“十四五”时期我国先进制造业高质量发展的对策研究

马 双，郭京京

（中国科学院科技战略咨询研究院，北京 100190）

1 引言

当前，全球经济和科技发展面临的不确定性因素复杂多样，全球制造业创新发展格局处于深刻调整中。一方面，新冠肺炎疫情对全球经济造成灾难性打击，主要国家对制造业供应链弹性的要求增加，随着部分国家和地区逐渐控制疫情形势，制造业区域化趋势进一步凸显；另一方面，疫情背景下，新一轮技术革命引发的机遇与挑战进一步加强，科技创新在生产制造中的地位和作用越来越重要。面对国内外环境的深刻变化，厘清新发展阶段先进制造业的发展思路，是制造强国建设的前提，也是构建新发展格局的内在要求。

先进制造业的培育和发展受到了世界各国普遍重视，并被上升到关乎国家创新能力和国际竞争力的战略高度。2016年1月，日本《第五期科技基本计划》提出“超智能社会”的概念，并将新型制造系统、智能生产系统、智慧交通系统、综合材料开发系统等11个系统作为超智能社会的关键组成部分［1］。2017年11月，英国商业、能源和产业战略部发布《产业战略：打造适合未来的英国》，旨在与产业界合作开展科技创新和应用研究，将英国建设为全球人工智能与数据驱动的创新中心［2］。2018年10月，美国国家科学技术委员会发布《美国先进制造业领导力战略》，将先进制造视为美国经济能力的引擎和国家安全的支柱，强调促进制造业的数字化转型［3］。2020年3月，欧盟委员会发布《新欧洲产业战略》，提出欧洲产业转型政策措施［4］。2020年7月，日本经济贸易和工业部发布《国际经济和贸易白皮书2020》，提出促进通信的发展和数字技术的应用，推动日本乃至亚洲数字转型计划［5］。

我国提出打造世界级先进制造业集群，地方政府积极建设国家和区域先进制造业基地。党的十九大报告提出，要加快建设制造强国，加快发展先进制造业，促进中国产业迈向全球价值链中高端。中央经济工作会议也强调，要力争打造一批世界级先进制造业产业集群，实现产业基础能力和产业链现代化水平的双向升级。《第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》强调要深入实施制造强国战略，培育先进制造业集群，推动集成电路、航空航天、船舶与海洋工程装备、机器人、先进轨道交通装备、先进电力装备、工程机械、高端数控机床、医药及医疗设备等产业创新发展。

当前，培育和发展先进制造业已经成为我国制造业强国建设的重要内容。相对于传统制造业，先进制造业更依赖于创新提供驱动力，而知识和技术积累等创新要素远比资金等传统生产要素难积累，需要长期的研发投入［6-7］。学习借鉴典型国家先进制造业的经验，将为我国推进先进制造业高质量发展提供有益指导。具体地，本文结合我国先进制造业面临的形势和存在的问题，梳理美国发展先进制造业的创新政策和关键举措，在此基础上，提出推进我国先进制造业高质量发展的启示和政策建议。

2 我国先进制造业面临的形势分析

2.1 新一轮科技革命和产业变革为先进制造业发展提供动力

当前，具有通用性、基础性和使能性的科学和技术不断取得突破，创新应用不断加快和普及，新一轮科技革命和产业变革正在加速。科技与产业的互动越来越密切［8］，人工智能、高性能计算、量子信息科技、生物技术、先进材料科学等前沿科技不断发展，形成放大效应，助力新产业部门和新商业业态培育壮大，并带动诸多传统行业转型升级。前沿科技尤其是信息技术，为先进制造业的培育和发展带来了新契机。信息技术是新一轮科技革命和产业变革的关键驱动力，其与实体经济深度融合，全面加速产业转型升级进程，支撑几乎所有产业部门的发展［9-10］。数据成为新的生产要素之一，在研发、生产、销售、服务过程中流通，参与价值的创造和分配［11］。

2.2 美对华遏制为中国先进制造业发展带来诸多障碍

自2017年以来，美国对中国企业发起多轮调查、管制和制裁，在技术转移、出口、投资等领域实施了一系列针对中国的科技限制类措施。首先，美国政府不断更新加征关税商品清单，主要针对中国航天航空、信息和通信、机械等先进制造技术产品［12］。高额的关税使中国企业产品出口成本增加，在美国失去了原有的成本优势。其次，美国政府对中国企业频繁发起“337调查”，设置中国产品出口美国的知识产权壁垒，增加了中国高新技术企业海外发展的风险和难度［13-14］。此外，以美国为首的部分发达国家围绕技术、标准、供应链和贸易等事项，试图建立排除中国参与的地区机制。英国提议组建“民主十国”（D-10）的供应链和技术标准联盟，美国一份名为《民主技术伙伴关系法案》（Democracy Technology Partner⁃ship Act）的提案也提议“由世界上技术领先的民主国家组成新的技术政策多边外交框架”。中国在全球制造业和价值链分工体系中的发展面临长期而严峻的风险与挑战［13，15］。

2.3 全球产业链供应链分工合作机制面临严重冲击

近年来，逆全球化加剧和民族保护主义抬头，这些思潮在疫情暴发下更加高涨，全球产业链供应链分工合作机制受到严重冲击。自2008年国际金融危机以来，先进工业化国家纷纷实施制造业回流与振兴计划，重心主要集中在先进制造和新兴产业领域，我国产业在全球中高端领域受到压制。此外，东南亚、南亚等新兴发展中国家利用后发优势，加上各项优惠政策叠加作用，大力吸引跨国公司产业转移，对我国先进制造业相关领域发展产生一定的挤占效应。疫情暴发后，工厂停工停产、物理隔离使全球供应链产生阻断。各国对供应链安全和弹性的要求提高，部分国外政府帮助本国制造商将生产基地搬离中国的趋势加剧。例如，2020年4月，日本政府宣布拨出2 435亿日元（约144亿元人民币）帮助日本制造商的生产基地从中国搬到日本或者东南亚；根据日本经产省数据，7月份和8月份就有1 700多家公司申请了转移补贴［16］。

2.4 可持续发展目标加大发展先进制造业的必要性和重要性

当前，可持续发展已经成为经济社会发展的主要趋势，世界各国纷纷推动以全球协约的方式减少温室气体排放。我国提出“碳达峰”“碳中和”的中国行动方案，而加快发展先进制造业、广泛应用先进制造技术是实现可持续发展目标的重要抓手。制造业绿色创新被广泛关注，资源能源利用效率成为衡量国家制造业竞争力的重要因素［17］。包括中国在内的24个国家和欧盟发起“创新使命”（Mission Innovation）的全球倡议，通过多边合作机制，加速技术领域的研发和示范，减少温室气体排放、加强能源安全和促进绿色经济创新发展［18］。利用新兴技术和先进加工设计、制造和鉴定材料的综合方法（如增材制造、自动化和机器人、人工智能和机器学习），有助于实现经济可持续发展。其中，增材制造等先进制造技术在加速全球清洁能源创新、减少制造业对环境的影响、促进可持续发展等方面有巨大潜力［19］。

3 我国先进制造业存在的问题分析

工业化是我国经济发展壮大的核心动力之一［20］。“十三五”时期，在创新驱动发展战略的持续深入推进下，我国制造业创新发展能力明显提升［17］，在新一代信息技术、高端装备制造、先进材料制造、生物医药制造等领域，形成了一批具有竞争力和影响力的先进制造业集群［21］。然而，当前我国在集成电路、芯片等知识密集型产业的核心技术和工艺、关键基础材料和零部件、生产仪器和设备等产业链核心部分受制于人，越来越成为制约我国制造业高质量发展的瓶颈。此外，我国发展先进制造业对创新人才需求巨大，而世界各国将大力培养和引进科技人才作为赢得国际竞争优势的战略性选择，开启一系列“人才抢夺战”等［22］，国际合作和人才引进面临一定的困难。

3.1 缺乏核心技术导致中国先进制造业发展存在巨大隐患

在国际科技竞争日益激烈、全球产业链供应链分工合作机制面临严重冲击的格局下，由于技术对外依存度较高，中国先进制造业极易受到外国企业和政府的制约。通过引进关键技术、核心零部件，完成组装生产依然是不少中国先进制造业企业的通常做法。除了华为、中兴等少数企业外，大部分企业产品技术含量和附加值都比发达国家先进制造业企业要低，研发中心规模普遍较小，研发能力不强，且存在重复建设、力量分散等问题［23］。《2020年中国国际收支报告》显示，我国知识产权使用费逆差292亿美元［24］。以智能手机产业为例，华为、Oppo、Vivo和小米等中国顶级品牌均没有自己的核心技术，关键技术供应商如谷歌、三星、高通、博通以及领先的半导体公司ARM和NXP等主要来自发达国家［25］。在当前中美贸易摩擦、世界各国科技竞争日益激烈的情况下，中国企业获得国外核心技术和核心零部件的渠道面临风险，更加凸显了中国先进制造业缺乏核心技术的巨大隐患。

3.2 创新要素难以协同限制中国先进制造业高质量发展

先进制造业高质量发展需要企业、高校和科研机构等不同创新主体协同互动［26-27］，但是目前我国各类创新主体的功能定位模糊不清、创新资源分散，尚未实现协同发展。企业、高校、科研院所在产业链、创新链、人才链上缺乏紧密联动，限制了先进科学技术向生产力的有效转化，不利于先进制造业培育和发展。一方面，我国工业企业的创新要素集聚能力不足［28-29］，一些领域的上下游企业之间缺乏紧密合作［30］。例如，目前我国龙头企业尚未完全发挥引领优势，产业链协作能力不强，不利于操作系统、芯片、精密仪器、触觉传感器、航空发动机等短板技术的发展［31-32］。另一方面，科技界与产业界缺乏深度融合，科技成果转化能力薄弱，导致科技经济“两张皮”问题。企业需要通过获取或利用新知识来提高自身竞争力，而将高校的科研成果推介给能够对其进行实际利用的组织机构十分困难［33］；我国各类科研机构掌握着较多的研发资源，但是功能定位不清，从事关键共性技术研究和服务的属性较弱［34-35］。

3.3 现有高素质人才供给难以支撑中国先进制造业高质量发展

人才是实现先进制造业高质量发展的重要支撑，但目前我国先进制造技术领域和产业领域的高素质人才供给不足。我国每万名就业人员中从事研发活动的人员仅为62人年，远低于丹麦的218人年，甚至仅为俄罗斯联邦（105人年）的59%［36］。根据《2020中国500强企业发展报告》，2020年我国500强领先企业与世界500强领先企业的劳动生产率①相比，电子电器设备业的中国电子信息产业集团有限公司仅为三星电子（韩国）的34%，制药行业的中国华润有限公司仅为强生（美国）的36%，而航空工业的中国航空工业集团有限公司仅为空中客车公司（荷兰）的27%［37］。我国制造业出现劳动力过早短缺现象［28］，《制造业人才发展规划指南》等系列文件也指出，人才短缺问题已成为制约制造强国战略顺利实施的瓶颈。中国增材制造产业联盟摸底统计数据显示，在2016—2018年，我国企业人才需求年均增速超过20%，预计增材制造领域研发、工程、设计、应用等方面的科研型和技能型人才数量短缺将达到800万人［38］。

4 典型国家推进先进制造业发展的关键举措——以美国为例

先进制造业对于国家竞争力和经济安全具有至关重要的作用。面对激烈的全球竞争和新科技革命，美国开始重视捍卫其在先进制造业领域的领导地位，相继出台多份战略文件，形成了较为完整系统的先进制造业战略体系。2018年，美国发布《美国先进制造领导力战略》（以下简称“领导力战略”），将保持先进制造业领导力上升为国家战略［39］。2019年，美国发布《美国主导未来产业》战略规划，将先进制造业列为推动经济繁荣与保护国家安全的四大未来产业之一［40］。2020年6月，美国再次发布相关战略报告——《关于加强美国未来产业领导地位的建议》（以下简称“未来产业战略”），对先进制造业等未来产业进行了具体部署［41］。这三份战略文件均突出体现了“保持和加强美国先进制造业领导力”这一主题，反映了美国政府的战略竞争意图。当前，全球产业链开始深度重构变革，有必要深入探究美国针对先进制造业采取的战略举措，为我国先进制造业高质量发展提供政策保障。

美国针对先进制造业出台的系列战略规划均以“保持美国先进制造业领导力，确保国家安全和经济繁荣”作为长期愿景，在以下六个方面提出了具体举措与措施。

4.1 重视面向未来的制造技术

美国政府把握世界科技前沿态势，在关系先进制造业长远发展的基础前沿领域前瞻部署。领导力战略将智能制造系统、世界领先材料和加工、医疗产品、电子设计以及食品和农业制造等五个技术领域作为战略发展目标，其中，明确将智能和数字制造、先进工业机器人、人工智能基础设施以及制造业网络安全作为智能制造系统的技术重点，重视对制造业基础技术的投入，以抢占智能制造领域的未来市场。美国政府每年投入5 000多亿美元支持制造业和国防工业领域的研发和产品创新。未来产业战略进一步强调，在先进制造业领域建设未来工厂，推广数字孪生、人工智能、量子计算等技术在智能制造领域的应用，以显著提升美国制造业的全球竞争力。

4.2 探索建设新型研发机构

美国政府强调利用其世界科技创新引领者的能力，充分发挥研发机构在跨越“死亡之谷”中的作用，高效实现新技术产业化。未来产业战略强调发挥国家实验室的科研优势，在先进制造业领域建立具备世界竞争力的新型研发机构。这一新型研发机构重点关注人工智能与生成式设计的结合应用，尤其注重发挥在企业、高校、国家实验室之间的纽带作用，推动技术大规模产业化，支撑美国本土制造业供应链的构建。

4.3 提升国内制造业供应链能力

美国政府认为，离岸外包致使制造业易受到供应链中断的冲击，影响国家安全，亟须重塑先进和富有韧性的制造业供应链。一是重视产业空心化问题，重建制造业供应链。主张供应链不仅要涵盖高附加值环节，也应恢复生产环节。鼓励制造业企业和资金回岸，不仅要维持美国在全球先进制造业的竞争力，也要恢复传统制造业，以保证国内供应链安全。2020年4月，美国提出鼓励美国企业撤出中国、回流美国，并补贴所有回流费用。二是加强制造业创新生态系统建设。通过创新生态系统建设转化先进技术，拓展国内供应链。产业重大研发合作的技术路线更加强调“自下而上”。例如，领导力战略强调由产业界主导资助研发合作，使得技术甄别、技术路线选择等更贴近产业需求。

4.4 营造良好的产业发展环境

一是将网络安全视为制造业基础能力提升的重要保障。领导力战略提出优先研发智能制造系统相关的网络安全标准、工具与指南，保障高度连接的制造设施安全。依托国防部数字化制造和设计创新研究所建立制造业网络中心，为全美300多个合作伙伴提供制造车间，并为中小企业提供网络安全培训与服务。二是降低知识产权管制以激励技术产业化。未来产业战略强调在产学研合作中建立灵活的知识产权条款，明确知识产权归属。在合作开发过程中，如果由企业承担全部成本，则企业有权获得项目发明的所有权。

4.5 教育和培训未来劳动力

美国发展先进制造业面临的重要挑战是缺乏具备科学、技术、工程、数学（STEM）知识和技能的劳动力，亟须加强对新型劳动力的教育与培训。一是优先发展STEM教育，培养未来的制造业劳动力。美国建立了联邦、州和地方政府协同机制，支持初高中、职业学校、高校和企业面向制造业未来需求设置人工智能、量子计算等课程，开展STEM教育和培训；积极拓展职业技术教育途径。2022年之前，联邦政府将成立50个STEM再培训机构，为非技术人员培训适应未来产业发展的技能。二是重视通用技能许可证的推广应用。这一举措反映了美国在先进制造业人才培养方面做出的改变，开始注重培养拥有通用技能的人才。未来产业战略指出，到2025年前，参与通用技能认证许可的企业50%的雇佣员工将来自于这一认证群体。

4.6 开展针对性的竞争与合作

一是缩小国际合作范围。美国对于国际合作和开放存在愈发谨慎的取向，合作对象明确为盟友和利益一致国。领导力战略指出，制造业新兴技术的开发和转化要在美国本土和盟国开展。二是采用出口管制等措施限制竞争对手。领导力战略强调，要实施保护和促进产业发展的贸易政策，并将技术管制和标准视为必要措施。美国已经明确把中国定位为战略竞争者，采用出口管制和技术封锁等手段打压我国先进制造业发展。2020年8月17日，美国发布公告，将38家华为相关实体列入出口管制“实体清单”。2020年8月27日，美国针对基础技术向“受美国全面禁运或美国武器禁运影响的国家（包括中华人民共和国）”［42］的出口管制征求公众评议，涉及增材制造、人工智能与机器学习、生物技术、机器人等领域技术，目前国际清算银行已经对一些技术实施了管制。

5 促进“十四五”时期我国先进制造业高质量发展的启示与建议

“十四五”时期，我国加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局，需要以新发展理念为指导，将创新、协调、绿色、开放、共享与新型工业化建设有机结合在一起。一方面，要促进先进制造业高质量发展，推动制造业整体的转型升级，强化产业链供应链稳定性并提高竞争力；另一方面，要在实现“碳达峰”“碳中和”的“双碳”目标愿景下，确保产业链的绿色低碳，充分利用国际和国内两个市场的创新资源，推动可持续发展。

5.1 加强战略性竞争领域的超前布局

美国政府针对新一轮科技革命和产业变革趋势，着眼于保持和加强先进制造业领导力的战略目标，聚焦重点领域加大研发投资。我国应针对先进制造业高质量发展的关键技术领域，加强战略谋划和前瞻部署。一是大力推进智能制造系统研制，重点研发高安全、高可信的实时工业操作系统，在先进轨道交通装备、高端船舶和海洋工程装备等领域推广应用。二是推进工业软件研制应用，加强工业数据分析软件以及工业智能解决方案开发，研发覆盖产品全生命周期和制造全业务活动的工业大数据系统。三是加强机器人自动化生产线、数字化车间、智能工厂建设，围绕网络协同制造、大批量定制、远程运维服务、工业云平台等方面，探索形成智能制造新模式。四是加快工业互联网建设，推进智能监测、远程诊断管理、全产业链追溯等工业互联网新应用，促进制造业全要素连接和资源优化配置。

5.2 促进新型研发机构发展

瞄准产业链的薄弱环节，借助国家实验室等科研机构的研发资源，组建一批国内领先的新型研发机构，促进产学研深度融合。依托新型研发机构，以“拨投结合”方式推动重大原创技术产业化，发挥市场在资源配置中的决定性作用。针对引领全产业链高质量发展的新型研发机构，设立专项资金支持计划，在条件平台、成果转化等方面给予重点支持，加快技术与市场对接。建设新型研发机构政策引导示范基地，探索人才选拔、科研评价、成果转化等先行先试政策。

5.3 以开放合作提升产业链现代化水平

要妥善应对全球产业链区域化趋势，打好产业链现代化攻坚战。加快实施产业基础再造工程，补齐基础零部件、工业软件等短板，着力构建自主可控的产业链。全面推进先进制造业对外开放合作，积极同“一带一路”沿线国家共建互利共赢的产业链合作体系，建设一批境外制造业联合实验室、联合研究中心，深度融入全球产业链分工合作。支持产业合作由加工组装向研发合作、联合设计、品牌培育等高附加值环节延伸，提高国际合作水平。鼓励企业与境外企业开展高层次技术合作，加强与国际知名高校、科研机构以及跨国公司之间的战略研发合作。支持境外企业和研发机构在我国设立全球研发中心，推进产业链协同创新。

5.4 多措并举构筑发展新环境

继续完善《数据安全法（草案）》，制定一般性数据安全管理制度，完善针对数据的防泄露、防篡改和数据备份的法规，强化数据安全管理。加强智能制造领域网络信息安全平台建设，开发工业控制系统防火墙、入侵检测设备和工业企业信息安全检测系统，推进系统共通安全性技术的升级和应用，提升智能制造信息安全保障能力。建设一批面向智能制造和数字制造等领域的公共服务平台，加强国家机器人检测与评定中心、制造业智能化验证体验中心建设，加强开展检验检测、技术交易、知识产权、质量认证、人才培训等专业化服务。

5.5 培养制造业数字化转型人才

人才是制造业高质量发展的根本基础，世界主要制造强国都有独具特色的人才文化，如美国的“企业家精神”、德国的“工程师文化”、日本的“工匠精神”等，我国应出实策，加强面向未来制造业数字化转型的人才培养。加快新兴学科布局，鼓励高校设置人工智能、量子计算、机器人等相关专业，推进高校专业学科体系改革。营造吸引国际高层次人才来华工作的政策环境，完善住房、医疗、教育、社会保障等配套政策。建设一批数字化转型专业人才培训基地，深化校企合作、产教融合，大力培养创新型人才。