當(dāng)前信息、生物和新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新特點分析

程家瑜，張俊祥，韋東遠(yuǎn)

（中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院，北京 100038）

當(dāng)前信息、生物和新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新特點分析

程家瑜，張俊祥，韋東遠(yuǎn)

（中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院，北京 100038）

與信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)相比，生物技術(shù)、新能源技術(shù)的發(fā)展仍然處于初期，產(chǎn)業(yè)規(guī)模和應(yīng)用范圍依然較小。未來10年左右，這些產(chǎn)業(yè)將會與信息產(chǎn)業(yè)并駕齊驅(qū)，還是某些產(chǎn)業(yè)會取代信息產(chǎn)業(yè)成為新的帶頭產(chǎn)業(yè)？本文對當(dāng)前信息、生物、新能源的技術(shù)創(chuàng)新特點進(jìn)行了分析。

信息技術(shù)；生物技術(shù)；新能源技術(shù)

Abstract:Compared with the information industry,biotechnology and new energy industries are still at the early stage of its development,and its industrial scale and scope of application are still relatively small.In the next 10 years,will these industries keep pace with the information industry,or will replace it and become the new leading industry?This article analyzes the characteristics of current industrial technology innovation on information,biotechnology and new energy industries.

Key words:information technology,biotechnology,new energy technology

1 信息技術(shù)以應(yīng)用創(chuàng)新和集成創(chuàng)新為主

國際金融危機(jī)后，全球信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度放緩。

2009年世界電子產(chǎn)品制造業(yè)產(chǎn)銷規(guī)模均處于下滑態(tài)勢，分別下降了8.32%和5.57%［1］。當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)的波動是受全球金融危機(jī)的短期影響，還是信息技術(shù)的紅利已到盡頭？我們認(rèn)為，信息技術(shù)仍然是未來一段時期引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)增長的強(qiáng)大動力，且具有以下特點。

1.1 信息技術(shù)出現(xiàn)重大原始創(chuàng)新成果越來越難

業(yè)界專家認(rèn)為，經(jīng)典的信息科學(xué)理論與技術(shù)需要變革，重大原始創(chuàng)新越來越難，CMOS技術(shù)無法維繼摩爾定律，IP技術(shù)難以支持網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，軟件越來越復(fù)雜帶來可信問題，信息系統(tǒng)的能耗成為嚴(yán)重負(fù)擔(dān)等。因此，今后10～20年，信息技術(shù)發(fā)展的主要模式是應(yīng)用創(chuàng)新和集成創(chuàng)新。

1.2 信息產(chǎn)業(yè)仍然最具創(chuàng)新活力

2010年5月30日，美國《商業(yè)周刊》的科技行業(yè)年度排行榜上［2］，排在前20位的除中國大陸的比亞迪外，其他都是從事信息產(chǎn)業(yè)的企業(yè)，例如美國的蘋果、亞馬遜，日本的軟銀、NTT DATA，韓國的三星電子，印度的塔塔咨詢以及中國大陸的騰訊等。當(dāng)前，信息技術(shù)呈現(xiàn)出高性能、寬領(lǐng)域、多方向的特點。集成電路的線寬現(xiàn)已達(dá)到60～45納米，今后向25納米發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加速向?qū)拵Аo線、智能方向發(fā)展；高性能計算向計算密集和數(shù)據(jù)密集方向發(fā)展；軟件系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、智能化和高可信的階段邁進(jìn)；泛在網(wǎng)推動硬件與軟件、系統(tǒng)與終端、內(nèi)容與應(yīng)用的高度融合。同時，信息產(chǎn)業(yè)不斷出現(xiàn)新的消費熱點，如Iphone、3D 電視等。

1.3 構(gòu)建巨型應(yīng)用系統(tǒng)成為信息技術(shù)創(chuàng)新的重要方向

信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，仍將對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國防建設(shè)起重要支撐作用并產(chǎn)生重大深遠(yuǎn)影響，一些巨型應(yīng)用系統(tǒng)初見端倪。例如，智慧地球?qū)盐锫?lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合；谷歌（Google）、IBM、微軟等世界著名 IT企業(yè)都建立了自己的云計算平臺，將各種資源集中在數(shù)據(jù)中心之上，以新的業(yè)務(wù)模式提供高性能、低成本的計算服務(wù)，支撐各類信息化應(yīng)用。

2 生物技術(shù)正在構(gòu)建技術(shù)體系

生物技術(shù)發(fā)展正在帶來醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、工業(yè)和環(huán)境領(lǐng)域的巨大變革。繼第一個基因工程藥物——重組人胰島素被批準(zhǔn)上市以來，現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)將近30年了。生物產(chǎn)業(yè)何時或者能否成為世界經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)？我們認(rèn)為，生物產(chǎn)業(yè)大發(fā)展還需要20年左右。

2.1 生物技術(shù)和生命科學(xué)研究正處于快速發(fā)展階段

目前，基因組研究開始從基礎(chǔ)向應(yīng)用轉(zhuǎn)化，癌癥基因組成為研究熱點，干細(xì)胞在理論研究、技術(shù)手段、醫(yī)學(xué)實驗和治療等方面取得較大進(jìn)展，基于生物整體研究的系統(tǒng)生物學(xué)已經(jīng)引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)將使生命科學(xué)的研究成果轉(zhuǎn)向工程技術(shù)應(yīng)用的過程得以縮短，生物制藥、轉(zhuǎn)基因作物、工業(yè)生物技術(shù)等也已經(jīng)被認(rèn)為是未來發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。盡管技術(shù)發(fā)展日新月異，但人們對生命科學(xué)的研究還處于探索階段，對整個生命體系的了解還很不夠。例如，人類還沒有搞清楚癌癥發(fā)病機(jī)理，科學(xué)家歷時10多年創(chuàng)造出的“人造生命”僅處于人造生命科學(xué)研究的最初階段。

2.2 生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有四大特點

一是投資大。眾所周知，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)具有高投入、高收益、高風(fēng)險、長周期的特征，全球大型制藥公司研發(fā)投入占銷售額的比重在9%～18%之間，著名生物技術(shù)公司的研發(fā)投入占銷售額的比重則達(dá)到20%以上，遠(yuǎn)高于制造業(yè)的水平；二是核心技術(shù)差異大。生物技術(shù)是通用技術(shù)，具有普適性，但對生物產(chǎn)品而言，每一種產(chǎn)品都需要專有的核心技術(shù)，如轉(zhuǎn)基因玉米的核心技術(shù)與轉(zhuǎn)基因棉花的核心技術(shù)具有顯著的差別，需要重點攻堅的技術(shù)難點存在很大差異；三是不需要大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，小公司就可以高產(chǎn)出；四是生物技術(shù)的擴(kuò)展還受制于倫理道德的困擾，目前在轉(zhuǎn)基因食品、克隆技術(shù)和基因診斷及治療等方面，都存在生物安全、生態(tài)環(huán)境和對人類傳統(tǒng)倫理、道德方面的爭論，已引起世界各國的普遍重視，一定程度上限制了生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3 新能源技術(shù)將帶來能源結(jié)構(gòu)的重大調(diào)整

據(jù)國際能源署（IEA）測算，2007年全球一次能源需求量已達(dá)120億噸油當(dāng)量，2030年將接近170億噸油當(dāng)量。預(yù)計2030年全球風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等新能源在一次能源消費中的比例將達(dá)到20%以上，發(fā)電總量將出現(xiàn)大幅度提升，新能源技術(shù)將帶來能源結(jié)構(gòu)的變革。

3.1 風(fēng)電技術(shù)已是全球發(fā)展最為成熟的新能源利用技術(shù)

歐洲、美國等發(fā)達(dá)國家的風(fēng)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展已相當(dāng)成熟，超大功率風(fēng)電機(jī)組（7MW～20MW）成為未來發(fā)展的主導(dǎo)趨勢，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展已步入快速成長期。據(jù)全球風(fēng)能理事會（GWEC）統(tǒng)計［3］，2009 年風(fēng)電累積裝機(jī)容量接近160GW，同比2008年增長超過31%；新增裝機(jī)容量超過38 GW，同比2008年增長超過40%。到2030年，IEA預(yù)計全球風(fēng)電的裝機(jī)容量將超過1000 GW，預(yù)計風(fēng)電量將為2700 TWh/年，相當(dāng)于全球發(fā)電總量的9%。

3.2 太陽能光電轉(zhuǎn)換技術(shù)有望取得重大突破

全球太陽能光伏產(chǎn)業(yè)已出現(xiàn)晶硅電池、薄膜電池、燃料敏化電池及有機(jī)物電池等多種發(fā)展路徑并存的局面。伴隨太陽能電池組件轉(zhuǎn)換效率的不斷提高，電池組件的成本持續(xù)降低，相關(guān)設(shè)備及工藝技術(shù)不斷獲得突破，產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模逐年擴(kuò)大。據(jù)歐洲光伏行業(yè)協(xié)會（EPIA）數(shù)據(jù)［4］，2010 年商業(yè)化的晶硅太陽能光伏電池組件轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化效率單晶硅已達(dá)21%、多晶硅達(dá)17%，太陽能硅基薄膜電池的轉(zhuǎn)化效率達(dá)11%、銅銦鎵硒（CIGS）達(dá) 14%、碲化鎘（CdTe）達(dá)12%。2030年太陽能光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率將進(jìn)一步提高，為大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用太陽能奠定基礎(chǔ)。

3.3 生物質(zhì)能不斷探索新的發(fā)展模式

當(dāng)前，美國、瑞典和奧地利等發(fā)達(dá)國家的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)居全球領(lǐng)先水平，生物質(zhì)能技術(shù)和裝置已實現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)業(yè)經(jīng)營，其發(fā)展規(guī)模分別占該國一次能源消耗量的4%、16%和10%。與以往生物質(zhì)熱化學(xué)和生物學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)相比，以微藻生物柴油技術(shù)為代表的 “第二代生物質(zhì)能技術(shù)”已取得關(guān)鍵性突破，正處于中試階段。受原料、商業(yè)環(huán)境、投資等方面因素的影響，大規(guī)模生物質(zhì)能應(yīng)用正在探索新的發(fā)展模式。據(jù)IEA預(yù)測，未來20年生物質(zhì)能將滿足全球一次能源消費需求的10%左右。2030年后，隨著生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)的突破，將有可能迎來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的躍升。

4 幾點思考

4.1 抓住技術(shù)群體突破的機(jī)遇

當(dāng)前技術(shù)出現(xiàn)群體性突破，準(zhǔn)確把握方向是關(guān)鍵。信息技術(shù)要以構(gòu)建巨型應(yīng)用系統(tǒng)為契機(jī)，大力發(fā)展以互聯(lián)網(wǎng)、3G、無線寬帶和無線傳感融合為基礎(chǔ)的“云計算”、“物聯(lián)網(wǎng)”、“智慧地球”等，加速向更多領(lǐng)域滲透和深度應(yīng)用；生物技術(shù)在不斷探索新理論、新方法的同時，加速向醫(yī)藥、工業(yè)、環(huán)保、能源、海洋、材料、信息等領(lǐng)域的應(yīng)用；新能源技術(shù)瞄準(zhǔn)低碳、環(huán)保和高效，大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等新能源，以及潔凈煤、智能電網(wǎng)、高效節(jié)能等技術(shù)，不斷創(chuàng)新應(yīng)用模式。此外，加強(qiáng)融合技術(shù)研究和集成創(chuàng)新，為解決重大問題提供新理論、新方法、新路徑和新平臺。

4.2 發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，向價值鏈高端轉(zhuǎn)移

高技術(shù)的密集創(chuàng)新推動了以智能、綠色和普惠為特征的新產(chǎn)業(yè)發(fā)展，正在改變整個產(chǎn)業(yè)鏈分工和經(jīng)濟(jì)增長方式。在新興產(chǎn)業(yè)的競爭中，發(fā)展中國家就是要沿著全球產(chǎn)業(yè)價值鏈從勞動密集的環(huán)節(jié)分別向資本技術(shù)密集環(huán)節(jié)和信息管理環(huán)節(jié)提升。因此，新形勢下我國應(yīng)大力發(fā)展信息、生物、新能源以及航空航天、新材料和海洋等一批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和結(jié)構(gòu)調(diào)整，逐步實現(xiàn)向國際產(chǎn)業(yè)分工的價值鏈高端轉(zhuǎn)移。

4.3 積極應(yīng)對世界高技術(shù)競爭

美國和歐洲等國家通過技術(shù)優(yōu)勢，獲得了高于產(chǎn)業(yè)平均利潤的 “創(chuàng)新增益”。為保持競爭優(yōu)勢，美國、日本、歐盟等國家選擇信息、生物、能源、環(huán)境、綠色制造等重點領(lǐng)域，增加科技投入，通過各種政策使先進(jìn)技術(shù)迅速進(jìn)入市場，力圖在新興產(chǎn)業(yè)和先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的國際競爭中搶占先機(jī)。中國、俄羅斯、印度、巴西等新興經(jīng)濟(jì)體選擇的重點研發(fā)領(lǐng)域也與發(fā)達(dá)國家趨同，這將導(dǎo)致國際高技術(shù)競爭的進(jìn)一步加劇。因此，在新一輪國際競爭中，一方面，我國應(yīng)根據(jù)自身產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，積極參與新興產(chǎn)業(yè)的國際分工，力爭在產(chǎn)業(yè)價值鏈的高端占有一席之地；另一方面，要積極掌控知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，打破國外高技術(shù)壟斷，實現(xiàn)重點產(chǎn)業(yè)的跨越發(fā)展。

［1］ Global Information,Inc.．Yearbook of World Electronics Data 2009/2010［M］．September 2009.

［2］中國新聞網(wǎng).《商業(yè)周刊》公布2010年全球科技企業(yè)100強(qiáng)［DB/OL］.http://www.chinanews.com.cn/it/it-itxw/news/2010/05-28/2309207.shtml，2009-05-28.

［3］ GWEC.Global Wind Report 2009［DB/OL］.http://www.gwec.net/index.php?id=167&L=hytfykxckcvagce.

［4］ EPIA.Roofs could technically generate up to 40%of EU’s electricity demand by 2020 ［DB/OL］.http://www.epia.org/fileadmin/EPIA_docs/public/100623_PR_BIPV_EN.pdf，2010-7.

（責(zé)任編輯 譚果林）

Analysis of Industrial Technology Innovation of Information,Biotechnology and New Energy Industries

Cheng Jiayu,Zhang Junxiang,Wei Dongyuan
（Chinese Academy of Science and Technology for Development,Beijing 100038,China）

F276.44

A

2010-08-17

程家瑜（1962-），男，湖北仙桃人，中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院研究員；研究方向：技術(shù)預(yù)測、技術(shù)路線圖、科技政策和管理。