一個國家要徹底解決“卡脖子”難題、走出中等收入陷阱成為發達國家，需要從技術和產品模仿他國的狀況中脫胎換骨，取得重大科技創新成就。

 

　　微創新和重大科技創新各有什么特點呢？

 

　　微創新指對現有技術和產品的小修小改。一項微創新重要性有限，但其數量很大，并貼近應用和生活場景，因此累積起來對社會方方面面的作用也不可小覷。如果缺少微創新，那么重大科技成就難以充分轉化為滿足社會各方面需求的力量。另外，微創新成就的積累也可為下一輪重大創新奠定基礎。

 

　　重大科技成就生命周期很長，可以長時間地造福人類。一項重大科技成就可能觸發大量微創新，由此形成新知識、新技術和產品集群，甚至可能觸發社會的根本變革，使得新興力量蓬勃涌現，重塑產業格局。如果缺少新的重大科技成就問世，上一輪重大成就的邊際回報就會越來越小，經濟發展終將逐漸停滯。

 

　　換句話說，技術創新可分為幾個層次：

 

　　其一，對現有技術和產品進行微小改進，在產品差異化和性價比方面取得優勢，即“微創新”；

 

　　其二，在現有產業框架下發明新技術，推出新產品，創造新應用領域和新市場；

 

　　其三，基于科學原理發明新技術、創造新產品甚至新產業；

 

　　其四，從最基礎的能源材料層開始構建嶄新的產業體系層級結構。

 

　　后面這三種都屬于“重大創新”。

 

　　創新型國家的定義很多。那些能夠創建多個重要產業的國家無疑是頂級的創新型國家，例如英國創建了現代紡織產業、現代鋼鐵、現代航海業和火車業等，德國創建了現代化工業、汽車業和醫藥業等，法國也參與了多個產業的創建，如現代紡織業、汽車、電力和航空產業等，美國創建了現代農業、航空業、電力產業、核能產業、現代信息業等。領頭創建了單個產業的國家也很了不起，如瑞士創建了現代鐘表業。還有一些國家雖然沒有領頭創建產業，但在多個產業發明了很多技術和產品，如瑞典、荷蘭、日本、以色列等，他們也稱得上創新型國家。

 

　　有一些國家和地區雖在重大科技創新成就上泛善可陳，但能跟得上世界上最先進的技術產業發展、并可進行大量微創新，那也算得上入門級創新型地區，如中國臺灣和韓國。雖然每個國家都有某種程度的微創新，但如果微創新技術難度不高，就不應該被稱為創新型國家了。

 

　　在筆者的前文《“卡脖子難題”：歷史軌跡及破解》中，提出了現代技術產業體系的層級結構。在現有體系中，發明新產品仍然可能，這與產業鏈中的其他部分密切相連。創建新產業有兩個路徑：其一是跟隨底層技術（能源、材料）的變換去顛覆舊體系、建立新體系；其二是基于新科學發明新產品、創造新產業。新技術體系和新產業的創建者，成為該體系領導者的可能性較大。下面將分別簡述這兩個路徑。

 

　　技術產業體系的顛覆和創新

 

　　18世紀，人類開始了從使用草木能源向化石能源的轉變，接下來造成了幾場工業革命，導致人類工作和生活發生極大變化，農耕時代的技術體系紛紛被顛覆，現代工業體系誕生，奠定了今天各國的產業格局。

 

　　由于化石能源的有限性、環保和全球變暖的壓力，以及化石能源材料導致的地緣政治等多種力量的推動，一場史詩級的從化石能源轉向可持續新能源的運動正在進行之中，這必將導致新的工業革命，從而形成新的人類秩序。

 

　　從能源材料這個最基礎的層次變遷入手，重建一套新技術體系、鋪墊嶄新產業賽道是可遇而不可求的機會，可以讓那些錯過了上一輪工業革命的國家有機會形成技術高地。

 

　　中國是一個石油天然氣貧乏的國家，向新能源轉型不僅可以減少對他國能源的依賴，也可參與很多新產業的創建。新能源、新材料產業本身就是巨大的產業，另外，化石能源時代發明的很多機器也需要被與時俱進地重新發明，汽車產業就正在經歷產業顛覆和重構的過程。

 

　　十九世紀末期，出現了三種競爭的動力車技術：蒸汽驅動、電驅動和汽油/柴油驅動。蒸汽機汽車開發得最早，有先發優勢；電動車的優點是部件少、制造簡單、污染較小、無噪音，局限在于電池的續航能力很差；而燃油汽車的整體技術（特別是行駛速度和續航能力）則進步最快，這是它一百多年前在競爭中勝出的理由。

 

　　目前，電動車呈現出強勢回歸的趨勢。過去幾十年，鋰電池等關鍵技術顯著進步，讓電動車續航能力和速度都得到很大改善。特斯拉、比亞迪等企業以汽車電池為突破口切入市場，人工智能駕駛技術也是他們的關鍵攻關領域。氫能源和乙醇也成為可選擇的交通動力源，目前燃油汽車產業格局受到多種技術的挑戰。

 

　　中國于四十多年前“改革開放”開始后才大舉進入汽車制造業，早期試圖以“市場換技術”嵌入成熟的燃油車世界產業鏈，但幾十年的努力效果并不好。現在中國可以組裝燃油汽車，也可以生產一些基本零部件，但在整機性能、高級材料和關鍵零部件方面，至今也未能把握核心技術。另外，中國是一個缺少石油的國家，進口石油資金壓力大，加上環保方面的壓力，推動新能源車的理由很多。

 

　　目前，中國政府支持新能源車和自動駕駛的政策力度很大，除了大力鼓勵企業投入設備和零部件研發，也在應用環境方面提供靈活政策，如批準自動駕駛車在有限條件下投入實地運行，開辟電動車、自動駕駛車專用道，以降低自動駕駛難度，同時廣泛建設車輛充電網絡以方便使用者。目前，中國市場出售的電動車數量世界第一。雖然中國新能源企業核心技術領先的亮點還不多，但能夠與該行業的世界先進企業并駕齊驅推動這個行業的進步，也就在這個新賽道上占有了重要一席。該產業的未來贏家與燃油汽車時代可能完全不一樣。

 

　　從科學走向產業和市場

 

　　基于科學原理發明新產品甚至創建新產業是近幾百年出現的現象，這是非常激動人心的人類活動新篇章。18世紀啟動工業革命的蒸汽機，其基本原理是力學和熱力學。19世紀，電磁學出現了，人們基于此構建了龐大的電力體系和電子信息產業。

 

　　半導體產業是一個20世紀下半葉崛起的新產業，其科學基礎除了電磁學，還有20世紀初橫空出世的量子力學及基于此的能帶理論。1947年，貝爾實驗室的三位科學家約翰·巴丁（JohnBardeen）、沃爾特·布拉頓（WalterBrattain）和威廉·肖克利（WilliamShockley）發表了有關半導體三極管理論文章，他們因此于1956年獲諾貝爾物理學獎。他們還先后發明了幾個版本的晶體三級管，由此啟動了半導體革命。

 

　　肖克利于1956年辭去貝爾實驗室的工作來到硅谷，創辦了自己的公司，多位來自世界各地的青年才俊成為他的追隨者。由于肖克利太過自負，八位主要員工于1957年集體“叛逃”，創立了自己的公司。

 

　　半導體晶體管的諾獎光環極大地激發了世界各地科學家和工程師們投入此項研究的激情，使得半導體領域科研繁榮、各種晶體管設計層出不窮，其中最為重要的發明是集成電路，是由仙童半導體和因特爾創始人之一的諾伊斯（RobertNoyce，“八叛徒”之一）和一位美國德州儀器的工程師于1959年同時期發明的。半導體領域從科學到產業基本成型約花了20來年，就如此重大的一項科技成果市場化，這是非常快的記錄了。

 

　　概括來說，從科學走向產業和市場一般會經過這么幾個階段：

 

　　一，科學探索：發現新現象和新原理；

 

　　二，源頭技術開發：基于科學原理和現象從事的技術發明，奠定一類高科技產品的核心技術；

 

　　三，產品概念驗證：基于核心技術發明出產品原型，不斷迭代改善逼近市場需求，與此同時開發出輔助技術族群、增加產品功能，確立有真實市場需求的領先產品；

 

　　四，產品開發完善：解決產品規格、可靠性、壽命、良率、成本等問題，以滿足真實客戶的需求，并超越競爭產品；

 

　　五，產業化：解決生產線構建和優化、及產能建設，進一步降低產品成本、提升性價比，規模投放市場。

 

　　這幾個階段的執行主體、創新產出和投資者都非常不同。第一和第二階段大都由大學和科研機構來做，主要創新產出為論文和專利，主要由政府資助。部分大企業也會投入第一和第二階段的研發，如美國的AT&T和IBM等公司。

 

　　第四和第五階段大都由高科技創業者和企業來做，創新產出有部分專利，最主要目的是追求產品的商業化成功。投資者往往是風險投資基金和戰略投資者。中國各級政府也推出了創新引導基金投入這兩個階段的企業。

 

　　從科學到產業問題最大的是第三階段：產品概念驗證。這個發明產品原型尋求市場反饋階段可能會持續很長時間，需要反復基于市場反饋修改產品原型，也需要補充技術發明或從其他渠道尋求相關技術以完善產品。該過程資金需求量較大，時間可能拖得很長，失敗率非常高，即所謂“死亡谷”。能夠穿越死亡谷走向產業成功的科學和源頭技術非常少，絕大部分技術最后都找不到商用應用。

 

　　由于科學到產業的過程很長，而人的精力和工作壽命都有限，況且每個階段的領導者所需要的視野和技能很不一樣，因此由發現相關科學和發明源頭技術的科學家帶領穿越死亡谷、成功走向產業化的案例罕見，美國科學家創業成功率僅3%，這還包括從第四和第五階段切入創業的科學家。因此，把從科學走向產業的全部重擔都壓在科學家身上是不明智的。

 

　　成為創新型國家的幾點建議

 

　　目前中國在中低端產業日趨完備并實現了很多微創新，然而，對世界最先進產業的把握仍然欠缺。在重大創新層次，過去幾百年中國錯過了現代產業的創建，發明的獨特技術和產品也很少。但最近二十來年，中國進入咆哮的創新時代，企業家們在新能源開發及應用、互聯網服務等領域的微創新表現靚麗。而在從科學出發創造新產品和新產業方面，中國真正有市場價值的成就仍然泛善可陳。目前萬眾矚目的量子技術產業，也還處在早期，泡沫多于干貨。這些現象顯示，中國已站在創新型國家群體的門口了。

 

　　成為創新型國家幾乎是所有后發國家的夢想，重大科技創新活躍、建立先進的技術產業體系是產業升級的必經之路，也是不再被“卡脖子”的不二法寶，但做到并做好很不容易。那么，目前中國的創新環境有哪些方面應該改善呢？這里提出幾條建議供探討：

 

　　長期投入和奮斗：從事科技產品乃至新產業的原創，所需的時間、資金與產品模仿不在一個數量級，風險也高很多，從政府到民間心態上都需要做大調整。

 

　　值得一提的是，目前高科技創新創業領域出現了“高科技流游牧人”現象，即創業者在某地獲得一些政策和資源支持，消耗完畢后便“游牧”到其他愿意提供資源的地方重起爐灶。其原因首先是各方面都低估了高科技產品開發和走入市場的難度，低估了所需資金；其二，無論是政府還是其他投資者，都期待著快速成功，三、五年就是耐心的上限了，否則這些創業者在此地很難再拿到資源，他們只得“游牧”到其他地方。如果一個地方有足夠的耐心支持創業者成長，他們就不必游牧了，這會增加他們的成功率，減少浪費。

 

　　人才政策：目前的科技創新人才政策格外向高學歷、有學術“帽子”的科學家傾斜。然而，科學家往往只擅長科學研究或發明基礎性技術，而創業者、企業家和工程師才是進行科技產品開發并把它推向市場的主力。但優秀的創業者和企業家出身并無明顯標志，也不是學位越高越好，目前的各種人才帽子在衡量創業者和企業家的水平時，幾乎完全無效。美國的高科技企業學歷不高的成功創業者很多，如喬布斯、蓋茨等；中國華為的創始人任正非先生也并非高學歷科技人才。因此人才政策需要做顯著修改，兼顧科研人才和創新、創業和產業化人才。

 

　　另外，高科技企業需要大量科學知識深厚和研發能力強的高學歷員工，而中國科技企業中這種員工太少了，特別是民企，這與美國科技企業名校博士云集的狀況完全不一樣。如何改善這種狀況值得好好研究，有效地激勵高學歷科技人員去企業全職工作是企業獲得科技創新能力的前提條件。

 

　　舉國體制和政策節奏：中國擅長舉國體制，在技術追趕這條路上依此辦成了很多大事，比如“兩彈一星”。對這種軍工類項目，所有國家都采用舉國之力。而針對民用產業，使用舉國體制得非常慎重。

 

　　如果是追趕現有先進產業，這么大體量的國家以舉國體制參與全球競爭很容易讓他國企業警惕，隨之也會游說本國政府聯合其他國家以政治力量反擊。

 

　　如果是開發新產品和新產業，一方面舉國體制在選擇項目方面大概率不如市場，政府選定的贏家未必有競爭力，容易被他國的市場力量打敗；另一方面政府決定給哪些人和企業資源，既不公平，也不利于鼓勵科技創新百花齊放、彼此競爭，從而讓最優秀的技術和產品勝出。目前中國在各技術產業都是國家力量太強大了，民間力量參與度太低。國有企業既非最高效的創新載體，也很難走進發達國家的市場，最后只能在自己的地盤靠特殊地位壟斷市場。

 

　　我在前文《“卡脖子難題”：歷史軌跡及破解》中指出，“卡脖子難題”出現的根本原因是國與國之間的信任出了問題，解決該難題主要得依靠政治智慧和操作。對于技術產業的官方和民間從業者來說，如果著眼于人類的重大問題和共同挑戰，著手于市場的痛點和需求去創新，創新者在解決這些問題、獲取應得回報的同時，逐漸擴散技術為人類做出貢獻，而不是太過急切地爭奪人家手里的東西，這就不僅可獲得對手更多尊重，也可形成互惠互利、并彼此牽制的局面。

 

　　從化石能源轉向可持續新能源的過程將重構很多產業，這是個千載難逢的巨大機會，中國在有些技術產業領域（如太陽能、風能發電）已經走在世界前列了，取代化石材料所需的科技創新更是天地廣闊，從科學進入，從頭發明新技術和新產品、創建新產業甚至可以讓先發者一騎絕塵。相比之下，芯片等目前讓很多人焦慮憤怒的“卡脖子難題”算不上大事，中國遲早會趕上世界前沿，不值得使用舉國之力，更不值得因此與他國對抗。大國博弈是一個無盡的過程，只要沿著正確方向足夠努力，定會在一些技術領域取得制高點。

 

　　這幾十年的全球化過程讓包括中國在內的很多國家受益，開放和國際合作值得堅持，巨大的世界市場、聰明的資金、挑剔而高要求的客戶、乃至強大的競爭對手都是無盡的創新動力和靈感來源。今天中國作為世界坐二望一的巨大經濟體，就發達國家要求對等開放、遵守承諾和規則等訴求應該理性對待，加入WTO早期所享受的單向優惠條件一去不復返了。

 

　　（作者為聯科熙和碳中和產業戰略研究院研究員、清華大學中國科技政策研究中心兼職研究員。本文部分內容來自作者的著作《人類科技創新簡史：欲望的力量》）