fr.wedoany.com Rapport : L'industrie chinoise des nouveaux matériaux a réalisé un bond historique au cours de la dernière décennie, avec une valeur de production passant d'environ 0,7 billion de yuans en 2010 à 8,7 billions de yuans en 2024, soit un taux de croissance annuel composé d'environ 20 %, et une échelle industrielle classée première au monde. Les experts interrogés indiquent que la Chine est passée d'une phase d'expansion axée sur la résolution des problèmes de disponibilité à une phase de développement de haute qualité visant à répondre aux grandes stratégies nationales et à renforcer la compétitivité internationale. Le modèle d'innovation est également passé d'une approche principalement basée sur le suivi et l'imitation à une approche combinant suivi, imitation et innovation indépendante.
En ce qui concerne la construction du système de nouveaux matériaux, la production de matériaux de base avancés en Chine, tels que l'acier, les métaux non ferreux, la pétrochimie et les matériaux de construction, occupe la première place mondiale depuis plusieurs années consécutives. La capacité d'approvisionnement en matériaux stratégiques clés, comme les alliages spéciaux pour équipements haut de gamme, les matériaux semi-conducteurs avancés et les matériaux fonctionnels à base de terres rares, s'est considérablement renforcée. Il y a dix ans, les substrats en carbure de silicium n'étaient pas encore industrialisés ; aujourd'hui, leur production représente environ un tiers de la production mondiale totale. La production annuelle de fibres de carbone approche les 150 000 tonnes, soit environ la moitié de la production mondiale. La production annuelle de matériaux magnétiques à base de cérium et de terres rares atteint près de 90 000 tonnes, faisant de la Chine le seul pays au monde à avoir industrialisé les aimants au cérium. La production de matériaux pour cathodes de batteries au lithium est passée d'environ 180 000 tonnes par an il y a dix ans à plus de 3 millions de tonnes par an, soit une multiplication par environ 16. La production de matériaux pour anodes est passée d'environ 30 000 tonnes par an à plus de 2 millions de tonnes par an, soit une multiplication par environ 67.
En matière de percées technologiques fondamentales, selon une enquête du ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information de 2011, seulement environ 14 % des 130 matériaux clés dont l'économie nationale avait un besoin urgent pouvaient être entièrement autosuffisants au niveau national. En 2022, une enquête du Comité consultatif d'experts pour le développement de l'industrie des nouveaux matériaux a montré que le taux d'autosuffisance moyen des nouveaux matériaux clés en Chine avait atteint 54 %. Fin 2024, le niveau d'approvisionnement en matériaux pour les grands équipements tels que les gros porteurs, les moteurs d'aviation, les circuits intégrés et l'énergie nucléaire s'est considérablement amélioré. Dans le domaine des matériaux pour la fabrication de circuits intégrés, la Chine a réalisé des percées dans les technologies de matériaux clés pour les procédés de 22 à 28 nanomètres. La production nationale de plaquettes de silicium de 12 pouces représente environ 30 % de la production mondiale. Dans le domaine des communications mobiles, la part de marché nationale du nitrure de gallium produit localement est passée d'environ 5 % en 2020 à 70 %, soutenant fortement le développement de la technologie 5G. Des percées ont également été réalisées dans les matériaux clés pour l'aérospatiale, le transport ferroviaire et l'énergie nucléaire. Par exemple, les superalliages à base de nickel produits localement sont désormais utilisés en série dans les moteurs d'aviation, et les nouveaux matériaux d'entreprises comme Ansteel et TISCO soutiennent la construction de plus de 40 centrales nucléaires.
La Chine est en train de passer d'une phase de « suivi » à une phase de « course parallèle », voire de « leadership », dans le domaine des technologies de nouveaux matériaux. Les alliages d'aluminium pour l'aviation de troisième et quatrième génération, les alliages de magnésium et les fibres de carbone ont atteint le niveau de « course parallèle », tandis que plusieurs technologies, comme l'acier au silicium, les matériaux magnétiques permanents à base de terres rares, les matériaux pour batteries au lithium et les matériaux supraconducteurs, sont déjà en position de « leadership » mondial. Le nombre de demandes de brevets dans le domaine des nouveaux matériaux est classé premier mondial depuis huit années consécutives, et la taille de l'équipe de talents associée est également la plus importante au monde. Prenons l'exemple des matériaux pour batteries au lithium : la part des expéditions mondiales des quatre principaux matériaux chinois (cathodes, anodes, électrolytes et séparateurs) dépasse 80 %. La production de diamants synthétiques/micropoudres à usage industriel en Chine représente plus de 95 % de la production mondiale. La part de marché mondiale des matériaux supraconducteurs en niobium-titane à haute performance a atteint 55 % en 2024. La capacité de production de polyuréthane en Chine représente plus de 40 % de la capacité mondiale, ce qui en fait le plus grand producteur mondial.
En ce qui concerne le système d'innovation et de développement, la Chine a mis en place un système politique complet couvrant la recherche et le développement, les essais pilotes, la validation et les applications de démonstration des nouveaux matériaux. Elle dispose de plus de 200 plateformes et bases d'innovation nationales, y compris des laboratoires nationaux de matériaux et des laboratoires clés nationaux. Les clusters de nouveaux matériaux représentent 15 des 80 clusters nationaux de fabrication avancée. L'intensité des investissements en recherche et développement dépasse 3 %. Au cours des 13e et 14e plans quinquennaux, plusieurs programmes clés ont été déployés pour promouvoir l'innovation collaborative entre l'industrie, le monde universitaire et la recherche. Par exemple, l'Institut de recherche sur l'industrie technologique de la province du Jiangsu, grâce à un modèle de « recherche originale universitaire + développement secondaire par l'institut de recherche + incubation par le parc industriel », a réussi à transformer plus de 100 réalisations stratégiques, y compris des aubes monocristallines pour moteurs d'aviation et des matériaux en nitrure de gallium pour radiofréquences.
En matière de transformation et de modernisation industrielles, l'industrie chinoise des matériaux passe du milieu et du bas de gamme de la chaîne de valeur au milieu et au haut de gamme. La résistance de l'acier pour ponts est passée de 370 MPa à 690 MPa, et l'acier à haute résistance pour les composants de sécurité automobile utilise en partie une nuance de 2000 MPa, atteignant le niveau le plus élevé au monde. Le taux de numérisation des processus clés dépasse 75 %, et plus de 80 % des entreprises sidérurgiques du pays promeuvent la transformation vers la fabrication intelligente. En matière de développement vert, fin 2024, plus de 830 millions de tonnes de capacité de production d'acier brut avaient été modernisées pour répondre aux normes d'émissions ultra-faibles. Les quantités recyclées d'acier de récupération, d'aluminium de récupération et de cuivre de récupération ont atteint respectivement 250 millions de tonnes, 11,5 millions de tonnes et 4,5 millions de tonnes, avec des taux d'utilisation complets de 25 %, 26 % et 33 %.
Les réalisations emblématiques dans des domaines spécifiques sont nombreuses : dans le domaine des matériaux métalliques, plusieurs technologies de l'acier avancé sont en tête au niveau international, comme l'acier à ultra-haute résistance soutenant l'allègement des véhicules ; les alliages légers avancés sont utilisés dans le gros porteur C919 et la sonde « Chang'e-6 » ; la technologie des matériaux supraconducteurs pratiques est en tête mondiale, avec Western Superconducting ayant livré plus de 8 000 tonnes de fils de niobium-titane pour l'IRM à des entreprises internationales, représentant plus de la moitié de la part de marché mondiale ; la production de matériaux magnétiques permanents à base de terres rares représente 90 % de la production mondiale, avec une chaîne industrielle complète présentant des avantages évidents. Dans le domaine des matériaux inorganiques non métalliques, le China National Building Materials Group a été le premier au monde à produire des substrats de verre ultra-minces pour OLED de 8,6e génération par flottage, avec des performances de base du verre pliable ultra-mince de 30 microns en tête mondiale ; le carbure de silicium céramique soutient le développement des machines de lithographie ; la production de matériaux super-durs occupe la première place mondiale depuis plus de 20 ans, formant une position de monopole mondial. Dans le domaine des matériaux chimiques pétrochimiques, l'industrie du polyuréthane a remodelé le paysage mondial, avec des entreprises comme Wanhua Chemical devenant des géants mondiaux ; dans le domaine des fibres de carbone, un projet de production à grande échelle de fibres de carbone de grade T1000 a été achevé et mis en service. Dans le domaine des matériaux électroniques, les semi-conducteurs à large bande interdite ont brisé l'embargo, la Chine étant la première à développer des substrats en carbure de silicium de 12 pouces ; les cibles de pulvérisation en cuivre, tantale, titane, etc., produites localement peuvent soutenir les procédés de 3 nanomètres. Dans le domaine des matériaux énergétiques, les matériaux photovoltaïques dominent le monde, et la part de marché des matériaux pour batteries au lithium de puissance dépasse 90 %. Dans le domaine des matériaux biomédicaux, une série de produits d'obturateurs cardiaques biodégradables, dirigée par une équipe de l'Université du Sichuan, a été utilisée dans plus de 500 hôpitaux dans 10 pays, avec plus de 10 000 implants cumulés.
Actuellement, le développement des nouveaux matériaux en Chine est encore confronté à certains problèmes. La capacité de soutien et d'approvisionnement en matériaux n'est pas suffisamment forte, et il existe encore un écart avec les pays développés pour les matériaux haut de gamme utilisés dans les équipements de pointe et les technologies de l'information, avec un problème de dépendance étrangère. La capacité d'innovation indépendante est insuffisante, avec peu de résultats originaux majeurs, et le rythme de la recherche et du développement dans les matériaux de pointe tels que les semi-conducteurs à très large bande interdite est plus lent qu'à l'étranger. La capacité d'« autonomisation par l'intelligence artificielle » doit également être améliorée. La transformation de la recherche, de l'industrie et du monde universitaire est insuffisante, le cycle de passage des résultats scientifiques et technologiques du laboratoire au marché est long, et le problème de « ne pas oser utiliser de bons matériaux » persiste.
Pour l'avenir, les experts recommandent de se concentrer sur les orientations suivantes : premièrement, les matériaux pour les technologies de l'information de nouvelle génération, y compris les matériaux pour le calcul et le stockage de nouvelle génération, les matériaux de communication pour la sixième génération de communications mobiles (6G) et les matériaux d'affichage intelligents ; deuxièmement, les nouveaux matériaux énergétiques, tels que les matériaux pour batteries à semi-conducteurs et les matériaux pour l'énergie nucléaire de nouvelle génération ; troisièmement, les matériaux pour la fabrication haut de gamme et les grands projets, impliquant l'intelligence incarnée, l'exploration spatiale, océanique et terrestre profonde, et les trains à grande vitesse de nouvelle génération ; quatrièmement, les matériaux biomédicaux de nouvelle génération, tels que les matériaux biologiques pour l'intégration homme-machine et les matériaux de nanodiagnostic et de nanothérapie. L'objectif est d'atteindre, d'ici 2030, le premier échelon mondial en termes de niveau technologique et d'application global dans le domaine des matériaux en Chine ; d'ici 2035, de devenir une puissance dans le domaine des nouveaux matériaux.
Pour atteindre ces objectifs, il est nécessaire de construire un système d'innovation technologique pour les nouveaux matériaux basé sur l'intelligence artificielle, de promouvoir la construction de bases de données de matériaux et de grands modèles scientifiques, et de réaliser une boucle fermée de « conception par IA - validation par simulation - expérimentation autonome - retour de données ». Parallèlement, il convient de renforcer la coordination gouvernementale et la recherche scientifique sur les matériaux clés dans des domaines prioritaires tels que les vols habités, le programme d'exploration lunaire et les véhicules à énergie nouvelle, afin d'assurer une autosuffisance complète. En outre, il faut envisager de déployer des matériaux de pointe pour les 10 à 15 prochaines années, de créer des chaînes industrielles modernisées de classe mondiale, et de construire un système industriel de nouveaux matériaux vert et à faible émission de carbone, en optimisant la structure énergétique et en développant des technologies de fabrication circulaire pour soutenir la stratégie « double carbone ».
