我国先进铜基材料发展战略研究

我国先进铜基材料发展战略研究

李保东

白银有色西北铜加工有限公司 甘肃 白银 730900

摘要：随着我国经济的快速发展，铜基材料在工业、建筑、交通、通讯等领域的应用越来越广泛，铜基材料作为重要材料对于我国的经济建设和社会发展具有重要意义。因此，本研究需要从战略的高度出发对铜基材料的发展进行深入研究，提出有针对性的发展战略，为我国的经济发展和社会进步作出贡献。

关键词：先进铜基材料；发展战略；铜加工行业

在当今全球化的背景下，先进铜基材料的发展面临着许多挑战和机遇，一方面随着科技的进步和产业结构的升级铜基材料的应用领域不断扩大，对铜基材料的质量和性能提出了更高的要求；另一方面，铜基材料的生产和使用也面临着资源、环境、安全等方面的挑战。

一、先进铜基材料的国际发展现状与趋势

先进铜基材料作为一种量大面广的关键基础材料被广泛应用于电子信息、航空、航天、能源电力、交通运输、医药化工、海洋工程等领域，对国际科技竞争和经济格局具有重大影响。其中，高强高导铜合金引线框架和接插件材料是新一代超大规模集成电路和电子元器件制造不可或缺的关键材料，高性能超薄铜箔是下一代高性能动力电池竞争的关键材料之一，高强耐蚀铜合金的材料性能和大尺寸管材制造水平直接影响到海洋装备的服役性能。同时，先进铜基材料以其多种功能特性成为国际科技领域高度关注的前沿材料。例如，铜在生物学、医疗卫生领域的作用机理是一个重要的研究热点，发现了“铜依赖性细胞死亡”这种新的细胞死亡方式；在电子、半导体行业，研究得出了平坦表面铜薄膜的半永久抗氧化性；中国科学院金属研究所首次发现极细晶粒多晶铜中的一种全新亚稳态结构，可维持金属的高温强度；中国科学院物理研究所发现了一种新型铜基高温超导材料，其临界温度高达118 K；中国科学院化学研究所首次成功制备了一维铜（II）分子磁体，其磁有序温度为6.7 K。

（一）以美国为代表的北美地区

美国作为世界上最大的经济体之一，在先进材料领域一直保持着领先地位。具体而言，美国在先进铜基材料研发方面，例如在铜合金、铜陶瓷等方面取得了重要进展，特别是在航空航天、国防安全和通讯领域，美国的先进铜基材料得到了广泛应用，表现出较高的技术水平和市场竞争力，同时美国政府和企业也在积极推动绿色环保材料的研发和应用，以减少资源浪费和环境污染。美国在先进铜基材料领域的发展将继续注重创新和技术升级，致力于提高材料的性能和可持续性，并不断推动先进铜基材料在新兴领域的应用，如人工智能、新能源等，以保持其在国际市场上的竞争优势。

（二）以德国为代表的欧洲国家

德国作为欧洲经济强国，该国家在先进材料领域也有着丰富的经验和研发实力。在先进铜基材料领域，德国在铜导电材料、铜合金工程材料等方面具有较高水平，调查发现，德国企业在汽车、机械、电子等行业广泛应用先进铜基材料，为德国工业的发展提供了有力支持。

（三）以中国为代表的亚洲国家

中国作为世界上最大的铜生产和消费国之一，对先进铜基材料领域的发展具有重要意义。中国在铜合金、铜导电材料、铜功能材料等方面取得了一系列成就并在国际市场上逐渐提升影响力，现阶段在建筑、电力、交通、通信等领域广泛应用先进铜基材料，为国家经济的发展做出了积极贡献。目前，中国在先进铜基材料领域的发展将继续加大研发投入，提高技术水平和品质标准并不断优化产品结构和产业布局，未来中国也将关注绿色生产和可持续发展，推动铜基材料行业向高端、智能、环保方向发展，以实现国家经济转型升级和可持续发展目标。

二、我国先进铜基材料发展中存在的问题

（一）市场优势并没有带来技术经济竞争优势

在我国先进铜基材料发展中尽管市场优势相对较强，但并没有带来技术经济竞争优势的情况，这与我国在铜基材料研发和生产方面与国际先进水平相比还存在差距有关，缺乏自主的创新技术使得我国在市场竞争中面临着技术壁垒的挑战。另外，我国在铜基材料产业链中的协同效应较差，因此市场需求大，但国内企业在原材料供应、生产加工、研发设计等环节之间缺乏良好的协同合作机制，导致产业链不够完善，影响了整体产业发展的效率和竞争力。此外，我国在铜基材料行业中的品牌知名度和国际声誉有待提升，虽然我国的铜基材料品牌在国内市场有一定的市场份额和知名度，但在国际市场上仍然相对较弱，缺乏国际认可度，使得我国企业在国际市场竞争中处于劣势位置。因此，尽管我国在铜基材料领域拥有一定的市场优势，但要想进一步提升竞争力和获得技术经济竞争优势，仍然需要加大技术创新投入，加强产业链协同合作，提升品牌影响力和国际竞争力，从而实现我国铜基材料产业的可持续发展。

（二）创新驱动的高质量发展格局尚未形成

我国在先进铜基材料领域的发展中，创新驱动的高质量发展格局尚未形成，主要体现在以下几个方面：首先，我国在铜基材料领域的科研投入不足。尽管政府对科技创新提供了支持，但与发达国家相比我国在铜基材料的研发投入和人才培养方面仍有差距，导致我国在铜基材料的核心技术和创新能力上与国际先进水平之间存在一定的距离。其次，我国在铜基材料产业中存在产学研用融合度不高的问题。产学研用一体化是推动创新的重要途径，但我国在铜基材料领域中企业、高校和科研机构之间的合作机制尚未建立完善，造成科研成果难以转化为生产力，制约了行业的创新发展。最后，我国在铜基材料领域缺乏长期稳定的战略规划和政策支持。尽管我国政府已经制定了一系列支持高端材料产业发展的政策，但长期稳定的战略规划尚未形成，导致产业发展缺乏方向性和连续性，影响了创新发展的动力。

（三）材料研发与应用联系不紧密

我国先进铜基材料发展中的材料研发与应用的脱节导致研发成果难以快速转化为实际应用，从而影响了先进铜基材料的推广和普及，不仅浪费了科研资源，也制约了我国铜基材料产业的发展速度和竞争力。同时我国先进铜基材料发展中材料研发与应用之间的信息沟通不畅使得企业难以根据市场需求调整研发方向，导致研发成果与市场需求存在一定的偏差，不仅影响先进铜基材料的市场推广，也大大增加企业的研发成本和风险。此外，我国在铜基材料领域的人才培养和引进也存在一定的问题，先进铜基材料的研发和应用需要高素质的人才队伍，但目前我国在人才培养和引进方面还存在一定的不足，制约我国铜基材料产业的发展速度和创新能力。

三、我国先进铜基材料发展战略

我国铜加工产业基本实现全球化整体布局，主要集中在长江三角洲（简称长三角）和珠江三角洲（简称珠三角）地区，重点企业集中分布在江苏、浙江、广东等核心区域；海外实现了在东南亚、欧洲和美洲等地区的多点布局，以重点企业为排头兵，通过新建、并购等方式完成产业布局“走出去”。铜加工装备达到国际化水平，且进入了以国产装备为主、进口装备为辅的现代化铜加工发展序列，已成为全球主流工艺与先进装备并存的国际铜加工制造中心。（一）锻造优势产业技术优势

我国先进铜基材料发展战略的核心在于发挥锻造优势和产业技术优势，推动铜基材料产业的绿色、高端、智能化发展。具体来说，我国先进铜材料发展战略主要体现在以下几个方面：一是强化产学研用深度融合。通过加强高校、科研院所与企业之间的合作推动技术创新和科技成果转化，提高铜基材料产业的整体竞争力，同时加强与国际先进铜基材料企业和研究机构的交流合作，引进国外先进技术，提升我国铜基产业的国际地位。二是聚焦高端铜基材料研发。以新能源汽车、航空航天、轨道交通等新兴产业和重大工程领域对先进铜合金材料的典型需求为导向，加大对高强高导铜合金、耐磨耐蚀铜合金、超高强弹性铜合金等高端铜基材料的研发力度，满足国家战略需求。三是提升铜基材料加工技术水平。加大对先进铜基复合材料、高精度铜及铜合金细微丝、超薄箔材等高性能铜基材料的加工技术研究，提高产品质量和附加值，推动铜基材料产业向高端化发展。四是推动产业绿色、智能化发展。加强铜基材料产业的环保技术研发来降低生产过程中的能耗和污染，提升产业的可持续发展能力，同时利用大数据、互联网等现代信息技术推动铜基材料产业向智能化、自动化方向发展，提高生产效率和产品质量。通过以上措施，我国先进铜基材料发展战略将充分发挥锻造优势和产业技术优势，推动铜基材料产业向绿色、高端、智能化方向发展，为国民经济重点领域和国防建设提供有力支撑。

（二）布局前沿方向为颠覆性技术发展提供理论技术基础

我国先进铜基材料发展战略的前沿方向旨在为颠覆性技术发展提供坚实的理论技术基础。具体而言，首先应加强对先进铜基材料的基础研究，依托我国材料科学研究领域的优势深入研究铜基材料的微观结构、性能调控机制等基本问题，为铜基材料的创新提供理论支持，同时关注铜基材料的新性能发现和新型合成方法研究，拓展铜基材料的应用领域。其次，聚焦铜基材料的关键技术突破，针对新能源汽车、航空航天、集成电路等领域的重大需求集中力量攻克高强高导铜合金、耐磨耐蚀铜合金、超高强弹性铜合金等关键材料的制备，以及先进铜基复合材料、高精度铜及铜合金细微丝、超薄箔材等先进加工技术，推动铜基材料产业的技术升级。最后积极参与国际合作与竞争，通过与国际先进铜基材料企业和研究机构的交流合作，引进国外先进技术并提升我国铜基材料的国际竞争力，同时积极参与国际标准的制定，推动我国铜基材料标准的国际化。通过以上措施，我国先进铜基材料发展战略将为颠覆性技术发展提供坚实的理论技术基础，推动铜基材料产业向更高水平的发展迈进，为我国经济社会的持续发展做出更大贡献。

（三）加强铜基材料的政策倾斜和科技投入

我国先进铜基材料发展战略中，加强铜基材料的政策倾斜和科技投入是关键举措，旨在推动铜基材料产业的创新发展和技术提升。因此，一方面要制定出台支持铜基材料发展的政策措施，政府可以通过税收优惠、财政扶持、科研经费支持等方式向铜基材料领域倾斜，鼓励企业增加研发投入和技术创新，同时建立健全的产业政策和规划，引导铜基材料产业向绿色、智能化、高端化方向发展。另一方面要加大科技投入支持铜基材料技术创新，政府可以增加对铜基材料领域的科技项目资金支持，设立专项资金用于铜基材料的研发、转化和产业化，鼓励企业加大科技投入，同时加强科技平台建设，提升科研机构的创新能力和服务水平。此外，还应加强对铜基材料产业的监管，政府可以通过建立健全的行业标准和质量监管体系，规范铜基材料市场秩序并促进产业健康发展，同时加强知识产权保护工作，提升企业创新的积极性和保护权益。总之，通过加强铜基材料的政策倾斜和科技投入，我国可以更好地推动铜基材料产业的发展，提升国家在该领域的技术实力和市场竞争力，为经济社会可持续发展作出更大贡献。

（四）建立国家铜基材料产业和技术发展协调平台

将市场优势转化为技术经济竞争优势。通过兼并重组、战略投入等方式提升产业集中度，逐步形成铜资源国际话语权和铜基材料产业主导权，开创铜加工行业双循环的新局面；建立国家铜基新材料研究发展平台和航空、航天、电力电子、船舶交通等高技术领域铜合金应用研究平台，从材料设计选型源头布局我国铜基材料研发和产业化保供宏观格局，促进新材料产业与高端制造业的融合发展。
（五）布局前沿方向，为颠覆性技术发展提供理论技术基础
   针对大功率电力输送需求，研究发展导电率为105% IACS以上的超高导铜基材料及其大卷重低成本连续制备技术，支撑我国节能降耗可持续发展战略；针对电子和5G需求，研究发展大尺寸单晶铜箔低成本制备和应用技术，实现取向可控单晶铜箔的工程化制备和规模应用；针对人民群众生命健康急需，研究铜基材料抑菌机理和应用技术，完成抑菌铜材料体系建设并实现典型应用。

综上所述，我国铜基材料产业通过强化产学研用深度融合、聚焦高端铜基材料研发、提升铜基材料加工技术、推动产业绿色智能化发展、建立健全产品标准和质量体系等措施将实现技术升级和高质量发展，同时要加强政策倾斜和科技投入促进铜基材料产业的发展和转型升级，为我国经济社会的可持续发展做出更大贡献。

参考文献：

[1]张一凡,梁宇,刘永琪等.石墨烯增强铜基复合材料显微组织和性能的研究[J].铸造技术,2024,45(1):88-93.

[2]王佳睿,张翔,何春年等.高导电高耐热铜合金及铜基复合材料的研究现状与展望[J].铸造技术,2024,45(1):1-26.

[3]张东升.铜陵市铜基新材料产业发展探讨[J].安徽科技,2023,(4):28-31.

[4]曾匀姝,骆宏宇,罗平等.多步法原位制备TiB2颗粒增强点焊电极用铜基复合材料及其应用[J].汽车工艺与材料,2024,(2):64-67.