摘要：隨著全球數(shù)字經(jīng)濟的蓬勃興起，人工智能技術已躍升為驅動數(shù)字經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的強勁新引擎，它不僅深刻改變了傳統(tǒng)行業(yè)的運作模式，更以其無與倫比的創(chuàng)新力與滲透力，為各行各業(yè)帶來了前所未有的變革機遇。在AI技術與金屬材料行業(yè)的深度融合中，這一趨勢尤為顯著，為AI+金屬材料行業(yè)的蓬勃發(fā)展開辟了廣闊的空間和無限的可能。2023年，中國AI+金屬材料行業(yè)市場規(guī)模為2.15億元，同比增長50.35%。

一、定義及分類

AI+金屬材料是指將人工智能技術應用于金屬材料的設計、研發(fā)、生產(chǎn)、加工及應用的整個產(chǎn)業(yè)鏈中，通過算法、算力和數(shù)據(jù)的綜合應用，提升金屬材料的性能、降低成本、加速研發(fā)進程，并推動金屬材料行業(yè)的智能化轉型和升級。AI+金屬材料行業(yè)可以按照金屬材料的性質和功能進行分類分為金屬功能材料和高性能金屬結構材料兩大類。

二、行業(yè)政策

隨著數(shù)字經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，人工智能作為前沿技術正引領著經(jīng)濟的新變革。在產(chǎn)業(yè)升級、商業(yè)模式創(chuàng)新和社會發(fā)展等方面，人工智能已經(jīng)成為數(shù)字經(jīng)濟的新引擎。金屬材料作為國民經(jīng)濟的重要基礎產(chǎn)業(yè)，其智能化轉型和升級對于推動制造業(yè)高質量發(fā)展具有重要意義。因此，中國政府出臺了一系列政策，以支持AI+金屬材料行業(yè)的發(fā)展。2024年1月，工業(yè)和信息化部等九部門印發(fā)《原材料工業(yè)數(shù)字化轉型工作方案（2024-2026年）》，該方案旨在推動原材料工業(yè)數(shù)字化轉型，加快新型工業(yè)化進程，建設制造強國。方案明確了三個主要目標：一是打造數(shù)字化轉型典型場景和標桿工廠，提升企業(yè)數(shù)字化轉型成熟度；二是突破關鍵核心技術，推廣優(yōu)秀數(shù)字化產(chǎn)品；三是建設新材料大數(shù)據(jù)中心、數(shù)字化轉型推進中心等。該方案鼓勵將AI技術引入到金屬材料的設計和研發(fā)工作中，通過大量數(shù)據(jù)的采集和訓練，提升研發(fā)效率，降低研發(fā)成本，使材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和應用邁向智能化發(fā)展階段。此外，方案的實施還將帶動AI芯片、光模塊產(chǎn)業(yè)鏈上游金屬軟磁芯粉、鎢銅合金等核心新金屬材料的加速應用與需求增長。

三、發(fā)展歷程

中國AI+金屬材料行業(yè)發(fā)展主要經(jīng)歷了兩個階段。2010年至2015年的啟動期，中國的人工智能研究在這一時期逐漸深入，積累了豐富的理論基礎和技術經(jīng)驗。材料基因工程概念被提出，人們開始嘗試將數(shù)字化技術引入金屬材料生產(chǎn)流程。這一時期的研究為AI在金屬材料領域的應用打下了堅實的基礎。

2015年至今的快速發(fā)展期，隨著人工智能技術的不斷成熟，AI開始與金屬材料行業(yè)進行深度融合，相關企業(yè)也競相涌現(xiàn)，開始探索如何利用AI深度優(yōu)化金屬材料的研發(fā)、生產(chǎn)和應用。這一時期，AI+金屬材料行業(yè)逐漸進入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，形成了豐富的應用場景和商業(yè)模式，迎來廣闊的發(fā)展前景。

四、行業(yè)壁壘

1、技術壁壘

AI+金屬材料行業(yè)展現(xiàn)了強大的技術創(chuàng)新能力，主要體現(xiàn)在高效結合人工智能算法與金屬材料科學，實現(xiàn)從理論探索到應用實踐的飛躍。AI在金屬材料研發(fā)中可以有效規(guī)避傳統(tǒng)研發(fā)中的精度陷阱，通過精確預測和高效篩選，助力新材料的發(fā)現(xiàn)與優(yōu)化。具體而言，AI+金屬材料基于大數(shù)據(jù)基礎提出第四范式材料解決方案，通過大數(shù)據(jù)的方式，揭示材料更本質的東西，通過超高冗余度的神經(jīng)網(wǎng)絡對物理模型和過程進行擬合，使誤差顯著縮小。因此，對于新進入者來說，需要具備深厚的技術積累和研發(fā)能力，才能在這一領域取得突破。

2、經(jīng)營壁壘

中國AI+金屬材料行業(yè)企業(yè)普遍成立較晚，規(guī)模較小，處于發(fā)展初期，市場集中度較低。這表明行業(yè)內的企業(yè)需要具備強大的市場開拓能力和經(jīng)營管理能力，才能在激烈的市場競爭中生存和發(fā)展。此外，由于AI+金屬材料行業(yè)涉及到高端技術的應用，企業(yè)需要投入大量的資金進行技術研發(fā)和市場推廣，這對于新進入者來說是一個較大的挑戰(zhàn)。

3、人才壁壘

AI+金屬材料行業(yè)依賴人才需求大，需要具備跨學科的知識背景，包括材料科學、人工智能、數(shù)據(jù)分析等領域的專業(yè)人才。這些人才的培養(yǎng)和引進對于企業(yè)來說是一個長期且復雜的過程，需要企業(yè)投入大量的時間和資源。同時，由于AI+金屬材料行業(yè)是一個新興領域，相關專業(yè)人才相對稀缺，這進一步增加了行業(yè)的人才壁壘。因此，對于新進入者來說，如何吸引和留住高端人才，是其需要面對的一個重要問題。

五、產(chǎn)業(yè)鏈

1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

AI+金屬材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游包括傳統(tǒng)金屬材料、新型金屬材料、稀土材料、金屬功能材料、高性能金屬材料等，其中傳統(tǒng)金屬材料包括鐵、鋁、銅等常見的金屬原材料，新型金屬材料包括高熵合金、納米材料等，高性能金屬結構材料主要包括鈦、鎂、鋯及其合金，鉭鈮、硬質材料等。產(chǎn)業(yè)鏈中游是AI+金屬材料行業(yè)的核心部分，主要涉及金屬材料的設計、研發(fā)、生產(chǎn)及加工等過程。產(chǎn)業(yè)鏈下游為終端應用市場，包括汽車、航空航天、建筑、電子和新能源等多個領域。

AI+金屬材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

鐵

中國寶武鋼鐵集團有限公司

河鋼集團有限公司

鞍鋼集團有限公司

江蘇沙鋼集團有限公司

鋁

廣東鳳鋁鋁業(yè)有限公司

廣東興發(fā)鋁業(yè)有限公司

廣東堅美鋁型材廠(集團)有限公司

廣東偉業(yè)鋁廠集團有限公司

銅

江西銅業(yè)集團有限公司

紫金礦業(yè)集團股份有限公司

銅陵有色金屬集團控股有限公司

金川集團股份有限公司

高熵合金

北京高熵合金新材料科技有限公司

晶高優(yōu)材（北京）科技有限公司

北京中辰至剛科技有限公司

北京易金新材料科技有限公司

上游

鴻之微科技(上海)股份有限公司

北京深勢科技有限公司

合肥機數(shù)量子科技有限公司

中國寶武鋼鐵集團有限公司

中游

汽車

航空航天

建筑

電子

下游

2、行業(yè)領先企業(yè)分析

（1）藍思科技股份有限公司

藍思科技股份有限公司是玻璃、陶瓷、藍寶石等脆性材料引入消費電子視窗防護領域的開拓者，在該領域深耕多年，技術積累和市場份額均行業(yè)領先。同時，公司在金屬材料領域也有所布局，專注于輕量化與高強度化設計，深耕鋁合金、鎂合金、鈦合金等多種高性能材料，并通過精密的成型工藝和表面處理技術，為消費電子和汽車電子領域提供定制化的部件解決方案。在AI技術方面，藍思科技從多個維度進行布局，成立了藍思創(chuàng)新研究院，并設立人工智能研究所，加大研發(fā)投入以應對AI時代的技術需求。公司的技術平臺涵蓋多種功能材料，包括玻璃、金屬合金等，通過垂直整合，研發(fā)出更加適合AI時代需求的結構件和模組。2024年前三季度，藍思科技營業(yè)收入為462億元，同比增長36.74%；歸母凈利潤為24億元，同比增長43.74%。

（2）中國寶武鋼鐵集團有限公司

中國寶武鋼鐵集團有限公司是中央直接管理的國有重要骨干企業(yè)，總部位于上海。公司致力于構建以鋼鐵制造產(chǎn)業(yè)為基礎，先進材料產(chǎn)業(yè)、綠色資源產(chǎn)業(yè)、智慧服務產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)不動產(chǎn)業(yè)務、產(chǎn)業(yè)金融業(yè)務等相關產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的格局。在AI+金屬材料領域，寶武鋼鐵積極推動數(shù)字技術和鋼鐵場景的深度融合，通過云計算、大數(shù)據(jù)、5G、AI等技術應用，讓傳統(tǒng)工業(yè)制作升級轉化自動化智造。2024年10月23日，寶武鋼鐵在全球低碳冶金創(chuàng)新論壇上發(fā)布了自主研發(fā)的“寶聯(lián)登鋼鐵行業(yè)大模型”。這一具有里程碑意義的技術不僅標志著人工智能在傳統(tǒng)行業(yè)應用上的又一次突破，更是中國鋼鐵工業(yè)在綠色低碳發(fā)展大背景下的一項創(chuàng)新舉措。該模型通過精益化的研發(fā)流程，能夠顯著提高新產(chǎn)品和新工藝的開發(fā)速度和可靠性，使研發(fā)效率提升超過30%。

中國寶武鋼鐵集團有限公司旗下子公司寶鋼股份是全球領先的鋼鐵企業(yè)，其粗鋼產(chǎn)量在全球上市鋼鐵企業(yè)中名列前茅，同時在汽車板、硅鋼等高端產(chǎn)品領域也具有顯著優(yōu)勢。近年來，寶鋼股份積極響應國家關于加快發(fā)展新質生產(chǎn)力、促進數(shù)字技術和實體經(jīng)濟深度融合的號召，全面啟動了AI戰(zhàn)略，致力于將人工智能融入公司的經(jīng)營管理、生產(chǎn)運營的各個環(huán)節(jié)。2024年，寶鋼股份營業(yè)收入為2429億元，同比下降4.77%；歸母凈利潤為59億元，同比下降29.56%。

六、行業(yè)現(xiàn)狀

隨著全球數(shù)字經(jīng)濟的蓬勃興起，人工智能技術已躍升為驅動數(shù)字經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的強勁新引擎，它不僅深刻改變了傳統(tǒng)行業(yè)的運作模式，更以其無與倫比的創(chuàng)新力與滲透力，為各行各業(yè)帶來了前所未有的變革機遇。在AI技術與金屬材料行業(yè)的深度融合中，這一趨勢尤為顯著，為AI+金屬材料行業(yè)的蓬勃發(fā)展開辟了廣闊的空間和無限的可能。2023年，中國AI+金屬材料行業(yè)市場規(guī)模為2.15億元，同比增長50.35%。

七、發(fā)展因素

1、機遇

（1）技術進步帶來的機遇

隨著人工智能技術的不斷突破，算法、算力和數(shù)據(jù)三大核心要素呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長。這為AI+金屬材料行業(yè)提供了強大的技術支持。通過人工智能技術的應用，可以實現(xiàn)對金屬材料性能的精準優(yōu)化，加速新材料的研發(fā)進程，并推動金屬材料行業(yè)的智能化轉型。此外，AI技術還可以幫助解決傳統(tǒng)材料研發(fā)中存在的周期長、效率低等問題，提高新材料的產(chǎn)業(yè)化速度。

（2）政策支持帶來的機遇

中國政府高度重視人工智能和金屬材料行業(yè)的發(fā)展，出臺了一系列指導性政策，以推動行業(yè)的數(shù)字化轉型和創(chuàng)新升級。這些政策不僅為AI+金屬材料行業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境，還為企業(yè)提供了資金、稅收等方面的優(yōu)惠和支持。在政策的引導下，越來越多的企業(yè)開始涉足AI+金屬材料領域，推動了行業(yè)的快速發(fā)展。

（3）市場需求帶來的機遇

隨著全球經(jīng)濟的復蘇和金屬材料應用市場的回暖，AI+金屬材料行業(yè)的需求不斷增長。特別是在航空航天、汽車、新能源等高端制造領域，對高性能、低成本金屬材料的需求日益迫切。這為AI+金屬材料行業(yè)提供了廣闊的市場空間和發(fā)展機遇。企業(yè)可以通過技術創(chuàng)新和產(chǎn)品升級，滿足市場需求，提高市場競爭力。

2、挑戰(zhàn)

（1）技術瓶頸與核心競爭力不足

AI+金屬材料行業(yè)的發(fā)展依賴于先進的人工智能技術和金屬材料知識。然而，目前該領域的技術研發(fā)仍處于初級階段，算法優(yōu)化、數(shù)據(jù)獲取等關鍵技術仍面臨瓶頸。同時，由于該行業(yè)涉及多個學科領域的交叉融合，企業(yè)在技術研發(fā)和創(chuàng)新能力上往往難以形成核心競爭力。這導致企業(yè)在面對市場競爭時，難以保持持續(xù)的競爭優(yōu)勢。

（2）產(chǎn)業(yè)鏈整合難度大

AI+金屬材料行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈較長，涉及原材料供應、研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、銷售應用等多個環(huán)節(jié)。然而，目前該行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的銜接并不緊密，存在信息不對稱、溝通不暢等問題。這增加了產(chǎn)業(yè)鏈整合的難度，影響了行業(yè)的整體發(fā)展。企業(yè)需要加強產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的合作與溝通，提高產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同效率，以應對市場競爭的挑戰(zhàn)。

（3）宏觀經(jīng)濟與市場需求的不確定性

金屬材料行業(yè)的發(fā)展受到礦產(chǎn)資源有限性、開采成本上升以及環(huán)保要求提高等因素的影響，供給增速相對較慢。同時，下游需求不暢、行業(yè)價格傳導受阻等問題也給行業(yè)發(fā)展帶來了困難。此外，人工智能產(chǎn)業(yè)化節(jié)奏、技術發(fā)展不及預期，以及金屬新材料受宏觀經(jīng)濟擾動需求低預期等風險也是行業(yè)需要面對的挑戰(zhàn)。這些外部因素的不確定性給AI+金屬材料行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)。

八、競爭格局

中國AI+金屬材料行業(yè)處于高速發(fā)展期，主要有三個梯隊，市場集中度較低，部分具有技術創(chuàng)新能力和市場前瞻性的企業(yè)開始嶄露頭角，通過整合產(chǎn)業(yè)鏈資源，加強技術研發(fā)，逐漸占領市場領先地位。中國AI+金屬材料行業(yè)呈現(xiàn)以下梯隊情況：第一梯隊公司有鴻之微科技、深勢科技、機數(shù)量子等；第二梯隊公司為寶武鋼鐵、藍思科技、幻量科技等；第三梯隊有創(chuàng)材深造、華為云計算、邁高材云、龍訊曠騰等。

九、發(fā)展趨勢

1、技術創(chuàng)新與智能化轉型

隨著人工智能技術的不斷成熟，AI技術與金屬材料行業(yè)的深度融合將加速新材料的探索、設計、合成與優(yōu)化。AI算力、算法、數(shù)據(jù)以及高通量實驗設備的優(yōu)化提升，將助力金屬新材料實現(xiàn)國產(chǎn)化替代，減少對國外技術的依賴。此外，AI技術還能幫助優(yōu)化實驗條件和制備流程，提高材料的合成效率和質量，有望大幅縮短新材料研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。

2、綠色節(jié)能與環(huán)保趨勢

隨著全球對環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的重視，AI+金屬材料行業(yè)將更加注重綠色材料的研發(fā)和應用。材料向著個性化、復合化、多功能化的方向迅速發(fā)展，新材料研發(fā)加速向第四范式轉變，人工智能、大數(shù)據(jù)等技術在新材料開發(fā)中的作用將進一步突顯。這將推動AI+金屬材料行業(yè)在環(huán)保和節(jié)能領域取得更多突破，為實現(xiàn)綠色制造和循環(huán)經(jīng)濟提供支持。

3、新技術與新場景帶來的新需求

材料產(chǎn)業(yè)的升級發(fā)展離不開技術的迭代更新，技術創(chuàng)新可以開拓新應用領域，如機器人、AI等。技術進步可以拓寬新應用場景，例如光伏硅片切割引入鎢絲、3C領域引入鈦金屬和3D打印工藝、超導在電磁領域應用等。這些創(chuàng)新的應用需求將帶來“新”材料的發(fā)展機遇，推動AI+金屬材料行業(yè)在更廣泛的領域實現(xiàn)創(chuàng)新與應用，滿足不斷增長的市場需求。