引言
習近平總書記指出：“堅持創新發展，既要堅持全面系統的觀點，又要抓住關鍵，以重要領域和關鍵環節的突破帶動全局。”[1]當前國際上5G、量子信息、人工智能、新材料和新能源、基因工程、分享經濟等領域的顛覆性技術出現爆發式增長態勢，將使社會生產力發展邁上一個新臺階，深刻改變人們的生產生活。與此同時，隨著中美貿易摩擦的升級，中國在芯片、傳感器、高端材料和設備、系統軟件和專用軟件等很多領域的核心技術突顯“卡脖子”的被動局面。因此，抓住顛覆性技術創新就是搶長竿，抓好“卡脖子”技術創新就是補短板，兩者相輔相成、相互促進，帶動和支撐我國創新發展。
以顛覆性技術創新帶動創新發展
顛覆性技術的概念由美國哈佛商學院教授克里斯·坦森（Clayton Christensen）提出，指的是一種另辟蹊徑、對傳統或主流技術產生顛覆性效果的技術。[2]從國際上看，顛覆性技術已成為經濟社會發展和軍事變革的重要推動力量。在我國，“顛覆性技術”被寫入了2016年中國共產黨中央委員會（以下簡稱“中共中央”）、中華人民共和國國務院（以下簡稱“國務院”）印發的《國家創新驅動發展戰略綱要》和《“十三五”國家科技創新規劃》。黨的十九大報告則進一步提出，“加強應用基礎研究，拓展實施國家重大科技項目，突出關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術、顛覆性技術創新，為建設科技強國、質量強國、航天強國、網絡強國、交通強國、數字中國、智慧社會提供有力支撐”，將顛覆性技術創新提到了戰略高度。
盡管顛覆性技術概念提出才二十多年，但從國家層面支持顛覆性技術創新已有六十多年的歷史，其中美國國防高級研究計劃局（DARPA，成立于1958年）以支持顛覆性技術創新聞名于世。DARPA的宗旨就是支持“改變游戲規則”的高風險、高回報技術研發，進而培育了大量顛覆性技術，例如互聯網、半導體、全球定位、隱身戰機、激光器、無人駕駛汽車、微型無人機等技術，對保持美國軍事技術領先優勢，推動美國乃至世界高技術產業發展發揮了重要作用。[3][4][5]與此同時，適應顛覆性技術創新的“DARPA創新模式”也引起了各國的廣泛研究和借鑒。
2013年，世界著名的咨詢公司麥肯錫發布《12項決定未來經濟的顛覆性技術報告》，公布了到2025年將引領生活、商業和全球經濟變革的12項顛覆性技術，包括：移動互聯網、知識工作自動化、物聯網、云計算、先進機器人、智能駕駛、下一代基因組、儲能技術、3D打印、先進材料、先進油氣勘探及回填、可再生能源。該報告還預測每一項顛覆性技術到2025年帶來的經濟效益少則0.1萬億美元，多則10萬億美元。[6]這再次引發了世界各國對顛覆性技術創新的關注，并且將其從軍事國防領域擴大到民用領域，上升為國家戰略。
2016年，國務院印發的《“十三五”國家科技創新規劃》對顛覆性技術作出部署，提出發展引領產業變革的顛覆性技術，重點開發移動互聯、量子信息、人工智能等技術，推動增材制造、智能機器人、無人駕駛汽車等技術的發展，重視基因編輯、干細胞、合成生物、再生醫學等技術對生命科學、生物育種、工業生物領域的深刻影響，開發氫能、燃料電池等新一代能源技術，發揮納米技術、智能技術、石墨烯等對新材料產業發展的引領作用。顯然，此規劃對顛覆性技術作出的部署分五個層次，其中每一項顛覆性技術創新都可能產生巨大的經濟社會效果。本文僅以其第一層次，即重點開發移動互聯、量子信息、人工智能等技術為例，闡釋這些顛覆性技術創新何以能帶動創新發展。
首先，一項顛覆性技術創新能夠帶動創新發展不僅要求此項技術創新本身是加速或“爆炸式”增長，而且能用于眾多領域或行業，帶動它們快速發展乃至引發革命性、顛覆性變革，甚至可能產生一些新產業、新業態和新模式。而移動互聯、量子信息、人工智能等技術創新都具有這樣的特征和能力。
近年來，以5G為代表的新一代移動互聯技術創新加速增長，并且在很多國家和地區的支持下進行了各種各樣的商用試驗，形成了成體系的國際標準。2019年6月6日，中華人民共和國工業和信息化部（以下簡稱“工信部”）向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放了5G商用牌照，標志世界最大的5G潛在市場正式啟動。與4G相比，5G通信具有傳輸速度快、大容量、低延時和高可靠等突出優勢，能促進和引發很多領域和行業的革命性變革和快速發展。
5G傳輸速度快，可用于高速上傳下載，實現3D視頻和4K甚至8K視頻流的實時播放，獲得全交付給云供應商的工作和生活及娛樂以及完成AR和VR與游戲生活相結合。大容量可用于物聯網、智慧城市、智慧家居、智慧電網、智能放牧和種植、物流實時追蹤。低延時和高可靠可用于遠程醫療手術、遠程駕駛、車聯網自動駕駛、工業控制。5G通信將引發這些領域和行業革命性變革和快速發展，并能形成一些新產業、新業態和新模式，形成十萬億級的巨大市場（據中國信息研究院預測，中國5G將在2020～2025年爆發，預計將帶來10.6萬億人民幣的直接增長和24.8萬億元的間接增長，直接創造就業崗位將達300萬個）。[7]
近年來量子信息技術創新快速增長，很可能對現在的電子信息技術產生顛覆性影響，引發新一輪的信息技術革命，進而對經濟社會產生巨大影響。量子信息是量子科學與信息技術相結合發展起來的新學科，主要包括量子通信和量子計算兩個領域。量子通信主要研究量子密碼、量子隱形傳態、遠距離量子通信技術，等等；量子計算主要研究量子計算機和適合于量子計算機的量子算法。
與現在的“電”通信相比，量子通信可提供一種高效率、高通道容量并且絕對安全的革新性通信手段，具有重大的實用價值。經過20多年的發展，量子通信技術已經從實驗室演示走向產業化和實用化，目前正朝著高速率、遠距離、網絡化的方向快速發展。由于量子通信屬于事關國家信息安全和國防安全的戰略領域，因此成為世界主要發達國家優先發展的信息科技和產業高地，在不久的將來，很可能對現在的“電氣通信”產生顛覆性影響。
量子計算的大規模應用可能不如量子通信來得快，但近些年量子計算（機）研究發展很快，其應用曙光已經顯現。2016年，IBM首先發布了五個量子位的量子計算機；2017年，先后發布了16個量子位的量子計算機，20個量子位的量子計算機，以及50個量子位的量子計算原型機。[8]如果50個量子位的量子計算原型機投入使用，其計算能力將遠遠超過“太湖之光”超級計算機，將極大地推動大數據分析、機器學習、人工智能、生化制藥等行業的發展。
近年來隨著人工智能技術創新快速增長，人工智能產業應用速度不斷加快，已經成為很多行業的發展方向和轉型升級的重要抓手。人工智能在制造、農業、物流、金融、商務、家居等行業和領域的應用水平不斷提高，在教育、醫療、養老等民生領域，在行政管理、司法管理、城市管理、環境保護等社會治理領域以及在公共安全和社會信用領域，都在加快創新應用，促使這些行業和領域發生巨大變化乃至顛覆性變革。
其次，一項顛覆性技術創新能夠帶動創新發展還要求我國在此項技術創新和應用方面有實現能力，有國際競爭力。而我國在移動互聯、量子信息、人工智能等方面都具備了這種能力和國際競爭力。
我國在5G領域已經處于國際領先地位。截至2019年5月，在全球20多家企業的5G標準必要專利聲明中，我國企業占比超過30%，位居世界各國首位。[9]在產業發展方面，我國率先啟動5G技術研發試驗，加快了5G設備研發和產業化進程。目前我國5G中頻段系統設備、終端芯片、智能手機處于全球產業的第一梯隊。我國還繼美國、韓國、日本之后發放商用牌照，也隨之成為5G商業應用的第一梯隊。
我國在量子信息領域有較強的實力和國際競爭力，并且在一些方面處于國際領先地位。例如，基于量子衛星和“京滬干線”（連接北京、上海，貫穿濟南和合肥全長2000余公里的量子通信骨干網絡），我國首次描繪了天地一體化廣域量子通信網絡的藍圖。2017年，“墨子號”衛星實現了從北京到維也納7600公里的量子保密通信。總的來看，我國的量子通信比較成熟了，而且全面領先于歐洲和美國。我國在量子計算領域處于“跟跑”“并跑”階段，但由于其巨大的應用潛力和近些年的加速發展，我國需要加大研發力度，引領未來發展。
我國在人工智能的很多領域處于領先地位，并且各種人工智能的應用出現了爆炸性增長態勢。國際科技論文發表量和發明專利授權量已居世界第二，部分領域的核心關鍵技術實現重要突破。語音識別、視覺識別技術世界領先，自適應自主學習、直覺感知、綜合推理、混合智能和群體智能等初步具備跨越發展的能力，中文信息處理、智能監控、生物特征識別、工業機器人、服務機器人、無人駕駛逐步進入實際應用，人工智能創新創業日益活躍，一批龍頭骨干企業加速成長，在國際上獲得廣泛關注和認可。加速積累的技術能力與海量的數據資源、巨大的應用需求、開放的市場環境有機地結合，形成了我國人工智能發展的獨特優勢。[10]
2017年7月，國務院發布《新一代人工智能發展規劃》。此后，各政府部門與地方政府紛紛出臺政策與戰略規劃，相關技術研發與產業應用都得到了極大地促進。
以“卡脖子”技術創新支撐創新發展
2018年4月，中興公司被美國制裁，使中國人深刻認識到不掌握核心技術很容易被人“卡脖子”，威脅企業存亡，威脅國家經濟安全。2019年5月，華為公司遭遇美國“斷供”，即美國把華為及其附屬公司列入“實體清單”，清單上的企業或個人購買或通過轉讓獲得美國技術需獲得有關許可。這再一次使中國人認識到核心技術受制于人，很容易被“卡脖子”，甚至關系到相關企業的生死存亡。隨后我國決定建立國家技術安全管理清單制度，著力解決“卡脖子”技術問題，有效預防和化解國家安全風險。
盡管近年來我國科技創新取得了巨大成就，但在很多領域還有不少核心技術沒有掌握，例如，高端芯片及其設備、航空發動機、高鐵軸承和受電弓、高端科研儀器（磁共振成像儀、超分辨熒光成像儀、冷凍透射電鏡，等等）、高端醫療設備，其中一些領域的核心技術很容易被“斷供”，而成為“卡脖子”技術。因此攻克“卡脖子”技術已經成為我國一些企業和產業發展的當務之急。這就需要對“卡脖子”技術及“卡脖子”技術的形成有深入的認識。筆者認為，“卡脖子”技術的形成既有技術本身的原因又有經濟政治的原因，如果說前者是必要條件，后者則是充分條件，兩者兼備，就可能成為“卡脖子”技術。
首先，從技術本身來看，“卡脖子”技術基本上是關鍵核心技術，并且是很難攻克的。要攻克此類技術往往需要長期研發以及多領域、多主體配合，并需要在長期的研發與應用的良性循環中不斷改進。這意味著“卡脖子”技術創新往往存在先發優勢和后發劣勢，也就是說在市場競爭的條件下后來者很難進行“卡脖子”技術創新。以高端芯片為例，其主要工序為IC設計、晶圓制造、封裝和測試，要完成這些工序就需要很多高端材料和加工設備，相關的技術創新包括物理、化學、材料、設備等多學科、多主體，特別是在工藝上，光刻機的精度是制約芯片制造的關鍵，而這些材料、設備和工藝都需要持續創新，也就是形成研發與應用的良性循環，由此芯片的性能才能不斷提升，才會有市場競爭力。這種情況使得高端芯片的先發者具有先發優勢。這是因為高端芯片技術的創新不僅積累性非常強，而且在市場競爭的情況下后發者難以進入更高層次的研發。以存儲芯片為例，當后發者研制出16M的產品，先發者已經研制出32M甚至64M的存儲芯片，此時先發者會以很低的價格賣16M的產品，這使得后發者研制出的16M存儲芯片，難以在市場上得到回報，也就難以繼續投入到高端研發。久而久之，使得后發者被鎖定在先發者不愿意做的低端芯片上，先發者則能通過持續創新，不斷推出更高端的芯片。這種“機制”使得我國幾十年來芯片產業一直處于中低端產業鏈，高端的存儲芯片卻長期依賴進口。
其次，從經濟政治方面來看，“卡脖子”技術的形成不僅在于其技術來源較少，形成了技術壟斷，而且技術對經濟、社會乃至國家安全的影響大。在市場競爭激烈的情況下，技術擁有方能夠通過技術的“斷供”，卡住競爭對手的脖子，使其失去競爭力，進而獲得競爭優勢。而當國家之間的競爭加入這種市場競爭，會進一步導致技術“斷供”的發生。2018年的中興事件就是典型案例。
基于對“卡脖子”技術的技術性和經濟政治性的認識，要有效推進“卡脖子”技術創新，不但企業要發揮主體作用，而且國家要采取有效的政策措施。其一，要在企業層面、行業層面和國家層面分別列出“卡脖子”技術清單。其二，企業、行業和國家政府部門要分別研究制定每一項“卡脖子”技術的解決路徑和方法。其三，在政府的支持下構建以企業為主體、“政產學研用”結合的“卡脖子”技術創新體系和有效的機制，逐一攻克“卡脖子”技術。這里需要強調以下幾點。
第一，“卡脖子”技術創新的主體是企業，發揮企業家精神是至關重要的。面對美國企業的技術“斷供”，中興公司和華為公司的不同處境和表現說明了這一點。企業最清楚本身的技術狀況、技術競爭與合作狀況，特別是已有的和潛在的卡脖子技術究竟有哪些。面對“卡脖子”技術，企業家精神是非常重要的，因為“卡脖子”技術往往是很難攻克的。這需要企業家有戰略定力和企業長遠的技術戰略，特別是要有“卡脖子”技術創新戰略，能夠“咬定青山不放松”，這樣才能不斷攻克“卡脖子”技術，進而登上技術的高峰，成為行業領軍者。
第二，國家的有力支持是非常重要的。“卡脖子”技術不僅本身很難攻克，而且在市場競爭條件下存在后發劣勢，這就進一步加大了后發者進行“卡脖子”技術創新的難度，因而非常需要國家的有力支持。這種支持最主要的是為企業進行技術創新創造有利的條件和環境，包括圍繞“卡脖子”技術加強基礎研究，推動產學研合作，實施國家采購和首臺（套）政策，促進新產品的使用，促使研發與使用形成良性循環；還要在稅收、人才等方面對“卡脖子”技術創新給予支持。對于國家經濟、社會和安全有重大影響的“卡脖子”技術，國家還需設立重點研發專項，采取科技創新舉國體制。另外，對于那些不遵守市場規則、背離契約精神、出于非商業目的，對中國企業實施封鎖或斷供，嚴重損害中國企業正當權益的外國企業、組織或個人，列入“不可靠實體清單”，并采取必要的懲罰措施。
第三，以更大力度的開放創新，融入、構建和主導全球創新鏈，促進“卡脖子”技術創新和化解“卡脖子”技術問題。解決“卡脖子”技術問題固然需要加強自主創新和加大國家的支持，但不是與全球創新鏈脫鉤，也不可能都有技術“備胎”，而應該充分利用全球科技資源，并充分發揮我國制造業齊全、市場規模大的優勢，在越來越多的行業和領域構建和主導全球創新鏈和產業鏈。美國打壓華為5G產品之所以效果有限，除了華為的技術先進和有技術“備胎”之外，還在于華為5G產品和服務的全球化程度較高，在5G全球創新鏈和產業鏈中處于優勢地位。在這種情況下，即使美國的盟友也不愿意聽從美國的號召而不用華為的5G產品和服務，因為他們擔心由此會給自己造成巨大的損失。
隨著我國與發達國家經濟和科技發展水平差距的縮小，我國面臨的“卡脖子”技術問題將會變得越來越突出。今后像中興事件、華為事件這類由國家直接干預引發的“卡脖子”技術問題還會發生，但更多、更普遍的問題將是由市場競爭引發的。過去幾十年，我國能夠大量引進國外的先進技術，是因為我國的技術水平與國外先進水平差距較大。對我國而言，引進的是先進技術，對轉讓方而言已經不是先進技術了，轉讓方的最先進技術特別是其中的關鍵核心技術并沒有轉讓。但隨著我國與發達國家技術水平特別是技術創新能力的差距縮小，我國與發達國家由以互補關系為主轉為以競爭關系為主，而現階段發達國家及其企業的最主要優勢就是其掌握的關鍵核心技術。這就是習近平總書記說的“關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的”[11]原因，發達國家及其企業只有控制關鍵核心技術，才能保持其市場競爭力乃至國家競爭力。因此，在這種新的形勢下，我國企業不僅難以引進國外先進技術及其產品（零部件），而且以前能夠引進的技術及其產品也難以引進了，甚至出現了“斷供”問題，從而使“卡脖子”技術問題越來越突出。
由此可見，“卡脖子”技術問題是我國經濟和科技達到現有水平后必然會出現的，而能否有效解決“卡脖子”技術問題關系到我國能否順利跨越“中等收入陷阱”，能否進入發達國家行列，能否到2035年基本實現現代化。阿根廷、巴西等國之所以幾十年來沒有越過“中等收入陷阱”，而韓國則較快地越過了，根本原因在于前者沒能有效解決關鍵核心技術和“卡脖子”技術問題，而后者較好地解決了這些問題。因此，我國只有加大力度推動核心技術創新，不斷破解“卡脖子”技術問題，才不會被困在“中等收入陷阱”里，才能從全球產業鏈和價值鏈的中低端進入中高端，才能支撐經濟社會持續發展。
兩種技術相互促進和支撐創新發展
顛覆性技術創新是搶占世界科技創新制高點、是搶長竿，進而可以使我們獲得相關產業競爭優勢，并產生“竹竿效應”，帶動更多產業創新發展；“卡脖子”技術創新是克服創新的不足和弱項，是補短板，進而可以使我們保持相關產業穩定發展，避免“短板效應”，支撐產業創新發展。顯然，“卡脖子”技術創新是保障現有發展，而顛覆性技術創新是引領未來發展，但兩者存在交集，能夠相互促進。
首先，“卡脖子”技術創新能夠保障顛覆性技術創新的順利進行。高端芯片、制造高端芯片的光刻機、高端傳感器、高精度的機械手等“卡脖子”技術創新對5G移動通信、人工智能等顛覆性技術創新有重要的保障作用。
其次，顛覆性技術創新有助于化解“卡脖子”技術問題。例如，氫能、燃料電池及新能源汽車等顛覆性技術創新有助于化解國產汽車發動機“卡脖子”技術問題；量子計算機的顛覆性技術創新也有助于化解國產大型計算機“卡脖子”技術問題。
最后，不僅顛覆性技術創新和“卡脖子”技術創新應相互依存、相互促進，而且兩者有效并行還有賴于完善的創新體系和有利的創新環境。一方面，要以顛覆性技術創新和“卡脖子”技術創新帶動和支撐全面的創新發展；另一方面，要以不斷完善國家創新體系、區域創新體系、產業創新體系和優化創新環境，保障和促進顛覆性技術創新和“卡脖子”技術創新。
注釋
[1]習近平：《在省部級主要領導干部學習貫徹黨的十八屆五中全會精神專題研討班上的講話》，人民網，2016年1月18日，http://cpc.people.com.cn/n1/2016/0510/c64094-28337020.html##1。
[2]Christensen C., The innovator's dilemma: when new technologies cause great firms to fail, Boston: Harvard Business School Press, 1997, p. 21.
[3]David T., "DARPA's disruptive technologies", MIT Technology Review, 2001, 104 (8), pp. 42-46.
[4]郝君超、王海燕、李哲：《DARPA科研項目組織模式及其對中國的啟示》，《科技進步與對策》，2015年第32卷第9期，第6～9頁。
[5]曹曉陽、魏永靜、李莉、張科、苗紅波、安向超、劉安蓉：《DARPA的顛覆性技術創新及其啟示》，《中國工程科學》，2018年第20卷第6期，第122～128頁。
[6]McKinsey Global Institute, "Disruptive technologies: Advances that will transform life, business, and the global economy", May, 2013, http://www.docin.com/p-726089108.html.
[7]中國信息通信研究院：《中國數字經濟發展與就業白皮書（2019年）》，https://www.innovation4.cn/library/r38262。
[8]沈曉衛：《預見未來科技——AI、量子計算、區塊鏈將讓每一家企業都可能成為顛覆者》，數智網，2018年4月18日，http://www.smartcn.cn/133577.html。
[9]央視網：《全球5G標準專利聲明 我國企業占比超過30%》，2019年6月4日，http://jingji.cctv.com/2019/06/04/ARTIQxFKN7uNSpCgzi1YUd5F190604.shtml。
[10]國務院：《新一代人工智能發展規劃》（國發［2017］35號），2017年7月8日，http://www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm。
[11]習近平：《在中國科學院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會上的講話》，人民網，2018年5月28日，http://cpc.people.com.cn/n1/2019/0606/c64094-31123936.html。
肖廣嶺，清華大學馬克思主義學院教授、習近平新時代中國特色社會主義思想研究院研究員。研究方向為科技戰略與政策、馬克思主義自然觀和科技觀。主要著作有《中國科技投入的適度規模與合理結構問題研究》《科技創新與區域發展》《企業創新發展研究——創新型企業模式案例》等。
