基于技术创新链视角的北京高精尖产业发展路径

董 洁 ，张颖岚 ，扆铁梅 ，申峥峥 ，孟 潇

（1.北京市科学技术情报研究所，北京 100044；2.北京科技战略决策咨询中心，北京 100044）

20世纪70年代，国外学术界一致认为技术创新造就新产业摧毁旧产业，影响产业结构变革。Arthur[1]指出技术创新在产业发展过程中扮演着重要的角色，在市场竞争机制下，创新主体相互影响，以此达到技术和产业的协同演进，导致旧的技术被取代。Montobbio[2]指出技术创新模式的不同是决定企业差异化发展的主要因素，技术创新决定企业竞争力，企业间的优胜劣汰会引起整个产业结构的改变。Metcalfe[3]指出经济发展实际是经济系统的动态演变，即产业结构的演进过程，经济发展的核心因素是企业竞争，企业竞争的核心因素是技术创新。Lucchese[4]基于多个国家科技数据研究发现，技术创新和技术特点是引发产业结构改变的根本所在。Zouhair等[5]基于1983—2007年的动态面板数据，得出技术创新和贸易自由化对突尼斯制造业升级具有正向促进作用。21世纪后，我国学者开始重点研究技术创新和产业结构间的内在关系。辛娜[6]从空间视角证明技术创新拥有空间溢出效应，可以正向影响相邻区域的技术创新力，同时指出溢出效应是向外输出技术创新力，会导致本区域技术创新力降低，抑制本区域产业升级。赵庆[7]研究发现产业结构升级能显著促进技术创新空间溢出效应的形成，技术创新和产业升级两者之间呈现“螺旋上升”的发展模式。尹敬东等[8]通过实证研究表明，技术创新力有效提升产业升级和转型，技术创新溢出效应针对不同区域存在地域差异性。姚科敏等[9]指出颠覆性技术能够迅速改变一些产业现状，形成新的范式，进而升级产业链，促进产业信息化和数据化；升级价值链，促进产业融合化和规模化；升级创新链，推动产业品质化高端化。宋林等[10]研究发现，技术创新正向推进制造业结构升级，与技术开放程度、政府作为等同构成产业升级的动力因素；其中技术密集型制造业对技术创新感知力最强，创新指数明显优于劳动密集型制造业和资本密集型制造业。前人研究发现，技术创新和产业结构升级之间存在着“螺旋上升”的促进关系；产业发展的重要推动因素是技术创新资源、技术创新能力、技术创新溢出效应；产业创新高端化发展的根本途径是打破技术壁垒，拥有自主产权的共性、关键和前沿技术。

2018年，北京市立足首都功能定位，顺应产业发展规律，确定了10个高精尖产业的科技战略定位。2019年，北京市确定了5G、人工智能、医药健康、智能网联汽车等产业的发展方案，制定了区域产业发展重点和方向。2020年，北京市打造产业发展新动能，为十大高精尖产业编制指导意见，推动政策精准化，助力产业高质量发展。北京市将以建立世界一流的产业创新平台为目标，未来产业发展将集中资源重点投入，鼓励企业参与国家科技计划项目，与海外研发中心开展战略合作，形成“发展需求—核心企业—重点产品—关键技术”的发展战略，不断推进和完善北京高精尖产业的系统创新体系。本文将立足于北京高精尖产业发展现状和存在的问题，从技术创新角度提出北京高精尖产业高端化发展路径和模式，推动北京高精尖产业结构升级。

1 北京高精尖产业技术创新发展现状

北京市《加快科技创新发展新一代信息技术等十个高精尖产业的指导意见》中确定高精尖产业为主要发展目标。以“中关村科学城、怀柔科学城、未来科学城、北京经济技术开发区”为载体，致力建设全球创新中心主平台，即集中力量研发具备世界一流水平的关键、核心技术，并拥有自主知识产权，在此基础上培养一批具备国际影响力的跨国企业，形成具有技术主导权的产业集群，在国家科技战略层面形成产业竞争优势。

本文选取技术创新有重大突破、成果形成产业化应用的智能装备、新能源汽车和医药健康产业为主要研究对象，分析这三个产业在国家战略布局下的技术创新情况。2019年，北京市政府针对高精尖领域提出具体发展细则。《北京市加快科技创新发展新智能装备产业的指导意见》指出加快先进制造技术与信息技术、智能技术的深度融合。2019年智能装备实现营收7 200亿元，在智能机器人、3D打印技术方面取得重大突破；《北京市新能源智能汽车产业高质量发展行动计划（2019—2022年）》推动新能源智能汽车产业的集聚发展，促进一批产业化项目落地北京，实现多项关键技术攻克，建成产业转化发展集聚区；《北京市加快医药健康协同创新行动计划（2018—2019年）》深入实施，支撑北京医药健康产业的统筹协调发展，产业实现营收2 073.2亿元，呈现“一南一北”集聚、创新企业崛起的格局。可见，在国家政策的引导下，北京高精尖产业呈现快速发展趋势。2019年北京新经济增加值达到12 765.8亿元，比上年增长7.5%。国家高新技术企业突破2.9万家，独角兽企业达到93家，居于世界城市首位。

1.1 智能装备打破国外技术垄断现状，实现自主开发装备

2018年，中船电子科技有限公司和中国船舶工业系统工程研究院联合承担的课题“3 000米深水下作业机器人（ROV）研制”，开展3 000米深水下作业机器人总体设计、关键部位研制和系统集成，重点突破全电力推进和水下激光成像等关键核心技术，水下作业机器人整机、机械臂、电机、声呐、控制系统等关键部件实现国产化。深水机器人集成技术的突破，为后续深海装备产业升级转型奠定了基础，打破了国外技术垄断现状，实现了关键技术的自主研发，为海洋装备自主创新提供了人才储备。除此之外，电力设备智能化管控、1兆比特存储器集成电路的设计、大功率垂直结构发光二极管（LED）芯片等关键、核心技术研发取得了重大进展（见表1）。

表1 智能装备技术突破性进展情况

1.2 新能源汽车电池关键技术及新材料研发有突破性进展

北京新能源汽车已初步形成了完整产业链，覆盖电池、电机、电子控制、整车控制、轻量车身、充电设施等关键技术的研发和应用。截至2019年12月底，推广新能源汽车累计30.89万辆，2019年新增纯电动汽车7.51万辆。值得一提的是，2018年9月北汽新能源A股正式上市，成为继福田汽车、北汽股份后，北汽集团第三家整车上市的公司，也是A股新能源整车的第一股。

在关键技术研发方面，2016—2018年，中国工程院院士孙逢春牵头，整合北理工、盟固利、北汽新能源、理工华创、宇通客车、华强电气等优势资源，与美国宾夕法尼亚州立大学王朝阳教授建立合作伙伴关系，进行全气候电池技术及整车集成技术攻关。历经2年成功研发全气候电池系统、智能整车控制器、低温增焓空调、航空气溶胶车体保温材料、动力电池一键加热控制系统等部件创新产品，成功攻克低温条件下纯电动汽车无法充放电、整车无法启动等技术难题。该成果可以直接应用于2022年冬奥会新能源汽车，具有重要的社会价值。

北京市科学委员会大力支持电动汽车锂电池技术攻关，“基于复合固态电解质的电动汽车用固态锂离子电池研制”项目取得重大进展，中国科学院物理所团队研发的高能量密度混合固液锂电池实验室成果能量密度达到了501瓦时／千克。产品级混合固液锂电池容量42安时，能量密度超过300瓦时／千克，循环寿命超过1 000次。目前已完成产品级混合固液锂电池搭载北汽EU260车型的装车示范，综合续驶里程从约260公里提升到500公里。此外，清华大学联合中科院物理所、北京科技大学、国联汽车动力电池研究院组成技术攻关团队，研制出具有高安全性特征的复合锂金属负极。该团队的研究成果成为金属锂负极领域的热点，并在Joule、Advanced Materials、Journal of the American Chemical Society、Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America上发表论文。该团队还申请了一系列中国发明专利和PCT专利，形成了拥有自主知识产权的专利群。

1.3 医药健康领域关键技术、核心技术取得进展，并积极部署前沿技术研究

医药健康属于高能级“国际引领”产业，北京也将该产业定位为未来经济发展的新引擎，全力支撑医药健康产业的协调创新发展，不断提升首都生命科学和健康养老的科技支撑力量。2018年北京市创新药申报、获批生产的品种3个，一类新药品种获批临床12个，创新医疗器械获批上市7个，包括品驰医疗的植入式骶神经刺激器系统、柏惠维康的无框架脑立体定向手术系统、华科精准的神经外科机器人导航定位系统等潜力产品。2019年，新增5家医药上市企业。此外，2018年，乐普医疗的心电图人工智能自动分析诊断系统成为国内首项获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准的人工智能心电产品。2019年，北京迈迪顶峰医疗科技有限公司研发具有自主知识产权的国内首个国家级“左心耳闭合系统”获批上市。疾病诊疗方面，综合大学和医学院在病毒性肺炎、急性白血病、病毒性肠道病、先天性心脏病等提前诊断、临床诊断关键技术方面取得了突破性进展（见表2）。

表2 疾病诊疗关键核心技术进展情况

2019年，《北京市科技养老三年行动方案（2019-2021）》颁布，北京市政府部署老年人康复评估技术、重大传染病的筛查关键技术、慢性病治疗关键技术、癌症治疗关键技术等重大技术攻关项目的启动工作（见表3），慢性病、老年病、癌症治疗关键技术的攻克，有助于推动北京药物研发、精密医疗器械产业的快速发展。

表3 北京医学领域先进、前沿技术部署

2 北京高精尖产业技术发展存在的问题

北京智能装备产业形成设计、制造、装备一体化的产业链发展态势，技术水平和产业规模已达到国内领先地位。聚集了紫光展锐、智芯微电子、大唐半导体等国内龙头设计企业，还包括京东方、联想、小米等国内优质的拥有整机系统的高新企业。目前重点攻克芯片7~10纳米难题，对存储器芯片、移动终端芯片、功率器件/微控制器（MCU）、传感器芯片四大类主要产品进行重点技术攻关；提升装备材料自主配套能力；推进光刻机光学系统等关键部件核心技术的研发和转化；提升零部件及其关键材料的本地化资源配套能力。

动力电池是新能源汽车产业发展的核心，动力电池技术直接决定了新能源汽车的续航里程，而续航里程是消费者最关心的问题。该产业在磷酸铁锂电池、三元锂电池、镍氢电池的技术研发上均有突破，但这些产品在寿命和价格方面还比较受限，加之要提高续航能力需要增加电池容积，电池容积增大导致车身重量增加，重量增加还是会影响续航里程，使得技术开发人员陷入了困境。氢能源汽车在制氢、储氢、加氢站、产业化等多个环节还存在明显短板。此外，供氢系统、冷却系统、燃料电池DC/DC变换器（Direct current-Direct current converter）[11]、燃料电池模块、辅助系统和绝缘材料六大模块中存在亟待解决的技术故障难题。

在医药健康产业介入器材领域，治疗心血管疾病的介入器材很多已经拥有自主知识产权，如单腔、双腔起搏器等，还有部分产品尚处在关键技术研发阶段，如球囊导管、药物球囊、全自动起搏器、脑起搏器、心脏再同步起搏器、心脏再同步除颤器、经导管植入式人工心脏瓣膜（TAVR）、经导管二尖瓣修复系统、经心尖二尖瓣修复系统等。关键技术的突破将有助于改变进口器械长期垄断市场的状态。在骨科医疗器械领域，北京聚集了发展规模较大的北京市春立正达医疗器械股份有限公司、北京蒙太因医疗器械有限公司、北京百慕航材高科技股份有限公司等高新企业，但无论是产品还是技术研发都处在比较分散的状态，仅占国内市场份额的30%左右。因此，产业发展还需要进一步整合，龙头企业需要进一步扩大市场份额，来抵御外企和跨国公司的竞争。

综上所述，2018—2019年间，北京以智能装备、新能源汽车与医药健康等产业为引领，形成一批具有技术主导权的产业集群，在更高层次参与全球产业竞争。但技术创新对北京地区的技术转化及支撑产业结构升级方面影响力有限，辐射面相对较散；在部分产业链中存在严重的“卡脖子”问题；技术链、研发链、创新链和产业链协同发展融合不够充分；三链高度融合促进产业高质量发展的路径不清晰。尤其在国家大力促进5G、人工智能技术在高新产业融合发展，促进产业结构升级的背景下，北京高精尖产业链延伸仍比较欠缺，虽然一些创新技术已经嵌入全球产业创新链中，但是由于本地产业自主创新能力有限，尚未形成具有自主研发能力的以本地产业为主体的区域完整产业链和创新链，更没有形成具有全球竞争优势的产业化集群。因此，以技术创新链视角推动产业高端化、持续化发展是北京高精尖产业发展的突破口，应在技术链创新背景下构建北京高精尖产业创新发展路径和模式，以技术创新驱动产业升级，以产业升级反推技术创新，形成创新闭环循环发展，深度推进技术创新和社会发展深度融合。

3 基于技术创新链视角的北京高精尖产业发展建议和对策

基于以上对北京高精尖产业的技术发展现状和问题研究，可知高精尖产业高质量发展应加强技术型企业的创新主体地位，形成龙头企业带领行业发展的创新模式，形成竞争类产业技术研发布局，之后形成技术研发路线，根据技术创新需求布局创新主体要素和资源，这样可以根据市场导向布局企业和科研院所协同合作机制，激励高新企业也参与国家科技政策、规划和标准的制定，有导向性地加速产业发展。

3.1 深度剖析北京高精尖产业链，明确关键核心技术需求

重点把握北京高精尖产业细分领域特点、主导技术发展历程、技术场景应用端、产业发展需求端、国家政策驱动端、产业链布局技术端研究。以某一细分领域的产业链为主线，深度剖析产业链联合结构，从技术链、研发链、创新链三个维度逐步深入分析其创新模式。重点梳理产业链上下游每一环节，深度分析上下游产业联合关系，按照上下游产品嵌入逻辑，准确把握产业链每一环节产品需求。再根据产业链每一环节产品，分析其关键技术。在此基础上，明确关键技术需求，提炼重大技术难题，开展技术研发攻关，分析研发链结构。同时围绕关键产品、关键技术、技术研发进行相关的基础理论研究、应用基础研究和应用开发研究，形成其创新链[12]（见图1）。

图1 北京高精尖产业链剖析

3.2 基于技术创新方向提炼北京高精尖产业创新发展路径

北京高精尖产业的发展要坚持以科技面向经济社会发展为导向，围绕产业链部署创新链，消除科技创新的“孤岛现象”。创新链与产业链紧密结合，创新要素和产业需求密切对接，才能推动北京高精尖产业高质量发展，逐步向全球价值链高端迈进。两链的融合发展可以促进产业和创新生态的内在、自生性的循环发展，打造创新链与产业链闭环生态成为决定科技竞争成败的关键。尤其是近年的中美贸易战中，美国通过限制芯片、计算软件等出口打压我国高新企业，本质上是利用了产业链中的创新优势，同时也反映了我国产业链环节中创新链缺失的危害。2019年新冠肺炎疫情也可以看出，全球化产业链的本地化、区域化、缩短化趋势加强，利用5G、人工智能等技术来推动新药研发、疫情监控等，利用先进技术对产业链实施“国家干预”，实施效果显著[13]。因此，在这样的国家战略背景下，本文在北京高精尖具体产业技术发展及现状调研基础上，研究得出产业技术创新模式及路径：（1）纵向技术关系耦合创新。构建上下游产业之间的复杂技术耦合模式，建立有利于产业链纵向技术耦合创新的组织形式，为政府政策制定、公共平台搭建等提供理论参考，有导向性地促进产业链上下游环节顺利衔接，促进高校、研究机构、企业等多元主体建立以产业链纵向技术关系为基础的技术协同创新模式[14]。（2）共性技术关系竞争耦合创新。随着科技竞争加剧，技术更新提速，技术创新的复杂性提高，构建产业链共性技术关系竞争耦合创新模式，可促进竞争性企业相互合作、协同创新，避免技术研发重叠和创新资源浪费，合力提升整个行业的国际竞争力。（3）高端技术整合创新。充分利用新冠疫情促使全球产业链重组的发展机遇，拓展人工智能、5G、物联网、区块链等新兴技术在高精尖产业的新场景应用，构建整合产业链高端技术的创新模式，把握技术主导权，推动技术国际化进程，以适应国家创新系统的国际化趋势，很好地利用“国家干预”的前沿技术推动和谋划产业创新，推动产业抢占国际先机。（4）消费新方式的服务技术创新。探索顺应消费理念、消费方式的产业创新模式，构建符合大众消费习惯的服务技术创新模式，借鉴新冠疫情期间的公众消费模式，建立公众需求拉动的产业创新模式。

4 小结

技术创新链视角下的产业发展过程中，上下游产业关键环节或高价值环节的技术需求发现，可以提炼重大技术难题、及时开展技术研发攻关、靶向性完善研发链，还可以为国家科技基金项目方向提供市场需求导向。而且，技术研发攻关和成果转化过程必然涉及产学研协同机制、产业政策体系及服务协同体系等，可以进一步拓展北京高精尖产业创新发展的深度和广度，完善高精尖产业科技创新发展体系。■