图：中国制造业发展已建成高性能的碳纤维复合材料全产业链。

　　催化剂（catalyst）一词，在科学领域是指能促进化学反应但本身不被消耗的物质，而引申在管理学范畴，则是指能引发或加速改变的人、事或物，即“促成者”。笔者在2024年参观香港生产力促进局（生产力局）与工业贸易署（工贸署）合办的“中小企资援组：政府资助与科技博览2024”，看到一个摊位介绍生产力局的先进及智能制造中心，从而认识到新材料在供应链之“促成者”作用。

　　本文尝试以新材料的开发及使用为主轴，阐述及分析其对提升传统及新产业阶梯的促进作用。

　　在工程学范畴，材料学至为重要，而在经济发展史上，新材料的出现一直以来都是科技产业发展的动力，从泥瓦砖木、铜铁铝钢，再到资讯时代的碳纤维，以至芯片时代的人造钻石。新材料的开发及使用，一直透过提升终端产品的性能而推动整体社会进步。

　　新材料的研究成果涌现，显示人类对物质的认知与应用正向更深层次进展，在促进资讯、能源、交通、生物医学等技术革命的同时，对制造业、化工、建筑等领域都产生着重大影响。调查数据显示，近十年来世界材料产业的产值以每年约30%的速度增长。

　　半导体之于供应链运行，如同土地之于城市建设。常见的半导体材料中，应用最广、商用化最成功是硅材料。以晶体硅半导体为原材料克服电子管笨重、耗能大、寿命短等缺陷，是微电子革命先驱。如今人造钻石的作用更大，硬度最高、耐磨度是普通刀具几十倍的人造钻石，也可减热。没有人造钻石，芯片生产线上的硅片切割、精密磨削都转不过来。

　　近年来，中国自行研发、制造的人造钻石使国产人工智能（AI）芯片的性能迈进一大步。华为今年9月公布昇腾AI芯片未来三年的产品迭代路线图，阿里、腾讯、百度和字节跳动等互联网巨头也都加大对芯片研发和设计的投入，争取在供应链上获得更大的自主能力，均与人造钻石助力有关。

　　1879年，爱迪生在为灯泡选择最合适的灯芯时，研制出碳纤维，但囿于当时的科技水准，无法大规模生产。直到20世纪60年代，日本发明家近藤昭男以聚丙烯腈（PAN）为原料製取碳纤维，灯芯才得到大规模发展。2021年，国家发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，其中明确加强碳纤维等高性能复合材料的研发应用。为何碳纤维成了国家制造业的重点研究方向呢？因为它能大幅度改变产业世界的面貌。

　　碳纤维是指含碳量90%以上的高强度、高模量纤维，被誉为“轻量化材料之王”，广泛应用于汽车、航空、医疗及卫生保健、体育等产业。碳纤维就像丝线，人们把丝线编织成布，把布匹放在树脂或者陶瓷等材料中固定，组成各种形状，从而拥有各种物理特性。碳纤维的密度通常为1.5g/cm3（克／立方公分），远小于同体积的玻璃纤维复合材料、结构钢及铝合金。故此，碳纤维复合材料具有优越的物理性能，耐高温、耐腐蚀，且品质轻、强度高，为现代产业不可或缺之元素。

　　港宜善用科研优势突围

　　笔者了解到，碳纤维复合材料的应用场景广阔，最大需求来自于新能源和航空（大气层内的飞行器）和航太（大气层外的太空载具）。中国自从加入《巴黎协定》之后，一直致力于减少碳排放及绿色发电，其中包括风电。在航空领域，中国成功建成中国空间站，拥有国产大飞机，组成这些成就的基石之一就是小丝束的碳纤维复合材料。根据测算，用碳纤维制造飞机的结构件，能使飞机的重量减轻30%，目前世界上主流的商用飞机，比如波音787、空客A350，机身采用的碳纤维复合材料用量均超过了50%。可见，碳纤维多领域的发展非常重要。然而，碳纤维的制备难度非常大，它的生产工艺流程长，技术壁垒高。

　　2015年之前，碳纤维的核心生产技术掌握在日本、美国等国家手中。随着中国制造业发展，企业开始对标先进厂家，进行分批研发，目前已分别建成了大、小丝束碳纤维生产线，突破千吨级碳纤维原丝乾喷湿纺工业化制造技术，打破发达国家对宇航级碳纤维的技术封锁，力争“十四五”期间，建成高性能的碳纤维复合材料全产业链。

　　笔者认为，新材料开发要从基础研究为本，再结合传统及新产业趋向，不断改良，方能物尽其用，有利提升产业群阶梯及国家整体竞争力。在此方面，香港的研究型大学的基础研究可致力于服务国家开发新材料的长远大计。

　　（作者为理大工管博士、资深金融家）