新材料产业不仅是战略性新兴产业的重要组成部分，也是其他战略性新兴产业发展的基石。新材料产业将有力支撑节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源汽车等产业的发展。然而，长期以来，我国新材料自主创新能力薄弱，很多关键产品依赖进口，关键技术受制于人。
基础材料升级换代 支撑新兴产业长足发展
《中国制造2025》重点领域技术路线图（以下简称《路线图》）明确提出，到2025年，产业结构调整显著，基础材料产品结构实现升级换代，国内市场占有率超过90%。到2025年，高端制造业重点领域所需战略材料制约问题基本解决，关键战略材料国内市场占有率超过85%。部分产品进入国际供应体系，关键品种填补国内空白，实现自主知识产权体系。到2025年，实现前沿新材料技术、标准、专利等有效布局；前沿新材料取得重要突破并实现规模化应用，部分领域达到世界领先水平。
先进基础材料国内占有率超90%
先进基础材料是指具有优异性能、量大面广且“一材多用”的新材料，主要包括钢铁、有色、石化、建材、轻工、纺织等基础材料中的高端材料，对国民经济、国防军工建设起着基础支撑和保障作用。
基础材料产业是实体经济不可或缺的发展基础，我国百余种基础材料产量已达世界第一，但大而不强，面临总体产能过剩、产品结构不合理、高端应用领域尚不能完全实现自给等三大突出问题，迫切需要发展高性能、差别化、功能化的先进基础材料，推动基础材料产业的转型升级和可持续发展。
《路线图》明确提出，到2020年，基础材料产业总体规模得到有效控制，产业结构调整初见成效，先进基础材料总体实现自给，形成一定出口能力。到2025年，产业结构调整显著，基础材料产品结构实现升级换代，国内市场占有率超过90%。
《路线图》明确了先进基础材料的发展重点。一是先进钢铁材料。突破先进装备用高性能轴承、齿轮、工模具、弹簧、紧固件等用钢的材料、设计、制造及应用评价系列关键技术，高效节能电机、高端发动机、高速铁路、高端精密机床、高档汽车等先进装备用关键零部件用钢铁材料国内自给率2020年达到80%，2025年力争全面自给，关键零部件寿命提高1倍以上。高性能海工钢要满足我国400英尺以上自升式平台、重型导管架平台以及新一代半潜式平台对国产材料的迫切需求；高端海工钢的国内市场占有率从现在的不足50%提升到90%以上，采购成本较进口材料降低20%以上。特种装备用超高强度不锈钢。开发屈服强度1400~2200MPa、企业具有高抗应力浮士德高强不锈钢系列品种，满足航空、深海钻探、油田化工、特种船舶等行业。新型高强韧汽车钢、高速、重载轨道交通用钢、新一代功能复合化建筑用钢、超大输量油气管线用钢、轧制复合板等取得重大突破。
二是先进有色金属材料。高性能轻合金材料加工成材率提高10%。稀有稀贵及高纯金属在现有基础上纯度提高1~2N，注重材料的循环再生与高效利用，利用率提高10%；开发600mm以上高纯无氧铜压延铜箔等配套材料。
三是先进石化材料。实现在液压油、工业齿轮油、透平油、润滑脂最常见工业润滑油脂的通用型产品的自主知识产权配方开发；开发高性能长寿命空间润滑剂产品。突破高熔融指数聚丙烯、超高分子量聚乙烯、发泡聚丙烯、聚丁烯-1（PB）等工业化生产技术，实现规模应用。重点发展环保型聚氨脂材料如水性聚氨酯材料，加快发展脂肪族异氰酸酯等原料。重点发展聚偏氟乙烯、PET、其它氟树脂以及硅树脂、硅油等。重点发展异戊橡胶并配套发展异丁烯合成异戊二烯；发展硅橡胶、溶聚丁苯橡胶和稀土顺丁橡胶；发展卤化丁基、氢华丁腈等具有特殊性能的橡胶等。重点突破生物基橡胶合成技术，生物基芳烃合成技术，生物基尼龙制备关键技术，新型生物基增塑剂合成及应用关键技术，生物基聚氨酯制备关键技术，生物基聚酯制备关键技术，生物法制备基础化工原料关键基础技术等。
四是先进建筑材料。极端环境下重大工程用水泥基材料。节能绿色结构及功能一体化建筑材料。环境友好型非金属矿物功能材料。开发高效冶金保护渣、高端石墨制品、高效催化剂、助滤剂、缓控释药物和化肥、高性能聚合物等典型新材料。
五是先进轻工材料。重点发展聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二酯（PBS）、聚对苯二甲酸二元醇酯（PET、PTT)、聚羟基烷酸（PHA)、聚酰胺（PA)等产品。PLA关键单体L-乳酸和D-乳酸的光学纯度达99.9%以上，成本下降20%。重点发展脂肪酶、脂肪氧合酶、葡萄糖氧化酶、天冬酰胺酶、氨基甲酸乙酯降解酶等食品工业用酶。关键产品酶活在现有基础上提升100%~300%。重点发展基于热塑性聚酰亚胺（PI）工程塑料树脂、杂萘联苯型聚醚砜酮共聚树脂（PPESK）、高端氟塑料的加工成型的特种纤维、过滤材料、耐高温功能膜、高性能树脂基复合材料、耐高温绝缘材料、耐高温功能涂料、耐高温特种胶粘剂。
六是先进纺织材料。2020年实现可吸收缝合线、血液透析材料的自主产业化，部分替代国外进口产品；满足热、生化、静电、辐射等功能防护要求；高温过滤、水过滤产品性能满足各应用领域要求；土工材料满足复杂地质环境施工要求。2025年，满足多功能复合防护要求，同时实现轻质、舒适和部分智能化，过滤产品寿命和稳定性进一步提升，实现低成本应用和智能化监测预警等功能结合。
关键战略材料国内市场占有率超85%
关键战略材料主要包括高端装备用特种合金、高性能分离膜材料、高性能纤维及其复合材料、新型能源材料、电子陶瓷和人工晶体、生物医用材料、稀土功能材料、先进半导体材料、新型显示材料等高性能新材料，是实现战略新兴产业创新驱动发展战略的重要物质基础。
关键战略材料，是支撑和保障海洋工程、轨道交通、舰船车辆、核电、航空发动机、航天装备等领域高端应用的关键核心材料，也是实施智能制造、新能源、电动汽车、智能电网、环境治理、医疗卫生、新一代信息技术和国防尖端技术等重大战略需要的关键保障材料，目前，在国民经济需求的百余种关键材料中，约三分之一国内完全空白，约一半性能稳定性较差，部分产品受到国外严密控制，突破受制于人的关键战略材料，具有十分重要的战略意义。
《路线图》明确提出，到2020年，实现30种以上关键战略材料产业化及应用示范。有效解决新一代信息技术、高端装备制造业等战略性新兴产业发展急需，关键战略材料国内市场占有率超过70%；初步形成上下游协同的战略新材料创新、应用示范体系和公共服务科技条件平台。到2025年，高端制造业重点领域所需战略材料制约问题基本解决，关键战略材料国内市场占有率超过85%。部分产品进入国际供应体系，关键品种填补国内空白，实现自主知识产权体系。
《路线图》明确了关键战略材料的发展重点。一是高端装备用特种合金。国产高代次涡轮盘和单晶叶片等高温合金产品形成稳定供应能力，满足航空发动机与燃气轮机重大专项对高温合金材料的需求。研发耐大气、海洋、油气、高温、复杂应力状态等环境腐蚀的钢铁材料，全面提高我国耐蚀钢产业技术水平，典型钢种耐蚀性能提高1倍以上，并构建起自主知识产权的耐蚀钢材料体系。开发超级镍基合金、锅炉管材、高中压转子锻件、蒸汽发生器传热管、主泵电机材料、安全壳、专用焊接材料等，支撑700℃超超临界电站示范工程建设。
研制≥700℃高温钛合金和1300MPa以上高强韧钛合金、直径≥覫450mm超大规格棒材等。加工成材率提高10%。
二是高性能分离膜材料。海水淡化反渗透膜产品脱盐率大于99.8%，水通量提高30%，海水淡化工程达到200万吨/日，装备国产化率大于80%。陶瓷膜产品装填密度超过300m2/m3，成本下降20%，需求量达到20万m2，突破低温共烧结技术，形成气升式膜分离装备，能耗下降30%。离子交换膜产品膜性能提高20%，氯碱工业应用超过1000万吨规模，突破全膜法氯碱生产新技术和成套装置。渗透汽化膜产品渗透通量提高20%，膜面积达到10万m2，突破大型膜组器和膜集成应用技术，推广应用规模超过百万吨溶剂脱水和回收，节能30%以上。
三是高性能纤维及复合材料。2020年国产高强碳纤维及其复合材料技术成熟度达到9级，实现在汽车、高技术轮船等领域的规模应用；2025年，国产高强中模、高模高强碳纤维及其复合材料技术成熟度达到9级；力争在2025年前，结合国产大飞机的研发进程，航空用碳纤维复合材料部分关键部件取得CAAC/FAA/EASA等适航认证。碳纤维（T800级）拉伸强度≥5.8GPa，CV≤4%，拉伸模量294GPa，CV≤4%。2025年国产对位芳纶纤维及其复合材料技术成熟度达到9级。重点发展金属基、陶瓷基先进复合材料、构件及相关工艺装备。
此外，新型能源材料、新一代生物医用材料、电子陶瓷和人工晶体、稀土功能材料、先进半导体材料、显示材料均要取得重点突破。
前沿新材料实现规模化应用
革命性新材料的发明、应用一直引领着全球的技术革新，推动着高新技术制造业的转型升级，同时催生了诸多新兴产业。在发挥前沿新材料引领产业发展方面，我国的自主创新能力严重不足，迫切需要在3D打印材料、超导材料、智能仿生与超材料、石墨烯等新材料前沿方向加大创新力度，加快布局自主知识产权，抢占发展先机和战略制高点。
未来10年，为满足航空航天、生物医疗、汽车摩配、消费电子等领域对个性化、定制化复杂形状金属制品的需求，3D打印金属粉末需求量将年均增长30%，到2020年需求量达800吨，到2025年达2000吨。我国在智能电网、大科学装置方面对超导材料的需求持续增长，到2020年需求量将达到100亿元，到2025年达到150亿元。智能仿生与超材料是智能制造、智能传感的核心材料，实现规模化制造及应用极为迫切，预计将以40%的年复合增长率快速发展，到2020年，其市场规模将达近650亿美元。石墨烯材料集多种优异性能于一体，是主导未来高科技竞争的超级材料，广泛应用于电子信息、新能源、航空航天以及柔性电子等领域，可极大推动相关产业的快速发展和升级换代，市场前景巨大，有望催生千亿元规模产业。
《路线图》明确提出，到2020年，积累一批前沿新材料核心技术专利，部分产品实现量产，在关键领域实现应用示范。到2025年，实现前沿新材料技术、标准、专利等有效布局；前沿新材料取得重要突破并实现规模化应用，部分领域达到世界领先水平。
《路线图》明确了前沿新材料的发展重点。3D打印用材料。满足航空航天3D打印复杂零部件用粉要求，低成本钛合金粉末成本相比现有同等钛合金粉末降低50%～60%。突破适用于3D打印材料的产业化制备技术，建立相关材料产品标准体系。
超导材料。掌握高性能超导线材结构设计及批量化加工控制技术。掌握涂层导体织构化基带、功能层沉积技术和MOCVD、PLD制造装备。掌握高电压等级超导限流器等应用产品的电磁设计、超高压绝缘、装配结构与挂网运行等关键技术。整体突破高性能低成本超导线材集束拉拔塑形加工技术、大型高效长寿命制冷机技术和低漏热低温容器制备技术、面向不同波段和频率的超导应用产品制备技术。
智能仿生与超材料。可控超材料与装备。实现特定频段内电磁波从吸波与透波的可控转换，或者将特定频段内的吸波或透波转换为辐射电磁波。获得2~3种长效仿生抗海洋生物粘附的涂层材料及仿生高效分离技术与装备。具有智能化和仿生特性的自适应可控式超材料的联合设计技术。
石墨烯材料。电动汽车锂电池用石墨烯基电极材料较现有材料充电时间缩短1倍以上，续航里程提高1倍以上。石墨烯基散热材料较现有产品性能提高2倍以上。整体突破石墨烯的规模制备技术，石墨烯粉体的分散技术，石墨烯基电极材料的复合技术。
《路线图》最后还提出了战略支撑与保障条件。设立关键战略材料、前沿新材料专项计划。重点支持产学研用创新联盟，加强新材料研发与先进制造紧密结合，开发和突破一批面向各基础材料行业转型升级的共性关键技术和重大应用技术。加强关键战略材料、基础共性标准、关键技术标准和重点应用标准的研究制定；积极参与国际标准化工作。建立第三方检测评价等公共服务平台、新材料技术成熟度评价体系和新材料产品认定体系，构建国家基础新材料数据库。深入推动军民融合发展，实现新材料技术双向转移。建立新材料“首批次”应用风险补偿机制，完善保险、财税等综合配套政策，加强对新材料初期市场的培育和支持力度。开展新材料技术成熟度评价和认定。集中力量建立若干国家级前沿新材料创新中心。