新兴技术创新模式及创新发展路径

宋博文，栾春娟，2，梁丹妮

（1.大连理工大学人文与社会科学学部，辽宁大连 116024；2.大连理工大学知识产权学院，辽宁盘锦 124221）

在创新思想的带动下，以物联网、通信技术、人工智能等为代表的新兴技术在新一轮科技革命中显现出不同以往的发展态势：在知识结构方面，现阶段技术发展呈现出多领域、跨学科、跨产业知识流动的特征；从技术发展周期可以看出，新兴技术在技术升级、性能提升及产品更新上展现出惊人的发展速度；新兴技术的市场表现更为突出，相较于传统产业技术，新兴技术对于市场更具冲击性与颠覆性，最具代表性的是5G 时代下物联网产业的发展及其对传统制造业、服务业以及运输业等相关产业的颠覆性变革。因此，国内外学者普遍认定发展新兴技术是中小型企业获得技术赶超机会以及发展中国家实现经济腾飞的必由之路。目前关于新兴技术的研究主要集中在3 个方面：新兴技术的概念定义与发展模式，如曹兴等［1］的研究；新兴技术的特征挖掘与技术识别，如宋博文等［2］的研究；以及新兴技术的战略制定与技术治理，如梅亮等［3］的研究。从“新兴技术”概念提出以来，国内学者一直致力于探讨其概念及发展模式，但至今尚未形成统一的定义，对于新兴技术的发展模式及形成路径也存在多种观点。因此，本研究梳理新兴技术的产生机制，探究不同类型新兴技术间的技术差异性，对新兴技术进行更为准确细致地定义。

1 “新兴技术”概念及特征回溯

1.1 概念回溯

以“新兴技术”为主题词，在中国知网数据库中检索得到2 392 篇期刊论文，分析后发现，目前学者们分别从科学、技术、社会等多个角度阐释新兴技术的概念（见表1），但尚未形成统一的观点。从直接引用频次来看，国内学者最常采用Day 等［4］2，5对于新兴技术的定义：新兴技术是以科学理论为基础的技术革新，其产生机制既包括汇聚过往研究成果的延续性技术创新，也包括激进革新的间断性技术变革。此外，Day［4］40等还强调无论是对现行技术或产业的改造与发展，或是颠覆已有产业格局构建新产业都属于新兴技术的外部性特征。

表1 新兴技术相关定义和代表学者

实际上，刘金荣［5］早在1984 年已将“新兴技术”的概念引入我国科技管理研究当中。研究初期，新兴技术被普遍定义为科技革命推动之下的新的技术革命，是对传统技术、传统工业的改造，能够产生新的机会及新的活动。1995 年，华宏鸣等［6］7在探讨新兴技术的应用特征与经济特征两个方面的基础上，从技术的商业化角度给出了新兴技术的定义，为后续创新绩效评价奠定了基础。2004 年，赵振元等［7］结合我国“863 计划”所提出的高技术概念，在对新兴技术进行定义时，着重强调了其对高技术领域经济结构的重要影响。随后，李仕明等［8］从科学性、不确定性、影响范围等多个角度对新兴技术进行了全面的概括；李欣等［11］从发展角度，结合近年来关注度较高的人工智能、量子计算以及区块链等技术，从新兴技术的破坏性创新角度提炼出新兴技术的概念。

从新兴技术理论的整体发展来看，其概念经历了多次的丰富与凝练。Porter 等［12］从经济学角度对新兴技术的概念进行深入挖掘，并通过研究将新兴技术的经济影响时限精确到了15 年；Cozzens 等［9］认为新兴技术应该是一类具有潜在价值或是价值尚未达成共识的技术；Rotolo 等［10］运用计量学方法对1971—2014 年间社会科学领域中的501 篇新兴技术相关文献归纳总结，并基于根本性创新、相对快速增长、一致性、显著影响及不确定性5 个角度对新兴技术进行概念性描述，提出新兴技术是一种集根本性创新与快速增长属性于一体的特殊技术类型，并提出从行为者构成、机构间互动以及技术相关的知识生产过程来看，新兴技术的发展在时间上具有一定程度的一致性，并可能对未来社会经济等多个方面产生重大的影响。目前，Rotolo 等［10］基于技术特征提出的新兴技术概念已逐渐成为内生增长、创新扩散及区域创新等理论关注的重点。

1.2 特征回溯

由于不同研究视角间存在着差异性，目前对新兴技术的特征也存在多种观点。笔者通过查阅大量相关文献，结合经济学、管理学及政治学等多个学科领域的专家学者观点，总结得出新兴技术的7 个主要特征（见表2）。其中，如Rotolo 等［10］的研究表明，新颖性是新兴技术最为重要的特征之一。广义上的新颖性特征涵盖了技术发展过程中的各类变革与创新，其中既包括了在原本技术产品基础上提高性能、降低成本的延续性技术创新［13］，也包括基于前端科技理论突破所引发的突破性技术创新［14］28，更包含了会对产业市场格局带来激烈变革的革命性技术创新［15］；狭义上的新颖性特征则更多地借鉴了技术创新理论中的间断平衡论（punctuated equilibrium theory）思想，强调新兴技术对于企业、市场及产业等的颠覆性［16］。然而，新颖性并非区分新兴技术与一般技术的唯一标准，科学性也是新兴技术的重要特征之一。技术的发展进步都是建立在丰富的科学理论和技术探索基础上的，因此，新兴技术需要强有力的科技理论作为支撑。目前，新兴技术的知识基础大多来源自信息科学和生物技术两个领域，但随着人工智能、区块链及5G 通信技术的快速崛起，新的知识基础也在不断建立。

表2 新兴技术的主要特征

Fujimoto 等［17］提出的会聚交叉特征是新兴技术产生的核心原因和主要动力，且随着技术创新难度的提升，这一特征愈发明显。会聚交叉特征包含两层含义：会聚代表不同技术领域间技术的重新组合［18］；交叉则代表着不同学科领域间的知识流动以及跨学科的科研合作［1］。目前，从新兴技术识别的研究方法来看，研究者常以会聚交叉特征为切入点，利用交叉分析、共现分析、共被引分析等方法挖掘目标领域中可能出现的新兴现象。此外，国家属性也是新兴技术的一个重要本质［19］。对于国家属性特征的研究讨论常见于政治学领域的相关研究，却通常被科学学、计量学以及其他工程学研究范式所忽略。2018—2021年，美国政府先后签署通过了《国家量子信息科学战略概述》《保持美国在人工智能领域的领导地位》《确保信息和通信技术及服务供应链安全的行政命令》及《关键与新兴技术国家战略》等多份行政文件，针对部分国家及地区的技术出口实施封锁与制裁，以维护其在新兴技术领域的主导地位，进一步将技术民族主义强加在新兴技术的发展当中。可见，新兴技术已然替代传统的地理因素，成为新的地缘政治争夺的核心。

新兴技术的外部性主要体现在其对社会及市场的影响，具体包括不确定性、显著影响性以及快速增长3 个特征。新兴技术由于刚刚产生或刚经历变革，所以存在应用属性不明确及应用环境限制等问题，由此更会带来不可预料的问题及风险［20］，因此新兴技术普遍存在不确定性特征。此外，新兴技术所引发的问题和风险也不只局限于一隅，通常涉及技术轨迹、企业管理、产业结构、伦理道德、社会发展等多个维度。新兴技术的广泛影响或是温和的改进，或是激烈的变革，其中温和的改进会推进产品性能的提升与成本的降低，激烈的变革则会引发产业的变革与市场的颠覆，直接导致了新兴技术相比于传统技术将面临更快的发展速度与竞争更为激烈的市场局面。从经济收益角度来看，Porter 等［12］早期学者认为新兴技术的经济周期会长达15 年，而现有研究表明，新兴技术的经济收益已缩短至5年～10 年，充分表明新兴技术的创新周期正随着市场竞争的日益加剧而不断缩减，快速发展特征愈发明显。

2 新兴技术创新模式

如Otto 等［21］、宋艳等［22］学者普遍认为，新兴技术产生的原因在于技术的不连续创新，如技术应用拓展不连续以及技术市场不连续等，这种间断性发展模式会对技术、产业及市场等多个方面产生破坏性影响。1997 年，Christensen 等［23］通过深入分析新兴技术的产生及发展过程后发现，在寻求新的业务增长时，由于技术研发环境及创新主体等方面存在差异，企业在技术创新过程中逐渐衍生出两种创新模式：一类是突破现有市场中产品技术性能的延续性技术创新模式；另一类是开拓新兴技术的颠覆性技术创新模式。在这两种创新模式的关联互补下，新兴技术得以不断地发展和涌现，推动科技创新体系飞速发展。新兴技术的两种技术创新模式如图1 所示。

图1 两种新兴技术创新模式

2.1 延续性技术创新

延续性技术创新（sustaining technological innovation），又称“持续性创新”，是技术发展的常规模式，通常伴随着技术性能、效率以及应用等多方面的提升，以冲破现有技术的发展极限。对于延续性创新，通常采用Otto 等［21］提出的利用技术发展投入与技术性能提升两属性间关系所形成的“S”型曲线来探究技术发展的周期性规律。由图1（a）可见，当现有技术发展到一定阶段时，由于材料、应用环境以及技术本身特性等因素导致性能极限的出现，新兴技术的出现能够消除性能“天花板”，使技术性能得到进一步提升。从创新内容上看，延续性创新的核心目的是在保持当前技术结构不被破坏的同时对当前的性能极限加以突破，从而进一步满足目标用户对当前技术的应用需求。从创新主体的类型来看，延续性创新模式下的新兴技术往往来源于科学理论的发展、技术水平的提升以及应用情景的突破，这类创新开发难度高、资金投入大，缺乏后动优势，所以开发团队多以高校、科研院所以及大型企业为主。

2.2 颠覆性技术创新

颠覆性技术创新（disruptive technological innovation），又称“破坏性创新”，是技术发展的非常规模式。作为当前各类技术创新理论及变革性研究关注的重点，颠覆性创新代表一系列在结构上重新组合现有技术，技术上较为简单但却具有破坏性的技术创新。颠覆性创新的定义最早由Christensen 等［14］17提出，并强调这类技术是新兴企业破除领先企业累积优势、变革现有产业发展模式取得领先地位的关键所在。由图1（b）可见，与延续性创新不同，在颠覆性创新模式下，新技术的产生并非聚焦于提升现有技术的性能，而是为了满足利基市场中少数人群对特殊性能的需求。由于性能间的差异性以及新兴市场与原有市场间的交叉性，颠覆性技术创新模式下的新兴技术具有极强的破坏性，相较于延续性技术创新局限于特定领域中核心机构间的技术竞赛，颠覆性创新将在科学、技术、市场、经济、社会、政治及军事等诸多领域带来机遇与挑战。因此，杨卫等［24］认为我国颠覆性创新模式的发展是充分发挥现有科技优势，解决缺少“从0 到1”原创性研究，实现从量到质的飞跃性进步的重要战略任务。从产生因素上看，颠覆性新兴技术通常不涉及突破性的技术进展，大多来源于技术汇聚及学科间的知识流动，栾春娟等［25］将会聚特征作为识别颠覆性新兴技术的重要参考依据。从创新主体的类型来看，由于颠覆性新兴技术通常因缺乏早期市场及低利润率而被大型企业与科研团队放弃，使得中小型企业成为发展颠覆性新兴技术的核心动力。

3 新兴技术发展的技术路径及特征

Day 等［4］2认为新兴技术既诞生于单一技术发展过程中的间断性创新突破，也萌芽于对过往科技成果的会聚融合；Rotolo 等［10］将技术突破与会聚融合作为新兴技术产生的必要因素；李欣等［11］认为新兴技术是对旧行业的改造和对新行业的创造；宋艳等［13］提出新兴技术的形成伴随着技术的成长与应用范围的拓展。从上述研究中不难发现，新兴技术发展的技术路径主要围绕技术创新模式和技术应用领域的发展两个维度展开。为此，本研究将这两个维度相结合，阐述突破型、开拓型、适应型以及开创型4 条新兴技术主要发展路径（见图2）。

图2 4 种新兴技术发展路径

3.1 突破型发展路径

突破型发展路径代表着在延续性创新模式下，实现对当前技术性能的提升与突破的一系列新兴技术发展模式，不会形成新的技术主题。由于该路径下的新兴技术需要较高的技术成本，且影响范围只局限于对现有性能水平的提升，不会引发新兴技术主题的转变或其他标志性特征突显，因而常会被相关研究所忽略。

对于现有市场来讲，突破型发展是大型企业满足现有用户需求、保证企业核心利益和突破自身技术“天花板”的重要技术路径。新兴技术的性能通常会提升至原有技术性能的5 倍以上，同时产品的生产成本也会被削减至70%或者更低［26］，虽然产业格局并未发生巨大变化，但新兴技术的持续性发展通常会为企业带来10 年～15 年甚至更久的经济收益［27］。例如在计算机存储技术发展历程中，Achal 等［28］在原子级电路板技术上的突破，使得硬盘在存储容量方面得到飞跃式提升；我国专家张卫等在电荷存储技术上的突破，极大地提高了硬盘的读写速度［29］；英特尔公司在存储介质技术上的突破，则进一步加强了数据存储的安全性。上述突破直接推动了存储技术的快速发展。因此，突破性发展路径下的新兴技术是企业或机构等通过技术突破或理论发展，针对当前技术性能的局限性所开发的，能够提高技术性能、削减生产成本并产生长期收益的新技术。

由于前期具有成熟的发展模式及市场，且技术的不确定性较低，新兴技术通常具备新颖性、科学性及广泛影响3 个特征。

3.2 适应型发展路径

适应型发展路径代表着在延续性创新模式下，当前技术性能在发展过程中被其他领域应用的一系列新兴技术发展模式，通常会因新兴技术应用范围的拓展而发生技术主题的转变。不同于新技术所指代的那些对生产产品和提供服务有新影响的技术，新兴技术更加强调技术在企业、市场乃至社会中突出的影响力及商业价值，而适应型发展路径是许多新技术或成熟技术发展成为新兴技术的过程。处于萌芽阶段的新技术由于缺乏完善的理论与配套技术，其进一步发展受到阻碍，因此，寻找合适恰当的应用领域以及对相应理论的完善是这类新兴技术发展的关键。譬如早期的深度学习理论，1989 年Lecun等［30］已经提出完善的卷积神经网络理论，但受限于运算能力及相关理论的不完善，直至2000 年神经网络技术才伴随深度学习的发展逐渐兴起。

在适应型发展路径下，进入成熟期的技术同样可以通过技术性能开发获得更广泛的应用。如二甲双胍自1958 年上市以来得到广泛应用，作为降糖药，其技术发展早已进入成熟期阶段，但随着对该药物的进一步开发，该类药物又衍生出抗衰老、抗炎以及抗癌等多种功效［31］，成为老药新用的代表。因此，适应型发展路径下的新兴技术是在新技术寻求合适应用领域、成熟技术实现应用拓展的过程中逐步发展形成的，并具有商业价值或产生一定社会影响。

由于研发周期较长且需要较多的资金支持，故这类新兴技术具有科学性、国家属性、不确定性以及广泛影响4 个显著特征。

3.3 开拓型发展路径

跨领域、跨学科间的知识交流是新兴技术形成的关键因素，参考宋博文等［32］的研究，本研究将新兴技术产出过程分为两类：第一类为技术融合（technology fusion），指两个或多个技术领域的交叉产生的新技术主题仍属于原有领域之中；另一类为技术汇聚（technology convergence），指基于两个或两个以上技术领域融合交叉产生的新技术主题，开创了全新的技术领域。开创型发展路径是上述两类新兴技术的发展方式。开拓型发展路径代表着在颠覆性创新模式下，通过当前技术领域中的底层技术与外部技术间的融合从而产出新技术性能的一系列发展模式。新性能的产生将引发现有技术主题的转变，因此，开拓型发展新兴技术被广泛认为是中小型企业以及发展中国家突破技术壁垒的重要手段。

新兴技术是多个不相关领域间的技术交叉融合而产生的，由于其并未脱离原领域的技术范畴，因此与原有技术竞争同一目标市场。相较于原有市场中的技术，新兴技术的核心竞争力来源于技术的新性能与低价格。初入市场时，由于技术的新性能并不优越且配套技术尚未完善，因而新兴技术会被部分企业所放弃，但凭借着价格优势往往能够把握住底层市场；随着新性能在利基市场中逐渐成熟、相应配套技术日趋完善，最终新兴技术会通过新性能彻底颠覆原有市场，从而成为未来市场的主导技术。近年来，为加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系，许多技术领域都与清洁能源领域展开技术融合，如交通运输领域中的新能源汽车技术融合了清洁能源与大数据分析技术，建筑业领域中的智能节能技术融合了材料技术与人工智能，制造业领域也将清洁能源与冶炼技术相结合而开拓出多种新型环保技术，对传统的工业制造业技术带来了颠覆性的影响。

因此，开拓型发展路径下的新兴技术是通过技术融合产生，利用新性能与低价格造就新的市场需求，并最终对现有市场产生颠覆性影响。由于市场对不同属性产品的接受度不同，新兴技术的发展存在较大风险，这类新兴技术常表现出新颖性、会聚交叉、相对快速发展以及颠覆性影响4 个特征。

3.4 开创型发展路径

开创型发展路径代表着在颠覆式创新模式下，通过技术汇聚开创全新技术领域的一系列新兴技术发展模式，从中会形成新的技术主题，是自会聚技术提出以来前沿新兴技术发展的核心路径。

2001 年，美国商务部、美国国家科学基金会联合美国国家科技委员会纳米科学工程与技术分委会联合发布的《推动技术融合，提高人类素质》发展报告，将纳米技术（nanotechnology）、生物技术（biotechnology）、信息技术（information technology）以及认知科学（cognitive science）作为会聚技术发展的核心，带动了全球关于新兴技术探索的热潮。开创型发展路径不仅仅是对现有知识体系内技术的融合与适应，更多的是对未知领域未知需求的探索。创新难度大导致开创型发展路径具有极高的技术门槛与应用门槛，需要“政产学研用金”多位一体共同协作，企业需要投入大量的研发精力，科研院校需要提供理论指导，政府也要为新兴产业提供积极引导。从现有成果来看，开创型发展路径下产生的生物芯片、信息科学以及新型材料等对科技产业的发展、经济水平的提高或是国际地位的提升都具有极其重要的推动作用；我国、美国以及欧洲各国为此颁布的新兴技术国家战略也先后印证了政府在新兴技术发展过程中的重要意义。

因此，开创型发展路径下的新兴技术是通过技术汇聚形成，集根本性创新与快速发展于一体，能够形成全新技术领域以及对经济、社会产生广泛影响的新技术，其显著特征包括新颖性、科学性、不确定性、会聚交叉、国家属性、广泛影响以及相对快速发展。

4 结论与展望

新兴技术的来源不仅局限于颠覆性的创新模式，更多的突破性研究来自于延续性创新模式。新兴技术存在突破型、适应型、开拓型以及开创型4 种发展路径，其中突破型发展路径能够保证大型企业实现长期持续性发展；适应型发展路径为新技术的发展及成熟技术复兴提供可能；开拓型发展路径能够帮助中小型企业破除技术壁垒；开创型发展路线是创新型国家发展的必由之路。

当前正值我国从制造大国向创新型国家转型的关键时期，随着增长动力正从要素驱动向创新驱动逐步转变，企业发展路线选择这一问题在此阶段显得尤为重要。本研究深入分析新兴技术创新模式以及新兴技术发展路径，以期为企业明确创新目的、把握前沿局势提供参考，并为国家创新驱动发展战略的有效实施提供理论支撑。