日本纳米科技发展政策分析

日本是开展纳米技术基础和应用研究最早的国家，日本政府及社会各界高度重视纳米技术的发展。日本政府连续制定了4期科学技术基本计划，确定了纳米和材料重点发展领域，并逐年增加对纳米技术的研究经费，同时为社会和企业发展纳米技术创造有利的研发环境。日本文部科学省对纳米技术及材料的基础科学研究提供资金支持，经济产业省更注重纳米材料基础研发和实用化的联合研究开发。日本还通过创新集群建设、官产学研合作等促进纳米材料与技术向产业化和规模化发展。

一、日本早期纳米发展政策

日本文部科学省早在1981年就推出了“先进技术的探索研究计划”，研究内容基本为纳米技术相关的研究课题，如纳米材料学、纳米电子学、纳米分子学、纳米加工和纳米结构等研究课题。该计划每年启动4个基础研究项目，每个项目实施5年，每个研究项目可获得20亿日元的经费，从人员配置和研究经费方面都得到了保障，促进了日本纳米技术的初期发展[1]。

日本经济产业省随后又先后实施了多个纳米技术相关的10年大型研究计划，如1991-2001年的原子技术研究计划（投资1.85亿美元）、1991-2001年的量子功能器件研究计划（投资4 000万美元），以及1992-2002年的原子分子极限操纵研究计划（投资250亿日元）。经济产业省其所属的15个国立科研机构成为日本开展纳米技术研究的重要基地，在世界纳米技术研究领域享有崇高的学术地位[1]。

日本政府在1994年做出重大战略部署，由“科技立国”政策转向“科技创新立国”，把科技政策的重点放在具有独创性的科学技术方面，成为科技领先型国家。1995年底，日本政府颁布了《科学技术基本法》，以立法的形式规定了日本的科技发展战略，明确了科技发展战略的具体目标。1996年，日本开始实施第1个科学技术基本计划，此后又连续实施了3次科学技术基本计划，目前正在实施第4期科学技术基本计划，这些计划都强调了纳米材料与技术在国家发展战略中的重要战略地位。

二、纳米技术是日本科学技术基本计划重点推进领域

纳米材料与技术成为日本“第2期科学技术基本计划”优先发展领域，该计划主要包括科学技术优先战略部署、创造和利用优秀成果的科学技术体制改革以及科学技术活动国际化。优先发展生命科学、信息通信、环境科学以及纳米技术与材料领域，有效分配研发资源，同时也要推动能源、制造技术、社会基础设施和前沿科学领域的研发[2]。纳米技术同样也是“第3期科学技术基本计划”的4大优先研发领域之一。“第3期科学技术基本计划”依然重點推进8大领域的研究开发，纳米技术与材料依然仍是国家级优先发展的领域之一，并且还更加强调了支持科技研发在各学科间和不同领域的融合，着重强调基础研究和战略应用研发[3]。

图1重点分析了“第3期科学技术基本计划”的重点研究课题和科学技术体系。日本的重点发展领域包括纳米电子领域、材料领域、纳米生物技术和生物材料领域、纳米技术材料领域推进基础领域、纳米科学和材料科学领域等。①在纳米电子领域领域，重点研究课题包括新一代硅基半导体纳米电子技术开发、电子/光控制纳米电子技术、纳米级电子器件制造技术、纳米电子器件低成本化技术、实现与环境和经济和谐发展节约能源的纳米电子技术、安全纳米电子科学技术。②在材料领域，重点发展能克服能源问题、实现环境和谐型社会、安全安心社会构建、维护和加强产业竞争力的材料技术。③在纳米生物技术和生物材料领域，重点研究课题包括利用分子成像技术解释生物结构和功能、生物体内分子操作技术、以DDS成像技术为核心诊断治疗、超微细加工技术设备、极微量物质检测技术、高性能高安全生物友好设备、再生感应材料、应用纳米生物技术的食品等。④在纳米技术材料领域推进基础领域，重点研究课题包括创新的纳米计测和加工技术、先进量子测量加工和制造工艺技术、基于仿真设计技术的新性能发现，以及纳米技术研究与开发、纳米材料领域人力资源开发与研发环境整备等。⑤在纳米科学和物质科学领域，重点研究课题包括量子计算技术、界面性能控制机理、纳米生物系统机制、强相关电子器件的战略推进等。重点科学技术体系主要包括解决社会问题和困难的创新材料科学和技术、新一代创新科学技术、加快创新材料和技术的基础推进研究等3个方向的10个重点研究课题。

“第4期科学技术基本计划”重点推进绿色技术创新和生命科学技术创新，战略性综合性地强化科技创新政策，建立促进创新的新体制，环保、能源、医疗、护理、健康以及灾后恢复与重建等成为未来的经济发展支柱。该计划与纳米和材料相关的研究课题有燃料电池、功率半导体、纳米碳材料的研发，资源循环利用技术创新——如稀土替代材料创新研究等[4]。虽然“第4期科学技术基本计划”对纳米技术和材料的发展力度有所弱化，但环保、能源、生命科学领域的发展都离不开纳米材料与技术的支持。

“第5期科学技术基本计划”通过科技创新支撑四大国家目标，建立实现未来可持续增长的4大核心支柱，通过研发解决未来挑战，实现领先世界的“超智能社会”。要实现超智能社会，就必须加强服务平台基础技术研发，特别是纳米技术、机器人技术、传感器技术等核心优势基础技术。解决能源、粮食、医疗等领域的社会经济问题，以及开拓国际战略性科学前沿等都离不开纳米技术的发展。

三、文部科学省纳米科技研究

文部科学省作为政府管理基础应用研究的职能部门，着重做2个方面的工作，一是对纳米技术及材料的基础科学研究提供资金支持；二是在相关领域为社会各界营造良好的科学研究环境。日本文部科学省注重纳米科技领域的基础技术研究工作，开展了一系列相关的研究计划和课题（表1）。日本文部科学省纳米领域研发计划和项目一般由科学技术振兴机构（JST）提出战略计划和建议，物质材料研究机构（NIMS）和理化学研究所（RIKEN）等负责计划的研发和实施。

1.物质材料研究机构

纳米技术是NIMS的重点研究领域之一。材料纳米结构国际研究中心（International Center for Materials Nanoarchitectonics）是其最主要的纳米技术研究机构，主要研究活动包括纳米系统和纳米理论等。在纳米系统领域主要包括与能源环境、医疗诊断相关的纳米研究、基于原子开关的纳米元件技術、新型纳米超导材料研究、量子纳米技术、纳米尺度精密测量方法等。在纳米理论领域主要包括纳米空间结构理论研究与新现象预测、第一性原理计算、纳米电子状态研究等。

2.理化学研究所

RIKEN开展纳米技术研究的2个研究所分别是光和研究所和播磨研究所。在和光研究所，主要包括纳米光学研究、纳米物质工学研究、以及纳米基础科学理论研究、量子纳米磁性研究等。在播磨研究所，主要包括量子纳米材料的单原子、分子的分析方法、新型光电材料及物性的探索和应用、光化学连锁反应的量子纳米形成法等。

四、经济产业省纳米科技研究

日本经济产业省的材料研发计划和项目主要通过产业技术综合研究所（AIST）和新能源产业技术综合开发机构（NEDO）负责实施，注重纳米材料基础研发和实用化（或产业化）的联合研究开发。经济产业省不仅注重纳米技术和材料及器件的研发，还包括能源、资源、环境、信息技术等领域需求的纳米材料技术研发。计划项目的共用基础研究开发事业多通过委托进行实施，而面向市场化产业界实用化技术研究开发事业多通过补助金的形式进行实施。重点计划和项目见表2所示。

1.产业技术综合研究所

产业技术综合研究所为各行业领域提供计量标准、地质调查、基础设施建设、能源、环境等相关的技术基础，提高日本在国际上的产业竞争力。该机构的纳米材料研究部重点探索纳米尺寸研究的新方法、新理念，对纳米粒子结构物质的各种现象进行解释，促进科技成果走向产业化。主要研究方向包括纳米结构理论、纳米工程、碳纳米管、纳米簇、分子纳米组织体、分子纳米物性、纳米生物材料、纳米电子器件等。

2.新能源产业技术开发机构

新能源产业技术开发机构主要从事新能源开发、节能技术，以及地球环境产业技术开发。该机构的材料纳米技术计划通过开发超微细物质制备加工工艺及计量测试技术，构筑超微细结构控制与加工测量等技术基础，并使之实现系统化，从而为产业各界提供完备的纳米技术基础。纳米技术的主要研究方向包括精密高分子、纳米玻璃、纳米金属、纳米粒子、纳米镀膜、纳米机能合成、纳米计量测试技术等。

五、纳米科技创新集群

“产业集群计划”和“知识集群计划”由日本经济产业省和文部科学省联合推进，充分发挥了中小企业的作用，成为技术研发创新的支柱，促进了企业和大学等机构的合作，同时吸引大型企业参与，在日本技术创新中充分发挥了重要作用[10]。2010财年，文部科学省在“开发创新体系计划”的框架下，将以上2种计划和“产学官合作战略发展计划”合而为一，即“创新集群”，通过建立和强化产学官网络，促进产学官与本地核心高校和其他研究机构的联合研究，形成能提供可持续创新的集群，促进区域自持续能力。纳米领域的区域创新集群项目见表3。

六、国家纳米技术战略路线图

“日本战略技术路线图”由经济产业省与新能源产业技术综合开发机构联合制定发布，用来确定能够孕育新兴产业、增强主导产业国际竞争力的战略技术，并使这些技术能够按照设定的技术目标推进，为工业、学术界和政府对研发投资的战略执行情况提供导航，该报告已成为日本政府引导重大产业技术布局和投资的重要技术战略文件。自2005年3月公布第1份技术路线图报告以来，截至2011年9月已公布了6份技术路线图报告，每年公布的报告都会经过不断的修订和补充，最新的版本为2010年6月14日公布的技术战略2010，共分8大类31个技术领域[11]。

纳米技术战略路线图的目标是实现纳米技术持续性创新，成为世界上先进的纳米技术制造国家；利用高性能纳米技术开拓更多的工业应用领域，加强日本产业的国际竞争力，并解决难度大的社会问题；在知识产权、标准化方面发挥日本的领导地位。主要的研究方向包括纳米技术研发和创新、纳米技术产品制造、高附加值纳米技术产业等。

七、结语

日本政府和社会各界一直都非常重视纳米技术的发展，科学技术基本计划确立了纳米技术的重点发展方向和领域，纳米技术战略路线图规划了纳米技术的发展路线，创新集群建设和官产学研合作更是促进了纳米技术向产业化和规模化发展，日本文部科学省和经济产业省为纳米技术的基础科学研究和实用化研究提供资金支持。日本纳米技术在环境与能源、健康与医疗保健、社会基础建设、信息通讯与电子产品、基础科技领域等都取得了重要的进展，为日本未来的创新发展奠定良好的基础。

参考文献

[1] 纳米材料标准体系公共服务平台.日本纳米材料与纳米技术发展概况[EB/OL].（2016-9-10）.http：//nami.nccs.org. cn/index/incx/newsshow.aspx class=42&news=574.

[2] 冯瑞华，张军.解析美国、欧盟和日本的材料研究政策[J].科学新闻，2006（15）：26-28.

[3] 内阁府.第三期科技技术基本计划纳米材料领域[EB/OL].（2016-09-13）.http：//www8.cao.go.jp/cstp/kihon3/ bunyabetu6-2.pdf.

[4] 日本内阁.科学技术基本计划[EB/OL].（2016-09-09）.http：//www8.cao.go.jp/cstp/kihonkeikaku/4honbun.pdf.

[5] 日本科学技术振兴机构研究开发战略中心.实现能源安全的纳米结构控制材料研究和开发[EB/OL].（2016-09-15）. http：//crds.jst.go.jp/output/pdf/06sp09.pdf.

[6] 日本科学技术振兴机构研究开发战略中心.分子技术战略——分子水平新功能创造[EB/OL].（2016-09-15）.http：// crds.jst.go.jp/output/pdf/09sp06s.pdf.

[7] 日本产业技术综合研究所.研究部門の概要[EB/OL].（2016-10-15）.https：//unit.aist.go.jp/nmri/ja/intro/outline.html.

[8] 日本产业技术综合研究所.CNT-Application Center[EB/OL].（2016-09-15）.http：//www.nanocarbon.jp/en/[2016-09-15].

[9] 日本产业技术综合研究所.ナノエレクトロニクス研究部門[EB/OL].（2016-10-16）.https：//unit.aist.go.jp/neri/.

[10] 刘民义.立法与政府推动：日本产学研结合的特点和启示[N].科学时报，2009-11-12（A3）.

[11] 日本经济产业省.技術戦略マップ2010各分野ファイル[EB/OL].http：//www.meti.go.jp/policy/economy/ gijutsu_kakushin/kenkyu_kaihatu/str2010download.html#2.