亿欧智库 iyiou/intelligence联合发布单位：北京亿欧网盟科技有限公司中国科学院大学经济与管理学院华为技术 有限公司西安市硬科技产业发展 服务中心前言改革开放 40年里 ， 中国科学技术 实现了 巨大飞跃 ， 现已经成为具有全球 影响力科技大国 ， 诸多领域从无到有 、 从有到优 ， 重大科技成果竞相涌现 ， 这既得益于我国经济的快速增长 ， 又得益于政府的战略布局 。政策 层面 ， 党的十八大以来 ， 我国针对科技创新的各个方面提出了一系列要求 ， 党的十九大把 “ 加快建设创新型国家 ” 作为贯彻新发展理念 、 建设现代化经济体系的具体内容之一 。 2019年 10月 ， 习近平强调 “ 中国愿同世界各国一道加强科学研究 ， 密切科研合作 ，推动科技进步 ” 。 2020年 7月 ， 我国对国家高新技术产业开发区提出着力提升自主创新能力 、 推进产业迈向中高端 、 加大开放创新力度 、 营造高质量发展环境等意见 ， 进一步促进国家科技创新的发展 。 在投入方面 ， 2019年中国研发投入占国内生产总值 2.19%， 科技进步贡献率达到 59.5%， 整体创新能力大幅提升 。聚焦当下 ， 世界各国纷纷加大先进科技的研究投入 ， 抢占核心技术的制高点 。 2020年全球 在量子 计算 、 机器人 、 人工智能 、 生物科技等 领域取得突破性进展 。 新一轮技术革命蓄势待发 ， 全球科技创新进入密集活跃期 。 颠覆性 、 突破性的硬科技正在创造新的产业形态 ， 信息技术 、 新能源 、 新材料 、 生物技术逐渐应用于各个领域 ， 人工智能 、 大数据 、云计算 、 机器人加速与传统行业相互融合 ， 硬科技成果推动全球经济进一步向前发展 ， 全球 科技发展格局 正在重塑 。大国之间竞争的核心在于 科技 创新 ， 只有将核心技术掌握在自己手中 ， 才能 把握 经济发展 的主动权 。 目前美国仍然在关键科技领域有着领先优势 ， 但我国正以更快的速度追赶 。随着我国经济发展进入新常态 ， 硬科技的成果逐步应用落地 ， 以新产业 、 新业态 、 新模式为核心的新动能不断增强 ， 成为推动我国经济平稳增长和经济结构转型升级的重要力量 。当前中国经济正处于双循环的发展格局 ， 硬 科技进一步 发展是支撑国内大循环关键因素 ，只有科技驱动的产业升级才能有效激发国内消费市场 ， 摆脱对国外市场的依赖 ， 因此硬科技对我国突破技术封锁 、 实现自主创新 、 提高全球地位具有更重要的战略意义 。中国已经站 在下 一轮科技革命的最前沿 ， 在基础的海量数据储备和可得性方面领先全球 ， 在新一代信息技术 、 信息通信设备 、 新能源等领域的优势已经开始显现 。 未来 ， 硬科技不仅会改变人们的生活方式 ， 也将带来强劲的经济增长 ， 是国际竞争力的重要体现 。 因此 ， 中国需进一步 推进硬科技产业链和创新链的双链循环 ， 以此为依托向全产业链环节逐步拓展 ， 加快形成先进生产力 ， 实现从 “ 并跑 ” 到 “ 领跑 ” 的飞跃 ， 用硬科技展示 中国发展新实力 。硬科技发展现状一、1.1 中国硬科技发展概况1.2 硬科技发展驱动因素1.3 硬科技产业 现状硬科技 发展态势二、2.1 硬科技发展特征2.2 硬科技突破进展2.3 硬科技 重点 领域 发展态势三、3.1 中国城市硬科技发展指标3.2 中国城市硬科技创新排名3.3 城市 硬科技 创新 能力 解析四、4.1 硬科技 社会价值体现4.2 新基建下的硬科技布局4.3 硬科技 协同促进社会智能化升级六、 附录中国城市硬科技发展 硬科技应用与发展协同城市 硬 科技评价指标目录CONTENTS五、 硬科技发展前景展望5.1 硬科技顶层设计5.2 硬 科技发展路径5.3 硬 科技推动全场景智慧化发展4Chapter 1硬科技发展现状Development Landscape of Key & Core Technology 52020中国硬科技创新白皮书China's Key & Core Technology Innovation 2020 Whitepaper一 、 硬科技发展现状1.1 中国硬科技发展概况每一轮科技革命都会重构全球版图 ， 重塑全球经济结构 。 自从进入 21世纪 ， 全球 科学 技术不断迭代 ， 重大科研成果不断改变着人们的生活与工作 。 如今新一轮科技革命悄然而至 ， 为中国带来了更多的创新机遇和发展空间 ， 因此 抓住机遇不断探索 、 敢于创新就显得尤其重要 。1.1.1 全球科技 创新正当时二十 世纪四五十年代 ， 原子能 、 电子计算机 、 微电子技术 、 航天技术 、 分子生物学和遗传工程等领域取得重大突破 ， 标志着 当时 新科学技术革命的到来 。 在第三次科技革命中 ， 美国顺势确立了 “ 世界霸主 ” 地位 。其中最具划时代意义的是电子计算机的迅速发展和广泛运用 ， 它 开辟了信息时代 ， 也带来了一种新型经济 知识经济 ， 知识经济发达程度的高低已 成为 影响 各国 在 综合国力竞争中成败的关键 因素 。如今 ， 人类社会已经进入到第四次工业革命 阶段 ， 为了 在未来竞争格局中抢占有利地位 ，世界各国均非常注重科技创新 。 科技 创新是复杂的过程 ， 会 受诸多因素 共同影响 ， 其中 “ 研发经费投入 ” 因素可以代表各国在创新方面的努力程度 。How Much的数据展示了 2019年全球研发经费投入最高的 15个国家 ， 其中美国位于榜首 ， 研发投入费用为 4765亿美元；中国位居第二 ， 经费规模达 3706亿美元 。亿欧智库： 2019年研发经费十五强国家（单位：亿美元）4,7653,7061,7051,098732608481442421398296276231193165英国美国韩国日本中国德国法国印度巴西俄罗斯意大利加拿大澳大利亚西班牙荷兰数据来源： How Much62020中国硬科技创新白皮书在 15个国家中 ， 亚太地区的国家表现较为突出：中国和日本的 研发 经费规模超过千亿美元大关；韩国 研发 经费 虽然 只排到全球第五 ， 但是该国的 研发 经费 占 该国 GDP比重达 4.3%， 为全球首位 。 从以上 可以看出 ， 全球科技创新中心正在 向 亚太地区 逐步 转移 。1.1.2 中国经济发展现状：科技创新主导未来由于全球科技创新中心呈现由西向东演变的趋势 ， 全球高端生产要素和创新要素也开始向亚太地区转移 。2020年 ， 上海市经济信息中心发布 2020全球科技创新中心评估报告 。 报告显示 ， 中国共有 10个城市入围全球科技创新中心 100强 ， 其中北京排名第 7， 上海排名 12、 香港排名 15、深圳排名 27， 中国 城市排名总体呈明显上升趋势 。 作为亚洲第一大国和世界第二大经济国 ， 中国具备孕育科技创新中心所需的资源丰度和市场深度 。哈佛商学院教授迈克尔 波特把国家之间竞争所推动的经济发展分为 4个阶段：要素驱动 、投资驱动 、 创新驱动和财富驱动 。 前 3个阶段都处于国家经济发展的成长阶段 ， 而财富驱动阶段意味着国家已经走到经济衰退阶段 。在 “ 投资导向 ” 阶段 ， 国家 应 注重投资和长期经济增长 。 近年来 ， 中国凭借着 “ 人口红利 ”和 “ 投资红利 ” ， 实现了 经济 的 快速发展 。 2019年 ， 中国人均 GDP首次超过一万美元 ， 与世界平均水平 1.13万美元仅有一步之遥 。 此外 ， 中国人均 GDP即将冲破 “ 中等收入陷阱 ” 上限 1.2万美元 。 由此可见 ， 中国克服 “ 中等收入陷阱 ” ， 未来五年是关键 发展 阶段 。数据来源： 联合国经济和社会事务部China's Key & Core Technology Innovation 2020 Whitepaper0.00.00 0.140.02 0.108.06.00.120.042.50.260.06 0.088.50.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.281.50.307.00.320.57.51.04.52.03.03.54.05.05.56.5瑞典日本中国冰岛以色列西班牙加拿大挪威澳大利亚奥地利英国瑞士新加坡法国意大利大韩民国荷兰新西兰美国智利 高收入门槛1.2375高收入国家人均值0.1364高收入国家人均值4.45831960年人均收入水平（单位：万美元）2019年人均收入水平（单位：万美元）亿欧智库：全球主要国家人均收入水平变化72020中国硬科技创新白皮书目前 ， 中国正在处于 “ 中等收入陷阱 ” 边缘 ， 与欧美 、 日 、 韩等国家 地区 相比 ， 中国的人均收入仍有较大差距；与东南亚等国家相比 ， 中国 劳动力成本 逐步攀升 。 因此 ， 未来几年将是中国 经济 发展的关键阶段 ， 一旦中国跨过这道门槛 ， 中国经济将会发生根本性改变 。 随着 “ 人口红利 ” 逐步消退 ， 中国必须向 “ 创新导向 ” 迈进 ， 才能避免落入 “ 中等收入陷阱 ” 。1.1.3 硬科技的概念界定硬科技是指能够改进社会物质产品生产效率 、 创造社会全新价值的关键性技术 ， 是通过大量研发投入积累形成的知识密集型产业 ， 依托核心专利技术积累 ， 转化形成的 “ 硬 ” 产品或“ 硬 ” 服务 。 硬科技在生产要素创新 、 产业结构转变 、 场景模式创造方面 ， 具有重要决定性和支撑性 ， 是促进社会变革 、 推动人类跨入新时代的革命性技术 。回顾前三次工业革命发现 ， 每一个时期都有属于自己的 “ 硬科技 ” 。 因此 ， 找到历代 “ 硬科技 ” 的共通之处 ， 便 能 划定第四次工业革命的 “ 硬科技 ” 。通过追溯 ， 便可以发现 “ 硬科技 ” 特有属性如下： 颠覆性： “ 硬科技 ” 可以 是 经过长期研发 、 持续积累形成的高精尖原创技术 ， 也可指某细微领域形成的突破性 、 颠覆性技术 。 因此 ， 当代 “ 硬科技 ” 需能够推动世界进步 、 引领人类生活发生根本性改变 。 目前 ， 颠覆性技术尚未有明确的发展路径和未来 ， 但颠覆性技术大致领域可以明确：如区块链 、 新材料 、 基因工程 、 人工智能 、 量子技术 、 核聚变等 。 超前性： “ 硬科技 ” 是超前部署世界级水平的基础性技术 。 而且 ， “ 硬科技 ” 可以在多个产业广泛应用 ， 在产业技术发展中起着基础支撑 的 关键作用 。 如 5G、 脑机接口 、 新型火箭技术等 。 经济性：从科技发展的原动力以及科技应用的现实需求看 ， “ 硬科技 ” 不仅体现为技术本身的过硬 ， 还表现为能够对经济发展提供实质性的 支撑 。 唯有如此 ， “ 硬科技 ” 才能促进某些产业或领域的变革和发展 ， 成为 推动 社会进步的动力和源泉 。 社会性：一方面 ， “ 硬科技 ” 对社会发展和民生进步 有 带动作用；另一方面 ， “ 硬科技 ”需要国家与社会的支持 ， 如国家选择对部分科技资源丰富 、 创新主体集聚 、 产业发展质量较高的创新发达地区进行引导和部署 ， 加快打造硬科技发展的先行区和新高地 。总而言之 ， 硬科技是事关国家发展的关键技术 、 国家经济建设的基石 ， 会推动着中国进入到 “ 强国 ” 阶段 。 因此 ， 中国必须将 “ 硬科技 ” 涉及的核心技术 、 知识产权牢牢掌握在自己手中 ， 并将科技创新成果推向市场 ， 释放先进生产力 ， 打造国家竞争的核心 技术 优势 。1.1.4 硬科技发展历程如今 ， 全球贸易及产业竞争日趋激烈 ， 主要竞争核心是支撑重点产业发展的关键基础技术 、核心技术 ， 这正是硬科技的集中体现 。 因此 ， 在时代发展规律和国家发展需求的双轮驱动下 ，“ 硬科技 ” 正在从 “ 区域概念 ” 上升为 “ 国家话语 ” 体系 ， 成为未来经济社会发展的新动能 。China's Key & Core Technology Innovation 2020 Whitepaper82020中国硬科技创新白皮书1） 各地政府率先布局作为 “ 硬科技 ” 概念的发源地 ， 西安成立了硬科技发展联盟 ， 并设立硬科技专项支持资金 。自 2015年 促进科技成果转化法 修订以来 ， 西安便积极调动研发人员转化成果和创新创业的热情 。 截至 2020年 8月 17日 ， 中科院西安光机所的孵化平台 已先后孵化培育了 348家企业 ， 基金规模 53亿元 ， 累计实现投资 34亿元 ；西北工业大学的衍生孵化企业 “ 铂力特 ” 作为陕西首家科技企业在 “ 科创板 ” 上市 。在西安如火如荼推动 “ 硬科技 ” 建设的同时 ， 北京 、 上海 、 深圳 、 合肥等城市纷纷加强自身对 “ 硬科技 ” 的发展布局 。 2017年 ， 北京出台 加快科技创新发展高精尖产业 政策 ， 将集成电路 、 诊疗技术等领域作为未来硬科技发展的重要方向；中关村示范区重点建设 22家硬科技孵化器 ， 首发 100余项新技术新产品 ， 着力加强科技型企业培育 ， 企业研发投入增长 16%左右 。其他城市根据各自优势 ， 规划布局硬科技产业 。 深圳和上海基于本地优势产业和资源 ， 积极布局第三代半导体 、 生物医药 、 人工智能等硬科技产业 。 其中 ， 深圳为了引进相关领域高端人才 ， 成立了第三代半导体研究院 ， 抢先布局第三代半导体和量子计算产业；上海依托科教资源 、 应用场景 、 海量数据 、 基础设施等优势 ， 聚焦创新策源 、 应用示范 、 制度供给和人才集聚 ，加快建设全球人工智能发展 “ 高地 ” ；合肥依托基础研究的优势 ， 布局量子信息 、 聚变新能源 、同步辐射光源 、 稳态强磁场等一系列硬科技产业 。2） 硬科技上升至 “ 国家话语 ”随着 “ 硬科技 ” 概念逐步推广到全国各地 ， 从政府到企业再到金融机构都加大了对 “ 硬科技 ” 的关注与研究 ， 科创板 的 提 出 更是直接将 “ 硬科技 ” 推到了国家话语体系 。 2019年 11月 3日习近平总书记在上海考察时强调 ， 设立科创板并试点注册制要坚守定位 ， 提高上市公司质量 ，支持和鼓励 “ 硬科技 ” 企业上市 。3） 硬 科技 覆盖 领域从 “ 硬科技 ” 的底层逻辑来看 ， 硬科技主要是由科学研究支撑 、 具有较高技术门槛和技术壁垒的关键核心技术 ， 是高新技术产业的典型代表 ， 而高新技术产业最明显的划分界定则是由研发投入强度决定 。经合组织对全球不同研发强度的行业进行了归类 ， 并从制造业和服务业两种产业形态进行区分 。 制造类 产业方面 ， 高 研发行业集中在航空航天 、 医药品及电子产品和光学产品制造上 ，研发投入强度分别为 31.7%、 28.0%和 24.1%；中高研发行业以军工 、 机动车辆 、 医疗和牙科仪器 、 机器及设备 、 化工及化工产品为主 ， 研发投入强度在 5.7%18.9%之间；中研发行业多分布在传统制造领域 ， 以橡胶和塑料制品 、 船舶建造 、 金属和矿物产品为代表 ， 研发投入强度在 1.9%3.6%之间 。服务类产业方面 ， 科学研究与发展 、 软件 出版 、 IT和其他信息 服务是 研发投入强度最高的行业 ， 研发强度分别为 30.4%、 28.9%和 5.9%。 其中 ， 科学研究与发展主要为理论创新和技术创新研究 ， 因此往往具有前瞻性和高难度性 。China's Key & Core Technology Innovation 2020 Whitepaper92020中国硬科技创新白皮书除此之外 ， 全球每年在不同领域也会涌现出新技术 ， 形成新时期的创新行业 。 自 2001年起 ， 麻省理工科技评论 每年都会评选出当年的 “ 十大突破性技术 ” ， 并曾精准预测了脑机接口 、癌症基因疗法 、 深度学习等诸多热门技术的崛起 。 麻省理工科技评论 预测 2020年 “ 全球十大突破性技术 ” ， 分别是防黑互联网 、 人工智能筛选分子 、 数字货币 、 超个性化药物 、 人工智能发现分子 、 超级星座卫星 、 量子优越性 、 微型人工智能 、 差分隐私 、 气候变化归因 。 通过整理发现 ， 2011-2020十年间 ， 全球 “ 十大突破性技术 ” 主要集中在信息技术领域 ， 涌现出的创新技术占比近一半 ， 其次为生物科技领域 ， 二者合计占比约达 70%。虽然前沿科技层出不穷 ， 但万变 不 离其宗 。 从科研到产业 ， 从技术到商业 ， 新时期的 “ 硬科技 ” 主要集中在以下十大方向：新一代信息技术 、 新一代半导体技术 、 信息通信设备 、 生物技术 、 交通 运输工程 机械及制造装备 、 医药制造 、 新材料 、 航空航天 、 新能源 、 节能环保 。医疗和牙科仪器机器及设备3.0%航空航天器及相关机械IT和其他信息服务医药品电脑，电子和光学产品军工机动车辆，拖车和半拖车2.1%化工及化工产品6.2%9.3%电子设备其他铁路，军用车辆和运输橡胶和塑料制品船舶建造1.9%医疗和牙科器械以外的其他制造业其他非金属矿物产品7.9%基本金属修理和安装机械设备科学研究与发展软件出版15.4%31.7%28.0%24.1%6.5%18.9%5.7%3.6%2.9%2.2%30.4%28.9%5.9%亿欧智库：经合组织按研发强度分类行业（单位： %）制造类 服务类高研发中高研发中研发高研发数据来源： OECDChina's Key & Core Technology Innovation 2020 Whitepaper这十大方向大致涵盖了未来硬科技的发展方向 ， 并且对未来经济活动有着重大推动作用 。以节能环保行业为例 ， 节能环保产业是一个应时代需求而生的新兴产业 ， 几乎渗透于经济活动的所有领域 ， 它以有效缓解我国经济社会发展所面临的资源 、 环境瓶颈制约为目标 ， 力促产业结构升级和经济发展方式转变 。 到 2020年 ， 节能环保产业将成为我国国民经济的支柱产业 ， 并发挥出引领经济社会发展变革的重要作用 。1.2 硬科技发展驱动因素1.2.1 政策与法律法规分析近几年 ， 中国科技取得了举世瞩目的进步 。 与此同时 ， 中国科技体制也走出一条清晰的轨迹 。 科技体制作为科技事业的有机组成部分 ， 历经体系初建 、 全面规划 、 体制改革 、 构建国家创新体系 等 4个 发展时期 ， 为中国科技事业发挥了体系保障与运行调控的重要作用 。2013年 ， 中科院研究制定了 中国科学院 “ 率先行动 ” 计划暨全面深化改革纲要 ；2015 年 ， 中科院调整确立了 “ 三个面向 ” 和 “ 四个率先 ” 的新时期办院方针 。 同期 ， 中共中央办公厅 、 国务院办公厅发布 深化科技体制改革实施方案 ， 旨在形成系统 、 全面 、 可持续的改革部署和工作格局 ， 激发科技第一生产力 、 创新第一动力的巨大潜能 。2016年 ， 国务院印发 国家创新驱动发展战略纲要 ， 该战略纲要是新时期推进创新工作的纲领性文件 ， 是建设创新型国家的行动指南 ， 紧紧围绕产业技术体系创新和经济竞争力提升重点展开； 2018年 ， 国务院印发 关于全面加强基础科学研究的若干意见 ， 主旨是为进一步加强基础科学研究 ， 大幅提升原始创新能力 ， 夯实建设创新型国家和世界科技强国的基础 。102020中国硬科技创新白皮书硬科技十大方向13579硬科技十大方向246810亿欧智库：硬 科技 覆盖 领域 新一代 信息技术 子行业：人工智能、物联网、大数据、云计算 等 新一代半导体技术 子行业：光电芯片，新一代 晶体管等 医药制造 子行业：创新药、医疗器械和诊断设备、医药服务等 新材料 子行业：节能环保材料、电子信息材料、生物材料、高端装备材料等 航空航天 子行业：火箭、卫星、空间站、航天飞机等 信息通信设备 子行业： 5G、 量子 通信 等 生物技术 子行业：脑机接口、细胞免疫、基因测序等 交通运输、工程机械及制造装备 子行业：高档数控机床、机器人、先进轨道交通装备、海洋工程装备 及船舶等 新能源 子行业：太阳能、核能、风能、生物质能等 节能环保 子行业：废物处理、资源循环利用等China's Key & Core Technology Innovation 2020 Whitepaper