国家神经形态计算新材料发展战略建议报告
李阳、徐峥 苏州科技大学
一、国内外神经形态新材料发展态势分析
在全球范围内，神经形态新材料作为新一代信息技术与新材料技术的交叉点，正迅速发展。该技术主要涉及具有生物特性的材料体系，能模仿大脑神经元的运作机制，在计算、传感、智能控制等方面展现出巨大的潜力。发达国家和地区早已认识到这一技术的战略价值，将其列入国家战略发展规划。
1.美国：美国在神经形态新材料方面的布局较为全面，以“神经形态计算和人类智能计划”为代表。其国防高级研究计划局（DARPA）资助了多个针对神经形态材料和硬件的研究项目，推动了智能材料的探索。美国各大高校和研究机构，如斯坦福大学、麻省理工学院等，通过与企业的深度合作，已形成产学研高度协同的创新模式，开发了高性能神经形态材料和器件，致力于推动其在军事、医疗、人工智能等领域的应用。
2. 欧盟：欧盟通过“人脑计划”（Human Brain Project）等大型科研项目，积极推动神经形态材料的基础研究，特别是在软硬件结合的神经形态材料上。欧洲各国高校和企业在材料开发、仿生计算、人工智能等领域展开了广泛合作，并尝试将神经形态材料应用于脑机接口、医疗康复等领域。德国、法国等国还致力于构建神经形态新材料的产业链，推动其商业化落地。
3. 日本：日本在神经形态新材料领域的研究同样起步较早，其政府通过创新科技政策加大了对这一领域的投入，试图将神经形态材料技术与其在机器人、人工智能等方面的传统优势相结合。日本的东京大学、大阪大学等机构在仿生材料、神经网络材料等方面进行了广泛研究，日本企业也在智能材料领域有了多项专利技术。
二、我国神经形态新材料发展现状与问题
我国在神经形态新材料领域的研究起步较晚，但已经在基础理论、器件研发和材料制备上初具成果。部分高校和科研机构在柔性材料、生物相容性材料等方面形成了研究特色。然而，我国在这一领域的发展也面临多方面的挑战：
1. 技术积累不足：神经形态材料作为一种新兴材料体系，其核心技术在材料制备、器件设计和工艺控制方面存在较大技术壁垒。我国在核心材料技术研发方面基础薄弱，且专利技术不足，部分关键材料如高性能的柔性导电材料、高效的神经形态器件等仍需依赖进口，限制了自主创新的空间。
2. 跨学科创新人才匮乏：神经形态材料的研发需要跨越材料科学、神经科学、信息科学等多学科领域，但我国在该领域的多学科交叉人才较为稀缺。目前国内科研团队多为材料科学和信息科学的单一学科结构，缺乏神经科学和生物医学等领域的协作，限制了该领域的技术突破。此外，科研资源相对分散，尚未形成具有规模效应的创新网络。
3. 产业链不完善：神经形态材料在我国的市场应用尚处于探索阶段，缺乏产业化支撑和应用落地的成功案例。由于缺乏配套的产业链，上游材料开发、下游应用拓展和中游器件制造的协同不足，限制了新材料的应用推广。同时，市场对神经形态材料的认知度不高，导致研发与市场需求脱节。
4. 政策支持体系不足：国家对神经形态材料的支持政策尚未形成系统性规划。尽管国家对新材料技术的研发给予了一定支持，但对神经形态新材料这一细分领域缺乏专门的政策和专项基金，限制了该领域的快速发展。此外，标准和知识产权体系尚未建立，导致企业在产品开发和推广过程中面临知识产权风险。
三、神经形态新材料产业发展宏观战略建议
为加速我国神经形态新材料产业的发展，建议从以下几方面进行布局和实施，推动技术创新和产业化应用：
1. 加大基础研究投入和核心技术攻关：通过国家重点研发计划，支持高校和科研机构在材料合成、器件结构设计、制备工艺等方面进行深入研究，推进自主知识产权积累。应设立神经形态新材料专项基金，鼓励探索新型材料体系，解决材料制备和加工中的关键难题，提升我国在该领域的技术水平。
2. 加强多学科融合的科研生态建设：建议组建国家级神经形态材料研究中心，联合材料科学、信息科学、生物医学等多领域专家，构建跨学科、多层次的科研团队。推动多学科交叉创新，培养复合型高端人才，提升我国在神经形态材料领域的创新力。支持科研机构和企业引进海外优秀人才，积极参与国际学术交流，提升我国神经形态材料领域的技术话语权。
3. 推动神经形态材料的应用示范和市场推广：以国家重大需求为导向，鼓励和支持神经形态新材料在智能传感、脑机接口、智能制造、智能医疗等领域的应用示范。建议设立国家级应用示范区，探索其在智能机器人、医疗康复、国防安全等领域的应用，形成可复制、可推广的应用案例。通过与龙头企业合作，推动技术的产业化进程，形成产业集聚效应。
4. 完善政策支持和知识产权保护体系：建议出台针对神经形态新材料的政策扶持措施，如税收优惠、资金补贴等，吸引社会资本进入该领域，促进企业创新。国家应着力建立和完善知识产权保护和标准化体系，确保研发成果的有效保护和合理推广。鼓励企业在全球范围内申请专利，参与国际标准制定，提升我国在国际市场上的竞争力。
5. 推动建立神经形态材料产业联盟和创新合作平台：建议搭建全国性的神经形态新材料产业联盟，整合上游材料供应商、中游技术开发企业和下游应用企业的资源，促进技术和市场信息共享。建立产学研协作平台，推动科研成果的产业化应用，形成“从基础研究到应用示范”的完整产业链条。支持国内企业在全球范围内建立技术合作和产品推广平台，推动神经形态新材料的全球化布局。
6. 布局神经形态材料领域的国际合作与竞争：加强与国际先进国家在神经形态材料领域的合作，借鉴欧美等国的先进经验，促进技术引进与消化吸收。积极参与国际相关组织和标准的制定，逐步提升我国在国际神经形态材料产业中的话语权和技术影响力。
四、总结
神经形态新材料作为未来智能系统的重要支撑，在全球科技和经济格局中的地位不断提升。我国应抓住这一新材料技术变革的机遇，通过加大技术投入、优化创新生态、完善政策体系等措施推动神经形态新材料产业的健康发展。唯有坚持技术自主创新、深化产业协作，才能在这一新兴领域中取得国际竞争优势，实现从“跟跑”到“并跑”甚至“领跑”的转变，为我国新材料产业的高质量发展提供强有力的支撑。
