行业发展综述
根据工信部《新材料产业发展指南》，新材料被定义为新近发展或正在研发、性能优异的，如超导、石墨烯等一些前沿材料。其分支广泛，包含金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、先进复合材料4种细分材料。“十二五”规划以来，新材料被首次作为一个独立的产业，从国家战略角度进行重点扶持，新材料的产业链也逐渐成型。
新材料产业发展已成为全球主要经济体的长期战略决策，中国政策聚焦推动新材料的自主创新和产业化应用。21世纪以来，欧美韩日俄等全球20多个主要国家纷纷制定了与新材料有关的产业发展战略，启动了100多项专项计划，大力促进本国新材料产业的发展。中国对新材料产业的政策支持呈现出阶段性、递进式的发展特点。从引进国外先进技术和设备，加强国内新材料研发基础建设，向鼓励自主创新、推动产业化应用方向转变。《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》、《关于推动未来产业创新发展的实施意见》以及中国“十四五”新材料专项规划等一系列政策，推动开展新材料的前瞻性研究和探索性试验，促进新材料产业规模、技术水平等的显著提升。
随着新型工业化发展以及碳中和目标的推进，全球对于性能卓越、环境友好且具备新型功能的材料的需求持续攀升，新材料行业正迎来前所未有的发展机遇。数据显示，2023年全球新材料产业市场总值已达3.9万亿美元，较2022年同比增长了11.4%，显示出强劲的增长动力。中国作为全球制造业中心和制造业大国，在庞大的工业用户的支撑下，中国新材料产业无论是总体规模，还是在研发、制造、应用等多个领域正逐步实现从跟随者到领跑者的转变。2022年，中国已经形成全球门类最全、规模最大的材料产业体系。2023年中国新材料产业规模达7.9万亿元，约占中国GDP的7%，与2019年相比产值上升了75.6%，5年间年复合增长率约为12%，增长活力强劲。2024年前11个月产业总产值同比增幅达到了10%以上，有望连续14年保持两位数的快速增长。工信部预测到2025年，中国新材料产业总产值将达到10万亿元规模，“十四五”期间年均复合增长率将达到13.5%。
2019-2023年全球及中国新材料产值，万亿元人民币
数据来源：工信部，中国工程院化工、冶金与材料工程学部，中国材料研究学会，赛迪，公开资料收集，毕马威分析
新材料的快速发展与专利技术的不断创新迭代密不可分。过去二十年间，中国新材料产业专利申请的平均增长率为11.8%，高于全球平均增长率1.67个百分点，尤其在2020年到2023年间，新增专利数量显著增加，年均增量达59万件。从全国范围来看，中国新材料企业拥有近220万专利，其中发明专利公布与发明专利授权分别占总专利数的40%、32.8%，具体数量为87万件、72万件。从区域分布来看，各省市因支柱产业、科研实力、产业园区建设等差异，在技术分支各有侧重。北京市在多个技术分支中跻身前三，优势较为明显的是新能源、电子信息、生物医用和先进金属材料。
中国新材料产业专利申请授权数量，件
数据来源：新材料行业知识产权保护与法律风险防控白皮书，毕马威分析
在新材料行业蓬勃发展的情形下，资本市场与之紧密相连，形成了良性互动的局面。通过资本引入，企业实现规模化发展，为研发经费、商业化成本提供有效支撑，从而生产附加值高的产品。部分国内的风险投资机构采用“高新技术产业孵化+创业投资”的模式，为企业提供“研究机构+天使基金+孵化器+创业培训”的创业生态网络，通过发挥资本的孵化器和风险投资作用，降低新材料创业的成本与风险，提高企业的成活率。投中数据显示，2021年开始，中国新材料行业进入融资热潮，融资频次和金额均实现了显著提升。具体来看，融资事件的数量由2020年的638笔跃升至802笔，增幅高达26%；同时，融资金额也从262.39亿元人民币飙升至559.83亿元人民币，同比增长达113%，创下了近几年的新高。然而，2023年虽然融资事件的数量继续保持上升态势，融资规模却有所回落，同比减少了16%，由此可见，市场对新材料领域的投融资热度不减，但更加谨慎。
2019-2024年中国新材料行业投融资规模，亿元人民币，笔
数据来源：投中数据，毕马威分析
从细分赛道来看，2019年到2024年期间，中国新材料产业的投融资活动主要集中在高端装备、集成电路以及新能源三个领域。从融资数量而言，高端装备制造业独占鳌头，共记录了726笔投融资事件，占据了整个新材料行业投融资总数的近32%。集成电路技术和新能源领域则紧随其后，分别有534笔和488笔的投融资事件，融资赛道逐步趋向均衡分布。
从融资轮次来看，目前新材料行业的融资轮次多数处于早期阶段。2019年到2024年期间，新材料产业的融资事件主要以早期投资为主，种子轮、天使轮以及A轮的投融资事件占当年全部投融资数量的比例稳定在70%左右。到2024年，这一比例进一步攀升至75%。
2019-2024年中国新材料融资轮次分布，笔
数据来源：投中数据，毕马威分析
全球新材料产业已形成三梯队的竞争格局。美欧日韩等发达国家位列第一梯队，在大多数高技术含量、高附加值的新材料产品中占据主导地位。中国从国际竞争力上看，尚属第二梯队。产业结构上，仍以基础材料为主，2019年末，中国先进基础材料产值占比达57.4%；关键战略材料产值占比为39.1%；前沿新材料产值则只占3.5%。同期，全球新材料占比分别为49%、43%和8%。相比之下，关键战略材料和前沿材料发展不足。工信部显示，中国新材料产业在关键材料领域仍有32%的空白，52%的关键材料依赖进口，在装备制造领域有超过95%的制造及检测设备来自进口，在生物医药领域，高端耗材仍严重依赖进口，相反，低端耗材国产替代率已达到95%，注射器、输液管等已基本实现国产替代。最后，巴西、印度等新兴经济体构成第三梯队，大部分产品集中于低端市场，与前两梯队还存在一定的差距。
行业发展挑战
新材料景气周期摆动幅度大，多数偏市场化竞争的新材料处于供需失衡的状态。新材料行业高度依赖下游终端需求，一旦下游需求放缓，行业会因量价齐跌面临更剧烈的收缩。2022年以来，汽车、电力设备等终端行业市场总量需求下行，资本开支增速放缓，压力传导至产业链上游，影响新材料的应用推广和研发进展。例如由于下游复材需求的萎缩，碳化硅纤维供给过剩，截至2024年上半年，碳基复合材料需求自给率下滑至52%，导致净利率大幅下滑。此外，低端产能受市场化竞争激烈的影响导致价格下跌，出现产能过剩。例如半导体等高端产品仍依赖进口，国产替代进程缓慢，出现高端产品供应不足与低端产能过剩并存的现象。
新材料研发周期长、成本高，商业化落地难。《Nature Materials》的一项有关新材料商业化的研究表明，新材料技术从研发到产业化平均需要十年以上，且实现商业化的研发开销也为软件技术等领域的数倍到数十倍。例如，石墨烯从发现到初步应用耗时20年，且仍需解决技术难题。这就导致新材料企业长期面临高摊销成本和低净利润困境。另一方面，投资机构更倾向于软件技术等研发周期较短、投报率高的行业，不愿承受长周期和低收益压力。资金支持力度较低进一步加重了新材料企业的经济压力。同时，下游客户对国产新材料的信任度不足，导致验证周期长，延缓商业化落地进度，加重企业资金压力。
新材料面临合规性约束。中国部分新材料技术仍依赖进口，严重受到国外技术的垄断，尤其是高新技术产品，2024年材料技术相关高新技术产品的进口量高达40亿元，这就导致合规标准被动跟随国际规则波动，同时会引发供应链中断、高额罚款等问题，对中小企业尤为严峻。随着全球对环境保护关注度的提高，相关政策法规也越来越严格，企业需要投入大量资源来确保材料的生产过程和最终产品符合环保标准，同时还要应对不断变化的环保法规。另外部分企业检测设备滞后，新材料检测标准尚未完善，导致合规验证缺乏统一依据。此外，新材料的来源，特别是生物医药领域，或面临严格的法律与伦理规范。例如生物活性材料相较于惰性材料具有更好的生物相容性，但同种异体骨等材料受伦理道德约束，来源有限。
中国关键材料与前沿材料领域对外依存度高。从国产替代来看，以化工新材料为代表的先进基础材料的自给率正在逐年上升，但是在关键材料和前沿材料领域，中国对外依存度仍然较高。根据中国工程院的调研显示，在国民经济需求的百余种关键材料中，目前约有1/3国内完全空白，约有一半稳定性能较差，部分产品则受到国外的严格控制。特别是信息显示、运载工具、能源动力、高档数控机床和机器人、以及国防军工等五大领域所需的200余种关键材料，中国在先进高端材料研发和生产应用方面有待成熟，仅有13种材料国际领先，有39种国际先进，与国外有较大差距的有101种。
趋势研判
数据驱动的机器学习助力材料领域的敏捷创新，在原料及工艺成本低的基础上，进一步降低新材料研发成本。一方面，我国新材料具有原料及工艺成本低的特点，以第三代半导体的核心材料碳化硅为例，我国通过光伏+储能供电技术降低电价、自主研发专用设备、并配套一系列政策扶持措施，截至2025年，二线工厂的价格相比于欧美企业几乎接近一半。另一方面，通过数据驱动机器的学习创新，也会进一步降低新材料研发成本。融合高质量的多模态数据和可信知识，构建可解释的生成式深度学习模型，寻找从潜在表示到材料数据的可逆映射函数，有助于更好地理解材料构效关系，降低试验成本和时间。例如DeepMind的GNoME系统通过深度学习算法，成功预测了217万种新晶体结构，为新型半导体材料的研发提供了重要参考。该系统利用神经网络对材料的原子排列和电子结构进行模拟，预测精度高达90%以上，相比传统“试错法”研发模式，效率提升超过10倍。这一成果不仅推动了半导体材料的创新，也为其他功能材料的研发提供了新的思路。
“新材料+”理念助推跨学科融合与技术创新。新材料与能源、机械工程、医疗、信息技术等多个领域深度融合，赋能高新技术产业。例如，钙钛矿材料和有机材料联用催生了有前景的新型太阳能电池，并被证明在各种应用场景中具有变革性应用，逐渐向大规模商业化迈进；有机复合材料、生物活性材料与临床医学结合分别产生和发展了生物植入材料、组织再生工程等。同时，生物医药领域通过与多行业的融合发展，形成生物医用材料产业链，整合供应到终端用户产业链，提高技术创新，优化资源配置，确保药物更精准地到达病变部位，促进生物医药领域新材料的应用拓展。通过与其他领域的深度融合，“新材料+”的内涵得以不断延伸，为产业的未来发展注入新的动力。
国际标准的积极制定，提升企业国际市场份额。通过参与和主导国际标准制定，中国新材料产业在国际市场上的话语权显著提升。例如中国石墨烯联盟在ISO/IEC国际标准制定中发挥了重要作用，联盟主导制定的石墨烯材料术语标准（ISO/IEC 11154）已于2023年正式发布。这一标准的发布不仅规范了石墨烯材料的定义和分类，还为全球石墨烯产业的发展提供了统一的参考依据。受益于此，中国企业在石墨烯导电油墨领域的市场份额从2020年的30%提升至2023年的50%。
人形机器人轻量化趋势势不可挡，轻质材料性能凸显。人形机器人需要选取耐磨损、高性能、价格适中的材料，传统钢、铝结构无法满足要求，轻质材料如金属基轻质合金等，具有较轻的质量，较高的比模量，耐温差以及耐疲劳等特性，相较于金属材料，在一些变载荷情况下适应性更强，未来聚苯硫醚（PPS）、聚醚醚酮（PEEK）等工程塑料有望在人形机器人中广泛应用。
上述内容节选自毕马威中国与中关村前沿科技与产业服务联盟联合发布的《中关村国际前沿科技大赛趋势报告》，《报告》聚焦中关村国际前沿科技大赛的十大领域，包括人工智能、具身智能、集成电路、生物医药与医疗器械、商业航天、智能制造、新能源与新材料、低空经济等。接下来毕马威会陆续发布围绕上述专题的深入分析，敬请期待！
江立勤
客户与业务发展主管合伙人
毕马威中国
michael.jiang@kpmg.com
孟璐
研究院副总监
毕马威中国
lorna.meng@kpmg.com
王薇
研究院副总监
毕马威中国
wei.w.wang@kpmg.com
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