碳基新材料，后摩尔时代决定了一个资源大省的生死！

“建议将山西确立为国家碳基新材料研发和产业化示范基地，将山西碳基新材料产业发展纳入国家‘十四五’相关产业规划中”——今年全国两会期间，一份来自驻晋全国政协委员的联名提案引发关注。在下游诸多细分领域，山西为何锁定这一产业？

作为基础性、战略性产业，新材料被誉为制造业“底盘”。在石油和化学工业规划院原副总工程师刘延伟看来，碳基新材料则是站在化工“金字塔”上的高端产品，越往下游延伸、盈利能力越高。“我国煤化工产业经历了合成氨、尿素等基础化学品，到煤制烯烃、乙二醇等化学品，下一步要继续升级，碳基新材料是方向所在。”

陕西延长石油集团西安洁净技术研究院副院长杨东元称，历经十多年发展，我国现代煤化工产业取得瞩目成就，但下个五年，再像“十二五”“十三五”期间，大规模集中布局重化工项目的可能性已不太大。“相比陕西、内蒙古等产煤大省，快马加鞭发展现代煤化工项目，山西走得相对较慢，已有项目多在传统煤化工领域，且规模较小、较散，并不占集群优势。而碳基新材料产业处于发展初期，附加值较高、下游市场可观，对山西而言是一个可行的新方向。”

一位熟悉当地情况的人士告诉记者，2020年，山西工信厅制定了碳基新材料产业集团创新生态建设行动计划，争取“一年架梁立柱、三年点上突破、五年基本成型”，推动全省煤化工产业向高端化、市场化、差异化发展。“若是做煤制油气、甲醇、烯烃等产品，实际仍未跳出燃料品、化学品的老路。煤炭不仅是化石能源，也是宝贵的含碳材料，要实现清洁高效利用，精细化发展的新材料是一个选择。”

从查询了解到，碳基新材料产业前景广阔，但在我国，目前却处于“热而不强”的状态，尚未形成大规模商业化发展。部分相对低端的产品可实现自给自足，但高端产品仍依赖进口。那么，山西有何底气？

“长期以来，山西煤炭产业的发展简单粗放，产业结构相对单一。即便向下游延伸，多数也属于初级加工，产业链条短，资源利用率不高。随着环境、资源约束越来越紧，煤炭占一次能源消费的比重呈下降趋势，推动煤炭由传统燃料向新型碳材料转化，成为山西实现转型发展的立足点之一。因此，山西动力十足。”上述人士表示，若能蹚出一条发展新路，不仅可助力本省加快破解结构性矛盾，也可为其他资源型地区的转型提供经验。

山西具备资源、政策、研发等优势。据驻晋委员联名提案称，山西阳泉、晋城无烟煤储量丰富，已探明储量470亿吨，约占全国无烟煤储量的39.6%，是制备新型碳材料的首选原料。我国石墨储量约10亿吨，山西大同与内蒙古兴和接壤地带的石墨储量约占全国的10%，以鳞片状晶质石墨和煤变状微晶石墨为主，亦是制备碳材料的优质原料。除了科研基础，《山西省支持新材料产业高质量发展的若干政策》《战略性新兴产业电价机制实施方案》等政策，从产业集群发展、龙头企业培育、融资税费支持等方面拿出多项优惠政策。

“在部分煤炭大省，前期已布局众多煤化工项目，环境容量、水资源等余量有限，下一步再想调整产业结构并非易事。山西化工产业的底子很不错，近年发展虽有滞后，但从另一角度来说，也是空间所在。”杨东元称。

过去的半个多世纪，半导体行业一直遵循摩尔定律的轨迹高速发展，如今单纯靠提升工艺来提升芯片性能的方法已经无法充分满足时代的需求，半导体行业也逐步进入了“后摩尔时代”。后摩尔时代的来临，给中国集成电路产业发展带来新的发展机会。

遵循摩尔定律这一半导体业界的“金科玉律”，硅基半导体芯片的性能每隔18～24个月便会提升一倍。但随着芯片尺寸不断缩小，特别是当芯片制造工艺水平进入5纳米节点以后，硅芯片的发展开始面临很多物理限制，业内逐渐涌现出“摩尔定律已死”、“硅基技术走到尽头”等观点。碳基半导体被认为是后摩尔时代的颠覆性技术之一。

碳基半导体是一种在碳基纳米材料基础上发展的，以碳纳米管（CNT）、石墨烯为代表的半导体材料。ITRS研究报告曾明确指出，未来半导体行业的研究重点应聚焦于碳基电子学。

为延续摩尔定律，研究人员对新材料和新型器件结构进行了不断探索。引无数科研人员“竞折腰”的碳基半导体，相比传统硅基技术究竟具备哪些优势？

北京碳基集成电路研究院的技术人员表示，碳基技术有着比硅基技术更优的性能和更低的功耗。比如，采用90纳米工艺的碳基芯片有望制备出性能和集成度相当于28纳米技术节点的硅基芯片，采用28纳米工艺的碳基芯片则可以实现等同于7纳米技术节点的硅基芯片。

尽管以碳纳米管、石墨烯为代表的碳基半导体具备诸多技术优势，市场潜力也有目共睹，但目前碳基半导体在高质量、批量化制备和实际应用方面还存在不少难点。目前，虽然单个碳基器件已经做的很好了，但和硅集成电路相比，碳基半导体在纳米尺度超大规模集成和产业化良率方面还存在一定问题。在常规集成电路应用方面，目前碳管电路可能还无法和硅基电路竞争，所以碳基半导体也许更需要差异化发展，未来有望在传感、柔性系统等新领域寻找到出路。

为了拓展正在快速崛起的可移动智能设备市场，同样需要研制具备柔性、透明和生物可兼容等特性的新型芯片。最终放弃对一直作为信息产业基石的传统硅材料的依赖，转而寻求具有更高性能和更低能耗的非硅基替代材料已经成为人类必然的选择，这将从根本上改变未来的半导体芯片和整个信息产业的发展。

当前，我国集成电路制造产业正处于高速发展期，在销售规模、技术升级、产能扩展和规划新生产线建设方面都取得显著进展。但是，我国大陆集成电路制造业规模占全球不到10%，制造技术水平与国际先进工艺技术还有近两代差距，这与我国作为集成电路消费大国的地位严重不匹配。对此，进一步加速我国集成电路产业发展，提升我国集成电路制造技术水平仍然十分紧迫。

现今的芯片产业格局是，美国把控芯片设计和制造专利技术攫取最多利润，日欧通过材料和制造设备供给控制上游，台湾地区和韩国占据芯片制造的最终出口，我国极力从三者的缝隙和低端产品切入寻求突破。碳基半导体提供的底层技术路径选择意味着重组产业格局的难得机会，若能实现规模化应用，我国就能在碳基发展早期入局，从上游碳基材料制备、中游碳基芯片设计到下游碳基芯片制造多层次出手完善芯片产业架构，打破既有的全球芯片产业格局。

今年两会重点讨论了如何通过优化产业、能源结构和科技创新等举措实现碳达峰、碳中和的目标。碳中和愿景的实现最终要依托以创新驱动和绿色零碳为导向的产业、经济体系的建立，新材料等绿色制造业将迎来发展机遇。石墨烯作为新型碳材料中的“王者”，在实现碳中和的主要技术方向中均有应用潜力，在上海、浙江、山西等省“十四五”规划中均被重点提及、加快发展。

业内认为，除石墨烯电池等趋于成熟的商业应用外，石墨烯在建筑节能、碳捕集、二氧化碳资源化利用等方面均有利用潜力。如去年我国建成了世界首条石墨烯混凝土道路，利用石墨烯可大幅减少水泥用量且抗压、抗渗性更强；氧化石墨烯薄膜可以高效迅速过滤二氧化碳，帮助实现低成本碳捕捉；以石墨烯为催化剂载体可以将二氧化碳转化为液态燃料或高附加值的化学产品。随着碳中和战略的实施，石墨烯产业有望迎来发展机遇。

综上所述，碳基新材料，尤其是以煤化工为主的碳材料，是现代煤化工发展的一个制高点。在当前“碳达峰、碳中和”目标下，积极推进煤炭资源向碳基新材料的转化，是山西省新材料产业发展的一个必然立足点，也是一个重要的支撑，未来的发展空间也是不可限量的。

国家“十四五”规划纲要和《中国制造2025》都明确把新材料产业作为重点培育发展的战略性新兴产业之一。山西紧跟形势，抢抓机遇，充分利用资源禀赋和能源优势，加快发展新材料，目前已经初具产业基础。那么，山西在新材料领域还有哪些优势和潜力可以挖掘，“十四五”期间山西又将如何实现新材料产业的高质量发展？

发展碳基新材料产业，山西具备资源、政策等优势。阳泉、晋城无烟煤储量丰富，已探明储量470亿吨，约占全国无烟煤储量的39.6%，是制备新型碳材料的首选原料。我国石墨储量约10亿吨，山西大同与内蒙古兴和接壤地带的石墨储量约占全国的10%。

《新材料规划》明确山西省碳基新材料的发展方向和目标：坚持走高端化、差异化、市场化、环境友好型发展路径，到2025年，碳基新材料产业营业收入达到500亿元，打造成为国内领先的碳基新材料产业研发制造基地。

将转型综改进行到底，在转型发展中率先蹚出一条新路来。山西在“率先”上抢先机，在“蹚出”上下苦功，在“新路”上勇探索，锚定目标不懈怠、脚踏实地加油干，奋力实现“十四五”转型出雏形的宏伟蓝图。

所以我们可以理解为，碳基新材料将成为整个山西十四五规划里面最最最重要的方向，务必会放开一切政策打造产业群，实现从卖煤炭---》到---》精细化碳基新材料的转型之路，相关上司公司也一定会受益。

最后想说的是，今天这个消息不应该简单的当做一个短线题材去看待，而作为一个长远的思路去思考布局。大批参与到转型的上市公司里日后一定可以享受到政策红利，大家可以多加关注和研究。今天就分享这么多，感谢大家。