全球技術創新現狀、趨勢影響及我國的對策

王忠宏

(國務院發展研究中心產業經濟部，北京 100010)

一、全球新一輪技術創新現狀

國際金融危機爆發以來，面對經濟增長下行、競爭格局調整、實體經濟萎縮、氣候變化等問題，各國普遍認識到這不是一次普通的金融危機，而是一次經濟結構性危機，必須進行經濟發展方式和產業結構的大調整。“第三次工業革命”理論正是這一時代背景下的產物，“第三次工業革命”倡導互聯網、新能源技術以及數字化制造的結合，契合了人類面臨的挑戰和實際問題，引起了國內外的較大關注。盡管“第三次工業革命”理論存在爭議，但為我們從歷史經驗的角度看待全球技術創新和經濟增長提供了重要啟示。

(一)全球正處于信息技術革命深化和新一輪技術革命孕育期

歷史經驗表明，過去兩個多世紀，全球技術創新與經濟增長之間基本上存在這樣的規律:大致以六十年為一個周期。在每個周期的前二三十年，具有基礎意義的新科學范式、新技術門類得以確立，推動產生一個或幾個新興產業，領先于其他產業的發展，造成局部的投資過度和產能過剩，開始形成經濟泡沫，泡沫積累到一定程度破滅，全球經濟陷入危機和衰退，促使全球治理格局發生深刻變化，來逐步適應技術創新帶來的新經濟模式。在每個周期的后三十年，新技術的發展勢頭穩定下來，并被各個產業充分吸納運用，使得經濟全面繁榮，催生大量新發明、新技術，孕育下一個周期的技術革命。

在過去200多年的時間里，全球經歷了5次技術革命(見表1)。第一次是18世紀中葉起，機器廠房代替了手工作坊，以紡織業中機器的發明和應用為重要標志。第二次是19世紀初，全球進入到蒸汽、鋼鐵和鐵路的時代，以蒸汽機的發明和利用為重要標志。第三次是從19世紀70年代起，世界進入到電氣及重工業時代，電力和電器、重型機械、化工業興起。第四次是20世紀初期，當福特T型汽車出現之后，全球進入到汽車、石油、石油化工以及大規模生產的時代，以內燃機及其應用的發展為重要標志。目前，我們處在第五次技術革命時期，它始于1971年，當時英特爾推出微處理器，標志著信息技術革命時代的來臨。以信息及通信技術為重要標志的技術革命經過了二三十年的發展，在2000年互聯網泡沫破滅和2008年國際金融危機后，進入到廣泛滲透和深度應用階段，催生了大量新技術、新產業、新業態、新模式，同時也將孕育新一輪技術革命。

表1 全球技術創新與經濟發展

這里需要說明的是，國際金融危機后，信息技術的深度應用和由此帶來的新的經濟模式形成尚需一個過程，短期內對經濟增長的拉動作用可能有限，但經過穩定提升后，可望進入發展的高峰期。同時，關于新一輪技術革命在哪些領域、何時發生也還存在很大的不確定性，目前的判斷是，未來二三十年間，全球可能會進入到生物技術、新能源技術、納米技術以及新材料技術的革命時代。

(二)國際金融危機后全球技術創新趨于活躍

為克服金融危機的沖擊，實現經濟復蘇和經濟持續增長，各國政府、產業界加大了技術創新的支持力度，推動了全球技術創新活動在經歷短暫回落后，很快實現了逆勢上揚。2011年，全球專利申請總數為214萬件，較2010年增長7.8%，連續第二年高于7%。2011年，全球研發投入相比2010年增長6.5%，高于2010年4%的增幅，而2009年全球研發投入較2008年下降了0.83%。從全球企業研發投入和國際專利授權增長情況看，2009年也都跌到谷底，隨后出現反彈，其中，國際專利授權數達到了近10年來的高點，見圖1。

從具體領域看，大數據浪潮、信息技術和制造業融合正在發展之中，能源、材料、生物等領域也正在醞釀不少有重要潛力的新技術。

信息技術進入到一個新的發展時期，云計算、大數據、虛擬現實、移動互聯網、物聯網等技術的突破，給信息技術應用模式帶來了一場深刻變革。3D打印、智能機器人、人工智能等智能制造技術取得了積極進展。近年來，數字通信領域專利申請全球增幅最快，計算機技術是專利申請最多的領域。2012年初，美國物理學家馬克·米爾斯和美國西北大學教授朱利歐·奧蒂諾在《華爾街日報》發表評論員文章，稱電話和電技術改變了20世紀，大數據、智能制造和無線革命三大技術變革將改變21世紀。

圖1 2010年以來全球技術創新漸趨活躍

生物醫藥技術可望取得新的突破。人類基因組及其在生命過程中的功能調控，特別是細胞命運調控機制等基本問題面臨重大理論創新。傳統醫學模式正在發生深刻變化，健康醫學將迎來全新發展機遇。

頁巖氣開采技術取得重大進展。能源輸送效率、穩定性、安全性和智能化技術不斷得到提升。多種能源逐步實現互補與系統融合。信息技術與新能源相結合的新工業模式正在積極推進中。

材料設計與性能預測科技發展迅速，環境協調和低成本合成制備技術受到重視，材料制造的工藝、流程以及結構與性能關系的研發面臨新突破，材料更加綠色、高效、可循環利用。

此外，農業、生態與環境、空間和海洋領域的技術創新也取得了重要進展。

(三)全球技術創新蘊含新的重大發展機遇

新技術的多點突破和融合互動推動了新興產業的興起和快速發展，尤其是在新一輪技術革命的孕育階段，直接關乎到未來領導權的問題，蘊含著新的重大發展機遇。

信息技術持續創新和深度應用將引發新一輪信息產業的快速發展，并催生許多新模式、新業態、新產業。弗雷斯特研究機構預計，到2020年全球云計算市場價值將達2 410億美元，是目前的6倍。據麥肯錫報道，大數據為美國的醫療服務業每年節省3 000億美元，為歐洲的公共管理部門每年節省2 500億歐元，為全球個人位置數據服務提供商每年貢獻利潤1 000億美元。中國物聯網研究發展中心預測，未來5年全球物聯網產業市場年均增長為25%左右，2015年將達到3 500億美元。美國國家情報委員會預測，到2030年，3D打印有可能改變全球的工作模式。

頁巖氣開采的經濟效益開始顯現。美國率先發明并運用水平鉆井、水力壓裂技術，大規模開采頁巖氣，改善了美國乃至全球的能源結構，減緩了能源價格上漲的趨勢。頁巖氣開采還帶動了一批中小型生產服務企業的發展，為美國發展實體經濟、解決就業問題作出了重大貢獻。美國頁巖氣的成功開發有可能成為全球頁巖氣開發的“引擎”，驅動能源產業出現一場新的變革。

現代生物技術步入產業化加速發展階段，以基因工程、干細胞、生物育種等為標志的生物產業技術體系正在形成。據經濟合作與發展組織預測，到2030年，生物技術對化工和其他工業產品領域的貢獻將占到35%，對藥品和診斷產品領域的貢獻將達到80%，對農業領域的貢獻將達到50%。

新能源、節能環保產業處于高速成長期。2010年全球環保產業市場規模已經達到7 760億美元。新能源汽車產業雖然處于起步階段，但已被視為未來發展方向。2010年德勤公司發布的調查報告發現，全球已有近440億美元的政府資金投向新能源汽車開發和應用。

新材料和高端裝備制造產業蓬勃發展。據美國國家科學技術理事會納米分會預測，未來10至15年全球納米相關產品市場將超過1.3萬億美元。美國航天基金會的報告表明，2010年全球航天經濟總產值為2 765億美元，自2005年以來年均增長率為9%。

創新競賽就是爭奪機遇的競賽。歷史經驗表明，誰抓住了機遇，誰就能持續保持領先或后來居上;誰喪失了機遇，誰就會被甩在后面，甚至差距被越拉越大。面對全球技術創新蘊含的新的重大發展機遇，我國必須做好準備和孵化工作，努力在全球新的技術創新中取得發展先機。

二、全球技術創新趨勢分析

(一)各國技術競爭日趨激烈

在新一輪發展面前，發達國家為保持其科技與經濟的領先地位，新興國家為后來居上，都紛紛把科技創新作為國家發展戰略的核心，努力搶占未來科技和產業制高點。

美國政府2009、2011年兩度發布《創新戰略》，明確要加大對人力資源、科學研究和基礎設施等創新要素的投入，發揮創新潛力，帶動經濟增長和繁榮，力圖在新能源、無線網絡、先進車輛、醫療衛生信息技術、基礎科學和航天等領域取得突破。節能環保、智慧地球、大數據、新材料、先進制造業等領域是美國近期科技創新的主攻方向。

英國政府發布《技術藍圖》報告，明確提出英國要努力成為世界上最具吸引力的創新科技投資之地;大力推動低碳經濟、數字通信、高速交通系統和科學基礎研究方面的科技基礎設施建設;重點支持先進制造、醫療保健及生命科學、數字和創意產業等科技產業發展，推進經濟結構調整;出臺了英國空間技術、海洋產業增長等發展戰略。

德國在發展高端制造產業的同時，注重推動制造業信息化的發展。大力發展風能、生物能等可再生能源和各類節能環保技術，計劃到2050年新能源發電占到總發電量的80%。出臺了《納米技術2015行動計劃》《生物經濟2030國家研究戰略》《可再生能源法》等一系列科技計劃。實施寬帶發展戰略，計劃到2018年德國每個家庭都可使用50Mbps以上帶寬的寬帶。

日本堅持科技立國和信息技術立國的策略，實施應對資源匱乏、人口老齡化和經濟停滯危機的新增長戰略，重點培育環保、能源、健康、旅游、信息技術等領域。圍繞“綠色創新”和“生活創新”主題，加大技術創新力度。

韓國公布了2020年產業技術創新戰略思路，提出要實現從“快速跟蹤”戰略到“領跑者”戰略的轉變。出臺了綠色經濟增長戰略;制定了云計算發展戰略，爭取實現國內云計算市場規模翻兩番、在全球市場占有率達10%的目標，成為全球信息網絡樞紐和互聯網數據中心。

俄羅斯發布了《俄羅斯聯邦2020年創新發展戰略》，將提高國家創新能力確立為重要戰略目標，希望實現從原料出口型向創新型經濟增長模式的轉型。

印度則希望通過低成本包容性創新將印度打造成創新熱地，提出到2020年成為知識型社會與全球科技領導者。

巴西提出“創新產生競爭力，競爭力促進增長”的科技政策口號，同時，將“科學技術部”更名為“科學技術與創新部”，以突出對創新的重視。

可以預見，未來各國對科技制高點的爭奪將更加激烈，發達國家對我國技術創新上的進步會加大打壓力度，在人才培養和引進、技術標準和平臺以及產業鏈的主導權的爭奪將成為重點。近年來，我國華為、中興、三一等企業在美國投資遭遇阻擊就是典型案例。

(二)以美國為首的發達經濟體在創新領域仍將處于領先地位

盡管遭受國際金融危機的嚴重沖擊，發達經濟體在技術創新的投入上受到影響，但其自我修復能力較強，創新潛力仍然很大，尤其是美國仍處于全球領先地位。目前，美國的研發投入占到全球的近1/3、歐洲的研發投入占到全球的24%左右、日本的研發投入占全球的11%左右，三者合計達到全球的近70%。根據美國巴特爾公司與《研發雜志》在全球的調查，發達國家在影響未來研發走向的十大關鍵性領域中全部位居研發領軍國家排名第一位，其中，美國有8項第一，德國和日本各有1項位居世界第一，見表2。

表2 全球研究人員評出的研發領軍國家

從基礎研究看，在全球排名前50的大學中，30所來自美國，11所來自歐洲，4所來自亞洲，3所來自加拿大，這反映了當前的科技趨勢和地區科技力量。工程和技術專業排名前50的學院，美國有22所，歐洲有11所，亞洲有13所。生命科學專業排名前50的學院中，美國有27所，歐洲有17所，亞洲有4所。物理科學專業排名前50名的學院，美國有21所，歐洲有18所，亞洲有8所。

還有專家指出，對美國創新的潛力，統計學和統計體系缺少相應的衡量指標，其潛力或能力并未得到足夠反映。美國獨特的創新機制、創新文化和創新生態，使美國長期位居全球創新的領先地位，其他國家很難超越。《華爾街日報》載文認為，由于美國年輕的人口、富有活力的文化及多元化的教育體制，美國仍將維持世界新技術研發中心的地位。對此，我們要有清醒的認識，充分認識到技術趕超的艱巨性。

(三)中國與發達國家差距縮小

經過多年的努力，我國技術創新水平與國外差距正在明顯縮小，不少領域的差距由過去的“望塵莫及”發展到現在的“望其項背”。在影響未來研發走向的十大關鍵性領域中，我國全部進入研發領先國家前5位。在農業和食品生產，商用航空、鐵路等，軍事航天、國防安全，能源生產與效率，信息與通信等5個領域進入前3位。2011年我國研發支出上升到世界第2位，占全球的比重由1993年占全球2.2%上升到13%。我國申請專利數已躍升到全球第一，國際專利申請量與發達國家差距明顯縮小(圖2)。中興、華為成為全球申請全球專利數第一和第三的企業(圖3)。

根據中科院的預測，未來5～10年我國在以下領域可能發生重大科技突破。

在信息技術領域，可以全面形成核心電子器件、高端通用芯片和基礎軟件產品的自主發展能力，扭轉我國基礎信息產品在安全可控、自主保障方面的被動局面。

圖2 中國國際專利申請數量的全球份額變化

圖3 全球主要電子信息企業申請全球專利

在干細胞整體研究領域，有望在細胞命運調控的基礎理論方面取得突破，獲得多能干細胞的新技術;干細胞和再生醫學研究的大動物模型產業化前景明朗;干細胞轉化將形成穩定可靠的細胞治療技術，實現規范化的臨床試驗與應用。

在先進材料領域，高性能鋼鐵等基礎原材料的質量有望達到世界先進水平;高鐵、核電、大飛機等國家重點工程的關鍵材料實現自給，并形成自主標準;鐵基超導體和納米孿晶強化等研究有望取得原創性重大突破，形成新理論，并可望獲得實際應用。

在量子通信領域，可能在城域與城際兩個方向實現規模化應用，形成新的戰略性新興產業。在星地量子通信和星地量子力學完備性實驗檢驗等空間量子實驗方面，有望在國際上率先取得突破。

同時，也應看到我國盡管在專利等數量指標上進步明顯，但創新質量還不高，部分關鍵性領域差距甚至在加大，如集成電路領域等。

未來10年，如果我們能夠加快改革不適應創新的體制機制，激發企業創新活力和企業家精神，依托龐大的市場應用空間、穩定較快的經濟增長和“科技人口紅利”，技術創新有望取得新的突破，成為全球最重要的技術創新中心之一。

三、新一輪技術創新將轉變生產方式

(一)數字化制造使得部分行業走向個性化、分散化

在大規模生產中，改變產品外形和結構往往成本很高，只有在大批量下生產相同的產品，才能壓低成本、提高收益。隨著信息等技術在生產制造領域的深度應用，數控機床、工業機器人、3D打印等數字化制造使生產流程變短、特殊勞動技能要求降低、個性化生產成本下降、個性化設計和生產更加容易。加上信息網絡的覆蓋和電子商務的興起，可以與個性化需求實現更好的對接，更加貼近消費者市場，更快響應市場需求，企業會更多選擇在消費地進行本地化制造，個性化生產和分散化生產的情況會增加。從而，會對全球產業分工格局和全球生產體系產生重要影響，產業分工體系有可能沿著兩個方向發展:一是延續產業鏈分工，主要體現在原材料、零部件等生產資料領域;另一個是靠近市場需求的就地生產，主要集中在個性化需求突出的生活資料領域。后一種趨勢將使全球化呈現新的發展方向，對地區產業格局逐步產生深刻影響。

就外商直接投資而言，一方面，外資企業將更加看重我國龐大的市場需求，為更加貼近消費需求，會加大在我國設立研發、設計等機構的力度;另一方面，部分外資企業考慮貼近消費者、規避市場風險、享受發達國家政策以及我國成本上升等因素，會將已在我國的部分外資回流到發達國家。也會促使國內企業加快“走出去”步伐，并且更多地采取在國外投資設立生產企業的方式。

同時，數字化制造將使直接從事制造的勞動力減少，勞動力成本在產業競爭中的地位下降，加快削弱我國的比較優勢。此外，數字化制造不是簡單的機器替代勞動，數字制造技術、知識產權、設計、軟件、品牌對產業競爭力的影響程度提高，這些非物質要素成為推動經濟增長的關鍵，而這些方面恰恰是我國的短板。

(二)未來5年大規模生產、集中生產仍將占主導地位

對當前出現的發達國家制造業回流現象，一些學者歸因于數字化制造。筆者認為，該現象的主要原因是中國等新興經濟體要素成本上升、發達國家要素成本相對降低，以及質量控制、知識產權保護、高端人才需求和發達國家工業化戰略實施等因素綜合作用的結果，數字化制造和能源技術起到了推波助瀾的作用，但不是主要因素。

未來一段時間內，數字化、智能化制造等新興技術面臨成本、體制機制、法律法規、技術進步等因素制約，還難以在短期內產生革命性影響，大批量標準化生產方式仍是全球生產方式的主體。個性化生產為我們提供了選擇，在小批量、個性化生產上，3D打印等數字化制造技術具有比較優勢。如圖4所示，若生產數量在500只之內，3D打印成本要低于大規模生產的成本;但如果超過500只，那大規模生產的優勢就發揮出來，其成本低于3D打印出的產品成本。

圖4 大規模生產和個性化生產成本比較

信息技術的發展，可以進一步弱化地理空間的影響，但即便信息技術得到進一步推廣應用，“在線合作創新”也無法完全代替面對面的技術交流和知識傳遞，大量緘默性知識的學習和傳導是信息技術無法解決的，集中生產、產業集群在降低生產成本、激發創新、集體效率等方面仍有其比較優勢。

根據德勤有限公司和美國競爭力委員會的聯合研究，未來5年中國制造業競爭力仍將位居全球第1，但與第2位的差距在縮小。德國和美國制造業競爭力由現在的第2、第3位下降到第4、第5位。印度、巴西5年后上升到第1、第3位。盡管這一結果存在爭議，尤其是美國制造業復蘇對全球制造業的影響還有待觀察，但間接反映了該機構關于未來4年大規模生產方式仍占主導地位的判斷(表3)。

對我國而言，面對快速上升的要素成本，要推動信息化、數字化制造對我國制造業的改造提升作用，在發揮我國經濟腹地廣闊優勢、鞏固我國加工制造基礎、增強產業配套能力的同時，要促進由初級要素優勢向綜合成本優勢和中高級要素優勢轉變，提升研發設計和營銷能力，加快實現中國制造業由大變強。

四、中國應對全球技術創新挑戰的對策

在信息技術深度運用和新一輪技術革命孕育階段，我們要統籌處理好傳統產業改造提升、信息技術深度應用和新興產業培育三者的關系。認真完成好這三方面任務，是我國未來一二十年應始終堅持，并統籌兼顧的技術創新方針路線。

表3 2013年及未來5年全球制造業競爭力排名當前的競爭力排名 5年后的競爭力排名

(一)技術創新面臨補課、擴展、迎新局面

目前，我國處于為舊技術革命“補課”、擴展現有技術革命、迎接新技術革命的疊加期。一方面，我國工業化總體上還處于中期階段，工業化尚未完成，還存在為過去技術革命“補課”的任務。同時，面對當前全球正在興起的以寬帶計劃實施為國家戰略標志和以物聯網、云計算、大數據等為技術標志的新一輪信息化浪潮，加強信息技術對經濟社會領域的全面滲透和深度應用，推動經濟發展方式轉變和提升人民生活水平。還要未雨綢繆，積極推動生物、能源、材料、航空航天等領域的技術突破，搶占未來技術制高點，為新一輪技術革命和產業革命“布局”。

(二)重視基礎能力建設

當前，在我國經濟轉型時期，面對日趨激烈的競爭和要素成本上升的挑戰，各地對新技術、新理論都保持高度的敏感性和學習能力，都很重視抓住新技術革命和產業革命的機遇，加快自身發展。但也發現不少地方政府看到什么新、什么熱就投資什么，沒有從自身特色和優勢來發展，一哄而上，盲目跟風，因此低水平重復建設、產能過剩情況比較突出。而在產品工藝、質量、品牌、技術、管理等方面花的功夫不夠。結果發展了幾年，技術和產業不僅沒有進步，反而退步了。

因此，應加強國家整體戰略部署，協調好中央和地方關系，引導各個方面以務實的態度對待技術革命和產業革命，切實加強基礎能力建設，形成合理分工，提升把握機遇、駕馭大局的能力。

(三)堅持培育發展戰略性新興產業和傳統產業轉型升級的雙輪驅動模式

培育發展戰略新興產業是我國在新形勢下搶占國際產業和技術制高點、轉變經濟發展方式、促進經濟持續增長的重要舉措。近年來，國家和各級地方陸續出臺了不少規劃和扶持政策，努力發揮政府和市場的共同作用，促進了戰略性新興產業的發展。但我們發現一些地方把新興產業發展與傳統產業發展對立起來，存在“新興產業就是先進產業、傳統產業就是落后產業”的認識誤區，大量的優惠政策向戰略性新興產業傾斜，而傳統產業面臨轉移、退出的局面。

當前，傳統產業依然是我國工業的主體。2010年，我國傳統產業占全國企業總數的94%，職工人數占全國工業的90%以上，產值占獨立核算工業企業總產值的90%以上，稅收占全國財政收入的80%。未來我國要保持較快的經濟增長，并提高經濟增長的質量，關鍵在于規模龐大的傳統產業如何轉型升級。在發達的工業化國家，即便是經濟發展到一個較高的階段，傳統制造業依舊是經濟發展的重要支柱，對經濟增長的貢獻仍然最為突出，對保證就業、財政收入的平穩增長具有重大意義。美國即便早已完成工業化，1994年傳統產業還占制造業增加值的76%。

因此，我們在產業發展上，不應厚此薄彼，應更加重視傳統產業的轉型升級，正視和解決傳統產業面臨的矛盾和困難，推動技術創新對傳統產業的改造。圍繞品種質量、節能降耗、生態環境、安全生產等重點，完善新技術、新工藝、新產品的應用推廣機制，提升傳統產業創新發展能力，促進傳統產業與戰略性新興產業融合發展、協調發展。

(責任編輯 彭志強)