2019年，日本经济总量为5.18万亿美元（IMF数据），排名世界第三，超过德国、印度、英国，是法国的1.87倍；日本人均GDP为40802美元（IMF），甚至是咱们10121美元的约4倍左右。

日本政府曾经发布过《日本产业结构展望2010》的报告以新成长战略为指导，将包括：高温超导、纳米、功能化学、碳纤维、IT 等新材料技术在内的10 大尖端技术产业确定为未来产业发展主要战略领域，就相关领域的现状和问题、发展方向进行了分析，并提出了相应的行动计划。

新材料产业，被国际上认为是21世纪最具发展潜力并对未来发展有着巨大影响的产业。日本是新材料生产技术最先进的国家。日本政府十分重视新材料技术的发展，重点把开发新材料列为国家高新技术的第二大目标，因此，日本材料企业在全球新材料产业界形成一枝独秀领先局面。

日本拥有了全球领先的代表性新材料企业：比如京瓷株式会社；三井化学株式会社(Mitsui Chemicals)等；

重要的是日本还拥有了享誉世界的代表性大学：

2.名古屋大学。是一所日本顶尖、世界一流的著名研究型国立综合大学，是日本中部地区最高学府。根据2018QS世界大学排名显示，名古屋大学世界排名第116名。截止目前，名古屋大学共培养出6名诺贝尔奖得主、1名菲尔兹奖得主。

世界上单晶材料共有五代。越到最后一代，就越根本看不到老牌发达国家美国和英国的影子，军事超级大国俄罗斯更不在话下。假如四代单晶还有法国能够勉强支撑的话，而第五代单晶技术水平就只能是日本的天下。因此，全球最顶级的单晶材料就是日本研发的第五代单晶TMS-162/192，日本已成为全球唯一一个能制造第五代单晶材料的国家，在世界市场上具有绝对的话语权。

再拿美国F-22和F-35使用的F119/135发动机的涡轮叶片材料CMSX-10三代高性能单晶作为对比，通过比较数据如下，三代单晶的经典代表CMSX-10的抗蠕变性能是：1100度，137Mpa，220小时。这已是西方发达国家最顶级水平了。

反观日本，其第五代的TMS-162，在相同条件之下，第五代的TMS-162寿命高达959小时，甚至于接近1000小时寿命，相比于美国材料的使用寿命高达4倍有余，令人震撼。

即使这样一家全球技术最顶尖公司，在日本的新材料面前只能选择膜拜及臣服。英国RR甚至于大批进口日本的单晶材料用于制造自己的世界先进的Trent涡轮风扇发动机。日本的新材料技术，让很多国家离不开它，离开了就寸步难行，要么使用性能差一点的材料去替代，而对于追求品质的欧洲发达国家根本不现实，宁愿去花大价钱买日本的新材料，这样用的放心也省心，因为十分“恐怖”的使用寿命放在那里。

比如美国的“三叉戟II”D-5型潜射导弹，是由洛克希德•马丁公司研制。该弹1990年服役，主要装备了“俄亥俄”级核潜艇，每艇载弹24枚，曾经是世界上最先进的潜射弹道导弹。“三叉戟II”D-5，射程更远，命中精度更高。每枚导弹最多可载12枚分导式弹头，后来根据美俄间的协议，改为限载8枚，可分别攻击8个目标，采用星光惯性制导系统。它打击诸如地下导弹发射井、加固的地下指挥所等坚固目标的能力要比“三叉戟I”导弹提高3至4倍，因而被誉为美海军战略核力量的“骄子”。此导弹采用了日本的新复合材料。

笔者想提醒的是，以上先进的战略导弹无一例外都采用碳-碳和碳-树脂复合材料用于制造洲际导弹的壳体和喷管。在这项技术上日本同样是世界领先水平。

纤维有机复合材料，在当今飞机上获得了十分广泛的应用。军事大国俄罗斯对于这种材料的研究及应用时间要晚一些，基本上是在上世纪70年代才开始开始研发的。前苏联国家石墨结构材料研究所、前苏联聚合物纤维研究所，全俄航空材料研究院，能够生产出拉伸强度2500～3000MPa、拉伸模量250GPa的高强度碳纤维，以及模量400～600GPa的高模量碳纤维。此后，又研发出4000～5000MPa的中模量碳纤维。虽然如此，俄罗斯的碳纤维产品在性能及水平上仍然远不如日本的技术水平先进。

从高强度纤维产品观察，俄罗斯的YKH、BMH比世界上通用的T300大约要低1000Mpa。俄罗斯高模量纤维400～600GPa差不多与日本M40J、M60J相近。但是在中模碳纤维方面与美国的T800H及T1000G有一定技术差距，在模量相同的条件下，美国的强度大约高出 500～1000MPa。

在全球碳纤维生产制造厂家中，日本拥有著名的东丽、东邦和三菱3家顶尖公司，他们代表了世界最顶级技术水平。

中国在碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距是很大的，特别是高性能碳纤维技术完全被欧美发达国家所垄断甚至封锁。我们虽经过多年研发及试生产，至今尚未掌握高性能碳纤维的最核心技术，所以碳纤维要实现国产化仍然需要时间。值得一提的是，我们的T800级别的碳纤维曾经只能在实验室里生产。而日本技术远超T800及T1000碳纤维早已占领市场并大量制造了。实际上，T1000还只是日本东丽在80年代的制造水平。由此可见，日本在碳纤维领域的技术至少要领先其他国家20年以上。

GaAs材料由于其禁带过窄，击穿电压过低，往往发射功率上不去。因此，极需要新一代宽禁带的半导体材料，这个材料就是GaN材料。

GaN材料的晶体生长十分困难，当今世界只有日本率先攻克了GaN薄膜的大规模制造工艺，其他国家仍然在摸索之中。

日本日亚化工是在1994年攻克了GaN材料成核生长关键技术，此后，P型GaN又采用退火技术加以实现，最终GaNled研制成功。通过外延技术的提升，GaNLED的内量子效率大大提升，结合粗化、倒装、PSS衬底等提高光输出效率的技术，GaN基LED已广泛应用在汽车灯具、全彩显示、交通信号灯、液晶背光、室内照明和路灯照明等领域，半导体照明已家喻户晓。事实上，绝大多数GaN基LED都是采用价格相对低廉的蓝宝石为衬底材料制备。但是，蓝宝石衬底与GaN材料有高达17%的晶格失配度，如此大的晶格失配往往造成很高的位错密度，导致GaNLED中的非辐射复合中心增多，限制了其内量子效率的进一步提升。

但是SiC衬底的制备难度较高，外延生长GaN的成核也具有一定难度。因此，SiC衬底上制备GaNLED的技术仅限于以美国CREE为代表的少数掌握SiC衬底囗制备技术的公司手中。值得一提的是，美国Cree公司生产的GaNLED封装成白光后，流明效率已经超过200lm/W，远超世界上其他同行厂家。

世界LED产业上游大公司美国Cree曾经表示，公司已与日本三菱化学签订独家授权合约。根据双方协议，日本三菱化学将可制造、贩卖独立的氮化镓（GaN）基板，并有权签订类似专利范围的再授权协议。

日本三菱化学光电事业部门总经理Yasuji Kobashi在声明中指出，上述授权合约可望帮助该公司在光电产品领域中拓展氮化镓基板业务。

日本新材料政策目标是占有全球市场，因此，日本选择的重点是市场潜力巨大和高附加值的新材料领域，并且日本在尽量短的时间内加快专业化、工业化进程。日本在全球新材料目标明确且已保持领先优势的领域有: 精细陶瓷、碳纤维、工程塑料、非晶合金、超级钢铁材料、有机EL材料、镁合金材料。

日本新材料的领先优势具体如下: 锂电池隔板占比达50%，飞机及汽车用碳纤维占比达70%，海水淡化逆渗透薄膜占比50%，高端多层陶瓷电容器用纳米级钛酸钡占比80%，300mm太阳能电池半导体电路板占比达70%，有机EL材料占比达90%，聚乙烯醇胶卷占比达80%，用于燃料电池的氧化锆占比达60%，用于汽车、电子的合成镁氧占比达70%。可见，日本在新材料产业方面是一个令人震撼的对手。

日本十分重视新材料的基础研究，日本为了给未来的科学技术进步打下基础，以保证在今后的尖端技术中发挥其主导作用，日本认识到基础研究的重要性，特别是新材料方面的研究。

日本十分重视新材料方面的人才资源，日本认识到培养材料科学家和材料工程师的重要性，认为现有的大学中许多课程远远满足不了当前培养高级科技人才的需要，不断加以完善调整。因此，日本为了发展新材料所需的资源业采取以下重点政策:

2.政府对民营企业的库存给予资助；

4.采取各种渠道输人资源的政策；

6.开发锰团矿等海洋资源。

日本在研究经费方面给予大力支持。1985年，日本政府在新材料方面的研究经费预算金额共计为7,810百万日元，占科学技术振兴费的2.04%。日本政府在新材料方面的研究开发费相当于大型工业技术研究开发费(7,698百万日元)和海洋开发经费(7,984百万日元)。比太阳能、地热能、氢能等新能源的开发研究费3,022百万日元高50%以上、比电子计算机产业的研究开发费4,779百万日元高38.7%。为促进新材料的发展，日本甚至采取欧美各国所采取的在税制上支持的政策。对研究经费的增加额减税20%，减税限额最多只能相当于所得税的10%，对新材料试验研究费的税收，若有理由延期缴纳，可延至任何时候偿还。对新材料的开发投资减税10%。

日本的新材料研究体制采取了新方式。日本企业对新材料的开发采取产学结合或企业间合作的体制。产学结合就是企业与学校结合，1984年大学和住友电公司就开发新材料方面进行合作研究，成功地开发出瞬时合成烧结精细陶瓷的方法。

近年来日本新材料不断出现重大科学进展，比如：

1、日本开发出世界上最耐热的生物塑料、高强度医用凝胶和更节省稀土的磁石制造技术。

3、日本东京大学的研究人员成功开发出一种即使放入水中也不会膨胀的高强度医用凝胶，这种物质未来可用于制造人工软骨等医疗器材，并在干细胞治疗中发挥重要作用。

5、日本产业技术综合研究所的研究人员用沙子的主要成分硅石与酒精进行反应，成功制出了硅化学产业的主要原料四乙氧基硅烷。这种新技术不但效率高，而且由于是直接合成，也相对简便，对未来的硅化学产业可能产生重大影响。

在1970-1980年时期，日本半导体产业进入了兴盛期，半导体存储尤其是DRAM(即电脑内存)成为了日本第一产业，日本甚至把曾经的霸主美国被拉下马。在1986年，日本半导体芯片占世界份额高达40%，特别是在DRAM领域最高占据了80%市场份额。当时，英特尔主营正在从DRAM转移到CPU，CPU尚未成为引领行业的产品，所以，世界半导体芯片生产的重心逐渐倾向日本。日本半导体材料和设备伴随日本半导体芯片的崛起成为全球一支极为强势力量。

相对于CPU，DRAM的结构比较简单，且门槛低，日本几乎稍有点实力的公司都争相挤入。在日本半导体产业最高峰时期，不但有NEC老牌半导体厂商，也有家电出身体的松下和钢铁巨头新日铁。

日本半导体芯片在奠定世界领先地位后，日本相关半导体材料及设备也迅速崛起。另外还有日本传统制造业，比如电子计算器、家电、照相机、汽车、手机(包括功能机)、显示器等产业相继崛起，几乎每个产业都把美国强摁下去。在核心半导体芯片的引领下，全日本的制造业实现全面腾飞。

半导体材料品类十分繁多，但日本人手中的王炸品种是高纯度氟化氢、光刻胶和氟化聚酰胺。而其它半导体材料，日本与美国、欧洲和韩国共同瓜分世界市场。

日本的工匠精神来自于传统文化及传统制造业，讲求个人经验的积累，尤其在精密复杂的工序基础上改进其生产品质，这成为日本在许多领域保持领先的重要原因。

由于制造高性能半导体的高纯度氟化氢，需将杂质浓度控制在低于万亿分之一，特别是其中的杂质砷仅靠温度分离很难清除干净，需要采用特殊方法，日本人不但靠时间及耐心去琢磨其中的奥秘，而且依靠工匠精神完成了降低杂质浓度的过程。

让日本人更“自恋”的是，半导体芯片存在摩尔定律，几乎是两年更换一代，这个更新节奏快到甚至于日本人也接受不了，但是半导体材料，自从晶体三极管发明以来，就从未改变过，不用担心颠覆式创新，由此，日本人依靠慢工出细活地不断地改进制造工艺。

根据国际半导体产业协会(SEMI)的数据显示，日本企业在全球半导体材料市场占比份额高达52%，而北美和欧洲仅仅各占才15%左右; 特别是日本企业在全球新购半导体制造设备市场占有率超过了30%，一直稳居在产业链上游。