2024硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書-部分1

●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書打造創(chuàng)新經(jīng)濟增長極的全國性、系統(tǒng)性布局，本質(zhì)上是將新質(zhì)生產(chǎn)力布局同區(qū)域創(chuàng)新布局統(tǒng)籌起來，實現(xiàn)重大科技任務、重大平臺、關(guān)鍵人才等要素匯聚，既提升區(qū)域科技創(chuàng)新能力，也與國際科技創(chuàng)新中心建設形成互補發(fā)展、梯次聯(lián)動的創(chuàng)新格局，更好發(fā)揮區(qū)域創(chuàng)新集聚和外溢效應。黨的二十大報告在部署完善科技創(chuàng)新體系任務時強調(diào)，“統(tǒng)籌推進國際科技創(chuàng)新中心、區(qū)域科技創(chuàng)新中心建設”。當前，北京、上海、粵港澳大灣區(qū)三大國際科技創(chuàng)新中心創(chuàng)新能級和引領作用持續(xù)躍升，西安、武漢、成渝、合肥等區(qū)域科技創(chuàng)新中心圍繞各自特色優(yōu)勢，加快區(qū)域協(xié)同配合和輻射帶動，2024年度的《中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書》設置背景篇、產(chǎn)業(yè)篇、城市篇和建議篇四大篇章，嘗試從硬科技創(chuàng)新體系化的角度解讀硬科技助力全球經(jīng)濟復蘇和新質(zhì)生產(chǎn)力形成，在底層邏輯上將科技創(chuàng)新的各要素、各環(huán)節(jié)融合在一起進行思考，特別是將國家創(chuàng)新體系重要組成部分——科技創(chuàng)新中心納入硬科技發(fā)展和實踐的探討中來，并瞄準硬科技創(chuàng)新的全要素生態(tài)提出具有建設性的措施建議。硬科技所涉及的信息、材料、能源、空間等領域均是具有顯著戰(zhàn)略性、引領性、顛覆性和不確定性的未來產(chǎn)業(yè)，希望通過白皮書對未來產(chǎn)業(yè)的全景展示，能夠?qū)τ部萍?、對未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形成共識，深化對未來產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)的認識。同時，以“硬科技”和科技創(chuàng)新中心作為城市篇研究重點，深入剖析了深圳、西安等“雙中心”城市，合肥、武漢等“單中心”城市，以及科創(chuàng)中心建設潛力城市的創(chuàng)新發(fā)展的路徑和模式，全方位、多維度、深層次展示硬科技創(chuàng)新的城市圖景。展望未來，硬科技作為科技領域的頂尖力量，通過長期積累的研究成果，展現(xiàn)出極高的技術(shù)門檻和應用價值。為了形成更多符合新發(fā)展理念的先進生產(chǎn)力質(zhì)態(tài)，需要集中力量在科研成果的創(chuàng)新性和應用性上下功夫，通過硬科技引領科技創(chuàng)新，推動新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，加快生產(chǎn)要素創(chuàng)新配置和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，創(chuàng)造社會全新價值，構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力。硬科技將是建設科技強國不可或缺的重要引擎!2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●背景篇：塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢的關(guān)鍵 1 3 3 3 5 6(一)科技創(chuàng)新中心成為硬科技的策源地和集中地 6 7 7硅谷：為硬科技提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)最佳土壤 7東京：打造以硬科技為中心的創(chuàng)新模式 8 8 9 9 9 (三)科技創(chuàng)新體制機制亟待完善 28 ●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書二、未來能源 三、未來材料 45 48 (三)腦機接口 76 城市篇：推動區(qū)域崛起的重要力量 9 -2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書● 建議篇：構(gòu)建硬科技創(chuàng)新的全要素生態(tài) ●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書— (一)開展全方位鏈式協(xié)同攻關(guān) (三)建設創(chuàng)新型場景應用平臺 (二)健全符合科技金融發(fā)展容錯機制 (二)聚焦專業(yè)服務，打造全鏈服務 (三)完善政策體系，構(gòu)建包容環(huán)境 -2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢的關(guān)鍵-2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●第三年放緩，從2023年的2.6%降至2024年的經(jīng)濟復蘇，經(jīng)濟增速呈現(xiàn)放緩的趨勢。從長期來是，我國經(jīng)濟正在經(jīng)歷“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)、換動濟制度、文化價值規(guī)范以及分配機制、激勵機制●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書端科技供給能力仍舊與國外發(fā)達國家存在明顯差深刻調(diào)整，部分國家推行單邊主義、貿(mào)易保護主新驅(qū)動轉(zhuǎn)型。對于知識系統(tǒng)而言，必須有新的知 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●的互相平衡、共同發(fā)展，堅實支撐新質(zhì)生產(chǎn)力形Technology)是指“事關(guān)國家戰(zhàn)略安全和綜合國產(chǎn)力發(fā)展的核心引擎，同時其本身也是新質(zhì)生產(chǎn)●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書動未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵動力，硬科技在未來信未來健康、未來制造、未來能源、未來材料、未來通過提供突破性的解決方案，推動了新產(chǎn)業(yè)的形成和產(chǎn)業(yè)模式的變革，因而加快形成新型生產(chǎn)關(guān)形成、保護、解放和發(fā)展新的生產(chǎn)力，進而形成新硬科技作為構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力不可或缺的重要引模式，為經(jīng)濟社會發(fā)展注入強勁動力，不斷推動新次重大技術(shù)革命出現(xiàn)后的歷史機遇期。近現(xiàn)代以一次重大技術(shù)革命及相應的產(chǎn)業(yè)革命所帶來的歷史點，展現(xiàn)出科技創(chuàng)新資源密集、科技創(chuàng)新活動集中、科技創(chuàng)新實力雄厚、科技成果輻射范圍廣可以在一定時期內(nèi)產(chǎn)生大量顛覆性技術(shù)和成果，從而在全球價值網(wǎng)格中發(fā)揮顯著增值作用并占據(jù)領導品、新產(chǎn)業(yè)的策源地，而且是全球先進文化和先進動和文化引領四大功能。首先是科學研究功能，集聚眾多世界一流大學和科研機構(gòu)，集人才培養(yǎng)與知是技術(shù)創(chuàng)新功能，集聚大量世界級的科技型企業(yè)和跨國公司以及風險投資公司，在知識創(chuàng)新的基礎上同時能推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)特別是制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級高城市和國家實體經(jīng)濟競爭力。最后文化引領功能，科技進步和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新會催生新的生產(chǎn)生活方式，塑造新的商業(yè)文化，從而引領全人類的文化發(fā)習近平總書記在2024年中央經(jīng)濟工作會議上歷以顛覆性技術(shù)和前沿技術(shù)催生新產(chǎn)業(yè)、新模技創(chuàng)新集群，大量硬科技領域的顛覆性技術(shù)不斷催生新產(chǎn)業(yè)，為產(chǎn)業(yè)體系帶來“無中生有”的新增自然的能力和效率，通過融合效應改變生產(chǎn)力的組合結(jié)構(gòu)帶來生產(chǎn)力質(zhì)變。面對日趨激烈 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●中國，客觀上需要一批高能級的科技創(chuàng)新中心來引和質(zhì)量，為經(jīng)濟發(fā)展注入了新的動力。如前所述，更迭、生產(chǎn)關(guān)系變換、民眾生活方式巨變。每一個這也意味著哪個國家能夠率先引領新一輪科技革一輪經(jīng)濟發(fā)展。從科技創(chuàng)新最新進展來看，以光之間、技術(shù)之間交叉融合不斷迸發(fā)顛覆性創(chuàng)新熱生產(chǎn)力要素重新組合提供更高能級載體。同時，知重構(gòu)全球科技和經(jīng)濟版圖，加速形成全球創(chuàng)新網(wǎng)性、節(jié)點性城市，皆是要厚植科技創(chuàng)新土壤，瞄準成為本國、本地區(qū)甚至全球創(chuàng)新資源的集聚中心和創(chuàng)新活力控制中心，進一步推動新一輪科技革命和種全球創(chuàng)新格局和國際競爭形勢，我國也提出了一不是瞄準科技創(chuàng)新最前沿領域，競逐“硬科技”以全球創(chuàng)新“圣地”硅谷為腹地的美國“舊金山灣區(qū)”,依托硅谷地區(qū)知識、資本的外溢和輻射，圣何塞的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群、奧克蘭的高端制造業(yè)，以及舊金山的專業(yè)科技服務，通過長期發(fā)展構(gòu)筑了一個“硬科技(輻射)+產(chǎn)業(yè)(網(wǎng)絡)+制度(環(huán)境)”的全球創(chuàng)新中心。從1950年至今，每10年硅谷就會誕生一個世界性的產(chǎn)品，顛覆或創(chuàng)造一個全新產(chǎn)業(yè)。硅谷最為突出的特點就是——開放●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書片、計算機和軟件領域到如今加快發(fā)展的人工智量相對較小，東京城市圈占到日本人口的1/3,日面，東京也非常突出”。集結(jié)大阪大學、京都大“硬科技之谷”(KeyTechValle 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●康、集成電路為主的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和以生命科3個國家實驗室(張江、浦江和臨港國家實驗室),以及李政道研究所、張江復旦國際創(chuàng)新中科技創(chuàng)新是國家強盛和民族興旺的動力源動發(fā)展成效顯著,科技進步貢獻率已超過60%,在新的體制機制有待理順、科技與產(chǎn)業(yè)融合有待深外依賴度也將呈現(xiàn)上升趨勢。因此，堅持改革開技術(shù)、數(shù)字空間等領域擴大對傳統(tǒng)安全概念的定瓦解和新供應鏈體系的重構(gòu)。例如，在半導體領●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書美元)還是數(shù)量(2791筆)均已回落至近10年低國一級市場中來源于美國的投資占比從2015年的互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能等新興技術(shù)的突想所需的同時，也加速了“深度偽造”技術(shù)的發(fā)從而進一步加劇針對不同群體的精準“控制”和式人工智能生成虛假新聞等，人工智能誤判、濫和意識的歸屬問題。隨著人工智能系統(tǒng)的日益復 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●的問題依然存在，抑制了科技人才的創(chuàng)新創(chuàng)由風險容忍度更高的直接融資和股權(quán)融資提供支量初創(chuàng)期和成長期科技型企業(yè)融資難矛盾日漸突占20%,能形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模的只有5%,遠低于西方發(fā)達國家40%的水平。我國科技經(jīng)濟“兩張皮”問●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書中的參與度和話語權(quán)仍然不足，企業(yè)研發(fā)投入較心種源等短板技術(shù)產(chǎn)品的進口依賴度和集中度較高，面臨技術(shù)封鎖和關(guān)鍵零部件“斷供”風險。引領第四次工業(yè)革命的核心，算力是AI競爭的關(guān)鍵。美國通過對光刻機、高端芯片禁售，對我國 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書● 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●…………照…1.進群福利：進群即領萬份行業(yè)研究、管理方案及其他學習資源，直接打包下載…………照…非2.非3.報告查詢：群里直接咨詢，免費協(xié)助查找知識星球行業(yè)與管理資源專業(yè)知識社群：每月分享8000+份行業(yè)研究報告、商業(yè)計劃、市場研究、企業(yè)運營及咨詢管理方案等，涵蓋科技、金融、教育、互聯(lián)網(wǎng)、房地產(chǎn)、生物制藥、醫(yī)療健康等；已成為投資、產(chǎn)業(yè)研究、企業(yè)運營、價值傳播等工作助手。來產(chǎn)業(yè)，這是牢牢把握未來發(fā)展主動權(quán)的戰(zhàn)略選步全面深化改革推進中國式現(xiàn)代化的決定》中又的關(guān)鍵技術(shù)，需要一定時間來進行深度培育和孵因此，白皮書產(chǎn)業(yè)篇按照“制造、信息、材未來能源未來材料未來能源未來材料未來制造未來信息未來空間太陽能光伏第三代半導休太陽能光伏第三代半導休留數(shù)裝籍再制造超導材料造留數(shù)裝籍再制造超導材料造●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書(一)光子包括光刻機、刻蝕機、外延設備等；中游為光芯市場規(guī)模。根據(jù)LightCounting數(shù)據(jù)顯示，CAGR為16%,發(fā)展空間廣闊。得益于光芯片國產(chǎn)化內(nèi)預測，2024年中國光芯片市場規(guī)模將增長至(1)激光器芯片。根據(jù)諧振腔制造工藝不 (工業(yè))高功率、(通信)高速率。布局創(chuàng)新性激 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●(2)光電探測芯片。光電探測器整體上可分為兩大類：一類是光熱探測器，一類是光子探測形態(tài)計算(類腦計算)以及量子計算等應用場景。光子制造包括超快激光制造和激光增材制造設備成本30%—50%。下游應用可分為消費電子領上游：光學材料及元器件上游：光學材料及元器件晶體、光纖材料激光芯片泵浦源振鏡光纖合束器中游：激光器及激光設備激光器JPT光譜Coh精準醫(yī)療消費電子高端制造前沿科研圖3激光制造產(chǎn)業(yè)鏈市場規(guī)模。LaserFocusWorld數(shù)據(jù)測算，(1)超快激光制造。超快激光技術(shù)的加工制及器件陣列制備與集成工藝相兼容，保證高質(zhì)量、高均一性微型器件及其陣列的快速制備，實現(xiàn)目標100μm以下的微孔，是近年各國大力型加工技術(shù)。相比傳統(tǒng)的超聲清洗只能達到60%的(2)激光增材制造。激光增材制造技術(shù) (LAM)是一種以激光為能量源的增材制造技術(shù)。激光能量密度高，可實現(xiàn)難熔金屬和合金的成形制造。LAM技術(shù)可滿足現(xiàn)代工業(yè)對難加工金屬構(gòu)件短目前，最具代表性的激光增材制造工藝為激熔化(SLM)和激光近凈成形(LENS)技術(shù)。植入體激光增材制造技術(shù)研究主要包括生物活性材料的術(shù)手段，并逐步成為產(chǎn)品研發(fā)設計、創(chuàng)新創(chuàng)意及個性化產(chǎn)品的實現(xiàn)手段以及新藥研發(fā)、臨床診斷與治光傳感器通常是指能夠敏銳感應紫外光到紅外光的光能量，并將光能量轉(zhuǎn)換成電信號的器件。這敏度高，響應速度快，具有較高的響應頻率。光子一步利用光線的干涉、反射、遮擋甚至透射等去測量多種物理量，例如速度、溫度、尺寸、位移等用產(chǎn)業(yè)鏈情況。光傳感產(chǎn)業(yè)的上游主要是光學器場競爭比較充分，下游使用范圍涉及物聯(lián)網(wǎng)應用層面的智能工業(yè)、智能交通、智能電力、智能物約150億美元。近年來，在智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)、智能移動終端、智能制造、機器人、智能電網(wǎng)、石油 長的主要力量，2023年中國光傳感市場規(guī)模約為機、電腦顯示器、LED背光、智能手機、數(shù)碼相機流的攝像頭都使用CMOS傳感器進行信號轉(zhuǎn)換，(2)激光雷達。激光雷達是采用激光發(fā)射器掛牧模塊激光發(fā)S模擬芯片寬、極低傳輸損耗、較低成本和高保真等優(yōu)勢，光元器件，包括光學材料及元件、光學器件及光模信設備；最后電信運營商等采購通信設備進行組網(wǎng)●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書上游上游光器件中游下游數(shù)據(jù)通信市場光芯片電信市場光模塊圖6光通信產(chǎn)業(yè)鏈市場規(guī)模。2020年全球光通信行業(yè)規(guī)模達到2020—2026年，數(shù)通市場將由53億美元增長至信號，并經(jīng)過前置放大器后輸出相應功率的電信主，芯片內(nèi)部包含光芯片、電芯片及其他外圍器游由光芯片和電芯片兩部分組成，從芯片制造材 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●將達到260億美元。未來幾年，全球各大芯片企(1)光學神經(jīng)網(wǎng)絡計算技術(shù)。主要基于空間學計算。與基于電子晶體管的二進制數(shù)字計算不線性函數(shù)激活等基本算子，可實現(xiàn)光脈沖神經(jīng)網(wǎng)(2)光量子計算技術(shù)。基于光學伊辛機技(二)量子略規(guī)劃和投資概況來看，美國自2018年啟動為期各成員國的配套，總經(jīng)費超過40億歐元。2021年1月，法國啟動量子技術(shù)國家行動計劃，5年投資18億歐元。2023年3月，英國發(fā)布《國家量子戰(zhàn)資，并吸引至少10億英鎊的額外私人投資。2023年，德國政府通過“量子技術(shù)行動計劃”,將在新世紀以來，黨中央多次強調(diào)量子科技關(guān)鍵技術(shù)前瞻戰(zhàn)略布局，將其列為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要新世紀以來，黨中央多次強調(diào)量子科技關(guān)鍵技術(shù)前瞻戰(zhàn)略布局，將其列為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要一環(huán)，國家多部頂層設計規(guī)劃和專項規(guī)劃均將量子納入關(guān)鍵前沿領域的戰(zhàn)略研究和技術(shù)融通創(chuàng)新。2024年，中央政府工作報告提出，要開辟量子技術(shù)等新賽道，創(chuàng)建一批未來產(chǎn)業(yè)先導區(qū)。工信部等七部門發(fā)布《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》,提出圍繞量子信息等專業(yè)領域制定專項政策文件，形成完備的未來產(chǎn)業(yè)政策體系。數(shù)據(jù)顯示，2023年全球量子信息投資規(guī)模達到386億美元，其中中國投資總額達150億美元，位居全球第一，中國是目前唯一在光學和超導兩種物理體系都達到“量子計算優(yōu)越性”里程碑的國家。量子科技作為前沿科技領域，其研究與應用探索正以前所未有的速度發(fā)展，展現(xiàn)出廣闊的前景。從量子科技的國際應用情況來看，主要包含量子計算、量子通信、量子測量三大領域，此外還有抗量子密碼等衍生領域。量子計算利用量子比特的疊加態(tài)和糾纏態(tài)進行計算，有望解決傳統(tǒng)計算機難以處理的復雜問題，未來可能在藥物發(fā)現(xiàn)、材料科學、糾纏和量子密鑰分發(fā)實現(xiàn)安全、高效的信息傳輸，未來目標是構(gòu)建全球性的量子互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)絕對安全的信息傳輸。量子測量利用量子系統(tǒng)的超高靈敏度，能夠進行精密測量，未來將在精密工程、時間糾纏和量子密鑰分發(fā)實現(xiàn)安全、高效的信息傳輸，未來目標是構(gòu)建全球性的量子互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)絕對安全的信息傳輸。量子測量利用量子系統(tǒng)的超高靈敏度，能夠進行精密測量，未來將在精密工程、時間標準、物理常數(shù)測定等方面發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用。抗量子密碼旨在開發(fā)新的加密算法，確保在量子計算機時代的信息安全，將成為網(wǎng)絡安全的新基石?？偟膩砜?，量子科技在多個細分領域都取得了顯著進展，其發(fā)展速度和應用潛力表明，量子科技將成為未來科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力。時間(年)國家/地區(qū)(美元)國家量子技術(shù)投資法國德國國家量子計算平臺法國美國4個量子項目1.53億/年國家量子戰(zhàn)略國家量子戰(zhàn)略(NQS)英國10年投資31.8億國家量子戰(zhàn)略國家量子技術(shù)戰(zhàn)略韓國國家量子任務印度2030年前投資7.2億中長期發(fā)展路線1開發(fā)用例和業(yè)務模型；2開發(fā)光間和衛(wèi)星鏈路的可信節(jié)點網(wǎng)絡功組件7標準化QKD衛(wèi)星和地面站用相關(guān)的參數(shù)基準；9演示基本鏈接、應用程序1遠距離量子中繼器；與設備無關(guān)的QRNG和QKD;育和吸引未來勞動力；1容錯應用量子計算機的實2確定具有優(yōu)勢的算法和用3啟動更深的算法；5量子器件物理、量子位和柵極控制；等領域合作；7標準等。1具有量子誤差校正和強大量算機的通用門；2具有量子優(yōu)勢的量子算法；3建立能夠制造所需技術(shù)的制造,包括集成光子、低溫和超導電子產(chǎn)品；支持儀器制造商和軟件公司；子位和柵極控制量、子存儲器、學、件封裝；6擴展量子算法套件；優(yōu)化編器和編譯庫演示自動化系統(tǒng)控制和調(diào)優(yōu)；塊庫，集10協(xié)調(diào)材料科學、理論和低溫機科學領域研究。下游：應用與服務下游：應用與服務量量測進行首次標準化；2研發(fā)光電集成芯片；程；6可移動光學時鐘原型；和壓力傳感器原型；或亞散電噪聲顯微鏡等。5量子增強的測量和成像設備；6商業(yè)產(chǎn)品，例如新型磁共振成子干涉儀；量子計算是基于量子力學的新型計算方式，利用量子疊加和糾纏等物理特性，以微觀粒子構(gòu)成的量子比特為基本單元，通過量子態(tài)的受控演化實現(xiàn)計算處理。隨著量子比特數(shù)量增加，量子計算算力可呈指數(shù)級規(guī)模拓展，理論上具有經(jīng)典計算無法比擬的巨大信息攜帶和超強并行處理能力，以及攻克經(jīng)典計算無解難題的巨大潛力。量子計算主要為計算困難問題提供高效解決方案，實現(xiàn)突破經(jīng)典計算極限的算力飛躍，量子計算與經(jīng)典計算長期并存，相輔相成。量子計算機作為執(zhí)行量子計算任務的設備，以量子比特為基本運算單元。產(chǎn)業(yè)鏈情況。量子計算產(chǎn)業(yè)鏈主要包含上游核心元器件、中游整機制造與軟件算法、下游的應用與服務等環(huán)節(jié)。產(chǎn)業(yè)鏈上游核心元器件主要包括環(huán)境系統(tǒng)、測控系統(tǒng)以及其他關(guān)鍵器件。其中環(huán)境系統(tǒng)主要包括低溫組件、稀釋制冷機以及真空設備等。測控系統(tǒng)主要包括微波測控系統(tǒng)、光學探測器等。其他關(guān)鍵器件主要包括芯片、高性能激光器等。產(chǎn)業(yè)鏈中游主要包括量子計算機整機制造、軟件算法環(huán)節(jié)。其中整機制造環(huán)節(jié)按技術(shù)路線分，主要包括超導量子計算機、離子阱量子計算機、光量子計算機、半導體量子計算機以及中性原子量子計算機等。軟件算法環(huán)節(jié)主要包括操作系統(tǒng)、編程語言、集成開發(fā)環(huán)境等。產(chǎn)業(yè)鏈下游應用與服務環(huán)節(jié)是指使用量子計算技術(shù)來提供應用和服務，應用場景覆蓋金融、化工、制藥、交通、物流等多個領市場規(guī)模。量子計算2023年產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到47億美元，預計2035年總市場規(guī)模有望達到8117億美元。根據(jù)ICV的報告，2023年全球量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到47億美元，2023至2028年的年平均增長率 (CAGR)達到44.8%,有望實現(xiàn)高速增長。2027年，專用量子計算機預計將實現(xiàn)性能突破，帶動整體市場規(guī)模達到105.4億美元。在2028年至2035中游：量子計算機整機制造 真空設備 中性原子量子計算機編程語言芯片高性能激光器●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書泛應用，到2035年總市場規(guī)模有望達到8117億美(1)超導量子計算。超導量子計算是以超導自由度導致量子比特耗散和退相干等問題有待突苛刻(超低溫)等均是超導量子計算實現(xiàn)過程中不化和探測。離子阱量子計算機具有量子比特品質(zhì)鏈；二是由于外加激光強度、頻率及相位的不穩(wěn)(3)光量子計算。光量子計算通過將量子比(4)半導體量子計算。半導體量子計算通過上，并利用外部電場、磁場或光場等手段進行操性原子量子計算具有相干時間較長、相互作用可2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●2003美國DARPA北京/合肥者，解決光源安全漏洞空間光學實驗QKD演示力論奠實理首次實現(xiàn)室內(nèi)空量子密鑰次13kmQT家首次證量子量隱息量子通信葉子理立量信堅二紀下游：應用與服務芯片下游：應用與服務芯片保密通信量子防偽身份識別物聯(lián)網(wǎng)電學芯片、光學芯片)、量子光源、單光子探測密網(wǎng)絡運營以及包括新一代的加密算法、安全協(xié)中游：網(wǎng)絡傳輸線路及系統(tǒng)平臺組網(wǎng)設備和網(wǎng)絡管理軟件平臺網(wǎng)絡建設集成保密網(wǎng)絡運營圖9量子通信產(chǎn)業(yè)鏈●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書年復合增長率為89%。我國量子通信市場規(guī)模由增長率為17.3%。中商產(chǎn)業(yè)研究院分析師預測，(1)量子隨機數(shù)發(fā)生器。量子隨機數(shù)發(fā)生器(2)量子密鑰分發(fā)設備。量子密鑰分發(fā)能夠何竊聽行為被合法用戶發(fā)現(xiàn)，確保通信的安全保(3)量子保密通信網(wǎng)絡技術(shù)。量子保密通信觀粒子，如原子、光子等量子態(tài)制備、測量和讀2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●中游：測量儀器下游：應用與服務真空系統(tǒng)電子元器件時間測量貫性測量醫(yī)療檢測能源勘探定位導航游是測量儀器，主要包括時間測量(原子鐘)、磁場測量(量子磁力計)、重力測量(量子重力儀、螺儀)、探測測量(量子天線、量子雷達)等。量量儀器。具體來看，2022年，量子磁場測量儀器(量子磁力計)市場份額排名第一，為41%,其次為量子時間測量儀器(量子時鐘),市場占比磁波具有極高的精確度和穩(wěn)定性，測量其共振頻率不同，常見的原子鐘主要有銫原子鐘、氫原子●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書(2)量子磁場測量。量子磁場測量的主要產(chǎn)疊加等量子系統(tǒng)特殊性質(zhì)進行高靈敏度的磁場測(3)量子重力測量。量子重力測量通過量子(4)量子慣性測量。量子慣性測量主要產(chǎn)品(三)人工智能指南(2024版)》,人工智能產(chǎn)業(yè)鏈包括基礎層、智能發(fā)展戰(zhàn)略。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況來看，美國在算球首款動態(tài)視覺專用人工智能處理器；日本在“AI+”應用領域做出了多重探索，開展醫(yī)療機器人、服務機器人等商品應用。根據(jù)研究機構(gòu) 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●算法算法分類聚類數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)集結(jié)構(gòu)化標注數(shù)據(jù)量框架/操作系統(tǒng)TensorFlowCaffTheanoPyTorchTransformer整體解決方案消費類終端產(chǎn)品旅游金融安防交通教育零售醫(yī)療制造基礎層智能市場規(guī)模約11879億元，預計2030年達到交通、制造等場景應用的AI企業(yè)，但在AI芯片、規(guī)模達5784億元。1.AI芯片追趕狀態(tài)。除此之外，還有類腦芯片、仿生芯片圖形處理器圖形處理器(GPU)算力比終端強，分擔云端的數(shù)據(jù)處理壓力●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書規(guī)模的兩倍以上，達到1194億美元。2024年中國AI芯片市場規(guī)模將達到2302億元，同比增長達技術(shù)和應用領域。從短期看，異構(gòu)計算成為中利用不同類型的處理器(CPU/GPU/ASIC等)協(xié)同AI基礎數(shù)據(jù)指的是那些數(shù)據(jù)量巨大、類型多制度體系?！痹紨?shù)據(jù)無用或無效的數(shù)據(jù)高效完成數(shù)據(jù)標注行模型測試并將測試結(jié)果反饋給模型訓練人員，通過不斷地調(diào)整參數(shù)便獲得性能更好的算法模型 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●強大的算力基礎、海量的數(shù)據(jù)集、大量的存儲空數(shù)規(guī)模以上的大模型，其中自然語言處理 型較少，涌現(xiàn)出盤古、悟道、文心一言、通義千問、星火認知等預訓練大模型，整體上與ChatGPT—3水平相當，與ChatGPT—4仍有較大差主要涉及模型構(gòu)建，目前，Transformer架構(gòu)在市場規(guī)模。中國大模型市場呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢，根據(jù)億歐智庫發(fā)布的《2024年中國“百模大破600億元，2023—2027年的復合年均增長率達式與應用價值已成為大模型商業(yè)化落地的重要方 能硬件等六個應用類型。AIGC以其真實性、多樣●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書質(zhì)檢等應用；金融領域有智能投研助理、智能客(四)第三代半導體是指以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅 帶半導體材料，其中碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)是第三代半導體材料的典型代表。第三代基站、衛(wèi)星通訊等；功率電子器件，如新能源汽產(chǎn)，最終應用于新能源汽車、5G、通信設備、消超過1/3,呈現(xiàn)美國、歐洲、日本三足鼎立態(tài)勢，如美國的Wolfspeed、II—VI、安森美，歐洲的機等，均為行業(yè)內(nèi)的佼佼者。綜合Yole等公司數(shù)行業(yè)市場規(guī)模約為152.15億元。其中氮化鎵 (GaN)半導體規(guī)模約為79.72億元，碳化硅 (SiC)半導體規(guī)模約為64.86億元。預計到2029年，中國第三代半導體材料整體市場規(guī)?；蜻_到硅[Si]、鍺[Ge]、固溶體[G[砷化鎵(GaAs),[Zn0],鋁氮[AIN]應用99%的集成電路高速、高頻、高功高福射抗性、高效高純度、良好導寬帶隙、高擊穿電缺點未明確列出仍在起步階段，尚 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●體材料，其主要特點是能隙很寬，為3.4電子伏產(chǎn)業(yè)以IDM企業(yè)(集成設備制造商)為主，其中市場規(guī)模。2022年，國內(nèi)GaN外延產(chǎn)能達到100.2萬片/年(折合4英寸),相較于2021年增加芯片/器件2022年產(chǎn)能達到76萬片/年，相較于2021年增加31%,初步統(tǒng)計2023年產(chǎn)能達82萬片/資源，GaN產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將再次提速。根據(jù)Yole預中GaN射頻器件市場規(guī)模將預計增至24億美元，增長至2026年的11億美元，對應的年均增長率為(1)在射頻電子領域，GaN射頻器件大有可外延中游激光二極管圖17氮化鎵(GaN)產(chǎn)業(yè)鏈應用在5G基站中更加合適。根據(jù)Yole預測，到增長率為21%,其中無線通訊應用規(guī)模將達到7.52億美元，同比增長147.43%,射頻相關(guān)應用規(guī)模從200萬美元大幅增長至1.04億元，增長近50(2)在光電子領域，GaN光電子市場成長快速。GaN光電器件產(chǎn)品主要包括Mini—LED和適配器等領域具有相當?shù)臐B透潛力?？斐鋷?8%,增加5%續(xù)航，目前已有豐田、寶馬等多家汽SiC是一種無機物，是用石英砂、石油焦(或產(chǎn)業(yè)鏈情況。SiC產(chǎn)業(yè)鏈主要包括襯底、外先將碳粉和硅粉在高溫下反應得到高純度SiC微粉，然后將其放在單晶生長爐中高溫升華形成SiC晶體，最后SiC晶體通過晶錠加工、切割、研底上一般會沉積一層高質(zhì)量的外延材料。導電型市場規(guī)模。在電動汽車等應用拉動下，國內(nèi)94萬片/年(折合6英寸),相較于2021年增加30.6%;外延產(chǎn)能達到84萬片/年(折合6英寸),相化硅模塊主要生產(chǎn)商包括STMicroelectronics、 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●用更廣泛，所以其市場空間也較半絕緣型襯底要元，復合增速達到25%,且其中用于功率器件的導用的主要領域是電驅(qū)逆變器、車載充電機 碳達峰、碳中和已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略，尤其是(一)核聚變核聚變(NuclearFusion)是兩個輕要對等離子體進行約束，約束方式主要有引力約第一壁材料：物高溫超導帶材：金屬銅第一壁材料：物高溫超導帶材：金屬銅二氧化鈰哈氏合金氧化鎂氧化鋁氘氚燃料：府承諾牽頭制訂未來十年的聚變能發(fā)展戰(zhàn)略，英國家時間美國英國聚變能國家戰(zhàn)略德國企業(yè)共同研發(fā)，目標建日本龐堆一商用堆。1958年，世界上首個托卡馬克裝置證核聚變技術(shù)商業(yè)化的可行性。ITER項目預計時間段重要節(jié)點第一步(2005—2015年)第二步(2015—2030年)第三步(2030—2050年)產(chǎn)業(yè)鏈情況?？煽睾司圩儺a(chǎn)業(yè)鏈上游主要是原料供應，包括金屬鎢、銅等第一壁材料，各類有色金屬等高溫超導帶材原料和氘氚燃料。這些原材料是建造核聚變裝置的基礎，如鎢和銅是核聚變反應器第一壁的重要材料，各類金屬化合物是制造高溫超導磁體的重要原材料，重水、Li6則是實現(xiàn)核聚變反應的必要原料。中游主要是技術(shù)研發(fā)與設備制造，也是整個產(chǎn)業(yè)鏈的核心，涉及核聚變技術(shù)的研發(fā)以及設備的生產(chǎn)制造。核心設備包括反應器內(nèi)的第一壁、偏濾器、高溫超導磁體等關(guān)鍵組件。這些設備的設計與制造需要極高的精度與可靠性，以保證核聚變裝置能夠安全穩(wěn)定運行。其中超導磁體占總投資成本40—50%,是裝置運行的核心部件。下游為應用2030年有望達到4965.5億美元，2024—2030年公司中，有65%認為可以在2035年前可實現(xiàn)向瓦材料、中間熱沉CuCrZr(鉻鋯銅)合金材料和●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書鉍、鍶礦硼礦中游超導電纜超導儲能超導濾波為低溫超導材料和高溫超導材料。一般認為，值的主要有鉍系、釔系和二硼化鎂(MgB2)材料損耗，這可以縮小超導磁體構(gòu)建的磁約束裝置體關(guān)鍵，而面向等離子體部件(Plasmafacing(二)氫能 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●家更是將氫能規(guī)劃上升至國家能源戰(zhàn)略高度。美略和路線圖(草案)》,指出到2050年清潔氫能將貢獻約10%的碳減排量，到2030年、2040年和入政府工作報告，明確將推動加氫等設施建儲能、氫能技術(shù)進步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展；2021年3月，長期規(guī)劃(2021—2035)》提出到2030年，形成較●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書國家他源體系重委血成分國家他源體系重委血成分器化地地別的路集封存與利用(CCUS)后所獲的“藍氫”,以及鏈中游為氫能的儲運，主要包含儲存、運輸和加商用車、船舶等)、工業(yè)及能源領域(固定式電站、氫能冶金)、建筑領域(儲能發(fā)熱發(fā)電)的應端能源體系占比約10%,2060年占比將達約15%,成用三大環(huán)節(jié)，上游與中游的氫氣“制—儲—運—上游上游化石能源制氫(煤、天然氣)液態(tài)運輸電解水制氫客車物流車有軌電車叉車鋼材還原材料交通運輸領域石化脫硫提質(zhì)氣態(tài)運輸固態(tài)運輸工業(yè)領域下游中游優(yōu)點缺點適用范圍能源煤及去除雜質(zhì)甲醇、石油煉制天然氣電解電、水尚未實現(xiàn)規(guī)模高堿、輕烴利用等須提純及雜質(zhì)大規(guī)模集中化的氫能供應源合成氨、石油煉制農(nóng)作物、低水理利用核能友甲發(fā)熱制水原料豐富2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●成本的適用于高壓臨氫環(huán)境的新材料是研發(fā)的重253℃,使其液化并儲存在低溫絕熱容器中，液氫●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書氫拖車的10倍以上，運輸效率提高，綜合成本降軍工領域。氫的鐵路運輸應用較少，且一般與液氨儲氫技術(shù)結(jié)合?，F(xiàn)階段，中國普遍采用20MPa氣態(tài)船運輸?shù)瘸Ｒ?guī)運輸方式，管網(wǎng)運輸是實現(xiàn)氫基能源大規(guī)模、長距離輸送最經(jīng)濟、最節(jié)能的方案，主要4.加氫的國產(chǎn)化進程，降低加氫站的建設成本，是促進氫業(yè)發(fā)展報告》,目前一座加注能力500kg/d的固定式加氫站投資規(guī)模大約需要700萬—1200萬元(不含土地成本),相當于傳統(tǒng)加油站的3倍，除建設氫市場規(guī)模、氫源供應、加氫站類型不一，且制氫、儲運、加氫各環(huán)節(jié)的商業(yè)模式還未成形，因此，不同區(qū)域、不同模式的加氫站氫氣銷售價格差異較大，部分加氫站處于盈虧平衡或虧損狀態(tài)。主要應用在工業(yè)和交通領域，在建筑、發(fā)電等領域仍然處于探索階段，有助于多個工業(yè)領域?qū)崿F(xiàn)低碳式之一，可通過氫燃料電池、氨一氫燃料電池、甲醇內(nèi)燃機等降低長距離高負荷交通對石油和天然氣的依賴。目前國內(nèi)氫能重卡、甲醇汽車等已產(chǎn)。未來，技術(shù)攻關(guān)將集中在大容量燃料電池發(fā)動再生能源發(fā)展。相較于抽水儲能、壓縮空氣儲電化學儲能等，氫儲能具有無自衰減、能量密電，為家庭住宅、商業(yè)建筑等供應供熱，或通過天然氣摻氫為園區(qū)或居民供暖，有效解決工業(yè)園區(qū)、(三)太陽能光伏近年來，能源體系綠色低碳轉(zhuǎn)型成為產(chǎn)業(yè)變革的主旋律之一，可再生能源的進一步開發(fā)以及現(xiàn)有措。太陽能光伏發(fā)電具有能源來源路徑短、轉(zhuǎn)換效能。整個系統(tǒng)的工作原理依賴于光生伏打效應，即當光子(太陽光中的能量單元)照射到光伏電池上時，會激發(fā)電子從價帶躍遷到導帶，從而在電子和20世紀50年代初步應用于航天領域到現(xiàn)在廣泛部署為促進太陽能光伏的發(fā)展，世界各國相繼出臺2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●上游中游下游多晶硅料光伏電池冶煉級工業(yè)硅單晶電池多晶電池光伏發(fā)電應用光伏電站互用光伏硅棒/硅錠/硅片組件單晶硅棒多晶硅錠單晶硅片、多晶硅片光伏組件了相應的產(chǎn)業(yè)支持政策，包括補貼政策、稅收優(yōu)惠、貸款支持等諸多方面，旨在降低光伏產(chǎn)品的成持太陽能光伏的發(fā)展。日本為居民和企業(yè)提供了補設。韓國通過可再生能源配額制(RPS)和光伏補知》,提到2030年規(guī)劃建設風光基地總裝機約455GW,其中“十四五”和“十五五”時期規(guī)劃建設風光基地總裝機約200GW和255GW。2022年，國家發(fā)展改革委等9部門聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”可再發(fā)電量增量在全社會用電量增量中的占比超過50%,風電和太陽能發(fā)電量實現(xiàn)翻倍”。2023年以來，政府部分對于光伏產(chǎn)業(yè)的指導集中在頂層規(guī)劃、技術(shù)整合，市場交易、管理規(guī)范、金融投資層面，推動光伏行業(yè)的規(guī)范化發(fā)展，引導提高能源自主性，加快形成產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的標準體系和市場環(huán)境，實現(xiàn)從高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)變。2023年6月，國家能源局發(fā)布《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》,制定轉(zhuǎn)型“三步走”路線，到2030年，推動新能源成為發(fā)電量增量主體，裝機占比超過40%,發(fā)電量占比超過20%。產(chǎn)業(yè)鏈情況。光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路線可分為晶體棒/硅錠生產(chǎn)、硅片制造、太陽能電池制造、組件生產(chǎn)、光伏產(chǎn)品生產(chǎn)和光伏發(fā)電系統(tǒng)等，可分為上、中、下游三個環(huán)節(jié)。上游包括多晶硅原料生產(chǎn) (硅礦石的開采與冶金硅、工業(yè)硅的冶煉提純、多晶硅的制備提純)、單晶硅棒的拉制/多晶硅鑄錠；中游包括單晶/多晶硅片的加工與切割、單晶/多晶硅電池片、電池組件的生產(chǎn)制造；下游包括光伏系統(tǒng)集成、光伏發(fā)電及光伏產(chǎn)品生產(chǎn)。在多晶投資、技術(shù)支撐都需要高投入；在多晶硅鑄錠及單●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書業(yè)競爭力的關(guān)鍵因素；在電池組件、系統(tǒng)集成環(huán)技術(shù)光伏產(chǎn)業(yè)鏈支撐業(yè)包含輔料及設備，主要包市場規(guī)模。在全球各國產(chǎn)業(yè)政策的不斷推動大。2023年全球太陽能光伏新增裝機容量達到背鈍化(PERC)太陽電池技術(shù)取代常規(guī)鋁背場 BC電池市場此%Rw算場比比%圖24光伏電池技術(shù)占比變化及預測池包括Al—BSF(鋁背場電池)和PERC(鈍化發(fā)射極和背面電池),N型電池主要包括TOPCon(隧穿氧化層鈍化接觸電池)、HJT(本征非晶層異質(zhì)結(jié)氧化硅，再沉積一層重摻雜的多晶硅薄膜。目前TOPCon電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率超過24%,理論極限為用非晶硅沉積的方式形成異質(zhì)結(jié)作為鈍化層。BC電池是背接觸結(jié)構(gòu)光伏電池的泛稱，包括 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書● 率紀錄達到22.1%,組件量產(chǎn)最高效率達19.3%左右，產(chǎn)線平均效率為15—19%;銅銦鎵硒 (CIGS)薄膜太陽能電池實驗室效率紀錄達到17.6%(≥0.72m2,全面積組件效率)左右，組件論效率可高達44%,具有高能量轉(zhuǎn)化效率、價格(一)碳纖維由有機纖維(粘膠基、瀝青基、聚丙烯腈基纖維等)在1000°C以上的高溫環(huán)境下裂解碳化形成國赫氏、美國氰特(現(xiàn)被比利時索爾維收購)、德告》,2023年，全球碳纖維市場規(guī)模為74.95億美中國碳纖維產(chǎn)能將達到14.56萬噸。從2019年的●2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書上游上游碳素材料碳碳復合材料碳纖維增強材料下游航空航天醫(yī)療領域軍事領域汽車領域電子通訊伸，我國市場需求量將不斷增加。數(shù)據(jù)顯示，碳纖維又分為高強型(強度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上),強度大于 2024中國硬科技創(chuàng)新發(fā)展白皮書●三國為主要生產(chǎn)國。目前，日本的東麗公司固等領域。在航空航天等軍用領域中，T300與關(guān)生產(chǎn)設備環(huán)節(jié)。其中，原材料包括石墨、碳化作為主材的石墨，截至2022年底，全球儲量約為全球最大的石墨生產(chǎn)國，2022年產(chǎn)量約為85萬噸GrapheneTechnologies等公司在石墨烯的制備工中游下游應用原材料設備上游原料與設備性，能夠幫助檢測到氣體當中的單個原子。這樣的檢測器有一個裸露在外的石墨烯表面，氣體分子會有效地吸附在表面。當原子黏附在石墨烯表面，其導電性能會產(chǎn)生微小的變化，科研人員通過分析這種變化來實現(xiàn)氣體檢測的目的。利用檢測器對星體表面氣體成分進行檢測，可以精準測量原子氧密度。通過減少航天器與原子氧的接觸，科研人員可以有效避免其強氧化性對航天器表面材料產(chǎn)生嚴重的剝蝕影響。用于制作高真空、原子氧和紫外輻照環(huán)境下的潤滑添加劑。石墨烯的特殊結(jié)構(gòu)使其極易進入摩擦副之間的接觸面，形成物理吸附膜，從而增強潤滑效果，減小摩擦。目前已有科研人員基于石墨烯潤滑添加劑增強效應原理，在傳統(tǒng)空間潤滑劑中添加石墨烯獲得高承載力和低摩擦因數(shù)的復合空間潤滑用于制作航天器構(gòu)件。與其他材料相比，石墨烯強度大重量輕，可以被廣泛應用于未來航天器的構(gòu)件中，而減輕航天器重量意味著減少航天器的能源燃料消耗，節(jié)省資金成本。此外，石墨烯還具備較好的抗沖擊性，這使得石墨烯成為航天領域應用潛力巨大的材料。(二)稀有金屬材料稀有金屬作為支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要功能材料，在全球新技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革浪潮不斷推進的過程中，由于其獨特的物理化學性能和不可再生性，其價值地位不斷提升，在宇航、原子能、 電子、國防工業(yè)等高科技領域應用廣泛。如，鋰的同位素6Li是制造氫彈不可缺少的原料，在核反應堆中鋰作為控制棒冷卻劑和傳熱介質(zhì)，常用作飛機、火箭、潛艇的燃料等；金屬鈹被用作原子能反應堆的防護材料和制備中子源、高能燃料的添加劑等；鈮、鉭用于制造電子計算機記憶裝置、超導合金制造大功率磁鐵等。2022年全球稀有金屬市場銷售額達到了725億元，預計到2029年將達到1295億元，展現(xiàn)出穩(wěn)定的增長趨勢。中國已成為全球重要的市場之一。稀土有“工業(yè)黃金”之稱，由于其具有優(yōu)良特性，能組成新型稀土材料，可用于軍事方鋰密度小于煤油，用石蠟封存的活潑堿金屬，1是第一代聚變反應堆的重要燃料和冷卻劑。鉬銀白色金屬，熔點非常高，可用于半導體。鉬在鋼鐵行業(yè)中占據(jù)著最主要的位置，因其具有高溫強度和韌性。其作為鐵的合金添加劑，在船舶、汽車和電子工業(yè)中都具有不可或缺的作用。鎢穩(wěn)定金屬元素中熔點最高，用于鋼的冶煉，鎢的用途十分廣輕工、紡織、軍工、航天、科技、各個工業(yè)領域。銦腎掃描用銦-DTPA。肺掃描用銦一Fe(0H)3顆粒。肝血池掃描用銦輸送鐵蛋白鈦屬”。另外，在造船工業(yè)、化學工業(yè)、制造機械部件、電訊近年來，我國對稀有金屬的保護政策不斷出臺：提高準入門檻、開采總量控制、出口配額限制、行業(yè)整合，之前出臺的“十二五”規(guī)劃草案將稀有金屬行業(yè)單獨列入其中，“十四五”產(chǎn)業(yè)政策和新材料產(chǎn)業(yè)政策等對稀有金屬礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了積極影響。同時，中國在稀有金屬的采選礦和冶煉加工環(huán)節(jié)中的全球領先地位，中國的稀土礦產(chǎn)量占全球的83%,冶煉產(chǎn)量更是高達89%。鋰礦產(chǎn)量占全球的13%,冶煉產(chǎn)量占45%,鈷礦的冶煉產(chǎn)量占全球的60%。輕稀土(鈰組):這一組包括鑭、鈰、鐠、重稀土(釔組):這一組包括鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧和釔。與輕稀土相比，這些元素在礦物中的共生情況以及它們的離子半徑導致它們在某些應用中展現(xiàn)出獨特的性質(zhì)。釔在某些稀土混合物中占據(jù)主導地位，因此這一組被稱為釔組。產(chǎn)業(yè)鏈情況。稀土產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了從資源開采到終端應用的全過程。在上游，稀土元素從獨居石、磷釔礦等礦產(chǎn)中被提取，形成初級產(chǎn)品如稀土氧化物和稀土金屬。中游環(huán)節(jié)是這一產(chǎn)業(yè)鏈的核心，上游的稀土礦石在此經(jīng)過冶煉和提純，轉(zhuǎn)化為各種關(guān)鍵稀土材料，如催化和永磁材料。這些材料在下游得到廣泛應用，涉及軍事、石油化工、玻璃陶瓷等多個領域。稀土元素在地殼中的含量并不低，但因為分布散、成礦性差，同時稀土礦往往伴生有鈾、釷等天然放射性元素，開采加工過程復雜，需處理嚴重的環(huán)境污染問題，規(guī)?；I(yè)開采難度較大，稀土礦供應增長緩慢。