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顛覆性技術概念的戰略內涵及政策啟示

顛覆性技術概念自提出以來得到廣泛應用,研究視角不同尚未有統一定義。由於顛覆性技術具有定義時代重構格局的 變革性效果,日益上升為國家戰略關口地帶,國家視角下認識顛覆性技術對於發展顛覆性技術具有現實指導意義。

本文在探討不同視角顛覆性技術概念思想上,指出國家視角的顛覆性技術是基於科學技術的新原理、新組合和新應用而開闢的全新技術軌道,導致傳統產業歸零或價值網路重組,並決定性影響社會技術體系升級躍遷,或國家現有基礎、能力、結構等重構的戰略性創新技術;同時,從來源、結構、跨度、尺度、層次與路徑等角度分析提出了顛覆性技術的一種解構框架;在此基礎上從注重前沿與實用相結合、注重過程性、注重現實與未來平衡、注重創新管理模式、注重戰略研究五個方面,對於從國家視角發展顛覆性技術獲得了若干政策啟示。

一、前沿

當前,國家競爭和社會發展迫切需要科學技術的重大突破來提供強大支撐,而科技自身演進恰逢又一次經濟長周期進入關鍵時期,以學科交叉融合和信息技術為代表的技術群體式發展推動了創新加速,科技引發的變革速度遠遠超越社會預期。在此背景下,以顛覆性技術為核心的創新活動對軍事、科技、產業、社會發展具有另闢蹊徑的變革性意義,受到社會各屆和國家的高度關注。

美國是最早開展顛覆性技術研發部署的國家,美國國防高級研究計劃局(DARPA)以製造與防範技術突襲為目標,從軍事需求出發在顛覆性技術的創造和應用上取得輝煌成就,成為國家視角下發展顛覆性技術的成功典範。

我國高度重視顛覆性技術創新,習近平總書記在黨的「十九大」 報告中指出,要加快建設創新型國家,突出關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術、顛覆性技術創新,為建設科技強國、質量強國、航天強國、網路強國、交通強國、數字中國、智慧社會提供有力支撐,《國家創新驅動發展戰略實施綱 要》《「十三五」國家科技創新規劃》等一系列重要文件也做出了部署,顛覆性技術上升為國家戰略爭奪的關口地帶。

那麼,如何認識顛覆性技術概念的戰略內涵?本文從概念辨析入手,分析內涵特點,並從國家視角對發展顛覆性技術進行了思考,獲得若干政策啟示。

二、顛覆性技術概念的起源及辨析

顛覆性技術也被譯為破壞性技術,1995 年由哈佛大學教授克萊頓 · 克里斯坦森在其著作《創新者的窘境》中首次提出,被定義為以意想不到的方式取代現有主流技術的技術 ,其蘊含的破壞性、 變革性思想最早溯源於經濟學家熊彼特(1912 年) 的「創造性破壞」。時至今日顛覆性技術這一概念得到廣泛應用,很多學者與機構根據自身研究視角或定位需求闡述顛覆性技術的概念。

(一)學界代表性觀點

學者基於研究角度的不同,對顛覆性技術的定義也有所不同。Danneels 從產品 / 技術角度認為,顛覆性技術是通過改變公司競爭所遵循的性能尺度而改變競爭基礎的技術。Andersen從技術軌道角度,認為顛覆性技術的產生會破壞原有的技術軌道,使原本的技術生命周期斷裂,並形成新的技術軌道,是一種新興的替代性技術。陳繼祥等從戰略過程角度認為,顛覆性技術在其創新全過程中通過開拓新的技術、產品、過程、 服務或商業模式,破壞企業既有競爭規則,並改變現有市場的需求。

(二)智庫代表性觀點

新美國安全中心(CNAS)定義顛覆性技術為能徹底打破對手間軍力平衡的技術或技術群,此類技術一旦應用,作戰樣式將發生巨變,相關政策、 條令和編製等隨之失效。

德國弗勞恩霍夫協會技術趨勢分析研究所在研究軍事領域顛覆性技術的基礎上,認為顛覆性技術是指能夠「改變已有規則」的技術,即那些與現有技術相比,在性能或功能上有重大突破、其未來發展將逐步取代已有技術,進而改變作戰模式或作戰規則的技術。

麥肯錫全球研究院在其《顛覆性技術:技術進步改變生活、商業和全球經濟》報告中將顛覆性技術定義為四大特徵,第一,使本行業產品價格和產品性能出現極大變化;第二,對行業和企業產生廣泛影響;第三,對社會經濟產生重大影響力;第四,有潛力極大地改變人類的生活現狀。

(三)政府及軍方機構代表性觀點

一些國家的政府部門或軍方機構在戰略文件中蘊含了對顛覆性技術的概念認識。被譽為顛覆性技術孵化器的 DARPA 認為,顛覆性技術是「可改變遊戲規則」的前沿技術,通過原始概念創新,引領武器裝備發展,在未來戰爭中創造決定性的顛覆效果。日本在 ImPACT 計劃中提出,顛覆性技術是推動產業和社會發生重大變革但可能面臨巨大風險的前沿技術。此外,美國國防研究與工程署規劃計劃主任 Alan R. Shaffer 在《顛覆性技術:不確定的未來》報告中指出,對國防系統而言,低端、廉價不是關鍵因素,「顛覆性技術是從既定的系統和技術體系中『衍生』『進化』出新的主導性技術, 取代已有技術,使軍事力量結構、基礎以及能力平衡發生根本性變革」。

以上觀點說明,顛覆性技術還沒有公認的、統一的定義,視角不同解讀不同,既有區別又有聯繫。聯繫表現在,三類觀點均緊扣顛覆性技術的共性特徵,強調具有另闢蹊徑改變技術軌道的演化曲線和出乎意料顛覆在位者的破壞性效果。區別則在於,學界觀點大多產生於商業或產業領域競爭情境的觀察與案例研究,強調顛覆性技術及其創新主要基於新進入者對在位者的挑戰並由此帶來全新的產品、 產業或市場模式。

智庫觀點基於自身定位與用戶需求強調顛覆性技術的來源、分類、特徵以及顛覆方式及其應用等。政府及軍方機構的觀點則是立足國家層面,更強調顛覆性技術的技術屬性和前沿性、 突破性優勢,以及由此產生對國家力量(軍事力量) 現有基礎、能力、結構的顛覆性效應,突出顛覆性技術對打破平衡、建立國家絕對競爭優勢的戰略 作用。

可見,特定機構從自身定位與需求出發,對顛覆性技術的解讀跳出了克萊頓 · 克里斯坦森關於顛覆性技術在商業領域中低端切入破壞在位者市場地位的原義範疇,在國防領域就是徹底的技術變革、能力變革、軍事格局的變革,在科學技術領域就是改變現有科學或工程概念,挑戰傳統範式。這一概念的升華表明,顛覆性技術的概念內涵從市場競爭領域擴展到國防和國家科學技術發展領域,逐步向國家戰略引領的高度發展。歸納上述分析,筆者認為,國家視角關注的顛覆性技術,是以科學技術的新原理、新組合和新應用為基礎開闢全新技術軌道,導致傳統產業歸零或價值網路重組,並決定性影響社會技術體系升級躍遷,或國家現有基礎、能力、結構等重構的戰略性創新技術。

三、顛覆性技術的戰略內涵

回顧科學技術史上顛覆性技術的發展歷程,研究其生成演進規律,結合當前顛覆性技術新奇湧現的現象,可以獲得如下內涵認識。

(一)顛覆性技術具有來源的多樣化

顛覆性技術產生於四個重要的來源方向。

一是基於科學原理的重大突破產生顛覆性技術,該類型技術一出現會得到廣泛共識,快速向各個領域滲透、融合,往往會產生定義時代的重大顛覆性技術。這類技術很重要,但數量不多。

二是基於集成創新產生顛覆性技術。該類型技術通過新技術與現有多種技術的跨界融合,導致功能的重大突破和性能曲線的顯著提升,改變產業結構和力量對比。

三是技術的顛覆性應用形成顛覆性技術。傳統技術跨學科、跨領域或非常規的應用,往往會在應用領域產生顛覆性的效果,形成顛覆性技術。隨著社會進入「技術爆炸」時代和以大數據為代表的新型科研範式的出現,這類技術越來越多,涉及的範圍越來越廣、過程越來越複雜、速度越來越快,如互聯網平台技術。

四是以顛覆性思路解決問題催生顛覆性技術(問題導向)。這種方式在當前商業創新中盛行, 如SpaceX 的可回收火箭以有悖常理的思路去實現現有功能,獲得了巨大成功,催生新的顛覆性技術。該理念也帶動「先開發、再研究」創新模式的興起。對該類技術,大多數人經歷「看不上、看不懂、來不及」過程,對其帶來的衝擊措手不及。

(二)顛覆性技術具有體系化的技術結構

顛覆性技術是一個技術群或技術體系,具有複雜的內在結構。從空間角度來看,顛覆性技術包含了主導技術、輔助技術、支撐技術的複雜技術群, 跨多學科、多領域。通常這些技術不是齊頭並進的, 發育成熟期不同步,任何技術都能制約或助推顛覆性技術的發展。另一方面,這些技術幾乎不屬於同一主體,甚至不屬於同一地區、同一國家,註定顛覆性技術創新要伴隨大量的技術轉移、技術集成和二次創新,是複雜的過程,孕育巨大機遇。

從時間角度來看,與其他技術一樣,顛覆性技術的成長也歷經實驗室技術、原型或樣機技術、商業或軍事應用技術等不同的技術形態。每一個技術形態的轉換, 不僅面臨原有維持性技術激烈的技術和應用競爭,也伴隨技術主體的轉移、變換,是一個複雜的、動態的技術選擇與適應的結果。

(三)顛覆性技術創新兼具技術和管理兩大衝突

作為能使傳統行業「投資、產業、技術、人才、 規則」歸零的革命性力量,顛覆性技術與被替代技術之間不僅僅是單純的新舊技術體系之間的內在競爭,而是在顛覆性創新過程中蘊含了技術和管理兩大衝突。

一是技術體系衝突。作為新生革命性技術, 顛覆性技術在成長過程中與現有技術體系存在巨大衝突。一方面與現有主流技術的配套基礎、產業體系不適應,在現有體系內很難得到發展;另一方面其發展壯大的結果將改變、顛覆甚至歸零現有體系。技術體系的衝突決定了新技術的成長周期長、挑戰多、不確定性強、風險大,考驗決策,同時也給予後發者可貴的戰略機遇。

二是管理體系衝突。舊的管理體系會阻礙甚至排斥顛覆性技術發展。管理體系是與管理對象相匹配的,組織現有的管理理念、 價值觀、資源、流程往往不適應顛覆性技術的發展。面對顛覆性技術變革,在原有軌道上越優秀、管理越好的企業失敗得越快。在人才、技術、資金各方面佔優的行業巨頭,往往是顛覆性變革的失敗者, 如美國柯達公司「發明了數碼相機,卻被數碼相機顛覆」。

(四)顛覆性技術具有演化階段之分,時間尺度明顯

顛覆性技術的顛覆並非一蹴而就,而是一個長期演進的過程,具有時間尺度的特徵,需要經歷醞釀期、萌芽期、潛伏期、形成期、成長期、成熟期等階段,既符合創新生命周期的一般規律,在演化特性上也具有不連續、非線性階躍成長和長期孕育、 階段爆發的特點。顛覆性技術創新的過程通過若干次核心技術的重大突破引爆市場,驅動產業沿著利基產品(利基市場)—中間產品(中間市場)—主流產品(主流市場)路徑躍遷,存在明顯的階段爆發點。在此過程中新原理的發現與傳播(科學突破)、新技術的發明與分叉(技術分叉)、新產業的產生與鎖定(產業鎖定)等轉折點的識別與把握具有重大的戰略意義。

(五)顛覆性技術的顛覆效果具有層次性

顛覆性技術的影響範圍具有層次性。按照創新變革強度可分為三個創新類型,顛覆範圍的不同形成了大顛覆、小顛覆的層次性。由大及小依次遞推,技術經濟範式變革是指對軍事、經濟、科技、社會宏觀結構與運行模式產生顛覆性的影響;產業體系變革是指對某產業或領域的技術體系結構與運行模式產生重構,替代舊有技術體系;技術變革是指在產品 / 工藝技術層次的突破性變革,從而取代傳統技術。

(六)顛覆性技術具有多路徑的市場切入方式

克萊頓 · 克里斯坦森認為:顛覆性技術最初由低端或邊緣市場、新市場切入,顛覆路徑從下至上侵入,以簡單、方便、便宜為初始階段特徵,是一種依賴於產品創新的低成本 – 低性能組合切入方式。相對應地,高端顛覆作為一種高成本 – 高性能組合的切入方式,也是一個重要類型,它依託於技術突破,大幅提升主流產品性能,同時在其他新產品性能中具有重大突破,以較高初始價格進入高端市場, 顛覆路徑自上而下擴散。除此之外,通過改變價值鏈的組合創造商業模式創新,顛覆既有價值體系,也是一種特殊的市場切入方式。把握不同路徑切入的特徵條件對於不同需求主導的顛覆性技術選擇與培育具有戰略價值。

可見,顛覆性技術「多來源、有結構、有跨度、 有尺度、有層次、多路徑」的內涵認識,從結構與過程視角獲得了一個解構框架,其本身表現出的來源突變性、發展衝突性、效果變革性等特點,對於組織而言,凸顯出顛覆性技術區別於一般技術的戰略價值,從而為從國家視角把握顛覆性技術概念提供了戰略內涵。

四、國家視角發展顛覆性技術的政策啟示

顛覆性技術是實現先發優勢和技術突襲的先導力量,帶來經濟運行、社會管理、軍事鬥爭全方位的改變,深刻影響國家安全與發展全局。國家既是顛覆性技術創新的空間區域,又是戰略指導與治理的重要角色,隨著顛覆性技術變革性影響日益深刻、 範圍日益廣泛,國家的作用越來越突出。通過顛覆性技術概念思想與內涵分析,對於從國家視角發展顛覆性技術,筆者形成以下認識。

(一)發展顛覆性技術要注重前沿與實用相結合

從 DARPA 等美國政府部門關於顛覆性技術的定義可以看出,美國對顛覆性技術定位於前沿技術,並通過原始概念創新來保持美國在最新軍事技術方面的領先地位,引領國家能力基礎和結構的顛覆性變革,其出發點是打破平衡建立國家絕對優勢。

我國尚處於高質量發展轉型期,中美貿易戰進一步突顯了科技經濟短板,創新引領發展尤為急迫。區別於美國的絕對優勢指導思想,我國對於顛覆性技術的理解,既要考慮在全球視野下注重前沿探索力求創造領先的可能,同時也需問題驅動目標導向,下大力氣消除我國發展的不平衡不充分,在關鍵核心技術領域取得突破。例如,我國選擇發展量子通信和人工智慧等顛覆性的前沿或新興技術,同時也在高鐵重大工程中引進消化和超大規模集成創新獲得自主化技術突破, 迅速引爆高鐵的應用普及,成為引領陸路交通科技經濟整體突破的革命性力量,並大範圍滿足了社會公共消費需求。

因此,現階段我國發展顛覆性技術的出發點是前沿與實用相結合,重點關註:顛覆性技術要引領我國科技經濟整體突破(能力的變革性);顛覆性技術的應用需求是關係全局的行業及社會公共消費(問題或需求的導向性);顛覆性範圍是國家全局性或區域性的產業體系、社會技術經濟範式變革(作用的廣泛性);顛覆性技術的根本動力產生於前沿探索和基礎科學領域的率先突破(前沿的引領性)。

(二)發展顛覆性技術要注重過程性,保持戰略定力

顛覆性技術的顛覆歷程需要長期演進,這個過程充滿曲折艱辛和不確定,在時間尺度上難以一蹴而就,考驗決策。液晶顯示技術顛覆電子顯像管技術就是一個典範,液晶顯示技術經歷了科學原理髮現、技術突破、產業化、大規模應用到進入成熟衰退期,經美歐發源、日本轉化、韓國顛覆、中國趕超,歷時120 余年。在這個過程中,國家選擇顛覆性技術的戰略眼光和培育發展的信心和決心起到了非常重要的作用,決定了該項顛覆性技術在一個國家的「命運」。

顛覆性技術的演進過程不是線性的,新原理的發現與傳播(科學突破)、新技術的發明與分叉(技術分叉)、新產業的產生與鎖定(產業鎖定)等轉折點的識別與把握,對於國家來說都是制定和調整政策的時間窗口,根據不同階段技術與市場的發展狀態給予不同程度的干預,將有助於推動顛覆性技術完成從小眾到主流的顛覆。而顛覆性技術創新過程遭遇「死亡之谷」「亞歷山大困境」的雙重瓶頸,使其開發轉化的難度和風險極大,考驗戰略信心,影響戰略定力。

因此,國家對於顛覆性技術的選擇與培育,要從時間尺度上充分認識顛覆性技術的演化規律和階段爆發的特點,給予戰略眼光和足夠的耐心,並抓住不同階段市場失靈、系統失靈的特點,掌握時機、適時干預。

(三)發展顛覆性技術要注重現實與未來平衡

顛覆性技術在顛覆的過程中具有技術和管理的雙重衝突,對國家現有能力基礎和結構構成破壞性的創新,其自身發展與傳統力量固有的衝突本質對於國家決策也會產生現實與未來的衝突,體現在兩方面:一是發展顛覆性技術儲備潛能需要犧牲現實利益。顛覆性技術的孕育和形成,一般通過競爭來處理與現有主流體系在技術與管理上的衝突,在必要時通過強有力的科技投資或政府干預,加快傳統力量的退出,以便為培育和發展顛覆性技術創造化解衝突的空間。

二是孕育顛覆性技術需要具備現實基礎條件。Alan R. Shaffer 認為:顛覆性技術是從既定的系統和技術體系中「衍生」「進化」出新的主導性技術。國家現有能力基礎與結構的發展是顛覆性技術衍生的母體,基礎不牢難以孕育出顛覆性技術,但顛覆性技術的技術與管理衝突本質將形成破壞性變革力量,可能使現有能力歸零,生產關係重構,社會形態巨變。

作為重構未來格局的根本性力量,顛覆性技術為國家提供了現實與未來溝通的重要途徑。發展顛覆性技術需要辯證地處理技術和管理的衝突性,力求現實與未來的平衡。從空間布局上做好資源、政 策、力量的分布,從戰略時機上掌握進入與退出的最佳窗口期。無論是被動「認識、適應顛覆性技術發展」或者是主動「識別、創造、引領顛覆性技術發展」,都將提升國家應對未來的能力,在未來競 爭中佔據有利位置。

(四)發展顛覆性技術要注重創新管理模式

發展顛覆性技術不僅面臨深刻的技術衝突和管理衝突,而且還需要平衡現實與未來的關係。克萊 頓 · 克里斯坦森認為,創新者經常在顛覆性創新面前陷入「創新者窘境」,組織創新是顛覆性技術創新的前提。

美國根據顛覆性技術的這一特性,採用類 DARPA 等獨特的二元性組織管理模式,通過組織、文化、資源和能力的相對獨立或分離,使顛覆性技術創新活動克服了組織結構惰性和主流文化干擾,取得了「體外」特區的成功。這些體外特區大多具有共同的特徵,比如:在使命定位上,以創新為使命,以調動全社會的資源為手段,把創新建立在整體生態之上;在業務定位上,超越所有業務、 部門,不陷入具體方向,只做萌芽段,項目得到驗證便轉到其他部門,不被創新鏈捆死;在體制機制 上,成立專門「機構」,運行相對獨立或分離,不進入現有的價值網路(資源、流程、價值觀),機構小規模、管理扁平化、項目小且分散等。

面對顛覆性技術的多重衝突,我國需要創新管理模式。宏觀體制上,在現有科技計劃管理體系之外設立相對獨立的顛覆性技術創新計劃,支持具有挑戰性、高風險性的創新活動,發掘能為經濟增長和社會發展帶來根本性轉變的技術。機制運行上大膽創新、多行多試,不斷探索優化顛覆性技術的需求定義、項目立項、資源配置、組織管理、評估評價等組織方式。產業應用上加強產業政策前瞻性和戰略性引導,力促顛覆性技術的創新轉化。環境營造上完善「軍產學研用融」體系和創新「雨林生態」 的多樣性,從思維、需求源頭到應用終端形成有利於顛覆性創新的土壤。

(五)發展顛覆性技術要注重戰略研究

顛覆性技術是一種以意想不到的方式取代既有主導技術的新技術,戰略性特徵顯著。美國圍繞顛覆性技術戰略研究,從政府部門到民間智庫,許多著名機構紛紛涉足,從不同視角、層面對顛覆性技術開展了不同定位和需求的戰略研究,形成了一定規模的研究生態,為美國政府決策和部署提供了豐富的智慧。尤其是 DARPA 提出從未來場景設計出發以原始概念創新引領武器裝備發展,將顛覆性技術戰略研究的觸角提前到未來場景應用和概念創新,建立起一個國家顛覆性技術戰略思想競爭的制高點,對我國戰略研究能力和水平構成嚴竣的挑戰。

國家發展主觀意願與歷史進程的客觀規律都表明, 我國已進入系統考慮顛覆性技術的新階段,需要從國家戰略高度開展顛覆性技術戰略研究,謀劃變跟隨路徑為趕超引領軌道,為改變低端鎖定困境、引領經濟高質量發展、建設世界科技強國提供重要抓手。我國顛覆性技術戰略研究起步不久,中國工程院等國家高端智庫、學術界以及智庫研究機構已著手開展相關工作。

當前,顛覆性技術已在眾多領域湧現,國家應從全局高度重視顛覆性技術戰略研究,提升對顛覆性技術的科學見解和戰略認知,進一步加強前沿科技創新的頂層設計與統籌協調;建立顛覆性技術監測、評估、預警機制,識別國家安全可能受到的技術突襲及其來源,預測其引致的經濟、軍事、社會風險;加強顛覆性技術變革性風險的治理研究,對顛覆性技術應用可能引起的國家安全、就業失衡、 倫理道德等方面的風險,進行前瞻預防與約束引導, 在保障安全的前提下實現有責任的技術創新。

五、結語

顛覆性技術是科學技術史的客觀存在,從大的歷史尺度來看是引發歷次工業革命的重要引擎, 具有重要的歷史地位和戰略作用。顛覆性技術概念的提出,從實踐角度對顛覆性技術在科學技術史的重要作用給予了回答。當前,我國既在被動適應顛覆性技術跟跑、並跑,也在識別、創造顛覆性技術中主動領跑。同時也看到,顛覆性技術是科學—技術—經濟轉化大周期中相對小眾、低概率事件的技術,一旦顛覆成功即轉化為維持性技術,社會進入相對穩態運行。因此,國家層面既要準確把握顛覆性技術的戰略內涵,重視並發揮其固有的戰略作用, 同時也要從全局高度對其他創新型技術給予合理的統籌發展。

轉自丨顛覆性創新

作者丨劉安蓉等

研究所簡介

國際技術經濟研究所(IITE)成立於1985年11月,是隸屬於國務院發展研究中心的非營利性研究機構,主要職能是研究我國經濟、科技社會發展中的重大政策性、戰略性、前瞻性問題,跟蹤和分析世界科技、經濟發展態勢,為中央和有關部委提供決策諮詢服務。「全球技術地圖」為國際技術經濟研究所官方微信賬號,致力於向公眾傳遞前沿技術資訊和科技創新洞見。

地址:北京市海淀區小南庄20號樓A座

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