張? 越1,2? ?余? 江1,2*? 楊? 婭1,2? ?陳? 鳳2

1? 中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院

2? 中國科學院大學? 公共政策與管理學院

摘要：

顛覆性技術對未來產業(yè)發(fā)展的路徑、方向和國際競爭格局具有關鍵影響。因此，前瞻布局顛覆性技術驅動的未來產業(yè)是我國搶占科技制高點、加快構建新發(fā)展格局的必然選擇。顛覆性技術對未來產業(yè)發(fā)展的路徑、方向和國際競爭格局具有關鍵影響。因此，前瞻布局顛覆性技術驅動的未來產業(yè)是我國搶占科技制高點、加快構建新發(fā)展格局的必然選擇。文章對美國“電子復興計劃”布局顛覆性技術、培育未來產業(yè)的技術識別機制、組織管理機制、評價機制和示范應用機制進行了全流程、全鏈條的深度分析，提煉顛覆性技術和未來產業(yè)科學內涵、關鍵要素，并從“顛覆性技術供給—技術產業(yè)轉化—技術產業(yè)應用”環(huán)節(jié)構建了“顛覆性技術驅動的未來產業(yè)培育模式”研究框架；相關研究發(fā)現(xiàn)對我國培育顛覆性技術驅動的未來產業(yè)具有關鍵借鑒意義。文章提出我國應面向未來產業(yè)建立長期、動態(tài)的顛覆性技術甄別與支持機制；進一步加強市場導向、多元參與的管理模式與政策設計，建立多種技術路線并行的顛覆性技術動態(tài)比較與競爭退出機制；包容由于技術研發(fā)、技術路線等客觀因素導致的失敗，形成與關鍵核心技術攻關的“揭榜掛帥”相差異化的考核評價機制；完善面向未來產業(yè)應用場景的顛覆性技術示范應用，推動未來產業(yè)先導示范區(qū)等試點示范與應用場景探索。

一、培育顛覆性技術驅動的未來產業(yè)的重要意義

當前世界經濟和科技競爭日趨激烈，我國正處于轉變發(fā)展方式、轉化增長動力、優(yōu)化經濟結構的關鍵時期，部分領域進入世界前列。培育顛覆性技術驅動的未來產業(yè)能夠提升我國產業(yè)發(fā)展的長期競爭力，掌握產業(yè)發(fā)展主導權和控制權。一方面，顛覆性技術具有破壞性和變革性特點，探索了技術新路徑，通過解決未來產業(yè)發(fā)展面臨的瓶頸，更有可能推動未來產業(yè)從理論構想階段進入技術產業(yè)化階段。另一方面，布局顛覆性技術驅動的未來產業(yè)有助于我國搶抓國際競爭的新機遇。當前，美、英、德、法、日等國際領先國家紛紛開始布局未來產業(yè)，一旦某一國家依托顛覆性技術突破實現(xiàn)產業(yè)化，我國不能及時識別與跟進，有可能錯失未來產業(yè)關鍵領域發(fā)展的戰(zhàn)略機遇。因此，前瞻布局顛覆性技術驅動的未來產業(yè)，既是我國進入新發(fā)展階段、加快構建新發(fā)展格局的客觀需要，也是培育新興接續(xù)產業(yè)、搶占全球科技產業(yè)競爭制高點的必然選擇。

本文從顛覆性技術的科學內涵與基本特征出發(fā)，通過對美國“電子復興計劃”的系統(tǒng)梳理，厘清顛覆性技術驅動的未來產業(yè)培育的著力點，凝練我國依托顛覆性技術突破培育未來產業(yè)的機制與路徑。

二、美國依托顛覆性技術培育未來產業(yè)的模式研究――“電子復興計劃”

在全球數(shù)字化即將發(fā)生變革的新時期，美國為繼續(xù)強化電子信息技術優(yōu)勢，捍衛(wèi)全球領導地位，美國國防高級研究計劃局（DARPA）于2017年6月，以推動材料和集成、系統(tǒng)架構、電路設計三大領域創(chuàng)新為核心發(fā)展思路，從集成電路全產業(yè)鏈謀劃布局“電子復興計劃”?！半娮訌团d計劃”的發(fā)布對美國下一代集成電路領域顛覆性技術發(fā)展至關重要，本文從其技術識別機制、組織管理機制、評價機制、示范應用機制分析，試圖解釋進行顛覆性技術突破的規(guī)律（圖1）。

2.1 技術識別機制

“電子復興計劃”將已有項目進行整合并凝練現(xiàn)實需求、廣泛收集業(yè)界建議，逐步形成了多階段、相互關聯(lián)的發(fā)展計劃，其技術識別過程主要分為技術愿景提出和技術愿景轉化兩階段。

第一階段：總結現(xiàn)實軍事作戰(zhàn)需求和新技術生長點，提出技術愿景。

①?通過與國防部高層會晤和一線調研，深入分析未來可能面臨軍事挑戰(zhàn)，從考慮未來戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)需求出發(fā)確定所需的前沿技術；

②?通過與頂尖科學家交流研討、對文獻專利數(shù)據進行挖掘分析等方式發(fā)現(xiàn)世界最新前沿技術，并從中尋找可能對未來軍事領域產生重大影響的新技術生長點。通過這種需求拉動和技術推動，提出要實現(xiàn)的技術愿景。

第二階段：通過廣泛調研、分析研討等方法將技術愿景分解為一系列研究計劃，最終轉化形成項目選題。

①?在業(yè)界峰會、媒體上組織宣傳計劃的背景、目標等。

②?舉辦項目研討會，由項目經理領導開展有針對性的討論，邀請來自國防、產業(yè)界、科研單位等不同領域的專家學者，廣泛聽取他們對新興技術需求和現(xiàn)存障礙的看法，并收集關于項目研發(fā)的目標和指標等建議，構思新的項目以滿足“電子復興計劃”的目標。

③?參與者通過與 DARPA 合作支持“電子復興計劃”將雙方共同感興趣的研究計劃轉化為項目選題。

2.2 組織管理機制

“電子復興計劃”重視發(fā)揮國家實驗室、研究型大學和科技領軍企業(yè)的作用，組織成立政產學研合作聯(lián)盟。合作聯(lián)盟采取開放多元、相對市場化的協(xié)作模式，并圍繞技術挑戰(zhàn)進行成本分攤。在“聯(lián)合大學微電子項目”中，DARPA 與工業(yè)界企業(yè)共同組成一個聯(lián)盟，工業(yè)界成員包括產業(yè)界的 IBM、英特爾、臺積電、三星電子和國防工業(yè)界的雷神、洛克希德.馬丁等跨國科技企業(yè)。聯(lián)盟成員共同擬定重點研究領域， 共同為項目提供資金支持，同時持開放態(tài)度，歡迎更多的工業(yè)界贊助商加入。聯(lián)盟通過向學術界征集提案成立 6 個研究中心，以推動半導體技術領域的探索性研究。另外，“電子復興計劃”對美國聯(lián)邦政府資助的研發(fā)中心進行“直接競爭限制”，并優(yōu)先鼓勵私營部門投標。對于政府實體，如政府與國家實驗室、軍事教育機構等承擔相關項目，必須出具書面文件以說明其符合招標條件，并明確表明該項工作私營部門無法提供。例如，桑迪亞國家實驗室與大學和企業(yè)合作參加了極端可擴展性光子學封裝、高端開源硬件等項目的研發(fā)；橡樹嶺國家實驗室合作參加特定領域片上系統(tǒng)等項目的研發(fā)。在相對開放、市場化的合作聯(lián)盟以外，美國“電子復興計劃”也注重培育相對封閉的項目研發(fā)共同體，引導美國的空軍研究實驗室、陸軍研究實驗室、國立衛(wèi)生研究院、能源部、海軍研究辦公室、微電子高級研究公司等軍方用戶和利益相關方共同參與研究，構建聯(lián)合資助的合作網絡?！半娮訌团d計劃”采用的這種成本共擔的合作聯(lián)盟模式提高了協(xié)作攻關的效率，促進了政產學研深度合作；通過發(fā)揮各方優(yōu)勢將技術成果轉化為現(xiàn)實生產力，有效應對半導體技術領域的挑戰(zhàn)。

DARPA 通過多種方式對項目進度不確定性和經費損失等風險進行雙重控制。“電子復興計劃”作為企業(yè)、大學和研究機構等多元主體開展的一系列前瞻性合作項目，研發(fā)難度大、風險高，只有在項目執(zhí)行過程中采用動態(tài)化管理方式，培育開放包容的創(chuàng)新文化，進行多技術路線資助，安排完善的項目失敗退出機制，才能分散并降低風險實現(xiàn)從基礎創(chuàng)意到成果產出的跨越。

①?DARPA 組織定期會議并實行分階段預算分配。項目組分為幾個研究工作組，研究組再細分成不同的系統(tǒng)組；通過每周的研究組內部研討會、每月的子系統(tǒng)碰頭匯報會、每季度聯(lián)席會議保證了項目的順利推進，項目經理根據研究組的匯報情況調整預算。

②?項目實施過程公開透明。項目經理可以隨時采用更新、更優(yōu)的技術方案，DARPA 每年大約有 20% 的技術方案被替代。在項目進展困難時公開向全社會征集解決方案，匯集新思想、新技術，從而推動創(chuàng)新。

③?采取多技術路線的競爭性資助。DARPA 會對采取不同技術路線研究相同問題的科學家分別進行資助， 從而分散項目資助風險。

④?充分挖掘失敗項目的價值。DARPA 對于當前科技水平無法完成的項目宣告失敗后不會完全放棄，而是找出項目失敗原因、保存項目過程中獲得的技術知識，在未來有相關項目或項目重新具備再開發(fā)的條件時，以重新利用已經積累的有價值經驗。

2.3 評價機制

“電子復興計劃”中項目提案的評審和遴選根據廣泛機構公告（BAA）公布的評估準則進行。“電子復興計劃”啟動后，舉辦項目研討會并發(fā)布 BAA，隨后在征集項目提案的過程中，根據 BAA 公布的評估標準對提案進行評選。在評估準則中有 2 點值得注意：

①?要求提案提供技術轉移計劃，以說明該技術對國防領域的影響、將新技術納入國防系統(tǒng)的時間，以及技術向國防用戶轉移方式等問題；

②?要求擬定的預算費用符合技術研發(fā)和實施管理的實際情況，并準確反映技術目標。

“電子復興計劃”中項目不同評估標準重要性有所不同。例如，“聯(lián)合大學微電子項目”的提案評價標準按相對重要性從高到低依次為：整體的科技價值；獨創(chuàng)性、新穎性和影響力；項目研究對聯(lián)盟行業(yè)贊助商和 DARPA 需求的影響；研究人員的能力；成本效益，能否解決現(xiàn)實問題。提案的審查主要由項目經理和政府專家負責。項目經理會通過研討會等形式與申請單位進行深層次的持續(xù)溝通，以確認技術路線的可行性。對初步符合條件的方案，要求申請人提交更詳細的方案，并組織評審給出初步資助建議。最后，陸續(xù)公布項目執(zhí)行者并啟動項目。

在項目實施階段的評價標準更加包容，能夠包容客觀因素導致的失敗，如目前科技水平的限制、相關技術方案存在的潛在風險等。在評價周期上，短期內寬容失敗，長期內要求有創(chuàng)新成果。

2.4 示范應用機制

對于不同類型的項目，DARPA 采取不同的方式推進技術的應用推廣。對于以軍事應用為目的的項目， 實施過程中全程與美國軍方保持深度溝通；進入工程化與推廣應用階段后，相關企業(yè)與各軍種簽訂合同， 將進入試制生產階段的產品提供給軍方使用，通過這種方式將培育成熟的技術轉移給軍方。在軍方訂單能夠維持企業(yè)研發(fā)和生產的情況下，吸引其他成熟企業(yè)進行投資并將產品推向市場。如果各軍種不愿接受新培育的技術，DARPA 可以運用國防部部長專用通道對新技術產品進行政府采購支持。對于以產業(yè)應用為目的的項目，實施過程中邀請產業(yè)界人士參與研討會共同推進項目的應用化，直到有企業(yè)愿意對項目的成果轉化進行投資，之后項目經理退出。項目通過在實施階段和推廣應用階段與應用方進行深度溝通，推進了新培育技術的工程化與推廣應用。

“電子復興計劃”于 2019 年發(fā)布了“電子復興計劃：國防應用”（ERI: DA）項目。該項目強調了國防過渡伙伴的作用，國防過渡伙伴是指具備向美國國家安全共同體交付技術能力的組織。ERI: DA 項目要求參與者與國防過渡伙伴建立合作關系，推動“電子復興計劃”的技術成果在國防應用方面的開發(fā)示范；通過這種方式進一步明確了美國聯(lián)邦政府在技術成果轉化的過程中的持續(xù)作用，促進了技術成果在國防系統(tǒng)中的未來應用。

三、顛覆性技術驅動的未來產業(yè)培育研究框架

顛覆性技術是通過技術的新組合與跨界應用，對現(xiàn)有市場競爭格局產生破壞性沖擊，改變甚至是創(chuàng)造了消費端的新需求，帶來新技術應用、產業(yè)業(yè)態(tài)與商業(yè)模式。顛覆性技術具有以下3個特征：

①?技術創(chuàng)新過程復雜。顛覆性技術是技術的新組合或跨界應用，會破壞原有的技術軌道并形成新的技術軌道。

②?破壞現(xiàn)有市場。顛覆性技術帶來全新的商業(yè)模式，破壞市場的既有競爭規(guī)則和現(xiàn)有需求。

③?產生新的產品及相應產業(yè)。顛覆性技術會開拓新的產品并形成相應的產業(yè)方向，從而改變人們的生產生活方式。根據顛覆性技術的特點，從技術識別、組織管理、示范應用和評價模式四個方面對其過程機制與內涵特征進行總結。

技術識別方面，顛覆性技術作為驅動未來產業(yè)的引擎具有較強的不確定性，難以對具體技術進行準確的遴選與甄別。但是，從人類的基本需求出發(fā)，結合對技術核心屬性的大致判斷，對顛覆性技術方向的預見與識別是可行的。同時，要基于顛覆性技術自身發(fā)展的特征與趨勢進行戰(zhàn)略判斷，防止點錯“科技樹”，特別是需要注意規(guī)避美國可能對我國技術發(fā)展實施的戰(zhàn)略誘導與誤導。

組織管理方面，顛覆性技術創(chuàng)新影響眾多主體、領域、產業(yè)，需要多元主體協(xié)同的組織模式。顛覆性技術創(chuàng)新呈現(xiàn)間斷性和跨越性的特征，依靠軍方或產業(yè)界單一的創(chuàng)新資源較難取得突破；大學、科研院所等學術機構與產業(yè)界之間技術轉移困難，嚴重影響顛覆性技術創(chuàng)新的效率。因此，需要調動政府、軍方、民營企業(yè)、大學和科研院所等各創(chuàng)新主體的研發(fā)力量，加強多方互動和協(xié)同，最大程度地發(fā)揮科技資源配置效率和技術創(chuàng)新的協(xié)同效應。

示范應用方面，顛覆性技術的產業(yè)化對未來產業(yè)的發(fā)展十分重要。顛覆性創(chuàng)新領先于現(xiàn)有市場，沒有現(xiàn)成的市場需求，因此，為新技術創(chuàng)造市場需求是顛覆性技術創(chuàng)新最終取得成功的重要保障。例如，政府通過“有形的手”增強國防軍隊用戶、能源和交通等部門對顛覆性技術產品的采購力度；將研發(fā)項目與國家戰(zhàn)略需求相結合，推進太空探測、深海探測等集成前瞻技術的重大工程，為顛覆性技術向未來產業(yè)的轉化提供早期市場，加快技術迭代。

評價模式方面，顛覆性技術具有非常大的不確定性，呈現(xiàn)“高風險、高回報”的特點，需要形成注重創(chuàng)新、包容失敗的評價理念，改革傳統(tǒng)的評價模式。

①?建立容錯機制。因技術路線選擇或其他不可控因素無法實現(xiàn)研究目標，應適當包容，從而營造敢為人先、勇于挑戰(zhàn)的創(chuàng)新氛圍，激發(fā)創(chuàng)新活力。

②?創(chuàng)新評審方式。聘請來自多學科領域的專家評議，有助于從多學科角度評價項目；申報人與評審專家進行多輪溝通的扶優(yōu)式評審，能夠在交互中共同孵化出顛覆性創(chuàng)新項目。

③?優(yōu)化評審標準。以創(chuàng)新性、前瞻性和變革性作為判斷顛覆性技術的主要標準，以適應其高風險、探索性的特征。

四、培育我國顛覆性技術驅動的未來產業(yè)

4.1 面向未來產業(yè)培育建立長期、動態(tài)的顛覆性技術甄別與支持機制

①?建立未來產業(yè)長期支持機制。充分考慮未來產業(yè)培育周期較長的特性，明確政策支持的方向與重點，形成產業(yè)政策長期、持續(xù)支持機制。

②?建立針對顛覆性技術的動態(tài)甄別機制。在國家層面建立顛覆性技術感知響應體系，成立未來產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢專家組，密切跟蹤未來產業(yè)領域的發(fā)展趨勢及動向，形成對于未來產業(yè)的技術甄別機制。

4.2 強化市場導向、多元參與的管理模式與政策設計

①?搭建市場應用與國防等重大需求的橋梁。加強與重點科技創(chuàng)新企業(yè)、大學和科研院所合作，讓市場創(chuàng)新力量深度參與面向國家重大需求的顛覆性技術研發(fā)。在國家層面成立“未來產業(yè)源頭技術攻關辦公室”，由企業(yè)面向國家重大需求向該辦公室提出技術方案，促進相關技術成果應用轉化。

②?持續(xù)挖掘公共采購部門和產業(yè)內的共性技術挑戰(zhàn)。由大學、科研院所與企業(yè)合作進行技術攻關，成立相關領域產學研合作聯(lián)盟，在商業(yè)化初期由政府采購作為需求側支撐，支撐產品的持續(xù)迭代與優(yōu)化。

4.3 建立多種技術路線并行的顛覆性技術的競爭與退出機制

①?實行多階段動態(tài)管理。開展階段性研討會，針對相同研究主題采取多技術路線平行競爭，研發(fā)過程中向公眾公開征集解決方案，不斷吸收新思想，并根據項目進展情況進行決策，從而保持技術方案的先進性和可行性。

②?完善項目競爭與退出機制。建立失敗項目處置預案，對于現(xiàn)有科技水平無法滿足、研究方向無法實現(xiàn)的項目，在停止后要找到失敗原因、總結研發(fā)過程中的技術知識，為以后的相關項目或條件成熟時重啟項目做好準備。

4.4 建立針對顛覆性技術研發(fā)與產業(yè)化的多元化評價機制

①?建立針對顛覆性技術的評價指標體系。在項目遴選階段，政府和企業(yè)可以嘗試建立技術評價指標體系，再由專家結合自身經驗對技術進行評價，從而遴選有潛力的顛覆性技術并進行前瞻性跟蹤培育。

②?采取多元化評價機制。在項目實施過程中，參考美國“電子復興計劃”的項目經理模式，賦予項目負責人足夠大的決策權和相應責任，權責統(tǒng)一；包容由于技術路線等客觀因素導致的失?。徊捎玫谌姜毩⒃u估，邀請不同領域的專家從科研、市場、成本等多個角度對項目進行評估，從而解決科技計劃管理中普遍存在的重視立項評審、輕視成果轉化等問題。

4.5 完善面向未來產業(yè)的顛覆性技術的示范應用

①?開展未來產業(yè)應用示范工作。統(tǒng)籌考慮各地已布局的未來產業(yè)，選擇數(shù)字化、智能化發(fā)展基礎較好，具備一定組織經驗和基礎研究能力的城市，重點圍繞類腦智能、量子信息、基因技術等顛覆性技術開展試點示范，以應用示范帶動產業(yè)發(fā)展；探索未來產業(yè)先導試驗區(qū)等試點示范，推動各地方政府在資金、土地、稅收、人才等方面對建設未來產業(yè)應用場景提供政策支持，培育一批具備一定國際競爭力的未來產業(yè)。

②?充分發(fā)揮學術界作用。推進國家“雙一流”“強基計劃”等大學建設，加強對未來產業(yè)專業(yè)人才培養(yǎng)，滿足未來產業(yè)發(fā)展需求；發(fā)揮專業(yè)智庫優(yōu)勢，開展關于未來產業(yè)的研究，加強對未來技術預測、研發(fā)、成果轉化應用和未來產業(yè)發(fā)展的決策支撐。

作者：

張 越??中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院副研究員。主要研究領域：國家科技政策、產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。

余 江??中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院研究員，中國科學院大學公共政策與管理學院教授、博士生導師，主要研究領域：新興技術與產業(yè)化、產業(yè)創(chuàng)新管理與競爭戰(zhàn)略。

文章源自：

張越, 余江, 楊婭, 等. 顛覆性技術驅動的未來產業(yè)培育模式與路徑研究——美國布局下一代集成電路產業(yè)的啟示. 中國科學院院刊, 2023, 38(6): 895-906.??doi: 10.16418/j.issn.1000-3045.20221104003.