顛覆性技術形成產業(yè)的規(guī)律探析

李莉，李平，曹曉陽

（1.北京應用物理與計算數學研究所；2.中國工程科技創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院；3.中國社會科學院數量經濟與技術經濟研究所）

國家“十四五”規(guī)劃提出，在類腦智能、量子信息、基因技術、未來網絡、深?？仗扉_發(fā)、氫能與儲能等前沿科技和產業(yè)變革領域，組織實施未來產業(yè)孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產業(yè)。2023年12月召開的中央經濟工作會議也提出：“要以科技創(chuàng)新推動產業(yè)創(chuàng)新，特別是以顛覆性技術和前沿技術催生新產業(yè)、新模式、新動能，發(fā)展新質生產力?！庇纱丝梢?，顛覆性技術、未來產業(yè)已成為世界各國構建競爭新優(yōu)勢的必爭領域。顛覆性技術創(chuàng)新是推動未來產業(yè)的關鍵，反過來未來產業(yè)的培育和發(fā)展壯大，需要深刻剖析顛覆性技術形成產業(yè)的過程、特殊性、創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，把握顛覆性技術形成產業(yè)的規(guī)律。通過在關鍵階段和節(jié)點構建適宜的產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，助力顛覆性技術創(chuàng)新不斷試錯收斂面向未來產業(yè)。不同于Christensen提出的“低端切入”顛覆性技術，本研究采用國家宏觀視角對顛覆性技術進行定義（劉安蓉，2018），能重構應用領域和產業(yè)的體系和秩序，是“改變游戲規(guī)則”、推動人類經濟社會變革的根本性力量，此類顛覆性技術具有較高技術密集度、能服務國家戰(zhàn)略需求。

一、顛覆性技術形成產業(yè)的過程

從長周期來看，顛覆性創(chuàng)新是在漸進性創(chuàng)新的“量變”積累上產生的“質變”，兩種創(chuàng)新模式交替促進了技術進步和產業(yè)發(fā)展（見圖1）。漸進性創(chuàng)新是連續(xù)的，在市場穩(wěn)定時期往往能持續(xù)給企業(yè)帶來穩(wěn)定利潤，推動企業(yè)進一步在已有范式上深化產生累積性、持續(xù)性的技術進步。但是“量變”的積累一方面在提升企業(yè)核心能力的同時也使得企業(yè)產生慣性和路徑依賴，主要注意力也在現(xiàn)有顧客而非潛在顧客上，因此導致企業(yè)失去對新技術和潛在市場的敏感性，從而產生“核心黏性”。但是這種狀態(tài)不是一成不變的，新的企業(yè)會抓住一切機會或從技術上進行自上而下或從低端市場自下而上逐步進入主流市場，新的競爭企業(yè)進入會打破相對穩(wěn)定的市場結構時，競爭沖擊或者市場結構的變化會帶來對現(xiàn)有行為模式的否定引發(fā)不連續(xù)的質變，迫使在位企業(yè)進行革命性的變革否則就會被顛覆，進而顛覆性創(chuàng)新得以實現(xiàn)（李蓮花，2021）。

圖1 漸進性創(chuàng)新與顛覆性創(chuàng)新的交替過程

從形成產業(yè)的過程來看，顛覆性技術形成產業(yè)遵循科學發(fā)現(xiàn)到形成新興產業(yè)的共性過程框架和規(guī)律（見圖2）。這個過程是漫長而復雜的，科學、技術、應用和市場交替成為不同階段的主導因素。技術主導階段由科學主導階段發(fā)展而來，開展的主要活動是技術研發(fā)和技術應用，此時多條技術路線同時進行探索。當出現(xiàn)商業(yè)應用示范時，則進入應用主導階段，當產品的性能、成本優(yōu)勢隨著應用的推廣進一步得到市場確認，則可以認為主導設計出現(xiàn)。主導設計下的產品進一步將低成本和高性能的產品進行大規(guī)模市場示范，標志著進入市場主導階段，這一階段產業(yè)快速發(fā)展，大量企業(yè)進入市場，市場規(guī)模在一段時間里快速增加，直至進入成熟階段。成熟階段市場規(guī)模增速趨緩，企業(yè)間兼并重組頻繁，容易出現(xiàn)領先企業(yè)。值得注意的是，顛覆性技術形成產業(yè)的過程中存在一系列關鍵節(jié)點，包括：技術到應用節(jié)點（T-A）、應用到市場的節(jié)點（A-M），以及市場到產業(yè)（M-I）的節(jié)點。其中，技術到應用節(jié)點（T-A）主要關注技術開發(fā)和可以向消費者進行系統(tǒng)示范應用；應用到市場的節(jié)點（A-M）主要關注將低成本和高水平的示范成果推向具有潛力的市場，這一階段由于風險大、不確定高，私營資本和企業(yè)往往不愿意投入，而政府資金側重于基礎研發(fā)，導致顛覆性技術面臨第一個“死亡之谷”，一旦跨越則能實現(xiàn)技術到市場的轉變。此外，市場到產業(yè)（M-I）的節(jié)點主要關注市場、商業(yè)化和資源優(yōu)化配置等，這一階段將面臨利益網絡、價值網絡和各種市場、社會體制形成的第二個“死亡之谷”，一旦跨越將實現(xiàn)市場到產業(yè)化的轉變（曾路，2014）。因此，對顛覆性技術形成產業(yè)的支持，需要高度關注這些關鍵節(jié)點，支持和刺激這些關鍵節(jié)點的形成和過渡，是顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的著力點。

圖2 顛覆性技術形成產業(yè)遵循的共性過程框架

從戰(zhàn)略生態(tài)位的視角看，顛覆技術形成產業(yè)的演化過程可以分為“技術選擇→市場選擇→市場建立→市場擴大→范式形成”五個階段。在這五個階段中，需要跨越兩個“死亡之谷”，由技術進入市場會經歷第一次“死亡之谷”，由市場步入產業(yè)化會經歷第二次“死亡之谷”（許澤浩，2017），如圖3所示。

圖3 顛覆性技術形成產業(yè)的演化過程示意圖

二、顛覆性技術形成產業(yè)的特殊性

作為特殊的一類新興技術，顛覆性技術形成產業(yè)的過程也極富特殊性。本文認為顛覆性技術形成產業(yè)具有不連續(xù)性、爆發(fā)性、邊緣性、不確定性和替代性。

一是不連續(xù)性。從來源起點來看，顛覆性技術不是現(xiàn)有延長線上的技術，是“0—1”、非連續(xù)的技術，具體表現(xiàn)為新的技術軌道的出現(xiàn)。顛覆性技術歸納起來無非有三大來源：一是科技驅動，即基于科學原理重大突破或重大集成創(chuàng)新產生顛覆性技術；二是應用驅動，即技術跨學科、跨領域或非常規(guī)地應用形成顛覆性技術；三是設計驅動，即以顛覆性思路解決問題催生顛覆性技術（問題導向/戰(zhàn)略導向），如蘋果手機、Space X獵鷹可回收火箭。

二是爆發(fā)性。從演化過程來看，顛覆性技術經歷醞釀、萌芽、潛伏、形成、成長、成熟這個漫長的過程，隨著其產品性能的提升和市場的逐步擴大，將在某一時刻出現(xiàn)“爆發(fā)點”，主流產品出現(xiàn)，催生潛力巨大的市場。從更長的周期來看，這種“爆發(fā)性”體現(xiàn)在穩(wěn)定時期長期連續(xù)性的量變，由于沖擊或者結構變化引發(fā)質變的出現(xiàn)，即在長期連續(xù)的漸進性創(chuàng)新過程中顛覆性創(chuàng)新的突然出現(xiàn)，帶來對在位企業(yè)市場規(guī)模的蠶食和破壞。

三是邊緣性。從市場切入方式來看，由于主流產品在市場上的支配地位，顛覆性技術無論是低端切入、高端切入還是新市場切入，都屬于從邊緣性市場切入。

四是不確定性。體現(xiàn)技術、管理和市場沖突多個方面。首先，作為新生革命性技術（變軌技術），顛覆性技術與現(xiàn)有的主導設計和技術體系存在巨大沖突；其次，舊的管理體系不僅不適應顛覆性技術發(fā)展，往往還會阻礙甚至排斥顛覆性技術發(fā)展，存在巨大的管理沖突；最后，市場中在位企業(yè)由于新進企業(yè)的進入會產生動態(tài)競爭，市場運行結果具有不確定性。

五是替代性。從效果來看，無論是非延長線上技術的突破帶來的技術替代，還是顛覆性技術重大突破后引發(fā)的產品與服務（還包括工藝裝備和設計方法）的更新?lián)Q代或新產品形態(tài)的全新呈現(xiàn)，或是整個產業(yè)組織管理模式、產品制造生產模式、商業(yè)運行模式的變革，無一不體現(xiàn)顛覆性技術帶來的技術替代、市場替代和產業(yè)替代。

三、顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)

顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)與顛覆性技術產業(yè)生命周期和創(chuàng)新動態(tài)過程密切相關。顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是系統(tǒng)的結構和功能隨時間而發(fā)生改變的過程，包含產生、發(fā)展、成熟、衰退和更新等過程，是由一種平衡狀態(tài)轉變?yōu)榱硪环N平衡狀態(tài)的過程。本文結合顛覆性技術形成產業(yè)的演化過程和規(guī)律，認為顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)歷經孕育期、萌芽期、成長期、成熟期和衰退期五個演化的階段（見圖4）。各階段創(chuàng)新主體數量、相互聯(lián)系和資源流動狀態(tài)不同，如表1所示。

表1 各階段創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)中創(chuàng)新主體數量、相互聯(lián)系和資源流動狀態(tài)

圖4 顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)演化階段示意圖

（一）孕育期

該階段在戰(zhàn)略生態(tài)位視角中對應于技術選擇。由于技術創(chuàng)新的驅動和市場需求的拉動，各方力量（高校、政府、產業(yè)界和科研機構等）持續(xù)進行技術創(chuàng)新活動，需要及時從技術簇中識別、挑選出顛覆性技術，并預測其在將來的發(fā)展中能否具備“改變游戲規(guī)則”的潛力并給予支持。歷史證明，基于重大科學突破的顛覆性技術往往均是被在位企業(yè)研發(fā)出來但迫于原有價值網絡固化而不得不被放棄，最終在新企業(yè)或新地區(qū)發(fā)展壯大，如數碼相機和晶體管，顛覆了“柯達”，締造了“硅谷”，因此需要重視技術選擇。

該階段技術處在研發(fā)期，技術的經濟價值和市場價值不確定性明顯，風險巨大，沒有生產投入，少數創(chuàng)新主體率先開展新技術研發(fā)。進行顛覆性技術創(chuàng)新的企業(yè)、科研院所、高校等創(chuàng)新主體大多在內部進行自主創(chuàng)新，創(chuàng)新主體間基本沒有協(xié)同或協(xié)同程度低。

（二）萌芽期

該階段在戰(zhàn)略生態(tài)位視角中對應于市場選擇。技術選擇后，顛覆性技術不斷試錯、迭代，加快更新成長，逐步找到能夠立足的市場空間，實現(xiàn)由技術到市場第一次“死亡之谷”的跨越，完成市場選擇。這一時期顛覆性技術往往在主流企業(yè)看不上或不能滿足的邊緣市場進行布局，因而顛覆性技術產品對應的用戶也來自邊緣市場或者新的利基市場。

對應于這一時期的顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，圍繞產品創(chuàng)新開發(fā)新技術，技術成長更新加快，但技術尚不成熟，仍處在不斷嘗試和糾錯階段；雖已開發(fā)出新產品，但產品性能存在明顯不足，產品更新和市場變化頻繁，產品主導設計上不確定。這一時期，創(chuàng)新主體開始集聚并逐步加強合作，政府鼓勵創(chuàng)新主體間建立聯(lián)系和合作，給予政策支持。但整體來看企業(yè)相對無序，創(chuàng)新主體之間的聯(lián)系較為松散，無集群優(yōu)勢，集群之間相互聯(lián)系少，市場不穩(wěn)定。

（三）成長期

該階段在戰(zhàn)略生態(tài)位視角中對應于市場建立和市場擴大。通過市場的選擇，顛覆性技術能夠不斷改進產品性能和提升自身技術，從而迅速以低成本的方式逼近甚至領先主流技術，也使得未來市場的主流需求逐漸被替代。進入到市場擴大階段，雖然顛覆性技術的主流性能已經基本追上原技術產品，但基于顛覆性技術基礎上成立的新興企業(yè)會面臨諸多困難，如原技術產品建立的市場體制、組織體制以及市場份額仍然占據主導地位的邊緣市場上獲得的利潤空間較低，顛覆性技術面臨由市場步入產業(yè)化，跨越第二次“死亡之谷”的困難和阻礙，必須集中資源和能力進行學習和解決顛覆性技術在技術和組織上的障礙，形成與其運行環(huán)境相匹配的能力和組織結構?？缭降诙巍八劳鲋取钡念嵏残约夹g產品進入量產爆發(fā)期，此時顛覆性技術逐漸走向主流市場，通過顛覆性技術創(chuàng)新擴散，與主流技術產品展開正面競爭，從而實現(xiàn)擴大市場的目的。

對應于這一時期的顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，新技術范式下技術逐步成熟，逐步形成具有穩(wěn)定結構和技術優(yōu)勢的主導產品設計。進行顛覆性技術創(chuàng)新的企業(yè)、科研院所、高校等創(chuàng)新主體數量迅速增加，創(chuàng)新資源逐步形成網狀集聚，產業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、資金鏈、服務鏈逐步形成網絡，可能由于“地理接近、文化相同”等原因出現(xiàn)集群優(yōu)勢、區(qū)域極化，核心企業(yè)重要作用逐步凸顯。

（四）成熟期

該階段在戰(zhàn)略生態(tài)位視角中對應于范式形成。隨著顛覆性技術的快速發(fā)展，將替代原技術成為市場領導者，隨之而生的新產業(yè)也逐步發(fā)展壯大，社會經濟體制也在這個過程中不斷經歷顛覆和變革。

對應于這一時期的顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，創(chuàng)新主體之間競爭合作相對穩(wěn)定，創(chuàng)新主體間合作繼續(xù)加深，集群內小集團效應會隨著集群的發(fā)展而降低，核心企業(yè)作用會下降。

（五）衰退期

顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)也會經歷衰退期。該階段在戰(zhàn)略生態(tài)位視角中對應于新一輪的技術選擇。原系統(tǒng)進入穩(wěn)定期以后由于缺乏新的增長動力，系統(tǒng)的創(chuàng)新能力下降、創(chuàng)新環(huán)境逐步惡化，進而原系統(tǒng)走向衰退。這一階段系統(tǒng)的規(guī)模逐步減小，創(chuàng)新主體種類和數量減少，創(chuàng)新資源流動效率降低并開始向系統(tǒng)外流出。但是，當新的顛覆性技術開始出現(xiàn)、孕育和發(fā)展時，系統(tǒng)可能得到進一步優(yōu)化并進入新的循環(huán)，或者是原系統(tǒng)逐步衰退而另一個新的顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)將會出現(xiàn)并逐步發(fā)展、趨于穩(wěn)定。因而整體來看系統(tǒng)結構將從最初的穩(wěn)定狀態(tài)隨著衰退期的到來逐步轉化為不穩(wěn)定、非平衡狀態(tài)，最后又會形成新的有序結構，從而實現(xiàn)周而復始的循環(huán)。

顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是具有參差交錯的復雜結構關系的動態(tài)、開放、復雜的自適應系統(tǒng)，該系統(tǒng)由創(chuàng)新企業(yè)與外圍高校、科研院所、科技中介、投資機構、孵化器、創(chuàng)新平臺、政府等創(chuàng)新群落以及群落之間、群落與創(chuàng)新環(huán)境之間相互作用而形成，進一步可細分為核心層、輔助層、環(huán)境層（見圖5）。

圖5 顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)結構

四、政策建議

顛覆性技術形成產業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)與顛覆性技術形成產業(yè)的演化過程密切相關，需要將創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)這一創(chuàng)新范式上升至國家戰(zhàn)略層面，在不同階段制定不同政策，從創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的視角分階段考慮如何充分發(fā)揮各類主體的作用，助推顛覆性技術形成產業(yè)。

技術主導階段（對應創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的孕育期）：加大基礎研究財政資金投入力度，營造寬松和寬容失敗的文化氛圍；充分發(fā)揮國家戰(zhàn)略科技力量作用，提升原始創(chuàng)新和關鍵核心技術攻關能力；探索和推動顛覆性技術專項計劃管理和評價機制，早期方向選擇要重視概念研究論證，回答技術方向可行性和攻關任務的關鍵目標；對于目標明確但路徑不清晰的技術研發(fā)任務，采用多主體“賽馬制”共同推進并持續(xù)進行動態(tài)調整；合理安排前沿探索和工程研制的比例，發(fā)揮資源的最大效應。

應用主導階段（對應創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的萌芽期）：協(xié)調引導高校院所、企業(yè)、科技中介、投資機構、創(chuàng)新平臺、核心用戶等多主體早期介入技術研發(fā)與集成熟化全過程，形成“科技—產業(yè)—金融”良性循環(huán)，貫通顛覆性技術突破帶動未來產業(yè)萌芽成熟的創(chuàng)新鏈條；啟動應用示范工程，打造一批顛覆性技術應用場景，完善開放機制。

市場主導階段（對應創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的成長期）：建立健全風險投資、信貸、擔保等財政配套政策，增加示范類項目獲得投資的機會，鼓勵市場和企業(yè)盡早介入；營造公平競爭的市場環(huán)境，注意識別風險，統(tǒng)籌新舊產業(yè)接替，創(chuàng)新監(jiān)管模式。