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过去十年，中国科技创新产业发展势头迅猛，技术创新能力稳步提升，在众多领域实现了关键技术突破，成功从技术引进阶段跨越至自主创新阶段。
高端装备自主化
高铁、核电和北斗卫星导航堪称中国高端制造极具代表性的三张名片。它们均历经从引进国外先进技术，到消化吸收并实现自主创新的过程，分别诞生了“华龙一号”“国和一号”三代核电技术以及“复兴号”中国标准动车组，在新一代核电技术和高铁技术研发方面跻身世界前列。
中国庞大的市场需求，加之相关市场主体持续不断的技术创新，有力推动了高端装备制造业的进步与赶超。中国核电工业起步早于高铁，20 世纪 80 年代引进法国技术建设大亚湾核电站。在三代核电技术之前，还引进过加拿大、俄罗斯的核电技术，但法国核电技术影响最大。“十一五”核电发展黄金期，中国建设了大量基于法国技术自主改进的“二代加”核电机组，然而受引进法方技术条款限制，中方无法独立出口这些技术。2003 年，中国计划统一核电技术路线，引进新的三代核电技术，经过三年谈判，美国 AP1000 技术中标，为此成立国家核电技术公司负责技术引进消化吸收。与此同时，中核、中广核分别在法国技术基础上研发出自己的三代核电技术。2012 年福岛事故后国内核电重启，要求新建核电采用三代安全标准技术，此后三年，中国核电技术路线经历了激烈的三代核电技术竞争，竞争主角从上一轮招标的海外技术转变为国内三家核电公司的自主技术竞争，这一轮竞争奠定了中国核电产业的发展格局。中核、中广核的“华龙一号”首期工程分别在福建福清和广西防城港开工建设，中核福清前两台“华龙一号”机组于 2022 年初全部投产。国家核电与电力央企中电投合并为国家电投后，继续推动 AP1000 技术的引进创新，并在 AP1000 首堆投运后，开启自主三代“国和一号”技术建设，该机组落地山东荣成，有望 2023 年并网发电。不仅三代核电技术实现自主化，在四代核电技术和新型核电技术领域，中国也正从追赶到领跑，华能集团控股开发的 2012 年底开工的高温气冷堆已并网，2017 年中核集团开工了快堆示范工程，这两种新堆型均为四代核电技术，对安全性、经济性、防核扩散、核能可持续利用等方面提出了更高要求，中国核电技术已走在世界前列。
相较于核电的曲折发展，中国高铁的技术赶超更为迅速，约十年时间便完成了从引进到自主创新的全过程，且不断更新技术指标，持续引领全球。2003 年 6 月，原铁道部提出铁路“跨越式发展”，对于高速动车组和时速 200 公里以上列车，采用技贸结合方式整体引进技术、消化吸收并逐步实现国产化，力争达到国际先进水平，随后中国展开了铁路史上最大规模的引进消化吸收再创新工程。2004 年和 2005 年，加拿大庞巴迪、日本川崎、法国阿尔斯通、德国西门子分别在两轮招标中与中方企业组成联合体中标，原南车、北车与这四家合作方分别开发出第一代的 CRH1、CRH2、CRH5 和 CRH3 车型，中国高铁时代借助上述四国的引进技术拉开帷幕。列车时速从 200 公里 – 250 公里提升至时速 300 公里 – 350 公里，中国高铁产业经历了“逆向复制”到“正向设计”的过程，起初只能“依葫芦画瓢”，虽获得制造技术，但对原理、核心算法并不掌握。2008 年，原铁道部与科技部签署《中国高速列车自主创新联合行动计划》，提出研发新一代时速 350 公里及以上高速列车的目标，首批落地线路为京沪高铁。此次“行动计划”先确定技术指标再进行研发设计，中国高铁自此进入自主的“正向设计”阶段，原有的开发平台已无法支撑新列车研发，必须进行自主设计。开发阶段，试验列车 CRH380AL 在京沪线先导段创造了时速 486.1 公里的世界高铁最高运营试验速度。2011 年 6 月，京沪高铁开通运行，CRH380A 和 CRH380B 列车分别从北京和上海开出，中国高铁进入时速 300 公里以上时代。在 CRH380 之后，中国开启新一代动车组自主研发。2015 年 6 月，中国标准动车组试验列车在铁科院环形试验基地下线开始试验工作，下线的标准动车组有四方公司生产的 CRH – 0207 和长客公司生产的 CRH0503 两种型号，即“复兴号”。2017 年 6 月，首对“复兴号”列车（CR400）分别从北京和上海相对开出，中国高铁进入“复兴号”时代。到 2020 年 12 月底，时速 250 公里的 CR 复兴号投入使用，至此，复兴号系列动车组全部投入使用，覆盖了时速 160 公里 – 350 公里的多种车型。目前，新一代高铁研发已启动，中国将在高铁领域继续保持领先。2021 年 1 月，国铁集团提出组织实施“CR450 科技创新工程”，研发更安全、更环保、更节能、更智能的复兴号新产品。2022 年 4 月，复兴号综合检测列车以 435 公里的时速“极速会车”，创造了明线交会时速 870 公里的世界纪录。2022 年 6 月，国机集团与科技部签署《“高铁引领”科技攻关联合行动合作协议》，全面启动 CR450 国家层面科技攻关。
核电、高铁之外，中国的卫星导航技术“北斗”同样经历了从引进到自主化的历程。2020 年 6 月，中国“北斗三号”全球卫星导航系统的 30 颗组网卫星全部顺利发射并到位，开始全球范围服务。在北斗之前，定位导航服务主要提供商是美国 GPS，1989 年美国发射第一颗 GPS 卫星，此后 GPS 成为全球定位导航代名词。直到 1994 年“北斗一号”工程获批，2000 年中国发射两颗地球静止轨道卫星，“北斗一号”建成系统并投入使用。2007 年 – 2012 年，“北斗二号”系统陆续部署。北斗建设是长期工程，实现商业化需足够密集的卫星部署以及长时间稳定运行，稳定性依赖卫星上每个零部件零缺陷。早期，很多关键零部件靠进口，尤其是芯片。尽管北斗卫星已上天，但早年中国大部分导航设备公司主要购买 GPS 定位算法进行二次开发，GPS 一度占据中国导航行业超 90% 的市场份额。直到 2008 年，中国公司自主研发的卫星导航基带处理芯片和射频芯片陆续研制成功，不仅满足北斗需求，成本还大幅下降，为北斗技术突破研发的各类芯片，不仅用于北斗卫星，还因成本低陆续应用于各类消费电子设备，产业协同效应显现。2020 年 6 月，北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星整装待发。在北斗二号和北斗三号部署期间，相关产业政策积极支持，自 2013 年起，各部委联合出台鼓励北斗系统民用落地的相关政策，要求特定车辆加装北斗兼容车载终端。随着落地应用场景出现以及相关产业链逐步成熟，2017 年 11 月首次发射的北斗三号卫星已实现所有零部件国产化。2021 年 5 月，第 12 届中国卫星导航年会上，主管部门提到，预计 2025 年，中国北斗产业总值将达到 1 万亿元。
新一代信息科技突破
信息通信技术发展对国家科学研究、经济建设、国家安全等方面至关重要。超级计算机是衡量国家信息技术发展水平的顶级指标，几乎所有技术突出国家都投入超级计算机研究，因其常被用于核爆炸模拟、油藏模拟、极端天气预报、天体物理模拟、密码分析、疫病研究与药品开发等重大国计民生场景。过去 30 年全球计算机技术飞速发展，实现重大飞跃，现在排名世界第一的超级计算机每秒可完成 10 的 18 次方次运算，形象地说，若全世界人口每人每秒能完成一次运算，大约 4 年才能完成超级计算机 1 秒的工作量。中国国家高技术研究发展计划（863 计划）曾将“高性能计算机及其核心软件”作为重要突破项目。今年 5 月，第 59 届 ISC2022（国际超算大会）发布最新 TOP500 榜单，该榜单由国际组织“TOP500”从 1993 年开始编制，针对全球已安装的超级计算机进行排名，每半年发布一次，主要追踪侦测高性能计算发展趋势。这份榜单中，中国共有 173 台超算入榜，排名第一，占全球 34.6%，其中神威太湖之光位列第六，天河二号位列第九。美国第二，128 台入榜，占比 25.6%。日本第三，33 台入榜，占比 6.6%。德国第四，31 台入榜，占比 6.2%。法国第五，22 台入榜，占比 4.4%。榜单上前十的超级计算机中，有五台在美国，有两台在中国。目前 863 计划支持的“中国国家网格”已在八个城市落地国家超级计算中心，包括无锡、天津、济南、深圳、长沙、广州、郑州、昆山，这些超级计算中心正成为支撑国家重要项目的算力基础设施。
5G 基础技术的突破是中国通信技术占据全球制高点的关键。中国 5G 专利数量全球瞩目，国家知识产权局知识产权发展研究中心最新报告显示，全球声明的 5G 标准必要专利共 21 万余件，涉及 4.7 万项专利族，中国声明 1.8 万项专利族，全球占比近 40%，排名第一。过去，中国企业长期需向诺基亚、爱立信、高通等掌握通信专利的企业支付专利费用，5G 技术创新让头部企业逐步受益，2021 年华为正式开始实施 5G 专利许可收费，采用 5G 手机售价的合理百分比费率，单部许可费上限 2.5 美元，使中国企业可享受更廉价的专利费用。中国 5G 产业链上下游最为完整，有华为、中兴等通信设备企业，也有中国移动、中国联通、中国电信等通信运营商，前者承担技术创新重责，后者承担基础设施普及任务。工信部最新统计数据显示，截至 4 月末中国已建成 5G 基站 161.5 万个，成为全球首个基于独立组网模式规模建设 5G 网络的国家，5G 基站占移动基站总数的比例为 16%。完整的 5G 产业布局在消费端，用户可享受更快网速及未来 5G 技术应用创新；在企业端，智能工厂、自动驾驶等产业数字化实践将具备网络支撑。
新一代信息技术与制造业深度融合，正引发影响深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。承载产业数字化的不仅有 5G 网络，还有云计算基础设施，云计算作为承载数据的基础设施，正成为国家战略重要一环。今年 2 月，国家发展改革委、工业和信息化部等部门联合发文，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区以及六个西部省份启动建设国家算力枢纽节点，并规划十个国家数据中心集群，至此全国一体化大数据中心体系完成布局，“东数西算”工程启动。按照规划，国内将构建统一的算力网络体系，引导东部算力需求到西部，一批数据中心将在西部建设。在云计算市场，“国家队”和民营企业都在发挥自身优势，“国家队”更多是基础设施建设者，电信运营商将是国家数字经济的基础设施建设者，统一向全社会提供算力资源、网络资源，2022 年，中国移动、中国电信等电信运营商为落实“东数西算”政策，云与数据中心建设相关开支在总支出中的占比已接近 50%。阿里、腾讯、华为等民营主体则发挥技术优势，互联网云厂商近年来在金融数字化市场的实践具有代表性，一批实践案例既符合监管，又因技术、产品优势和创新意识获得市场认可。云计算厂商在金融市场的业务进展就很典型，早年国内金融机构核心系统几乎都由 IOE（IBM 的大型机、小型机、Oracle 数据库、EMC 存储设备）构成，以 IBM 大型机为例，全球市场份额仍高于 90%，全球金融机构几乎都需采购 IBM 大型机。近两年，阿里云、华为云等云厂商帮助几家国内银行用分布式云平台替代了 IBM 大型机，既满足国产替代诉求，也带来中国金融机构业务创新，当然这只是开端。
人工智能是新一代信息通信技术领域的高地。2017 年中国印发《新一代人工智能发展规划》，人工智能正式上升为国家战略，这是中国首个面向 2030 年的人工智能发展规划，2018 年、2019 年连续三年政府工作报告均提及加快人工智能产业发展，2020 年人工智能被列入“新基建”范围。在“新基建”背景下，人工智能为智能经济发展和产业数字化转型提供底层支撑，推动其与云计算、大数据、物联网等领域深度融合。中国人工智能技术在过去几年逐渐渗透到各行各业，涌现出大量 AI 公司、掌握 AI 算法的互联网公司、针对行业数字化的技术服务公司等。在手机上，算法可进行个性化推荐；在机场，可通过人脸识别进行安检；在工厂里，人工智能技术帮助提升员工操作安全性和效率；语音交互技术不仅让家居变得智能，还帮助留存中国多样化方言样本。人工智能算法最早由以谷歌为代表的美国公司研发、开源，中国公司大多在此基础上做相关应用，底层技术至关重要，不少科技公司致力于突破底层技术关卡，以百度为例，国际调研机构 IDC2021 年发布的报告显示，在深度学习平台领域，百度飞桨和谷歌、Meta（Facebook）分列行业前三。中国科学技术信息研究所发布的《2021 全球人工智能创新指数报告》显示，目前全球人工智能发展呈现中美两国引领、主要国家激烈竞争的总体格局，中国人工智能发展成效显著，创新水平已进入世界第一梯队，与美国差距进一步缩小。
产业升级是时代新命题
科技创新带来的产业升级仍在持续，产业智能化、产业绿色化以及建设人才培养体系、持续提升创新能力，都是后续产业升级的重要议题。以芯片产业为例，过去十年是全球半导体行业走出低谷、进入上行周期的阶段，也是中国半导体行业飞速发展的十年，在政策、资本市场、市场规模等方面堪称中国半导体发展的“黄金十年”，但中国芯片产业仍需“补课”。半导体行业市场竞争充分，与高铁等大型基础设施不同，除国家意志外，还需经受市场考验。中国是全球半导体产业最大销售市场，根据第三方数据咨询 BCG 和 SIA 的数据，中国市场最终消费占全球芯片产品的 24%，与最大需求方美国市场相当，若加上中国购买芯片制造成产品再出口到全球，这部分市场规模则达 35%，广阔市场为中国半导体企业成长提供了土壤。作为技术创新主体的企业，在此土壤上通过不同方式将创新商业化、发展壮大。在半导体领域研发创新投入大、风险高、回报周期长，国产 CPU 公司龙芯创始人胡伟武曾说创业是“九死一生”，而在半导体领域创业则是“九十九死一生”。得益于这黄金十年，投入半导体行业的资金远超前一个十年之和，为中国半导体企业提供了技术创新底气，科创板设立也为资本提供了退出通道，第一批登陆科创板的企业中约六分之一属于半导体行业。2014 年国家集成电路产业投资基金正式设立，对中国半导体产业发展起到重要引导作用。2001 年，张汝京带领工程师团队在张江创立中芯国际，这是中国半导体产业的分水岭，对产业生态建立至关重要，许多芯片设计公司此时开始建立，一些中国芯片设计公司与中芯国际共同开发工艺、产线。2010 年，中芯国际向中国芯片设计公司格科微电子交付 10 万片 8 寸晶圆用于 CMOS 图像传感器加工技术，并实现 65 纳米工艺量产。2016 年上半年，中芯国际满产，产能利用率接近 100%，收入、毛利、利润等盈利指标均创历史新高。2017 年 10 月，前台积电研发处前处长梁孟松入职中芯国际，在中芯国际研发 28 纳米、14 纳米先进工艺制程。2018 年 10 月中芯国际宣布 14 纳米 FinFET 工艺研发成功，成为中国大陆唯一一家能自主进行 28 纳米以下制程芯片生产的晶圆代工厂。
亲历中国 50 年半导体行业发展历程的行业观察家莫大康分析，中国半导体产业发展离不开自主研发、兼并及合资三条路，其中研发是根本，人才在半导体行业至关重要。在半导体行业，一个经验丰富、成建制的团队对事情成功起着决定性作用，如今只有 ASML 公司的极紫外光刻机能够制造 5 纳米及以下制程的芯片，而能操作这台光刻机的工程师寥寥无几。
过去十年是中国科技产业转型升级的加速期，科技人才推动了中国科技产业迅猛发展，同时前沿技术、新兴产业、数字化转型等领域迫切需要更专业、更庞大的科技人才队伍。科学家钱学森早在 2005 年就提出“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”这一著名的“钱学森之问”，如今 17 年过去，中国在科技创新人才培养上已初步摸索出系统性解决方案。2010 年国务院颁布《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010 – 2020 年）》，这是 21 世纪中国第一个教育规划，也是今后指导全国教育改革和发展的纲领性文件。此后，培养数、理、化、生、计算机等基础学科拔尖人才的“珠峰计划”，选拔有志于服务国家重大战略需求人才的“强基计划”，以及为高层次人才提供特殊支持的“万人计划”等重大人才工程项目不断涌现。在高等教育人才培养上力度空前，教育部数据显示，自 2012 年到 2021 年，高等教育阶段国家财政性教育经费约翻了一番，累计超过 5 万亿元。据美国乔治城大学安全与新兴技术研究中心（CSET）2021 年发布的报告，2000 年美国 STEM 领域（理工科）授予博士学位的数量是中国的两倍，但从 2007 年起中国反超并持续增长，2016 年 – 2019 年短短四年间，在中国大学攻读理工科博士的学生数量增加了四成，报告认为到 2025 年中国理工科博士数量将是美国的两倍。各行业科研人才发展同样迅猛，科技部最新一期发布的《中国科技人才发展报告》数据显示，“十三五”期间（2016 年 – 2020 年），中国 R &D（基础研究、应用研究和试验发展）人员全时当量（全时加非全时人员按工作量折算为全时人员数的总和）快速增长，从 2016 年的 387.8 万人年增长至 2020 年的 509.2 万人年，年均增速超过 7%，连续多年居世界第一。科技部报告同时指出，在一些重要指标上中国与国际差距仍不小，比如科研人员投入强度（每万名就业人员中，R&D 人员的全时当量），丹麦、韩国等发达国家数值是中国的 3 倍以上。此外，企业 R &D 人员增速放缓、R&D 中的研究人员占比低于世界主要国家、R&D 人员区域分布不均等问题也值得关注。
除学界与业界科研工作者外，中国科技人才培养的另一个短板是高级技工，尤其是在新兴产业领域。人社部中国就业培训技术指导中心 2021 年发布的《新职业在线学习平台发展报告》显示，未来五年新职业人才需求规模庞大，人才缺口近千万，其中预计云计算工程技术人员近 150 万、物联网安装调试员近 500 万、无人机驾驶员近 100 万、人工智能人才近 500 万、工业机器人系统操作员和运维员均达到 125 万。近年来，职业教育在教育改革创新和经济社会发展中的地位愈发突出，2019 年以来高职院校扩招 100 万人，随后两年再度扩招 200 万人。去年颁布的《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》明确提出，到 2025 年职业本科教育招生规模不低于高等职业教育招生规模的 10%，这意味着不仅要让职教生上高职，还要上职业本科，深入培养人才。此外，为避免学校培养与企业需求脱钩，产教融合、校企合作在职业教育中变得更加重要，华为、阿里、腾讯、大疆等几乎所有中国头部科技企业都在探索这一模式，让学生毕业后能够学以致用、用以促学、学用相长。
过去十年是中国科技创新发展的黄金十年，也为接下来的十年奠定了基础。下一个十年中国科技创新体系会呈现出怎样的图景，“以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合”的创新体系能完善迭代到什么程度，将是核心要义。
