【摘要】建立适合国情的系统高效的关键新材料创新突破模式，是支撑国家智能制造有序发展的重要条件。本文综合应用技术创新系统和科学-技术-商业化理论，从创新突破主体、重点领域、着力点和举措四个方面构建分析框架，归纳美国和日本智能制造关键新材料创新突破模式，对比分析两国模式异同及其差异背后的原因。研究表明：美国采用政府引导-双轮驱动-多主体协同模式，日本采用政府主导-企业助推-科研院所配合模式。两国模式均呈现服务国家战略、加强顶层设计、注重知识管理、构建创新生态的特征，但在角色定位、重点领域、着力点、举措方面各有侧重，主要原因在于两国的历史文化、国际地位和资源禀赋存在差异。本文借鉴美国和日本的实践经验模式，结合中国情境，提出优化中国智能制造关键新材料创新突破模式的建议。