2019中国硬科技发展白皮书

骚气蓬勃

2019中国硬科技发展白皮书
目 录
第一部分 综述篇............................................................ . . . .............1
一、世界深度变革，科技主导未来...........................................................................2
1.1 新一轮科技革命正在重构全球创新版图...................................2
1.2 我国处在转变发展方式的关键时期........................................3
1.3 我国要依靠创新驱动实现伟大复兴........................................5
二、硬科技应运而生.................................................................................................6
2.1 硬科技的概念及内涵 ...................................................6
2.2 硬科技的发展和演变.................................. ................11
2.3 硬科技助力国家创新驱动战略发展......................................15
三、中国发展硬科技正当时....................................................................................17
3.1 科学技术长期具备国家战略定位.........................................18
3.2 我国经济长期高速增长，面临高质量发展挑战..............................20
3.3 我国科研水平整体提升，发展短板较为突出...............................22
3.4 我国金融助推科技成效显著，二者融合不够................................25
3.5 我国科技人才体量雄厚，高精尖人才依然短缺.............................28
3.6 硬科技发展需要搭建成果转化体系.......................................30
四、中国硬科技发展的路径探索..............................................................................31
4.1 打破传统科技体制机制限制.............................................31
4.2 打造硬科技核心领域“产业公地”.........................................34
4.3 构建硬科技金融深度融合体系...........................................36
4.4 搭建硬科技产业化人才体系.............................................37
4.5 营造硬科技发展的创新文化氛围.........................................39
第二部分 科技篇.............................................................. . . ............41
一、2019 硬科技十大进展......................................................................................42
1.1 化学家首次合成纯碳C18 环.............................................42
1.2 科学家首次实现高维度量子隐形传态.....................................42
1.3 世界首款异构融合类脑芯片问世.........................................43
1.4 谷歌实现“量子霸权”...................................................43
1.5 微软公布全球首个自动DNA 数据存储和检索系统............................44
1.6 仿生群体机器人可实现集体迁徙.........................................45
1.7 科学家对微纳机器人实时成像并控制其运动...............................45
1.8 科学家3D 打印出会“呼吸”的人造器官...................................46
1.9 新型癌症疫苗增效CAR-T 疗法............................................46
1.10 全球首座浮动核电站正式启航..........................................47
二、人工智能...........................................................................................................47
2.1 全球人工智能战略竞争日趋激烈.........................................48
2.2 军事人工智能进步尤为显著............. . ...............................49
2.3 人工智能带来科学研究范式变革............ . ............................51
2.4 人工智能安全风险问题突出.............................................52
三、航空领域...........................................................................................................53
3.1 数字化成为航空领域的重要发展方向.....................................54
3.2 无人机技术发展迅猛，将颠覆未来空战模式................................55
3.3 高超声速武器技术成为航空关键技术.....................................56
3.4 战机技术不断发展和升级........... . ...................................58
四、航天领域..........................................................................................................60
4.1 世界主要国家增强军事航天能力......... . . .............................60
4.2 可重复使用成为颠覆性航天技术........ . ...............................63
4.3 低轨通信卫星星座成为重要方向..... . ...................................65
五、生物技术...........................................................................................................67
5.1 世界主要经济体强化生物技术与产业战略布局.............................67
5.2 基因编辑技术取得积极进展，得到全球关注................................68
5.3 重大疾病研究不断突破，创新疗法加速走向临床应用........................70
5.4 脑机接口技术热度猛增，前沿突破不断涌现................................70
5.5 生物存储与计算技术取得积极进展....... . ...............................71
六、信息技术..........................................................................................................73
6.1 5G 部署竞争白热化，各国动作频频 ......................................73
6.2 各国积极探索量子技术，抢占发展先机....................................74
6.3 超级计算机在科技研发中应用进一步深化.................................75
6.4 网络安全技术逐渐向智能化攻防转变.....................................76
七、新能源..............................................................................................................78
7.1 全球能源转型大势所趋，新能源备受关注..................................78
7.2 可再生能源市场规模持续扩大............. . .............................79
7.3 动力电池回收和梯次利用引起发达国家重视...... . ........................81
7.4 小堆是未来核电竞争的主要方向.........................................82
八、新材料..............................................................................................................83
8.1 新材料在国家科技竞争中的战略性地位进一步凸显.........................83
8.2 先进信息材料不断涌现，高性能和低能耗成为发展潮流......................84
8.3 新能源材料技术发展迅猛，推动相关产业变革..............................86
8.4 新材料研发正在加速，机器学习带来新范式革命............................87
九、智能制造..........................................................................................................88
9.1 各国加强政策指引，扩展智能制造布局....................................88
9.2 机器人产业稳步增长，技术创新持续推进..................................89
9.3 3D 打印加速发展，产业应用不断深化.....................................90
9.4 新一代信息技术赋能制造业，加速行业转型升级............................92
十、光电芯片...........................................................................................................93
10.1 微电子芯片制造工艺提升趋近极限......................................93
10.2 光电芯片技术研发进展顺利，应用前景明晰...............................94
10.3 光通信芯片和光子器件研发助力5G 大规模商用............................95
10.4 半导体设备“从电到光”转换...........................................96
第三部分 产业篇................................................................... . ........99
一、国内主要城市产业创新综合能力评价............................................................100
1.1 城市产业创新综合能力评价指标体系及评价方法..........................100
1.2 国内主要城市产业创新综合能力总体排名................................102
1.3 主要城市产业创新综合能力表现分析....................................106
二、代表性城市之优势硬科技产业........................................................................139
2.1 上海全力打造全球顶级生物医药产业集聚区...................... . . . ...139
2.2 深圳打造智能制造产业创新中心........................................140
2.3 西安打造全球硬科技之都......... . ....................................141
2.4 杭州依托信息产业打造数字经济第一城..................................144
2.5 武汉打造万亿级光电子产业集群........................................145
2.6 合肥发展人工智能产业打造具有国际影响力的创新之都....................146
2.7 宁波打造万亿级新材料产业之城........................................149
2.8 贵阳以大数据为引领打造国家创新型中心城市............................150
第四部分 城市篇............................................................. . ....... . ....153
一、硬科技与全球主要城市硬科技创新指数.........................................................154
二、全球主要城市硬科技创新整体表现.................................................................155
2.1 全球45 个城市的硬科技创新表现.......................................155
2.2 快速追赶者：纽约、上海...............................................157
2.3 科技创新协同发展：广州、深圳.........................................157
2.4 发挥外资力量促进科技创新：西安、芝加哥..............................159
三、硬科技重点领域技术创新指数........................................................................160
3.1 信息技术领域硬科技创新指数..........................................160
3.2 芯片及硬件领域硬科技创新指数........................................162
3.3 能源技术领域硬科技创新指数..........................................164
3.4 生物技术领域硬科技创新指数..........................................166
3.5 航空航天领域硬科技创新指数..........................................168
3.6 先进制造领域硬科技创新指数..........................................170
3.7 材料技术领域硬科技创新指数..........................................172
四、中、美主要城市硬科技创新的比较研究...........................................................174
4.1 创新主体分析：美国主要城市多以高研发企业为主导力量，我国则较为多元. . . . 175
4.2 领军企业分析：纽约、休斯顿拥有多家领军企业...........................176
4.3 专利转化分析：中国城市新增专利领先，需关注专利合作条约转化率..........177
4.4 创新网络建设：美国城市创新网络建设与产业集群协同发展.................178
五、全球硬科技创新发展启示与建议.....................................................................179
5.1 硬科技的创新发展，需要提升原始创新能力...............................179
5.2 硬科技的创新发展，需要搭建完善的创新载体.............................179
5.3 硬科技的创新发展，需要搭建科技创新平台体系...........................180
5.4 硬科技的创新发展，需要完善产业人才供给体系...........................181
5.5 硬科技的创新发展，需要着力打造领军企业..............................181
附录：全球主要城市硬科技创新指数评估体系说明.....................................182