未来产业发展的新趋势和中国特色发展之路

李晓华

“未来产业是由前沿技术所推动、以满足经济社会不断升级的需求为目标，会在未来发展成熟和实现产业转化并形成对国民经济具有重要支撑和巨大带动、但当前尚处于孕育孵化阶段的新兴产业。”由于未来产业对于未来一个时期国家经济发展、产业竞争乃至国家安全的重要作用，世界主要国家纷纷发布未来产业发展的战略和政策，我国也在“十四五”规划中明确提出“前瞻谋划未来产业”。当前突飞猛进的新一轮科技革命和产业变革不断孕育颠覆性的技术，提供了未来产业发展的技术推动力。我国应充分利用在体制机制、企业主体、科技创新、产业配套、市场规模等方面的优势，前瞻布局、加快培育未来产业，走出有中国特色的未来产业发展之路。

全球未来产业发展的新趋势

未来产业的根本驱动力是颠覆性的前沿技术，只要有颠覆性的新技术出现，就有可能由此孕育出未来产业。在每次科技革命和产业变革时期，颠覆性技术大量涌现，由此成为未来产业发展最为活跃的时期。

每一次科技和产业变革都是由一组新兴技术群所推动的，这些新兴技术完全不同于现有技术，具有前沿性、颠覆性的特征，孕育着巨大的发展潜力和颠覆既有产业的力量。当前，新一轮科技革命和产业变革深入发展，在数字通信、生物、空天、低碳、材料等领域不断涌现出颠覆性技术，持续孵化出新产品、新模式、新业态，由此孕育形成若干细分行业，并可能形成数字产业、生物产业、空天产业、低碳产业、新材料产业等新兴产业部门。未来产业相关前沿技术包括数字产业的类脑智能、量子信息、未来网络、区块链、元宇宙等，生物产业的基因诊疗、干细胞治疗、免疫细胞治疗、生物育种、脑科学等，低碳产业的氢能、储能、碳捕获、碳存储等。由这些前沿技术孕育形成的未来产业，适应了人类追求美好生活、探索未知世界的需求，具有巨大的发展潜力。需要注意的是，由于前沿技术发展的高度不确定性，很难在事前对未来产业的方向进行准确的预测，因此，未来产业所包含的新技术和细分产业是动态变化的，一些新出现的前沿技术可能由于展现出巨大的市场前景而进入未来产业行列，一些已经存在一段时间的技术可能由于性能难达预期或者潜在市场非常有限而从未来产业行列中退出。

由颠覆性的前沿技术所推动的未来产业，具有巨大的发展潜力，是明天的战略性新兴产业、后天的支柱产业，不但在未来一个时期会成为国民经济发展的重要驱动力和支柱，而且由于其技术先进性，未来产业的发展水平还将决定一个国家的国际竞争力、全球产业链控制力，影响国家科技安全、产业安全、国防安全等国家安全的各个方面。近年来，世界正经历百年未有之大变局，随着大国之间科技、经济力量对比深刻调整，发达国家保持科技、产业领先地位的压力陡增，主要国家间围绕科技和产业制高点的竞争空前激烈。一方面，单边主义、保护主义、逆全球化回潮，发达国家采取各种措施对竞争对手的崛起进行打压遏制，另一方面，发达国家加强对前沿技术和未来产业的布局，以期抢占未来产业的制高点，在未来保持其科技领先地位和全球价值链的主导地位。2019 年美国白宫科技政策办公室发布的《美国将主导未来产业》报告，提出将加大对人工智能、先进制造、量子科技、5G 四大关键技术领域的投资；2021 年美国众议院提出的《NSF未来法案》和参议院提出的《无尽前沿法案》分别计划向人工智能、高性能计算、量子科技、生物技术、先进能源、先进材料等未来产业相关的新兴技术群投入726亿美元和1000 亿美元。德国、英国、法国、韩国等国家也加强了对前沿技术和未来产业的布局。与未来产业的战略布局相适应，在发达国家出现了产业政策的复兴，政府对科技和产业发展的干预获得更广泛的认可。

近年来，“黑天鹅”“灰犀牛”事件频发。新冠肺炎疫情席卷全球，至今尚未终结。为应对疫情造成的差旅出行困难以及疫情防控减少人员接触的要求，云计算、大数据、物联网、人工智能、移动互联网等数字技术获得更加广泛和深入的应用，生产设备、物流设施的智能化水平显著提高，视频会议、电子合同、远程医疗快速普及，元宇宙等新技术新应用引起广泛反响。为加速应对新冠肺炎的疫苗、药物上市，基于人工智能的大通量分子筛选技术被应用于新疫苗新药物开发，基于基因工程的mRNA 疫苗被迅速研发出来并获得批准投放市场。在2022 年2 月份开始的俄乌冲突中，采用卫星导航、人工智能技术的无人机被大量应用，星链系统展现出巨大的军用价值，新一代信息技术、空天技术在现代战争中的作用引发广泛关注、获得高度重视。可以看到，由突发外部冲击引发的新需求和新的应用场景加速了前沿技术的产业化速度，加快了数字产业、生物产业、空天产业等未来产业的发展步伐。

2021 年1 月，美国总统科技顾问委员会发布《未来产业研究所：美国科学与技术领导力的新模式》报告，将未来产业研究所（Industries of the Future Institutes）作为美国发展未来产业的新型创新主体。既不同于公有部门的国家实验室，也不同于私有部门的企业研发中心和技术创新联盟，甚至也不同于以德国弗劳恩霍夫研究所和美国先进制造研究所等公私混合型研发机构，未来产业研究所是多部门参与、公私共建、多元投资、市场化运营的研发机构，其职能覆盖从基础研究、应用研究、产品研发到规模产业化、市场推广的创新全流程。未来产业从原始技术创新到产业化的过程不确定性高、周期长、投资大、所需技术多元，未来产业研究所将多种来源的资金、人才、技术整合到一起，有望成为推动未来产业发展的有效创新组织模式。数字技术的发展也为未来产业的发展采用新型组织形态提供了更多选择。一是平台将在未来产业发展中发挥重要作用。平台企业凭借其领先的数字技术实力、数据枢纽地位，具有连接广、成长快、控制力强的特征，已经成为数字经济的关键组织形态。二是去中心化组织的兴起。在互联网时代已经形成的开源运动，通过开源社区集合全球和社会各界创新力量，创新成果开放共享，企业可以在已有创新成果的基础上研发新技术新产品，大幅度提高了创新的效率。近年来随着区块链技术发展出现去中心化自治组织（Decentralized Autonomous Organizations，DAO），DAO 的 任 何成员可以提出关于项目构想、投资方向的提案，小组通过投票决定是否对该提案提供资金和资源，充分发挥了“群体智慧”，适应了未来产业高度不确定性的特征。

未来产业发展机制与中国的优势条件

未来产业的发展由基础科学的突破开始，涉及产品原型开发、工程化商业化、大规模生产和市场销售等一系列过程，每一过程都有其内在发展规律，需要相应的要素条件和外部环境支撑。我国在未来产业发展的各个阶段都有独特的优势予以支持。

现代科学的许多研究离不开昂贵的科研仪器以及各种耗材，投入巨大。未来产业肇源于基础科学的重大突破，一些前沿技术的基础研究刚刚起步，需要长期的投入，再加上科学研究的公共物品性质以及科技成果商业转化的高不确定性，企业在基础研究上投入的动力不足，因此未来产业的发展需要国家在重大科学装置、重点科研项目上长期、持续的投入。前沿技术产业化过程中小试、中试的资金、人才投入更为可观。世界主要国家对未来产业的战略布局，根本上是将资源向未来产业领域进行倾斜。对未来产业支持政策的效果既取决于未来产业的方向选择是否准确，还取决于能够集中多少资源，能否高效地集中和利用公共资源。“我们最大的优势是我国社会主义制度能够集中力量办大事。这是我们成就事业的重要法宝。过去我们取得重大科技突破依靠这一法宝，今天我们推进科技创新跨越也要依靠这一法宝。”集中力量办大事的决策效率高，明确目标后可以迅速动员、集中未来产业实施所需要的各种资源。在研发环节，能够集中力量建设大科学装置，组建适应未来产业发展需要的新型研发机构；在产业化环节，能够调动中央企业和地方国有企业将科技创新和产业发展向未来产业领域倾斜；在地方层面，能够引导地方政府加大对未来产业的支持，全国形成支持未来产业发展的合力。

在未来产业发展过程中，具体的技术路线、应用场景具有很高的不确定性，在未来产业实现大规模产业化之前，很难预测哪种主导设计会最后胜出、哪些应用领域具有经济价值。在现实经济世界，由于科学家、工程师的专业、经历和天赋不同，企业的资源、能力差异，他们会以不同的视角对技术和市场的前景进行研判，从而选择不同的技术路线和市场进行投入。因此，当一个国家存在大量的异质性的科学家、工程师和企业的时候，就有更高的概率选对最终能获得成功的技术路线和市场机会。技术和市场越新颖，不确定性就越高，需要的参与者就越多，因此，大量的创新和市场主体是未来产业成功的保障。我国是世界上人口最多的国家，经济体量居世界第二，拥有数量众多的大学、研究机构和科学家、工程师队伍，拥有世界最多的市场主体。截至2022 年4 月底，全国登记在册市场主体中企业4991.9 万户，个体工商户1.06 亿户，农民专业合作社222.4 万户。相比之下，美国、日本、德国、英国、法国的企业数量处于200 万至500 万户之间。制造业是未来产业的主要领域。发达国家制造业比较成熟，各细分行业呈现市场份额集中于少数头部企业的特征。我国由于产业发展时间短且增长速度快，因此细分市场中的企业数量较多，这虽然在一定程度上造成过度竞争，但也提供了当未来产业进入大规模产业化后对不同技术路线进行探索的空间。比如在动力电池领域，三元材料、磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、氢燃料电池等不同技术路线在我国长期并存。

未来产业是由前沿技术的突破所推动的，其商业化和大规模产业化过程也需要进行持续的技术创新，因此一个国家的科技创新资源和能力成为影响未来产业发展的关键变量。随着我国各级政府持续加大对教育、科技创新方面的投入，我国科技人才队伍不断扩大，科技创新能力不断增强。我国已经形成一支规模大、素质高的科学家和工程技术人才队伍，并且在科技创新领域的资金与人力投入持续快速增长。R&D（research and development）经费内部支出从2001年的1042.5 亿元增加到2020 年的24383.1 亿元，是2001 年的23.4 倍；其中企业R&D 经费内部支出从630.0 亿元增加到18673.8 亿元，是2001 年的29.6 倍。我国R&D 投入强度从2001 年的0.94%提高到2019 年的2.24%（2021 年达到2.44%），已经超过英国（1.76%）、法国（2.20%）、加拿大（1.59%）、意大利（1.47%）、荷兰（2.18%）、葡萄牙（1.40%）、西班牙（1.25%）等许多发达国家，达到中等发达国家水平。2001 至2020年间，我国R&D 人员全时当量从95.65 万人年快速增加到523.45 万人年，其中基础研究从7.88 万人年增加到42.68 万人年，分别是2001 年的5.47 倍和5.42 倍。随着科技投入的持续增长，我国科技创新的产出已经居于世界前列。我国的ESI 论文数量、被引用次数仅低于美国居世界第二，2020 年PCT 专利申请量超过美国居世界第一。我国已经涌现出以华为、国家电网、腾讯、阿里巴巴等为代表的一批世界领先创新型企业。持续增长的研发投入、高素质的科学家和工程师队伍、创新活跃的企业为我国前沿技术创新和未来产业发展提供了有力支撑。

随着科学技术的发展和生产迂回程度的提高，现代科技所形成的产品大多具有复杂的产品架构，或者需要经由复杂的生产设施制造出来。未来产业的技术创新涉及多学科知识的融合，商业化和大规模产业化需要国民经济多个行业的支持，完善的产业配套对于未来产业的发展至关重要。一方面，前沿技术的工程化过程需要国民经济相关行业的企业提供设备、原材料、零部件，提供检验检测、模具甚至产品原型制造等服务，在此过程中需要推动前沿技术工程化的企业与配套企业进行频繁的交流沟通、开展合作共同进行产品开发和工艺设计，往往还需要配套企业为其重新开发、设计和生产设备、原材料、零部件等投入品，前沿技术与配套技术的共同演进推动未来产业进入商业化和大规模生产阶段。技术合作往往需要面对面的交流和现场的协作，企业间的跨国合作需要花费大量的时间和成本，效率比较低下；相反，与国内甚至周边企业合作则可以显著提高合作创新的效率、成本也更低，有利于前沿技术更快地进入产业化阶段。另一方面，前沿技术进入大规模生产阶段后，会产生对原材料、零部件、生产设备、科学检测仪器、各种生产性服务等的大量投入需求，如果能在较小的地理空间半径中完成采购，不但能够降低采购成本、提高供应链响应速度，而且还能够通过与周边配套企业的紧密合作，在大规模生产的过程中持续推进技术创新，提高产品质量、降低生产成本，使产品更具市场竞争力。我国拥有世界上最齐全的产业门类、最完整的产业链条、最完善的产业配套体系，能够将新产品快速大规模产业化并在产业化过程中持续改进工艺、降低成本、提高性能的“创新型制造”是我国制造业的显著优势所在。我国在长三角、珠三角、环渤海等地形成了许多具有国际竞争力的专业化产业集群。根据世界知识产权组织的报告，深圳-香港-广州、北京在世界领先科技集群中分别居于第二和第三位。通过依托产业集群发展，可以进一步发挥集聚效应，更快地促进前沿技术向大规模生产阶段的转化，并有利于增强最终产品的综合竞争力。

前沿技术的产业化和未来产业的发展是技术推力与市场拉力共同作用的结果。前沿技术的大规模产业化不仅取决于技术的先进程度、成熟程度，也取决于该项技术形成的产品是否有足够大的市场需求，能否为企业带来足够的利润，市场规模是决定未来产业发展的重要因素。我国支撑未来产业发展的市场规模优势表现在三个方面：一是超大规模的国内消费市场。我国社会消费品零售总额已非常接近美国，是仅次于美国的全球第二大消费市场。2021 年人均国内生产总值80976 元，接近高收入国家门槛，随着经济保持中高速增长，居民收入和消费支出也将持续增长，同时居民消费还将向更高品质、更高性能的商品和服务升级，将会更好地契合未来产业的市场定位。二是超大规模的国内产业市场。我国已经是世界第二大经济体，由于经济仍然保持中高速增长，所以也是名副其实的增量大国，2021 年我国国内生产总值达到了114 万亿元，占全球经济的比重18%以上。我国还是世界第一大工业国和制造国，2021 年制造业增加值占GDP 比重达到了27.4%，连续12 年位居世界首位。而且我国产业的创新能力持续增强，不断向高质量转型升级。国民经济各个产业之间形成错综复杂的投入-产出关系，一个产业生产活动的开展需要一系列相关行业为其提供生产设备、原材料、零部件、服务等投入。巨大的且持续升级的产业为未来产业的发展提供了有力的市场需求支持。三是超大规模的出口市场。我国是世界第一大出口国，2021 年货物出口217348 亿元，比上年增长21.2%，服务出口25435亿元，比上年增长31.4%。近年来，我国企业“走出去”投资的步伐加快，特别是“一带一路”倡议持续推进，与“一带一路”沿线国家的合作不断深入。在出口和投资的过程中，我国产品获得国际市场的普遍认可，我国企业在海外建立起完善的分销网络和生产网络，为今后未来产业产品和服务的出口打下良好的基础。我国超大规模市场一方面为前沿技术的工程化提供了充分的市场支持，另一方面，也能够容纳更多的技术路线竞争，多条技术路线都能在足够大的市场支持下不断演进，具有应对技术创新和应用场景不确定性的韧性。一条技术路线失败了，市场能够支持其他技术路线成为最终的胜利者，避免出现由于一家企业点错“科技树”造成整个产业发展出局的局面。

我国虽然拥有发展未来产业的诸多优势条件，但是也要看到与发达国家的差距以及未来产业发展面临的制约。我国在基础研究实力和前沿技术创新能力、领军型科学家数量、产业技术水平、科技创业活力、资本市场完善程度、风险投资发展水平等方面仍与美国等发达国家存在较大差距。随着大国博弈加剧，前沿技术和未来产业成为大国科技和产业竞争的主战场，美国等发达国家加强了对我国在先进技术和高技术产品出口、科技交流、市场准入等方面的限制，使我国未来产业发展面临更大的困难和挑战。

中国特色的未来产业发展道路

在未来产业领域，世界各国处于相似的起跑线上，面对同样的不确定性，因此未来产业是后发国家实现“换道超车”、缩小与发达国家差距甚至迎头赶上的重要领域，也是我国锻造产业链长板、加快产业升级以及打破发达国家对我国打压遏制的关键抓手。我国应抓住新一轮科技革命和产业变革带来的颠覆性前沿技术不断涌现所孕育的未来产业发展机遇，立足我国优势和条件，充分利用全球资本、技术、人才、数据等要素，走出一条具有中国特色的未来产业发展之路。

一是技术推动与市场拉动的关系。颠覆性科技创新是未来产业发展的动力源头，而市场需求是未来产业发展壮大的基础支撑。推动未来产业发展既要促进科技创新，又要提供早期市场的支持。二是有效市场与有为政府的关系。市场比政府在应对不确定性、调动微观主体活力方面更具优势，而政府具有更强的实力、更能坚持长期主义，能够弥补创新投入不足、市场规模小启动慢等市场失灵问题，因此推动未来产业发展需要发挥市场与政府各自优势、避免各自的劣势。三是中小企业与大企业的关系。中小企业数量多，机制灵活，能够通过大量的“试错”适应未来产业发展早期技术创新和应用场景的高度不确定性，但也存在资金、技术等各方面实力弱的劣势；大企业数量少、灵活度差，但是拥有强大的资金、技术、人才、商业生态等各方面实力，在前沿技术大规模产业化阶段更具有优势。因此推动未来产业发展应发挥大企业与中小企业各自在创新链、产业链不同环节上的优势，通过兼并收购、战略联盟、产业链配套等模式，形成大中小企业融通发展格局。四是国有企业与非公企业的关系。国有企业规模大、实力强、执行国家战略坚决，但对市场反应相对较慢，风险厌恶程度高；而非公有制企业规模、形态多元，对市场反应快，经济激励强。因此推动未来产业发展应发挥国有企业、非公有企业在产业不同发展阶段、产业链不同环节的优势，同时通过混合所有制、国有资本投资公司改革等方式，将二者的优势更好地结合起来。五是实体经济与虚拟经济的关系。由前沿技术产业化催生的新产品和新服务能够改善人们现有需求、创造新的需求，未来产业属于典型的实体经济。未来产业具有不确定性高、投资大、回报周期长等特性，需要各种类型的金融资本在其发展的各个阶段提供支持，如商业化早期的风险资本，大规模产业化后的上市融资，正常生产经营期间的银行贷款、债券、信托等资金来源。六是国内大循环与国际大循环的关系。未来产业是世界各个国家科技和产业竞争的焦点，每个国家都希望把未来产业最核心的技术、产业链价值链最核心的环节掌握在自己手中，因此需要大力推动未来产业的国内大循环；但是另一方面，未来产业发展技术复杂、投资大、涉及技术和产业领域多，无论其技术创新还是产业发展，都需要整合利用全球的技术、人才、产业、市场等各种资源，因此未来产业的发展也需要积极参与国际大循环。

推动我国未来产业发展，既要充分发挥我国优势，也要解决制约前沿技术创新和产业化过程中的各种障碍和问题，充分利用国内外资源、释放我国创新和产业发展潜力。为此，有如下建议：

由国家发改委、科技部、工信部、教育部等相关部委，联合中科院、工程院等国内知名科研机构、智库机构以及高科技龙头企业，定期编制科技预见报告，对全球前沿技术发展趋势进行展望，参考主要国家重点支持的科技和产业领域，分析前沿技术的市场需求潜力，对未来产业包含的具体领域进行研判并进行动态调整，发布前沿科技和未来产业发展指引，对国家和地方政府科技创新投向、企业研发投向、金融机构资金投向、政府市场补贴投向等进行引导。

持续加大国家对基础研究的投入，加快构建以国家实验室为引领的战略科技力量，围绕未来产业发展方向组建一批国家实验室，建设一批大型科学装置，设置一批重大科技专项，探索未来产业研究院等适应未来产业发展特征的新型研发组织模式。鼓励科技创新基础好、经济发展水平高的地方和城市围绕本地优势规划未来产业，加大基础研究投入。进一步提高基础研究投入的加计扣除比例，鼓励高科技行业龙头企业加大对基础研究资金和人才的长期投入。

鼓励大学、科研院所制定科研人员参与分享科研成果交易和转化收益的政策，设立知识产权转化机构，支持科研人员、学生开展将科研成果进行商业转化的高科技创业。进一步推动国有资本投资公司改革，支持国有企业设立专门发展未来产业的子公司、孙公司，在经营业绩考核、薪酬制度等方面采取更加灵活的安排。鼓励大学、科研机构和检验检测机构向科技型中小企业提供科学仪器共享和检验检测服务。大力推动资本市场建设，鼓励VC、PE 等风险投资发展，引导国有投资机构加强对未来产业创新创业的支持。提升孵化器、加速器的软硬件条件，加强科技研发资源的共享使用，提供一揽子综合服务，对未来产业初创企业提供更大力度的优惠支持。

教育、科技等有关部门举办前沿技术工程化应用比赛，引导大学、科研机构推动前沿技术的应用转化。政府部门和事业单位、国防军工用户积极采用前沿技术工程化形成的产品和服务，为未来产业发展提供早期市场支持。培育一支战略科学家队伍，增强前瞻性提出产品技术性能需求的能力。推动新型基础设施建设，促进以前沿数字科技为基础的新型基础设施发展，应用先进技术改造传统基础设施。在市场需求方向看得比较清楚的低碳产业领域，为采用节能减碳新技术新产品的用户提供补贴，通过用户选择形成的竞争机制让最有竞争力的新技术脱颖而出。

坚持扩大对外开放不动摇，大力推进构建新发展格局。积极推进高水平多边和双边经贸协定的签署和落地实施，为人才、技术、数据等高端要素的自由流动创造条件。支持我国企业在科技发展水平高的国家设立研发中心、新产品测试实验室，鼓励我国企业收购国外高科技行业龙头企业和具有发展潜力的高科技初创企业、投资高科技独角兽企业。推进贸易和投资自由化便利化，稳步拓展规则、规制、管理、标准等制度型开放，鼓励国外高科技企业在我国设立研发机构和生产设施。加强在前沿基础研究、工程化研究领域的国际交流与合作，支持国内大学和科研机构引进国际高水平创新型人才。推动我国企业、机构建立开源社区，利用全球高水平治理资源。支持企业组建和参与未来产业创新联盟、标准联盟，推进我国企业技术标准的国际化。支持未来产业领域的企业开拓国际市场，深化与“一带一路”沿线国家在未来产业新产品的技术标准、市场准入方面的合作。