经济导刊
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前瞻布局基于科学的产业创新

胥和平 雷家骕 来源: 2021.06.16 14:30:49


 

面对科技革命和产业变革不断深化,国际科技和产业竞争日趋激烈,中国完成高质量发展、实现现代化的任务,要求科技创新必须为经济社会发展提供解决方案。如何落实这一战略任务,下好创新的先手棋,抢占科技创新先机,前瞻布局、加快基于科学的新兴产业,培育先发优势的引领性发展,是极为重要的选项。

发展基于科学的产业是全球科技和产业竞争的焦点

当代科技发展的重要特征之一,是科学、技术、产业发展融合加深,基础科学理论突破快速对经济社会产生影响,甚至直接引领新兴产业发展。

从产业创新发展的知识基础角度,可将产业分为基于科学的产业和基于技术的产业。前者的创新发展主要依赖于科学理论突破;后者的创新发展更多地依赖于技术进步。一般来讲,现在比较成熟的能源交通、机械制造、轻工纺织等领域支撑产业发展的主要技术体系,大体上是前几次科技革命奠定的科学(如电磁理论、电子信息理论)和技术(如燃烧、冶炼、加工)基础,这些方面的理论和技术在过去几十年也有相当的进步,但总体上产业发展主要得益于不断加快的技术进步,因此可称之为基于技术的产业。而近年被广泛关注的信息、生物、智能、量子等领域,是近几十年兴起的新兴领域,无论在理论上、技术上尚处于快速成长的阶段,相关领域的产业发展尚需要理论和技术的不断突破,特别是基础理论的突破,这类产业可以称为基于科学的产业。

进入新世纪,面对不断深入的新科技革命,全球产业未完成由上期世纪开始的技术经济长周期发展、进入大尺度转型阶段,众多产业原有技术体系和生产体系缺乏增长动能、面临转型压力,在信息通讯、能源动力、生产制造等领域,面临产业技术路线、发展模式的拐点。随着全球化进入新阶段,新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构,国际竞争日益集中在科技和产业竞争上,甚至集中在科学研究的突破上,国家竞争力更多体现在是否能够把握科技发展方向、占领科技创新的先机和制高点。

因此,加强对基础研究和前沿技术创新,率先培育基于科学理论突破形成的新兴产业、未来产业,已成为当代国际竞争的焦点,也成为支撑中国高质量发展、实现现代化的基础性问题。

突破产业短板、培育未来产业重要突破口

改革开放40多年来,我国产业发展主要是通过引进消化再创新,利用国际先进技术,大力发展基于技术的产业,实现在家电、常规机械、船舶、轿车、高铁等领域的成功追赶和跨越。这条道路在很长时间是可行的、成功的。上世纪前半期发生的科学革命,形成了现代科学体系,催生了信息、生物、核能等新技术的出现。在此后的半多个世纪,全球产业加速发展,主导技术不断升级、技术路线没有大的变化,加之技术全球流动,为我们通过对外开放引进国际产业技术提供了基础条件。

当前,新科技革命和产业变革不断深入推进,国际环境发生巨大变化,产业发展技术来源、技术路线都面临大的变化。我国传统产业转型升级面临一定程度的技术供给障碍,未来产业更进入技术“无人区;核心关键技术买不来、无处可买,科学理论和前沿技术的短缺成为突出矛盾。在诸如高端微电子、生物医药、新型功能材料、智能装备等领域,我国与发达国家仍有较大差距,面临严峻的“卡脖子”难题。其中的一个重要原因是两类产业创新及发展规律有很大不同。基于技术的产业,发展的基本原理和技术路线大致是明确的,主要难点集中在技术、工艺、装备的突破上。而基于科学的产业,主要依靠重大科学理论的突破,带来原理、方向和技术路线、技术平台的重大变化,引发产业深度变革。由于我国基础研究相对比较薄弱、原始创新能力不足,基于科学的产业就成为我们发展的短板。

“十四五”规划明确提出,加快发展量子信息、生物科技、类脑智能、新能源、新材料、智能装备等未来产业,这些产业基本都属于基于科学的产业。量子信息产业的发展依赖于量子计算、通信、测量科学的进展。生物科技产业依赖于现代生命科学的新进展。类脑智能产业的发展,依赖于基础研究对于脑神经结构及信息处理机制的新认识。新材料产业的发展,依赖于基础研究对于固体材料中电子运动状态、原子的扩散、材料的形变、相变原理等的新认识。新能源诸如氢能产业的发展,依赖于氢制取、储存运输、利用及安全理论的新进展。智能装备指具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备,是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度融合,依赖于相应领域应用科学的更多进展。

特别是目前关注度比较高的高端微电子、智能制造等,实际上都是基于科学的产业,既是当下我国的短板产业,也是打造长板产业的方向,是产业结构转型升级的关键。引起广泛关注的核心关键技术“卡脖子”问题情况极为复杂,既有国际竞争环境变化引起的产业链断供,也有在原有技术路线上加大创新(芯片的技术路线是明确的,关键是技术攻关),更有依靠科学理论的新突破打开新的发展空间,培育未来产业问题,这些问题很大程度都与基础研究相关。

把握基于科学创新和产业发展规律趋势

科学理论进展催生新产业形成。在科学研究新进展的推动下,上世纪后半期形成的新兴产业呈现加快发展态势。生物科学的进展引发了生物工程、生物医药、生物农业、生物能源、生物制造等新产业的形成与发展;纳米科学的进展引发了纳米产业的形成与发展;大数据科学、人工智能科学的进展分别引发了大数据及人工智能产业形成与发展。这将成为推动新工业革命的主导力量。

科学理论进展促进探索性技术创新。从科学假说、系统理论、应用基础、前沿技术,到核心关键技术、配套适用技术、产品开发、模式创新,一直到市场开拓、产业发展,包括极为丰富的创新活动。在传统创新理论的分析框架中,讨论的重点主要集中于从技术到产业的过程,即技术成果应用过程,而现在创新理论已有极大的拓展。

科学家直接参与创新活动。由科学家创办企业推动新理论新技术应用,是当代科技创新的新动向。诺奖案例中科学家牵头创办企业的例子不少。2000-2010年间,有16位化学、生物或医学领域的诺奖获奖科学家亲自创建企业、商业转化获奖科学成果。这类企业的特征是,科学家既从事基础科学研究,又深度介入商业性创新活动;科学家移植自己的研究成果,后续研究持续滋润企业的商业性创新。

科学理论与创新结合极大丰富创新系统。按创新的本源意义,创新是技术成果的商业应用,包括技术创新、产品创新、商业创新、流程创新。当代科技创新的一个新趋势,是科学理论直接介入创新过程,并具有先导性、决定性意义。这将直接推动科学与技术的融合、科技机构和企业融合、科学家和企业家的融合、自由探索与任务导向创新的融合,因而是更为深刻的大范围的融合创新。

基于科学的产业发展深刻决定未来全球产业格局。目前看,发达国家得益于科学研究的领先,在基于科学的产业领域近乎于全面领先,后起国家基础研究普遍落后,仍集中在传统产业和低端产,难以在基于科学的产业领域与发达国家相竞争。如果不能在新一轮产业格局构建中,在基于科学的未来产业上获得应有的位置,无论是曾经的发达国家还是发展中国家,前景是令人担忧的。

培育适应基于科学的未来产业发展的创新生态

尊重基于科学的创新规律,构建充满活力的创新链。基于科学的创新,涉及基础理论研究、前沿技术探索、创新实践活动、产业发展推动,比一般讲的技术创新和成果转化要复杂的多,往往是更复杂的系统工程,需要掌握创新各环节的不同规律。科学研究要讲自由探索、宽松支持,前沿技术要讲目标导向、协同攻关,创新活动要讲解决方案、落地应用,产业发展要讲战略安排、经济效益。要营造能让科学家扎扎实实、潜心研究的科研环境,又要有激励企业家参与、资本市场进入、全社会支持的产业发展环境。

把握未来产业发展规律,构建完善的产业体系。与过去引进技术推动产业发展不同,构建未来产业,从一开始就要有重视未来产业的体系设计和建设。要完善重点领域科学研究和技术体系,围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链,根据各学科领域特点,有针对性进行产业链和创新链的战略设计,构建能够支持未来产业发展的科学和技术体系。

加大科学研究投入,形成多元化投入机制。特别是加大相关领域基础理论研究、应用科学研究、关键公共技术攻关、重大装备研制的投入。要形成多元化投入新机制,除了加大国家财政对基础研究的支持,国家开发性金融机构也应加强对相关领域的金融支持。要大力培育风险投资,壮大提升资本市场的科技创新板和各类技术交易市场。鼓励企业参与基础研究(特别是与产业发展相关的应用基础研究)。

抓住新基础机遇,加快科技基础设施建设。在重点必须领域加快建设大科学装置、实施大科学工程,特别是要支持有条件的地方积极建设既落实国家战略布局、又支撑地方培育新增长点的科学设施和产业技术创新平台。

强化战略布局,把基于科学的未来产业作为现代产业体系建设的重要任务。战略技术和产业领域充分体现了国家战略意图,是培育战略科技力量,提高自立自强能力,提高科技创新对国家发展的战略支撑能力的关键。

(编辑  尚鸣)



* 胥和平、雷家骕,清华大学中国企业成长与经济安全研究中心研究员。

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