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科创决定未来,取决于三股力量

探险 时间:2019-07-20 编辑:诚信在线客户端下载 浏览:
自2013年以后,中国经济增速未能超过8%;2015年以后,经济增速未能超过7%。这也是中国经济从高速发展向高质量发展切换的题中之义。在这种大环境下,中国经济唯有靠科技创新才能完成高质量转型。 不仅中国,如今全球都认识到,21世纪科技的突飞猛进将超出人

  自2013年以后,中国经济增速未能超过8%;2015年以后,经济增速未能超过7%。这也是中国经济从高速发展向高质量发展切换的题中之义。在这种大环境下,中国经济唯有靠科技创新才能完成高质量转型。

不仅中国,如今全球都认识到,21世纪科技的突飞猛进将超出人类想象,谁都想在这场危机重新洗牌中成为技术的领跑者与规则的制定者。毕竟,21世纪最大的红利就在科技,科创将决定未来“国运”。

然而,科技创新带来社会进步并非一蹴而就,要达到引领者的高度也非单一领域的高精尖所能决定,德国即便没有很成功的航空发动机,也丝毫不影响“德国制造”不容小觑的工业实力。

当前工业4.0、大数据、AI、5G等新战略、新概念层出不穷,但未来仍将由以下三股科创力量“三足鼎立”、“一锤定音”。

重科创

一是重科创,对应于航空发动机、工业母机等重工业的重大科技创新,尤以“工业强基”的装备制造为重。

目前我国高端芯片严重依赖进口,比如2018年我国进口的芯片金额为20584.1亿元人民币,约为全国进口商品总额的14.62%;目前国内的高性能机床基本上都是从德国、美国、日本这些国家进口,高端数控机床自给率不足10%;一些高端发动机仍然无法自给自足,比如航空发动机依然高度依赖进口,目前世界航空发动机基本被美国普惠、通用和英国的罗罗牢牢掌控,国产发动机市场占有率不足1%。

据统计,2017年全球工业机器人销量38.1万台,中国、日本、韩国、美国、德国五大市场占据了市场总额的70%。其中中国更是以13.8万台的销量一举超过欧洲与美洲市场总和(11.24万台),成为当之无愧的全球第一大工业机器人市场。

然而从供应商角度来看,在这近14万台工业机器人的销量中,仅有25%来自本土品牌,同比下降6%。在世界范围内,以ABB、库卡、发那科、安川为首的工业机器人“四大家族”仍然牢牢把持着全球50%的市场份额。

中国500家机器人企业仅占国内市场的不到30%,而就在30%的份额里面,中国企业在中高端的伺服电机、控制器、减速器等关键零部件上基本都得依赖进口。

尤其在高端工业机器人领域,国产品牌占有率还不到5%。据业内估算,这个差距至少有30~50年。

因为下一个工业时代——智能制造的基础就是机器人,未来一块铁板能在642台机器人操作下变成一辆惊艳的汽车(宝马德国莱比锡工厂的自动化率达到93%),在人工智能上中国怎么都绕不过去,尤其是大型制造企业未来都将变成“无人工厂”。

去年,平昌冬奥会闭幕式上,“北京8分钟”表演中24个新松移动机器人与舞蹈演员精准互动惊艳世界。5月17日,在天津举行的第三届世界智能大会上,新松机器人公司的新一代机器人智能控制系统SRC C5,实现机器人控制模式突破,为传统机器人增添了“智慧大脑”,增强了人机协同能力,使机器人拥有深度学习能力,其智能化、柔性化和精度、速度等指标已达国际领先水平。

其实,全球第一台工业机器人诞生在美国,但上世纪70年代后日本通过模仿、吸收、创新夺得头把交椅。可美国也不是省油的灯,近十年不单奠定了全球作战机器人和太空机器人80%的市场,以谷歌机器人为代表的智能机器人更是遥遥领先,未来十年美国或将再度回归为引领者,而中国将重走当年日本的反超道路。

当然,在重科创上不单是机器人,美国当初在阿波罗计划下将航天技术转化为民用产业,就创造了2万亿美元的巨额利润。

而在中国,近2000项空间技术成果已移植到国民经济各个部门,1000多种新材料80%是在空间技术的牵引下研制完成。

由此可见,伴随航天航空、军工装备等技术的激烈比拼,未来大量军用技术转为民用,或将开启重科创指数级的商业化应用空间。

轻科创

二是轻科创,即指IT、互联网、信息技术等相对轻型的科技创新,特别是决定下一代物联网的技术创新。

因为IT产业的特殊性,每当旧市场发生断崖,新技术变革每次都能“化腐朽为神奇”,再造市场“化险为夷”。

其计算模式每隔15年发生一次变革,从大型机到小型机,从PC机到桌面网络,再到如今的移动互联网,迅速“格式化”整个社会,让一切都乱了套,电脑代替电视,手机颠覆电脑、电子书取代课本,微博、微信等更以零成本、及时性、比特化颠覆传统报业对信息的垄断,以至生产、交易与生活方式的翻天覆地之变急剧推动着历史的车轮前进。

只不过“摩尔定律”带来技术几何级数增长的同时也在逼近其极限,不单是集成电路的材料极限,更是IP地址的资源枯竭,这意味未来需要更快的计算速度、更大的存储容量、更高明的算法及颠覆性的技术创新。

但挡不住的是,信息技术的裂变将重构旧产业,比如可穿戴设备与云计算的技术结合就将让远程医疗、网络保健、个性化服务等从传统医疗机构中破茧而出。

其实,60多年来计算机计算能力的指数增长一直依赖冯·诺依曼模型(即数制采用二进制,机器按照程序顺序执行等),即便IBM用7nm锗片突破硅的极限,据专家估计,经典架构CPU构成的超级计算机再快,也将在2088年遭遇速度、能耗的“天花板”。

因此,为突破信息技术中经典比特的计算极限,用量子态取而代之,不单在于300个量子比特可存储的状态是2的300次方(相当于整个宇宙中的原子数),奠定了海量运算的基础,而且,量子信息的相干性、纠缠性、非定域性及其无懈可击的保密性等特点,将开创“量子信息技术”的新时代。

可这种恐怖效率(目前最快的超级计算机破解一个500位数字密码需耗时上百亿年,而理论上量子计算机只需几分钟)意味着,一旦量子计算机落地就将成为最为锋利的双刃剑。它能突破传统芯片的速度障碍,帮助运行极为复杂的动态模拟。

比如气候变化模型或帮助新药物研发等,但同时也能轻而易举地摧毁现代文明中安全的一切,它将如“超级神偷”般分分钟破解各种账户密码甚至是发射导弹的轨道参数。2014年9月Google就与NASA成立联合实验室,推出量子计算机开发计划,美国科学家预言量子计算机将在50年后出现。

相比欧美走在了具有进攻性的量子计算领域前列,中国则在防御性的量子通信上处于第一梯队。中国正在建造长约2000公里的北京至上海量子光纤线路(2016年完成启用),并研制“量子科学实验卫星”,2030年构建全球化量子通信网络。

究竟是量子计算机这支矛厉害还是量子通讯这面盾牢固?或许未来不借助物理传输的量子隐形传输就将在这一矛盾交锋中逐渐“显山露水”。

虚科创

三是虚科创,区别于实科创(重科创与轻科创)的立竿见影,其本身不产生经济效应,却是科创必不可少的组成部分,很大程度上也是实科创的加速器。

一类是为实科创提供基础理论创新。

因为探明宇宙演化、物质结构、生命起源和认知机理是人类永恒的追求,这些基础科学领域的突破往往能从根本上改变人类对时间、空间和物质运动规律的认识,进而催生变革性技术。

比如,没有麦克斯韦确立电磁场理论,赫兹就无从发现电磁波,那么马可尼很难在1895年实现无线电通信的实用化,再之后的电台、电话、无线网也就都是空中楼阁。