中国的硬核技术之路

审视中国与世界的经济联系如何演变时，技术可谓其中的核心关注点。鉴于高科技行业的复杂度极高，技术价值链天然便具备全球化特征。时至今日，中国已在全球技术价值链上占据了重要地位，为全球供应90%的个人电脑、90% 的手机和70%的电视机。

对于某些技术行业而言，若想达到全球化规模，也许需要10～20年的发展时间。这也正是某些国家和地区成功挺进技术价值链上游、跃居全球行业领导者耗费的时间。第二次世界大战结束后，日本汽车厂商凭借低端基础性技术于1953 年恢复了乘用车生产，又开始推动汽车行业向技术价值链上游挺进，于 1967 年跃居全球第二大汽车生产国。

韩国的企业集团最初只为本土市场生产存储芯片，却在短短15年间跃居全球第一大存储芯片生产国，占据全球 40%的市场份额。以色列在20世纪90年代确定了生命科学技术的战略发展方向，到 2012年，该国在医疗设备领域的人均专利数量已达到全球第一。

全球各国的经验均表明，一个国家若想提高其在技术价值链的地位并获取更多价值，必须具备四大要素：1）大规模投入资金;2）拥有获取技术和知识的渠道;3）进入庞大的市场;4）推行鼓励竞争和创新的有效制度。

几乎在所有的技术价值链中，中国在第一个（投资规模）和第三个（市场）要素上都拥有极大优势。中国不但有能力提供充沛的科研资金，也拥有足够的市场空间来推动技术的商业化。例如，中国拥有庞大的网民群体，有利于数字企业反复试水，并迅速实现规模效应;中国消费者也渴望拥抱新技术，这一点早已体现在移动支付、共享出行以及共享单车等领域的爆发式增长当中。

因此，中国向价值链上游挺进的关键点，就落在了另外两个要素上：积极开发和收购核心知识技术（第二个要素）;以及设计一套行之有效的制度，以确保其生态系统具备足够的竞争活力来促进创新（第四个要素）。参与全球价值链有助于中国在这两个要素上取得持续进步。（图1）

图1. 中国的科技厂商已在关键子领域获得了可观的市场份额，但仍然依赖全球价值链提供输入品

1 基于2018年或最新可用数据。 2 通过对比国内和进口软件的开发成本而计算得出。 3 用于云存储的服务器。 4 仅包含工业机器人。 5 受可用数据的限制，在此假设中国和世界其他国家的市场份额相等。资料来源：年报;文献检索;麦肯锡全球研究院分析

针对电动汽车、机器人、半导体这三大技术领域展开分析，借此审视中国本土的技术发展水平，以及与全球价值链的融合程度。

电动汽车：发展繁荣，全球整合 

中国的电动汽车市场已经得到显著开发，2018 年国内电动汽车总产量超过 100 万辆，而 2013年时仅22978 輛——年均增速高达116%。根据IHS Markit的统计，中国已成为全球最大的电动汽车市场。在纯电动汽车领域，排名前9位的中国OEM厂商占据本土市场逾 75% 的份额。国产电动汽车的关键零部件（包括电池和动力总成）也主要由本土厂商供应，合计约占总成本的 60%。

这并不意味着中国的电动汽车价值链全部实现了本土化。中国仍然需要外国企业提供的关键零部件，包括微控制器和基于绝缘栅双极晶体管的电源模块。（图2）另外，中国生产的电池性能与全球顶尖产品相比也存在一定差距。中国顶尖厂商生产的电池在能量密度上要比日本和韩国顶尖企业的产品低 30%～40%，由此将影响电动汽车的性能。中国顶尖电动汽车品牌的续航里程比美国顶尖品牌短40%左右。

图2. 中国仍然需要从外国进口电动汽车的某些关键零部件

1 基于三款热门纯电动车型。2 与中国合作伙伴建立的合资企业。注： 由于四舍五入， 数字总和可能不等于 100%。资料来源：深圳高工产业研究所;文献检索;麦肯锡全球研究院分析

中国电动汽车行业迅猛增长的背后是惊人的资金投入（即前文述及的四大要素中的第一个），而政府的支持也有助于创造巨大的市场（也即第三个要素）。2017年，中国政府在电动汽车和混动汽车领域投入了10亿美元资金。中国对中型车的货币补贴达到总售价的23%（低于丹麦的49%和挪威的45%，但高于美国的18%、德国的13% 和日本的10%）。

为了支持电动汽车行业的发展，中国增加了基础建设方面的投资：境内的私人充电桩从2010 年 76个增加到2017年的6900个——复合年增长率高达190%。2010-2017年，中国境内的公共充电桩从1122 个飙升到23 万个，复合年增长率超过200%。

中国政府也成了电动汽车的大客户。2011-2016 年间，中国的电动公交车销量从1000辆飞速增长到11.6万辆。中国政府将深圳作为纯电动公交的试点城市，这也是目前全球唯一一座完全采用电动公交车的城市。从2013年起，中国政府每年为深圳的每辆电动公交车提供7.2万美元补贴。自此以后，该市的 1.6 万辆电动公交车一年花费政府逾10亿美元。

中国政府也在通过监管手段促进行业发展。举例而言，2017年，政府在全国面向新能源汽车推出绿色牌照，车主可享受优惠政策。到2025年，中国政府希望插电混动或纯电动汽车的年销量可达到700万辆。此外，中国显然正在实施一项以最终停产燃油汽车为目标的长期规划。一项于2019年生效的电动汽车新政为汽车厂商设立强制性的电动汽车生产配额。在这些政策的激励下，中国的电动汽车市场有望延续目前的高增长势头。

有证据显示，并非所有的干预措施都能取得预期成效。虽然近年来中国的充电桩数量大幅增长，但据估算其使用率却只有15%。技术品质较低（导致充电时间较长）和行业协调不足等因素都妨碍了公共充电桩的使用率。当然，国内市场标准化不足的现状也对电动汽车的安全性和成本效率造成了负面影响。一项研究估计，仅在 2018年，中国便不得不因此报废了 17 万吨失效的电动汽车电池。

中国目前逐步开始向外企开放庞大的电动汽车行业，并宣布了多项规划，旨在提升国内电动汽车行业的竞争力。这将为企业带来可观的机遇。2013-2017年间，中国占全球电动汽车销量增长的75%。由此观之，中国有望成为跨国车企的全球增长引擎。中国目前不仅是全球第一大电动汽车市场，其预期增速也在全球首屈一指。

只有在中国生产的汽车（包括中外合资企业在华生产的汽车）才能享受政府补贴。同时，中国政府也计划逐步放松合资要求，可能会允许外资企业在华建立全资子公司。该举措已经促使某些国际OEM厂商宣布与中国本土品牌组建新的合资企业，并通过扩大现有合资企业的规模来合作生产电动汽车。特斯拉上海超级工厂已于 2019 年末投产。自2017年以来，福特已经与中国本土车企众泰联合组建了两家合资企业，计划共同开发“平价”电动汽车，并为中国各大城市提供网约车解决方案。

虽然这一系列为外资“松绑”的措施颇受好评，但外国车企在华经营的障碍仍然有待进一步消除。虽然一些外国OEM厂商已宣布，将在监管要求调整之后增持现有合资企业的股份，但合资企业的解散流程仍有待在运营层面上与国内合作方及监管机构展开细致协调。此外，还有一些要求和规定，也让有计划在华大规模投建电动汽车工厂的外国企业有所顾虑，例如国内的碳信用体系。

机器人：崭露头角，未达顶尖

根据国际机器人联盟的统计，中国是全球第一大机器人市场，占据 2017 年全球工业机器人总销量的36%。整体来看，虽然中国本土企业已逐步取得进展，但全球机器人及零部件制造业的大部分市场份额仍由外国企业掌控。不过，由于中国本土制造业规模庞大，工业机器人领域尚有可观需求亟待满足，而且中国消费者对服务型机器人的需求也在增长，因此中国企业已经开始从中受益。

中国也是全球工业机器人领域的第一大采购国，2017年占到全球订单总量的 36%，高于 2013年的21%。中国OEM厂商占国内总销量的比例已经从2013年的25%增加到2017年的45%左右（如果除去库卡机器人公司的份额，该比例则为31%）。

在规模较小、复杂度较低的应用领域，中国企业的进步最为显著。在国内的工业机器人市场中，本土OEM厂商是焊接和测量机器人领域的重要参与者，在点胶、堆垛、塑料成型以及金属铸造机器人领域更拥有50%以上的份额。这些机器人应用市场的规模通常很小（年销量不足两万台），出口需求很有限;而且复杂度较低，最多只能取代一个工业化全职人力工时岗位。

中国供应商在材料处理（市场份额 8%）、焊接（10%）和装配机器人（11%）这三个本土市场中规模尚小，无论在全球还是中国本土市场，这都是三个最大的应用领域。这些市场需要的也是最复杂的机器人，可以取代多达三個工业化全职人力工时岗位。

在服务机器人领域，中国与其他各国一样，也面临着快速增长的市场需求。中国的电商包裹总量比美国多50%，餐厅数量是美国的13倍，老年人口是美国的3倍——而电商、餐饮和老年居民都是服务机器人的重要目标市场。自动导引车（AGV）是服务机器人最大的应用领域之一，中国本土企业主宰了国内的自动导引车市场，占据约 90%的市场份额。

若要整体实现价值链本土化，必将面临重重障碍。虽然中国更擅长制造外壳等商品部件，但在典型的工业机器人生产领域中，约有70%的成本来自三个复杂的高价值部件——伺服电机、减速齿轮和控制系统，这些部件仍然主要由外国企业供应。

以伺服电机为例，中国目前只能制造上一代产品，无法生产顶尖部件。不过，汇川技术等领先的本土企业依然取得了一些进展，如今已斩获了约 8%的全球市场份额。中国企业通过收购（例如德国库卡）在机器人控制器制造领域获得了一席之地，但全球最顶尖的企业仍然来自德国和日本。减速齿轮市场目前仍由日本企业掌控，市场份额约为85%;该领域还没有一家大型中国企业。

在一定程度上，中国机器人技术的进步可归功于两个因素：自动化领域获得了大量投资（第一个要素）;中国政府为创造并拓展机器人市场提供了支持（第三个要素）。

2014-2017 年间，机器人相关项目获得的融资从 6.98亿元人民币快速增长到 200 亿元人民币。2015-2018 年，广东省提供 1500 亿美元补贴以提高本地制造商的自动化程度。若要发展自动化，大力投资势在必行。

中国拥有的诸多优势表明其有望成为国内外机器人行业的可观力量，它拥有全球规模最大的工业机器人及服务型机器人市场，并向这一领域投入大量资金。中国政府有意进一步推动该行业的本土化。中国已经制定了到2025年的发展目标，包括届时让本土 OEM 厂商斩获70% 的市场份额，并实现占机器人成本70%的零部件均由本土生产。

不过，中国也不妨超越机器人制造这一领域，根据性能表现灵活选择国内外企业的设备，专注发展有竞争力的解决方案，以获得更可观的回报。（图3）

图3. 中国内地在全球半导体价值链中占据的市场份额相对较少2017年各地区半导体市场比较（总部所在地）

1 半导体晶圆制造设备。注释：由于四舍五入，或者因为其他地区的消费并未包含在内，数字总和可能不等于 100%。资料来源：IHS Markit ;Gartner ;IC Insights ;麦肯锡半导体实践;麦肯锡全球研究院分析

举例而言，中国制造业的总营收在2017年再创新高，达到17万亿美元，如果以最顶尖的技术全面推动该行业的数字化，那么潜在收益理应高于工业机器人市场（总营收为45亿美元）的本地化潜力。我们发现，智能制造领域的高端机器人可将劳动效率提升20%～50%。随着机器人制造业的全球竞争日益激烈，价值焦点正从机械产品转向软件和服务。与国际伙伴合作获取尖端技术和技能，有助于中国获取这种潜在收益。

如果中国能进一步融入全球机器人价值链，将对其他国家和地区的企业大有裨益。2012-2017年间，全球工业机器人52%的需求增量来自中国市场。此外，中国惊人的市场规模也为机器人产业提供了独特的实验和创新环境。中国本土制造业的庞大规模，不断上升的劳动力成本，以及人口老龄化趋势，都是自动化程度必然提高的原因，由此也将创造出一个成熟的实验环境。亚洲等地区的新兴市场迈向自动化之际，也将受益于中国的技术创新。

半导体：高度依赖，机遇已来 

早在 20 年前，中国政府就将半导体列为了战略性产业。该产业随即获得了巨额投资（第一个要素），中国也逐渐发展成全球最大的半导体市场（第三个要素），这些都有赖于个人电脑、智能手机、智能电视、电动汽车、机器人等下游领域的巨大需求。中国政府在 2010年将新一代信息技术列为七大支柱产业之一。

2014年，中国为战略性集成电路产业融资220亿美元，2018年又宣布设立另一只规模约470亿美元的投资基金。中国目前的半导体消费占全球总额的比例高达45%。

尽管采取上述种种措施，但中国本土半导体行业的发展仍旧不温不火。2018 年，中国的集成电路进口额高达 3130 亿美元，甚至高于 2390 亿美元的原油进口额。

虽然中国在全球集成设备制造和装备市场中无甚地位，在无晶圆制造和晶圆代工领域却取得了一定进展：2013-2017 年间，无晶圆制造的全球市场份额从 11%增长到15%，晶圆代工的市场份额则从2013年的9 %略降至8 % 。在余下的所有半导体生产领域，中国的市场份额都落后于发达经济体。中国政府已宣布实施多项旨在扩大国内半导体供应的计划，其目标是提升国内芯片产值，到2030 年突破 3050 亿美元（2016 年为 650 亿美元），并服务于80%的国内市场（2016 年为 33%）。

不过，这种相对缓慢的产业发展原本也在预料之中。因为该领域技术壁垒极高，没有任何一个国家能完全实现半导体价值链本土化，形成国内市场的自给自足。

不妨与液晶面板产业做一个对比：液晶面板的制造工序约为 11 个，而半导体在 6～8 周的生产周期内却有多达1200 个工序。此外，随着制造技术不断进步，生产流程的复杂度以及由此而来的投资需求都呈指数级增长，进一步推升落后国家追赶的难度和成本。

以晶圆代工为例，生产一个20 纳米芯片需要约500个步骤，但若是7纳米芯片，则需要 1500个步骤。同样，以 32纳米技术生产 1000片晶圆，需要花费5亿美元，但若使用7纳米技术，则需要花费20亿美元。

即便如此，中国仍然在一些落后技术领域奠定了一定市场地位。其本土芯片工厂在 65 纳米半导体领域占据全球市场19% 的份额，在45纳米半导体领域占据12%的份额。这些技术在终端消费电子产品市场中均有一定应用空间。

除了技术壁垒之外，也有迹象表明，中国政府此前为半导体产业的本土化付出的努力是相对低效的。虽然政府投入了大量资金，但有时却错误地分配给了技术前景不佳的企业。

有报告估计，中国新上马的晶圆项目约有50%将以失败告终。由于半导体行业很大一部分投资来自省级基金，往往形成资本过剩的局面，引发对半导体人才的争夺，而这些人才在中国很稀缺。据估计，中国的半导体人才缺口超过40万人。最后，中国采用的是低集中度投资模式，基金分散于不同的省份和企业当中，所以往往收效欠佳。研究显示，半导体研发一旦分散，效率将损失10%以上。

中国继续发展的机会在于：从低端起步，逐渐向高端挺进。积极融入全球价值链可加速这一进 程，尤其有利于更好地获取知识和技术（第二个要素）。关键在于如何最新技术，但这方面可能存在一些困难。中国企业希望通过并购交易获取国外半导体技术，但往往无法如愿;而国外领先的半导體企业为了防止知识产权泄露，往往不愿把最顶尖的研发中心和制造业务迁往中国。国的芯片和设备出口也因为涉及国家安全而受到密切审查。

中国融入全球半导体价值链的另一个途径是开展技术创新。随着硅基半导体芯片逐渐逼近“摩尔定律”预测的理论极限，业界需要为下一代半导体开发新的解决方案。

目前，全球半导体企业正在测试石墨烯和氮化镓等新材料，希望找到替代硅的可行材料。业界也在开发 3D 集成电路，以解决2D芯片连接效率不高的问题。光电子也被视作一种低能耗的数据传输方案，可以用于机器学习等领域。这些都是全球合作的潜在机遇，而创造新一代技术解决方案需要深化全球整合和人才流动。

遵循全球化标准可以促进资本和知识流入中国。据高德纳咨询（Gartner）统计，2019-2022年间，中国有望投入630亿美元建设晶圆产能（约占全球总投资额的 24%）。但需要指出的是，目前中国政府宣布的晶圆产能新增投资中，可能有近一半来自中国内地之外的企业。加强知识产权保护力度，有助于鼓励国外跨国企业在中国设立更多顶尖生产设施和研发中心，而不只是在中国生产落后的产品。

结构改革将带来更大的竞争压力，而鼓励私营企业积极参与也有助于创造一套行之有效的制度（第四个要素）。我们注意到，阿里巴巴和腾讯等中国大型科技企业正在开发自己的人工智能芯片。

中国不但是数字技术的全球参与者，也是全球领先的人工智能应用大国。但无论在国内还是全球市场，中国企业在不同细分市场中占据的份额存在较大差异。向技术价值链上游挺进需要具备四大要素，中国在其中两个要素中占据优势，在另外两个要素中却存在劣势。究竟应该追求本土化，还是积极融入全球技术链？中国需要做出抉择，而相关企业也会为满足中国整体经济的健康发展提供有竞争力的解决方案。

本文节选自麦肯锡全球研究院报告《中国与世界：理解变化中的经济联系》， 经授权刊载。