美國和歐盟推進未來產業標準化發展戰略研究

姜冠男 施琴

摘 要：未來產業代表著科技和產業發展方向，在社會經濟中具有重要戰略地位。在全球未來產業的競爭中，標準是不可或缺的環節。近年來，發達國家和地區都圍繞未來產業關鍵技術領域的標準化進行提前部署。本文研究美國和歐盟在戰略層面促進未來產業標準化發展的布局與舉措，總結提煉其特點，為我國提升未來產業國際標準化競爭力提供參考。

關鍵詞：未來產業，標準化，國際標準

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2023.08.002

0 引 言

我國“十四五”發展總體規劃提出，在前沿科技和產業變革領域，組織實施未來產業孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產業[1]。未來產業是指“在經濟體系中具有重要戰略地位，能帶動其他產業發展，對國民經濟未來發展起引導作用，代表技術發展和產業升級方向的產業” [2]。

標準是未來產業競爭的重要議題，對于技術創新、產業發展和國際競爭力均有深遠影響。近年來美國和歐盟等發達國家和地區都圍繞未來產業發展進行提前部署[3-5]，對未來產業關鍵技術領域標準化給予極高重視，進行系統規劃。本文研究美國和歐盟等主要發達國家和地區的未來產業標準化戰略布局與推進舉措，為提升我國未來產業國際標準化競爭力提供一定的參考。

1 美國未來產業及標準化發展現狀

1.1 美國促進未來產業發展概況

美國十分重視科技創新和前沿產業發展。特朗普政府將代表尖端科技創新的未來產業提升到戰略高度[6]，全面加速推進相關技術和標準發展[7-8]。2019年美國發布的《美國將主導未來產業》報告，以及2020年美國參/眾議院提出的《2020年未來產業法案》和《無盡前沿法案》均強調，美國要取得未來產業的主導權。

2021年1月，拜登政府發布報告《未來產業研究所：美國科學與技術領導力的新模式》[9]，提出圍繞人工智能、量子信息科學、先進制造、先進通信網絡和生物技術五大未來產業，將未來產業研究所作為新型創新主體，通過多部門協作、多元化投資、跨領域整合，實現多元參與、公私共建、市場化運營，從而促進基礎研究到應用研究，再到新技術產業化的全鏈條發展。

此后，拜登政府陸續發布多項法案和行政命令，推進前沿科技創新。其中，2021年6月美國參議院通過的《2021年美國創新與競爭法案》[10]提出，為未來產業領域撥款逾250 0億美元，以提高美國技術優勢。

2022年8月，美國出臺《芯片和科學法》[11]，進一步加強了對未來產業的支持?！缎酒涂茖W法》為美國前沿技術領域科技創新活動提供高達2800億美元的財政支持，特別是對美國本土芯片產業提供527億美元的巨額補貼，以及25%的半導體制造投資稅收抵免，以吸引全球芯片產業向美國轉移。同時，法案對接受資助的企業設置了嚴格的限制條件，阻止企業在未來10 年在中國等國家建造先進芯片廠。

除芯片產業外，為全面加速美國科技創新，該法案還大力資助人工智能、生物技術、先進計算、先進通信等多個未來產業領域的研究，為美國國家標準與技術研究院（NIST）等政府機構大幅增加資金，并要求資助民間標準制定組織，加強公私合作，匯集多層次資源，加速關鍵新興技術開發、標準研究和人才培養[12]。目前，該法案已通過行政命令，由實施指導委員會協調推進實施。

1.2 美國未來產業重點領域標準化

美國政府高度重視未來產業標準化發展。近年來，美國發布多項促進科技創新法案、政策、產業戰略文件等，均體現出政府主導性。NIST作為美國政府參與標準化活動的協調機構，在執行政府戰略規劃、組織實施未來產業重點領域研發和標準化工作中發揮著領導角色。NIST協調政府和民間組織、學術界、企業界等各方合作，聚焦人工智能、量子信息科學、先進通信、先進制造、生物技術5個領域，主導推進技術研究和標準開發[13]。

（1）人工智能

美國將人工智能作為戰略重點，圍繞人工智能的方法、工具和標準開展研究和部署。1）開發衡量、定義和表征人工智能系統準確性、可靠性、隱私性、穩定性等的方法，解決有關使用人工智能的基本問題。例如：開發《對抗性機器學習的分類和術語》《可解釋AI原則》等指導文件，規范人工智能應用研究。2）在生物識別、先進材料、智能制造系統等一系列關鍵技術研究項目中廣泛應用人工智能創新成果，并使用行業標準通用漏洞評分系統生成漏洞評級。3）深入參與美國國內及國際人工智能標準開發。N I ST作為政府機構，與民間標準組織密切合作，參與美國機械工程師協會（ASME）、電氣和電子工程師協會（IEEE）等標準組織的人工智能標準活動。同時，參與國際標準化組織（ISO）/國際電工委會（IEC）聯合技術委員會JTC1、人工智能分委會SC42，與包括谷歌、英特爾、微軟和甲骨文等在內的許多龍頭企業和學術界合作，為SC42的美國技術咨詢小組提供支持。

（2）量子信息科學

NIST已在量子信息科學領域長期開展先進的研究。2016年，NIST啟動抗量子密碼標準化項目，以支持美國網絡通信基礎設施的安全。2022年7月公布首批4種抗量子加密算法，目前正評估篩選新一輪的算法，均將納入未來擬發布的抗量子密碼標準。NIST已建議相關組織制定采用新的抗量子密碼標準的計劃，包括：開展依賴性分析，淘汰舊技術，確保對采用新標準的產品進行驗證和測試等，為過渡到新的抗量子密碼標準作好準備。

美國鼓勵多方合作加速技術標準開發。NIST通過量子經濟發展聯盟（QED-C）與行業密切合作開展技術和標準研發項目，擴大美國在量子研發和計算、通信及傳感方面優勢。此外，NIST正開發量子工程項目，為美國引領未來量子科技奠定技術和標準基礎。

（3）先進通信

為支持5G及下一代通信技術的部署，NIST開展相關測量研究和標準開發，主要包括：1）實施公共安全通信研究（PSCR）計劃，促進政府機構與眾多團體合作，開展研究、測試、標準制定，推動5G設備安全標準、關鍵語音技術等的發展。2）深化政府機構與民間組織的標準化合作。例如：NIST與通信相關的標準組織聯合開展標準化工作，委派專家參與IEEE、第三代合作伙伴計劃（3GPP）等多個組織的5G標準開發活動，深入參與解決無線電接入和安全等問題。3）通過產業聯盟推進研究與標準開發。NIST贊助成立的5G毫米波信道模型聯盟吸納來自學術界、產業界及政府機構的成員，聚焦毫米和亞毫米波頻率的測量、校準和通道建模方法開展研究，將研究成果納入標準和規范中。

（4）先進制造

為確保美國在先進制造業中的競爭力，NIST組織開展了廣泛研究，涵蓋從先進材料到智能制造系統的技術組合和標準開發等。例如：研制外骨骼標準等技術標準，幫助制造業充分利用最新的制造機器人技術；與制藥行業合作開發參考材料，為企業提供基準，保障生物藥物的質量并促進生物制藥創新；開發基于激光的測量技術等方法，用以支持大規模制造需求，以及研究克服增材制造應用中技術相關障礙等。

（5）生物技術

美國在生物技術領域處于世界領先位置，并繼續加緊研發該領域測量技術和標準。NIST通過全球標準化工作和行業合作伙伴關系，開發測量技術、標準和參考材料，幫助生物技術轉化，促進生物經濟商業化發展。同時，美國成立“瓶內基因組聯盟”“基因編輯聯盟”等組織，匯集行業和學術合作伙伴開發標準和方法，將人類基因組測序和編輯轉化為臨床實踐，并發布詞典列表作為統一的標準術語和定義，滿足基因編輯領域的需求。

2 歐盟未來產業及標準化發展現狀

2.1 歐盟促進未來產業發展概況

歐盟先后啟動6期“歐盟科研框架計劃”，研究國際性前沿科技。2014年，歐盟啟動“地平線2020”計劃（Horizon 2020） [14]。2021年啟動“歐洲地平線”計劃（Horizon Europe） [15]，為歐洲最大規模科研和創新資助計劃，旨在提升歐洲未來產業競爭力。其資助的項目包括量子信息處理、卓越通信網絡、數字化產業人工智能、5G在特定場景中應用、人腦交互式計算基礎設施等眾多前沿科技研究。

2019年11月，歐盟委員會發布《加強面向未來歐盟產業戰略價值鏈》[16]，正式劃定未來產業六大關鍵領域，分別為：1）清潔、互聯的自動駕駛車輛；2）智慧健康；3）低碳產業；4）氫技術和系統；5）工業物聯網；6）網絡安全。為促進六大關鍵戰略價值鏈發展，歐盟協調公私資源來投資產業部署和新技術商業化，并通過法規和標準深化整合單一市場，圍繞資源協調、政策保障、研究創新三大方面規劃了跨領域的支持行動措施。

歐盟在2020-2021年先后發布多個發展方案，包括《人工智能具體行動》《塑造歐洲數字未來》《歐洲氫能戰略》等，對相應未來產業的發展進行指導，促進歐洲產業的綠色經濟和數字經濟雙重戰略轉型。

為激勵科技創新，歐盟設立“未來產業獎”，表彰在技術創新和產業、供應鏈流程等方面取得杰出成果的項目。2022年9月，首屆“未來產業獎”頒發給在低碳、網絡安全、工業物聯網等領域的杰出貢獻者。

2.2 歐盟未來產業重點領域標準化

基于《加強面向未來歐盟產業戰略價值鏈》，歐盟對6個關鍵未來產業領域進行了如下具體的標準化部署，在行動措施中要求協調監管框架、標準、認證等各種技術模塊，為到2030年實現歐洲工業向綠色和數字化轉型的愿景提供支撐。

（1）清潔、互聯的自動駕駛車輛產業

圍繞數據保護、從研發到生產的技術路線圖、提高關鍵技術技能等相關主題開發技術標準；為創新充電站技術、清潔和自動駕駛巴士制定專門的質量標準和認證計劃；整合技術標準，創建專用的管理車輛和能源系統認證程序；定義通用標準，以提高歐洲MaaS價值鏈每一層的互操作性和競爭力；為車輛電子設備制定通用標準、接口和架構等。

（2）智慧健康產業

創建歐洲聯合健康數據空間，基于規范化數據/術語對數據進行標準化分析，最大限度地提高聯合數據庫之間的互操作性；調整智能健康產品及服務法規和標準，以及現有標準的適用性，并考慮制定額外標準。同時，制定政策推進整個歐洲醫療保健數據的標準化和互操作性；在獲取和測量數據之前，建立標準化測量條件協議。對于智能醫療設備考慮使用國際標準，如：IEEE 11073、ITU-T H.810、HL7 FHIR等。

（3）低碳產業

創建領先市場，允許創新低碳產品進入市場，當出現一定數量的低碳產品時，引導提高產品標準意識和采購（包括公共采購）低碳產品的意愿；成員國之間統一產品報廢標準。

（4）氫技術和系統

及時更新監管措施和標準，在化石能源和氫基能源解決方案之間建立一個公平的競爭環境，以促進技術轉型；通過標準化創造技術競爭優勢，通過共同標準為基礎設施建設和氫部署創造最佳環境。

（5）工業物聯網產業

保護工業數據，基于互操作性框架和標準在B2B平臺之間共享數據和協作；通過現有及新興的技術和標準擴展公共數據空間；建立國際合作網絡，推動數據共享通用國際標準的使用，定義工業物聯網系統的主要標準；在歐洲制定以創新為導向的5G監管框架，包括有效的標準必要專利許可制度；支持工業5G網絡安全標準的開發；提供基于行業標準和人工智能技術的智能制造開放平臺；為大型試點項目提供支持，從而對使用開放標準將數字系統集成到離散和連續的工業過程中進行測試。

（6）網絡安全產業

將標準和規范作為監管、標準化、認證和提高互操作性的手段；支持用于保護5G技術的硬件開發，例如：將嵌入式系統和新應用程序引入標準中；開發“信息共享和分析中心”標準，促進信息管理、流程等方面歐洲標準的協作；建立聯盟匯集關鍵基礎設施利益相關方，共同定義網絡安全標準和測試程序；開發公鑰基礎設施標準；協調現有域名系統基礎設施安全要求、研發和標準化工作；將網絡安全認證框架標準納入公共采購，在公共采購中推廣歐洲網絡安全標準和計劃；消除成員國之間的市場準入壁壘，但保留進入市場的產品標準。

3 美歐未來產業標準化合作

2021年拜登上臺后，重塑跨大西洋伙伴關系，美國和歐盟交流與合作的程度進一步加深。2021年6月，美歐成立美歐貿易和技術委員會（TTC），在開發和部署新技術方面緊密合作。TTC技術標準工作組重點關注關鍵和新興技術領域標準協調與合作方法。截至2022年底，雙方在未來產業標準化領域的合作已取得一定進展[17]。

為加強雙方信息交流與共享，TTC技術標準工作組建立了美歐戰略標準化信息（SSI）機制，目的是提高美歐在共同利益方面行動的協調一致性。在量子技術領域，計劃成立專家工作組，在制定評估技術準備情況通用框架的同時，共商知識產權和出口管制相關問題，推動相關國際標準的研制。在新能源汽車領域，已就重型車輛的兆瓦級充電系統（MCS）標準合作事宜達成共識，并將力爭于2024年前完成一項國際標準的制定與發布。此外，還成立工作組，推進增材制造、數字身份、物聯網等多個未來產業相關領域的標準化合作。

人工智能領域是TTC主導的美歐標準化合作重點領域之一。美歐聯合制定的首項可信賴人工智能和風險管理評價與測量工具的聯合路線圖（AI路線圖）已發布。未來TTC還將圍繞人工智能隱私保護、人工智能在氣候監測/醫療健康/電網優化等場景的應用，開展標準化深入合作。

4 美歐促進未來產業標準化發展的特點

（1）政府主導、跨部門協調未來產業標準化

美歐在國際上向來強調自由市場，采用“自下而上”的標準化模式；然而考慮到未來產業對于國家/地區技術實力和產業發展的戰略重要性，美歐在未來產業領域都采取了高強度的政府干預，通過政策、戰略、立法，明確未來產業發展和標準化工作的重點和支持措施。鑒于未來產業跨領域交叉融合的特點，美國不僅在法案中指示建立跨機構協作組，而且通過NIST的領導，加強跨學科領域的研發和標準化協作。此外，美國“未來產業研究所”和歐盟“歐洲創新理事會” [18]，均采用創新治理機制，從人員、資金、運營等方面協調多個部門技術研發和標準研制的治理。

（2）為未來產業發展和標準化提供充足資金支持

美國《芯片和科學法》為芯片等前沿科學技術領域的創新和標準化活動提供了巨額財政支持，其中包括專門撥款96.8億美元給NIST，用于支持關鍵技術研究、標準制定、人才培訓，加強機構間交流和私營部門參與，提高美國在國際標準中的競爭力。歐盟則通過“歐洲地平線”、InvestEU、歐洲結構和投資基金等一系列資金計劃，實現區域、國家、歐洲層面的多層次資金協同效應，保障創新研究及標準化活動的資金支持。

（3）深化未來產業標準化合作

美歐在未來產業標準化領域的合作呈現出明顯趨勢：1）強化技術領域同盟關系。當前世界局勢的變化，進一步激發了美歐在技術領域合作的積極性。TTC正迅速推進美歐在技術領域的同盟關系，使美國和歐盟在開發和部署新技術方面的合作更加密切。2）基于技術標準提高協同水平。美歐以TTC工作組為平臺，聚焦未來產業重點領域，強化信息交流與分享機制，通過交換信息尋找標準合作機會，進一步強化美歐基于標準的技術部署協同水平。

5 對我國未來產業國際標準化發展的思考

當前，我國的未來產業處于孕育階段，蘊含著巨大的發展潛力，未來產業領域的標準化發展具有強大的需求和機遇。為推進我國未來產業國際標準化發展，本文提出以下建議。

（1）強化技術與標準的協同。未來產業技術發展快，對標準制定周期要求高，應在技術研發的同時，前瞻推進標準研制的協同進行。鼓勵技術研究人員深度參與未來產業標準制定，使技術創新更快地與標準研制相結合。引導研發機構、頭部企業和標準機構建立聯動機制，在未來產業標準領域形成領跑效應。鑒于未來產業跨領域融合的特點，應特別關注在學科和技術交叉領域及時填補標準空白。

（2）加強國際標準合作。打造開放式標準制定規則，推進區域性及國際性標準合作。深入推進標準制度性開放，以開放式標準制定機制，吸納國際成員參與，共建共享通用標準，提高區域互操作性，以標準共識鞏固合作發展。聯合友好國家和地區，圍繞我國未來產業優勢領域，開展互補性合作，推進地區和區域技術共享、標準共通，破除發達國家在未來產業領域壁壘的形成。

（3）積極應對國際環境挑戰。關注國際未來產業發展進程，緊密跟蹤美歐等國家和地區政策動態和行動措施，圍繞技術和標準領域的針對性打壓及國際變動帶來的影響，加強國際研判。重視對美歐科技、貿易政策的深度分析，以及對民間機構和標準組織的動態跟蹤，及時評估其在國際標準化活動中的策略和后續的可能行動。并建立相關的預案預警機制，有效應對外部因素帶來的挑戰。

參考文獻

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[9]《Industries of the Future Institutes： A New Model for American Science and Technology Leadership》The Presidents Council of Advisors on Science and Technology，（2021-01）. https：//science.osti.gov/-/media/_/pdf/about/pcast/202012/PCAST---IOTFI-FINAL-Report.pdf？la=e[9]

[10]《2021年美國創新與競爭法案》（The United States Innovation and Competition Act of 2021）.（2021-07）. https：//www.congress.gov/bill/117th-congress/house-bill/4521.

[11]《芯片和科學法》（The CHIPS and Science Act of 2022）.（2022-08）. https：//www.congress.gov/bill/117th-congress/house-bill/4346.

[12]姜冠男，施琴. 從《芯片和科學法》看美國高科技領域標準化發展趨勢[J]. 質量與標準化， 2022（11）：36-38.

[13]NIST官方網站， https：//www.nist.gov/.

[14]歐盟“地平線2020”計劃（Horizon 2020）， https：//research-and-innovation.ec.europa.eu/funding/fundingopportunities/funding-programmes-and-open-calls/horizon-2020_en.

[15]“歐洲地平線（Horizon Europe）”計劃. https：//researchand-innovation.ec.europa.eu/funding/funding-opportunities/funding-programmes-and-open-calls/horizon-europe_en.

[16]《加強面向未來歐盟產業戰略價值鏈》（Strengthening Strategic Value Chains for a future-ready EU Industry）2019-11. https：//www.europeansources.info/record/strengtheningstrategic-value-chains-for-a-future-ready-eu-industry/.

[17]美歐貿易和技術委員會（TTC）. https：//www.trade.gov/useuttc#_blank.

[18]歐洲創新理事會（EIC）. https：//eic.ec.europa.eu/index_en.