近日，由中国工商银行总行私人银行部主办，工行四川省分行及《财经》杂志承办的“美好偕行,智享无限”财经论坛活动在成都举行。与会嘉宾中国科学院物理所研究员、教授金奎娟和川流新材料投资创始合伙人时雪松分享了对于新材料的研究进展以及投资机遇的相关看法。
在新兴存储材料及其功能的研究态势问题上，金奎娟认为最近几十年只有将兴趣导向和应用导向相结合的科学研究才得到了发展，半导体晶体管和存储器都是很好的例子。而随着信息爆炸时代的到来，新型信息存储器件也是国家目前的重大需求。对于存储器，金奎娟还介绍了磁性存储、铁电材料存储以及面向人脑计算的神经记忆的模拟。
针对新材料产业宏观的分析，时雪松提出中国材料对主要发达国家及地区仍然净进口，且相关进口多为技术含量与附加值较高的高端材料及化学品，这个是需要攻克的问题。除此之外，时雪松还谈到了新材料投资机会和投资策略。他认为材料领域的关注点主要有工业和消费升级、清洁能源及新能源、半导体、可持续发展以及生命科学这五个方面。而在投资选择问题上，他认为有些科学成果永远不会转化为生产力，要投资可以转化为生产力的新材料。
以下是经过编辑的发言实录：
金奎娟：新兴存储材料及功能的研究态势与进展
一个学者最感兴趣的科学问题是什么：第一纯粹以自己的个人兴趣为导向，专注纯粹具有科学内涵的新效应和新发现；第二强调以应用为导向，并且要去解决人类社会需求的科学问题。事实上最近几十年只有将这两种结合起来才得到了发展，例如半导体晶体管、存储器、光纤。
目前我们处在信息爆炸的时代，云计算、人工智能得到快速发展，研究新型信息存储器件也是国家目前的重大需求。我们希望存储器的密度性能和速度越高越好，以及所耗的时间成本越低越好。存储器是由能够表示成二进制、0和1和具有记忆功能的物理器件组成。目前市场上广泛应用的是光存储，我们知道光盘，还有半导体存储，我们用的U盘。我也会简单介绍一下磁性存储，一个是铁电材料存储，一个是面向人脑计算的神经记忆的模拟。
我们都知道随着时间的推演，芯片的尺寸可以做得越来越小。随着电子尺寸的不断缩小，越来越凸显的量子尺寸效益问题和散热问题越来越制约了半导体工业的持续发展。电子有了电荷的属性，还有自旋的属性。对于他多自由度材料的调控，目前国际上讨论非常热烈。提到以自旋为调控的尺寸，我们不得不提到1988年的伟大发明，锯齿电阻的发现，法国和美国独立完成的。在发现个体的材料里面，加了磁场和不加磁场这个器件的电阻可以变化80%，这是一个非常基础的研究，在当时并没有人意识到这样的效益可以给未来的存储带来革命性的改变。这样一个伟大的发现，也在科学上发展了一个新的学科，叫自旋电子学，并在2017年获得了诺贝尔奖。磁存储利用自旋可以构建两个状态，而自旋平行的时候，当电流通过电阻是小的，这样构成了存储中的0和1的两个状态。目前大家看好的未来第二代磁存储是基于自旋的。做存储的人大家都知道一个特别著名的定律叫摩尔定律，是由英特尔的戈登·摩尔提出来的。随着信息技术的发展，每不到两年一个集成电路上可容纳的元器件数目增长2倍，性能提高1倍。比如大家熟悉的手机和计算机，多少年前和现在的功能差别是巨大的。上个世纪以来基本沿着这个规律发展的，未来是否还会按照这个规律无限制发展呢？答案是否定的。做物理的人都知道，当尺寸越来越小的时候，那么会遭遇一个量子射穿的效应，所有的元器件被击穿，全部失效。所以元器件不可能做的特别小。如何解决这样的问题，来看一下如何解决我们现在传统的计算机，我们广泛用的计算机的NPU和存储是两个模块。我们要通过电子线路传给计算，然后再传给存储，因此未来存算一体化是一个模式。
接下来我介绍一下铁电材料可以做到存算一体化的存储器。一个电极化有一个内建电厂，比如说向上和向下两个状态，就可以构成存储的0和1，铁电存储跟磁存储具有非常稳定和非常高的读取速度。我们做的研究是基于复杂氧化物的铁电存储，他的特点就是结构非常稳定，同时由于有低电子的效应，有非常好的物理性能。我们利用激光分子方法去伸展这样纳米尺寸的氧化物的薄膜，做这样两个方向的极化，大和小分别表示0和1的状态，这个工作获得国际铁电之父的高度评价。一个综述文章中说这个取得一定的突破，是新型存储器的最新的进展。最近的10年内，复旦大学的教授也做了铁电畴壁存储，他的速度可以做到纳秒，可以想象一下他有多快。
最后我介绍一下基于这种铁电材料的可以用来做内脑计算的神经记忆的模拟。我们知道大脑是一个功能强大的高效率智能计算机，AlphaGo与李世石的比赛，AlphaGo功耗10G，资耗接近3000美元，我们人的功耗20W，资耗一份早餐。问题是什么？就是AlphaGo仍然基于传统计算机的冯诺依曼的计算，这样的一个瓶颈是突破不了的。我们都知道传统计算机在精确处理信息、精确的计算能力都是非常强的，但是他需要编程，模糊信息、处理信息能力非常差。但是人的模糊信息、处理信息能力特别强。这就是我们说的存算一体，这是人脑的功能，可以自主学习。人脑是靠什么？是靠10的11次方神经元和10的15次方的突触。内脑结构的研究已经被提出来了，然而受限于物理基础材料和基础器械研究不成熟。可是最近几年内脑突触已经得到国际的研究。这样完成了存储和信息的过程，我们可以用三极电压的模拟人受的电流的刺激，这样的一个关联程度是可以通过我们的三级电脉冲来控制的。
当我用小的电压和低频电压调控的时候，可以模拟人的短程记忆。举个例子，您走在人群比较密集的区域，被人撞了一下，这件事情你下午就忘记了。这就是短程记录。在我材料里面发生的静电效应,当三级电压加到一定大、频率一定高之后，我们就发现状态不能被恢复了，我必须通过一个反向的电压调成初始状态，这可以来模拟人的记忆的长程功能。在我的材料里面发生了界面的粒子转移的过程。
这就是存算一体化，他可以用来模拟神经突触的一个功能，具有非常好的图片识别率，达到95%。接下来我们做了钛酸钡的铁电遂穿结，认为我们达到了一个新的记录。我们利用这样的一个铁电隧穿结做出一个铁电突触器件，他有什么好处？他稳定，他的稳定性有多好？把这里面的一个循环放大到那边图上，这样的循环我们可以做到500次。用他来构建的算法图片识别率达到96%。即便有一天摩尔定律可能终将失效，但是存储技术依然会大幅提升，未来可期。
时雪松：材料宏观与投资机会介绍
大家知道新材料是产业的基础，是支撑工业的骨骼，至关重要。我今天大概会介绍两方面的内容，一个是材料宏观，一个是投资机会的介绍。
新材料产业宏观环境分析
过去10年，中国材料领域增长非常快，是全球最大的生产和供应的市场，总额达到1.4万亿美金，而全球的规模是3.8万亿美金。从全球来讲，过去10年中国的份额从14.8%提高到37%左右，欧盟、北美份额都在下降。中国在过去10年不断享受了行业的增长，还夺取了一部分发达国家的份额，达到全球三分之一的规模。但是中国材料对主要发达国家及地区仍然净进口，且相关进口多为技术含量与附加值较高的高端材料及化学品，这是我们后面要攻克的。从中国化工企业规模来讲，剔除中石化，规模上相比国际巨头较小。这两年国内有几家企业规模上升得比较快，荣盛石化、万华化石、烟台的化石规模比较大。万华化石，净利润水平已经排到全球企业的前十强，非常可观。
总体来讲，我们可以看到大而不强，比较分散。从市场格局来看，我们过去10年民营企业、跨国企业、国企从过去的三分天下到民营企业的半壁江山。现在这几年，因为环境种种原因，国有企业的份额略有回升，但跨国企业基本保持了三分之一，跨国企业始终在中国企业占据一定的份额，民营企业长久来讲还会维持一半的份额。
中国过去10年在研发方面的的投入非常强，国家的研发强度是以国家研发投入除以GDP得出的数据。最有名的以色列，研发投入占GDP的比重达到5.6%，还有韩国研发强度达到4.6%，美国达到2.7%。中国现在达到2.3%，仅次于美国，还在持续攀升。2020年是中国人口的拐点，中国未来面临非常快的人口老龄化。一般在我们经济界认为中国人口红利结束了，中国未来面临人才红利。中国每年大学生的数量是非常可观的，达到800万。未来怎么样用好800万的大学毕业生是国家要考虑的，支持创业、支持创新。还有一点大家可以看到，我们上市公司里面，剔除金融企业，研发人员比重在持续上升，达到17%的水平，以前很多企业没有研发人员，只有工程人员，现在研发人员比例越来越多，还有非金融公司企业达到1.8%的企业，10年前只有零点几，这是充满希望的。
回到材料来讲，我们材料领域的研发投入，以中美日德四个材料强国来对比，人民币和美元1：7，根据购买力评价来看，中国研发投入仅次于美国，远远超过日本和德国。美国研发投入里面最大的一块是医药，美国把医药研发列在化学研发里面，他的医药研发在世界上遥遥领先，这也是美国生物医药非常发达的原因。美国还有一个特点，他的药价非常贵，美国非常红的生物科技企业叫吉利德，价格非常高。美国药价高导致很多人投入研发，所以这也是美国持续不断大量的新技术研发。
从材料领域和其他的化学领域，中国的研发投入已经非常大。中国的数据有一些水分，这个是质变到量变的过程。我们大学很多研究仪器设备非常先进，这都是我们创新的动力。我们从很多领域已经处于领先水平。我们在材料科学、化学已经排在前列。从国际比较权威的数据来看，大家知道英国的chemistry2019年的指数是2020年刚刚公布的，中国化学指数第一次超过美国，排在全球第一位，这是国际上核心期刊的贡献。在整个自然指数里面，中国材料科学占了整个科研体系的37%。中国企业的研究院从2000年开始出现，华为任正非成立了2012实验室，这里面有很多子实验室，所以华为是正式从工程研究、应用研究到技术研究。华为去年的研究达到1100亿人民币，这能达到很多省的研发投入。
每年中国有很多政策支持这方面。“十三五”规划里面提到中国10%的材料是全球领先的。我们指的是工业化、产业化。产业化是10%领先的，70%是追赶的，还有20%是研究的。我们把很多材料进入全球供应链，我们材料自己达到70%，但是今年是“十三五”最后的一年，明年就是“十四五”了。我们现在并没有完成任务，我们并没有成为强国，这是需要继续走的一个路子。2018年国家对新型材料做了重修，提到了更细分的新材料。去年中国推出科创板，支持六大产业，信息产业、生物科技等等。这个六大领域单独提到新材料，除了这个新材料其他的五大产业也跟新材料密切相关。我们第一批科创板68家企业有22家新材料企业。
顺便提一下芯片和产业链的重构，最近都在提一个全球产业链重构的问题，很多国家贸易冲突带来很多不便利因素。比如说苹果有大量的工厂往印度搬。三星很多工厂往越南搬。比如说芯片这个领域，最核心是三个内容，一个是精密的制程，第二是装备，第三是材料。我们在制程方面有差异，装备方面，全球有五大装备公司，中国基本上现在的水平还在48到84纳米装备里面。第三是材料领域，半导体材料分为六大核心材料，基本都是老外的。这个是半导体各个环节的材料的分布，是非常散的，大硅片占的比重比较高。我们材料的上游都是石化产品，跟着石油走的，由于全球供应链的问题石油价格总体在低位徘徊，对材料企业比较有利。
新材料投资机会和投资策略
材料领域的关注点无外乎就是新基建，主要看五个方面的内容。
第一大领域是工程塑料，这些材料主要替代金属。比如说高铁、航天等领域，他耐腐蚀，高强度。可以大量替代金属，用在交通工具上和建筑上。
第二个领域是新能源方面的，现在电动车成为一个趋势，电动车很便利、环保。这里面涉及很多新型的电池，颠覆性技术，比如说纯固态的锂电池。还有新能源里面值得关注的太阳能。太阳能是一个重投资、波动非常大的、债务重重的行业。现在发现中国太阳能世界上几乎没有竞争对手，而且太阳能技术进步非常快。西部地区日照非常充分，青海、新疆地区太阳能成本降到2.5毛，沿海发电成本已经降到5毛多。太阳能面临的巨大瓶颈，是白天有晚上没有，下雨没有晴天有，这个需要储能，这个储能市场比电动车市场更大，储能市场巨大无比。现在的储能成本太高要达到4毛，将来发电的成本1毛，我们会关注新型储能。
第三个就是电子与半导体，大多数都是在老外手里，我们要突破他。还有一些显示领域，我们现在也在做一些进口替代。还有光学膜材料，还有一块就是高端的PCB（印制板）和5G领域，还有锆化合物的，氮化镓、有些领域需要高功能、高放热的，这些都是泛电子领域的。
第四是可持续领域的，包括废水治理，然后是可降解材料，可降解材料的出现能够解决很多问题。现在欧美在大面积推广，我们也在关注这样的领域。还有废塑料的可利用和绿色的涂料。
第五是生命科学相关的。这里面包括两块，药物相关的和器械相关。举个例子，有些人由于车祸，头盖骨脱了，以前都是用钛合金的，现在我们用一些材料做的头盖骨可以3D打印，跟人的骨头非常类似，这在科学界是非常有前途的材料。刚刚这些高端领域都在老外手里，这都是我们需要攻克和投资的。
然后是投资选择问题，有些科学成果永远不会转化为生产力，要投可以转化为生产力的。能不能商业化、已经商业化能不能变成像模像样的公司，已经像模像样的公司能不能成为国际巨头和行业龙头，这是三个阶段。我们主要是关注第二个阶段，我们助力1到10，这个产品能够商业化，我们助力让他成长起来。有些投资圈会关注后面，有些会关注前面，需要全行业链一起做这个事情，才能把事情理顺。我们希望实现价值发现、到价值实现再到价值创造的过程，因为可能现在市场上每一个新出来的项目大家都会看，但是能不能发现特殊价值，帮他实现价值。甚至我们帮他完善新的产品，帮他推广实现价值创造，这个是专业投资机构来做的。投钱是一个部分，更重要是怎么样助力。
