杨 琳 王玮东 刘 熠 杜 健
摘 要：随着新一轮科技革命和产业变革深度演进，以科技创新赋能工业高质量发展成为推进新型工业化、加快建设制造强国的重要抓手。近年来，我国明确提出要健全产业科技创新体系。为探索建立适应我国工业发展的产业科技创新体系，本文梳理分析了全球产业科技创新趋势、我国产业科技创新现状及存在问题，建议围绕优化产业科技创新体系、强化知识产权保护和国内国际标准布局等方面，多措并举提高工业领域产业科技创新水平，增强国际竞争力。
关键词：产业科技创新；工业；高质量发展
开鸿与乐聚机器人合推的新产品将广泛应用于交通、工业、能源、制造、基建等行业。刘长杰/摄
我国高度重视产业科技创新。习近平总书记指出“加快实现高水平科技自立自强，是推动高质量发展的必由之路”，强调“强化企业主体地位，推进创新链产业链资金链人才链深度融合”。党的二十大作出“建设现代化产业体系”的重大部署，要求坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。加快推进工业领域产业科技创新，赋能工业高质量发展，事关推进新型工业化、加快建设制造强国的大局。近年来，我国工业领域产业科技创新取得一系列成果，同时面临一些问题。本文在梳理世界及中国产业科技创新状况及面临问题的基础上，就如何加强工业领域产业科技创新提出相应的对策建议。
一、研究背景
（一）国内外形势变化要求我国推进产业科技创新
我国工业领域关键核心技术存在短板，关键核心技术“卡脖子”、受制于人的局面没有得到根本改变。中国工程院的有关研究报告显示，我国在集成电路产业的光刻机、通信装备产业的高端芯片、轨道交通装备产业的轴承和运行控制系统、电力装备产业的燃气轮机热部件，以及飞机、汽车等行业的设计和仿真软件等领域的基础研究能力较弱，存在“卡脖子”隐患。要实现高水平科技自立自强，需要尽快破解“卡脖子”难题，加快构建产业科技创新体系。
美西方对我国技术封锁和打压不断升级。2020年以来，美国通过实体清单、出口限制和市场禁令等手段对我国的高科技公司实施制裁，限制关键产品、技术和设备，尤其是芯片的出口。2023年1月，美国开始对人工智能等新兴和基础技术领域实施管制；2023年5月，美国半导体设备制造商LAM（泛林半导体）和AMAT（应用材料公司）等公司要求中国企业不得使用美国清单厂商半导体设备代工生产军用集成电路，启动“无限追溯”机制。美国的一系列举措标志着美国对我国的科技封锁力度进一步强化。为此，应加快构建产业科技创新体系，推动工业领域产业科技创新。
发达国家加强新兴领域科技布局，争夺未来制高点。例如，美国出台“国家制造业创新网络计划”、《无尽前沿法案》《芯片与科学法案》《NSF未来法案》；德国出台《国家工业战略2030》《高科技战略2025》；日本出台“科学技术与创新基本计划”、《科学技术创新综合战略2020》；韩国出台《国家尖端产业培育战略》《国家战略技术培育方案》《制造业复兴发展战略蓝图》等。发达国家对新兴领域的科技布局，或将给我国带来低端锁定效应，我国必须加快构建产业科技创新体系。
（二）国家战略要求健全产业科技创新体系
完善产业科技创新体系，优化科技创新全链条管理，是建设制造强国的核心动力。一方面，我国对创新体系建设、创新机制完善、创新成果转化提出明确目标要求。《党和国家机构改革方案》指出，重组科学技术部，将组织拟订高新技术发展及产业化规划和政策，指导国家自主创新示范区、国家高新技术产业开发区等科技园区建设，指导科技服务业、技术市场、科技中介组织发展等职责划入工业和信息化部。另一方面，工业和信息化部将健全产业科技创新体系作为重要任务。2023 年12月21日开召的全国工业和信息化工作会议指出，大力推进科技创新和产业创新深度融合，深入实施科技创新重大项目，持续优化创新平台网络，加快培育创新型企业，打造“火炬”品牌升级版；推进园区提质增效，启动创建国家新型工业化示范区。
二、全球产业科技创新发展态势
在第四次工业革命与科技融合的背景下，工业科技成为工业领域的必然选择。全球主要经济体纷纷布局新型工业，推进“再工业化”进程，培育新型工业在国际竞争中的优势，围绕人工智能、智能制造、大数据医疗等领域抢抓工业科技的发展新机遇。美国、欧盟等发达经济体在创新载体建设、知识产权保护、政府资金资助等方面大力支持工业技术创新，加强在新兴领域的科技布局，争夺未来制高点。亚洲国家占全球创新研发支出比重也持续上升，中国、韩国、新加坡、印度等国的创新能力显著提升。总的来看，全球工业领域产业科技创新在区域、领域、主体、模式、支撑等方面呈现五大趋势。
（一）从区域看：亚洲崛起为第三极，中国创新实力明显提升
从全球研发支出份额看，美国的研发投入在世界保持领先地位。根据毕马威发布的数据，2022年，美国依然是全球研发支出最多的国家，其支出超过6790亿美元，占全球研发总支出的27.4%；中国紧随其后，研发投入达到5511亿美元，中、美两国研发投入几乎占据全球研发投入的半壁江山（见图1）。同时根据《科学与工程指标2022》的购买力平价数据，相较于2000年，东亚、东南亚和南亚的研发投入占全球份额从25.2%提高到39.8%。其中，中国份额占比攀升尤为突出，同期从4.5%提升至21.9%。
图1 2022年全球研发总支出领先的国家占比 数据来源：毕马威
从全球创新指数排名看，亚洲主要国家创新实力明显提升。《2022年全球创新指数报告》显示，在全球132个经济体中，瑞士连续第12年在GII排行榜上排名第一位；美国超过瑞典攀升至第二位，并在 2022年的81项GII指标中有15项在全球取得最高分；中国超越法国，升至第11位，连续10年稳步提升，是全球信息产业指数前30强中唯一的中等收入经济体。
（二）从领域看：电子、医药等成为发达国家重点关注的领域
高端制造逐渐成为全球创新指数增长新方向，电子、医药等成为发达国家重点关注领域。根据经济合作与发展组织（OECD）公布的2017—2020年数据，韩、日、德、中等国制造业企业研发投入占全行业企业研发投入接近90%①，制造业已成为研发投入的重点产业。在这一趋势中，生物医药、软件和信息服务、信息通信设备等领域推动行业创新研发投入呈稳定增长模式。此外，电子、医药等成为发达国家重点关注领域，OECD公布的数据表明，2008—2019年，美国、日本、韩国和德国四个国家的电子和医药行业研发投入占制造业整体研发投入的比重均超过60%（见图2）。
图2 美国、日本、韩国、德国重点领域研发投入占制造业整体比重情况 数据来源：OECD，作者搜集整理
（三）从主体看：平台组织成为跨越“死亡之谷”的重要力量
在科技创新研发过程中，政府通常集中于基础研究等科技创新前端，向后端工程化的延伸较少。而企业由于逐利特性，往往更加专注于市场灵活、成熟度较高的产业化阶段，较少参与具有高不确定性、高风险的早期技术创新阶段。各国政府建立多类型服务机构来充当应用技术研究和技术转移转化中的关键纽带，如美国的国家制造业创新网络（NNMI）、德国的弗劳恩霍夫应用研究促进协会、法国的卡诺研究所网络（CIN）和英国弹射中心（Catapult Center）。以德国的弗劳恩霍夫协会为例，其覆盖基础研究至成果转化、应用研究等多流程研发体系，配套多层次金融支持体系，形成可持续的产业创新生态。
（四）从模式看：开放式协同式成为新的组织方式
工业数字化是培育制造业发展新动能的关键环节。在数字经济时代，数据已成为重要的生产要素。以大数据、人工智能、物联网、云计算为技术基础的数字化制造浪潮，以海量数据互联和应用为核心，推动着网络化协同制造、个性化定制等新模式和新业态不断涌现。这种趋势将对医药等制造业领域产生重要改变。同时，开源开放的模式将成为创新的重要途径。调研显示，企业间上下游协同创新开发新产品已成为当前企业创新的重要方式。美国波士顿咨询公司和国际组织Hello Tomorrow在2021年发布的《深科技：创新浪潮》报告中指出，由多所大学和多个研究实验室共同组成的多方互联、全面协同的生态系统正在迸发出新的力量，凸显了产业科技协同式创新日益显著的特征。
（五）从支撑看：知识产权和国际标准化体系成为竞争热点
美国、欧盟、日本等基于自身利益，提出“超TRIPs协议”的知识产权规则，加大对生物医药专利、文化创新产业的版权和商标保护，依托专利雄厚基础抢先建立起竞争新优势。国际标准化体系呈多极化发展趋势，中、美、欧在国际标准化体系领域相互竞争、协同发展，一批地区性、区域性专业领域标准组织占据技术前沿，三大标准化机构呈现被逐步边缘化的趋势，国际标准化体系受到挑战。
三、我国产业科技创新现状及存在问题
（一）我国产业科技创新历程及取得成就
1.我国产业科技创新历程
一国工业创新体系的演进，应以工业发展阶段为核心，由其创新战略引导，受自身创新资源和能力约束，由其独特的制度环境塑造。过去我国凭借市场规模和人力等资源要素优势，建立了完整的工业体系，成为世界第一制造大国。从最初接受国外技术援助和举国体制推进并举的技术进步方式，到改革开放后将引进吸收作为主要的创新策略，通过“两头在外”“三来一补”，以市场换技术，再到《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》发布，我国逐步实现自主创新，开始面向技术源头领域进行科技攻关，我国工业创新体系的目标和模式都呈现出新特征，逐步实现高水平科技自立自强，产业创新实现“技术引进—模仿创新—自主创新—源头创新”的升级。
2.我国产业科技创新取得的成就
企业创新主体地位不断增强。R&D经费和人员作为重要的创新资源，反映了国家或地区对创新活动的支持力度和创新人才资源的储备状况。伴随R&D经费、R&D人员数量的高速增长，我国已逐步成为创新资源投入大国。《中国统计年鉴》数据显示，2022年，我国规模以上工业企业有R&D企业数为17.56万个，是2012年的3.72倍；规模以上工业企业R&D经费支出1.94万亿元，是2012年的2.69倍；研发强度1.39%，比2012年提高0.62个百分点；规模以上工业企业专利申请数从2012年的49万件提高到2022年的150.7万件。
产业科技创新平台布局进一步优化。随着产业结构的不断调整与市场需求的不断变化，我国已初步构建起以制造业创新中心、产业创新中心、技术创新中心、企业技术中心等为主要载体的制造业协同创新体系，布局建设19家国家技术创新中心、26个国家制造业创新中心、533家国家重点实验室等重大创新平台，覆盖动力电池、增材制造、工业机器人等关键领域，涌现出一批具有标志性意义的重大科技成果。科技领军企业着力攻克首套F级重型燃气轮机控制系统、±1100kV换流变压器等重点领域关键核心技术，高效支持重大基础研究应用研究，国家战略科技力量得到强化。
重点领域取得重大突破。新世纪以来，以信息产业、飞机制造业、集成电路产业为代表的高技术制造业向我国转移，我国高技术制造业表现出迅猛发展势头。近年来，5G、载人航天、大飞机、航空发动机等领域取得一批重大标志性成果，有力支撑国家重大战略，推进制造强国建设。以5G为例，我国经历“2G跟随”“3G突破”“4G同步”到“5G领先”的发展历程。具体来看，2G时代，我国移动通信完全依赖国外技术标准及产品，国内移动通信产业处于起步阶段。3G时代，我国坚持以TDD技术为主线，提出了拥有自主知识产权的TD-SCDMA国际标准，建立自主产业链体系，成功实现商用。4G时代，我国主导TD-LTE国际标准和产业化，基本实现与LTE FDD在全球同步发展。5G时代，我国成为5G技术、标准、产业及应用的主导力量之一，截至2022年12月底，全球声明的5G标准必要专利超过8.49万件，中国的比重为43%，排名世界第一；截至2023年底，我国累计建成5G基站337.7万个。
（二）我国产业科技创新面临的挑战
推进新型工业化建设，要以创新为根本动力，实现发展方式由资源要素驱动向科技创新驱动的根本性转变。构建产业科技创新体系，应把产业摆在创新的核心位置，形成以产业发展为目标，以应用为导向，以企业为创新主体，企业、政府、高校、科研机构、创新平台、中介机构、金融市场等相互协作的创新体系。
从长期看，国家间的技术竞争、产业竞争，不在于某项特定技术的领先与落后，而在于国家系统性、持续性地产生新知识、新技术和新产品的能力。面对当前错综复杂的国际形势和我国发展需要，必须推进产业科技创新，构建创新主体相互协作、支撑保障能力强的产业科技创新体系。当前，我国仍面临诸多困难和障碍。
1.研发强度较低
国际经验表明，后发国家赶超的一个重要途径是提升研发强度，日本、韩国和北欧国家崛起过程中，其研发强度都超过了美国。世界银行数据显示，2022年，我国全部工业增加值突破40万亿元大关，占GDP比重达到33.2%，高于美、韩、日、德等发达国家（见图3）；其中，我国制造业增加值占GDP比重为27.7%，制造业规模连续13年居世界首位。2020年，我国研发强度仅为2.4%，低于美国（3.39%）、韩国（4.81%）、日本（3.59%）和德国（3.14%），在工业化进程中，我国研发投入强度偏低（见图4）。
图3 世界主要经济体工业增加值及占比变化情况 数据来源：世界银行，作者搜集整理
图4 2020年世界主要经济体研发投入强度情况 数据来源：OECD，研发投入强度=研发支出/GDP，作者搜集整理测算
2.企业创新主体地位有待进一步增强
我国制造业企业研发强度增加，但相对发达国家仍显不足。近年来，我国制造业企业研发投入不断增长，但研发强度仍远低于美国、日本、韩国、德国等发达国家。根据OECD数据，2020年我国制造业企业研发投入强度为5.53%，美、日、韩均超过10%（见图5）。虽然研发投入总体规模增加，但电子、医药等重点领域企业研发投入占制造业比重远低于发达国家。电子、汽车等重点领域研发投入强度不足。根据《欧盟工业研发投资记分牌 2022》工业2500强数据，2021年我国汽车及零部件研发投入强度为4.6%，低于美国（6.4%）和德国（6.2%）。
图5 世界主要经济体制造业企业研发投入强度情况 数据来源：OECD，研发投入强度=研发支出/GDP，课题组搜集整理测算
3.缺乏科技转化的平台型组织
我国专利数量增长速度较快，总量超过美国、德国等发达国家，但存在专利标准更宽松等因素导致的“差距虚大”成分。世界知识产权组织、世界银行数据显示，2022年我国PCT专利数达近7万件，居世界首位，但单位制造业增加值的PCT专利仅1.45件，低于美日等发达国家，这表明我国存在大量质量不高、没有实际产出的专利。《科技成果转化年度报告》调查数据、AUTM年报和教育部高校科技统计资料汇编数据显示，以专利实施率作为衡量科技成果转化率的主要指标，我国科技成果转化率差距较大。调研发现，缺少共性技术研发平台和科技成果转化平台成为制约企业创新的重要因素。
虽然我国产业创新平台正在加速布局，但是在技术转移体系、技术转移机构、成果转化机构等方面，相较于美国仍有较大差距。一些地方调研显示，由于缺少共性技术研发机构和成果转化机构，企业与高校难以建立直接的合作关系。
4.知识产权和标准化支撑力度不够
2021年，全球知识产权出口金额上涨至4444.8亿美元，其中美国占据了全球知识产权交易金额的30%，美国、德国、日本均处于顺差；我国逆差351亿美元，其中向美国支付的知识产权使用费超过总支出金额的20%（见表1）。
表1 2021年各国知识产权进出口金额
数据来源：世界银行，作者整理
标准化在供给能力、标准制定、国际水平等方面也有待提升，对产业支撑力度不足。一是标准的供给能力与产业发展需求不匹配，一些关键技术标准及垂直行业应用标准研制缓慢，无法全面支撑企业数字化转型。二是侧重标准制定，忽视标准实施与成效评价，标准数量多，但普遍质量不高，亟须由数量规模向质量效益转变，对标准发布后是否实施、如何实施、是否达到预期效果等缺乏科学的评测依据及后期管理、评定机制。三是标准的国际化水平还有待提升，我国主导制定的国际标准占ISO/IEC国际标准总数的比重不足2%，我国承担ISO、IEC秘书处职务占比也低于德国、美国、日本。
5.资金保障不足
我国工业领域企业获得早期风险投资较少。制造业整体获得的信贷资金支持相对不足。从整体看，制造业贷款余额占比逐年下降；从中长期贷款看，工业中长期贷款余额占比自2019年触底以来连续三年回升，但2022年相关数据仍低于2011—2016年。
四、对策建议
基于我国产业科技创新体系面临的挑战，本文从顶层设计和实施方法两个维度提出对策建议，以期推动提高工业领域产业科技创新水平，增强国际竞争力。
（一）强化企业创新主体地位
一是支持以企业为主体建设创新联合体。支持龙头企业联合高等院校、科研院所和上下游企业共建创新联合体，建设一批新型研发机构，同时为企业提供专业知识、技术设施和市场准入渠道等资源和支持，推动科技型中小微企业加速成长。
二是支持以企业为主体布局国家创新平台。更多在企业布局建设国家创新平台，支持企业整合资源，通过内设研究机构等形式，促进企业与其他研究机构深度合作，推动科研成果的转化和应用，加速技术创新和产业升级，从而打造产学研一体的创新型企业。
三是强化企业研发创新政策支持。研究出台制造业研发费用加计扣除、税收抵免等政策，降低企业研发成本，激励企业加大科技创新投入。
（二）建立新型科技创新平台组织
一是建设一批中试试验验证平台。面向产业发展需求，在关键材料、关键装备等领域，建设一批中试试验验证平台，为企业提供实验验证的场所和设施，从而加快新技术、新材料、新装备的研发和应用，推动产业技术创新和升级。
二是构建产业关键共性技术服务体系。聚焦重点领域建设一批国家制造业创新中心，构建国家实验室、国家制造业创新中心、国家产业计量测试中心等优势互补的产业关键共性技术体系。
（三）提升知识产权保护水平
一是加强重点领域知识产权创造。强化产业技术发展与知识产权的协同联动，围绕重点产业，加强产业信息和知识产权信息的挖掘、利用和深度融合，明确产业发展方向与路径。推动在重大工程前期制定高质量知识产权布局策略，做好专利和商业秘密、核心专利与外围专利的统筹布局。
二是深化重点产业知识产权转化运用。充分发挥重点产业链龙头企业、产业知识产权运营中心等的作用，建设行业性知识产权交叉许可和共享机制，强化重点产业链上下游知识产权协同运用。
三是强化重点产业知识产权保护。支持行业组织、产业联盟、专业机构开展数据知识产权保护策略研究，探索数据生产、流通、利用、共享等过程中的知识产权保护路径。加强海外知识产权纠纷应对指导机制建设，更好开展风险应对。
（四）加强国内国际标准布局
一是构建新型工业化的标准综合视图。以增强产业链供应链自主可控能力为目标，推动产业链与技术链双向融合，建立分领域标准图谱，优化标准化组织工作范围，增强标准对科技创新的支撑力。
二是加强重点领域标准化布局。加快制定新型工业化基础共性标准，加强工业互联网、物联网、人工智能等技术在工业领域应用标准的研制与实施，强化标准数字化转型进程，构建先发优势。
三是构建国际标准化新生态。积极推动国际标准互认机制。加快国内标准试验验证基地、国际标准应用基地建设，提升标准公共服务能力，推动我国标准体系加速国际化、专业化、市场化。
（五）优化资本运作模式
一是加大政府财税支持力度。加大财政资金对制造业技术创新的支持力度，引导更多要素向先进制造业聚集。完善首台（套）装备、首批次材料、首版次软件等应用激励和风险补偿机制。
二是强化金融支持。鼓励金融机构持续创新金融产品和服务，构建种子基金、创业投资、银行信贷、上市融资等多种方式全链条支持企业研发创新的机制。深入实施“科技产业金融一体化”专项，引导社会资本“投早、投小、投创新”。
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（作者单位：中国信息通信研究院信息化与工业融合研究所，中国人民大学经济学院）