三基产业技术基础发展及创新

1、 三基产业技术基础发展及创新 除了技术创新体系和创新中心以外，还有一个创新技术的组成模式和运行模式问题。很多时候我们并不缺钱，也不缺项目，甚至是不缺人，只是缺机制。全球制造业正发生深刻变革现在，我们正处在全球制造业发生深刻变革的时代。在这个时代，新一轮科技革命和产业变革愈行愈近，信息技术、新能源、新材料、生物等重要领域和前沿方向的革命性突破不断涌现，交叉融合持续推进。云计算、大数据、物联网、移动互联网等新一代信息技术与制造业的深度融合，带来制造模式、生产方式和产业形态的深刻变革。全球制造业创新体系正在经历重大转变。创新载体从单个企业向跨领域多主体协同创新网络转变，创新流程从线性链式向协同并行转

2、变，创新模式由单一技术创新向技术创新与商业模式创新相结合转变。以具有跨界、融合、协同特征的新型创新载体为核心的全球制造业创新生态系统正在形成。同时，我国产业发展基础不牢的情况也表现得越来越明显。经历了改革开放后“爆发式”快速工业化过程，面对发展新需求，技术、资本、人才积累严重不足，产业链、供应链、创新链不健全，我国亟须在继续推进工业化的同时，加强工业化基础的补课任务。我国工业强基的现状和存在问题三基的支撑保障能力和引领发展能力弱我国三基支撑保障能力和引领发展能力应该加强，这个能力弱使很多重大技术和产业难以抢占制高点，受制于人的问题十分突出，高端产业核心技术有空心化现象。三基产业化、技术转化能力

3、弱我们的技术转换能力，包括了本身的三基，即基础工艺、基础技术、基础材料的发展配套工艺等，这些还没有形成体系，协同效果不佳，还是各自为政。比如，高端材料研制出来了，在国内找不到材料，找到了材料不敢用，用了又发现用不起，成本太高。现在我们有将近40家碳纤维生产企业，而且还是分散不连续的，单线产能和发达国家差距很大。这说明我们技术转化能力差距还很大。这种情况很普遍。在我国，做基础材料研发的单位有数万家，各种品牌和型号都有，受传统的科研体制影响，研发资源分散，研发载体分散，布局也不合理。主要表现在两点上：一是，三基产业化发展配套能力弱，包括装备、工艺、控制配套，也包括材料、元器件、设备各自为政等；二是

4、，三基的研发与下游应用脱节，协同发展能力弱，说穿了就是研发链、产业链分割、缺位、协同衔接能力差。以高端装备领域新材料研发为例：国内找不到好材料用，国内有了好材料研究出来不敢用，想用自己的好材料用不起的现象屡屡发生。以碳纤维复合材料为例。国内现有近40家企业和研究所投入建设碳纤维生产线。但是，国内单线产能达到千吨级并投产的企业只有三家，绝大多数企业的实际产能只在几十吨级和百吨级。由于大多数企业对碳纤维及其复合材料产业的自身特点认识不足，整个行业走入了误区。再对比看国外的状况。国外主要的碳纤维企业单线产能大，例如东丽的T300级碳纤维单线年产能达2000吨以上。工位多，生产速度快，原丝干喷湿纺速度

5、可达400米/分钟，碳化速度可达15米/分钟，产品批次内和批次间质量稳定性高。而国内大部分碳纤维企业只有一、两条生产线，品种规格单一，单线产能低，能耗高，工位少，生产速度慢，碳化速度仅为46米/分钟（已投产三家千吨级企业已达810米/分钟），工艺、设备管理落后。工业强基的产业小型化、分散化、分割化目前制约我国工业强基产业技术创新的主要障碍是许多产业创新技术供给不足。许多产业关键技术的自主研发能力偏弱、产业创新技术供给主要依赖引进或模仿，对外技术依存度高，创新资源分散化，封闭化现象严重。由于历史原因，受传统科研体制影响，研发资源分散，研发载体布局不合理，再加上项目不注重体系和基地建设，而且项目分

6、散，产业支撑只看到一些点，尚未形成以点带线、以线带面的联动效应，三基产业发展缺乏顶层设计，所以一窝蜂的现象严重，分散重复小型化的问题突出。以硅材料为例来说，国外的硅材料厂，包括英特尔、三星在高端研发产业化应用上形成了系统的国际化融资、客户体系和材料，以及辅助件和装备业配套完整体系。相比之下，我国人才、管理、制造与运营体系不完整，产业的整体观、共同发展观还未形成，缺少产业高端服务型的技术平台、市场平台、信息平台，在技术上单打独斗，产业中相对新的合力难以形成。一个项目常常就有近百家企业研发，各自为战，既浪费技术、资金等资源，又制约了集成电路产业整体长远的发展，所以我们只能生产8英寸以下硅片，芯片大

7、概只占全世界的4.1%。技术供给方式创新基于上述全球制造业的现状和我国的情况，我们需要在技术供给方式上进行创新：在产业集中度较高的产业领域，建立以大企业研究院为主体，产学研相结合的创新技术供给模式。对产业集中度不高的产业或战略性新兴产业，建立以公共研发机构为主体、产学研相结合的创新技术供给模式。在技术更新换代快、市场化活跃和新兴产品领域，应用大数据、云计算、网络化的现代技术手段，充分营造技术成果转化、应用和产业化的政策环境，发挥高校、科研机构、中小微企业、科技人员等多元化主体在产业创新技术供给中的作用。政府应从抓项目为主变为抓体系、抓平台建设为主，市场导向为选取重点，集中目标，集中力量，稳定队

8、伍，建立体系平台。这包括四个一体化：一是军用民用三基研发一体化，二是材料和元器件一体化，三是研发、设计、生产与应用一体化，四是研发项目与国家产业创新中心一体化。民用三基研发一体化在军民研发一体化方面，美国是一个好例子。美国军队用的基础原配件和材料，特别是新概念武器装备上的化工材料，都是先做新材料、新工艺、新器件，预研成果出来后再做型号。我国正相反，以型号带动三基技术，往往材料和元器件技术滞后，如钛合金在石化和海洋设计平台中的应用（包括海军建设），甚至包括碳纤维复合材料在军工中应用设计平台的建设，石墨烯下游的应用和3D打印材料体系的应用设计平台等。此外，国际上的反倾销、WTO诉讼，中国在这方面很

9、被动。但是美国政府对企业的支持很巧妙，它是通过产业支持来给企业带来财力支持。比如，企业的技术用于军工，军工用了以后再把技术转到民用。这种支持不仅给企业带来财务支持，还有利于提升企业的竞争力。材料和元器件研发一体化做材料的人都明白元器件应用对材料的要求。用新材料意味着元器件具有快速迭代和持续升级的特点。目前我们的材料和器件均出现“两弱两少”现象，即基础理论研究弱，参与国际标准制定力度弱，少原创技术和专利产品，少研发产业链的材料和器件配套体系。当前，我们的设计和制造技术基本上是模拟别人，几十年一贯制。产品开发能力低，表现在：核心元器件虽然对国内主机的配套率达到80%，但高速铁路客车、中高档轿车、计

10、算机、高端数控机床、智能机器人等高端装备的核心元器件，基本上靠进口。一个例子可以说明这个现象：之前法国、德国、瑞典高端的轴承公司采用我们的轴承钢，我们的轴承钢产量上来了，出口很多。但是我们自己却做不起来轴承，车加工数控率低，磨加工自动化水平低，全国仅有200多条自动生产线。大多数企业，尤其是国有老企业中作为生产主力的仍是传统设备，整个产业链条是不连续的。轴承齿轮的一些数据也是分割的，大数据不全，评价方法、质量控制技术等都是不连续的，到现在发展得依然很慢，这种情况下，要实现数字化很困难。研发项目与国家产业创新中心一体化在所有的基础材料上我们都缺乏创新。创新能力实际上是缺两端的技术，一方面是三基高

11、端产业化技术的空心化；另一方面是原始创新能力不够，基础不牢，缺乏真正依赖技术进步的内涵发展动力和能力。原始创新缺乏，引领发展能力不足，难以抢占战略制高点。新材料方面的诺贝尔获得者没有中国人的名字，都是外国人。基本可以判断，催生新兴产业的三基主要还是来自国外。要改善三基的情况，创新应该跟国家的研发项目或者是企业紧密地结合起来。现在，我们成立了高比能锂动力电池实验室，动力电池包括安全系数的评价、管理、动态的模型、寿命衰减等，包括模块化结构、管理技术、充电技术、回收技术等，目标是到实现电动车充电一次可以走400km，单体电池比能量达到350Wh/kg、0.6元/Wh，电池系统实现260Wh/kg、1

12、.0元/Wh，循环寿命1500次（80%DOD）。既然是产业，那么各个环节都是要结合在一起的，仅仅只是成立一个数字中心，而运行机制跟不上，那就和原来没有什么区别。充分利用自旋电子学发展的机遇半导体器件的发展可能会对今后大规模集成电路带来革命性转折。在这个领域，自旋半导体企业大有可为。现在，二氧化硅器件的特性差不多已经发展到了极限，但是2007年诺贝尔奖获得者Fert和Grunberg教授又发现电子的输运性质与电子自旋的取向有关，称为自旋相关导电。如果将电子自旋带入半导体器件中，由于同时利用电荷与自旋这两个属性，将会有难以估量的新型电子学器件的诞生。20世纪最伟大的成就是微电子工业的崛起，迄今为

13、止，不论集成电路或超大规模集成电路中的半导体元器件，甚至单电子器件，仅仅利用了电子具有电荷这一自由度，用电场控制载流子的运动，从而获得特定的功能。电子自旋效应的发现，意味着在新形势下科学家换了新的思维。我们丧失了前三次产业革命的机遇，作为发展中国家，我们在微电子学领域落后了，如今我们要充分利用自旋电子学发展的机遇，走自主创新之路，实现跨越式的发展。只有这方面强大了，制造业才能强大。这一点要引起企业和政府的重视。以大数据为支撑的平台经济体研发设计生产与应用日趋一体化。设计和研发成了产业化，工业互联网时代的新模式已经出来了。互联网时代企业的形态发生了进化，很明显的特征就是由单一企业经济体演变为平台

14、型经济体。在这个经济体里，大数据的支持是在新材料中，这个经济体建立以后，基于平台数据分析的基础服务和数据的产业化全部协同起来，再把金融放进去，这样发展就快了。在互联网时代，所有的设计、研发生产服务领域都要产生新的格局，技术服务设计产业化的模式成为新的支持模式。海尔在全球有1600多名设计师在网上服务，是协同研发、众包设计，这就是网络制造的模式。基于大量用户需求信息的服务平台，可以形成新的技术成果产业化途径、新的技术研发需求来源和新的技术研发模式。新的技术成果产业化途径：一方面，平台可以为技术成果找到产业化载体。另一方面，平台可充分利用自身的金融服务功能，为研发人员和产业化载体提供资金支持。新的

15、技术研发需求来源：通过对交易信息和用户行为的分析，可以将当前难以实现的用户需求转化为研发需求。新的技术研发模式：由于平台上可以聚集大量的、有实施载体的研发需求，同时还具备成果产业化的金融服务工具，将极有可能在平台上聚集众多的研发机构、研发人员、研发成果等，形成开放式研发资源平台，解决技术的来源问题。这样，技术研发项目就变成了一种可交易的“产品”，而服务平台则成为研发资源和研发需求的中介。结论实现三基产业技术基础发展及创新，要充分发挥现有创新中心的各种作用，形成网络节点，创新中心要地域上相对分散，目标高度统一。不要再建单一的、新的、封闭的创新中心。关于创新中心，建议政府首先建立三个平台，首先是评价体系，特别是三基，一定要做好产业体系，就是评价体系。其次是设计运用平台。材料与器件制造一体化的趋势日趋明显，上下游产业相互合作与融合更加紧密，产业结构出现垂直扩散趋势，尤其与装备制造业发展高度关联，帮助推动建立包括金融在内的设计应用平台，减少生产企业负担，缩短批量应用周期至关重要。应用设计平台也包括建立实验应用表征技术体系，融入国际的标准体系和推广应用