全球技术创新现状、趋势影响及我国的对策

王忠宏

(国务院发展研究中心产业经济部，北京 100010)

一、全球新一轮技术创新现状

国际金融危机爆发以来，面对经济增长下行、竞争格局调整、实体经济萎缩、气候变化等问题，各国普遍认识到这不是一次普通的金融危机，而是一次经济结构性危机，必须进行经济发展方式和产业结构的大调整。“第三次工业革命”理论正是这一时代背景下的产物，“第三次工业革命”倡导互联网、新能源技术以及数字化制造的结合，契合了人类面临的挑战和实际问题，引起了国内外的较大关注。尽管“第三次工业革命”理论存在争议，但为我们从历史经验的角度看待全球技术创新和经济增长提供了重要启示。

(一)全球正处于信息技术革命深化和新一轮技术革命孕育期

历史经验表明，过去两个多世纪，全球技术创新与经济增长之间基本上存在这样的规律:大致以六十年为一个周期。在每个周期的前二三十年，具有基础意义的新科学范式、新技术门类得以确立，推动产生一个或几个新兴产业，领先于其他产业的发展，造成局部的投资过度和产能过剩，开始形成经济泡沫，泡沫积累到一定程度破灭，全球经济陷入危机和衰退，促使全球治理格局发生深刻变化，来逐步适应技术创新带来的新经济模式。在每个周期的后三十年，新技术的发展势头稳定下来，并被各个产业充分吸纳运用，使得经济全面繁荣，催生大量新发明、新技术，孕育下一个周期的技术革命。

在过去200多年的时间里，全球经历了5次技术革命(见表1)。第一次是18世纪中叶起，机器厂房代替了手工作坊，以纺织业中机器的发明和应用为重要标志。第二次是19世纪初，全球进入到蒸汽、钢铁和铁路的时代，以蒸汽机的发明和利用为重要标志。第三次是从19世纪70年代起，世界进入到电气及重工业时代，电力和电器、重型机械、化工业兴起。第四次是20世纪初期，当福特T型汽车出现之后，全球进入到汽车、石油、石油化工以及大规模生产的时代，以内燃机及其应用的发展为重要标志。目前，我们处在第五次技术革命时期，它始于1971年，当时英特尔推出微处理器，标志着信息技术革命时代的来临。以信息及通信技术为重要标志的技术革命经过了二三十年的发展，在2000年互联网泡沫破灭和2008年国际金融危机后，进入到广泛渗透和深度应用阶段，催生了大量新技术、新产业、新业态、新模式，同时也将孕育新一轮技术革命。

表1 全球技术创新与经济发展

这里需要说明的是，国际金融危机后，信息技术的深度应用和由此带来的新的经济模式形成尚需一个过程，短期内对经济增长的拉动作用可能有限，但经过稳定提升后，可望进入发展的高峰期。同时，关于新一轮技术革命在哪些领域、何时发生也还存在很大的不确定性，目前的判断是，未来二三十年间，全球可能会进入到生物技术、新能源技术、纳米技术以及新材料技术的革命时代。

(二)国际金融危机后全球技术创新趋于活跃

为克服金融危机的冲击，实现经济复苏和经济持续增长，各国政府、产业界加大了技术创新的支持力度，推动了全球技术创新活动在经历短暂回落后，很快实现了逆势上扬。2011年，全球专利申请总数为214万件，较2010年增长7.8%，连续第二年高于7%。2011年，全球研发投入相比2010年增长6.5%，高于2010年4%的增幅，而2009年全球研发投入较2008年下降了0.83%。从全球企业研发投入和国际专利授权增长情况看，2009年也都跌到谷底，随后出现反弹，其中，国际专利授权数达到了近10年来的高点，见图1。

从具体领域看，大数据浪潮、信息技术和制造业融合正在发展之中，能源、材料、生物等领域也正在酝酿不少有重要潜力的新技术。

信息技术进入到一个新的发展时期，云计算、大数据、虚拟现实、移动互联网、物联网等技术的突破，给信息技术应用模式带来了一场深刻变革。3D打印、智能机器人、人工智能等智能制造技术取得了积极进展。近年来，数字通信领域专利申请全球增幅最快，计算机技术是专利申请最多的领域。2012年初，美国物理学家马克·米尔斯和美国西北大学教授朱利欧·奥蒂诺在《华尔街日报》发表评论员文章，称电话和电技术改变了20世纪，大数据、智能制造和无线革命三大技术变革将改变21世纪。

图1 2010年以来全球技术创新渐趋活跃

生物医药技术可望取得新的突破。人类基因组及其在生命过程中的功能调控，特别是细胞命运调控机制等基本问题面临重大理论创新。传统医学模式正在发生深刻变化，健康医学将迎来全新发展机遇。

页岩气开采技术取得重大进展。能源输送效率、稳定性、安全性和智能化技术不断得到提升。多种能源逐步实现互补与系统融合。信息技术与新能源相结合的新工业模式正在积极推进中。

材料设计与性能预测科技发展迅速，环境协调和低成本合成制备技术受到重视，材料制造的工艺、流程以及结构与性能关系的研发面临新突破，材料更加绿色、高效、可循环利用。

此外，农业、生态与环境、空间和海洋领域的技术创新也取得了重要进展。

(三)全球技术创新蕴含新的重大发展机遇

新技术的多点突破和融合互动推动了新兴产业的兴起和快速发展，尤其是在新一轮技术革命的孕育阶段，直接关乎到未来领导权的问题，蕴含着新的重大发展机遇。

信息技术持续创新和深度应用将引发新一轮信息产业的快速发展，并催生许多新模式、新业态、新产业。弗雷斯特研究机构预计，到2020年全球云计算市场价值将达2 410亿美元，是目前的6倍。据麦肯锡报道，大数据为美国的医疗服务业每年节省3 000亿美元，为欧洲的公共管理部门每年节省2 500亿欧元，为全球个人位置数据服务提供商每年贡献利润1 000亿美元。中国物联网研究发展中心预测，未来5年全球物联网产业市场年均增长为25%左右，2015年将达到3 500亿美元。美国国家情报委员会预测，到2030年，3D打印有可能改变全球的工作模式。

页岩气开采的经济效益开始显现。美国率先发明并运用水平钻井、水力压裂技术，大规模开采页岩气，改善了美国乃至全球的能源结构，减缓了能源价格上涨的趋势。页岩气开采还带动了一批中小型生产服务企业的发展，为美国发展实体经济、解决就业问题作出了重大贡献。美国页岩气的成功开发有可能成为全球页岩气开发的“引擎”，驱动能源产业出现一场新的变革。

现代生物技术步入产业化加速发展阶段，以基因工程、干细胞、生物育种等为标志的生物产业技术体系正在形成。据经济合作与发展组织预测，到2030年，生物技术对化工和其他工业产品领域的贡献将占到35%，对药品和诊断产品领域的贡献将达到80%，对农业领域的贡献将达到50%。

新能源、节能环保产业处于高速成长期。2010年全球环保产业市场规模已经达到7 760亿美元。新能源汽车产业虽然处于起步阶段，但已被视为未来发展方向。2010年德勤公司发布的调查报告发现，全球已有近440亿美元的政府资金投向新能源汽车开发和应用。

新材料和高端装备制造产业蓬勃发展。据美国国家科学技术理事会纳米分会预测，未来10至15年全球纳米相关产品市场将超过1.3万亿美元。美国航天基金会的报告表明，2010年全球航天经济总产值为2 765亿美元，自2005年以来年均增长率为9%。

创新竞赛就是争夺机遇的竞赛。历史经验表明，谁抓住了机遇，谁就能持续保持领先或后来居上;谁丧失了机遇，谁就会被甩在后面，甚至差距被越拉越大。面对全球技术创新蕴含的新的重大发展机遇，我国必须做好准备和孵化工作，努力在全球新的技术创新中取得发展先机。

二、全球技术创新趋势分析

(一)各国技术竞争日趋激烈

在新一轮发展面前，发达国家为保持其科技与经济的领先地位，新兴国家为后来居上，都纷纷把科技创新作为国家发展战略的核心，努力抢占未来科技和产业制高点。

美国政府2009、2011年两度发布《创新战略》，明确要加大对人力资源、科学研究和基础设施等创新要素的投入，发挥创新潜力，带动经济增长和繁荣，力图在新能源、无线网络、先进车辆、医疗卫生信息技术、基础科学和航天等领域取得突破。节能环保、智慧地球、大数据、新材料、先进制造业等领域是美国近期科技创新的主攻方向。

英国政府发布《技术蓝图》报告，明确提出英国要努力成为世界上最具吸引力的创新科技投资之地;大力推动低碳经济、数字通信、高速交通系统和科学基础研究方面的科技基础设施建设;重点支持先进制造、医疗保健及生命科学、数字和创意产业等科技产业发展，推进经济结构调整;出台了英国空间技术、海洋产业增长等发展战略。

德国在发展高端制造产业的同时，注重推动制造业信息化的发展。大力发展风能、生物能等可再生能源和各类节能环保技术，计划到2050年新能源发电占到总发电量的80%。出台了《纳米技术2015行动计划》《生物经济2030国家研究战略》《可再生能源法》等一系列科技计划。实施宽带发展战略，计划到2018年德国每个家庭都可使用50Mbps以上带宽的宽带。

日本坚持科技立国和信息技术立国的策略，实施应对资源匮乏、人口老龄化和经济停滞危机的新增长战略，重点培育环保、能源、健康、旅游、信息技术等领域。围绕“绿色创新”和“生活创新”主题，加大技术创新力度。

韩国公布了2020年产业技术创新战略思路，提出要实现从“快速跟踪”战略到“领跑者”战略的转变。出台了绿色经济增长战略;制定了云计算发展战略，争取实现国内云计算市场规模翻两番、在全球市场占有率达10%的目标，成为全球信息网络枢纽和互联网数据中心。

俄罗斯发布了《俄罗斯联邦2020年创新发展战略》，将提高国家创新能力确立为重要战略目标，希望实现从原料出口型向创新型经济增长模式的转型。

印度则希望通过低成本包容性创新将印度打造成创新热地，提出到2020年成为知识型社会与全球科技领导者。

巴西提出“创新产生竞争力，竞争力促进增长”的科技政策口号，同时，将“科学技术部”更名为“科学技术与创新部”，以突出对创新的重视。

可以预见，未来各国对科技制高点的争夺将更加激烈，发达国家对我国技术创新上的进步会加大打压力度，在人才培养和引进、技术标准和平台以及产业链的主导权的争夺将成为重点。近年来，我国华为、中兴、三一等企业在美国投资遭遇阻击就是典型案例。

(二)以美国为首的发达经济体在创新领域仍将处于领先地位

尽管遭受国际金融危机的严重冲击，发达经济体在技术创新的投入上受到影响，但其自我修复能力较强，创新潜力仍然很大，尤其是美国仍处于全球领先地位。目前，美国的研发投入占到全球的近1/3、欧洲的研发投入占到全球的24%左右、日本的研发投入占全球的11%左右，三者合计达到全球的近70%。根据美国巴特尔公司与《研发杂志》在全球的调查，发达国家在影响未来研发走向的十大关键性领域中全部位居研发领军国家排名第一位，其中，美国有8项第一，德国和日本各有1项位居世界第一，见表2。

表2 全球研究人员评出的研发领军国家

从基础研究看，在全球排名前50的大学中，30所来自美国，11所来自欧洲，4所来自亚洲，3所来自加拿大，这反映了当前的科技趋势和地区科技力量。工程和技术专业排名前50的学院，美国有22所，欧洲有11所，亚洲有13所。生命科学专业排名前50的学院中，美国有27所，欧洲有17所，亚洲有4所。物理科学专业排名前50名的学院，美国有21所，欧洲有18所，亚洲有8所。

还有专家指出，对美国创新的潜力，统计学和统计体系缺少相应的衡量指标，其潜力或能力并未得到足够反映。美国独特的创新机制、创新文化和创新生态，使美国长期位居全球创新的领先地位，其他国家很难超越。《华尔街日报》载文认为，由于美国年轻的人口、富有活力的文化及多元化的教育体制，美国仍将维持世界新技术研发中心的地位。对此，我们要有清醒的认识，充分认识到技术赶超的艰巨性。

(三)中国与发达国家差距缩小

经过多年的努力，我国技术创新水平与国外差距正在明显缩小，不少领域的差距由过去的“望尘莫及”发展到现在的“望其项背”。在影响未来研发走向的十大关键性领域中，我国全部进入研发领先国家前5位。在农业和食品生产，商用航空、铁路等，军事航天、国防安全，能源生产与效率，信息与通信等5个领域进入前3位。2011年我国研发支出上升到世界第2位，占全球的比重由1993年占全球2.2%上升到13%。我国申请专利数已跃升到全球第一，国际专利申请量与发达国家差距明显缩小(图2)。中兴、华为成为全球申请全球专利数第一和第三的企业(图3)。

根据中科院的预测，未来5～10年我国在以下领域可能发生重大科技突破。

在信息技术领域，可以全面形成核心电子器件、高端通用芯片和基础软件产品的自主发展能力，扭转我国基础信息产品在安全可控、自主保障方面的被动局面。

图2 中国国际专利申请数量的全球份额变化

图3 全球主要电子信息企业申请全球专利

在干细胞整体研究领域，有望在细胞命运调控的基础理论方面取得突破，获得多能干细胞的新技术;干细胞和再生医学研究的大动物模型产业化前景明朗;干细胞转化将形成稳定可靠的细胞治疗技术，实现规范化的临床试验与应用。

在先进材料领域，高性能钢铁等基础原材料的质量有望达到世界先进水平;高铁、核电、大飞机等国家重点工程的关键材料实现自给，并形成自主标准;铁基超导体和纳米孪晶强化等研究有望取得原创性重大突破，形成新理论，并可望获得实际应用。

在量子通信领域，可能在城域与城际两个方向实现规模化应用，形成新的战略性新兴产业。在星地量子通信和星地量子力学完备性实验检验等空间量子实验方面，有望在国际上率先取得突破。

同时，也应看到我国尽管在专利等数量指标上进步明显，但创新质量还不高，部分关键性领域差距甚至在加大，如集成电路领域等。

未来10年，如果我们能够加快改革不适应创新的体制机制，激发企业创新活力和企业家精神，依托庞大的市场应用空间、稳定较快的经济增长和“科技人口红利”，技术创新有望取得新的突破，成为全球最重要的技术创新中心之一。

三、新一轮技术创新将转变生产方式

(一)数字化制造使得部分行业走向个性化、分散化

在大规模生产中，改变产品外形和结构往往成本很高，只有在大批量下生产相同的产品，才能压低成本、提高收益。随着信息等技术在生产制造领域的深度应用，数控机床、工业机器人、3D打印等数字化制造使生产流程变短、特殊劳动技能要求降低、个性化生产成本下降、个性化设计和生产更加容易。加上信息网络的覆盖和电子商务的兴起，可以与个性化需求实现更好的对接，更加贴近消费者市场，更快响应市场需求，企业会更多选择在消费地进行本地化制造，个性化生产和分散化生产的情况会增加。从而，会对全球产业分工格局和全球生产体系产生重要影响，产业分工体系有可能沿着两个方向发展:一是延续产业链分工，主要体现在原材料、零部件等生产资料领域;另一个是靠近市场需求的就地生产，主要集中在个性化需求突出的生活资料领域。后一种趋势将使全球化呈现新的发展方向，对地区产业格局逐步产生深刻影响。

就外商直接投资而言，一方面，外资企业将更加看重我国庞大的市场需求，为更加贴近消费需求，会加大在我国设立研发、设计等机构的力度;另一方面，部分外资企业考虑贴近消费者、规避市场风险、享受发达国家政策以及我国成本上升等因素，会将已在我国的部分外资回流到发达国家。也会促使国内企业加快“走出去”步伐，并且更多地采取在国外投资设立生产企业的方式。

同时，数字化制造将使直接从事制造的劳动力减少，劳动力成本在产业竞争中的地位下降，加快削弱我国的比较优势。此外，数字化制造不是简单的机器替代劳动，数字制造技术、知识产权、设计、软件、品牌对产业竞争力的影响程度提高，这些非物质要素成为推动经济增长的关键，而这些方面恰恰是我国的短板。

(二)未来5年大规模生产、集中生产仍将占主导地位

对当前出现的发达国家制造业回流现象，一些学者归因于数字化制造。笔者认为，该现象的主要原因是中国等新兴经济体要素成本上升、发达国家要素成本相对降低，以及质量控制、知识产权保护、高端人才需求和发达国家工业化战略实施等因素综合作用的结果，数字化制造和能源技术起到了推波助澜的作用，但不是主要因素。

未来一段时间内，数字化、智能化制造等新兴技术面临成本、体制机制、法律法规、技术进步等因素制约，还难以在短期内产生革命性影响，大批量标准化生产方式仍是全球生产方式的主体。个性化生产为我们提供了选择，在小批量、个性化生产上，3D打印等数字化制造技术具有比较优势。如图4所示，若生产数量在500只之内，3D打印成本要低于大规模生产的成本;但如果超过500只，那大规模生产的优势就发挥出来，其成本低于3D打印出的产品成本。

图4 大规模生产和个性化生产成本比较

信息技术的发展，可以进一步弱化地理空间的影响，但即便信息技术得到进一步推广应用，“在线合作创新”也无法完全代替面对面的技术交流和知识传递，大量缄默性知识的学习和传导是信息技术无法解决的，集中生产、产业集群在降低生产成本、激发创新、集体效率等方面仍有其比较优势。

根据德勤有限公司和美国竞争力委员会的联合研究，未来5年中国制造业竞争力仍将位居全球第1，但与第2位的差距在缩小。德国和美国制造业竞争力由现在的第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。尽管这一结果存在争议，尤其是美国制造业复苏对全球制造业的影响还有待观察，但间接反映了该机构关于未来4年大规模生产方式仍占主导地位的判断(表3)。

对我国而言，面对快速上升的要素成本，要推动信息化、数字化制造对我国制造业的改造提升作用，在发挥我国经济腹地广阔优势、巩固我国加工制造基础、增强产业配套能力的同时，要促进由初级要素优势向综合成本优势和中高级要素优势转变，提升研发设计和营销能力，加快实现中国制造业由大变强。

四、中国应对全球技术创新挑战的对策

在信息技术深度运用和新一轮技术革命孕育阶段，我们要统筹处理好传统产业改造提升、信息技术深度应用和新兴产业培育三者的关系。认真完成好这三方面任务，是我国未来一二十年应始终坚持，并统筹兼顾的技术创新方针路线。

表3 2013年及未来5年全球制造业竞争力排名当前的竞争力排名 5年后的竞争力排名

(一)技术创新面临补课、扩展、迎新局面

目前，我国处于为旧技术革命“补课”、扩展现有技术革命、迎接新技术革命的叠加期。一方面，我国工业化总体上还处于中期阶段，工业化尚未完成，还存在为过去技术革命“补课”的任务。同时，面对当前全球正在兴起的以宽带计划实施为国家战略标志和以物联网、云计算、大数据等为技术标志的新一轮信息化浪潮，加强信息技术对经济社会领域的全面渗透和深度应用，推动经济发展方式转变和提升人民生活水平。还要未雨绸缪，积极推动生物、能源、材料、航空航天等领域的技术突破，抢占未来技术制高点，为新一轮技术革命和产业革命“布局”。

(二)重视基础能力建设

当前，在我国经济转型时期，面对日趋激烈的竞争和要素成本上升的挑战，各地对新技术、新理论都保持高度的敏感性和学习能力，都很重视抓住新技术革命和产业革命的机遇，加快自身发展。但也发现不少地方政府看到什么新、什么热就投资什么，没有从自身特色和优势来发展，一哄而上，盲目跟风，因此低水平重复建设、产能过剩情况比较突出。而在产品工艺、质量、品牌、技术、管理等方面花的功夫不够。结果发展了几年，技术和产业不仅没有进步，反而退步了。

因此，应加强国家整体战略部署，协调好中央和地方关系，引导各个方面以务实的态度对待技术革命和产业革命，切实加强基础能力建设，形成合理分工，提升把握机遇、驾驭大局的能力。

(三)坚持培育发展战略性新兴产业和传统产业转型升级的双轮驱动模式

培育发展战略新兴产业是我国在新形势下抢占国际产业和技术制高点、转变经济发展方式、促进经济持续增长的重要举措。近年来，国家和各级地方陆续出台了不少规划和扶持政策，努力发挥政府和市场的共同作用，促进了战略性新兴产业的发展。但我们发现一些地方把新兴产业发展与传统产业发展对立起来，存在“新兴产业就是先进产业、传统产业就是落后产业”的认识误区，大量的优惠政策向战略性新兴产业倾斜，而传统产业面临转移、退出的局面。

当前，传统产业依然是我国工业的主体。2010年，我国传统产业占全国企业总数的94%，职工人数占全国工业的90%以上，产值占独立核算工业企业总产值的90%以上，税收占全国财政收入的80%。未来我国要保持较快的经济增长，并提高经济增长的质量，关键在于规模庞大的传统产业如何转型升级。在发达的工业化国家，即便是经济发展到一个较高的阶段，传统制造业依旧是经济发展的重要支柱，对经济增长的贡献仍然最为突出，对保证就业、财政收入的平稳增长具有重大意义。美国即便早已完成工业化，1994年传统产业还占制造业增加值的76%。

因此，我们在产业发展上，不应厚此薄彼，应更加重视传统产业的转型升级，正视和解决传统产业面临的矛盾和困难，推动技术创新对传统产业的改造。围绕品种质量、节能降耗、生态环境、安全生产等重点，完善新技术、新工艺、新产品的应用推广机制，提升传统产业创新发展能力，促进传统产业与战略性新兴产业融合发展、协调发展。

(责任编辑 彭志强)