以颠覆性技术和“卡脖子”技术驱动创新发展

肖广岭

【摘要】进入新时代，我国的创新发展既面临颠覆性技术爆发式增长带来的机遇，又面临“卡脖子”技术频繁出现带来的挑战。我们应以颠覆性技术创新带动创新发展，不仅要求此项技术创新本身加速或“爆炸式”增长、能用于众多领域或行业，还要求我国在此项技术创新和应用方面有实现能力和国际竞争力。此外，我们还应知晓“卡脖子”技术对经济、社会乃至国家安全的巨大影响，应以“卡脖子”技术创新支撑创新发展，通过长期的研发，多领域、多主体配合，并在长期的研发与应用的良性循环中不断改进“卡脖子”技术。 抓住颠覆性技术创新就是抢抓机遇，抓好“卡脖子”技术创新才能赢得挑战，两者相互促进，带动和支撑我国的创新发展。

【关键词】颠覆性技术  “卡脖子”技术  技术创新  创新发展

【中图分类号】F120.4                             【文献标识码】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2019.14.006

引言

习近平总书记指出：“坚持创新发展，既要坚持全面系统的观点，又要抓住关键，以重要领域和关键环节的突破带动全局。”[1]当前国际上5G、量子信息、人工智能、新材料和新能源、基因工程、分享经济等领域的颠覆性技术出现爆发式增长态势，将使社会生产力发展迈上一个新台阶，深刻改变人们的生产生活。与此同时，随着中美贸易摩擦的升级，中国在芯片、传感器、高端材料和设备、系统软件和专用软件等很多领域的核心技术突显“卡脖子”的被动局面。因此，抓住颠覆性技术创新就是抢长竿，抓好“卡脖子”技术创新就是补短板，两者相辅相成、相互促进，带动和支撑我国创新发展。

以颠覆性技术创新带动创新发展

颠覆性技术的概念由美国哈佛商学院教授克里斯·坦森（Clayton Christensen）提出，指的是一种另辟蹊径、对传统或主流技术产生颠覆性效果的技术。[2]从国际上看，颠覆性技术已成为经济社会发展和军事变革的重要推动力量。在我国，“颠覆性技术”被写入了2016年中国共产党中央委员会（以下简称“中共中央”）、中华人民共和国国务院（以下简称“国务院”）印发的《国家创新驱动发展战略纲要》和《“十三五”国家科技创新规划》。党的十九大报告则进一步提出，“加强应用基础研究，拓展实施国家重大科技项目，突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新，为建设科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字中国、智慧社会提供有力支撑”，将颠覆性技术创新提到了战略高度。

尽管颠覆性技术概念提出才二十多年，但从国家层面支持颠覆性技术创新已有六十多年的历史，其中美国国防高级研究计划局（DARPA，成立于1958年）以支持颠覆性技术创新闻名于世。DARPA的宗旨就是支持“改变游戏规则”的高风险、高回报技术研发，进而培育了大量颠覆性技术，例如互联网、半导体、全球定位、隐身战机、激光器、无人驾驶汽车、微型无人机等技术，对保持美国军事技术领先优势，推动美国乃至世界高技术产业发展发挥了重要作用。[3][4][5]与此同时，适应颠覆性技术创新的“DARPA创新模式”也引起了各国的广泛研究和借鉴。

2013年，世界著名的咨询公司麦肯锡发布《12项决定未来经济的颠覆性技术报告》，公布了到2025年将引领生活、商业和全球经济变革的12项颠覆性技术，包括：移动互联网、知识工作自动化、物联网、云计算、先进机器人、智能驾驶、下一代基因组、储能技术、3D打印、先进材料、先进油气勘探及回填、可再生能源。该报告还预测每一项颠覆性技术到2025年带来的经济效益少则0.1万亿美元，多则10万亿美元。[6]这再次引发了世界各国对颠覆性技术创新的关注，并且将其从军事国防领域扩大到民用领域，上升为国家战略。

2016年，国务院印发的《“十三五”国家科技创新规划》对颠覆性技术作出部署，提出发展引领产业变革的颠覆性技术，重点开发移动互联、量子信息、人工智能等技術，推动增材制造、智能机器人、无人驾驶汽车等技术的发展，重视基因编辑、干细胞、合成生物、再生医学等技术对生命科学、生物育种、工业生物领域的深刻影响，开发氢能、燃料电池等新一代能源技术，发挥纳米技术、智能技术、石墨烯等对新材料产业发展的引领作用。显然，此规划对颠覆性技术作出的部署分五个层次，其中每一项颠覆性技术创新都可能产生巨大的经济社会效果。本文仅以其第一层次，即重点开发移动互联、量子信息、人工智能等技术为例，阐释这些颠覆性技术创新何以能带动创新发展。

首先，一项颠覆性技术创新能够带动创新发展不仅要求此项技术创新本身是加速或“爆炸式”增长，而且能用于众多领域或行业，带动它们快速发展乃至引发革命性、颠覆性变革，甚至可能产生一些新产业、新业态和新模式。而移动互联、量子信息、人工智能等技术创新都具有这样的特征和能力。

近年来，以5G为代表的新一代移动互联技术创新加速增长，并且在很多国家和地区的支持下进行了各种各样的商用试验，形成了成体系的国际标准。2019年6月6日，中华人民共和国工业和信息化部（以下简称“工信部”）向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放了5G商用牌照，标志世界最大的5G潜在市场正式启动。与4G相比，5G通信具有传输速度快、大容量、低延时和高可靠等突出优势，能促进和引发很多领域和行业的革命性变革和快速发展。

5G传输速度快，可用于高速上传下载，实现3D视频和4K甚至8K视频流的实时播放，获得全交付给云供应商的工作和生活及娱乐以及完成AR和VR与游戏生活相结合。大容量可用于物联网、智慧城市、智慧家居、智慧电网、智能放牧和种植、物流实时追踪。低延时和高可靠可用于远程医疗手术、远程驾驶、车联网自动驾驶、工业控制。5G通信将引发这些领域和行业革命性变革和快速发展，并能形成一些新产业、新业态和新模式，形成十万亿级的巨大市场（据中国信息研究院预测，中国5G将在2020～2025年爆发，预计将带来10.6万亿人民币的直接增长和24.8万亿元的间接增长，直接创造就业岗位将达300万个）。[7]

近年来量子信息技术创新快速增长，很可能对现在的电子信息技术产生颠覆性影响，引发新一轮的信息技术革命，进而对经济社会产生巨大影响。量子信息是量子科學与信息技术相结合发展起来的新学科，主要包括量子通信和量子计算两个领域。量子通信主要研究量子密码、量子隐形传态、远距离量子通信技术，等等;量子计算主要研究量子计算机和适合于量子计算机的量子算法。

与现在的“电”通信相比，量子通信可提供一种高效率、高通道容量并且绝对安全的革新性通信手段，具有重大的实用价值。经过20多年的发展，量子通信技术已经从实验室演示走向产业化和实用化，目前正朝着高速率、远距离、网络化的方向快速发展。由于量子通信属于事关国家信息安全和国防安全的战略领域，因此成为世界主要发达国家优先发展的信息科技和产业高地，在不久的将来，很可能对现在的“电气通信”产生颠覆性影响。

量子计算的大规模应用可能不如量子通信来得快，但近些年量子计算（机）研究发展很快，其应用曙光已经显现。2016年，IBM首先发布了五个量子位的量子计算机;2017年，先后发布了16个量子位的量子计算机，20个量子位的量子计算机，以及50个量子位的量子计算原型机。[8]如果50个量子位的量子计算原型机投入使用，其计算能力将远远超过“太湖之光”超级计算机，将极大地推动大数据分析、机器学习、人工智能、生化制药等行业的发展。

近年来随着人工智能技术创新快速增长，人工智能产业应用速度不断加快，已经成为很多行业的发展方向和转型升级的重要抓手。人工智能在制造、农业、物流、金融、商务、家居等行业和领域的应用水平不断提高，在教育、医疗、养老等民生领域，在行政管理、司法管理、城市管理、环境保护等社会治理领域以及在公共安全和社会信用领域，都在加快创新应用，促使这些行业和领域发生巨大变化乃至颠覆性变革。

其次，一项颠覆性技术创新能够带动创新发展还要求我国在此项技术创新和应用方面有实现能力，有国际竞争力。而我国在移动互联、量子信息、人工智能等方面都具备了这种能力和国际竞争力。

我国在5G领域已经处于国际领先地位。截至2019年5月，在全球20多家企业的5G标准必要专利声明中，我国企业占比超过30%，位居世界各国首位。[9]在产业发展方面，我国率先启动5G技术研发试验，加快了5G设备研发和产业化进程。目前我国5G中频段系统设备、终端芯片、智能手机处于全球产业的第一梯队。我国还继美国、韩国、日本之后发放商用牌照，也随之成为5G商业应用的第一梯队。

我国在量子信息领域有较强的实力和国际竞争力，并且在一些方面处于国际领先地位。例如，基于量子卫星和“京沪干线”（连接北京、上海，贯穿济南和合肥全长2000余公里的量子通信骨干网络），我国首次描绘了天地一体化广域量子通信网络的蓝图。2017年，“墨子号”卫星实现了从北京到维也纳7600公里的量子保密通信。总的来看，我国的量子通信比较成熟了，而且全面领先于欧洲和美国。我国在量子计算领域处于“跟跑”“并跑”阶段，但由于其巨大的应用潜力和近些年的加速发展，我国需要加大研发力度，引领未来发展。

我国在人工智能的很多领域处于领先地位，并且各种人工智能的应用出现了爆炸性增长态势。国际科技论文发表量和发明专利授权量已居世界第二，部分领域的核心关键技术实现重要突破。语音识别、视觉识别技术世界领先，自适应自主学习、直觉感知、综合推理、混合智能和群体智能等初步具备跨越发展的能力，中文信息处理、智能监控、生物特征识别、工业机器人、服务机器人、无人驾驶逐步进入实际应用，人工智能创新创业日益活跃，一批龙头骨干企业加速成长，在国际上获得广泛关注和认可。加速积累的技术能力与海量的数据资源、巨大的应用需求、开放的市场环境有机地结合，形成了我国人工智能发展的独特优势。[10]

2017年7月，国务院发布《新一代人工智能发展规划》。此后，各政府部门与地方政府纷纷出台政策与战略规划，相关技术研发与产业应用都得到了极大地促进。

以“卡脖子”技术创新支撑创新发展

2018年4月，中兴公司被美国制裁，使中国人深刻认识到不掌握核心技术很容易被人“卡脖子”，威胁企业存亡，威胁国家经济安全。2019年5月，华为公司遭遇美国“断供”，即美国把华为及其附属公司列入“实体清单”，清单上的企业或个人购买或通过转让获得美国技术需获得有关许可。这再一次使中国人认识到核心技术受制于人，很容易被“卡脖子”，甚至关系到相关企业的生死存亡。随后我国决定建立国家技术安全管理清单制度，着力解决“卡脖子”技术问题，有效预防和化解国家安全风险。

尽管近年来我国科技创新取得了巨大成就，但在很多领域还有不少核心技术没有掌握，例如，高端芯片及其设备、航空发动机、高铁轴承和受电弓、高端科研仪器（磁共振成像仪、超分辨荧光成像仪、冷冻透射电镜，等等）、高端医疗设备，其中一些领域的核心技术很容易被“断供”，而成为“卡脖子”技术。因此攻克“卡脖子”技术已经成为我国一些企业和产业发展的当务之急。这就需要对“卡脖子”技术及“卡脖子”技术的形成有深入的认识。笔者认为，“卡脖子”技术的形成既有技术本身的原因又有经济政治的原因，如果说前者是必要条件，后者则是充分条件，两者兼备，就可能成为“卡脖子”技术。

首先，从技术本身来看，“卡脖子”技术基本上是关键核心技术，并且是很难攻克的。要攻克此类技术往往需要长期研发以及多领域、多主体配合，并需要在长期的研发与应用的良性循环中不断改进。这意味着“卡脖子”技术创新往往存在先发优势和后发劣势，也就是说在市场竞争的条件下后来者很难进行“卡脖子”技术创新。以高端芯片为例，其主要工序为IC设计、晶圆制造、封装和测试，要完成这些工序就需要很多高端材料和加工设备，相关的技术创新包括物理、化学、材料、设备等多学科、多主体，特别是在工艺上，光刻机的精度是制约芯片制造的关键，而这些材料、设备和工艺都需要持续创新，也就是形成研发与应用的良性循环，由此芯片的性能才能不断提升，才会有市场竞争力。这种情况使得高端芯片的先发者具有先发优势。这是因为高端芯片技术的创新不仅积累性非常强，而且在市场竞争的情况下后发者难以进入更高层次的研发。以存储芯片为例，当后发者研制出16M的产品，先发者已经研制出32M甚至64M的存储芯片，此时先发者会以很低的价格卖16M的产品，这使得后发者研制出的16M存储芯片，难以在市场上得到回报，也就难以继续投入到高端研发。久而久之，使得后发者被锁定在先发者不愿意做的低端芯片上，先发者则能通过持续创新，不断推出更高端的芯片。这种“机制”使得我国几十年来芯片产业一直处于中低端产业链，高端的存储芯片却长期依赖进口。

其次，从经济政治方面来看，“卡脖子”技术的形成不仅在于其技术来源较少，形成了技术垄断，而且技术对经济、社会乃至国家安全的影響大。在市场竞争激烈的情况下，技术拥有方能够通过技术的“断供”，卡住竞争对手的脖子，使其失去竞争力，进而获得竞争优势。而当国家之间的竞争加入这种市场竞争，会进一步导致技术“断供”的发生。2018年的中兴事件就是典型案例。

基于对“卡脖子”技术的技术性和经济政治性的认识，要有效推进“卡脖子”技术创新，不但企业要发挥主体作用，而且国家要采取有效的政策措施。其一，要在企业层面、行业层面和国家层面分别列出“卡脖子”技术清单。其二，企业、行业和国家政府部门要分别研究制定每一项“卡脖子”技术的解决路径和方法。其三，在政府的支持下构建以企业为主体、“政产学研用”结合的“卡脖子”技术创新体系和有效的机制，逐一攻克“卡脖子”技术。这里需要强调以下几点。

第一，“卡脖子”技术创新的主体是企业，发挥企业家精神是至关重要的。面对美国企业的技术“断供”，中兴公司和华为公司的不同处境和表现说明了这一点。企业最清楚本身的技术状况、技术竞争与合作状况，特别是已有的和潜在的卡脖子技术究竟有哪些。面对“卡脖子”技术，企业家精神是非常重要的，因为“卡脖子”技术往往是很难攻克的。这需要企业家有战略定力和企业长远的技术战略，特别是要有“卡脖子”技术创新战略，能够“咬定青山不放松”，这样才能不断攻克“卡脖子”技术，进而登上技术的高峰，成为行业领军者。

第二，国家的有力支持是非常重要的。“卡脖子”技术不仅本身很难攻克，而且在市场竞争条件下存在后发劣势，这就进一步加大了后发者进行“卡脖子”技术创新的难度，因而非常需要国家的有力支持。这种支持最主要的是为企业进行技术创新创造有利的条件和环境，包括围绕“卡脖子”技术加强基础研究，推动产学研合作，实施国家采购和首台（套）政策，促进新产品的使用，促使研发与使用形成良性循环;还要在税收、人才等方面对“卡脖子”技术创新给予支持。对于国家经济、社会和安全有重大影响的“卡脖子”技术，国家还需设立重点研发专项，采取科技创新举国体制。另外，对于那些不遵守市场规则、背离契约精神、出于非商业目的，对中国企业实施封锁或断供，严重损害中国企业正当权益的外国企业、组织或个人，列入“不可靠实体清单”，并采取必要的惩罚措施。

第三，以更大力度的开放创新，融入、构建和主导全球创新链，促进“卡脖子”技术创新和化解“卡脖子”技术问题。解决“卡脖子”技术问题固然需要加强自主创新和加大国家的支持，但不是与全球创新链脱钩，也不可能都有技术“备胎”，而应该充分利用全球科技资源，并充分发挥我国制造业齐全、市场规模大的优势，在越来越多的行业和领域构建和主导全球创新链和产业链。美国打压华为5G产品之所以效果有限，除了华为的技术先进和有技术“备胎”之外，还在于华为5G产品和服务的全球化程度较高，在5G全球创新链和产业链中处于优势地位。在这种情况下，即使美国的盟友也不愿意听从美国的号召而不用华为的5G产品和服务，因为他们担心由此会给自己造成巨大的损失。

随着我国与发达国家经济和科技发展水平差距的缩小，我国面临的“卡脖子”技术问题将会变得越来越突出。今后像中兴事件、华为事件这类由国家直接干预引发的“卡脖子”技术问题还会发生，但更多、更普遍的问题将是由市场竞争引发的。过去几十年，我国能够大量引进国外的先进技术，是因为我国的技术水平与国外先进水平差距较大。对我国而言，引进的是先进技术，对转让方而言已经不是先进技术了，转让方的最先进技术特别是其中的关键核心技术并没有转让。但随着我国与发达国家技术水平特别是技术创新能力的差距缩小，我国与发达国家由以互补关系为主转为以竞争关系为主，而现阶段发达国家及其企业的最主要优势就是其掌握的关键核心技术。这就是习近平总书记说的“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”[11]原因，发达国家及其企业只有控制关键核心技术，才能保持其市场竞争力乃至国家竞争力。因此，在这种新的形势下，我国企业不仅难以引进国外先进技术及其产品（零部件），而且以前能够引进的技术及其产品也难以引进了，甚至出现了“断供”问题，从而使“卡脖子”技术问题越来越突出。

由此可见，“卡脖子”技术问题是我国经济和科技达到现有水平后必然会出现的，而能否有效解决“卡脖子”技术问题关系到我国能否顺利跨越“中等收入陷阱”，能否进入发达国家行列，能否到2035年基本实现现代化。阿根廷、巴西等国之所以几十年来没有越过“中等收入陷阱”，而韩国则较快地越过了，根本原因在于前者没能有效解决关键核心技术和“卡脖子”技术问题，而后者较好地解决了这些问题。因此，我国只有加大力度推动核心技术创新，不断破解“卡脖子”技术问题，才不会被困在“中等收入陷阱”里，才能从全球产业链和价值链的中低端进入中高端，才能支撑经济社会持续发展。

两种技术相互促进和支撑创新发展

颠覆性技术创新是抢占世界科技创新制高点、是抢长竿，进而可以使我们获得相关产业竞争优势，并产生“竹竿效应”，带动更多产业创新发展;“卡脖子”技术创新是克服创新的不足和弱项，是补短板，进而可以使我们保持相关产业稳定发展，避免“短板效应”，支撑产业创新发展。显然，“卡脖子”技术创新是保障现有发展，而颠覆性技术创新是引领未来发展，但两者存在交集，能够相互促进。

首先，“卡脖子”技术创新能够保障颠覆性技术创新的顺利进行。高端芯片、制造高端芯片的光刻机、高端传感器、高精度的机械手等“卡脖子”技术创新对5G移动通信、人工智能等颠覆性技术创新有重要的保障作用。

其次，颠覆性技术创新有助于化解“卡脖子”技术问题。例如，氢能、燃料电池及新能源汽车等颠覆性技术创新有助于化解国产汽车发动机“卡脖子”技术问题;量子计算机的颠覆性技术创新也有助于化解国产大型计算机“卡脖子”技术问题。

最后，不僅颠覆性技术创新和“卡脖子”技术创新应相互依存、相互促进，而且两者有效并行还有赖于完善的创新体系和有利的创新环境。一方面，要以颠覆性技术创新和“卡脖子”技术创新带动和支撑全面的创新发展;另一方面，要以不断完善国家创新体系、区域创新体系、产业创新体系和优化创新环境，保障和促进颠覆性技术创新和“卡脖子”技术创新。

注释

[1]习近平：《在省部级主要领导干部学习贯彻党的十八届五中全会精神专题研讨班上的讲话》，人民网，2016年1月18日，http：//cpc.people.com.cn/n1/2016/0510/c64094-28337020.html##1。

[2]Christensen C.， The innovator's dilemma： when new technologies cause great firms to fail， Boston： Harvard Business School Press， 1997， p. 21.

[3]David T.， "DARPA's disruptive technologies"， MIT Technology Review， 2001， 104 （8）， pp. 42-46.

[4]郝君超、王海燕、李哲：《DARPA科研项目组织模式及其对中国的启示》，《科技进步与对策》，2015年第32卷第9期，第6～9页。

[5]曹晓阳、魏永静、李莉、张科、苗红波、安向超、刘安蓉：《DARPA的颠覆性技术创新及其启示》，《中国工程科学》，2018年第20卷第6期，第122～128页。

[6]McKinsey Global Institute， "Disruptive technologies： Advances that will transform life， business， and the global economy"， May， 2013， http：//www.docin.com/p-726089108.html.

[7]中国信息通信研究院：《中国数字经济发展与就业白皮书（2019年）》，https：//www.innovation4.cn/library/r38262。

[8]沈晓卫：《预见未来科技——AI、量子计算、区块链将让每一家企业都可能成为颠覆者》，数智网，2018年4月18日，http：//www.smartcn.cn/133577.html。

[9]央视网：《全球5G标准专利声明 我国企业占比超过30%》，2019年6月4日，http：//jingji.cctv.com/2019/06/04/ARTIQxFKN7uNSpCgzi1YUd5F190604.shtml。

[10]国务院：《新一代人工智能发展规划》（国发[2017]35号），2017年7月8日，http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm。

[11]习近平：《在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会上的讲话》，人民网，2018年5月28日，http：//cpc.people.com.cn/n1/2019/0606/c64094-31123936.html。

责 编/周于琬

Abstract： In the new era， China's innovation-based development is facing not only the opportunities brought by the explosive growth of disruptive technology， but also the challenges posed by the frequently encountered "neck-jamming" technology. We should use disruptive technological innovation to drive innovation-fueled development， not only requiring the technological innovation itself to accelerate or grow "explosively" and be applied in many fields or industries， but also requiring our country to be capable of achieving them and have international competitiveness. In addition， we should be aware of the tremendous impact of "neck-jamming" technology on the economy， society and even national security. We should support innovation-based development with the "neck-jamming" technologic innovation， and through long-term R&D， and multi-field and multi-party cooperation， constantly improve "neck-jamming" technology due to the virtuous interaction of long-term R&D and application. Focusing on the disruptive technological innovation is equal to seizing the opportunity and only by focusing on the "neck-jamming" technological innovation can we overcome the challenge. The two promote each other and drive and support the innovation-based development of China.

Keywords： Disruptive technology， "neck-jamming" technology， technological innovation， innovation-based development