AI+金属材料

摘要：随着全球数字经济的蓬勃兴起，人工智能技术已跃升为驱动数字经济持续发展的强劲新引擎，它不仅深刻改变了传统行业的运作模式，更以其无与伦比的创新力与渗透力，为各行各业带来了前所未有的变革机遇。在AI技术与金属材料行业的深度融合中，这一趋势尤为显著，为AI+金属材料行业的蓬勃发展开辟了广阔的空间和无限的可能。2023年，中国AI+金属材料行业市场规模为2.15亿元，同比增长50.35%。

一、定义及分类

AI+金属材料是指将人工智能技术应用于金属材料的设计、研发、生产、加工及应用的整个产业链中，通过算法、算力和数据的综合应用，提升金属材料的性能、降低成本、加速研发进程，并推动金属材料行业的智能化转型和升级。AI+金属材料行业可以按照金属材料的性质和功能进行分类分为金属功能材料和高性能金属结构材料两大类。

二、行业政策

随着数字经济的蓬勃发展，人工智能作为前沿技术正引领着经济的新变革。在产业升级、商业模式创新和社会发展等方面，人工智能已经成为数字经济的新引擎。金属材料作为国民经济的重要基础产业，其智能化转型和升级对于推动制造业高质量发展具有重要意义。因此，中国政府出台了一系列政策，以支持AI+金属材料行业的发展。2024年1月，工业和信息化部等九部门印发《原材料工业数字化转型工作方案（2024-2026年）》，该方案旨在推动原材料工业数字化转型，加快新型工业化进程，建设制造强国。方案明确了三个主要目标：一是打造数字化转型典型场景和标杆工厂，提升企业数字化转型成熟度；二是突破关键核心技术，推广优秀数字化产品；三是建设新材料大数据中心、数字化转型推进中心等。该方案鼓励将AI技术引入到金属材料的设计和研发工作中，通过大量数据的采集和训练，提升研发效率，降低研发成本，使材料的研发、生产、销售和应用迈向智能化发展阶段。此外，方案的实施还将带动AI芯片、光模块产业链上游金属软磁芯粉、钨铜合金等核心新金属材料的加速应用与需求增长。

三、发展历程

中国AI+金属材料行业发展主要经历了两个阶段。2010年至2015年的启动期，中国的人工智能研究在这一时期逐渐深入，积累了丰富的理论基础和技术经验。材料基因工程概念被提出，人们开始尝试将数字化技术引入金属材料生产流程。这一时期的研究为AI在金属材料领域的应用打下了坚实的基础。

2015年至今的快速发展期，随着人工智能技术的不断成熟，AI开始与金属材料行业进行深度融合，相关企业也竞相涌现，开始探索如何利用AI深度优化金属材料的研发、生产和应用。这一时期，AI+金属材料行业逐渐进入产业化发展阶段，形成了丰富的应用场景和商业模式，迎来广阔的发展前景。

四、行业壁垒

1、技术壁垒

AI+金属材料行业展现了强大的技术创新能力，主要体现在高效结合人工智能算法与金属材料科学，实现从理论探索到应用实践的飞跃。AI在金属材料研发中可以有效规避传统研发中的精度陷阱，通过精确预测和高效筛选，助力新材料的发现与优化。具体而言，AI+金属材料基于大数据基础提出第四范式材料解决方案，通过大数据的方式，揭示材料更本质的东西，通过超高冗余度的神经网络对物理模型和过程进行拟合，使误差显著缩小。因此，对于新进入者来说，需要具备深厚的技术积累和研发能力，才能在这一领域取得突破。

2、经营壁垒

中国AI+金属材料行业企业普遍成立较晚，规模较小，处于发展初期，市场集中度较低。这表明行业内的企业需要具备强大的市场开拓能力和经营管理能力，才能在激烈的市场竞争中生存和发展。此外，由于AI+金属材料行业涉及到高端技术的应用，企业需要投入大量的资金进行技术研发和市场推广，这对于新进入者来说是一个较大的挑战。

3、人才壁垒

AI+金属材料行业依赖人才需求大，需要具备跨学科的知识背景，包括材料科学、人工智能、数据分析等领域的专业人才。这些人才的培养和引进对于企业来说是一个长期且复杂的过程，需要企业投入大量的时间和资源。同时，由于AI+金属材料行业是一个新兴领域，相关专业人才相对稀缺，这进一步增加了行业的人才壁垒。因此，对于新进入者来说，如何吸引和留住高端人才，是其需要面对的一个重要问题。

五、产业链

1、行业产业链分析

AI+金属材料行业产业链上游包括传统金属材料、新型金属材料、稀土材料、金属功能材料、高性能金属材料等，其中传统金属材料包括铁、铝、铜等常见的金属原材料，新型金属材料包括高熵合金、纳米材料等，高性能金属结构材料主要包括钛、镁、锆及其合金，钽铌、硬质材料等。产业链中游是AI+金属材料行业的核心部分，主要涉及金属材料的设计、研发、生产及加工等过程。产业链下游为终端应用市场，包括汽车、航空航天、建筑、电子和新能源等多个领域。

AI+金属材料行业产业链

铁

中国宝武钢铁集团有限公司

河钢集团有限公司

鞍钢集团有限公司

江苏沙钢集团有限公司

铝

广东凤铝铝业有限公司

广东兴发铝业有限公司

广东坚美铝型材厂(集团)有限公司

广东伟业铝厂集团有限公司

铜

江西铜业集团有限公司

紫金矿业集团股份有限公司

铜陵有色金属集团控股有限公司

金川集团股份有限公司

高熵合金

北京高熵合金新材料科技有限公司

晶高优材（北京）科技有限公司

北京中辰至刚科技有限公司

北京易金新材料科技有限公司

上游

鸿之微科技(上海)股份有限公司

北京深势科技有限公司

合肥机数量子科技有限公司

中国宝武钢铁集团有限公司

中游

汽车

航空航天

建筑

电子

下游

2、行业领先企业分析

（1）蓝思科技股份有限公司

蓝思科技股份有限公司是玻璃、陶瓷、蓝宝石等脆性材料引入消费电子视窗防护领域的开拓者，在该领域深耕多年，技术积累和市场份额均行业领先。同时，公司在金属材料领域也有所布局，专注于轻量化与高强度化设计，深耕铝合金、镁合金、钛合金等多种高性能材料，并通过精密的成型工艺和表面处理技术，为消费电子和汽车电子领域提供定制化的部件解决方案。在AI技术方面，蓝思科技从多个维度进行布局，成立了蓝思创新研究院，并设立人工智能研究所，加大研发投入以应对AI时代的技术需求。公司的技术平台涵盖多种功能材料，包括玻璃、金属合金等，通过垂直整合，研发出更加适合AI时代需求的结构件和模组。2024年前三季度，蓝思科技营业收入为462亿元，同比增长36.74%；归母净利润为24亿元，同比增长43.74%。

（2）中国宝武钢铁集团有限公司

中国宝武钢铁集团有限公司是中央直接管理的国有重要骨干企业，总部位于上海。公司致力于构建以钢铁制造产业为基础，先进材料产业、绿色资源产业、智慧服务产业、产业不动产业务、产业金融业务等相关产业协同发展的格局。在AI+金属材料领域，宝武钢铁积极推动数字技术和钢铁场景的深度融合，通过云计算、大数据、5G、AI等技术应用，让传统工业制作升级转化自动化智造。2024年10月23日，宝武钢铁在全球低碳冶金创新论坛上发布了自主研发的“宝联登钢铁行业大模型”。这一具有里程碑意义的技术不仅标志着人工智能在传统行业应用上的又一次突破，更是中国钢铁工业在绿色低碳发展大背景下的一项创新举措。该模型通过精益化的研发流程，能够显著提高新产品和新工艺的开发速度和可靠性，使研发效率提升超过30%。

中国宝武钢铁集团有限公司旗下子公司宝钢股份是全球领先的钢铁企业，其粗钢产量在全球上市钢铁企业中名列前茅，同时在汽车板、硅钢等高端产品领域也具有显著优势。近年来，宝钢股份积极响应国家关于加快发展新质生产力、促进数字技术和实体经济深度融合的号召，全面启动了AI战略，致力于将人工智能融入公司的经营管理、生产运营的各个环节。2024年，宝钢股份营业收入为2429亿元，同比下降4.77%；归母净利润为59亿元，同比下降29.56%。

六、行业现状

随着全球数字经济的蓬勃兴起，人工智能技术已跃升为驱动数字经济持续发展的强劲新引擎，它不仅深刻改变了传统行业的运作模式，更以其无与伦比的创新力与渗透力，为各行各业带来了前所未有的变革机遇。在AI技术与金属材料行业的深度融合中，这一趋势尤为显著，为AI+金属材料行业的蓬勃发展开辟了广阔的空间和无限的可能。2023年，中国AI+金属材料行业市场规模为2.15亿元，同比增长50.35%。

七、发展因素

1、机遇

（1）技术进步带来的机遇

随着人工智能技术的不断突破，算法、算力和数据三大核心要素呈现出爆发式增长。这为AI+金属材料行业提供了强大的技术支持。通过人工智能技术的应用，可以实现对金属材料性能的精准优化，加速新材料的研发进程，并推动金属材料行业的智能化转型。此外，AI技术还可以帮助解决传统材料研发中存在的周期长、效率低等问题，提高新材料的产业化速度。

（2）政策支持带来的机遇

中国政府高度重视人工智能和金属材料行业的发展，出台了一系列指导性政策，以推动行业的数字化转型和创新升级。这些政策不仅为AI+金属材料行业提供了良好的发展环境，还为企业提供了资金、税收等方面的优惠和支持。在政策的引导下，越来越多的企业开始涉足AI+金属材料领域，推动了行业的快速发展。

（3）市场需求带来的机遇

随着全球经济的复苏和金属材料应用市场的回暖，AI+金属材料行业的需求不断增长。特别是在航空航天、汽车、新能源等高端制造领域，对高性能、低成本金属材料的需求日益迫切。这为AI+金属材料行业提供了广阔的市场空间和发展机遇。企业可以通过技术创新和产品升级，满足市场需求，提高市场竞争力。

2、挑战

（1）技术瓶颈与核心竞争力不足

AI+金属材料行业的发展依赖于先进的人工智能技术和金属材料知识。然而，目前该领域的技术研发仍处于初级阶段，算法优化、数据获取等关键技术仍面临瓶颈。同时，由于该行业涉及多个学科领域的交叉融合，企业在技术研发和创新能力上往往难以形成核心竞争力。这导致企业在面对市场竞争时，难以保持持续的竞争优势。

（2）产业链整合难度大

AI+金属材料行业的产业链较长，涉及原材料供应、研发设计、生产制造、销售应用等多个环节。然而，目前该行业的产业链上下游之间的衔接并不紧密，存在信息不对称、沟通不畅等问题。这增加了产业链整合的难度，影响了行业的整体发展。企业需要加强产业链上下游之间的合作与沟通，提高产业链的协同效率，以应对市场竞争的挑战。

（3）宏观经济与市场需求的不确定性

金属材料行业的发展受到矿产资源有限性、开采成本上升以及环保要求提高等因素的影响，供给增速相对较慢。同时，下游需求不畅、行业价格传导受阻等问题也给行业发展带来了困难。此外，人工智能产业化节奏、技术发展不及预期，以及金属新材料受宏观经济扰动需求低预期等风险也是行业需要面对的挑战。这些外部因素的不确定性给AI+金属材料行业的稳定发展带来了挑战。

八、竞争格局

中国AI+金属材料行业处于高速发展期，主要有三个梯队，市场集中度较低，部分具有技术创新能力和市场前瞻性的企业开始崭露头角，通过整合产业链资源，加强技术研发，逐渐占领市场领先地位。中国AI+金属材料行业呈现以下梯队情况：第一梯队公司有鸿之微科技、深势科技、机数量子等；第二梯队公司为宝武钢铁、蓝思科技、幻量科技等；第三梯队有创材深造、华为云计算、迈高材云、龙讯旷腾等。

九、发展趋势

1、技术创新与智能化转型

随着人工智能技术的不断成熟，AI技术与金属材料行业的深度融合将加速新材料的探索、设计、合成与优化。AI算力、算法、数据以及高通量实验设备的优化提升，将助力金属新材料实现国产化替代，减少对国外技术的依赖。此外，AI技术还能帮助优化实验条件和制备流程，提高材料的合成效率和质量，有望大幅缩短新材料研发周期，降低研发成本。

2、绿色节能与环保趋势

随着全球对环境保护和可持续发展的重视，AI+金属材料行业将更加注重绿色材料的研发和应用。材料向着个性化、复合化、多功能化的方向迅速发展，新材料研发加速向第四范式转变，人工智能、大数据等技术在新材料开发中的作用将进一步突显。这将推动AI+金属材料行业在环保和节能领域取得更多突破，为实现绿色制造和循环经济提供支持。

3、新技术与新场景带来的新需求

材料产业的升级发展离不开技术的迭代更新，技术创新可以开拓新应用领域，如机器人、AI等。技术进步可以拓宽新应用场景，例如光伏硅片切割引入钨丝、3C领域引入钛金属和3D打印工艺、超导在电磁领域应用等。这些创新的应用需求将带来“新”材料的发展机遇，推动AI+金属材料行业在更广泛的领域实现创新与应用，满足不断增长的市场需求。