概要

近年來，中國經濟增長步入“新常態”，經濟發展逐漸從總量擴張轉向結構優化，從要素驅動轉向創新驅動，從高速增長轉向高質量發展，而科技創新將成爲助推高質量發展的第一動力，併成爲提高國家綜合國力的關鍵支撐。同時，國家層面佈局的科創中心建設也在有條不紊地推進過程中。如上海以長三角一體化爲契機、大科學設施羣爲基石，依託於國家實驗室和研發與轉化功能性平臺的全球科創中心建設；北京以“三城一區”爲主平臺的全球科創中心建設等。

基於安永在全球科技創新領先企業及機構專業服務的經驗，以及對科技創新領域的市場觀察，我們總結出了驅動行業革新的三種模式：前沿科技創新、生命週期創新及商業模式創新。前沿科技創新是指全球新興高科技領域中具有前瞻性、先導性和探索性的重大技術，通過技術突破革新現有產業、催生新興產業從而引領未來發展，通常涉及全球戰略性、重點性行業的技術突破，如信息科技領域的人工智能；生命週期創新是指在某些行業由於中國產業發展週期落後於發達經濟體而形成差距或稱被“卡脖子”的領域，但基於中國龐大的經濟體量、政策導向以及廣闊的行業應用空間，依託頂尖高校科研機構力量，有望形成“彎道超車”的創新機會，如先進製造中的高端芯片製造；商業模式創新是指傳統行業改變價值創造邏輯從而形成的新興商業模式，如生物醫藥領域的互聯網醫療等。

根據三種創新模式在各個行業的分佈情況，我們總結出了人工智能、集成電路和生物醫藥是各種創新模式的最爲密集的三大領域。2018年全球前沿技術行業分佈中，約75%的前沿技術分佈於這三大領域，而當前中國被“卡脖子”的關鍵技術則有約一半分佈於此三大領域。

圖1：2018年全球前沿技術及中國被“卡脖子”關鍵技術行業分佈

在此基礎上，我們對各個重點細分領域的前瞻性科技創新動向進行了梳理，與此同時研究了各個領域在國內外的產業集羣和各個集羣的主要特徵，以及價值鏈各個環節中的主要技術及創新趨勢。

人工智能

（一）全球人工智能產業集羣

人工智能領域在全球範圍內已形成了以北美、中國及歐洲引領的多個人工智能生態聚集區，每個聚集區都彙集了各類頂尖科技公司、初創企業、風投及頂尖高校科研院所，形成人工智能創新生態閉環，引領行業的前沿發展。

北美以硅谷、紐約、波士頓爲代表形成三大聚集區領先全球，中國以北京、上海和深圳爲代表緊隨其後，而歐洲則以倫敦爲代表。以硅谷爲例，硅谷彙集最多全國引領人工智能創新的頂尖科技公司總部（如Google，Apple等）、超過50家全球頂尖風險投資機構（如紅杉資本、標杆資本等）、數百家人工智能初創企業、頂尖的研究學府提供研究人才輸入（如斯坦福、伯克利等），而這些先天條件使得硅谷成爲了人工智能行業當之無愧的領先者，科技創新覆蓋了人工智能全產業鏈。

而對於其他生態聚集區而言，根據當地產業特色及現有資源情況，形成了差異化的研究方向。如紐約形成了以精準醫療和金融科技爲突出的人工智能應用中心，波士頓形成了聚焦人工智能在生命科學領域的應用中心，特拉維夫形成了以軍事及數字行業爲突出的人工智能應用中心，倫敦則聚焦於雲計算和AI硬件設備。中國的三大聚集區也各有特色，如北京在覈心算法、基礎理論和無人駕駛應用方面具備優勢，上海聚焦機器學習、計算機視覺、腦科學和神經網絡，深圳則在智能機器人、無人系統等製造配套領域具備優勢。

圖2：全球人工智能產業集羣及主要特徵

（二） 人工智能主要技術及創新趨勢

人工智能產業鏈分爲基礎層、技術層和應用層三個層面。基礎層主要包含傳感器和智能芯片，技術層主要包含算法框架、通用AI技術以及各類平臺，而應用層主要包含硬件應用和行業應用。

由於人工智能領域整體的前沿屬性，前沿科技創新模式貫穿於產業鏈的各個層面，技術迭代迅速。如技術層的通用AI技術，前沿的創新領域包括機器學習中的深度學習、語音識別中的遠場/抗噪/多人識別、知識圖譜、自然語言處理、計算機視覺，人機交互中的腦機交互等。

生命週期創新則主要集中於傳感器和智能芯片、技術層的算法框架，如傳感器中的激光雷達、3D傳感、毫米波雷達、與計算機視覺算法融合的攝像頭，智能芯片中的雲端推理及雲端訓練芯片以及類腦芯片，算法框架中的開源框架，這些領域中我國個別企業在某些細分領域雖有突破，如百度推出PaddlePaddle深度學習開源框架，但整體而言仍滯後於世界領先水平。

商業模式創新主要集中於應用層的行業應用，如金融行業的智能投顧、金融欺詐檢測，安防行業的視頻監控和防盜報警，工業製造的智能質檢及設備健康管理以及零售行業的智能營銷、智能供應鏈管理等。

圖3：人工智能產業主要技術及創新趨勢

集成電路

（一） 全球集成電路產業集羣

全球集成電路產業歷經三次產業遷移，集聚於歐美、日本、韓國、臺灣、中國大陸及東南亞等地，形成了專業分工明確、細分領域集中度高的集羣特徵。

美國作爲半導體工業的起源之地，擁有以硅谷、波士頓128號公路園區爲代表的集成電路產業地標，彙集着衆多科研、教育、生產等密集的創新資源，成爲集成電路全價值鏈領先的強勁驅動。歐洲集成電路產業發展相對平緩，散落着一些獨具特色的企業，如荷蘭的ASML擁有當前最先進的EUV光刻機生產技術。

隨着產業遷移，日本、韓國和臺灣相繼崛起，形成日本集成電路巨頭林立的九州島、分工細緻、中小型企業匯聚的韓國京畿道、以晶圓代工領先的臺灣西部高科技走廊等集成電路產業地標。而第三次產業遷移轉向中國大陸及東南亞等發展中國家，主要受益於人力成本優勢及下游應用市場的爆發。

目前中國大陸已形成四大各具特色的產業集聚區，包括全產業鏈覆蓋的長三角地區、以集成電路設計、製造和設備行業爲主的環渤海地區、以設計、系統和應用行業爲主的泛珠三角地區以及以半導體存儲及特殊工藝爲特色的中西部地區。

圖4：全球集成電路產業集羣及主要特徵

（二） 集成電路主要技術及創新趨勢

集成電路產業鏈由上游設備、材料等支撐行業，中游的集成電路製造及下游的消費電子、汽車、通信等細分應用市場組成，其中位於中游的集成電路設計、製造和封測環節是產業核心，科技創新分佈於全產業鏈各個環節。

集成電路產業的前沿創新技術主要分佈於中下游環節，創新趨勢主要是追求更快的處理速度，具體涉及前沿設計、先進的關鍵製程技術及設備，如EUV光刻機所實現的最小工藝節點推進了最爲先進的工藝製程，芯片處理速度得以提升。

生命週期創新則主要集中於設計和製造環節的高端技術尚未實現國產替代。在設計環節，儘管中國設計企業數量領先，細分領域也頗具亮點，但芯片設計的核心關鍵設計能力不足，受制於國外技術封鎖及國內產業生態的實踐匱乏，國產設計工具的研發及產品更新迭代尚需時日。製造環節涉及硅片生產、薄膜沉積、光罩光刻、刻蝕、離子注入、晶圓測試等工藝技術，其中芯片製造最爲核心的先進節點工藝製程只有全球少數幾家企業掌握；而頂尖的關鍵製程設備及材料主要依賴進口，如高端光刻機、大尺寸硅片等。

目前國產設備受益於政策和科研專項的支持，中端設備成套佈局初見成效，部分設備已投入國產集成電路生產線運作。在封測環節，先進封裝技術將向着微型化、集約化、多功能、低功耗的方向發展。國內在晶圓切割、引線鍵合、封裝、成品測試等領域已經形成規模和技術基礎，晶圓級、系統級封裝、硅通孔等先進技術正逐步縮短與領先廠商的差距，加速實現高端化國產替代。

商業模式的創新則集中於下游的細分應用市場，下游應用市場是集成電路產業的關鍵驅動，人工智能、汽車電子、物聯網、5G通信等前沿科技的創新發展，也催生出各類高端芯片需求及相應商業模式的創新：如將AI芯片作爲前端硬件與雲端服務結合，通過前端應用與雲端服務的磨合與反哺，實現依據應用場景轉換的定製化服務。

圖5：集成電路產業主要技術及創新趨勢

生物醫藥

（一） 全球生物醫藥產業集羣

全球生物醫藥產業當前呈集聚化發展態勢，以美國、歐洲、日本爲代表的發達國家及地區占主導地位，三大生物技術藥品市場份額超過80%，同時，以中國、印度爲代表的新興經濟體藉助其成本優勢和醫保體系以及藥品專利制度的日趨完善正在迅速崛起。

美國作爲全球生物醫藥頂尖人才的集聚地，研發實力領先全球。其中以波士頓-劍橋爲領先區域，依託哈佛、波士頓大學等頂尖教育資源及數十家世界級製藥企業，形成了美國頂級製藥中心，美國國立衛生研究院NIH基金在此區域投入金額在全美醫療產業集羣中高居榜首。而歐洲的生物醫藥集羣主要分佈於英國倫敦、德國萊茵三角地帶以及丹麥-瑞典的生物谷，通過其本區域的優勢資源打造獨具特色的競爭優勢，形成了差異化發展模式。

以倫敦爲例，以其生命科學產業爲特色，在基因測序、克隆技術及基因治療方面表現突出；德國萊茵三角地帶依託其全歐洲最密集的學術研究網絡形成了歐洲生物醫藥研發中心；而丹麥-瑞典的生物谷則以臨牀研究爲集羣特色。日本相較歐美起步較晚，但發展迅速，產業集羣主要分佈於東京、北海道和關西等地，以基因工程和單克隆抗體製備爲主要產業特色。印度作爲新興經濟體，依託當地優勢IT產業，以生物醫藥與和信息學融合爲主要優勢。

中國的生物醫藥產業發展同樣呈集羣化特點，主要包含全國核心產業集羣和區域性產業集羣。其中，全國核心產業集羣包含長三角、環渤海和珠三角產業集羣。長三角產業集羣綜合實力全國領先，以上海爲主軸，江浙製造業腹地爲依託，創新能力和國際化程度高，龍頭聚集效應顯著；環渤海產業集羣以北京爲中心，依託當地豐富的教育資源人才儲備較爲充足，同時以天津、河北和山東傳統醫療製造業爲基礎；珠三角產業集羣醫藥流通體系發達，民營資本活躍，主要由企業主導研發。

圖6：全球生物醫藥產業集羣及主要特徵

（二） 生物醫藥主要技術及創新趨勢

生物醫藥主要包含醫藥品、醫療器械和醫療服務。醫藥品主要包含化藥、中藥和生物製藥，醫療器械主要包含體外診斷、影像診斷和醫療耗材，而醫療服務主要包含創新醫療服務、外包服務以及服務平臺。前沿科技創新以及生命週期創新主要分佈於醫藥品和醫療器械領域，而醫療服務領域則存在大量創新的商業模式。

就前沿科技而言，以醫藥品爲例，中國在中藥領域引領世界前沿創新，如在中藥數據科學與人工智能、中藥合成生物學等細分領域，生物製藥中以細胞治療和基因編輯爲先進方向；而在醫療器械領域，主要的前沿方向包括體外診斷的分子診斷如基因芯片和基因測序領域、影像診斷中的人工智能影像診斷以及醫療耗材中的組織工程及3D打印。

生命週期創新主要分佈於化藥、生物製藥和醫療器械領域，在這些領域的發展顯著滯後於歐美等發達國家。以化藥爲例，中國化藥主要以仿製藥爲主，對於新作用機制和新靶點的化藥創新不足；在生物製藥領域，創新型抗體如人源化/全人源單抗、抗體偶聯藥物、多聯多價疫苗與發達國家相比存在代差；在醫療器械領域，體外診斷中的免疫診斷如化學發光，當前尚屬於發展初期，影像診斷中的影像診斷儀（如MRI、CT、內窺鏡）以及醫療耗材中的高值耗材（如起搏器和骨科關節），國產化替代率均低於20%。

而商業模式的創新主要存在於醫療服務領域，如創新醫療服務中的醫療的網聯化、移動化、智能化，以及全生命週期服務化，醫藥研發服務外包中的新興EFS（服務換股權）模式，以及服務平臺中的醫師執業平臺、生物醫學大數據平臺以及基因組大數據標準化平臺等。

圖7：生物醫藥產業主要技術及創新趨勢

結語

展望科技創新領域發展趨勢、理解相關產業的全球性產業鏈佈局、識別科技模式創新動向，對於政府、機構和相關企業均具有重大意義。

對於政府及相關機構而言，一方面通過優化產業佈局、深入產業規劃，既契合了國家層面在長三角、粵港澳等大區頂層設計中對於科技創新產業的前瞻性戰略部署與調整，同時結合本地產業已有優勢資源能夠自上而下優化戰略領域的產業鏈佈局。另一方面，各地政府可參照全球領先產業集聚區的發展經驗，充分理解創新生態體系的主要構件並識別潛在差距，包括但不限於要素（科創人才、基礎設施、軟性環境等）、平臺（線下、線上）及制度等方面的賦能機會，規劃具有差異化的發展路徑與關鍵實施舉措。

例如，可着力於科創人才戰略的頂層設計，構建分層式“樹”形的人才獲取、培育及維繫體系。針對不同層次的人才提供有效的差別化支撐，如建立頂層領軍型人才工作室制度，搭建中層成長型人才開放式共享合作孵化平臺，以及面向廣大基礎型科創“藍領”人才的專業教育培訓體系等。比如，上海已發佈了“科改25條”等創新性指導政策。

從企業的角度來看，對科創革新的把握有助於發掘新興技術領域業務機會，尤其是爲傳統行業企業帶來新的增長引擎；而對於多元化集團與各類投資機構，把握科創發展趨勢有助於繪製精準的行業投資地圖並優化投資組合，從而提升投控型平臺的核心競爭力。在諸多關鍵科創技術領域，一方面可在內部人才資源的基礎上激發企業內部自主創新活力，同時可考慮通過“走出去”拓展海外視野引進關鍵技術及團隊。在企業“走出去”的過程中需充分洞悉國內外相關經濟、政策變化，捕捉投資引進的機會，構建高效的決策和管理框架以及境外投資風險管控體系，同時建立完善的投融管退專業能力。

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