顆粒在線訊：日本政府2021年4月26日公開了一份2020年6月政府高層戰(zhàn)略會議提出的《材料創(chuàng)新力強(qiáng)化戰(zhàn)略》會議文件。根據(jù)該文件提供的信息，日本計(jì)劃采取3項(xiàng)具體舉措，即“通過產(chǎn)、官、學(xué)共創(chuàng)，加速實(shí)現(xiàn)社會實(shí)用化”、“加強(qiáng)和整備數(shù)據(jù)驅(qū)動型研究的基礎(chǔ)”、“確保材料長久可持續(xù)發(fā)展”，開展材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力強(qiáng)化工程，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建2030年后社會、產(chǎn)業(yè)的未來樣貌。

圖 1   《面向強(qiáng)化材料創(chuàng)新力的政府戰(zhàn)略（戰(zhàn)略準(zhǔn)備會議匯總）》全文封面（日本文部科學(xué)省圖片）

根據(jù)文件顯示，日本文部科學(xué)省及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省為強(qiáng)化材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力，于2020年2月舉行了專家會議開展先期研討。同年4月，兩個政府部門組織了“為強(qiáng)化材料創(chuàng)新力而制定戰(zhàn)略的準(zhǔn)備會議”，加速討論形成相關(guān)決議。經(jīng)過了后續(xù)由于新冠疫情發(fā)生和擴(kuò)大而開展的追加討論后，最終于6月發(fā)布了《面向強(qiáng)化材料創(chuàng)新力的政府戰(zhàn)略（戰(zhàn)略準(zhǔn)備會議匯總）》。這份總結(jié)以“聯(lián)合創(chuàng)新戰(zhàn)略2020”和第6期“科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”中的指導(dǎo)思想為基礎(chǔ)，全面展示了為強(qiáng)化材料領(lǐng)域創(chuàng)新力，政府層面制訂整體戰(zhàn)略的基本想法和未來措施方向等。

一、建立材料創(chuàng)新力戰(zhàn)略的背景和原因

日本專門推出針對材料行業(yè)的創(chuàng)新力戰(zhàn)略是基于多方面考慮的。2016年1月，日本在第5期的“科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”中提出了社會5．0（Society 5．0）的概念。日本認(rèn)為，人類社會相繼經(jīng)歷了狩獵社會、農(nóng)耕社會、工業(yè)社會、信息社會，未來將進(jìn)入新一代社會形態(tài)，即社會5．0，其特點(diǎn)是最大限度的應(yīng)用信息化技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)空間與現(xiàn)實(shí)世界的融合，構(gòu)建一個多元、富裕、充滿活力的“超智能社會”。區(qū)別于德國的“工業(yè)4．0”、美國的先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃和中國的制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，社會5．0概念主要還是立足于整個經(jīng)濟(jì)社會，著眼范圍不僅僅局限在對工業(yè)進(jìn)行數(shù)字化改造、提升產(chǎn)業(yè)鏈的強(qiáng)度和靈活性，而且還要致力于提升人類生活的便捷性，積極應(yīng)對少子化、高齡化以及環(huán)境、能源、教育、醫(yī)療、偏遠(yuǎn)地區(qū)生活等涵蓋的各領(lǐng)域社會問題，創(chuàng)造更廣泛的社會價值。

日本政府認(rèn)為，為了實(shí)現(xiàn)社會5．0概念，在基礎(chǔ)物料、關(guān)鍵材料和設(shè)備等領(lǐng)域開展數(shù)字技術(shù)革新不可或缺。新一輪的產(chǎn)業(yè)革命需要人工智能、生物、量子等尖端技術(shù)的發(fā)展和不斷增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展、巴黎協(xié)定等計(jì)劃中規(guī)定的長期目標(biāo)，克服資源與環(huán)境限制，解決社會難題，材料作為物質(zhì)基礎(chǔ)，其創(chuàng)新至關(guān)重要。

圖2  日本政府認(rèn)為未來的科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，材料將發(fā)揮重要地基作用。（日本文部科學(xué)省圖片）

除了上述主動謀劃的主觀原因外，一些客觀因素也促使日本做出了這一選擇。首先，2020年爆發(fā)的全球新冠疫情，以及圍繞中美兩大經(jīng)濟(jì)體的貿(mào)易摩擦，導(dǎo)致全球供應(yīng)鏈?zhǔn)艿絿?yán)峻挑戰(zhàn)，特別是關(guān)鍵原料藥和重要基礎(chǔ)原材料等，因此從經(jīng)濟(jì)安全保障的角度出發(fā)，加強(qiáng)和創(chuàng)新供應(yīng)鏈韌性迫在眉睫。與此同時，正是由于疫情的影響，人們的價值觀和行動方式也發(fā)生了很多變化，這種變化加速產(chǎn)、學(xué)、官研究開發(fā)和制造現(xiàn)場等傳統(tǒng)工業(yè)場景的數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。此外，近年來日本國內(nèi)在數(shù)據(jù)技術(shù)方面不斷的深耕和堅(jiān)持在全球范圍內(nèi)取得了顯著成就，推動日本成為了數(shù)字驅(qū)動型研究國家，這種技術(shù)基礎(chǔ)性工作成果集中體現(xiàn)在材料行業(yè)中，因此戰(zhàn)略性地收集和利用日本產(chǎn)、官、學(xué)研究過程中形成的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)資源，材料領(lǐng)域可從中大量獲益，日本也有望繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)全球材料產(chǎn)業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新。最后，也是最重要的原因之一，日本在材料領(lǐng)域具有很厚實(shí)的基礎(chǔ)能力，創(chuàng)新成果多，在全球范圍內(nèi)都具有很明顯的優(yōu)勢。從目前的時間節(jié)點(diǎn)看，材料作為物質(zhì)基礎(chǔ)越發(fā)重要，其重要性正不斷增加的現(xiàn)狀對于日本來說既是重要發(fā)展機(jī)遇，同時也是日本有可能失去優(yōu)勢的潛在危機(jī)?；谏鲜龇N種原因，立足日本工業(yè)的傳統(tǒng)優(yōu)勢，在材料領(lǐng)域推行創(chuàng)新戰(zhàn)略成為了日本政府既保險、又激進(jìn)的合理選擇，因此有必要在產(chǎn)、官、學(xué)的共同努力下盡快制訂政策。

二、日本材料行業(yè)的現(xiàn)狀及存在問題

眾所周知，日本新材料產(chǎn)業(yè)在全球供應(yīng)鏈中占據(jù)非常重要的優(yōu)勢地位，尤其在先進(jìn)碳纖維復(fù)合材料、寬禁帶半導(dǎo)體收發(fā)組件材料以及高性能單晶材料等方面。得益于這些關(guān)鍵材料所帶來的關(guān)鍵性能，日本得以在航空航天和先進(jìn)裝備的供應(yīng)鏈中占據(jù)重要地位，雖然日本沒有制造一些關(guān)鍵裝備的能力，但沒有日本提供的關(guān)鍵材料和技術(shù)，很多國家制造的關(guān)鍵裝備和零部件產(chǎn)品也就不復(fù)存在。強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和市場地位，成就了一批又一批日本優(yōu)勢企業(yè)，如東麗、帝人、京瓷、日立金屬、三菱、松下、住友、三井等。

從產(chǎn)業(yè)的角度看，日本的新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。根據(jù)2018年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，日本在關(guān)鍵材料行業(yè)的出口額占到了2018年出口總額的20％以上。碳纖維等一些關(guān)鍵材料優(yōu)勢尤其明顯，占據(jù)了全球市場超過半數(shù)的市場份額，為日本的經(jīng)濟(jì)增長做出了卓越的貢獻(xiàn)。不過近年來，日本的材料產(chǎn)業(yè)也面臨一些比較嚴(yán)峻的問題，例如，隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動電池產(chǎn)品需求激增，中國和韓國廠商順勢崛起，使得日本電池類組合產(chǎn)品的市場份額逐漸下降。此外，日本傳統(tǒng)優(yōu)勢的材料企業(yè)近年來遭遇了發(fā)展瓶頸，增長緩慢，在構(gòu)建創(chuàng)新體系和制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面領(lǐng)導(dǎo)力缺乏。最重要也是最迫切的一點(diǎn)是，受到疫情影響，一些原本強(qiáng)大而富有韌性的原材料供應(yīng)鏈也有可能面臨斷供風(fēng)險。

圖 3  2018年日本各行業(yè)出口份額（日本財(cái)務(wù)省貿(mào)易統(tǒng)計(jì)圖片）

從基礎(chǔ)能力建設(shè)的角度看，日本的材料研發(fā)和制造能力依然具備實(shí)力。與其他領(lǐng)域相比，日本在材料領(lǐng)域依舊保持著極強(qiáng)的國際競爭力，擁有全球最先進(jìn)的研究成果以及綜合素質(zhì)最杰出的研究人員。此外，日本材料行業(yè)起步發(fā)展已經(jīng)超過60年，經(jīng)過不斷的積累和應(yīng)用，日本已經(jīng)擁有了目前世界上最高水平的研究設(shè)施和制造技術(shù)，同時也積累了優(yōu)質(zhì)的材料原始數(shù)據(jù)，這點(diǎn)尤其重要。不過擁有這些優(yōu)勢的日本，在近年來與材料相關(guān)的優(yōu)質(zhì)論文方面無論從質(zhì)量還是數(shù)量上均有所下降，大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)對于后備力量的培養(yǎng)有所不足，整個行業(yè)逐漸缺乏優(yōu)質(zhì)的年輕人力資源。更為可惜的是，工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府多年積累的寶貴數(shù)據(jù)并沒有得到充分應(yīng)用。

從融合的角度看，日本由于材料行業(yè)成熟度更高，市場化程度更健全，更利于產(chǎn)、官、學(xué)的融合創(chuàng)新。相較于其他領(lǐng)域，日本的材料企業(yè)具有更高的意愿積極靈活的選擇和培養(yǎng)大學(xué)畢業(yè)的優(yōu)秀人才。而在鋰離子電池、藍(lán)光LED等由日本創(chuàng)造的新材料在引領(lǐng)社會變革和產(chǎn)業(yè)升級方面具有非常顯著的成績。不過與其他一些國家相比，日本在融合新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域方面發(fā)展仍存在不足，材料領(lǐng)域知識和技術(shù)的多樣化也尚未在社會實(shí)踐中獲得充分的展現(xiàn)。

三、未來目標(biāo)及具體舉措

基于發(fā)展現(xiàn)狀，日本政府認(rèn)為，材料行業(yè)的具備扎實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ)，同時也遇到了發(fā)展瓶頸，通過創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略能夠快速高效的解決材料行業(yè)中當(dāng)前存在問題。因此，在材料創(chuàng)新力強(qiáng)化戰(zhàn)略中，日本政府提出了三個目標(biāo)：第一，利用材料帶動產(chǎn)業(yè)，成為具有全球領(lǐng)導(dǎo)力的材料強(qiáng)國；第二，利用材料行業(yè)軟硬件綜合環(huán)境和專業(yè)技術(shù)能力，成為能夠吸引全球優(yōu)秀的研究人員前來交流發(fā)展的國家；第三，以材料領(lǐng)域?yàn)橥黄瓶趧?chuàng)造新的價值鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，成為能夠?yàn)槿蜃龀鲋卮筘暙I(xiàn)的國家。

為了實(shí)現(xiàn)這三大目標(biāo)，日本將時間節(jié)點(diǎn)對準(zhǔn)了10年后的2030年，并提出了未來應(yīng)重點(diǎn)推進(jìn)的4項(xiàng)具體舉措。

（1）整合以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的材料研發(fā)平臺

未來材料科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，離不開原理創(chuàng)新，而原理創(chuàng)新的基礎(chǔ)就是數(shù)據(jù)。為了提高材料研發(fā)的效率，實(shí)現(xiàn)高速化、高性能化，數(shù)據(jù)驅(qū)動型研究將成為大勢所趨，因此高質(zhì)量的材料數(shù)據(jù)至關(guān)重要。過去，日本在材料研究領(lǐng)域最大的優(yōu)勢就是擁有全球最高水平的公用設(shè)施、設(shè)備、產(chǎn)學(xué)官優(yōu)秀的人才以及成熟的產(chǎn)學(xué)官合作關(guān)系。利用這些優(yōu)勢，日本逐漸推進(jìn)了材料研發(fā)和制造整體的數(shù)字化、自動化、智能化以及按需訂制化的轉(zhuǎn)型升級，在這個過程中，日本積累了大量優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)。正因如此，日本政府決定以這種優(yōu)勢為基礎(chǔ)，在全日本范圍內(nèi)迅速整合產(chǎn)學(xué)官數(shù)據(jù)，建立能夠持續(xù)有效地創(chuàng)造、積累、共享和應(yīng)用的“material DX平臺”，實(shí)現(xiàn)日本在材料領(lǐng)域研發(fā)成果創(chuàng)造顯著效率提升的同時，還能最大限度將材料數(shù)據(jù)管理起來，形成日本解決方案。在利用數(shù)據(jù)平臺的問題上，日本需要做到以下幾點(diǎn)。

圖 4 推動產(chǎn)學(xué)官聯(lián)動，建立以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的材料創(chuàng)新體系（日本文部科學(xué)省圖片）

第一，制訂產(chǎn)學(xué)官中材料數(shù)據(jù)處理的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。開發(fā)通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（包括數(shù)據(jù)格式），建立數(shù)據(jù)傳遞相關(guān)出口管理體系和數(shù)據(jù)相關(guān)權(quán)利規(guī)范等。同時利用好專利數(shù)據(jù)等公開信息，推進(jìn)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)用數(shù)據(jù)的規(guī)范化和數(shù)據(jù)庫化。

第二，重視技術(shù)基礎(chǔ)，靈活整合、改善和應(yīng)用公共設(shè)施設(shè)備。日本材料各界應(yīng)堅(jiān)持靈活的運(yùn)用先進(jìn)公共設(shè)施和設(shè)備，夯實(shí)和提高能夠創(chuàng)造高質(zhì)量數(shù)據(jù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時還要致力于培養(yǎng)專業(yè)人才和技術(shù)人員。此外，注重技術(shù)基礎(chǔ)的創(chuàng)新，積極開發(fā)、改良和引入新一代的研究機(jī)器。

第三，堅(jiān)持積累數(shù)據(jù)，持續(xù)推進(jìn)多學(xué)科融合研發(fā)項(xiàng)目。以日本擁有優(yōu)勢的關(guān)鍵技術(shù)和重要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)閷ο螅⒗碚?、?jì)算、試驗(yàn)和驗(yàn)證相融合的研發(fā)項(xiàng)目，積累重要數(shù)據(jù)。同時促進(jìn)高質(zhì)量數(shù)據(jù)的高效產(chǎn)生和智能化融合。

第四，建立安全環(huán)境下的材料數(shù)據(jù)存儲據(jù)點(diǎn)，并形成共享網(wǎng)絡(luò)。建立數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的核心據(jù)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)在安全環(huán)境下對開放數(shù)據(jù)及共享閉路數(shù)據(jù)的存儲和管理。以核心據(jù)點(diǎn)和特色優(yōu)勢技術(shù)領(lǐng)域?yàn)榛A(chǔ)，推進(jìn)據(jù)點(diǎn)間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享和優(yōu)勢技術(shù)領(lǐng)域的交叉協(xié)調(diào)合作，促進(jìn)材料創(chuàng)新。

第五，測量、分析設(shè)備產(chǎn)生數(shù)據(jù)的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。促進(jìn)高質(zhì)量數(shù)據(jù)的積累和創(chuàng)造，加快測量和分析數(shù)據(jù)通用格式的開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)在通用平臺上的綜合分析和統(tǒng)一。

日本政府致力于通過全面推進(jìn)上述具體舉措，建立并完善產(chǎn)學(xué)官各界材料研究人員和材料用戶可應(yīng)用的平臺，積極應(yīng)對未來材料研發(fā)活動面臨停滯的風(fēng)險，實(shí)現(xiàn)材料研究與開發(fā)的高效、低成本化，創(chuàng)造對年輕學(xué)者充滿吸引力的研發(fā)環(huán)境，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)官合作和多學(xué)科融合加速。

（2）重要材料技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域的戰(zhàn)略性推進(jìn)

識別符合日本現(xiàn)實(shí)需求的材料技術(shù)和能夠?yàn)槲磥砣毡窘?jīng)濟(jì)社會創(chuàng)造巨大附加值的應(yīng)用領(lǐng)域，以國家戰(zhàn)略支撐的方式大力發(fā)展。除了“戰(zhàn)略型”研究外，日本政府還希望能夠?qū)⒊浞执龠M(jìn)研究人員的主觀能動性，在他們擅長的研究領(lǐng)域給予支持，開展“創(chuàng)新性”研究工作，積累多種多樣的先進(jìn)理論知識、技術(shù)和數(shù)據(jù)。

（3）構(gòu)建材料創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)

建立風(fēng)險投資、金融資本廣泛參與的多樣化產(chǎn)學(xué)官利益融合創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，利用社會資源促進(jìn)材料領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新。利用創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)推進(jìn)日本材料企業(yè)戰(zhàn)略性融入國際市場環(huán)境，成長為更具影響力的頂級供應(yīng)商。

（4）積極培養(yǎng)能夠支撐材料創(chuàng)新力的人才，并為材料行業(yè)留住人才

在產(chǎn)學(xué)官協(xié)同發(fā)展的幫助下，進(jìn)一步實(shí)施“強(qiáng)化研究能力，綜合全面支持年輕研究人員研究項(xiàng)目”戰(zhàn)略的同時，持續(xù)培養(yǎng)材料領(lǐng)域優(yōu)秀的研究力量和技術(shù)人才，并通過不斷優(yōu)化材料行業(yè)的從業(yè)環(huán)境，將人才留在材料行業(yè)內(nèi)。