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进入20世纪90年代以来，材料科学技术的发展异常迅猛，材料科学与生命科学、信息科学、环境科学等共同构成了当代科学技术的前沿。展望21世纪，材料科学技术研究开发的前沿有：
　　微电子材料：大直径 300mm 硅单晶及片材技术，用于硅深亚微米工艺的大直径 200mm 硅片外沿技术，150mm的GaAs和100mm的InP晶片及其以它们为基的Ⅲ Ⅴ族半导体超晶格、量子阱异质结构材料制备技术，GeSi合金和宽禁带半导体材料制备与应用技术。
　　新型光电子材料：大直径、高光学质量人工晶体制备技术和有机、无机新型非线性光学晶体探索，大功率半导体激光光纤模块及全固态 可调谐激光技术，有机、无机超高亮度红、绿、蓝三基色材料及应用技术，新型红外、蓝、紫半导体激光材料以及新型光探测和光储存材料及应用技术。
　　稀土功能材料：高纯稀土材料的制备技术，超高磁能积稀土永磁材料的大规模生产技术，高性能稀土储氢材料及相关技术，高性能稀土催化剂材料的制备与应用。
　　生物医用材料：高可靠植入人体内的生物活性材料合成关键技术，生物相容材料制备技术，如组织器官替代材料，人造血液、人造皮和透析膜技术，以及生物医用新材料制品质量性能的在线检测和评价技术。
　　先进复合材料：复合材料的成本制造技术，复合材料的界面控制和优化技术，不同尺度、不同结构异质材料复合新技术，以及复合增强材料的高性能、低成本化技术。
　　新型金属材料：交通运输用轻质高强材料，能源动力用高温耐蚀材料，新型有序金属间化合物的脆性控制与韧化技术以及高可靠性生产制备技术。
　　先进陶瓷材料：信息功能陶瓷的新制备技术和多功能化及系统集成技术，高性能陶瓷薄膜、异质薄膜的制备、集成与微加工技术，结构陶瓷以及复合材料的补强、韧化技术，先进陶瓷的低成本、高可靠性、批量化制备技术。
　　高温超导材料：高温超导薄膜及异质结构薄膜的制备、集成和微加工技术，可实用化高温超导线材制备技术，高温超导体材料 准单晶和织构材料 批量生产技术。
　　生态环境材料：发展与环境相协调的材料及其设计与评价技术，如可完全降解农用塑料薄膜制备技术，材料的延寿、再生与综合利用新技术，降低材料生产的资源和能源消耗新技术。
　　纳米材料：主要是纳米材料制备与应用关键技术，固态量子器件制备及纳米加工与组装技术。
　　能源材料：新型高效能源转换材料，新型储能材料，能源技术用关键新材料制备与应用技术。
　　隐身材料：电磁波屏蔽或电磁波吸收材料，防信息泄漏电、磁波屏蔽材料制备与应用技术。
　　先进高分子材料：高性能工程塑料和高分子合金，高温树脂基体，超高强度有机纤维及有机功能材料，如发光塑料、有机光电子材料等。
　　材料的设计、制备与评价技术：材料智能合成与制备技术，材料表面改性技术的低成本化途径与批量生产技术，原位复合技术、仿生技术、原子尺度上的设计与排布技术，材料微观结构的模型化技术、智能化控制及动态实时监测分析技术，不同层次的材料设计、性能预测和评价表征新技术。