战略性新兴产业关键核心技术成功突破的典型案例分析及启示

◆张宁 苗圃

一、引言

当前，全球经济竞争格局正在发生深刻变化，以大数据为代表的新一代信息技术的广泛应用，推动了数字经济与新产业、新业态的加速融合，正逐步改变着生产力的发展方式、经济形态的转变、社会文明的进步。同时，对人类的思维方式、生活方式、交流方式也产生了巨大的影响，新兴产业正快速兴起并成为引领经济社会发展的重要力量。值此百年未有之大变革时期，许多国家和地区也大力调整发展战略，通过培育战略性新兴产业，抢占新一轮经济科技竞争制高点。战略性新兴产业具有技术研发的复杂性、不确定性、高风险性的特点，由于技术在开发过程中的设计方案、研发条件、研发设备、样品试验等方面的变化，使得技术风险难以预估，为项目投资带来了较大的不确定性，使项目投资的经济效益难以达到预期的经济水平[1]。所以，提升关键核心技术的研发成功率对于战略性新兴产业的可持续发展，对于我国突破国外技术封锁、摆脱产业受制于人的被动局面至关重要。本文以徐工集团、华为集团、我国高速铁路的关键核心技术突破作为研究对象，通过分析案例的技术发展历程，总结技术突破经验，能够为我国战略性新兴产业关键核心技术的成功突破提供有益启示。

二、案例选择与资料来源

本文以徐工集团、华为集团、我国高速铁路的关键核心技术突破作为研究对象，主要原因如下：第一，这3个案例代表了我国高端装备制造产业、新一代信息技术产业的发展前沿，契合国家《“十四五”发展规划》中明确提出的战略性新兴产业。第二，这3个案例在国际同行业中处于领先地位，掌握核心技术，具有较强的技术研发经验积累。第三，这3个案例分别代表了公有制企业、私有制企业、新型举国体制下的关键核心技术成功突破的典型，对于广大企业具有较强的借鉴意义。

本文运用案例分析作为主要的研究方法，搜集有关3个案例的发展历程、技术研发的各类资料，根据案例分析的基本思路，对资料进行整理汇总、概括归纳，以揭示技术研发的深层次经验，整合出有利于推广的基本路径。各类资料主要来源于有关的论文、论著、权威纸质媒介报道、会议资料、关键领导人的访谈记录等。

三、徐工集团

江苏徐工集团在2020年位列世界工程机械制造企业第4名，是具备关键核心技术开发的装备制造领军型企业，对徐工集团技术突破的历程进行分析，能够总结有益的经验[2]。

（一）技术发展时期

1.技术引进期（1985~1988年）。该时期徐工集团还未成立，其前身徐州拖拉机厂以国家建设需求为导向，先后引进国外先进设备和技术，生产国内建设所需产品。1985年，与日本川崎重工协作生产机械设备，由此引进了一批设备与技术，1986年，与美国盖尔公司合作引进成套技术。在此基础上，徐工集团逐步学习掌握国外最新技术，为之后的自主创新打下基础。

2.技术改进期（1989~2001年）。1989年，徐工集团成立伊始，在原有技术引进的基础上，展开渐进式技术创新。同年，徐工集团成功研制出我国首台高等级沥青摊铺机，打破了国外技术设备垄断，之后，徐工集团对研究机构进行重组，并于1998年设立了首个业内博士后工作站，为持续性自主研发打下坚实的人才基础。

3.自主创新期（2002~2011年）。该时期，徐工集团聚力自主研发能力的培育与提升，以国际国内中高端市场需求为导向，整合研发资源，掌握了多项具有自主知识产权的关键核心技术。成功研制出我国首台具有自主知识产权的起重机，同时不断推出各项子产品，拓展市场占有率。该时期，徐工重点建设了三级研发体系，成立了院士工作站和南京研究院。

4.国际领先期（2012至今）。该时期，徐工集团掌握了一系列在世界领先的关键核心技术。研制出世界上最大吨位的起重机、4000吨级履带式起重机、世界首台刚性优势技术自卸车、700吨级液压挖掘机等。获得技术突破的背后是研发体系的不断改革，自2012年开始，徐工集团研究院广泛开展海外合作，通过海外并购、设立海外研究中心等方式，有效整合世界优势科研资源。同时，在国内也与重点大学开展研发合作，成立研究院、研究中心，例如与吉林大学成立徐工工程技术研究中心，与太原科技大学、江苏师范大学、北京理工大学、中国矿业大学广泛开展合作。在管理机制方面，也建立了全球协同研发数字化系统PDM与行业工业云平台。

（二）技术突破经验

1.研发投入。徐工集团非常注重研发资源的大量持续性投入，以保证技术持续性突破。自1980年以来，面对国外技术垄断的市场竞争环境，为了打破该局面，徐工集团不断开展技术研发。近年来，集团将销售收入的6%作为产品技术研发的投入资金，主要用于关键产品和技术的引进、模仿、改造、创新，生产线扩大改造，核心技术人员的引进，重大设备设施建设，以增强自身的技术研发能力和新产品制造能力。集团在2017年实现了6000多项专利授权，打破了国外多项技术垄断。所以，持续大量的研发投入是战略性新兴产业实现核心技术突破的关键。

2.技术积累。徐工集团非常重视企业技术积累，这是企业实现核心技术突破的基础。技术积累是企业以知识积累为基础，协调各种资源以保证技术创新的成功。徐工集团从技术引进到技术创新的发展历程中，按照“初级技术积累、技术提升、普通技术突破、核心技术突破、核心技术体系突破”的路径逐步实现创新发展。集团技术积累主要是两个方面：一是技术本身的积累，例如集团引进生产SL4610滑移式装载机的成套技术，之后进行模仿和改造，逐步过渡至自主创新；二是技术创新能力的积累，例如集团开展“汉风计划”，注重技术研发的组织模式、体系机构、战略规划等的构建，为技术突破提供组织保障。所以，持续性技术积累是战略性新兴产业实现核心技术突破的关键。

3.人力资源。徐工集团非常注重高层次人才的引进与培养。上世纪90年代末，王民担任徐工集团董事长兼CEO，着手对企业内部混乱的管理现状与不良资产进行市场化改革，使企业步入正轨；同时，集团注重引进技术专家，构建人才的引进、培育、激励体系，为核心技术突破提供有效人才保障。集团获批“江苏省高层次人才创新创业基地”，汇集了100多名国内最高端领军型技术人才，通过引进外国战略科技人才、科技领军人才，在前瞻性基础研究、高端技术研究等领域取得重大突破。所以，领军型企业家、技术专家、人才管理体系是战略性新兴产业实现核心技术突破的关键。

4.研发组织体系。徐工集团在核心技术突破的过程中不断进行研发体系的改进与调整。徐工集团在研发体系的功能结构层面建立国家技术中心、国家重点实验室、博士后工作站、产品研发平台；在层次结构层面构建了三层级的研发体系，包括总部的中心研究院、事业部研发部、子公司研发部门；在空间结构层面形成“星形”结构，即以集团总部和直属研发机构为核心，围绕其他国内研发中心、海外研发中心，及国内外联合研究院。所以，研发组织体系是战略性新兴产业实现核心技术突破的关键。

5.产学研合作。徐工集团非常注重以核心技术突破为中心的多方研发合作模式的探索。集团的研发合作模式随着企业发展与技术创新的变化而变化，在集团成立初期，合作模式单一，主要是为了从外部获得技术资源。在自主创新与国际领先时期，集团与高校、科研院所建立了研发合作模式，主要形式有签署合作协议、共建研发联盟与实体、联合承担研发项目，例如：与清华大学机械工程系、装备再制造技术国防科技重点实验室等进行战略合作，成立了徐工江苏大学工程技术研究所、吉林大学—徐工集团工程技术研究中心，同时联合同济大学、吉林大学、中国人民武装警察部队装备研究所12家单位承接国家项目。通过多种方式实现技术人才的培养、整合业内优秀资源、促进核心技术突破。所以，产学研合作是战略性新兴产业实现核心技术突破的关键。

6.技术创新国际化战略。徐工集团非常重视企业国际化战略的制定。通过制定国际化战略能够有效整合全球科技资源，开拓市场。在技术引进时期，徐工集团通过成立国际业务子公司，开拓国际市场。在我国加入世界贸易组织之后，集团以国际化战略为导向，设立海外生产车间、业务公司、还通过并购、投资等方式涉足国外公司资本重组，在海外进行业务布局，整合全球产业链。例如：先后在波兰、南美、非洲、欧洲多地设生产基地、分子公司及研发中心，并购荷兰AMCA、德国FT零部件制造研发企业与德国施维英，与阿里巴巴、华为、中国电信建立中国首个工业云联盟。技术创新国际化战略引领集团的国际发展道路，助其突破核心技术。所以，技术创新国际化战略是战略性新兴产业实现核心技术突破的关键。

四、华为集团

1987年，华为技术有限公司成立，三十多年间，华为从最初的交换机代理商，发展为全球领先的信息技术解决方案供应商，是信息技术产业中以民营资本为主体的代表性企业，具备强大的核心技术创新能力，对华为集团技术突破的历程进行分析，能够总结有益的经验[3]。

（一）技术发展时期

1.内部研发体系完善阶段（1987~1998年）。该时期，华为开始涉及技术研发领域，有效整合国内的创新资源，逐步建立起企业内部研发体系。通过整合企业内部资源、对外开拓合作关系、企业内各个部门之间的协作协同，建立了创新生态体系。该体系主要由华为、合作企业、合资公司、高校、研发机构、顾客组成。其中，高校和研发机构构成研发群落，华为、供应商、代工企业构成生产群落，合作企业、合资公司、顾客构成应用群落。应用群落传达市场需求信息，由此决定研发群落的技术研究方向，华为内部资源支撑体系为技术研发提供必要的资金、知识、人才、信息等资源，再由生产群落进行产品生产。该时期，华为逐步掌握了基带芯片通用的非核心技术，例如：语音编解码、接口、集成电路等。

2.国际化研发布局阶段（1999~2006年）。该时期，华为由内部创新生态系统转向端到端的细致化创新合作模式，该模式是建立在产学研合作、顾客与供应商网络建设、用户参与等方式之上。该阶段华为创新生态系统由华为集团、供应商、运营商、高校和研发机构、政府、竞争者、顾客组成。其中，研发主体由高校与研发机构构成，开发群体由华为集团、供应商、运营商、竞争者构成，应用群体由运营商和顾客构成。华为集团通过引进研发管理系统，并在全国多地建立了研究所，整合国内研发资源，优化了国内研发体系。同时，华为集团也积极拓展国家研发合作，通过建立国际研究所，与国际先进企业联合培养人才，建立国外研发分支机构，整合国际研发资源。此外，华为集团还通过与供应商、运营商、竞争者合作，组建合资公司、研发平台、实验室、创新中心等。顾客也可以参与到产品的创新过程中，政府则提供创新环境的支撑，例如优化知识产权环境。该阶段，华为掌握了基带芯片所有的组成技术。

3.核心技术突破与快速迭代阶段（2007年至今）。该阶段，华为的创新生态系统更加完善和复杂，主体在国际研发布局阶段的基础上又增加了标准制定组织、产业联盟、中介机构、开源社区。其中，高校与研发机构构成研发群落，应用群落在原有主体的基础上又加入了运营商和顾客，同时，运营商和顾客仍构成应用群落，政府、标准制定组织、产业联盟、中介机构、开源社区共同构成了外部支撑环境。多主体以华为集团为核心，构成多方协作的创新模式，通过设立共同的技术标准，规范各方在人才培养、协作研发等方面的协同行为。华为集团也积极加入技术标准组织、开源社区等国际组织，在紧跟国际技术前沿的同时，积极参与技术标准的制定。此外，华为集团也提升运营商和顾客的产品开发参与度，贯彻以用户为中心的设计理念，促进产品技术的迭代创新。通过与多所高校共建ICT学院，以培养具有实际研发能力的创新人才。

（二）技术突破经验

1.构建创新生态系统，促进创新主体融合发展。华为集团在不同技术发展阶段构建的创新生态系统是支撑其技术成功创新的关键。其中，创新生态系统的内部开放机制和共享机制是促使内部创新主体有效分享和吸收创新知识的关键，促进创新平台的有效运行。创新生态系统的外部开放机制和共享机制是促使外部创新主体有效协作的关键，促进创新资源的共享、降低创新成本和风险，提高创新成功的概率。而且，创新生态系统也有是支撑创新的多机制的共融平台和载体，使人才激励机制、研发机制、合作机制、利益分配机制有效衔接。创新生态系统的构建，关键是促使五大机制和六大主体有效融合和运行，具体而言，五大机制是指技术创新机制、研发合作机制、创新服务机制、财政支持机制、人力资源管理机制，六大主体是指政府、企业、高校、科研院所、行业协会、技术咨询服务机构。

2.创新技术突破的过程与方式，促进关键核心技术突破。华为集团关键核心技术成功突破的关键还包括采用不同的突破方式。华为在突破基带芯片技术的过程中就经历了3种不同的方式，第一阶段是非核心技术的突破，这一阶段中需要掌握产品的非核心功能技术，包括多种产品相互交叉的技术、进行重大创新的基础知识等。第二阶段是通用核心技术的突破，这一阶段中需要掌握为完成核心技术组件所需要的交叉技术。第三阶段是产品集成，就是将前两个阶段所掌握的各种技术进行集成，以开发出组合型核心技术，并集成在一个产品之中，以实现产品的优化。

五、我国高铁核心技术突破

我国高铁技术取得了举世瞩目的成绩，截至2019年，我国高铁总运营里程超过3.5万公里，已拥有了200~400公里的系列动车组，在技术安全性、运营环境等方面处于世界领先地位。对我国高铁技术突破的历程进行分析，能够总结有益的经验[4]。

（一）核心技术突破阶段

1.顶层设计阶段。该阶段是高铁技术开发的思路规划阶段，包括概念提出阶段、方案设计阶段、系统组合阶段。概念提出阶段是研究人员根据实际需要提出技术的改进想法、或是全新的技术概念。方案设计阶段是研究人员根据理论基础对提出的新技术概念进行设计，探索在理论上技术是否可行，如果可行则提出设计方案。系统组合阶段是根据设计方案基于计算机仿真实验，检验各个方案组合集成后的各方面性能是否达标。该阶段是研究人员根据理论知识和现实需要进行技术改进和创新，并通过方案设计探索理论上的可行性，最后进行计算机模拟，以此形成了多种原创技术的知识集成。

2.详细设计阶段。该阶段是高铁技术细化的设计阶段，在前期顶层设计阶段之后，需要针对产品各性能、功能进行细致化设计，开展技术实验并制作样件。该阶段是将设计思想转化为现实的关键，上一阶段研究人员只是提出技术概念和方案，至于是否可行则不是重点考虑点。而详细设计阶段需要研究人员思考如何将技术概念和方案转化为现实样件，要考虑工艺的可行性，以及设计图纸的细致化，通过设计软件将设计图样细致化，例如标注详细尺寸。之后需要制作样件，并对实物样件进行性能测试，在符合行业标准的基础上，进行大量测试，不断改进样件性能。

3.核心技术突破考核阶段。该阶段是对产品核心技术的考核，将关键性部件安装在试运行的机车上，并在实际轨道上运行，以检测存在的问题并加以解决。例如，机车关键核心部件CRH380B转向架，经过了60余万公里的试运行，此间搜集了丰富的关于该部件的运行数据，尤其是故障数据，为技术的改进和完善奠定了基础。当关键产品出现问题时，会在现场召集总公司和供应商的设计师，就地分析问题以找到根源，这样能够加深对技术问题的理解。该阶段研发人员主要是对技术的可靠性、成熟度产品中的技术组合进行考核。

（二）技术突破经验

1.逆向学习和正向学习的结合。在关键核心技术突破过程中，通过逆向学习的方式对引进的产品进行拆解，反复研究各个零部件的功能、作用、技术标准、相应规格、作用原理，在此基础上进行仿制测试，以初步获得产品的制造能力，之后通过正向学习的方式在现有技术水平上进行自主设计和研发，逐步掌握非核心技术产品、核心技术产品和各项生产工艺，实现自主研发能力的大跨步提升。例如我国长白山号列车，是逆向学习的初级产品，通过对国外产品的仿制实现组装和运营，虽然不具备关键核心产品的生产能力，但是通过逆向学习提升了研发人员、生产人员、管理人员的能力，为突破核心技术打下基础。铁科院研发了具备自主知识产权的制动系统，并实现了国产化。通过逆向学习的方式购买国外产品，进行拆解研究，经历了模仿、技术消化、问题解决、小批量试安装、技术全掌握的过程。在逆向学习的基础上不断加强正向学习，直到逐步掌握核心技术。

2.正向学习和自主研发的结合。逆向学习只能获得对产品的仿制能力，无法掌握产品的核心技术、生产工艺、技术标准，必须通过正向学习和自主研发才能掌握隐性知识，攻克核心技术。例如长客通过正向学习不断对产品进行改进和优化，对产品进行反复测试，在试错的过程中逐步掌握核心数据，从而实现对核心产品的掌握能力。但正向学习对关键技术的掌握仍然有限，部分产品可能还是通过联合生产实现组装，复兴号列车就是我国自主设计和研发的产品。例如C3攻关实施组，是在原有C2系统的基础上，对系统不断研讨、修正优化数据，逐步形成了C3的初级方案，包括设计、研发、生产、安装、测试、维护等，作为我国高铁真正实现自主研发的标志。铁科院通过长期的自主研发实现技术积累，对引进的技术进行分解、掌握、应用的速度很快，他们自主研制的制动系统的核心部件已经完全国产化。

3.注重研发合作。在关键技术攻关过程中，企业要根据自身科研实力选择研发合作单位，一般以大学居多，科研院所部分参与。研发合作体现在技术突破的全过程，但对于科研实力雄厚的企业在前期的逆向学习和正向学习阶段多选择合作研发，在自主研发阶段多依靠自身力量开展。例如北京全路通信信号研究设计院，通过校企合作开展运输、电力、控制、测试、人才培养等方面合作，实现了基础研究、设备开发、产品组装、人才培养等深度合作。长客也与多所大学和科研所开展合作，对机车轮的载荷功能数据进行研究，由北方交大提供机车在不同线路、不同运载量下的载荷功能数据，再由企业进行现场测试，逐步形成技术标准。而踏面设计就与西南交大开展深度合作，主要是根据合作单位的擅长的技术领域进行选择。企业通过合作研发逐步积累技术经验，掌握核心技术，由企业提出整体设计方案和细分项目，再由其他合作单位进行研发，共同攻关。

六、关键核心技术突破的经验启示

（一）注重科技资源的投入

企业要加大在关键核心技术突破过程中的科技资源的投入量。因为科技资源是企业开展关键核心技术突破的基础，关键核心技术是由多种复杂技术构成的，在突破过程中对科技资源的耗费也更大，对科技资源质量的要求也更高。科技资源主要包括研发人员、研发资金、研发设施设备、研发平台等[5]。所以，企业要在短期利润和长期收益之间进行平衡，提高企业研发投入占总收益的比重。

（二）建立多主体参与的研发合作体系

企业要建立多主体广泛参与的研发合作体系。因为关键核心技术突破的复杂性使得企业难以通过自身的研发力量进行突破，而且，不同研发主体在不同领域具备专项研究能力，通过长期研发能力的积累，已经形成了相应的研发壁垒，使得研发领域之外的企业在短期内无法进行超越，只有采取合作研发的方式才能有效解决所面临的技术突破问题[6]。所以，企业要在有效挑选合作单位的基础上，建立动态的研发合作体系，根据技术的需要动态调整合作伙伴。

（三）制定关键核心技术突破战略

企业要根据自身研发实力和未来产业发展方向制定适合的技术研发战略。因为在当前新一轮科技革命的背景下，战略性新兴产业是未来发展的最新趋势，但这些产业的技术模块仍处于快速迭代之中，与定型的成熟技术相比存在很大差距，所以确定关键技术的突破战略能够为企业找准研发的方向[7]。在某一个领域中的关键核心技术是一个复杂体系，不同技术相互支撑，对企业而言可能存在众多的瓶颈技术，理清这些技术之间的依存关系，确定技术突破的顺序，均依靠企业关键核心技术突破战略的指引。

（四）技术研发过程的创新

企业要加大在技术研发过程中的创新。因为技术的研发除了对科研资源依赖之外，还对技术设计、生产制造、安装测试、后期调试有很高的要求，这些方面也直接影响核心技术能否成功突破。所以企业也要集中资源，鼓励科研人员、生产人员在技术研发的全过程进行必要的创新，提升技术学习模仿与自主设计能力、改进研发与制造流程、完善生产工艺、优化安装测试与调试方法，在提高成功概率的前提下，降低成本、提高效率[8]。