當今世界正處于百年未有之大變局之中，而未來產業是重塑全球創新版圖和經濟格局的重要領域。重點布局未來產業是積極應對不確定性未來的必然選擇，也是打造高質量發展新引擎的必由之路。本文作者科技與經濟社會發展研究所所長、研究員陳志，圍繞未來產業有哪些主要特征，其發展焦點與趨勢如何等話題展開了詳細論述，一起來看！

 

　　未來產業由科技創新驅動，將改變產業形態和產業體系，甚至帶來技術經濟范式的變化，從而引發技術革命和產業革命。各國均希望通過未來產業的發展在新一輪變革中占得先機，紛紛將焦點對準智能、健康、綠色三大主導技術群和戰略空間領域。由于未來產業會引發技術經濟社會的整體性、系統性轉變，政府公共政策不能局限于科技和產業政策，而是需要躍升到更高層面進行體系化變革，統籌科技、教育、產業、金融、能源、社會等各領域改革與政策舉措，激發企業、高校、科研機構等各主體的創新潛力與積極性。

 

　　在科技革命和產業變革加快演進的背景下，全球主要國家紛紛在人工智能、量子科技、生命健康等領域加強布局。雖然戰略背后的驅動因素、著力方式存在差別，但未來產業可能會引發技術經濟范式的轉變，帶來生產生活方式和社會形態的巨大變遷，各國決策者實際上都將這些政策議題納入視野，科技與產業政策等都面臨重大轉型的現實需求。

 

　　01

 

　　未來產業：從概念到實踐

 

　　未來產業與戰略性新興產業、基礎研究一樣，都是政策性概念，所以各國、各界都沒有形成統一的概念。關于未來產業，學界討論得比較早，亞歷克·羅斯2016年出版的《未來產業》一書把“未來產業”概念推廣到全球。我國學者也進行了很多研究，例如余東華（2020）認為，未來產業是“重大科技創新產業化后形成的、代表未來科技和產業發展的新方向、對經濟社會具有支撐帶動和引領作用的前瞻性新興產業”。

 

　　李曉華等（2021）提出，未來產業是“由處于探索期的前沿技術所推動、以滿足經濟社會不斷升級的需求為目標、代表科技和產業長期發展方向，會在未來發展成熟和實現產業轉化并形成對國民經濟具有重要支撐和巨大帶動，但當前尚處于孕育孵化階段的新興產業”。

 

　　雖然各種理解和定義存在一定差異，但是學界關于未來產業的主要特征已有基本共識。

 

　　一是未來產業是由科技創新驅動的。科技屬性是未來產業區別于傳統產業的主要特征，核心資源是知識要素、智力要素、數據要素等新要素，動力來自科學發現，也來自新興技術、前沿技術甚至顛覆性技術的涌現。

 

　　二是未來產業處于產業生命周期的早期，主要在萌芽期。很多學者認為它是新興產業的一種早期形態。這樣，未來產業與主導產業、支柱產業、戰略性新興產業建立了依次遞進的聯系。隨著技術的成熟、擴散進入高速增長期，未來產業在未來的某個時期（有學者認為可能為15至30年）會成為對經濟具有較強帶動作用的主導產業；如果其產業規模能夠進一步擴大，就會成為支柱產業。

 

　　三是具有較強的不確定性與外部性。未來產業往往還未形成確定的技術路線，發展進程與偶然性的技術突破密切相關，應用場景和市場前景也不確定，需要高額研發投入，并面臨高昂的試錯成本。

 

　　四是對經濟體系與社會變遷有關鍵性、支撐性和引領性作用。未來產業的發展與壯大，會引發產業體系的變革，進而對生產生活方式產生重大影響。當然，這種影響是復雜的，有兩種基本路徑：一種是“產業的未來”，已有技術群的演進、迭代、融合會改變產業的面貌，例如集成電路產業發展基本遵循了“摩爾定律”；另一種是“未來的產業”，這指的是技術軌道的變化，甚至是“技術制度”（technological regime）的變化，這就意味著隨著技術革命的發生，科學知識、工程技術、制造技術和流程、人力資本、管理和治理、基礎設施等復雜的綜合系統要發生重大變化。

 

　　當然，未來產業更多來自于世界各國和地方政府的產業發展實踐。2017年美國科技政策辦公室提出未來產業包括人工智能、量子信息科學、先進通信/5G、先進制造和生物技術等前沿技術和新興領域，強調這類技術和產業將給通信、教育、醫療等帶來革命性變化，并為解決科技、經濟、社會難題提供新技術新工具。

 

　　日本在2016年《科學技術基本計劃》中提出了“社會5.0”的概念，并在此愿景下，對未來產業的前沿技術持續進行部署。日本2020年制定的《科學技術創新綜合戰略2020》，則明確提出了面向未來產業及挑戰社會變革的人工智能、超算、大數據、衛星、清潔能源、生物技術等領域。

 

　　雖然具體內容各有不同，但發達國家政府部門和智庫機構所關注的未來產業主要集中在信息、生物、能源、新材料等領域，具體包括人工智能、物聯網、VR（虛擬現實）和AR（增強現實）、納米材料及新型材料、精準醫療、基因工程、新能源和節能技術、太空科技、自動駕駛汽車、人體增強等。

 

　　我國“十四五”規劃指出，在類腦智能、量子信息、基因技術、未來網絡、深海空天開發、氫能與儲能等前沿科技和產業變革領域，組織實施未來產業孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產業。各地方政府也積極謀劃未來產業并出臺了眾多專項政策，多個省市明確了未來產業的發展方向。

 

　　例如，安徽省提出發展量子科技、生物制造、先進核能、分布式能源、類腦科學、質子醫療裝備等未來產業；北京市提出重點發展量子信息、新材料、人工智能、衛星互聯網、機器人等未來產業；廣東省提出重點布局區塊鏈、量子通信、人工智能、信息光子、太赫茲、新材料、生命健康等未來產業。

 

　　2022年深圳市發布的《深圳市培育發展未來產業行動計劃（2022—2025年）》將未來產業劃分為兩類：一類是5至10年內有望成長為戰略性新興產業，如合成生物、區塊鏈、細胞與基因、空天技術等四個未來產業；另一類是10至15年內有望成長為戰略性新興產業，包括腦科學與類腦智能、深地深海、可見光通信與光計算、量子信息等四個未來產業。

 

　　02

 

　　未來產業發展焦點與趨勢：從技術革命到產業變革

 

　　未來產業最直接的影響是對原有產業體系的沖擊與改變，這需要從更宏大的技術經濟周期視角來把握發展大勢。從實踐看，各國政府都希望在新的科技革命和產業變革中找到“根技術”，控制“根產業”，這就要求在探尋執未來產業之“牛耳”者的過程中，牢牢把握技術革命與產業革命的潛在方向。

 

　　產業的本質是通過利用能量，實現對物質形態的改變，滿足人類的發展需求。如果這個過程的三大要素——主導技術、物質及能源利用、生產方式都發生了根本變化，產業革命就會發生。工業革命以來，每次產業革命約百年，包括兩次技術革命。

 

　　從長波周期規律看，我們仍然處于第五次技術革命，也就是信息技術革命的深度擴散融合時期。但是21世紀人類面臨的資源環境約束更為嚴峻，人類追求健康生活的訴求更為迫切。新一輪長波周期的核心驅動力極有可能超越以往周期相對單一的主導技術牽引，轉而表現為智能、健康、綠色三大主導技術群融合突破與協同支撐。

 

　　一是信息技術對經濟體系深入擴散與覆蓋，人工智能向通用人工智能發展將更多替代人類勞動力，擴充人類能力的邊界；二是延長生命是推動人類進步進化的重要動力，生物技術群在不斷突破的基礎上，與信息技術、腦科學、新材料等領域大融合，有望延長人類壽命，塑造生物經濟這一新經濟形態；三是能源革命是技術革命與產業革命的基礎與先導，新能源、信息技術等的融合，不僅僅是替代以化石能源為基礎的工業經濟范式的基礎底座，同時還將實現能源供需雙方的動態高效匹配。

 

　　總體看，全球未來產業發展正緊密圍繞這三大主導技術群，爭奪空天海洋等戰略空間，不斷推動產業變革，拓展網絡空間、生命空間與生存空間。

 

　　新一代信息技術產業

 

　　以人工智能、量子信息、未來網絡與通信、物聯網、區塊鏈為代表的新一代信息技術加速突破應用，成為全球未來產業最火熱的賽道。在人工智能領域，專用智能走向通用智能，場景創新成為驅動人工智能創新的重要方式。超大規模預訓練模型競賽持續進行，生成式人工智能爆發性增長，人工智能加速向生產工具邁進。

 

　　2022年11月，OpenAI推出的ChatGPT席卷了整個行業。2023年1月，全球每天約有1300萬獨立訪問者使用ChatGPT。美、英、日、韓、法等主要國家都加快了人工智能產業的頂層設計與部署，例如2018年歐盟發布《人工智能協調計劃》，提出了7項具體行動，2021年4月，則進一步提出《人工智能法案》條例草案。

 

　　我國近年人工智能產業已取得長足進展。根據中國信息通信研究院測算，截至2022年底，我國人工智能企業已達4227家。2022年我國人工智能核心產業規模達5080億元，同比增長18%。在量子信息領域，量子計算機多種技術路線并行發展，量子密鑰分發科研活躍。美國、英國、日本等均頒布了量子國家戰略和系列舉措，國際商業機器公司、谷歌、英特爾和微軟等科技巨頭持續布局，量子信息領域的投融資呈現爆發式增長。

 

　　根據麥肯錫公司數據，2020年和2021年投資金額分別為7億美元和14億美元。波士頓咨詢（BCG）預測，到2030年，在制藥行業，量子計算市場規模將達200億美元，化學、材料科學等規模將達70億美元。在未來網絡與通信領域，人網物深度融合、架構開放化演變、連接巨量泛在化、空天地海立體化仍在延續，人類行為逐漸向網絡空間遷移，萬物互聯成為新的發展趨勢。

 

　　2020年2月，國際電信聯盟（ITU）正式啟動面向2030及6G的研究工作，美國、歐盟、日本、韓國等均建設了國家級的網絡創新試驗環境，并制定了大量戰略和計劃布局未來網絡產業，美國電話電報公司、谷歌、微軟、亞馬遜、思科等運營商、互聯網公司、設備廠商均已在此方向加強布局。我國運營商、設備商依托各自技術優勢開展6G技術、標準預研。2021年4月，中國國家知識產權局公布的《6G通信技術專利發展狀況報告》顯示，在全球申請專利的約3.8萬項6G技術中，中國以35%的占有率居首位。

 

　　生物技術產業

 

　　以基因編輯、腦科學、合成生物學、再生醫學等為代表的生命科學領域孕育新的變革，生物技術與信息深度融合已成必然，精準醫療、智慧醫療等成為發展熱點。在基因技術領域，第三代和第四代基因測序技術占據產業制高點，基因編輯技術催生了基因治療方法和相關藥物。以細胞系改造、遺傳工程、診斷和治療應用等為重點的基因編輯產業鏈逐步成形，主要企業總部均在美國。

 

　　中國相關企業有幾十家，多處于產業鏈的中游，以試劑盒開發和技術支持為主。但我國在基因檢測服務方面快速發展，已經形成一定的國際競爭力。在類腦智能領域，神經網絡模型正催生神經計算、類腦芯片、類腦智能機器人等技術和產品，神經科學利用認知計算等修復或增強大腦功能，加速腦機接口技術的發展。腦科學已成為美國、歐盟、日本等國家和地區的未來戰略重點，這些發達經濟體都推出了類似的“腦計劃”。

 

　　類腦智能目前整體處于實驗室階段，腦機接口技術是類腦領域目前唯一產業化的領域，產品主要用于恢復或替代肌萎縮性側索硬化癥、中風、腦癱或脊髓損傷等疾病患者的功能。據Strategic Market Research估計，2030年全球腦機接口（包括侵入式和非侵入式腦機接口）市場規模將達到53億美元。我國產業界逐步推出產品，如科斗腦機、海天智能等公司研發生產出植入式腦微電極、腦控智能康復機器人等產品。

 

　　綠色低碳產業

 

　　作為全球未來能源的重要支撐，氫能、儲能、太陽能、核能和其他低碳能源的開發利用，結合智能電網技術等，正在改變能源結構。氫能，主要在氫制備與儲運、分布式加氫站網絡建設、氫能安全性技術等方面進行突破。圍繞氫能的全球競爭已然開始，美國制定了三步走的戰略，規劃到2035年氫能進入平價無補貼發展階段。歐盟氫能戰略的目標是到2050年在可再生氫能方面累計投資2000億美元至5000億美元。國際氫能委員會預計，到2030年全球燃料電池乘用車將達到1000萬輛至1500萬輛。豐田、本田的燃料電池汽車已經實現了商業化量產。

 

　　我國已是世界上最大的制氫國，氫氣年產量約3300萬噸。“十四五”期間，各地規劃氫燃料電池電堆的總產能已高達3000兆瓦，規劃的燃料電池汽車總產能超過10萬輛。先進儲能方面，近年來電化學儲能技術發展十分迅猛，主要集中在中長時間尺度儲能技術、短時高頻儲能技術、超長時間儲能技術等方向。

 

　　根據中關村儲能產業技術聯盟數據，截至2021年底，全球已投運儲能項目累計裝機規模達到209.4吉瓦，同比增長9.6%。隨著固態電池和液流電池等關鍵技術實現商業化，儲能行業的規模將大幅增加。國家發展改革委、國家能源局于2022年3月21日印發了《“十四五”新型儲能發展實施方案》，明確提出，到2025年新型儲能由商業化初期步入規模化發展階段，具備大規模商業化應用條件；到2030年新型儲能全面市場化發展。

 

　　戰略空間產業

 

　　當代科技的重要方向就是朝深空、深海、深地進軍，這些戰略空間科技與產業發展逐步走向“整體統一”的地球系統時代。在空天領域，“太空+互聯網”跨界融合，新興航天企業蓬勃發展，私有資本紛紛涌入，全球進入以全面商業化、軍民融合為特征的新太空時代。各國紛紛布局衛星互聯網產業，特別是利用低軌通信衛星星座為全球提供互聯網接入服務，其中以SpaceX公司推出的“星鏈”計劃進展最快。

 

　　截至2023年5月，“星鏈”計劃已有4000顆衛星在軌運行，該系統已向北美、歐洲、拉丁美洲等地區提供服務，正式進入商用階段。在海洋領域，海洋資源能源開發利用、海洋工程裝備制造、海洋生物醫藥是產業發展的重點。在海洋油氣資源方面，美歐科技強國投入巨大，掌握全球最先進勘探開發技術和裝備，油氣開發井最大水深已超過3400米，鉆進深度超過9000米，形成巨大產能。美國是全世界唯一擁有體系化深海采礦（約6000米水深）技術、裝備和經驗的國家。我國海洋技術創新和產業綜合水平快速提升，已具備淺海區常規油氣開發能力，但深水深層油氣勘探開發剛剛起步，仍處在第二梯隊。

 

　　03

 

　　變革的影響：從政策適應到政策躍遷

 

　　未來產業始于基礎科學的突破，完成于經濟學意義上的“創新”。在發展道路上，三種類別的創新——漸進型創新、破壞型創新和激進型創新相互交織相互強化，激進型創新是技術制度的整體變化，意味著新的技術革命。因此未來產業對全球經濟社會發展的影響是復雜的、綜合的，甚至會帶來技術—經濟—社會的整體性、系統性轉變。

 

　　對知識與技術體系產生顛覆性影響。量子計算機能夠更快地解決硬優化問題，甚至能夠解決當今完全無法解決的問題，強大的量子計算機還會破壞現有的依賴大數分解的加密協議。以人工智能為代表的新一代信息技術正改變科學實踐，大數據和智能化成為科研新范式，“基于人工智能的科學”（AI for science）正推動科學發現全面加快。

 

　　對產業的結構、生產與組織方式產生重大影響。萬物互聯和智能化推動產業結構形態從線性產業鏈向智能生態群演進。數據成為重要生產資料，在人工智能的推動下，智能設備、人和數據連接起來，并以智能方式利用數據。具體來講，ChatGPT在技術上激發人工智能體的主動化和主體化，各類產業和職業形態有望朝著軟件和硬件深度融合的方向發展。微軟正將旗下所有產品與ChatGPT全面整合，人工智能技術與生產力產品的結合有望進一步深入，進一步提升生產效率。工業互聯網的發展必然導致制造業出現平臺化趨勢，催生分布式制造，規模經濟和范圍經濟都將達到一個全新的高度。

 

　　物質基礎設施會迎來規模巨大的更新。氫能、核聚變等未來產業將把整個能源循環階段的環境負擔減到最小，也將對能源生產、儲存、分配、使用進行整體改變，這需要進行數量難以預測的巨大投資。分布式的可再生能源采集系統、存儲系統與智能電網的融合將構成綠色的能源體系，能源需求方也成為能源采集載體。

 

　　社會結構與倫理問題沖突加劇。新技術新產業肯定會造成失業失能等社會摩擦。元宇宙實現虛擬空間與實際空間的融合，產生所謂的“超關聯社會”。ChatGPT的興起則使得未來超級AI對人類的威脅相關議題突然變得緊迫起來。生物技術發展觸及人類倫理極限，未來不斷擴展人類壽命、健康、認知和能力的界限，倫理道德問題變得至關重要。人類需要從個體與集體的不同角度來思考怎樣應對壽命延長、記憶提取等諸多問題。

 

　　為應對以上多重影響，特別是智能、健康、綠色三大技術群的融合會產生激進型創新，帶來技術制度的整體變化，被動適應性的政策調整將不能滿足需要，未來產業的公共政策需躍升到更高層面進行體系化變革，政府需要統籌科技、教育、產業、金融、能源、社會等各領域改革與政策舉措，激發企業、高校、科研機構等各主體的創新潛力與積極性。

 

　　加強對基礎研究和關鍵共性技術的預見、聚焦與持續支持。培育和壯大未來產業必須將基礎研究提高到更加重要的地位，堅持自由探索和應用牽引“兩條腿”走路，穩步提高基礎研究經費投入，建立長周期資助與評價機制，開辟引領性方向，弄通未來產業關鍵技術背后的基礎理論和技術原理。加強技術預見，研判未來產業重點領域與發展方向，重點聚焦信息、生物、能源三大主導技術群，加強基礎研究、應用研究、技術創新的一體化布局。加強相關國家科技重大專項接續，圍繞未來產業組織實施面向2035年新的重大科技項目。

 

　　加強未來產業創新體系建設。未來產業需要長期高風險的創新投資，有多種研發路徑，需要充分發揮企業的科技創新主體作用，政府重點解決創新體系中的主體缺位、協調不暢等問題。不斷完善企業創新政策體系，強化對企業的激勵，支持企業前瞻布局基礎與前沿研究。在未來產業領域布局或支持一批產業技術研究機構，作為全產業鏈創新平臺，開展前沿技術、交叉融合技術和共性技術研發，實施產業跨界融合示范工程，為開辟新賽道、創造新產業提供支撐。

 

　　培育完善未來產業發展生態。由于未來產業存在高度的不確定性，需要強化人才、風險投資、數據與算力等創新要素向企業的匯集與開放，特別是向創新型中小企業集聚，培育形成初創企業、“小巨人”企業、領軍企業梯次接續的企業群體。要充分發揮科技領軍企業規模大、科技創新資源豐富等優勢，為中小微企業提供資金、科研基礎條件等，加強大中小企業融通創新，支持大企業內部創業。加強基礎設施、配套技術、技術標準建設，發揮政府采購、消費者補貼等需求面政策對創新產品的拉動作用，組織實施未來產業應用場景工程，為前沿技術的集成、迭代、轉化與市場實現提供條件。

 

　　加強新技術經濟范式的敏捷治理體系建設。針對未來產業發展，政府需改變治理思路，采用敏捷治理方式，在生物安全、科技倫理等方面完善法律法規，推動基礎性體制機制改革，強化國家、企業、科研機構等各主體在未來產業治理上的定位與功能發揮。改進新技術新產品新商業模式的準入機制和管理方式，破除不合理準入障礙，建立激勵創新、審慎包容的市場監管體系。加快建立和完善針對平臺型企業的新型治理與監管模式。積極參與全球規則與標準制定，構建與國際通行規則相銜接的政策體系和監管模式。

 

　　作者：陳志

 

　　來源：中國科學技術發展戰略研究院