未来产业发展规律及其区位选择

2022-12-06 18:37王秀丽

中国发展观察 2022年9期

王秀丽

产业是国家经济的基础，也是大国博弈的主战场。以资源能源金融等为代表的支柱产业决定了一个国家的产业规模，以半导体、先进制造为代表的战略新兴产业决定了一个国家的产业活力，二者共同决定了一个国家的产业竞争力；而以量子科技、人工智能为代表的未来产业是未来的战略新兴产业和支柱产业，体现了一个国家未来的产业规模和活力，决定着国家未来的产业竞争力。

世界上主要经济大国精心布局传统支柱产业和战略新兴产业，近年来开始谋划布局未来产业。实践推动理论研究，伴随着未来产业概念的提出，学术界在未来产业的概念界定和演化机制等理论研究的基础上，继续向未来产业和产业政策的关系以及未来产业和创新体系建设等领域延伸，但研究大多集中在国家和中央政府层面，未来产业区域选择仍存在缺口。虽然未来产业是中央政府层面科技和产业政策前瞻布局的重点，但无论是先进技术的创新还是产业化，都要落地到具体的地区和城市。

本文围绕未来产业的区位选择主题，通过分析未来产业的特点，总结发展未来产业的条件，归纳出城市发展未来产业的三种类型，并提出地方发展未来产业的一些原则和政策建议，为未来产业的区位选择提供决策支持。

未来产业的特点

总体上看未来产业具有创新驱动性、不确定性、长周期性和高投入性等特点。

第一，未来产业具有创新驱动性。未来产业的发展过程也是技术创新的过程，但是范围更窄。不同于一般的技术创新，未来产业的发展是通过创造或引入探索期的前沿技术，创造新产品、新服务、开拓新市场，实现社会价值和经济价值。例如，美国白宫2019年将人工智能、先进制造、量子信息科学、5G列为未来产业的关键技术，这些前沿技术将在未来重塑交通、通讯、生活和生产方式，有可能引领新一轮工业革命。

第二，未来产业是技术创新中最具不确定性的。技术创新按市场需求和技术两个维度可分为四种类型：渐进式（现有市场，现有技术），杠杆式（新市场，现有技术），间断式（现有市场，新技术）和激进式（新市场，新技术）。未来产业是激进式技术创新，属于技术创新中风险最高，最具不确定性的那类，面临开发新技术和开拓新市场两类挑战。

第三，未来产业具有长周期性。未来产业发展过程包含实验室原型产品的性能优化和技术迭代，新的能源资源的挖掘和使用，生产工艺、零部件以及生产设备等产业配套的建立和完善，乃至组织方式的调试和变革，涉及新技术应用及扩散的过程，因此，这是个环节多、周期长的过程。

第四，未来产业具有高投入性。未来产业发展不确定性高、周期长、环节多，所需资金投入量也大。前期的投资集中在技术开发和产品性能提高，纯投入、无收入；中期投资集中在市场开发和小规模量产，投入增大，但有部分收入；后期转向大规模市场，设立新工厂、大量购置生产设备，投入大、收入高。

从未来产业参与的活动看，不同阶段具有显著的差异，因此不同阶段的特征也呈现不同的特点。依据参与活动的差异，未来产业可细化为工程化阶段、商业化阶段和产业化阶段。工程化阶段就是将现有的科学和技术支撑的理论原型通过工程技术手段转化成实验室样品，在技术迭代下，产品性能不断优化，技术是该阶段推动未来产业前进的决定力量。商业化阶段主要集中在创新组织各类人才、资金等要素资源开展研发、销售、生产、管理等市场化活动，主要活动在于发现市场需求和拓展应用场景，终端应用成为推动未来产业的决定力量。产业化阶段开始进入大规模生产阶段，产品的影响力向大众消费和生产领域拓展，大众生活方式被重塑，生产方式被革新，大众需求和投资需求逐渐成为未来产业的决定力量。

工程化阶段呈现技术迭代频繁、技术路径不确定以及周期长、投入大的特点。

第一，技术的高频迭代和技术路线的不确定性。由于技术是处在探索期的前沿技术，原型产品性能的改善和核心元器件成本的降低均伴随着前沿技术的突破性进展，而技术迭代需要“设计—制造—测试”循环往复，技术迭代频繁。需求理论可行、技术方向明确、应用前景明朗的技术存在多条技术路径，一旦一条路径走通，其他路径获得开发的可能性就大幅降低。比如被中国、美国等主要科技大国均列入未来产业的量子科技领域的量子计算就存在超导、光量子、离子阱、半导体、拓扑等多条技术路线，实验室原型机需通过量子优越性。那些未能成功实现原型机转化以及转化后未能通过量子优越性的技术路线，会因为其他技术路线进入开发阶段而永久停留在半成品或原型机阶段。

第二，周期长、投入大。产品的开发有两个目标：一是产品性能超越已有的产品，另一个是成本足够低到能够获得超额利润。性能的提升是技术不断迭代的过程，前沿技术的特性决定了其迭代周期比普通技术迭代周期长；降低成本则需要不断寻找廉价材料，这也是一个耗时的过程，比如初代电子计算机的电子管成本高，无法量产和大规模使用，随后向晶体管转变，最后发现以廉价硅材料为基础的集成电路，才达到大规模生产的可能。除了耗时长外，技术的迭代、材料的损耗都需要高成本投入，由此也引出了工程化阶段的第二个特点，即开发成本高。比如1946年第一台电子计算机造价48万美元，而当时美国GDP为2275亿美元；2021年美国GDP已经是当年的101.08倍，等比例换算成2021年的数据造价金额则高达4852万美元，相当于3亿人民币。

商业化阶段技术迭代依旧频繁，技术不确定性叠加市场不确定性，资金投入更高。由于产品性能达到可用级别，前沿技术推动的技术迭代逐渐式微；技术迭代逐渐向市场的反馈方向偏移，而市场不确定性逐渐取代技术不确定性成为未来产业发展不确定性的主要来源。商业化阶段包含着应用市场发现和消费市场培育的过程，即替代产品或者培育新的需求。在商业化阶段，技术路径的不确定性依旧存在，而市场风险接踵而至：有无创业人才尝试推广该产品？该产品能否形成有效需求？资金能否持续支持产品开拓新市场？周期长，投入则更高。该阶段的投入除了产品研发产生的成本外，还需要承担市场开拓的成本，这一过程将是企业处在较长一段时间纯投入而无销售收入、需要资金持续投入，而未来尚不能保证盈利甚至回本的阶段，即“死亡之谷”。大量的产品因为资金链断裂而无法实现商业化。

产业化阶段呈现技术迭代速度放缓，市场不确定性主导，投资规模巨大的特点。产业化阶段是在技术路线基本明确，商业模式基本确定的情况下展开的，面临着从营运能力管理向资金链管理、产品生命周期管理以及战略伙伴管理跃迁的挑战。由于规模化生产的投入资金远大于工程化阶段和商业化阶段，而失败的可能性又层出不穷，与“魔川”和“死谷”相比，从商业化阶段跨越到产业化阶段市场范围大，风险点多，持续的时间长且损失巨大，所以称之为“达尔文海”，用海的规模和广度来度量损失之严重、失败之普遍。投入方面，建立在新产品未来发展空间巨大，发展前景好的基础上，企业为了提高市场占有率，获取新产品的规模化效益，不断开辟新市场，从而增加投资需求。

未来产业的发展条件

未来产业的创新驱动性、高不确定性、长周期性以及高投入性对地区发展未来产业提出了要求。为了保障创新驱动下的新技术供给，需要地方具备一定的前沿技术策源能力，高不确定性要求创新创业生态良好，对风险具有较高的包容性，而降低不确定性提高新产品上市周期，又要求地方具有一定的产业配套能力。未来产业具有的长周期性以及高投入性对地方的经济实力又存在一定的要求。总之，发展未来产业需要前沿技术策源能力强，创新创业生态良好，资金配套能力强，经济实力雄厚，发展潜力高等条件。

未来产业具有明显的阶段性差异，这决定了不同的阶段需要不同的发展条件。未来产业的工程化阶段具有技术驱动的特征，因此，地方需要具备前沿技术策源能力；商业化阶段则偏重于良好的创新创业生态；产业化阶段对产业配套能力提出了较高的要求。

工程化阶段要求地方具备一定的前沿技术策源能力。工程化阶段伴随着技术的迭代升级和产品性能的不断改进，这要求地方具有相当数量的科学家、工程师以及支持科学家和工程师开展研究和开发工作的实验室和技术研发平台等满足工程开发的基础设施以及配套措施。随着数字技术的不断演进，产品开发变得越来越复杂，而所要求的基础设施也越来越复杂，工业软件、精密仪器、开发工具等基础设施以及检验检测等配套措施成了工程化阶段不可或缺的物质基础。中国范围内的产品开发所需的人力和物质基础的提供主体有两类：一类是科教资源丰富的大城市和省会城市，这得益于新中国成立以来国家的科教资源布局；另一类是大企业，这得益于改革开放四十多年来的市场化探索，很多企业在市场化过程中积累了大量资本并重视研发投入，建立企业级别的实验室，供养了大批科学家和工程师。前沿技术的策源能力除了需要人力和物力的保障外，开放的技术交流环境也是前沿技术不断涌现的条件之一。国内外技术交流和展示平台也是提高地方前沿技术策源能力的条件之一。

商业化阶段需要良好的创新创业环境以及相当规模的需求市场。商业化阶段技术驱动力逐渐减弱，而市场驱动逐渐发力。未来产业产品具有颠覆性和突破性，能取代旧产品功能的同时还增加了新的体验，敢于尝试新产品、愿意提供应用场景的需求群体成为该阶段重要的发展条件之一。而供给方面，良好的创新创业生态环境是商业化阶段的必要条件。良好的创新创业环境能积聚创新人才，为产品推向市场提供人才基础，而良好的创新创业环境具有发育良好的知识产权交易市场，商业化所需的资本形式（如风险投资等），沟通技术和市场的平台（如技术中心、孵化器等）。商业化阶段面临着技术创新中所称的“死亡之谷”，资金的可靠度和持续度是成功跨越“死亡之谷”的关键因素，上海市科学学研究所副所长吴寿仁就认为“死谷”主要反映的是资金投入不足问题。股权融资中的风险资本投资具有高灵活性，在金额、期限以及回报率设置上与未来产业发展匹配度高。因此，风险资本的丰富度成为影响商业化跨越“死亡之谷”的关键要素。

产业化阶段需要良好的产业配套能力来支撑。在产业化阶段，企业的经营模式从依赖产品性能高、单个产品利润高的小规模生产阶段，向市场占有率高、综合经营成本低的大规模生产阶段转型。企业区域选择的特点，从靠近市场端向产业配套能力强的供给端布局，企业投资方向也从知识密集型向资本密集型调整。尽管资金在产业化环节起到关键作用，但由于资金的流动性强、资本市场辐射面积广，产业化阶段区域选择的特点着重在产业配套能力强、交通条件好等流动性相对弱的条件和要素上。另外，产业化阶段需要大量资金投入以建设新厂房、购买新设备、雇佣新员工实现产品的规模化生产。因此，发达的资本市场和信贷市场有助于企业提前布局，获得规模化生产效益，并成功将未来产业推进为战略新兴产业。

前沿技术策源能力、创新创业生态、产业配套能力、多元而丰富的资本市场，以及经济实力雄厚、发展潜力高等未来产业发展所需要的条件不是短时间就能一蹴而就的，所以，未来产业应该优先在具备以上全部或部分条件的地方中选址。

未来产业的区域选择

不同城市的经济发展状况不同，所具备的未来产业发展的条件相异，在未来产业布局中发挥不同的功能和作用。近年来，我国很多城市已经提出了自己的未来产业发展规划。在“十四五”规划纳入“未来产业”之后，有些地方政府更是掀起了一波未来产业规划布局的热潮。但是，由于未来产业本身的特性以及基于其特性对区域提出的条件要求，地区需要结合自身实际选择是否布局未来产业以及如何布局未来产业。

根据未来产业本身的阶段差异性以及未来产业发展条件的区域异质性，本部分将未来产业的区域布局分成三大类：全环节发展型；部分环节优先发展型；配套参与型。其中，部分环节优先发展型中分为工程化环节优先发展型、商业化环节优先发展型和产业化环节优先发展型。

（一）全环节发展型

全环节发展型要求城市具备未来产业发展的所有条件，即经济发展水平高，前沿技术策源能力强、创新创业生态环境好，风险投资活动多规模大。这一类型的城市需要具备以下特点：首先，要具有前沿技术策源能力，这要求地区在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等主要前沿技术中的某一领域，或者某几个领域具有一定的人才积累和科技基础设施布局。其次，区域的商业化配套措施，比如孵化器、加速器、风险投资等支撑创新创业生态的基础设施可得性高。最后，经济发展水平相对较高，拥有一群愿意尝试新产品的中产阶层消费群体，城市有财力营造应用场景，助力未来产业的商业化和产业化。中国的省会城市往往是该省科教资源最丰富的区域，在前沿技术领域有一定的人才储备和基础设施布局，比如安徽的省会城市合肥，在量子科技领域拥有全球最前沿的科研人才和科学装置，其量子一条街集聚了大量量子科技企业，政府拥有的产业发展基金积累了众多风险投资成功经验，孵化器、加速器丰富且有活力，拥有发展量子科技产业全环节的条件。

（二）部分环节发展型

除了全环节发展型，很多城市具有发展某些环节的独特优势，重点发展某些环节有利于形成本城市的特色竞争优势。

工程化环节优先发展型。工程化环节对城市的软环境要求高。一方面，工程化环节的成果具有很强的准公共物品特性，使用上具有一定的非竞争性，多一个人使用的边际成本为零；但不具有经济效率，除非依赖完善的知识产权保护和交易体系保障工程化投入的收益性，才有发展壮大的可能性；另一方面，工程化环节严重依赖科学家和工程师，科教资源丰富是科学家诞生以及成长的平台和环境。北京、上海等城市布局了中国最尖端的科教资源，汇集了全国很多企业的研发中心和总部，人才、实验室等研发要素齐全和检测检验等研发配套服务发达，知识产权保护力度较大，知识产权交易市场活跃，有利于前沿技术的交流，适合发展未来产业的工程化阶段。

商业化环节优先发展型。商业化阶段要求有良好的创新创业环境，创新氛围、创新基础设施良好。具体来说，一是需要大量敢于冒险、喜欢发明创造的创客群体；二是风险投资非常丰富，有力支撑商业化阶段资金需求；三是周边城市的产业配套能力强，有利于商业化向产业化环节过渡。深圳、重庆等创新资源丰富、产业配套能力强但科教资源尤其是前沿科教资源相对匮乏的经济强市，布局未来产业的商业化阶段具有先天优势。

产业化环节优先发展型。工程化阶段所需要的工程师、科学家和商业化阶段所需要的创新创业人才是稀缺资源，当缺乏这些资源的时候，经济发展水平不低，交通环境良好，有一定的产业基础的地方，适合布局未来产业的产业化环节，不但避免承担过大的风险，而且又不会错失未来产业发展时机。中国的东北老工业基地，三线建设布局的工业基地都具备产业配套能力，有潜力发展未来产业的产业化阶段。

（三）配套参与型

未来产业作为未来的主导产业，决定了城市未来经济规模，必然要求未来产业涵盖范围具有广泛性；生产方式的模块化和长链条化也为未来产业的区域广泛性了奠定基础。在那些无前沿技术策源能力、创新创业生态环境不好、产业配套能力有限的地区，可以通过嵌入到未来产业的原材料供应、物流配送、通用零部件加工环节进而加入到未来产业的发展浪潮中。大多数四五线城市人均GDP排名不高，经济实力不够，科教资源匮乏、创新创新生态环境一般、具有一定的产业基础，但相对二三线城市产业配套能力相对较弱，可以选择配套参与进入未来产业布局系统中。