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张治河教授,等:“卡脖子”关键核心技术的甄选机制研究
2020-08-04

摘要

关键核心技术关系我国经济社会高质量发展与国家安全的重大战略问题。准确判断科技发展趋势、甄选出关系全局和长远发展的“卡脖子”关键核心技术是补齐高技术产业短板、解决关键核心领域“卡脖子”难题的首要任务,对优化我国科技创新资源配置、提升科技支撑能力具有重大意义。文章在对国内外技术甄选相关学术研究与实践经验进行总结的基础上,从研究方法、参调专家以及机制模型等3个方面进行了总体设计,构建了基于国家竞争服务于政府的“卡脖子”关键核心技术甄选机制模型与基于产业竞争服务于企业的“卡脖子”关键核心技术甄选机制模型。

作者 / 张治河,苗欣苑

一、引言

随着世界科技活动规模的持续扩大与科研水平的不断提高,经济社会发展对科学技术的需求与日俱增,国家之间综合国力的竞争,一定程度上已表现为科学技术水平与国家创新能力的竞争。新中国成立70年以来,我国科学技术事业的发展取得了举世瞩目的伟大成就,但在某些领域与世界先进水平还存在着较大差距,核心技术受制于人的局面还未从根本上彻底改变。自中兴事件爆发,关键核心技术领域的"卡脖子”状况时有发生,华为屡次遭遇“断供”风波。历史和现实均表明,“卡脖子”关键核心技术必须紧紧掌握在自己手中。

要攻克我国关键核心技术领域的“卡脖子”难题,首要任务就是判断科技发展趋势、甄选出具有战略意义的“卡脖子”关键核心技术。技术预见作为一项重要的战略管理工具,被多个国家用来确定具有战略意义的研究领域与技术,但现有的学术研究多集中于对理论内涵的探讨与其在各个领域的应用,少有对于技术甄选机制的研究且研究对象缺乏针对性。基于此,本文聚焦于我国的关键核心技术领域,在参考现有技术预见活动与技术趋势研判活动的基础上,根据关键核心技术的特性,构建了基于国家竞争服务于政府的“卡脖子”关键核心技术甄选机制模型;同时,考虑到企业的创新主体地位与传统技术预见活动研究对象的局限性,还将关键技术的甄选活动创新性地延伸至了企业层面。

二、理论发展与实践经验

01理论发展

目前,学术界对关键核心技术的概念尚未形成统一的界定。余江认为基础工艺、核心元部件、重要机器设备以及与系统架构有关的技术都包含在关键核心技术体系内;赵世柯将其定义为通过长期高投入的研究开发过程所形成的具有关键性、独特性的技术体系。技术领域的“卡脖子”问题是指在产品研发或应用的过程中没有完全掌握其所需要的核心技术、基础工艺、关键材料及高端设备等,主要依赖于外部引进,面临被其他国家或地区实施技术封锁的风险,将存在“卡脖子”问题的关键核心技术称为“卡脖子”关键核心技术。

“卡脖子”技术具有战略重要性,其甄选工作必须充分考虑到国家安全、经济社会发展、资源制约等因素,这正与技术预见的理念相一致。1984年,SPRU的研究人员 Ben Martin和John Irvine在《科学中的预见:挑选胜利者》中首次将“技术预见”(Technology Foresight)一词作为学术术语提出。随着技术预见研究热潮的兴起,经济合作与发展组织(OECD)以及亚太经合组织(APEC)等权威机构以及国内外多位学者都对技术预见的定义进行了阐述。在现有研究成果的基础上,本文给出了以下界定:技术预见是对科学、技术、社会和经济的现有状况与未来趋势进行系统化研究的过程,其服务于一个国家、区域或产业的宏观战略规划与科技政策制定,服务于企业的技术研发与竞争战略,其目的是为经济社会甄别出在有限的资源条件下能产生最大效益的战略研究领域与技术。

除了较多集中在理论起源、内涵界定与研究方法方面的探索,近年来国内外学者还展开了多方面的应用与研究。总的来说,技术预见从最初的理论探索已经逐渐发展到应用研究与实践活动研究。下一阶段的研究应该在现有成果上更进一步,从丰富的实践研究中提出技术领域甄选活动的理论机制模型。

02实践经验

从世界范围来看,各国进行关键技术甄选的实践活动主要可以分为技术预见和技术趋势研判这两大类。技术预见活动主要由各国政府的相关部门与科研机构组织进行,对国家或区域未来重点发展的技术领域与关键技术进行预测与选择,旨在为社会资源分配与科技政策制定提供依据。20世纪30年代,为准确预见作战技术的发展趋势,美国率先开展技术预见活动,70年代日本实施了第一次国家级的技术预见活动。90年代,技术预见的热潮蔓延到了荷兰、德国、中国、法国、英国、澳大利亚、新西兰、韩国等国家。到20世纪末,技术预见已成为许多发达国家及地区进行科技政策研究的一项重要工具。进入21世纪,俄罗斯、巴西等新兴经济体也加入了运用技术预见的方式来预测和选择未来重点研究方向与技术领域的队伍。我国的技术预见活动起步较晚,主要由国家科技部、中国科学院、中国工程院、国家自然科学基金委以及部分地方研究机构负责进行,为我国国家科技规划与区域发展政策制定提供了重要的支撑。具体的发展脉络如下图1所示。

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图1 中国技术预见活动发展脉络

技术趋势研判活动的实施主体则更加分散化、多元化,由各国政府部门、军方、产业界、专业咨询机构以及科研机构等单独进行或合作开展, 判断未来科学发展的基本方向、识别可能催生重大产业变革甚至是社会变革的技术创新趋势,目的是帮助利益相关者了解科技趋势变化对其产生的影响。虽然所形成的科技趋势报告仍服务于政策制定与战略规划,但技术趋势研判活动通常有其特定的研究目标与研究方向,整个甄选过程相较于技术预见活动而言更加灵活、独立。近年发表的较有代表性的科技趋势报告有:《服务于国家安全的突破性技术》《美国2016-2045新兴科技趋势报告》《2017高技术发展报告》《2018十大战略性技术趋势》《2019全球十大突破技术》《技术展望2020》等。

三、卡脖子”关键核心技术的甄选机制设计

01研究方法设计  

本文设计了以德尔菲调查法为基础、融合了情景分析、需求分析、专家会议法以及专利分析、文献计量、自然语言处理、层次分析法及技术路线图法等多种定量与定性方法的组合方法,来进行政府层面“卡脖子”技术的甄选。企业层面的甄选活动则可根据企业规模的大小与可支配资源的多少选择适当的研究方法。

02参调专家设计 

以德尔菲调查法为基础的技术甄选工作涉及到大量的定性分析与定性定量结合分析,参调专家的意见会从根本上影响技术预见的结果。因此,必须充分考虑到专家的学识水平、实践经验、参调状态以及专家组的组成结构等因素,合理配置研究团队,以确保甄选结果的科学性与有效性。根据实践活动中存在的问题及技术发展的新趋势,参调专家的设计应该重点关注专家领域分布、专家知识构成以及专家参与度这三个方面。

03机制模型设计

基于国家竞争服务于政府的机制设计

基于国家竞争服务于政府的“卡脖子”关键核心技术甄选机制设计主要借鉴了技术预见、以技术趋势研判活动为辅助参考,具体流程分为以下六个环节:组织架构建立、社会愿景与技术需求分析、趋势研判与调查、“卡脖子”标准界定、综合分析论证、以及甄选效果评估,甄选模型如图2所示。

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图2 基于国家竞争服务于政府的“卡脖子”技术甄选机制

①组织架构建立

技术甄选是对经济社会与科学技术发展趋势进行探索的长期过程,要保证这项复杂工程的有序进行,就必须具备与其适应的组织架构与人员配置,以推动各项计划的有效实施。首先,参考国内外近期开展的技术预见活动,初步划分技术领域,设置高层次委员会及各领域分委员会,制定各岗位的职责与权利,确定委员会主席、副主席及数位委员的人选。其次,选取参加需求分析、趋势研判与德尔菲调查、综合分析论证的专家组成员。

②社会愿景与技术需求分析

随着科学技术与社会关系的复杂化,科技发展战略的制定越来越重视经济社会的发展需求,第二环节进行社会愿景与技术需求分析。首先,确定预测周期与目标年份,向各领域人士广泛征集愿景信息并由专家组成员对所征集信息进行整理,概括出未来社会景象与核心价值。其次,将勾勒出的发展愿景与我国社会发展现状进行对比分析,把握经济社会发展的总体需求与主要目标。最后,由高层次委员会对总体需求进行分解,与各领域专家共同研讨提出各个层面对科学技术发展的具体需求。

③趋势研判与调查 

这一环节将进一步聚焦到关键核心技术领域。首先,收集我国现有的技术预见成果与关键核心技术领域的相关信息。根据期刊级别及专利质量筛选出有重要价值的科技文献与专利文献进行计量分析,把握技术发展的前沿方向。其次,召开专家研讨会对初步提出的技术领域进行修订,确定重要领域及其所属子领域。再由各分委员会负责,向专家组成员及高水平人才征集关键技术项,在形成Delphi调查用技术清单后,开展两轮“线上+线下”相结合的大型德尔菲调查以获得关键核心技术清单。

④“卡脖子”标准界定 

从关键核心技术清单中甄选出存在“卡脖子”问题的关键核心技术。首先由高层次委员会明确“卡脖子”的准确内涵。其次,由高层次委员会将描述性的内涵转化为可衡量的具体特性并制定统一的甄选标准。再由各领域分委员会根据所属领域的特点,在统一标准的基础上对每个领域的甄选标准进行进一步的调整,使最终标准符合每个领域技术各异的发展水平与发展规律。

⑤综合分析论证 

本环节将根据上述所界定的甄选标准进行综合分析判断。首次,收集世界主要科技强国的关键技术清单,筛选出各国共同关注、共同预测的重点技术项,并通过人工智能技术将备选技术项按照相似度分类形成集群。其次,对提取出的重点技术项进行一轮新的德尔菲调查,再计算出每一项技术的“卡脖子”指数并据此进行排序。最后,根据核心技术群所反映的集聚信息以及各项技术的“卡脖子”指数排序,由高层次委员会与各领域分委员会共同商讨决策,选取出我国关键核心技术领域的“卡脖子”技术,并对甄选出的技术绘制技术路线图。

⑥甄选效果评估 

直接对技术趋势研判与甄选工作的研究结果进行效果评估存在着一定的困难。因此,从研究方法入手,对德尔菲调查法的有效性进行评估。对德尔菲调查法的评估包含两部分内容。第一,将各领域专家确定的关键技术与通过德尔菲调查统计排名靠前的关键技术进行对比分析。第二,对评选指标的有效性进行检验。先收集各领域内被甄选为关键技术的和未被选为关键技术的“卡脖子”指数,对两组数据进行差异显著性检验。

“卡脖子”技术的甄选工作是一个循环往复的滚动过程。在完成这六个环节后,研究成果经推广应用服务于科技规划与技术创新活动,并在应用过程中得到实践的检验与反馈。一段时间后,新的愿景与新的需求随着外部环境的变化产生,科技领域的发展也呈现了新的趋势,下一轮的技术甄选活动再次开启。

基于产业竞争服务于企业的机制设计

基于产业竞争服务于企业的“卡脖子”技术甄选流程设计如下:包括市场需求调查与转化、技术发展趋势分析、薄弱环节识别、技术征集与判断四个环节。甄选模型如图3所示。 

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图3 基于产业竞争服务于企业的“卡脖子”技术甄选机制

①市场需求调查

企业作为直接面对市场、参与市场竞争的技术创新主体,对市场需求与市场环境的变化最为了解、也最为重视。第一环节的工作即是对目标客户开展需求调查。首先,聘请专业人员根据企业的设计制定市场需求调查问卷。问卷的主要内容包括客户的消费习惯、对现有产品的使用感受、使用偏好以及期望未来提供的服务和功能等。其次,选取样本客户群并采用现场调查、电话调查的方式开展调查。最后,对调查结果进行初步的梳理与概括,并由调研人员与技术人员将调查所获得的市场需求信息转化为技术需求信息。

②技术发展趋势分析

进行关键技术选择既要充分考虑市场的需求也要密切关注外部竞争环境的变化、遵循技术的内在发展规律。首先,对本企业、主要竞争企业以及行业内领先企业的技术体系进行整体分析,了解技术分布情况并找出业内共同关注的关键技术领域,由专家组对企业在这些领域的竞争地位做出初步的判断;其次,对上述企业进行IPC分类分析、专利引用分析以及专利可视化分析,进一步明确竞争优势与劣势并根据专利分析结果发掘出潜在的发展机遇;最后,结合权威科技趋势报告的研究成果,提出企业应重点发展的技术领域。

③薄弱环节识别

在确定重点发展领域后,列出涉及这些技术领域的产品清单,并根据自身的生产经营状况与技术研发水平对生产过程展开全面的分析,以找出技术创新过程中存在的薄弱环节。第一步,根据技术研发应用的流程将分析内容确定为产品服务设计、技术研究开发、产品生产测试、大规模应用这四个部分,并由专家组对企业现有的主营产品及计划中的重要产品进行详细分析;第二步,从这四个阶段中选出最影响产品成功生产或产品质量的关键阶段,再在关键阶段中找出容易发生问题、存在较大风险的具体环节,即为卡住企业的薄弱环节。

④技术征集与判断 

接下来将运用德尔菲调查法与专家研讨会法,征集薄弱环节所涉及到的关键技术项并对这些技术进行综合打分判断,甄选出企业层面的“卡脖子”技术。首先进行行业范围内的德尔菲调查。在通过德尔菲调查获得初步的技术清单后,举行专家研讨会对每一项技术进行研讨与判断,筛选掉不符合要求的技术项形成备选技术清单。最后,由专家组成员对备选技术项的紧迫性、必要性、隐患性与重要性进行打分,前两项得分与后两项得分分别相加,综合得分排序较高的技术项即为企业的“卡脖子技术”。

四、总结与展望

在新一轮科技革命和产业革命带来的产业结构转型机遇下,我国必须要加快自主创新能力的提升速度、加大关键核心技术领域的攻关力度,掌握更多具有自主知识产权的关键核心技术。突破关键核心技术领域的“卡脖子”问题,第一步工作即是从经济社会发展的需求出发,准确判断出亟待发展的关键核心技术领域。本文从国家竞争与产业竞争的角度出发,在对现有学术研究与实践经验进行梳理的基础上,建立了服务于不同对象的“卡脖子”关键核心技术甄选机制。

主要研究贡献如下:(1)将技术预见与技术趋势研判结合在一起对“卡脖子”关键核心技术的甄选机制展开了深入的研究,既是对现有机制研究工作的进一步完善与创新,也将研究视角聚焦到了亟待解决的“卡脖子”关键核心技术领域,使所构建的技术甄选机制更具有针对性;(2)克服了以往研究多集中于国家层面的情况,根据企业的经营特点与实际情况构建了服务于企业的“卡脖子”关键核心技术甄选机制,与服务于政府的甄选机制组合形成了更为完善的“卡脖子”关键核心技术甄选体系,能够满足不同主体的需求;(3)提出了“卡脖子”关键核心技术的判断标准与甄选流程,为“卡脖子”技术突破路径的研究奠定了重要的理论基础。未来的研究可将本文的研究成果应用于政府或企业的实践活动中,也可在此基础上对攻克关键核心技术难题的创新战略与突破路径展开研究。

关于本文

文章来源 | 本文选自《陕西师范大学学报(哲学社会科学版)》2020年第3期《“卡脖子”关键核心技术的甄选机制研究》。

作者简介 | 张治河,陕西师范大学国际商学院教授,博导,研究方向:创新经济学、创新管理学;苗欣苑,陕西师范大学国际商学院硕士研究生,研究方向:技术经济与创新管理。

基金项目 | 国家自然科学基金应急管理项目“卡脖子”关键核心技术领域的创新能力与形势研判分析( 71941028)