目录 CONTENTS
一、 硬科技发展现状
二、 硬科技发展态势
1.1 中国硬科技发展概况 1.2 硬科技发展驱动因素 1.3 硬科技产业现状 2.1 硬科技发展特征 2.2 硬科技突破进展 2.3 硬科技重点领域发展态势
三、 中国城市硬科技发展
3.1 中国城市硬科技发展指标 3.2 中国城市硬科技创新排名 3.3 城市硬科技创新能力解析 四、 硬科技应用与发展协同
4.1 硬科技社会价值体现 4.2 新基建下的硬科技布局 4.3 硬科技协同促进社会智能化升级
五、 硬科技发展前景展望
5.1 硬科技顶层设计 5.2 硬科技发展路径 5.3 硬科技推动全场景智慧化发展 六、 城市硬科技评价指标 附录
Chapter 1
硬科技发展现状 Development Landscape of Key & Core Technology
一、硬科技发展现状
1.1 中国硬科技发展概况 每一轮科技革命都会重构全球版图，重塑全球经济结构。自从进入21世纪，全球科学技术不断迭代，重大科研成果不断改变着人们的生活与工作。如今新一轮科技革命悄然而至，为中国带来了更多的创新机遇和发展空间，因此抓住机遇不断探索、敢于创新就显得尤其重要。
1.1.1 全球科技创新正当时 二十世纪四五十年代，原子能、电子计算机、微电子技术、航天技术、分子生物学和遗传工程等领域取得重大突破，标志着当时新科学技术革命的到来。在第三次科技革命中，美国顺势确立了“世界霸主”地位。
其中最具划时代意义的是电子计算机的迅速发展和广泛运用，它开辟了信息时代，也带来了一种新型经济——知识经济，知识经济发达程度的高低已成为影响各国在综合国力竞争中成败的关键因素。
如今，人类社会已经进入到第四次工业革命阶段，为了在未来竞争格局中抢占有利地位，世界各国均非常注重科技创新。科技创新是复杂的过程，会受诸多因素共同影响，其中“研发经费投入”因素可以代表各国在创新方面的努力程度。
How
Much.net的数据展示了2019年全球研发经费投入最高的15个国家，其中美国位于榜首，研发投入费用为4765亿美元；中国位居第二，经费规模达3706亿美元。
亿欧智库：2019年研发经费十五强国家（单位：亿美元）
美国中国 日本 德国 韩国 法国 印度 英国 巴西 俄罗斯意大利加拿大
澳大利亚西班牙
荷兰
4,765
数据来源：
How
Much.net
3,706
1,705
1,098
732
608
481
442
421
398
296
276
231
193
165
2019
水
在15个国家中，亚太地区的国家表现较为突出：中国和日本的研发经费规模超过千亿美元大关；韩国研发经费虽然只排到全球第五，但是该国的研发经费占该国GDP比重达4.3%，为全球首位。从以上可以看出，全球科技创新中心正在向亚太地区逐步转移。
1.1.2 中国经济发展现状：科技创新主导未来 由于全球科技创新中心呈现由西向东演变的趋势，全球高端生产要素和创新要素也开始向亚太地区转移。
2020年，上海市经济信息中心发布《2020全球科技创新中心评估报告》。报告显示，中 国共有10个城市入围全球科技创新中心100强，其中北京排名第7，上海排名12、香港排名15、深圳排名27，中国城市排名总体呈明显上升趋势。作为亚洲第一大国和世界第二大经济国，中 国具备孕育科技创新中心所需的资源丰度和市场深度。
哈佛商学院教授迈克尔•波特把国家之间竞争所推动的经济发展分为4个阶段：要素驱动、投资驱动、创新驱动和财富驱动。前3个阶段都处于国家经济发展的成长阶段，而财富驱动阶段意味着国家已经走到经济衰退阶段。
在“投资导向”阶段，国家应注重投资和长期经济增长。近年来，中国凭借着“人口红利”和“投资红利”，实现了经济的快速发展。2019年，中国人均GDP首次超过一万美元，与世界 平均水平1.13万美元仅有一步之遥。此外，中国人均GDP即将冲破“中等收入陷阱”上限1.2 万美元。由此可见，中国克服“中等收入陷阱”，未来五年是关键发展阶段。
亿欧智库：全球主要国家人均收入水平变化
8.5 8.0 7.5 年
7.0 人
6.5 均
6.0 收
5.5 入
5.0 平
4.5 （
4.0 单
3.5 位
：
3.0 万
2.5 美
2.0 元
1.5 ）
1.0 0.5 0.0 高收入国家人均值
0.1364
高收入国家人均值 4.4583
高收入门槛
1.2375
0.00 0.02 0.04 0.06
0.08 0.10 0.12 0.14 0.16
0.18
0.20
0.22
0.24 0.26 0.28 0.30 0.32 1960 年人均收入水平（单位：万美元）
数据来源：
联合国经济和社会事务部
瑞士 挪威 新加坡 冰岛 美国 奥地利 荷兰 澳大利亚 瑞典 以色列 日本 英国 加拿大新西兰 法国 意大利 大韩民国 西班牙 智利 中国
目前，中国正在处于“中等收入陷阱”边缘，与欧美、日、韩等国家地区相比，中国的人均收入仍有较大差距；与东南亚等国家相比，中国劳动力成本逐步攀升。因此，未来几年将是中国经济发展的关键阶段，一旦中国跨过这道门槛，中国经济将会发生根本性改变。随着“人口红利”逐步消退，中国必须向“创新导向”迈进，才能避免落入“中等收入陷阱”。
1.1.3 硬科技的概念界定 硬科技是指能够改进社会物质产品生产效率、创造社会全新价值的关键性技术，是通过大量研发投入积累形成的知识密集型产业，依托核心专利技术积累，转化形成的“硬”产品或 “硬”服务。硬科技在生产要素创新、产业结构转变、场景模式创造方面，具有重要决定性和支撑性，是促进社会变革、推动人类跨入新时代的革命性技术。
回顾前三次工业革命发现，每一个时期都有属于自己的“硬科技”。因此，找到历代“硬科技”的共通之处，便能划定第四次工业革命的“硬科技”。
通过追溯，便可以发现“硬科技”特有属性如下：
颠覆性：“硬科技”可以是经过长期研发、持续积累形成的高精尖原创技术，也可指某细微领域形成的突破性、颠覆性技术。因此，当代“硬科技”需能够推动世界进步、引领人类生活发生根本性改变。目前，颠覆性技术尚未有明确的发展路径和未来，但颠覆性技术大致领域可以明确：如区块链、新材料、基因工程、人工智能、量子技术、核聚变等。
超前性：“硬科技”是超前部署世界级水平的基础性技术。而且，“硬科技”可以在多个产业广泛应用，在产业技术发展中起着基础支撑的关键作用。如5G、脑机接口、新型火箭技术等。
经济性：从科技发展的原动力以及科技应用的现实需求看，“硬科技”不仅体现为技术本身的过硬，还表现为能够对经济发展提供实质性的支撑。唯有如此，“硬科技”才能促进某些产业或领域的变革和发展，成为推动社会进步的动力和源泉。
社会性：一方面，“硬科技”对社会发展和民生进步有带动作用；另一方面，“硬科技”需要国家与社会的支持，如国家选择对部分科技资源丰富、创新主体集聚、产业发展质量较 高的创新发达地区进行引导和部署，加快打造硬科技发展的先行区和新高地。
总而言之，硬科技是事关国家发展的关键技术、国家经济建设的基石，会推动着中国进入到“强国”阶段。因此，中国必须将“硬科技”涉及的核心技术、知识产权牢牢掌握在自己手中，并将科技创新成果推向市场，释放先进生产力，打造国家竞争的核心技术优势。
1.1.4 硬科技发展历程 如今，全球贸易及产业竞争日趋激烈，主要竞争核心是支撑重点产业发展的关键基础技术、核心技术，这正是硬科技的集中体现。因此，在时代发展规律和国家发展需求的双轮驱动下， “硬科技”正在从“区域概念”上升为“国家话语”体系，成为未来经济社会发展的新动能。
1）
各地政府率先布局 作为“硬科技”概念的发源地，西安成立了硬科技发展联盟，并设立硬科技专项支持资金。自2015年《促进科技成果转化法》修订以来，西安便积极调动研发人员转化成果和创新创业的 热情。截至2020年8月17日，中科院西安光机所的孵化平台已先后孵化培育了348家企业，基 金规模53亿元，累计实现投资34亿元；西北工业大学的衍生孵化企业“铂力特”作为陕西首家 科技企业在“科创板”上市。
在西安如火如荼推动“硬科技”建设的同时，北京、上海、深圳、合肥等城市纷纷加强自 身对“硬科技”的发展布局。2017年，北京出台《加快科技创新发展高精尖产业》政策，将集 成电路、诊疗技术等领域作为未来硬科技发展的重要方向；中关村示范区重点建设22家硬科技 孵化器，首发100余项新技术新产品，着力加强科技型企业培育，企业研发投入增长16%左右。
其他城市根据各自优势，规划布局硬科技产业。深圳和上海基于本地优势产业和资源，积 极布局第三代半导体、生物医药、人工智能等硬科技产业。其中，深圳为了引进相关领域高端 人才，成立了第三代半导体研究院，抢先布局第三代半导体和量子计算产业；上海依托科教资 源、应用场景、海量数据、基础设施等优势，聚焦创新策源、应用示范、制度供给和人才集聚，加快建设全球人工智能发展“高地”；合肥依托基础研究的优势，布局量子信息、聚变新能源、同步辐射光源、稳态强磁场等一系列硬科技产业。
2）
硬科技上升至“国家话语” 随着“硬科技”概念逐步推广到全国各地，从政府到企业再到金融机构都加大了对“硬科 技”的关注与研究，科创板的提出更是直接将“硬科技”推到了国家话语体系。2019年11月3 日习近平总书记在上海考察时强调，设立科创板并试点注册制要坚守定位，提高上市公司质量，支持和鼓励“硬科技”企业上市。
3）
硬科技覆盖领域 从“硬科技”的底层逻辑来看，硬科技主要是由科学研究支撑、具有较高技术门槛和技术壁垒的关键核心技术，是高新技术产业的典型代表，而高新技术产业最明显的划分界定则是由研发投入强度决定。
经合组织对全球不同研发强度的行业进行了归类，并从制造业和服务业两种产业形态进行区分。制造类产业方面，高研发行业集中在航空航天、医药品及电子产品和光学产品制造上，研发投入强度分别为31.7%、28.0%和24.1%；中高研发行业以军工、机动车辆、医疗和牙科仪器、机器及设备、化工及化工产品为主，研发投入强度在5.7%~18.9%之间；中研发行业多分布在传统制造领域，以橡胶和塑料制品、船舶建造、金属和矿物产品为代表，研发投入强度在1.9%~3.6%之间。
服务类产业方面，科学研究与发展、软件出版、IT和其他信息服务是研发投入强度最高的行业，研发强度分别为30.4%、28.9%和5.9%。其中，科学研究与发展主要为理论创新和技术创新研究，因此往往具有前瞻性和高难度性。
亿欧智库：经合组织按研发强度分类行业（单位：%）
航空航天器及相关机械 医药品电脑，电子和光学产品 军工 机动车辆，拖车和半拖车 医疗和牙科仪器机器及设备 化工及化工产品 电子设备其他铁路，军用车辆和运输 橡胶和塑料制品 船舶建造医疗和牙科器械以外的其他制造业 其他非金属矿物产品 基本金属修理和安装机械设备科学研究与发展 软件出版 IT和其他信息服务
制造类
服务类
数据来源：
OECD
除此之外，全球每年在不同领域也会涌现出新技术，形成新时期的创新行业。自2001年起， 《麻省理工科技评论》每年都会评选出当年的“十大突破性技术”，并曾精准预测了脑机接口、癌症基因疗法、深度学习等诸多热门技术的崛起。《麻省理工科技评论》预测2020年“全球十 大突破性技术”，分别是防黑互联网、人工智能筛选分子、数字货币、超个性化药物、人工智 能发现分子、超级星座卫星、量子优越性、微型人工智能、差分隐私、气候变化归因。通过整 理发现，2011-2020十年间，全球“十大突破性技术”主要集中在信息技术领域，涌现出的创 新技术占比近一半，其次为生物科技领域，二者合计占比约达70%。
虽然前沿科技层出不穷，但万变不离其宗。从科研到产业，从技术到商业，新时期的“硬科技”主要集中在以下十大方向：新一代信息技术、新一代半导体技术、信息通信设备、生物技术、交通运输工程机械及制造装备、医药制造、新材料、航空航天、新能源、节能环保。
31.7%
28.0%
高研发
24.1%
18.9%
15.4%
9.3%
7.9%
中高研发
6.5%
6.2%
5.7%
3.6%
3.0%
2.9%
中研发
2.2%
2.1%
1.9%
30.4%
28.9%
高研发
5.9%
9
• 新能源 • 子行业：太阳能、核能、风能、生物
质能等
10 • 节能环保 • 子行业：废物处理、资源循环利用等
亿欧智库：硬科技覆盖领域
硬科技十大方向
硬科技十大方向
• 交通运输、工程机械及制造装备
• 医药制造 5
•
子行业：高档数控机床、机器人、先进轨
6
• 子行业：创新药、医疗器械和诊断设
道交通装备、海洋工程装备及船舶等
备、医药服务等
• 新材料
• 航空航天 7
•
子行业：节能环保材料、电子信息材料、
8
•
子行业：火箭、卫星、空间站、航天飞
生物材料、高端装备材料等
机等
这十大方向大致涵盖了未来硬科技的发展方向，并且对未来经济活动有着重大推动作用。以节能环保行业为例，节能环保产业是一个应时代需求而生的新兴产业，几乎渗透于经济活动的所有领域，它以有效缓解我国经济社会发展所面临的资源、环境瓶颈制约为目标，力促产业结构升级和经济发展方式转变。到2020年，节能环保产业将成为我国国民经济的支柱产业，并发挥出引领经济社会发展变革的重要作用。
1.2 硬科技发展驱动因素 1.2.1 政策与法律法规分析 近几年，中国科技取得了举世瞩目的进步。与此同时，中国科技体制也走出一条清晰的轨迹。科技体制作为科技事业的有机组成部分，历经体系初建、全面规划、体制改革、构建国家创新体系等4个发展时期，为中国科技事业发挥了体系保障与运行调控的重要作用。
2013年，中科院研究制定了《中国科学院“率先行动”计划暨全面深化改革纲要》； 2015
年，中科院调整确立了“三个面向”和“四个率先”的新时期办院方针。同期，中共中央办公厅、国务院办公厅发布《深化科技体制改革实施方案》，旨在形成系统、全面、可持续的改革部署和工作格局，激发科技第一生产力、创新第一动力的巨大潜能。
2016年，国务院印发《国家创新驱动发展战略纲要》，该战略纲要是新时期推进创新工作的纲领性文件，是建设创新型国家的行动指南，紧紧围绕产业技术体系创新和经济竞争力提升重点展开；2018年，国务院印发《关于全面加强基础科学研究的若干意见》，主旨是为进一步加强基础科学研究，大幅提升原始创新能力，夯实建设创新型国家和世界科技强国的基础。
1
• •
新一代信息技术 子行业：人工智能、物联网、大数据、云
2
• •
新一代半导体技术 子行业：光电芯片，新一代晶体管等
计算等
3
• •
信息通信设备 子行业：5G、量子通信等
4
• •
生物技术 子行业：脑机接口、细胞免疫、基因测
序等
2020年1月，全国科技工作会议在京召开，并部署了2020年的工作。2020年，中国科技工作的重心将会放在十个方面：
同样，在《2020年政府工作报告》中，科技创新被视为社会经济发展的新动能，其中新兴产业壮大和传统产业升级，以及创业热潮都是发展新动能的一部分。《报告》中，针对"着力培育壮大新动能"，强调了以下要点：
深入推进国家战略性新兴产业集群发展工程，加强创新和公共服务综合体建设。创新战略性新兴产业金融产品和服务供给。 深入推进“上云用数赋智”，实施数字化转型伙伴行动、中小企业数字化赋能专项行动和数字经济新业态培育行动，深入推进数字经济创新发展试验区建设，推动制造、商贸流通等经济社会重点领域数字化转型，发展数字商务，支撑建设数字供应链。2020年3月25日，科技部公布《关于推进国家技术创新中心建设的总体方案（暂行）》， 明确提出：到2025年，布局建设若干国家技术创新中心，突破制约中国产业安全的关键技术瓶 颈。其发展目标包括：培育壮大一批具有核心创新能力的一流企业，催生若干以技术创新为引 领、经济附加值高、带动作用强的重要产业，形成若干具有广泛辐射带动作用的区域创新高地，为构建现代化产业体系、实现高质量发展、加快建设创新型国家与世界科技强国提供强有力支 撑。
国家政策加持和地方政策持续加码成为当下硬科技发展的重大背景特征，未来，科技领域 的政策细化和地方层面的规划出台将会更有针对性的促进硬科技产业完善发展。
十、加强作风学风建设，营造良好创新生态。
八、深化科技体制改革，提高创新体系效能。
六、构建优势互补高质量发展的区域创新布局，增强地方创新发展水平。
四、加快新技术新成果转化应用，培育壮大新动能。
二、编制发布中长期科技发展规划，形成跻身创新型国家前列的系统布局。
九、激发人才创新活力，加快培育高水平人才队伍。
七、深化创新能力开放合作，主动融入全球创新网络。
五、大力发展民生科技，为创造美好生活提供支撑。
三、优化创新基地布局，打造国家实验 室引领的战略科技力量。
一、统筹推进研发任务部署，强化关键核心技术攻关和基础研究。
利润空间大 代表国家：美、 日、韩、欧洲
后端：服务
1.2.2 经济与产业环境分析 自从改革开放以来，中国凭借着劳动力数量和原材料成本优势，完成出口产业链的初步建设；2000年，中国加入世界贸易组织，标志着中国正式参与了全球产业链分工。在“外需”驱动下，中国的制造业产业链逐步完善，并成为“世界工厂”。
高科技出口产品是指具有高研发强度的产品，多来自航空航天、计算机、医药、科学仪器、电气机械等领域。2010年，中国高科技出口额为4745亿美元，截至2018年，中国高科技出口 额达到了7479亿美元，年均复合增长率约为6%，无论从规模还是增速上都处于领先地位。
亿欧智库：全球主要国家高科技出口额（单位：亿美元）
10,000
9,000
8,000
7,000
6,000
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
0
4,745
5,402
6,560
6,539
5,939
6,522
6,542
5,946
7,479
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
中国
德国
法国
日本
韩国
新加坡
美国
数据来源：联合国商品贸易统计
(Comtrade)
数据库
中国高科技出口额大幅领先是由于在“全球化”经济模式下，中国承担了大量劳动密集型产业和部分资本密集型产业分工，在中低端制造行业具有一定优势，如电子产品、电气机械设备等。但是从全球产业价值链来看，中国产业链并不完善，在芯片、半导体、软件服务等高附加值产品方面存在较大的技术壁垒。中国制造业仍位于价值链的中低端地位，附加值率较低，且抗风险能力有待提高，产业结构调整、敏捷性提升成为中国经济发展的驱动力。
亿欧智库：制造业微笑曲线 附加价值 网络智能化
利润空间小 代表国家：中国、印度、越南等发展中国家 数字化 电气自动化
中端：加工与生产
参考资料：亿欧智库《灯塔工厂白皮书》
利润空间大 代表国家：美、 日、韩、欧洲 前端：产品设计
近年来，国际政治经济充满不确定性。在“逆全球化”浪潮的环境下，中国提出“经济内循环”是应对当前形势的重要改变，也是应对外界环境的有利武器，“内循环”的提出是在疫情影响叠加、国际政治和经济形势不确定性加大下的必然选择。
2020年7月30日，中央政治局召开会议，对下半年政策以及工作目标定调。会议提出“加快形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局”，布局“内循环”是会议的重要亮点之一，引发市场广泛关注。当前正处于“十三五”收官和“十四五”计划制定时期，“内循环”或将成为下一阶段我国重要的经济战略布局。
“经济内循环”的提出有助于当下经济形势转变，一方面继续发挥中国成本优势，在服装、食品饮料等产业加大布局，面对外需不足或出口过剩等情况，通过“内循环”承接，激活内需 市场；另一方面，在中国产业“短板”领域，通过加大研发投入，将“中国制造”向“中国创 造”方向提升转变，最终实现技术自主可控和全产业链布局的长期目标，使航空航天、半导体、通信等硬科技相关产业发展不再受制于人，达到“国产可替代”水平。
1.2.3 社会与文化环境分析 人口老龄化问题已成为全球中高等收入国家经济发展的重要制约因素之一。日本曾是世界上最具活力的经济体之一，从1950年到1980年，日本GDP的年平均增长率超过8%。大批日本企业在汽车、电子、机械设备等行业迅速兴起，超越美国企业成为世界技术创新的先锋。但情况在1990年之后发生了逆转，随着人口结构的老化，日本的创业和创新活力大减，同时受国际竞争制裁，在半导体、软件、通讯等行业被欧美发达国家和其他新兴国家逐渐赶超。
亿欧智库：1960-2019年中日人口老龄化及日本GDP发展
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
1960
1970
1980
1990
2000
2010
28.0%
2019
日本人口老龄化（ % ）
中国人口老龄化（ % ）
日本 GDP （万亿美元）
数据来源：联合国经济和社会事务部
22.5%
17.0%
11.9%
8.9%
6.9%
11.5%
6.8%
8.1%
3.7%
4.7%
5.6%
+1.7%
+15.3%
如今，中国老龄化问题日益严重。2019年，中国人口老龄化率已接近日本1990年水平，且未来发展势头更为迅猛。但由于城市化和经济发展水平相对较低，低生育率带给中国的人口危机也要稍晚一些，可能会在5到10年之后才逐步显现。届时，随着养老负担增加，经济产出中可用于抚养之外的消费将减少。在扣除城市化和技术进步的影响外，消费和生产同步缩减，整体经济规模随人口减少而相对萎缩，将成为国家经济持续创新发展的重大问题。
但从老年化时间较久的发达国家来看，老龄化并未阻碍科技进步和经济发展，如比较典型的法国、瑞典、德国、意大利、英国等，都找不到因老龄化而阻碍科技进步的例证。核心原因在于发达国家在人口转型与国际分工中所做的调整转变。
发达国家早期借助人口红利及国家资源，形成原始资本积累，随后在产业升级转型中，逐步将劳动密集型产业转移至新兴发展国家，大力发展技术密集型产业，形成国际价值链分工体系，如上世纪欧美国家将汽车、家电等资本和劳动密集型产业向亚洲发展中国家转移，自身大力发展高附加值的计算机、信息技术等技术密集型产业；而到了21世纪，发达国家重新调整产业结构，进一步进行产业升级优化，重点发展软件和系统集成服务、生物医药、高端材料及关键电子设备等。
当下，中国人口红利优势的逐渐消退，使原有劳动密集型产业难以长久持续；同时，发达国家正加快中高端技术和资本密集型产业回流，以提升本国“再工业化”能力水平，从而对抗中国持续崛起的制造业；在新兴产业高端价值链环节，发达国家加大技术出口管控和制裁，使中国向高价值产业攀升面临新的压力。
因此，在人口老龄化影响下，人口转型成为必然趋势，劳动力质量提升、产业转型加速布局是面对国内经济压力和国际经济形势变化的重要突破手段。大力发展硬科技产业，变人口红利为人才红利，促进生产结构转型，提升国际产业分工地位，在研发、设计、生产方面向中上游高附加值环节渗透，从而使劳动密集型产业向技术密集型和资本密集型产业过渡发展，扩大国际高端产业分工占比，增强国际市场竞争能力。
1.2.4 科研学术水平不断提升 近几年，中国科技实力飞速发展，人工智能、5G等领域已逐步从追赶走向超越。从自然指数、美国科学与工程指标和PCT专利三项指标可以看出，中国的研发投入、科研产出数量和质量都在不断提升。
自2006年中国颁布实施《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》以来，中国持续加大科技创新投入，大力营造有利于创新的制度文化环境，以科技论文和专利为代表 的国家科技创新能力持续提升，中国正快速从科技大国向科技强国转变。
以自然指数为例，中国已成为高质量科研成果产出的强国。2020年4月30日，Nature Index公布了2020年自然指数年度榜单，该榜单展示了不同国家和科研机构在自然科学领域高质量科研产出情况。美国依然位于首位，中国居第二位，但差距在不断缩小。数据显示，美国
154
60
31
21
17
7
5
4
4
3
的贡献份额自2015到2019年下降了10%，而中国则增加了约64%，是增长最快的国家。其他年度产出居前十位的国家是德国、英国、日本、法国、加拿大、瑞士、韩国和澳大利亚。
亿欧智库：2020全球自然指数排行TOP20榜单
机构
2019 年得分
2019 年发表数量
中国科学院
1805.22
5480
哈佛大学
925.15
2577
马克思普朗克学会
764.83
2613
法国国家科学研究中心协会
723.45
4433
斯坦福大学
646.44
1656
麻省理工学院
560.07
1863
亥姆霍兹德国研究中心协会
485.75
2200
中国科学技术大学
455.82
1231
牛津大学
453.65
1367
北京大学
437.62
1616
东京大学
429.97
1185
清华大学
428.61
1392
南京大学
422.31
1034
剑桥大学
416.03
1320
中国科学院大学
407.88
2336
瑞士苏黎世联邦理工学院
404.00
1051
美国国立卫生研究院
394.09
981
加州大学伯克利分校
388.86
1262
密西根大学
343.45
939
加州大学圣地亚哥分校
340.85
1048
数据来源：
Nature
Index
在大学和研究机构排名中，中国科学院排名第1，参与排名的两项数据均远高于哈佛大学。另外，北大、清华也挤进前15，分别排名第10和第12。
专利成果也是国家创新投入的有力证据。2019年10月16日，世界知识产权组织（WIPO）发布《世界知识产权指标2019》，报告显示2018年全球创新者共提交了330万件专利申请，连 续第九年实现增长，涨幅为5.2%。其中，2018年中国国家知识产权局受理的专利申请数量最 多，达到创纪录的154万件，占全球总量的46.4%。排在中国之后的是美国、日本、韩国和欧 洲专利局。
亿欧智库：2018年专利申请数量排名前十的国家（单位：万件）
200
150
100
50
0
中国
美国
日本
韩国
欧洲
德国
印度
俄罗斯
加拿大
澳大利亚
数据来源：世界知识产权组织
70.1
39.2
17.9
22.7
22.7
10.0
11.9
21.8
18.4
10.4
17.5
16.7
8.2
10.1
12.3
学术论文方面，基本科学指标数据库（ESI）是基于学术信息出版机构美国科技信息所 （ISI）早年推出的衡量科学研究绩效、跟踪科学发展趋势的基本分析评价工具，通过论文数、 被引用次数、引用率等指标衡量各个国家地区的科研及学术水平。从ESI论文数量来看，中国已 成为仅次于美国的第二大论文产出国，由于数量支撑，在被引用次数上同样位列第二；但从论 文引用率上看，中国在ESI论文数量产出前五国家中排名最低，引用率仅为10次/篇，与英、美、日等国仍存较大差距，这也表明中国在高端科技领域理论研究中仍有大量功课需要补足。
亿欧智库：ESI论文数量排序TOP5国家 80
60
40
20
0
美国
中国
英国
德国
日本
论文数量（十万篇）
1.2.5 技术应用创新成果呈指数级增长 被引用次数（百万次）
论文引用率（次 / 篇）
数据来源：中国科技统计年鉴
中国硬科技实力不断提升，为中国引领下一次工业革命奠定了基础。未来15-20年，新一轮技术革命将加快全球技术进步与创新速度，并将引发全球产业变革。当前已经基本成熟具有良好应用前景的新兴技术包括云计算、大数据、物联网、人工智能、移动互联、区块链等，它们形成了数字技术主导的新兴技术群落，并在全球前沿技术体系中占主体地位。还有一些基于数字技术衍生的具有良好发展前景的新技术，如3D打印、虚拟现实/增强现实等正处于孕育之中。
数字时代，技术进步将不再以线性方式发展而是以指数方式发展，这在国际上被称为技术进化的加速回报定律。新技术扩散速度加快，迭代周期越来越短。
工业时代，电、电话、收音机、电视机在美国的普及应用分别用了46年、35年、31年和 26年。数字时代，个人电脑（PC）、移动电话、互联网、社会化媒体的普及仅用了16年、13年、7年和5年，技术普及速度越来越快。
借助数字技术的快速渗透力，呈现指数级增长、改变传统规则的独角兽企业成为引领前沿科技创新的重要力量。在互联网和现代金融的支撑下，一个科技型企业从诞生到成为独角兽企业最快只需要3~5年，刷新了企业成长速度的新记录。
据胡润研究院2020年全球独角兽榜单显示，中国独角兽企业已达到227家，其中人工智能企业22家，软件服务13家，大数据企业7家，另外还有机器人、生物科技、云计算、区块链等领域多家高技术企业上榜，整体硬科技类相关独角兽企业合计89家，硬科技独角兽企业在创新技术投入和产品产出方面，具有独到的前瞻性和持续成长性，在技术赋能传统产业升级转型方面，提供了良好平台及全新着陆点，是经济活力发展的新代表。
1.3 硬科技产业现状 1.3.1 硬科技转化出的经济效应初显端倪 随着我国经济发展进入新常态，硬科技的成果逐步应用落地，以新产业、新业态、新模式为核心的新动能不断增强，成为推动我国经济平稳增长和经济结构转型升级的重要力量。2018年，中国规模以上高新技术企业3.31万个，高新技术主营业务收入15.34万亿元，高新技术产业持续平稳发展，企业创新能力和技术水平不断提高，云计算、大数据、人工智能与实体经济的融合持续深入。产业结构方面，通信设备及电子制造业是高新技术领域规模最大的子行业，营收占比及企业数量占比分别为64.3%和53.5%。
亿欧智库：2018年中国高新技术产业生产情况
医药制造业
通信设备及电子制造业
计算机及办公设备制造业
医疗仪器设备及仪器仪表制造业
信息化学品制造业
总和 23.9
营收（千亿元）
20.2
9.8
0.9
153.4
0.2 33.1
2.1
7.4
企业数（千个）
医药制造业 通信设备 及电子制造业 计算机及 办公设备制造业 医疗仪器设备 及仪器仪表制造业 信息化学品制造业
总和 数据来源：中国科技统计年鉴
2018年，中国高新技术产品进出口额达到了1.4万亿美元。进口方面，主要进口产品集中在电子技术和计算机与通讯技术领域，二者占比为72.4%，电子技术产品是中国最大高技术产品进口品类；出口方面，中国高新技术主要出口产品依然在计算机与通讯技术和电子技术领域，其中计算机与通信技术居于绝对主导地位，出口占比达到了68.0%。
亿欧智库：2018年中国高技术产品进出口贸易分类占比
计算机与通讯技术电子技术
生命科学技术
计算机集成制造技术
航空航天技术光电技术
生物技术材料技术
其他技术
数据来源：中国科技统计年鉴
4.4%
19.0%
出口
68.0%
6.1%
18.7%
8.8%
5.5%
6.1%
进口
53.7%
17.7
5.7
98.6
1.3.2 硬科技发展人才优势 自从以信息技术为先导的知识经济开始兴起，世界各国便掀起了争夺高科技人才的浪潮。在高科技人才的吸引措施方面，美国走在世界前列。根据国际移民组织（IOM）与全球化智库 （CCG）联合发布《世界移民报告2018》，截至2015年，美国是最大的移民目的国，在2015年有4600万移民，新入籍公民以亚裔居多，且大部分都有大学学位。
美国之所以能够吸引众多的优秀人才，除了自身强悍的国力之外，与其搭配得当的人才引进政策密不可分。曾有资料显示，仅在美国硅谷地区供职的中国科技人才就数以万计，在美国硅谷中从事科学研究的中国青年科学家占20％。
但是，随着国外环境的动荡，中国科技人才纷纷选择回国。与此同时，中国也相继出台人才引进政策，吸引海外优秀工程师、科学家和其他技术人员回归国内。
2020年4月7日，科技部办公厅发布《关于开展科技人员服务企业专项行动的通知》，从 “搭建企业技术需求与科技人才精准对接的平台、引导科研院所和高校组织科技人员服务企业、积极推动科技人员服务企业”三个层面作出部署。 2020年4月21日，最高人民法院印发《关于全面加强知识产权司法保护的意见》，提出加强科技创新成果保护。 2020年5月18日，科技部、发展改革委、教育部、工信部等联合印发《关于新时代加快完善社会主义市场经济体制的意见》，探索建立赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权的机制和模式，进一步激发科研人员创新积极性，促进科技成果转移转化。 2020年7月13日，国务院提出关于促进国家高新技术产业开发区高质量发展的若干意见，支 持国家高新区面向全球招才引智。支持园区内骨干企业等与高等学校共建共管现代产业学院，培养高端人才。从上述科技人才政策信息来看，国家在人才引进、专利保护、科研成果转化、科研环境治 理等方面均做了巨大努力。科技人才是国家人才资源的重要组成部分，是科技创新的关键因素，是推动国家经济社会发展的重要力量，中国已逐步提升人才引进政策和环境，打造中国的科技 人才重地。
近几年，我国R&D人员总量平稳增长。国家统计局数据显示，2018年R&D研究人员总数达到186.6万人年，比上年增加12.6万人年，增速为7.2%。R&D研究人员占R&D人员的比重为 42.6%，比上年上升0.5个百分点。
更重要的是，我国科研人力方面的投入强度与发达国家的差距继续缩小。一直以来，我国 R&D人力投入强度指标在国际上仍处于落后水平，多数发达国家这一指标值约为中国的4倍。近几年，中国R&D人力投入强度稳步增长，万名就业人员中R&D人员数从2010年的33.6人年/万人上升到2018年的56.5人年/万人，年均增长6.7%。万名就业人员中R&D研究人员数从 2010年的15.9人年/万人上升到2018年的24.1人年/万人，年均增速5.3%。
亿欧智库：2018年全球R&D人员水平情况 国家
R&D 人员
（万人年）
每万名就业人员的 R&D 人员数
（人年 / 万人）
R&D 研究人员
（万人年）
每万名就业人员的 R&D 研究人员数（人年 / 万人）
中国
438.1
56.5
186.6
24.1
日本
89.7
130.2
67.8
98.4
俄罗斯
75.8
104.8
40.6
56.1
德国
70.7
157.6
43.3
96.6
韩国
50.1
188.1
40.8
153.3
英国
47.0
144.8
30.9
95.3
法国
45.1
160.3
30.6
108.8
意大利
31.2
123.1
14.0
70.4
西班牙
22.6
113.4
14.0
70.4
数据来源：
OECD
未来10年是我国经济社会发展的战略机遇期，是创新型国家建设的关键阶段。因此，科技 人才队伍建设是未来十年的重要工作。
1.3.3 硬科技资金投入 2019年8月，科技部印发《关于新时期支持科技型中小企业加快创新发展的若干政策措施》，旨在加快推动民营企业特别是各类中小企业走创新驱动发展道路，强化对科技型中小企业的政策引导与精准支持。措施中提出了7条重要举措，其中有三条措施为财政与资本方面的支持，分别是加大对科技型中小企业研发活动的财政支持、扩大面向科技型中小企业的创新服务供给和加强金融资本市场对科技型中小企业的支持。
近年来，国家对高新技术产业的支持投入一直保持高水平活跃状态，2018年国家财政科技拨款达到9518亿元，其中科学技术支出达到8326亿元，占比87.5%。科学技术支出对重点实验室及相关设施、重大科学工程、高技术研究有着重要推动支撑作用，为中国硬科技创新突破打下了夯实基础。
亿欧智库：中国科技支出概况（单位：千亿元）
15
10
5
0
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
国家财政科技拨款
科学技术支出
数据来源：中国科技统计年鉴
6.2
6.5
7.0
5.9
7.8
6.6
8.4
7.3
9.5
8.3
4.2
4.8
3.3
3.8
5.6
4.5
5.1
5.3
基础研发的提升同时对高新技术产业投资发展有着重要促进作用。2019年，中国高技术产业投资同比增长17.3%，快于全部投资11.9个百分点，其中高技术制造业和高技术服务业投资同比增长17.7%和16.5%，对全社会投资的带动作用非常明显。
根据私募通投融资数据整理显示，中国硬科技领域投资额在2017年达到高峰，随后受资本市场及行业“寒冬”影响，投资金额及投资数量有所放缓。2020年上半年，中国硬科技领域投资额为3312亿元，在疫情及外部国际环境影响下，科技领域投融资依然保持一定活跃水平，体现了科技市场的成长性与弹性。
亿欧智库：2013-2020H1中国硬科技领域投资额及数量 20,000
15,000
10,000
5,000
0
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020H1
案例数（起）
金额（亿元）
注：统计领域包括高端制造、智能硬件、人工智能、医疗服务、医疗设备、生物科技、新材料、新能源等22个子行业 数据来源：私募通
硬科技领域具有高风险、长周期的发展特点，科技创新类企业在发展崛起过程当中，极易 出现研发卡壳及商业落地变现难的实际问题，如中小企业的持续投入能力和抗风险能力具有明显短板，重点引导私募股权与创业投资基金对优势企业发展提供支持帮助，能够有效缓解科技类中小企业资本匮乏、风险承担能力不足的问题。
除了风险投资外，中国在金融市场的变革也正逐渐为科技类企业提供便利，降低优质科技企业的准入门槛，为其进入创业板、科创板上市融资提供便捷通道，加快社会资本向重点科技产业聚拢，助力中国高技术企业实现长足发展，加大国际竞争影响力。
2020年上半年，A股共有118家企业完成首发，合计募资1392.7亿元，其中科创板发行46家，募资总额507.58亿元，科创板的持续火热正为A股市场不断注入新鲜血液。据上交所8月初数据显示，科创板累计受理企业417家，其中注册生效172家，已问询168家，问询企业主要集中在高端装备、计算机和生物医药领域；7月上市的中芯国际以18天过会速度创下A股最快IPO记录，注册制下的科创板和创业板为优质科技企业不断开辟上市“新通道”。
1.3.4 硬科技发展机遇及挑战 自从改革开放以来，中国科学技术事业发展迅速，科技人才队伍总量已经跃居世界第一，科技投入已经超过欧盟，国际科技论文的总数跃居世界第二，引用总数升至世界第五位，发明专利申请量居世界第一，我国正向创新型国家大步迈进。但是，中国尚未成为“科技强国”，科技发展水平尚且无法满足“创新驱动发展”的需求。未来，中国在建设创新型国家的过程中仍会面临诸多挑战。
14,259
13,165
7,409
9,050
10,812
1,574
3,349
4,941
9,309
7,551
3,608
5,335
6,780
3,312
855
1,404
83.3%
11.1%
首先，“市场环境”将是中国科技发展的第一难关。创新驱动要求科技和经济紧密的结合。而科技和经济结合过程本身就是一个创新过程，不仅包括研究开发的创新，也包括产品的设计 创新、制造创新、管理创新以及市场模式和市场开拓的创新。所有这些环节构成一个完整的产 品技术创新全过程。国内外成功的实践表明，市场机制作为经济和社会系统配置资源的一种有 效的制度安排，也是科技和经济活动结合的桥梁和纽带。
当前我国市场化创新环境仍不完善。科技与经济的结合需要对科学技术的规律有一个正确 认识，科技发展的不确定性、颠覆性和积累性的特点，以及市场需求多样化的特点决定了这两 者有机结合的关键因素是市场。技术创新的过程本质上是一个经济活动的过程，是技术、管理、金融、市场各个方面创新的有机的结合。市场对技术创新的要求是多样的，成本也一定是最低 的，这样才能够实现利益的最大化。
作为科技创新主体，企业发展情况影响着中国科技创新的发展。在市场经济的推动下，企业从事科技研究与开发的主要动机是为了获得收益，并在最短时间内收回成本。因此，企业科技创新的最大特点便是将理论与应用有机结合，几乎所有发达国家的企业都具备该特点。
在国内，企业早已成为科技创新投入的主体，各类企业研发经费的投入占到全国的七成以 上。但是，科技对企业发展的支撑作用却很弱，企业仍然不能算是真正的科技创新主体。我国 企业科技创新能力低的很大原因在于企业的科研投入更多地集中在产品的实验开发层面，属于 较低层次，对于较高层次的基础研究层面投入较少。长此以往，中国企业便很难掌握核心技术，对外部新兴技术的吸收能力也将受到影响。
亿欧智库：2018年研发支出按研究类型分布 实验发展研究
5.5%
应用研究
基础研究
其他
100%
美国
日本
中国
韩国
法国
新加坡
以色列
注：联合国教科文组织（UNESCO）统计研究所暂无2018年法国更新数据，因此采用2017年数据进行替代。
数据来源：联合国教科文组织（ UNESCO ）统计研究所
从以上因素来看，中国在基础科学领域关注度整体不足。中国的研究支出主要集中在实验发展方面，基础研究占R&D支出比例仅为5.5%，而世界主要创新国家普遍在10%-20%左右，因而我国容易出现核心技术“卡脖子”的现实问题。在高铁、太阳能、家电等领域，中国处于世界领先水平；但在半导体制造、新材料、生物医药等领域，中国与国际先进水平有着较大差距。因此，中国需在基础科学研究领域加大投入力度，补足这一方面的短板。
35.4%
41.9%
22.7%
44.8%
31.4%
23.8%
63.8%
22.0%
14.2%
64.3%
19.0%
12.6%
63.4%
19.8%
16.6%
79.4%
10.2%
10.4%
Chapter 2
硬科技发展态势 Development trend of Key & Core Technology
二、硬科技发展态势
2.1 硬科技发展特征 当前，新一轮的科技革命和产业变革正在蓬勃兴起，全球科技创新进入密集活跃期。各类技术创新层出不穷，其中不少都是属于硬科技范畴的新技术、新发明、新成果，它们对社会生产力和生产关系带来了重大调整，深刻影响着全球产业和经济发展，对人类社会进步产生深远影响。在新一轮科技革命和产业变革中，硬科技成果将推动全球经济进一步向前发展。
如今，“硬科技”概念已经上升到国家战略，我国高新技术产业也在向价值链更高端的环节努力。因此，我国对硬科技的需求十分迫切，对硬科技的发展现状十分关注。科技部火炬中心主任贾敬敦认为，硬科技是指那些能够培育高新技术产业、支撑现代化经济体系建设、促进实现经济高质量发展的关键行业领域内的原创性核心技术。“硬”字的特殊内涵就在于它的支撑性，硬科技一定要对产业创新和经济发展起到关键性的支撑作用。总体来看，硬科技应具备以下特征：
一是原创性，是基于基础研究的前沿性、原创性的技术成果，经历了较长的研发周期和较 强的研发投入，具备较高的技术竞争门槛；二是物理性，区别于单纯的商业模式创新，能够运 用新技术、新产品支撑实体经济发展，推动产业转型升级和培育新产业、新业态；三是决定性，在产业发展中起着基础支撑和保障作用，决定了产业的发展质量和在创新价值链中的高低端位 置，例如通信产业中的芯片技术、航空产业中的发动机技术等；四是社会性，倡导扎实、求实、务实的科研精神和作风学风，切实服务于国家经济社会发展，解决事关民生的重大难题。
2.2 硬科技突破进展 2020年，全球社会生产、贸易活动、学术交流、行业投资、生活消费等受新冠疫情影响，多数出现萎缩或下降，反观科技创新领域，在疫情影响下依旧活跃蓬勃，尤其是针对疫情的生物科技领域，无论从学术产出和企业投入方面，都呈现出爆发式增长，表现出“硬科技”在外部环境挑战和经济放缓下的韧性与突出作用。
我们通过公开资料分析和专家遴选，对2020年1-8月份的334项科技事件进行了梳理总结，从中甄选出2020年硬科技十大进展。
1）
计算机：中国公布全球神经元规模最大的类脑计算机 浙江大学联合之江实验室共同研制成功了我国首台基于自主知识产权类脑芯片的类脑计算机（Darwin
Mouse）。这台类脑计算机包含792颗浙江大学研制的达尔文2代类脑芯片，支持 1.2亿脉冲神...