当前信息、生物和新能源产业技术创新特点分析

程家瑜，张俊祥，韦东远

（中国科学技术发展战略研究院，北京 100038）

当前信息、生物和新能源产业技术创新特点分析

程家瑜，张俊祥，韦东远

（中国科学技术发展战略研究院，北京 100038）

与信息技术及其产业相比，生物技术、新能源技术的发展仍然处于初期，产业规模和应用范围依然较小。未来10年左右，这些产业将会与信息产业并驾齐驱，还是某些产业会取代信息产业成为新的带头产业？本文对当前信息、生物、新能源的技术创新特点进行了分析。

信息技术；生物技术；新能源技术

Abstract:Compared with the information industry,biotechnology and new energy industries are still at the early stage of its development,and its industrial scale and scope of application are still relatively small.In the next 10 years,will these industries keep pace with the information industry,or will replace it and become the new leading industry?This article analyzes the characteristics of current industrial technology innovation on information,biotechnology and new energy industries.

Key words:information technology,biotechnology,new energy technology

1 信息技术以应用创新和集成创新为主

国际金融危机后，全球信息产业发展速度放缓。

2009年世界电子产品制造业产销规模均处于下滑态势，分别下降了8.32%和5.57%［1］。当前信息产业的波动是受全球金融危机的短期影响，还是信息技术的红利已到尽头？我们认为，信息技术仍然是未来一段时期引领经济增长的强大动力，且具有以下特点。

1.1 信息技术出现重大原始创新成果越来越难

业界专家认为，经典的信息科学理论与技术需要变革，重大原始创新越来越难，CMOS技术无法维继摩尔定律，IP技术难以支持网络的高速发展，软件越来越复杂带来可信问题，信息系统的能耗成为严重负担等。因此，今后10～20年，信息技术发展的主要模式是应用创新和集成创新。

1.2 信息产业仍然最具创新活力

2010年5月30日，美国《商业周刊》的科技行业年度排行榜上［2］，排在前20位的除中国大陆的比亚迪外，其他都是从事信息产业的企业，例如美国的苹果、亚马逊，日本的软银、NTT DATA，韩国的三星电子，印度的塔塔咨询以及中国大陆的腾讯等。当前，信息技术呈现出高性能、宽领域、多方向的特点。集成电路的线宽现已达到60～45纳米，今后向25纳米发展；网络技术加速向宽带、无线、智能方向发展；高性能计算向计算密集和数据密集方向发展；软件系统向网络化、智能化和高可信的阶段迈进；泛在网推动硬件与软件、系统与终端、内容与应用的高度融合。同时，信息产业不断出现新的消费热点，如Iphone、3D 电视等。

1.3 构建巨型应用系统成为信息技术创新的重要方向

信息技术的广泛应用，仍将对经济社会发展和国防建设起重要支撑作用并产生重大深远影响，一些巨型应用系统初见端倪。例如，智慧地球将把物联网与互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合；谷歌（Google）、IBM、微软等世界著名 IT企业都建立了自己的云计算平台，将各种资源集中在数据中心之上，以新的业务模式提供高性能、低成本的计算服务，支撑各类信息化应用。

2 生物技术正在构建技术体系

生物技术发展正在带来医药卫生、农业、工业和环境领域的巨大变革。继第一个基因工程药物——重组人胰岛素被批准上市以来，现代生物产业发展已经将近30年了。生物产业何时或者能否成为世界经济的主导产业？我们认为，生物产业大发展还需要20年左右。

2.1 生物技术和生命科学研究正处于快速发展阶段

目前，基因组研究开始从基础向应用转化，癌症基因组成为研究热点，干细胞在理论研究、技术手段、医学实验和治疗等方面取得较大进展，基于生物整体研究的系统生物学已经引起了科学界的极大关注，转化医学将使生命科学的研究成果转向工程技术应用的过程得以缩短，生物制药、转基因作物、工业生物技术等也已经被认为是未来发展的战略性新兴产业。尽管技术发展日新月异，但人们对生命科学的研究还处于探索阶段，对整个生命体系的了解还很不够。例如，人类还没有搞清楚癌症发病机理，科学家历时10多年创造出的“人造生命”仅处于人造生命科学研究的最初阶段。

2.2 生物产业发展具有四大特点

一是投资大。众所周知，生物医药产业具有高投入、高收益、高风险、长周期的特征，全球大型制药公司研发投入占销售额的比重在9%～18%之间，著名生物技术公司的研发投入占销售额的比重则达到20%以上，远高于制造业的水平；二是核心技术差异大。生物技术是通用技术，具有普适性，但对生物产品而言，每一种产品都需要专有的核心技术，如转基因玉米的核心技术与转基因棉花的核心技术具有显著的差别，需要重点攻坚的技术难点存在很大差异；三是不需要大规模基础设施建设，小公司就可以高产出；四是生物技术的扩展还受制于伦理道德的困扰，目前在转基因食品、克隆技术和基因诊断及治疗等方面，都存在生物安全、生态环境和对人类传统伦理、道德方面的争论，已引起世界各国的普遍重视，一定程度上限制了生物产业发展。

3 新能源技术将带来能源结构的重大调整

据国际能源署（IEA）测算，2007年全球一次能源需求量已达120亿吨油当量，2030年将接近170亿吨油当量。预计2030年全球风能、太阳能、生物质能等新能源在一次能源消费中的比例将达到20%以上，发电总量将出现大幅度提升，新能源技术将带来能源结构的变革。

3.1 风电技术已是全球发展最为成熟的新能源利用技术

欧洲、美国等发达国家的风能产业技术发展已相当成熟，超大功率风电机组（7MW～20MW）成为未来发展的主导趋势，其产业发展已步入快速成长期。据全球风能理事会（GWEC）统计［3］，2009 年风电累积装机容量接近160GW，同比2008年增长超过31%；新增装机容量超过38 GW，同比2008年增长超过40%。到2030年，IEA预计全球风电的装机容量将超过1000 GW，预计风电量将为2700 TWh/年，相当于全球发电总量的9%。

3.2 太阳能光电转换技术有望取得重大突破

全球太阳能光伏产业已出现晶硅电池、薄膜电池、燃料敏化电池及有机物电池等多种发展路径并存的局面。伴随太阳能电池组件转换效率的不断提高，电池组件的成本持续降低，相关设备及工艺技术不断获得突破，产业整体规模逐年扩大。据欧洲光伏行业协会（EPIA）数据［4］，2010 年商业化的晶硅太阳能光伏电池组件转换转化效率单晶硅已达21%、多晶硅达17%，太阳能硅基薄膜电池的转化效率达11%、铜铟镓硒（CIGS）达 14%、碲化镉（CdTe）达12%。2030年太阳能光伏电池的光电转换效率将进一步提高，为大规模商业化应用太阳能奠定基础。

3.3 生物质能不断探索新的发展模式

当前，美国、瑞典和奥地利等发达国家的生物质转化技术居全球领先水平，生物质能技术和装置已实现了规模化产业经营，其发展规模分别占该国一次能源消耗量的4%、16%和10%。与以往生物质热化学和生物学转化技术相比，以微藻生物柴油技术为代表的 “第二代生物质能技术”已取得关键性突破，正处于中试阶段。受原料、商业环境、投资等方面因素的影响，大规模生物质能应用正在探索新的发展模式。据IEA预测，未来20年生物质能将满足全球一次能源消费需求的10%左右。2030年后，随着生物质能转换技术的突破，将有可能迎来产业发展的跃升。

4 几点思考

4.1 抓住技术群体突破的机遇

当前技术出现群体性突破，准确把握方向是关键。信息技术要以构建巨型应用系统为契机，大力发展以互联网、3G、无线宽带和无线传感融合为基础的“云计算”、“物联网”、“智慧地球”等，加速向更多领域渗透和深度应用；生物技术在不断探索新理论、新方法的同时，加速向医药、工业、环保、能源、海洋、材料、信息等领域的应用；新能源技术瞄准低碳、环保和高效，大力发展风能、太阳能、生物质能等新能源，以及洁净煤、智能电网、高效节能等技术，不断创新应用模式。此外，加强融合技术研究和集成创新，为解决重大问题提供新理论、新方法、新路径和新平台。

4.2 发展战略性新兴产业，向价值链高端转移

高技术的密集创新推动了以智能、绿色和普惠为特征的新产业发展，正在改变整个产业链分工和经济增长方式。在新兴产业的竞争中，发展中国家就是要沿着全球产业价值链从劳动密集的环节分别向资本技术密集环节和信息管理环节提升。因此，新形势下我国应大力发展信息、生物、新能源以及航空航天、新材料和海洋等一批战略性新兴产业，促进发展方式转变和结构调整，逐步实现向国际产业分工的价值链高端转移。

4.3 积极应对世界高技术竞争

美国和欧洲等国家通过技术优势，获得了高于产业平均利润的 “创新增益”。为保持竞争优势，美国、日本、欧盟等国家选择信息、生物、能源、环境、绿色制造等重点领域，增加科技投入，通过各种政策使先进技术迅速进入市场，力图在新兴产业和先导产业的国际竞争中抢占先机。中国、俄罗斯、印度、巴西等新兴经济体选择的重点研发领域也与发达国家趋同，这将导致国际高技术竞争的进一步加剧。因此，在新一轮国际竞争中，一方面，我国应根据自身产业优势，积极参与新兴产业的国际分工，力争在产业价值链的高端占有一席之地；另一方面，要积极掌控知识产权和技术标准，打破国外高技术垄断，实现重点产业的跨越发展。

［1］ Global Information,Inc.．Yearbook of World Electronics Data 2009/2010［M］．September 2009.

［2］中国新闻网.《商业周刊》公布2010年全球科技企业100强［DB/OL］.http://www.chinanews.com.cn/it/it-itxw/news/2010/05-28/2309207.shtml，2009-05-28.

［3］ GWEC.Global Wind Report 2009［DB/OL］.http://www.gwec.net/index.php?id=167&L=hytfykxckcvagce.

［4］ EPIA.Roofs could technically generate up to 40%of EU’s electricity demand by 2020 ［DB/OL］.http://www.epia.org/fileadmin/EPIA_docs/public/100623_PR_BIPV_EN.pdf，2010-7.

（责任编辑 谭果林）

Analysis of Industrial Technology Innovation of Information,Biotechnology and New Energy Industries

Cheng Jiayu,Zhang Junxiang,Wei Dongyuan
（Chinese Academy of Science and Technology for Development,Beijing 100038,China）

F276.44

A

2010-08-17

程家瑜（1962-），男，湖北仙桃人，中国科学技术发展战略研究院研究员；研究方向：技术预测、技术路线图、科技政策和管理。