足高新技术产 业,寻找公司新印利润增长点;还有少数上市公司则纯粹 是借题发挥,“项庄舞剑,意在沛公”,实际用意是在二 级市场,或者,想借高科技项目之名,顺利通过配股或增 发新股“圈钱”。 3.涉足纳米材料领域的模式分析 根据对已公告的48家涉足纳米领域的上市公司的初步 分析,可以大致将其涉足纳米领域的方式分为四种模 式— 试探性投资模式采用这一模式的上市公司,大都带 有明显的种子期风险投资的色彩,或者,以下属企业或投 资组建的风险投资公司,试探性地涉足纳米领域;或者, 与专业从事纳米研发生产的科研院所,联合设立纳米研究 所,资助并借以渗入最前沿的纳米技术和产品领域,但这 一方式的投资额一般都不超过500万元。 试验性投资模式采用这一模式的上市公司,要么直 接参股或控股已拥有技术和产品的现有纳米公司,要么与 拥有技术或产品的公司或技术方发起设立新的纳米公司。 这类投资有一些明显特征:一是上市公司的投资额一般在 1000-3000万元之间,带有一定试验性质,二是上市公司 一般都相对控股,有时是几家上市公司联合投资;三是所 涉足或新成立的纳米公司一般都有明确的产品,而且一般 都是按照可在创业板上市的模式进行构建的。 直接投资的模式采用这一模式的上市公司,一般拥 有很强的传统主业,希望通过投资纳米来改造自己的传统 产业。其中,青岛海尔、美菱电器、小鸭电器三家上市公 司在纳米家电领域展开的激烈竞争,尤为引人注目。而一 些房地产开发公司等,则采用了创建纳米技术园区的办 法,既盘活了存量资产,又借以介入纳米领域;一些投资 纳米获得初步成功的上市公司,也逐步拓展到纳米基地的 创建。 解化嫁接的模式采用这一模式的上市公司,大都是 通过与大股东之问的关联交易,涉足纳米领域并化解风险。 或者,由控股股东先期投入纳米项目,孵化成熟后再转给 上市公司;或者,采用与控股股东联合投资的方式,我中 有你,你中有我。还有不少上市的控股或参股大股东已经 涉足纳米领域,为上市公司涉足纳米提供了诸多便利。 三、存在问题介析及其对策建议 1.中国纳米产业存在的问题和制约因素 科研缺乏孟点,信息沟通缺乏据调研,中国有一半 以上的省市把“纳米技术及纳米材料”列为地方“十五” 发展重点。一些地方忽视市场因素及当地的客观条件,一 哄而上,结果造成低水平重复和资源浪费。在此次调研回 收的211份调查问卷中,认为制约中国纳米材料产业发展 的主要因素是“市场需求’,的,占41.23%0 另外,中国从事纳米材料和纳米技术研究的人员,分 属不同的行业、部门,条块分割,由于信息交流不畅,从 事纳米科研的人员缺乏相互交流,更缺乏与一线企业的交 流与合作,纳米应用研究力量分散、重复的现象严重;企 业间应用成果壁垒森严,难以推广,也致使不少低水平重 复,重点不突出,阻碍了整体优势的发挥。 科研经费不足.专业人才厄乏在此次调研回收的 211份调查问卷中,普遍认为制约中国纳米材料产业发展 的主要因素是“资金支持”,占100%!而中国传统分门别 类教育体制培养的“专业人才”,也远远不能适应拥有多 学科知识复合型纳米研发人才的需要。据测算,为推动中 国纳米材料产业的发展,近期就至少需要10000名复合型 纳米科研人员,人才缺口非常明显,纳米经营管理人才更 是缺乏。 成果先天不足,转化接口不畅与高水平纳米科技论 文形成鲜明反差的是,中国的纳米材料产业化并不理想。 虽然已建立了几十条纳米材料和技术的生产线,但产品主 要集中在纳米粉体的制备方面,生产规模一般在年产百吨 左右;另外,纳米科研与产业化的接口并不畅一科研院所 往往认识不到或者力不从心,去独立完成从实验室研制一 直做到实施产业化这一复杂的工程化、系统化工作,往往 是试管烧杯的成果一出来,就匆忙“交货”,没有潜心于 后续的应用开发和技术支持,科研成果成熟度不够,先天 不足,与企业产业化的接口十分靠前;而绝大部分企业都 是生产型的,缺乏持续创新和应用开发能力,只能接受非 常成熟的技术,其接受成果的是产业化链条中十分靠后的 阶段。二者接口的差异,导致纳米技术成果不能顺利实现 转化。 产权意识淡薄,行业标准缺乏中国纳米材料技术近几 年有了突破性的发展,专利数量也有所增加,但知识产权 意识在科学界尤其是开发应用领域仍然淡薄;另外,纳米 行业标准和技术规范缺乏,也有少数科研工作者缺乏科学 精神和科技道德,不是真正沉下心来深入地研究和解决科 学难题,只做了很少工作,就开始热衷于炒作纳米概念、 炒自己的“成果”,拿一些低水平“科技成果”甚至只是 一些概念性的东西,就四处合作重复转让,造成初级产品 过剩,浪费了社会整体资源;一些生产微米材料的企业, 在其产品性能、用途完全没变的情况下,贴上纳米标签, 摇身一变成了纳米材料企业,误导纳米概念;甚至还有一 些企业在投入少量资金注册了纳米材料公司或纳米材料应 用公司后,就开始在经营业绩上做文章,蓄意编造是专门 从事纳米科研、生产和应用的实力企业的假象,最终达到 圈资、骗政策的目的。 3.发展纳米产业的对策建议 制订发展规划,确定切入盆点坚持“有所为,有所 不为”,国家应对纳米基础研究有整体规划,应根据国家 产业发展战略和“十五”发展目标,制订全国纳米材料产 业的发展规划;按照市场需求,确定国家近、中期纳米材 料技术的开发重点,集中力量优先研究、开发和发展具有 自主知识产权、市场潜力大、技术可行的项目和对未来有 重大影响的关键领域。各省市地区应该结合自身的资源优 势,选择科研院校、企业,根据国内急需的产品,在各自 分散研究的基础上,有系统地进行协调,形成地方特色。 建立创新体系,吸引多元投资国家应鼓励科研单 位、高等院校与生产企业,共建纳米材料技术创新基地、 开放式研究开发中心等,对共性关键技术进行联合攻关, 建立以企业为主体、产学研结合的纳米材料创新体系,加 速纳米材料研究开发与产业化步伐。另外,应重视以政府 政策资金为导向,建立多元投资融资体系,吸引风险投资 及民间投资,使其大规模地介入纳米材料产业并和科技界 融合,同时,鼓励纳米科技型企业在资本市场上融资,加 速纳米成果的转化和产业推进。 抓好人才培养。强化专利保护以人为本,把纳米科 技人才队伍建设放在突出位置:设立纳米科技专业的新课 程,培养拥有多学科背景的纳米人才;采取切实措施,从 国外引进优秀的纳米人才;开展MBA教育,培训技术型 市场策划及营销人员,通过安排项目和基地建设,培养和 锻炼一支具有综合能力、创新能力、懂科技、会经营、善 管理的纳米科技帅才。同时,注重纳米技术的原始创新, 强化专利保护意识,提高知识产权在企业发展中的重要作//是不是这/