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黨的十九屆五中全會明確提出堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐。2022年5月習(xí)近平在《求是》雜志發(fā)表署名文章《加快建設(shè)科技強國，實現(xiàn)高水平科技自立自強》，進一步強調(diào)要堅決打贏關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰(zhàn)。本書聚焦我國關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”問題的突破戰(zhàn)略與路徑這一重大議題，系統(tǒng)分析我國關(guān)鍵核心技術(shù)面臨的重大挑戰(zhàn)和需求，批判性梳理科技發(fā)達國家關(guān)鍵核心技術(shù)突破的制度、政策與實踐，并立足新發(fā)展格局，應(yīng)用整合式創(chuàng)新理論，提出了破解“卡脖子”問題的頂層設(shè)計、戰(zhàn)略、路徑、對策體系與政策建議。對我國堅決打贏關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰(zhàn)，強化國家戰(zhàn)略科技力量，加快實現(xiàn)高水平科技自立自強的決策制定、政策落實、政府工作和企業(yè)創(chuàng)新實踐具有重大指導(dǎo)意義。

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第1章雙循環(huán)格局下國家科技安全形勢研判
　　1.1新格局下的國家科技安全形勢
　　1.1.1全球技術(shù)創(chuàng)新的新趨勢
　　當(dāng)今全球技術(shù)創(chuàng)新正呈現(xiàn)四大典型特征：一是創(chuàng)新加速；二是數(shù)字科技驅(qū)動的技術(shù)創(chuàng)新不斷發(fā)展，使得融通創(chuàng)新超越協(xié)同創(chuàng)新成為新趨勢；三是基于科學(xué)的創(chuàng)新逐步形成；四是整合式創(chuàng)新正成為一種具有中國特色、面向世界前沿的新型創(chuàng)新思想。
　　創(chuàng)新加速是當(dāng)今科技創(chuàng)新和社會發(fā)展的新特征。人類先后經(jīng)歷了以水力紡車、蒸汽機、電動機、內(nèi)燃機、信息技術(shù)等為代表的5次間斷性的技術(shù)—經(jīng)濟長波周期后，近年來進入到了創(chuàng)新加速增長階段。2017年6月《財富》刊文把“加速創(chuàng)新”列為改變?nèi)祟惿鐣乃拇筅厔葜�，指出技術(shù)發(fā)展呈指數(shù)級增長，并展望未來30年“超級移動、三維轉(zhuǎn)換、萬物互聯(lián)、智能設(shè)備等將會為人類帶來快速創(chuàng)新”�！皠�(chuàng)新加速”主要系指技術(shù)創(chuàng)新的指數(shù)級增長，在若干領(lǐng)域中技術(shù)發(fā)明的產(chǎn)生速度和采用速度不斷加快，呈現(xiàn)出密集爆發(fā)的態(tài)勢，將對經(jīng)濟發(fā)展和社會進步產(chǎn)生極大的影響。一是以新一代信息技術(shù)為代表的新興前沿領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新層出不窮。如從專利數(shù)據(jù)來看，在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興前沿領(lǐng)域呈爆發(fā)增長態(tài)勢。二是新興技術(shù)領(lǐng)域在加速發(fā)展的同時，正加速向傳統(tǒng)領(lǐng)域交融滲透、持續(xù)擴張。如信息技術(shù)與能源、制造業(yè)深入融合催生能源互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0等新興交叉科技，正加速帶動傳統(tǒng)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級并不斷催生新興產(chǎn)業(yè)。
　　信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用是當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新加速*重要的驅(qū)動力，為此呈現(xiàn)出了數(shù)字科技驅(qū)動的技術(shù)創(chuàng)新范式。信息技術(shù)具有極強的引領(lǐng)性、變革性、滲透性，極大影響了技術(shù)創(chuàng)新的各領(lǐng)域、各環(huán)節(jié)，進一步促進了科技創(chuàng)新領(lǐng)域的交叉融合，進而帶動眾多新興前沿領(lǐng)域的群體突破和快速發(fā)展。如在創(chuàng)新主體方面，信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，進一步便利了科技信息、成果資料、科研設(shè)施的共享，大幅降低了技術(shù)創(chuàng)新門檻，進而推動了創(chuàng)新主體向社會化、大眾化擴展，有效釋放了社會創(chuàng)新活力；在創(chuàng)新速度方面，信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使生產(chǎn)手段向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、柔性化發(fā)展，使創(chuàng)新速度進一步加快。同時，創(chuàng)新成果和產(chǎn)品的數(shù)字化、定制化與動態(tài)化等極大地降低了產(chǎn)品的邊際成本，進一步激發(fā)了市場需求。
　　數(shù)字技術(shù)驅(qū)動的創(chuàng)新有利于為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟價值。數(shù)字技術(shù)的廣泛使用，打破了企業(yè)原有的創(chuàng)新模式，改變了傳統(tǒng)的創(chuàng)新軌跡，使得企業(yè)創(chuàng)新變得更有效率。數(shù)字科技從各個角度促進了企業(yè)經(jīng)濟價值的增長。大數(shù)據(jù)技術(shù)改變了企業(yè)的信息收集方式，使得企業(yè)能夠更全面地了解市場以及競爭者，也為企業(yè)獲取外部環(huán)境的變化數(shù)據(jù)提供了技術(shù)支持。人工智能技術(shù)為改變傳統(tǒng)的以人為創(chuàng)新主體的創(chuàng)新模式，在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，借助技術(shù)的力量進行主動的創(chuàng)新，從而大大縮短了企業(yè)創(chuàng)新的周期，提高了企業(yè)適應(yīng)外部多變環(huán)境的動態(tài)能力，從而為企業(yè)帶來了更多的經(jīng)濟利潤。而區(qū)塊鏈技術(shù)則保護了企業(yè)在經(jīng)濟全球化網(wǎng)絡(luò)中的知識產(chǎn)權(quán)，也為企業(yè)積極探索開放式創(chuàng)新提供了保障，在區(qū)塊鏈技術(shù)的支持下，企業(yè)可以更好地加強內(nèi)外部的交流與合作（陳勁和李佳雪，2020）。
　　有別于傳統(tǒng)工業(yè)化發(fā)展時期的競爭模式，數(shù)字經(jīng)濟時代企業(yè)核心競爭能力從過去傳統(tǒng)的“制造能力”變成了“研發(fā)設(shè)計能力+數(shù)字化制造能力+融通創(chuàng)新能力”。融通創(chuàng)新是指以社會實際需求和價值創(chuàng)造為導(dǎo)向，通過資源融合互補、知識協(xié)同共享、價值共創(chuàng)共得而實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研、大中小企業(yè)、國有與民營企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的跨組織合作創(chuàng)新模式。融通創(chuàng)新的目標(biāo)在于建立有利于大中小企業(yè)、國有與民營企業(yè)、官產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新、融通發(fā)展的支撐體系（陳勁等，2020a），構(gòu)建多創(chuàng)新主體資源融合互補、知識協(xié)同共享、價值共創(chuàng)的創(chuàng)新生態(tài)體系。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用與普及，不僅帶來了企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)運營、研發(fā)設(shè)計、服務(wù)營銷的變革，也對企業(yè)的外部合作產(chǎn)生了顛覆性的影響，因此，融通創(chuàng)新在數(shù)字化時代呈現(xiàn)出新的特點。
　　第一，傳統(tǒng)時代，企業(yè)與外部合作伙伴是基于互補型創(chuàng)新資源的合作，數(shù)字化時代，企業(yè)與外部創(chuàng)新主體的合作逐步演化成為基于“去中心化”的生態(tài)圈的合作（陳勁等，2020a）。融通創(chuàng)新過程中，不同性質(zhì)的大企業(yè)通過與中小企業(yè)合作，開啟開源產(chǎn)品研發(fā)計劃，借助這些計劃，企業(yè)縮短創(chuàng)新周期，并通過創(chuàng)造持久的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，加快速度進軍占領(lǐng)新市場或者周邊市場。此外，企業(yè)在全球范圍內(nèi)尋找外部合作伙伴，如供應(yīng)商、用戶、科研機構(gòu)、創(chuàng)新中介機構(gòu)等，共同開發(fā)創(chuàng)造企業(yè)能力圈范圍之外的創(chuàng)新商業(yè)成果，擅長這一方面的企業(yè)將成為數(shù)字化領(lǐng)導(dǎo)者。
　　第二，創(chuàng)新模式方面，數(shù)字化技術(shù)使傳統(tǒng)的企業(yè)產(chǎn)能推動的產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新模式，轉(zhuǎn)變成客戶需求拉動的全面協(xié)同、融合發(fā)展的創(chuàng)新模式。因此，企業(yè)需要打破傳統(tǒng)組織邊界，廣泛與外部主體和利益相關(guān)方取得深度合作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時共享、信息的交互交流，從而促進融通創(chuàng)新發(fā)展。
　　第三，合作范式方面，由傳統(tǒng)產(chǎn)學(xué)研合作側(cè)重基于技術(shù)或者解決方案的雙邊合作，轉(zhuǎn)化成為與外部合作伙伴基于知識協(xié)同、柔性技術(shù)服務(wù)的多邊合作。隨著數(shù)字化應(yīng)用的普及，融通創(chuàng)新面臨的成本是整個生態(tài)圈系統(tǒng)的協(xié)同成本，因此，如何設(shè)計價值共創(chuàng)、創(chuàng)新利益共享的融通創(chuàng)新生態(tài)體系是眾多企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。
　　科學(xué)作為技術(shù)的前端基礎(chǔ)，與技術(shù)有著本質(zhì)的不同，基于技術(shù)的創(chuàng)新已遠遠不能滿足高科技企業(yè)創(chuàng)新對原始性和前沿性科學(xué)知識的需求（趙曉婷，2013），全球創(chuàng)新的趨勢逐漸走向基于科學(xué)的創(chuàng)新�；诩夹g(shù)和工程的創(chuàng)新是指以技術(shù)開發(fā)和工藝工程為基礎(chǔ)的創(chuàng)新，對科學(xué)研究的依賴性弱。中國在基于工程和技術(shù)的創(chuàng)新方面取得了巨大的成就，但是這類創(chuàng)新利用基礎(chǔ)科學(xué)研究的成果，創(chuàng)新的成效多為漸進式創(chuàng)新，如優(yōu)化工藝流程、根據(jù)用戶需求改進技術(shù)參數(shù)等，以優(yōu)化為主，難以帶來超額利潤。典型代表行業(yè)為家電行業(yè)、傳統(tǒng)裝備制造行業(yè)、電氣產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)等（趙曉婷，2013）。
　　與之相對的基于科學(xué)的創(chuàng)新是指被科學(xué)研究直接推動、強烈依賴于科學(xué)研究的創(chuàng)新。其主要特點為：①創(chuàng)新成果的產(chǎn)生對科學(xué)研究和科學(xué)知識的依賴性很強，要求企業(yè)必須時刻跟蹤、掌握*前沿的科學(xué)知識，企業(yè)的內(nèi)部研究也必須保持在科學(xué)前沿水平；②企業(yè)的研發(fā)占銷售額的比值較高，投入高，創(chuàng)新風(fēng)險大，研發(fā)周期長；③大學(xué)和研究所參與創(chuàng)新的程度很高，產(chǎn)學(xué)研是*典型的創(chuàng)新模式，而用戶、供應(yīng)商、經(jīng)銷商等參與創(chuàng)新的程度較低；④創(chuàng)新成果往往屬于突破性創(chuàng)新和原始性創(chuàng)新，能夠催生一系列的顛覆性技術(shù)，為企業(yè)帶來持續(xù)競爭優(yōu)勢和超額利潤�；诳茖W(xué)的創(chuàng)新的典型代表產(chǎn)業(yè)為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)、精細化工產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)、航天航空產(chǎn)業(yè)等（趙曉婷，2013）。
　　以拜耳、杜邦、輝瑞、巴斯夫等為代表的基于科學(xué)的創(chuàng)新型企業(yè)典范已經(jīng)通過企業(yè)實踐說明，企業(yè)的創(chuàng)新能力建設(shè)正在從技術(shù)能力逐漸轉(zhuǎn)向科學(xué)能力。在基于科學(xué)的創(chuàng)新中，科學(xué)知識資源對于企業(yè)創(chuàng)新績效的提高非常重要，企業(yè)必須重視基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)研究，以保持對科學(xué)知識的獲取和積累（趙曉婷，2013）。
　　對于中國而言，大部分產(chǎn)業(yè)和企業(yè)都處在后發(fā)群體之中，正逐漸從追趕向超越追趕，甚至某些領(lǐng)域引領(lǐng)創(chuàng)新前沿的方向演進。一方面，世界知識產(chǎn)權(quán)組織發(fā)布的《2020年全球創(chuàng)新指數(shù)》報告顯示，中國在全球創(chuàng)新版圖中的地位和國家競爭力快速攀升，2020年首次超越日本，躋身全球第14位，不但引領(lǐng)和創(chuàng)造了后發(fā)和新興經(jīng)濟體創(chuàng)新追趕模式，還探索形成了具有中國特色的超越追趕的發(fā)展范式（Chenetal.，2021）；另一方面，2018年以來不斷演化的中美貿(mào)易戰(zhàn)暴露出我國原始性創(chuàng)新能力和關(guān)鍵核心技術(shù)亟待提升等創(chuàng)新短板。因此，在全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命誘發(fā)的“百年未有之大變局”這一國家發(fā)展的外部戰(zhàn)略機會窗口期和內(nèi)部高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，如何加快建設(shè)全球科技創(chuàng)新強國，實現(xiàn)經(jīng)濟社會高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展和推動建設(shè)人類命運共同體，是中國當(dāng)下和中長期發(fā)展的關(guān)鍵核心議題。
　　整合式創(chuàng)新理論的提出，正是面向世界前沿、面向新時期中國國家戰(zhàn)略需求和社會經(jīng)濟發(fā)展主戰(zhàn)場而進行有中國特色的科技創(chuàng)新范式探索的一次有益嘗試。它源于中國傳統(tǒng)文化中的創(chuàng)新因素，并在考察中國時代發(fā)展趨勢、國際前沿技術(shù)發(fā)展機會窗口、科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略與方向的基礎(chǔ)上而提出，是具有中國特色的創(chuàng)新理論。首先，這一理論的提出是因為實現(xiàn)“大戰(zhàn)略”目標(biāo)，需要配合“大創(chuàng)新”。國家的“大戰(zhàn)略”是對一個國家在和平時期國力提升的一種通盤性布局，主要考慮國家經(jīng)濟發(fā)展、社會安定、國家安全、資源開發(fā)和國際影響力等諸多因素。國家需要對處于技術(shù)創(chuàng)新機會窗口的產(chǎn)業(yè)、企業(yè)提供支持性制度條件，加快創(chuàng)新引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展。據(jù)此，國家提出了諸多重大發(fā)展布署，包括“一帶一路”倡議、建設(shè)科技創(chuàng)新強國、粵港澳大灣區(qū)發(fā)展、雄安新區(qū)發(fā)展、鄉(xiāng)村振興和美麗中國建設(shè)等。這些國家戰(zhàn)略體現(xiàn)出顯著的大目標(biāo)（目標(biāo)的交叉性、整體性和長遠性）和大協(xié)調(diào)（利益相關(guān)者眾多，其利益目標(biāo)和集體行動的協(xié)調(diào)與平衡）的特點，能夠在戰(zhàn)略指導(dǎo)下來適應(yīng)當(dāng)下具有模糊性、復(fù)雜性和多變性的政治、經(jīng)濟、科技等競爭形勢。而具有整合思維的整合式創(chuàng)新，正是重視戰(zhàn)略目標(biāo)、解決復(fù)雜問題，以及關(guān)注局部與整體利益、短期與長期發(fā)展目標(biāo)相平衡的創(chuàng)新理論。
　　其次，中國的國家重大工程的建設(shè)對具有中國特色的創(chuàng)新理論建構(gòu)提出了需求。在我國，國之重器（“兩彈一星”、航母、神舟系列載人飛船、C919大飛機、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器等）、重大工程（三峽工程、南水北調(diào)、西氣東輸、高速鐵路、港珠澳大橋、青藏鐵路、華龍一號、人工合成結(jié)晶牛胰島素、青蒿素等）、大科學(xué)裝置[正負電子對撞機、500米口徑球面射電望遠鏡（five-hundred-meter aperture spherical radio telescope，F(xiàn)AST）、散裂中子源、“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星、大洋一號等]、高技術(shù)領(lǐng)域[人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、第五代移動通信技術(shù)（5th generation mobile networks，5G）、物聯(lián)網(wǎng)、芯片、新能源、新材料等]等國家重大工程和戰(zhàn)略新興領(lǐng)域得到顯著發(fā)展。在工程技術(shù)創(chuàng)新和建設(shè)實踐中，科技工作者逐漸發(fā)現(xiàn)以原子式思維為問題解決導(dǎo)向、以西方發(fā)達經(jīng)濟為基礎(chǔ)的社會情境、以私營企業(yè)為主體的創(chuàng)新體系構(gòu)成無法全面指導(dǎo)中國的重大工程建設(shè)實踐，亟待具有中國特色和智慧的理論作為參考與指導(dǎo)。
　　*后，顛覆式技術(shù)創(chuàng)新的取得需要突破傳統(tǒng)的創(chuàng)新范式，輔助其創(chuàng)新成果的產(chǎn)生。在新一輪科技革命的驅(qū)動下，以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為代表的顛覆性技術(shù)廣泛受到關(guān)注（尹西明等，2019），并將其視為后發(fā)經(jīng)濟體抓住機會窗口、實現(xiàn)創(chuàng)新引領(lǐng)的關(guān)鍵所在。然而，顛覆式技術(shù)的模糊性、非線性、指數(shù)性、生態(tài)性的特點逆向推動著傳統(tǒng)以線性、靜態(tài)性和局部性思維為主導(dǎo)的創(chuàng)新理論與范式進行適應(yīng)性調(diào)整（尹西明等，2019）。企業(yè)需要應(yīng)用整體性、全局性、非線性思維，從封閉自主創(chuàng)新轉(zhuǎn)向基于自主的開放、協(xié)同、全面的整合式創(chuàng)新，進而加快實現(xiàn)顛覆性技術(shù)突破，提高持續(xù)創(chuàng)新能力和全球競爭力。
　　整合式創(chuàng)新是在新時期中國尋求創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、解決“卡脖子”技術(shù)問題、妥善處理國際關(guān)系沖突、應(yīng)對全球自然災(zāi)難和公共衛(wèi)生事件等突發(fā)事件的背景下提出的，兼具理論引領(lǐng)性和實踐指導(dǎo)性。中國科技創(chuàng)新范式的展望，是重新思考傳統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新范式在新時期實踐過程中所積累、總結(jié)得到的經(jīng)驗做法和實踐指南，并創(chuàng)造性地提出新時期創(chuàng)新范式，能夠有效指導(dǎo)科技創(chuàng)新在中國特色社會主義的情境之下發(fā)揮其科學(xué)、經(jīng)濟、社會效益。因此，整合式創(chuàng)新的戰(zhàn)略導(dǎo)向性，不僅是商業(yè)價值的實現(xiàn)，而且需要將創(chuàng)新目的從商業(yè)社會拓展到產(chǎn)業(yè)發(fā)展、國家進步和人類生存與可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)更廣泛、更貼近社會基本福祉的價值貢獻。整合式創(chuàng)新嵌入了中國特色的制度環(huán)境和文化背景，因此需要重點關(guān)注新型舉國體制的重要作用，以國家利益和人類命運共同體為*高目標(biāo)和*基本的出發(fā)點去建設(shè)國家戰(zhàn)略意義的大型工程、關(guān)鍵技術(shù)和培養(yǎng)面向未來的戰(zhàn)略科技人才，從企業(yè)層面逐漸拓展到國家和人類命運共同體層面，讓企業(yè)創(chuàng)新體系、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系、區(qū)域創(chuàng)新體系、國家創(chuàng)新體系、全球創(chuàng)新體系協(xié)同互動，產(chǎn)生具有更高附加值、更加可持續(xù)和更多有意義的創(chuàng)新成果。

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