从技术革命到产业变革

从技术革命到产业变革（主题）

发展未来产业最直接的影响是对原有产业体系的冲击与改变，这需要从更宏大的技术经济周期视角来把握发展大势。从实践看，各国政府都希望在新的科技革命和产业变革中找到“根技术”，控制“根产业”，这就要求在探寻执未来产业之“牛耳”者的过程中，牢牢把握技术革命与产业革命的潜在方向。

产业的本质是通过利用能量，实现对物质形态的改变，满足人类的发展需求。如果这个过程的三大要素——主导技术、物质及能源利用、生产方式都发生了根本变化，产业革命就会发生。工业革命以来，每次产业革命约百年，包括两次技术革命。从长波周期规律看，我们仍然处于第五次技术革命时期，也就是信息技术革命的深度扩散融合时期。但是21世纪人类面临的资源环境约束更为严峻，人类追求健康生活的诉求更为迫切。新一轮长波周期的核心驱动力极有可能超越以往周期相对单一的主导技术牵引，转而表现为智能、健康、绿色三大主导技术群融合突破与协同支撑。一是信息技术对经济体系深入扩散与覆盖，人工智能向通用人工智能发展将更多替代人类劳动力，扩充人类能力的边界。二是延长生命是推动人类进步进化的重要动力，生物技术群在不断突破的基础上，与信息技术、脑科学、新材料等领域大融合，有望延长人类寿命，塑造生物经济这一新经济形态。三是能源革命是技术革命与产业革命的基础与先导，新能源、信息技术等的融合，不仅仅是替代以化石能源为基础的工业经济范式的基础底座，同时还将实现能源供需双方的动态高效匹配。总体看，全球未来产业发展正紧密围绕这三大主导技术群，争夺空天海洋等战略空间，不断推动产业变革，拓展网络空间、生命空间与生存空间。

新一代信息技术产业

以人工智能、量子信息、未来网络与通信、物联网、区块链为代表的新一代信息技术加速突破应用，成为全球未来产业最火热的赛道。在人工智能领域，专用智能走向通用智能，场景创新成为驱动人工智能创新的重要方式。超大规模预训练模型竞赛持续进行，生成式人工智能爆发式增长，人工智能加速向生产工具迈进。2022年11月，OpenAI推出的ChatGPT席卷了整个行业。2023年1月，全球每天约有1300万独立访问者使用ChatGPT。美、英、日、韩、法等主要国家都加快了人工智能产业的顶层设计与部署，例如2018年欧盟发布《人工智能协调计划》，提出了7项具体行动，2021年4月，则进一步提出《人工智能法案》条例草案。我国近年人工智能产业已取得长足进展。根据中国信息通信研究院测算，截至2022年底，我国人工智能企业已达4227家。2022年我国人工智能核心产业规模达5080亿元，同比增长18%。在量子信息领域，量子计算机多种技术路线并行发展，量子密钥分发科研活跃。美国、英国、日本等均颁布了量子国家战略和系列举措，国际商业机器公司、谷歌、英特尔和微软等科技巨头持续布局，量子信息领域的投融资呈现爆发式增长。根据麦肯锡公司数据，2020年和2021年投资金额分别为7亿美元和14亿美元。波士顿咨询（BCG）预测，到2030年，在制药行业，量子计算市场规模将达200亿美元，化学、材料科学等规模将达70亿美元。在未来网络与通信领域，人网物深度融合、架构开放化演变、连接巨量泛在化、空天地海立体化仍在延续，人类行为逐渐向网络空间迁移，万物互联成为新的发展趋势。2020年2月，国际电信联盟（ITU）正式启动面向2030及6G的研究工作，美国、欧盟、日本、韩国等均建设了国家级的网络创新试验环境，并制定了大量战略和计划布局未来网络产业，美国电话电报公司、谷歌、微软、亚马逊、思科等运营商、互联网公司、设备厂商均已在此方向加强布局。我国运营商、设备商依托各自技术优势开展6G技术、标准预研。2021年4月，中国国家知识产权局公布的《6G通信技术专利发展状况报告》显示，在全球申请专利的约3.8万项6G技术中，中国以35%的占有率居首位。

生物技术产业

以基因编辑、脑科学、合成生物学、再生医学等为代表的生命科学领域孕育新的变革，生物技术与信息深度融合已成必然，精准医疗、智慧医疗等成为发展热点。在基因技术领域，第三代和第四代基因测序技术占据产业制高点，基因编辑技术催生了基因治疗方法和相关药物。以细胞系改造、遗传工程、诊断和治疗应用等为重点的基因编辑产业链逐步成形，主要企业总部均在美国。中国相关企业有几十家，多处于产业链的中游，以试剂盒开发和技术支持为主。但我国在基因检测服务方面快速发展，已经形成一定的国际竞争力。在类脑智能领域，神经网络模型正催生神经计算、类脑芯片、类脑智能机器人等技术和产品，神经科学利用认知计算等修复或增强大脑功能，加速脑机接口技术的发展。脑科学已成为美国、欧盟、日本等国家和地区的未来战略重点，这些发达经济体都推出了类似的“脑计划”。类脑智能目前整体处于实验室阶段，脑机接口技术是类脑领域目前唯一产业化的领域，产品主要用于恢复或替代肌萎缩性侧索硬化症、中风、脑瘫或脊髓损伤等疾病患者的功能。据Strategic Market Research估计，2030年全球脑机接口(包括侵入式和非侵入式脑机接口)市场规模将达到53亿美元。我国产业界逐步推出产品，如科斗脑机、海天智能等公司研发生产出植入式脑微电极、脑控智能康复机器人等产品。

绿色低碳产业

作为全球未来能源的重要支撑，氢能、储能、太阳能、核能和其他低碳能源的开发利用，结合智能电网技术等，正在改变能源结构。氢能，主要在氢制备与储运、分布式加氢站网络建设、氢能安全性技术等方面进行突破。围绕氢能的全球竞争已然开始，美国制定了三步走的战略，规划到2035年氢能进入平价无补贴发展阶段。欧盟氢能战略的目标是到2050年在可再生氢能方面累计投资2000亿美元至5000亿美元。国际氢能委员会预计，到2030年全球燃料电池乘用车将达到1000万辆至1500万辆。丰田、本田的燃料电池汽车已经实现了商业化量产。我国已是世界上最大的制氢国，氢气年产量约3300万吨。“十四五”期间，各地规划氢燃料电池电堆的总产能已高达3000兆瓦，规划的燃料电池汽车总产能超过10万辆。先进储能方面，近年来电化学储能技术发展十分迅猛，主要集中在中长时间尺度储能技术、短时高频储能技术、超长时间储能技术等方向。根据中关村储能产业技术联盟数据，截至2021年底，全球已投运储能项目累计装机规模达到209.4吉瓦，同比增长9.6%。随着固态电池和液流电池等关键技术实现商业化，储能行业的规模将大幅增加。国家发展改革委、国家能源局于2022年3月21日印发了《“十四五”新型储能发展实施方案》，明确提出，到2025年新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件；到2030年新型储能全面市场化发展。

战略空间产业

当代科技的重要方向就是朝深空、深海、深地进军，这些战略空间科技与产业发展逐步走向“整体统一”的地球系统时代。在空天领域，“太空+互联网”跨界融合，新兴航天企业蓬勃发展，私有资本纷纷涌入，全球进入以全面商业化、军民融合为特征的新太空时代。各国纷纷布局卫星互联网产业，特别是利用低轨通信卫星星座为全球提供互联网接入服务，其中以SpaceX公司推出的“星链”计划进展最快。截至2023年5月，“星链”计划已有4000颗卫星在轨运行，该系统已向北美、欧洲、拉丁美洲等地区提供服务，正式进入商用阶段。在海洋领域，海洋资源能源开发利用、海洋工程装备制造、海洋生物医药是产业发展的重点。在海洋油气资源方面，美欧科技强国投入巨大，掌握全球最先进勘探开发技术和装备，油气开发井最大水深已超过3400米,钻进深度超过9000米,形成巨大产能。美国是全世界唯一拥有体系化深海采矿（约6000米水深)技术、装备和经验的国家。我国海洋技术创新和产业综合水平快速提升，已具备浅海区常规油气开发能力，但深水深层油气勘探开发刚刚起步，仍处在第二梯队。（陈志，作者为中国科学技术发展战略研究院研究员）