2024年美國關鍵技術清單更新及分析

王雪瑩 馮晶晶 傅翠曉

2024年2月，美國國家科學技術委員會（NSTC）發布了新一版《關鍵和新興技術（CETs）清單》（簡稱《清單》）。《清單》以美國2020年發布的《關鍵和新興技術國家戰略》（表1）為基礎，每兩年對“關鍵和新興技術”列表進行一輪更新。《清單》體現了美國政府對未來最重要、最急需技術的認識和判斷。NSTC指出：《清單》可為未來技術發展提供重要的優先順序信息，也有助于美國在全球科技戰略競爭中贏得關鍵優勢。

美國三版《清單》內容的主要更新變化

2020年10月，為了實施“美國制造”和“美國優先”議程，美國總統特朗普發布了《關鍵和新興技術國家戰略》。該戰略首次提出了特朗普政府認為對美國經濟增長、技術競爭力和國家安全具有重要意義的2020版《清單》，列出了人工智能、先進計算、生物技術、通信和網絡技術、半導體和微電子、量子信息科學等20個技術領域作為優先事項，但該《清單》沒有給出各領域下的具體技術方向。

2022年《清單》對2020年《清單》的20個技術領域作了較大調整，并新增了各領域內的重點技術方向清單。與2020年相比，2022年《清單》在技術領域中移除了數據科學和存儲技術、區塊鏈技術、先進傳統武器技術、醫學和公共健康技術、農業技術等領域，而新增了定向能技術、金融技術、高超音速技術、網絡傳感器技術等領域。

與2022年《清單》相比，2024年《清單》在18個大的技術領域中，14個領域基本保持不變。主要區別是將2022年《清單》中原有的核能技術領域并入清潔能源技術領域；將原有的金融技術領域擴充為數據和網絡安全技術領域；將原有的自主系統與機器人領域擴充為高度自動化、自主和無人系統（UxS）以及機器人技術領域；并新增了定位、導航和授時（PNT）技術領域。

從各領域下的重點技術方向來看，在2024年《清單》（表2）總計的123個技術方向中，相比2022年調整或新增的技術方向共有45個，占比約37%，涉及18個技術領域中的13個。其中，2024年《清單》顯著加強技術布局的領域包括人工智能相關技術、生物技術、數據和網絡安全技術、無人系統技術、下一代通信技術、定位導航技術、空間技術等。

2024年《清單》新增和變動內容分析

美國《清單》兩年一度的迭代更新是為了及時反映美國在國家安全、經濟發展、前沿競爭等各方面的技術新需求，為此美國專門建立了由18個聯邦政府部門共同參與的關鍵和新興技術遴選和評估機制。從需求驅動角度分析，2024年《清單》中新增的技術領域和技術方向主要可以歸為五類。

第一類是重點支撐美國國家戰略任務需求的，如空間技術領域的大量新增技術都為了支持“阿爾忒彌斯”登月計劃服務。

第二類是及時響應國際形勢變化的，如新增的數字地圖和自主指揮技術，強調高可靠性的新一代通信技術，定位、導航和授時技術等，都與俄烏戰場體現出的戰爭新特征新形態有密切關聯。

第三類是緊緊把握技術前沿應用熱點的，如先進計算領域新增的空間計算技術對應著元宇宙的蓬勃發展；人工智能技術領域新增的生成式AI系統、多模態和大型語言模型及訓練方法等內容對應著ChatGPT等大模型的崛起；生物技術領域新增內容體現了近年來全球生物醫藥產業的最新技術進展，無細胞合成已成為生物制品高效生產的新趨勢，生物/非生物界面成為實現人工光合作用的新途徑。

第四類是重要領域基礎性和使能性的，2024年《清單》中新布局了多項先進技術相關的基礎設施、設備和服務，如：用于人工智能應用的先進計算，是人工智能技術創新和應用領域競爭優勢的重要基礎；量子支持系統技術為量子芯片提供低溫、抗干擾等運行環境，是量子計算邁向實際應用的關鍵瓶頸。2024年《清單》中還增加了多項基礎性和前沿性的“使能技術”，如：先進計算領域增加了“先進建模和仿真”；人工智能領域增加了“人工智能性能保證和評估技術”“基礎模型”“用于訓練、調整和測試的合成數據方法”等。這些調整體現出美國對于底層技術、方法和工具的高度重視，把這些技術看作長期維持競爭優勢的關鍵“殺手锏”。

第五類是面向美國經濟社會迫切需求的，如：新型半導體和微電子技術、先進輕質金屬制造技術、制造業傳感技術等主要出于推動“制造業回歸美國”的需求；數據和網絡安全技術主要針對近年來數字社會越來越多的隱私泄露、網絡攻擊等風險；碳管理技術主要面向氣候變化危機等。

另一方面，也有少數列入2022年《清單》的技術在2024年《清單》中被移除，技術被移除主要有兩方面的原因。其一是技術自身已達到較高的成熟度，如寬帶隙和超寬帶隙半導體電源管理技術被移除，因為近兩年以氮化鎵（GaN）快充為代表的此類技術已迅速成為市場主流。其二是技術需求前景不確定或需求消失，如抗量子計算密碼學被移除，是因為近期內量子計算機對現行密碼系統造成明顯威脅的可能性較低；又如空間核動力推進技術被移除，是因為美國認為傳統化學推進方案足以支撐其以月球和火星為目標的太空戰略。

《清單》中關鍵技術遴選的組織過程和方法

根據《關鍵和新興技術國家戰略》部署，2020年美國成立了由白宮科技政策辦公室（OSTP）、國家科學技術委員會（NSTC）和國家安全委員會（NSC）聯合主持，18個政府部門參與的“關鍵和新興技術快速行動”小組委員會，負責調查并確定關鍵和新興技術，定期更新技術清單。

根據韓秋明等人的相關研究，美國在《清單》更新過程中采用了系統性技術偵測、評估與確認方法，形成了國家關鍵技術綜合遴選機制全流程框架。美國國家關鍵技術選擇的總體框架可分為兩個部分：上半部分旨在評估技術的廣泛影響，下半部分則從國家關鍵技術候選清單中根據政策和實現方式制定優先清單。這個過程的基本邏輯包括：使用技術地平線掃描（Technology Horizon Scanning）方法進行技術影響評估，然后將掃描結果與國家戰略目標（如國家安全、經濟繁榮、技術領先和社會凝聚力）匹配，從而得到國家關鍵技術候選清單。隨后，結合具體的政策問題和需求，分析每種候選技術是否能提供實際利益，應對潛在威脅，并分析可行的技術解決方案，包括判斷技術的獲得方式，如自主創新、與可信伙伴聯合研發或從國際市場直接購買。最后，根據國家戰略需要和技術發展前景的預判，制定國家關鍵技術優先清單。

美國《清單》對中國的借鑒和啟示

第一，應高度重視美國《清單》發出的科技戰略競爭信號。美國出臺《清單》的目標是為了維護美國國家安全和競爭優勢。《關鍵和新興技術國家戰略》提出了包含兩大關鍵支柱、21項優先行動的競爭措施。NSTC特別指出，美國各行政部門和機構在制定保障國家安全、競爭國際人才以及保護敏感技術的相關計劃時，可以將《清單》作為重要的參考依據。

拜登2023年10月30日發布的關于人工智能的行政命令包含旨在為人工智能和其他“關鍵和新興技術”相關領域專家赴美簽證手續提供便利的條款，該命令即使用《清單》技術列表對所涉及的人才范圍進行定義。白宮還以《清單》為依據積極推動國際標準制定，強化構建技術保護同盟，于2023年5月出臺了“關鍵和新興技術國家標準戰略”，明確將優先發展對國際競爭力和國家安全至關重要的關鍵和新興技術子領域標準。2023年11月，美國戰略與國際研究中心（CSIS）發布了《優化關鍵和新興技術的出口管制》報告，提出美國應實施“外科手術”式的精準出口管制規則，以應對在關鍵和新興技術領域的新挑戰。

在當今中美大國競爭關系升溫的背景下，應警惕《清單》可能成為美國對中國實施科技戰、人才戰的重點領域“戰略地圖”。應結合自身國情和發展需求，提前對《清單》中的技術領域進行深入研究和布局，提升自主可控能力，做好潛在風險預警。

第二，美國《清單》編制的組織機制和方法值得參考。美國《清單》研究編制過程具有較強的科學性、前瞻性和包容性。“關鍵和新興技術快速行動小組委員會”這一科技部門為主牽頭的跨部門組織協調機制對于在關鍵技術選擇過程中達成共識非常重要，也有利于促進技術研發的后續發展和應用。《清單》對技術的分析研判形成了完整的方法體系，能有效綜合技術發展趨勢和戰略需求信息，并建立了兩年一輪次的及時反饋和滾動更新機制。當前我國“十五五”科技規劃前期研究將啟動，美國《清單》編制的成熟方法值得我們在規劃研究及其他戰略技術、未來技術前瞻性研究中參考借鑒。

第三，美國《清單》思路加快形成自主的未來技術圖景借鑒。美國《清單》作為國家科技戰略的重要組成部分，不但為美國技術發展提供優先領域的指南，也為人才、貿易、標準化等各部門出臺相關政策提供直接依據。目前我國的科技戰略、規劃中還缺乏類似的未來關鍵技術領域總體框架。建議科技工作應以“四個面向”為根本引領，進一步深入研究經濟社會、國家安全等對科技提出的關鍵需求，借鑒《清單》的思路和功能，結合技術預見、技術路線圖、技術地圖等方法工具，加快創建完善我國自主的未來技術圖景，形成科技創新“一張藍圖繪到底”的戰略藍圖。

本文作者王雪瑩為上海市科學學研究所副研究員，馮晶晶為上海市科學學研究所助理研究員，傅翠曉為上海市科學學研究所研究員。