【摘要】面对新一轮科技革命和产业变革的深入发展，世界主要国家加强对未来产业的布局，以期赢得未来发展先机、抢占世界科技竞争制高点。经过几十年的科技创新积累，无论是从科技水平和能力还是从新兴产业培育的历程来看，我国已具备较好的超前布局未来产业的能力和基础。推动我国未来产业的发展，要精准把握科技前沿和未来产业发展新趋势，发挥我国新型举国体制和超大规模市场优势。
【关键词】未来产业 产业变革 新趋势
【中图分类号】F49 【文献标识码】A
自近代科学诞生以来，世界共发生了两次科学革命和三次产业革命，每一次科技革命和产业变革既是新技术不断涌现的时期，也是新兴产业快速形成和发展的时期，对人类文明进步产生了深远影响。17世纪末，以牛顿力学为代表的第一次科学革命建立起了近代自然科学体系，为18世纪以蒸汽机的发明应用为标志的第一次产业革命、19世纪以电力技术为标志的第二次产业革命奠定了科学基础，人类从农业社会先后步入工业化和电气化时代。20世纪初，以爱因斯坦相对论和量子力学为标志的第二次科学革命改变了人类对自然和宇宙的认识，为20世纪以信息技术为代表的第三次产业革命、以智能化为代表的新一轮科技革命和产业变革奠定了科学基础。
科技革命推动了电力、电灯、电报、电话、飞机、雷达、机器人、疫苗、芯片、互联网等重大技术和产品的发明，催生了众多新兴产业，并以惊人的速度和力量改变着人类社会。德国和美国抓住了第二次工业革命的机遇，注重科学、技术与生产的有机结合。德国孕育了化学工业和电力工业等新兴工业，使其迅速成为19世纪末至20世纪初的世界科学中心和工业化强国；美国发明了电灯、电话、电车、电焊机等，孕育了电力产业及相关新兴产业，使其成为世界头号经济大国。20世纪60年代以来，美国抓住了信息技术革命的机遇，孕育了信息产业，催生了一批包括微软、Intel、AMD、高通等在内的世界科技巨头。
由于前沿科技和新兴产业的巨大潜力和深远影响，面对新一轮科技革命和产业变革的深入发展，世界主要国家加强对未来产业的布局，以期赢得未来发展先机、抢占世界科技竞争制高点。因此，前瞻布局未来产业，是培育新兴产业、抢占全球科技产业竞争制高点的必然选择。前瞻布局未来产业，不仅要把握新一轮科技革命和产业变革的特征和趋势，还要把握我国加快构建新发展格局的客观需求。
未来产业发展的特征与趋势
未来产业顺应新一轮科技革命和产业变革而产生，随着新一轮科技革命和产业变革的深入发展而不断壮大。笔者认为，未来产业代表未来科技和产业发展方向，对人类的生产生活产生重大影响，对经济社会发展全局发挥带动作用，具有前瞻性和颠覆性的特点，在推动全球经济增长、促进人类社会进步、提升国家竞争力等方面具有重大意义。未来产业的发展与科技创新特征、国际环境变化、国家战略需求等紧密相关。
未来产业发展的时代特征。当前，新一轮科技革命和产业变革深入发展，信息技术、生物技术、制造技术、新能源技术等蓬勃兴起，全球科技创新活动进入密集期，新技术、新产业发展日新月异。一是科技交叉融合、相互促进，推动未来产业发展。科学突破为新的技术发展奠定基础，而技术进步又推动新的科学发现。当前，科学研究向微观、宇观纵深演进，带动信息、生物、材料、制造等技术的快速发展，同时信息、生物、材料、制造等领域的技术发展加快大型科学仪器的发明和科学研究方法的变革，推动现代科学的发展。二者的交叉融合不断产生新兴学科，催生新兴技术及产业。据中国科学院科技战略咨询研究院绘制的《世界科学结构图谱》分析，2002年—2015年世界科学研究交叉融汇的程度持续扩展，具有高融汇程度的世界热点研究领域数量逐步增加，从121个扩大到最新一期的232个。科技交叉有利于解决人类面临的复杂性、全球性问题，推动了未来产业的发展。例如，脑科学与数理、信息等学科结合催生“脑—机”交互技术，带动人工智能、复杂网络技术发展，推动精神疾病和神经退行性疾病防治等。
二是基础研究、应用研究、技术开发和产业化边界日趋模糊，创新周期缩短。在知识经济背景下，基础研究、应用研究、技术开发和产业化整合在一起，构成了一个知识转换的链条，很多科学研究的成果迅速转化为产品，应用导向的基础研究得到越来越多的关注和投入。如人工智能、基因、超导、纳米材料等本属于基础研究的成果，有的早在实验室阶段就申请了专利。同时，现代技术的复杂性使得技术与产业之间的交流更加频繁，创新周期缩短。如新发传染病从病原体分离鉴定到诊断试剂研制，过去往往需要不同领域专家耗费数年才能完成。随着基因测序、抗体制备等共性技术的广泛应用，现在仅需数月就能完成上述工作，为传染病防控提供了有力支撑。
三是数据作为基础性生产要素，成为驱动技术创新的新引擎。随着移动互联网、云计算等技术的发展，大数据作为基础性要素发挥着越来越重要的作用，数据驱动的科学研究成为科研新范式。一方面，大数据推动研发模式的持续创新，提升了新技术新产品的研发效率。合成生物学、合成化学用于环保、能源、生物医药、信息、轻工、食品、军工等应用领域，增强了工程化能力，不断提高科技成果转化和产业化水平的速度。另一方面，大数据推动数字经济的快速发展，加速企业数字化转型，实现效率提升和技术进步。此外，有研究表明大数据可以提供创新决策、避免错误决策和增加商业活动的价值等。
未来产业发展的新趋势主要表现为：一是前沿技术加快突破。随着世界主要国家研发投入的增加和大数据的积累，前沿技术进入加速突破和爆发增长的时期，人工智能、量子计算、物联网、机器人、新材料、合成生物学、基因编辑、新药发现、氢能和电池技术、核聚变等前沿领域的核心技术都取得了突破性进展，颠覆性技术创新不断涌现，产业化前景越来越明朗。二是不确定性增加。一些前沿技术和颠覆性技术仅仅是在某一种路径上的突破，还有很多技术方向和技术路线尚未经过实践检验被证明是不适合发展的，仍存在多条技术路径竞争的可能，未来发展具有很大的不确定性和高风险性。比如，量子计算主要是高温超导技术路径上的突破，仍存在量子阱、光量子等技术路径。同时，这些技术和产品如何通过技术突破从边缘市场走向主导市场，存在市场发展的不确定性和高风险性。因此，未来产业的发展需要通过创新试错，加强风险的动态识别与化解。三是跨界融合。基于当前科学和技术交叉融合的特征，未来产业发展需要多学科多领域交叉来实现技术突破。比如，人工智能和脑科学的交叉催生了脑机接口芯片技术，大数据、人工智能和新材料的结合使新材料的发现时间缩短了一半，成本大幅度下降。大量前沿技术和颠覆性技术与生产、消费、能源等应用场景的深度融合，有望催生一批未来产业新领域、新业态。四是竞争前移。由于基础研究、应用研究、技术开发和产业化边界日趋模糊，很多科学研究的成果迅速转化为产品。各国对未来产业领域的激烈竞争推动了对高端人才和团队的争夺。
世界主要国家加快布局未来产业
未来产业事关一国未来发展制高点的争夺，是开辟新领域、制胜新赛道的重要领域，先进入者具有显著的“先行者优势”，大国纷纷加快布局未来产业。美国2019年发布的《美国将主导未来产业》报告将未来产业作为国家战略，2021年提出发展人工智能、量子信息、先进制造、生物技术、先进通信网络五大未来产业，目的是开发和探索有变革性潜力的新技术、新产品等，培育新产业。英国、日本、法国等国家发布了未来产业发展规划，围绕前沿技术和未来产业加快布局，加强科研力量和产业布局的调整。围绕重点领域加大研发、创新研发组织模式、加强人才培养引进等方面开展未来产业布局。
一是加大对未来产业关键技术研发和布局力度。目前，美国加强“高级计算、先进材料、制造和机器人技术、先进的下一代通信技术、人工智能、量子信息科学、量子计算、半导体、微电子技术”等技术的研发投入。例如，美国2022财年将人工智能和量子信息科学的基线投资翻一番，到2025财年将投资计划增加到每年100亿美元，并利用联邦投资吸引非联邦实体的互补投资计划，促进公私合作伙伴关系。二是部署新的研发创新组织。随着新一轮科技革命和产业变革的深入发展，美国为了加快未来产业的培育，在人工智能、量子、生物制造等领域建立了一批交叉融合的研究院。例如，美国成立了NSF天气、气候和海岸海洋学可信任AI研究院等18所国家级人工智能研究院以及生物物理学与生物工程中的量子传感量子跳跃挑战研究所等5家国家级量子研究院，目的是在科技界和产业界架起一座桥梁，加快科技成果转化。三是加强人才培养和引进。美国2019年提出通过职业技能培训，为未来产业培养人才；2020年提出建立未来科技人才队伍，各部门和机构应优先投资科学、技术、工程和数学（STEM）的研究项目和相关活动，加强人才引进。英国为了推动未来产业发展，投资8400万英镑用于计算机教学，投资5亿英镑建立15条新的技术教育路线等。同时，英国还在基础设施投资、研发生态系统等方面出台相关政策措施。
我国高度重视未来产业培育。一是围绕科技前沿积极部署。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出：“在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。”《“十四五”国家科技创新规划》在人工智能、量子信息、氢能等方面部署了重大科技项目，围绕未来产业的核心关键技术加大攻关。同时，北京、上海、广东等各省市纷纷启动未来产业规划和部署。《北京市“十四五”时期高精尖产业发展规划》瞄准国际前沿，部署了生物技术与生命科学、碳减排与碳中和、前沿新材料、量子信息、光电子、新型存储器、脑科学与脑机接口等七大未来产业。《上海打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案》聚焦智能、健康、绿色等方向，结合产业创新发展基础优势，提出到2030年，在未来健康、未来智能、未来能源、未来空间、未来材料等领域涌现一批具有世界影响力的硬核成果、创新企业和领军人才，未来产业产值达到5000亿元左右。二是打造产业孵化培育高地。科技部和教育部高度重视未来产业的培育，确定10个未来产业科技园建设试点以及1个建设试点培育，支持高水平研究型大学、地方政府（或国家高新区）和科技领军企业协同，着眼未来产业重点方向，依托高校优势学科，以国家大学科技园为基础，以完善体制机制为重点，培育引进高层次科技领军人才和创新团队，探索“学科+产业”的创新模式，提升科技成果转化和孵化的专业化能力，构建未来产业应用场景，加快集聚人才、技术、资金、数据等创新要素，完善创新创业生态，打造未来产业创新和孵化高地，抢占未来发展制高点，壮大新增长点。
我国具备较好的未来产业发展的基础条件
经过几十年的科技创新积累，无论是从科技水平和能力还是从新兴产业培育的历程来看，我国已具备较好的超前布局未来产业的能力和基础。
我国具备超前布局未来产业的基础能力。全球创新指数（Global Innovation Index，GII）对全球127个国家和经济体的创新绩效进行排名，我国全球创新指数排名从2012年的第34位升至2022年的第11位。这表明我国的知识与技术产出、制度、人力资本、基础设施、市场成熟度都在快速进步，创新能力快速提升。从科技投入看，我国全社会研发经费支出从2012年的1.03万亿元增加到2022年的3.09万亿元，研发投入强度从1.91%提升至2.55%，基础研究经费增至十年前的3.4倍，达到历史最高值。我国科技人才队伍不断壮大，2021年研发人员总量为562万人年，是2012年的1.7倍，稳居世界第一位。
在科技产出方面，我国的基础研究成果量质提升。我国科技创新成果丰硕，天和、问天、梦天三舱齐聚天宇，中国空间站傲立太空，夸父探日、青藏科考、微纳卫星、量子传输、质子治疗等一批重大创新成果竞相涌现。每万人口发明专利拥有量从2012年的3.2件提升至2021年的19.1件；PCT专利申请量从2012年1.9万件增至2021年6.95万件，连续三年位居世界首位。科技部开展的第六次国家技术预测结果表明，在对2000多项关键技术的评级中，我国领跑技术占16.6%，并跑技术占44%，已初步形成“领并跑”占主导的技术格局，一些前沿领域开始进入并跑、领跑阶段。我国的巨大市场和消费群体为新技术创新提供了大量应用场景和巨大发展空间，推动科技创新成果快速转化应用，形成竞争优势。
我国基本掌握新兴产业培育发展的经验。改革开放以来，随着科技水平和能力的提升，我国培育了新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批具有国际影响力的战略性新兴产业，成为新的增长引擎。从新兴产业培育的历程看，我国遵循了有为政府和有效市场相结合、技术驱动和市场拉动相结合的基本规律，经历了重大专项推动技术创新、示范工程开启市场应用、政策引导扩大市场需求三个培育发展阶段。例如，我国的新能源汽车从1992年到2022年的30年经历了培育发展的三个阶段。第一阶段（1992年—2009年）：研发和集成创新。从前期的探索研究到2000年被列入国家“863”计划重大专项，再到2006年确立了“三纵三横”技术发展战略（“三纵”是指燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车三种整车技术，“三横”是指多能源动力总成系统、驱动电机、动力电池三种关键技术），并通过集成创新形成新产品。第二阶段（2009年—2013年）：示范工程和产业规划。2009年启动“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”，25个示范城市共推广各类示范车辆27432辆，推动新能源汽车快速进入市场，同时不断提高技术水平。国务院印发了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》，为新能源汽车产业有序发展奠定了基础。第三阶段（2017年至今）：全面推广和市场化发展阶段。我国相继出台了税收补贴、市场指标、基础设施配套等产业政策，并加大基础设施建设。经过30年的创新培育，我国新能源汽车迎来爆发式增长。据公安部数据，2022年度中国新能源乘用车累计终端销量523.3万辆，同比增长79.8%。
推动我国未来产业发展的思考
未来产业发展既关系到我国竞争新优势的塑造，又关系到我国能否抓住全球产业结构和布局调整过程中孕育的新机遇，在激烈的国际竞争中赢得主动。我国未来产业的发展，一方面要精准把握科技前沿和未来产业发展新趋势，另一方面要看到未来产业培育发展的优势和存在的不足。随着经济快速增长，我国科技发展有了长足进步，在支撑未来产业发展的前沿科技领域相继实现重大突破，新型举国体制、超大规模国内市场、快速积累的海量数据、丰富的应用场景成为推动未来产业发展的新优势。但也要看到，我国科技创新和工业发展的整体水平尚未进入世界第一梯队，前沿关键技术、基础零部件、基础元器件、基础材料、基础软件、技术基础等受制于人的局面尚未根本性扭转。为此，可以从以下几个方面发力，推动未来产业发展。
强化未来产业技术创新策源。未来产业是基于重大前沿科技创新成果及其产业化的产物，面对一些西方发达国家对我国科技的打压和遏制，我们应围绕未来产业领域，建设若干全国重点实验室、国家技术创新中心、重大科技创新平台等，通过国家科技计划项目加强前沿关键核心技术攻关和基础研究，增强我国未来产业的原创能力。
加快未来产业人才引进培养。人才是第一资源，是未来产业关键核心技术实现突破、产业化以及企业发展的关键。通过产教融合，实现“学校+重大科技基础设施+大型科研院所+龙头企业”相互合作，建立一批专业人才培养基地，面向未来产业培养拔尖创新人才。根据未来产业领域对人才的需求，优化高校专业设置，加强未来产业领域学科建设。建立人才跟踪培养机制，重点引进一批掌握未来产业核心技术的国际顶尖人才和创新团队，长期稳定支持一批取得突出成绩且具有创新潜力的青年人才。
进一步打造未来产业培育高地。总结“10+1”未来产业科技园建设的经验，根据不同地区不同领域的进展情况，支持新一批未来产业科技园建设，协同教育、科技、人才资源以及各类创新主体，建设一批未来产业新型研发机构，开展产业共性关键技术研发、科技成果转化及产业化，探索新的研发组织模式，加快打造未来产业创新和孵化高地，降低研发成本和风险，缩短研发时间，完善未来产业发展的创新创业生态。
搭建未来产业应用示范工程。从我国培育战略性新兴产业的经验看，应用示范工程是推动集成创新、开启市场应用的有效手段。未来产业的培育需要充分发挥我国超大规模市场优势，围绕国家重大工程、生产制造、智慧城市等领域场景创新，遴选一些技术相对成熟、发展路径基本明确的未来产业，在部分试点园区和城市启动应用示范工程，创造应用场景。推进制度创新和产业基础设施建设，加快技术系统集成创新和产品迭代。推进公共技术服务平台建设和产业标准体系建设，提升产业发展的公共服务能力。
强化支持未来产业研发政策供给。未来产业的培育和发展本质上是一个前沿技术不断突破、进而加速产业化的过程。在这一过程中，要优化产业政策实施方式，提升政策精准性，统筹推进技术创新和产业培育，构建支持未来产业发展的长效机制。支持未来产业的领军企业牵头建立创新联合体，承担国家科技计划项目和地方科技计划项目。完善研发抵扣等税收激励政策，鼓励领军企业开展基础研究和应用基础研究。研究制定支持未来产业发展的政府新产品、新技术、新服务采购政策，完善知识产权保护机制。鼓励未来产业领军企业协同创新链产业链开展技术标准和产业标准的研究制定，加快建设现代化产业体系。
加大未来产业培育发展的金融支持。由于风险大、投入大、周期长等因素，未来产业的培育和发展需要多元化资金支持，包括政府研发投入、政府补助、企业投入、风险投资、银行信贷、社会捐赠等，通过多元化的资金投入降低未来产业的风险。通过国家科技计划，加大研发资金投入；通过设立未来产业引导基金，引导社会资本投资未来产业创新创业项目。鼓励未来产业科技园等基地与银行、资本市场深度合作，满足未来产业领域科技企业成长的融资需求。
加强创新生态建设，支撑产业发展。产业创新生态建设是产业发展的重要基础，未来产业正处于培育阶段，需要加强基础设施建设、加强产学研合作、完善监管体系等。一是加强超算中心、大科学装置等创新基础设施建设，支撑科学研究、技术开发、产品研制和检测，解决未来产业发展中的公共问题。二是完善未来产业监管体系，推动创新产业的成长和创新技术的市场准入。三是加强与产业界的合作，分担未来产业面临的技术和市场双重风险，促进技术转移和成果转化，加快未来产业发展。
推动未来产业开放合作。围绕重点产业方向，鼓励企业、大学等主体积极与国外顶尖大学、科研院所、企业开展研发合作，提升产业技术水平。围绕产业需求制定政策，吸引国外顶尖专家和团队来华工作。积极牵头和参与国际技术标准的制定，为产业“走出去”、进入国际市场提供技术保障。
（作者为北京工业大学经济管理学院教授，北京工业大学未来产业研究院院长）
责编/银冰瑶 美编/宋扬
声明：本文为人民论坛杂志社原创内容，任何单位或个人转载请回复本微信号获得授权，转载时务必标明来源及作者，否则追究法律责任。
