鑄造強(qiáng)國重器：關(guān)鍵核心技術(shù)突破的規(guī)律探索與體系構(gòu)建

余 江 陳 鳳 張 越 劉 瑞

1 中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院 北京 100190

2 中國科學(xué)院大學(xué) 公共政策與管理學(xué)院 北京 100049

3 中國科學(xué)院大學(xué) 北京 100049

1 關(guān)鍵核心技術(shù)的重要意義

我國的科技事業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)近年來取得長足進(jìn)步，重大創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，科技創(chuàng)新能力得到顯著提升，一些領(lǐng)域已在國際上處于并行或者領(lǐng)跑地位。但是，在以高端芯片、基礎(chǔ)軟件、核心發(fā)動機(jī)、高檔數(shù)控機(jī)床、特種材料等為代表的關(guān)鍵性領(lǐng)域，依然存在顯著的短板。而 2018 年 4 月美國商務(wù)部對我國中興公司的制裁，造成了舉國震動。這從一個側(cè)面暴露了，由于核心技術(shù)短板使得國內(nèi)戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)受制于人的現(xiàn)狀以及帶來的巨大潛在風(fēng)險，也警示我們掌握關(guān)鍵核心技術(shù)對于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國家安全等具有的戰(zhàn)略重要性。

關(guān)鍵核心技術(shù)的缺失，已經(jīng)引起國家最高領(lǐng)導(dǎo)層的高度重視，在 2018 年 5 月召開的兩院院士大會上，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，“實踐反復(fù)告訴我們，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能從根本上保障國家經(jīng)濟(jì)安全、國防安全和其他安全”[1]。同年 7 月，習(xí)近平總書記主持中央財經(jīng)委員會第二次會議時，對解決當(dāng)前“卡脖子”問題進(jìn)行了專題研究，要求我國科技界和產(chǎn)業(yè)界切實增強(qiáng)緊迫感和危機(jī)感，切實提高我國關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新能力，把科技發(fā)展主動權(quán)牢牢掌握在自己手里。

科技強(qiáng)國建設(shè)是一場新的長征[2]，在風(fēng)云變幻的國際政治經(jīng)濟(jì)形勢下，全球科技競爭愈發(fā)激烈，能否突破和掌握作為強(qiáng)國重器的關(guān)鍵核心技術(shù)，形成有效的高端科技供給能力，真正改變戰(zhàn)略性領(lǐng)域受制于人的被動局面，對我們向科技強(qiáng)國邁進(jìn)具有決定性的標(biāo)志意義。形勢逼人，而對關(guān)鍵核心科技的突破規(guī)律及攻堅創(chuàng)新體系構(gòu)建的戰(zhàn)略研究至關(guān)重要，亟需加強(qiáng)相關(guān)的研究思考[3]。

2 識別關(guān)鍵核心技術(shù)突破挑戰(zhàn) 把握關(guān)鍵核心技術(shù)的特點

2.1 關(guān)鍵核心技術(shù)的主要挑戰(zhàn)與瓶頸

我國近年來在高科技領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步[4]，但是在以高端芯片、基礎(chǔ)軟件、核心發(fā)動機(jī)、高檔數(shù)控機(jī)床、特種材料等為代表的諸多戰(zhàn)略性領(lǐng)域，以歐、美、日為代表的發(fā)達(dá)國家和地區(qū)掌握著大量的關(guān)鍵核心技術(shù)，而我國的研究水平和產(chǎn)業(yè)能力差距仍然很大，存在一系列明顯的“卡脖子”短板[5]。例如，在以核心處理器、存儲器和 FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）等為代表的高端基礎(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)的商用化研發(fā)剛剛起步；作為全球最大的集成電路消費(fèi)國和顯示面板制造國，我國在芯片光刻機(jī)、面板真空蒸鍍機(jī)等產(chǎn)業(yè)核心工藝設(shè)備和材料方面仍然高度依賴國外產(chǎn)品與技術(shù)；在金融、能源以及銀行等國計民生重要部門關(guān)鍵業(yè)務(wù) IT（信息技術(shù)）系統(tǒng)方面，國產(chǎn)產(chǎn)品舉步維艱；在重要數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)、軟件操作系統(tǒng)以及重要工業(yè)設(shè)計軟件系統(tǒng)等領(lǐng)域，國內(nèi)產(chǎn)品很多是空白；在關(guān)鍵材料方面，高端軸承鋼、航空關(guān)鍵鋼材以及基礎(chǔ)電子化學(xué)品等領(lǐng)域，我國存在太多的產(chǎn)品空白等；另外，涉及航空動力系統(tǒng)、高端數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人控制和高端醫(yī)療設(shè)備以及重大科學(xué)儀器等產(chǎn)業(yè)的很多核心技術(shù)我國還遠(yuǎn)沒有掌握。應(yīng)該說這些“卡脖子”短板很多是長期以來困擾我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的“老大難”問題，關(guān)系到戰(zhàn)略性領(lǐng)域的國際話語權(quán)，可能對我國經(jīng)濟(jì)社會的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展造成影響，已經(jīng)引起舉國上下的高度重視。

2.2 把握關(guān)鍵核心技術(shù)的特點

根據(jù)前期調(diào)研分析，我們認(rèn)為作為強(qiáng)國重器，關(guān)鍵核心技術(shù)一般具有如下主要特性。

（1）高投入、長周期。核心技術(shù)研發(fā)投入巨大，單個國際集成電路巨頭一年的新技術(shù)和新設(shè)備投入往往可以達(dá)到百億美元之巨，而我國相關(guān)的一個國家科技重大創(chuàng)新專項數(shù)年來研發(fā)資金投入也達(dá)數(shù)百億元人民幣。關(guān)鍵核心技術(shù)難題的復(fù)雜程度高、探索周期長，例如一款核心發(fā)動機(jī)的研發(fā)周期往往達(dá)到 15—20 年。

（2）知識的復(fù)雜性、嵌入性。例如集成電路芯片工藝技術(shù)，進(jìn)入極紫外光刻（EUV）階段，涉及大量緘默知識、專利和 know-how（技術(shù)訣竅）。從國際經(jīng)驗看，從名校科班博士畢業(yè)成長到獨(dú)當(dāng)一面核心技術(shù)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人，一般要在研發(fā)一線（前沿企業(yè)實驗室或者和一線企業(yè)合作的科研院校實驗室）潛心打磨 10—15 年以上，積累大量緘默知識并經(jīng)歷階段性失敗的錘煉。

（3）國際核心系統(tǒng)與部件市場的寡頭壟斷。整體上看，核心系統(tǒng)與核心部件市場往往呈現(xiàn)寡頭壟斷的格局。例如，全球集成電路中關(guān)鍵的光刻機(jī)等重要裝備和核心關(guān)鍵材料往往是由 1—2 家跨國公司壟斷。

（4）核心技術(shù)突破的商用生態(tài)依賴性。關(guān)鍵核心技術(shù)的商業(yè)化突破，需要構(gòu)建包含上、中、下游研發(fā)伙伴協(xié)同合作的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，面向商用來推動技術(shù)和產(chǎn)品持續(xù)市場化。一方面，關(guān)鍵核心技術(shù)的高度復(fù)雜性往往需要在產(chǎn)業(yè)實踐中不斷試錯和測試，積累大量經(jīng)驗數(shù)據(jù)來持續(xù)提高性能；另一方面，關(guān)鍵核心技術(shù)需要通過產(chǎn)品轉(zhuǎn)化和大規(guī)模應(yīng)用的解決方案來實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)價值，而那些缺乏產(chǎn)業(yè)生態(tài)支持的實驗室“樣品”性能再高，也難以形成規(guī)模商用。

2.3 突出問題分析

通過前期調(diào)研，我們也發(fā)現(xiàn)在關(guān)鍵領(lǐng)域的科技創(chuàng)新體系取得進(jìn)步的基礎(chǔ)上，國內(nèi)在“卡脖子”短板背后的基礎(chǔ)科學(xué)源頭供給、核心技術(shù)商用突破路徑以及科研組織方式和人才體系機(jī)制等方面仍然面臨一些突出問題，攻堅創(chuàng)新體系的活力和效力急待提升。

（1）關(guān)鍵領(lǐng)域基礎(chǔ)科學(xué)源頭創(chuàng)新供給和支撐不足。核心技術(shù)的突破往往涉及系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識和技術(shù)的聯(lián)接與支撐，隱藏著深層次關(guān)鍵科學(xué)問題的識別和突破。我國前沿基礎(chǔ)研究近些年取得了長足發(fā)展，但在關(guān)鍵核心領(lǐng)域具有國際影響力的重大原創(chuàng)成果偏少，源頭創(chuàng)新供給仍明顯不足。

（2）核心技術(shù)商用生態(tài)未建立，不少研發(fā)止步于實驗室與樣機(jī)階段。國家在關(guān)鍵核心技術(shù)方面前期進(jìn)行了不少前瞻的科研布局和政策引導(dǎo)，也對研發(fā)項目攻關(guān)投入了大量的資金和人才。但是有時研發(fā)的樣品和樣機(jī)某些技術(shù)性能達(dá)標(biāo)了，在科技成果宣傳“報喜”后，面對后續(xù)產(chǎn)業(yè)商用研發(fā)的高度復(fù)雜性和困難性，往往缺乏長期堅持攻堅的決心和勇氣，最后半途而廢。

（3）突破關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸的“中國路徑”識別與探索。受資源稟賦、技術(shù)積累、歷史文化等多因素的影響，中國情景下核心關(guān)鍵技術(shù)的突破路徑、方式等方面與發(fā)達(dá)國家是存在差異的[6]。在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的新機(jī)遇下，必須準(zhǔn)確把握核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀，調(diào)整和優(yōu)化我國與各類國際合作伙伴的合作方式。并以此為基礎(chǔ)，對我國核心關(guān)鍵技術(shù)突破的范式、機(jī)理和制度設(shè)計，核心技術(shù)突破的“中國路徑”進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)和理論探究。

（4）現(xiàn)有關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅的科研組織方式和人才供給規(guī)模有待提升。我國當(dāng)前科技攻堅體系的效力和活力都有待進(jìn)一步提高，以推動各個創(chuàng)新主體在技術(shù)突破不同階段形成深度的創(chuàng)新協(xié)同和資源整合。從部分關(guān)鍵領(lǐng)域的科研布局和現(xiàn)狀來看，需要優(yōu)化各類科技投入結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步探索重大戰(zhàn)略需求與單位短期利益的平衡點，有效克服當(dāng)前存在的條塊割裂、利益分配及低水平重復(fù)的問題。同時，要解決關(guān)鍵領(lǐng)域人才隊伍存在的嚴(yán)重結(jié)構(gòu)性矛盾，遵循領(lǐng)軍人才的成長規(guī)律，錘煉和培養(yǎng)戰(zhàn)略性領(lǐng)域的“帥才”“將才”和頂尖研發(fā)團(tuán)隊的培養(yǎng)、引進(jìn)和成長。

3 構(gòu)建充滿活力和效力的攻堅創(chuàng)新體系

“十三五”期間，在使命導(dǎo)向的國家科技重大項目支持下，我國在許多戰(zhàn)略性領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。為了進(jìn)一步突破關(guān)鍵核心技術(shù)，面向國家重大戰(zhàn)略需求，全面提升攻堅創(chuàng)新體系的活力和效力，需要高度重視前瞻性的戰(zhàn)略研究進(jìn)行針對性的創(chuàng)新機(jī)制設(shè)計，動態(tài)優(yōu)化產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新單元的戰(zhàn)略布局和協(xié)同，完善重大項目知識產(chǎn)權(quán)共享分配規(guī)則；通過政策設(shè)計建立攻堅創(chuàng)新命運(yùn)共同體，構(gòu)建充滿活力和效力的核心技術(shù)攻堅創(chuàng)新體系。

3.1 把握科技革命產(chǎn)業(yè)變革的新機(jī)遇

聚焦關(guān)鍵性產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭力形成規(guī)律，以全球開放視野分析戰(zhàn)略性技術(shù)研發(fā)和知識擴(kuò)散特性，特別是研判戰(zhàn)略技術(shù)主航道和全球產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律，圍繞主流市場用戶持續(xù)提升產(chǎn)品成熟度，研判關(guān)鍵性領(lǐng)域我國真實技術(shù)能力水平和對外技術(shù)依賴度。

要保持對科技革命和產(chǎn)業(yè)變革等大環(huán)境變化的戰(zhàn)略敏銳性，特別是以大（大數(shù)據(jù)）、物（物聯(lián)網(wǎng)）、云（云計算）、移（移動互聯(lián)網(wǎng)）為代表的深度數(shù)字化、智能化趨勢，使得跨產(chǎn)業(yè)跨學(xué)科融合創(chuàng)新趨勢愈發(fā)明顯[7]。分析識別產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)新的“變革臨界點”和“突破切入點”。特別是當(dāng)前軟硬件開源開放的大潮，傳統(tǒng)的軟件設(shè)計和芯片研發(fā)的范式都在發(fā)生重大變化，這為我國突破國際核心技術(shù)壁壘提供了新的戰(zhàn)略契機(jī)。

3.2 優(yōu)化支撐重大技術(shù)突破的組織模式

我國要攻克“老大難”核心技術(shù)短板的壁壘，在組織體系方面，仍然有很多挑戰(zhàn)。例如：創(chuàng)新體系的各研究單元如何面向國家戰(zhàn)略任務(wù)，形成明確的實質(zhì)性整合集成機(jī)制；如何提升跨單位團(tuán)隊二次有效組合；如何實現(xiàn)跨研究單元合作成果認(rèn)定、人員考核和激勵機(jī)制；如何避免重復(fù)投入、簡單拼湊和碎片化成果堆砌。這需要我們重構(gòu)有利于“關(guān)鍵核心技術(shù)突破”的組織模式和治理機(jī)制，形成攻克關(guān)鍵核心技術(shù)的強(qiáng)大合力。

核心技術(shù)的攻堅克難需要形成可持續(xù)組織模式，需要重新思考創(chuàng)新體系各個單元的戰(zhàn)略定位互補(bǔ)，推動源頭性基礎(chǔ)研究和前瞻性應(yīng)用研究的深度契合。推動國立科研機(jī)構(gòu)、研究型高校與創(chuàng)新企業(yè)進(jìn)行面向攻克戰(zhàn)略性技術(shù)瓶頸的協(xié)同攻關(guān)，重點培育一批核心技術(shù)能力突出、集成創(chuàng)新能力強(qiáng)的創(chuàng)新型領(lǐng)軍企業(yè)，推動產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈上下游環(huán)節(jié)互動合作，在戰(zhàn)略性領(lǐng)域的全球技術(shù)體系演進(jìn)中形成有效卡位和及時補(bǔ)位。特別要重視建立高水平試驗測試平臺，將關(guān)鍵技術(shù)突破、樣品規(guī)模商用和產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育緊密結(jié)合，重視提高核心產(chǎn)品與技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性，不斷驅(qū)動關(guān)鍵核心技術(shù)的商用突破進(jìn)展。

3.3 構(gòu)建全球一流科研人才體系與價值評價機(jī)制

面向全球化的商用市場競爭往往是創(chuàng)新突破最好的催化劑，關(guān)鍵核心技術(shù)突破需要充滿活力的一流科研組織人才和科技評價體系支撐。這需要我國在人才引入、人才激勵和人才發(fā)展平臺等方面建立體系化長效機(jī)制，努力將攻克國家戰(zhàn)略“瓶頸”、國際科技前沿“難點”和產(chǎn)業(yè)商用需求“痛點”緊密結(jié)合，在創(chuàng)新實踐中錘煉培養(yǎng)一支核心技術(shù)突破的領(lǐng)軍人才隊伍。

一方面，針對核心關(guān)鍵技術(shù)突破的高投入、長期性和知識緘默性等特點，需要我們結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新突破的不同階段建立科學(xué)價值、經(jīng)濟(jì)價值和社會價值等相結(jié)合的多元科技績效評估機(jī)制。要進(jìn)一步采取針對性政策，讓甘于坐冷板凳、潛心關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)研究的攻堅科研人員能夠獲得穩(wěn)定的預(yù)期和支持，建立適應(yīng)核心技術(shù)攻堅的人事制度、薪酬制度。

另一方面，開闊視野引進(jìn)全球核心技術(shù)領(lǐng)域人才。要在更大范圍、更廣領(lǐng)域、更高層次上吸引包括非華裔在內(nèi)的全球高端科技人才，以一流研究平臺和領(lǐng)軍人才吸引更多全球優(yōu)秀人才，形成具有核心攻堅能力的研究團(tuán)隊群千帆競發(fā)之勢。

4 結(jié)語

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。突破關(guān)鍵核心技術(shù)，鑄造強(qiáng)國重器，需要決策者在研發(fā)戰(zhàn)略布局上的決心、恒心和勇氣，也需要研發(fā)人員能夠在實踐中潛心磨礪，深入探索，真正透徹掌握核心技術(shù)的本質(zhì)規(guī)律。作為國家科技政策與創(chuàng)新戰(zhàn)略研究者，更需要真正深入前沿研發(fā)一線，認(rèn)真傾聽“炮聲”，深入了解核心技術(shù)攻堅的痛點和一線科研人員的心聲。在關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅過程中，我國在高新技術(shù)消費(fèi)端的龐大市場資源具有獨(dú)特的優(yōu)勢，要推動新興應(yīng)用場景與新知識、新技術(shù)深度連接和耦合發(fā)力，在戰(zhàn)略性領(lǐng)域努力形成有中國特色的新技術(shù)、新需求與新架構(gòu)。同時，在戰(zhàn)略上需要注意不斷引導(dǎo)和激勵攻堅體系的各個創(chuàng)新單元構(gòu)建面向商用的創(chuàng)新生態(tài)，形成緊密的協(xié)同和接力研發(fā)，從而構(gòu)建充滿活力和效力的攻堅創(chuàng)新體系。