本书率先从全球化和历史的宏观维度, 系统梳理和阐述科技创新的发展轨迹, 提出全球创新正进入生态时代。这是一场堪比“工业革命”的“科技创新革命”。本书不仅对全球创新生态的基本逻辑和规律进行了科学分析与判断, 更对中国如何打造科技创新生态问题做了详细解析, 分别从全球、政府、企业、个人视角, 给出系统突围的具体方案。

1、内容紧贴实事，恰逢其时。“十四大”国家确立了“科技政策要聚焦自立自强“的政策方向，尤其特别强调要突出企业科技创新的主体地位。中国已经成为世界上唯一一个支持复杂产品、大规模的、开放制造的国家，产业的繁荣是生态的繁荣，接下来就是要聚集走出一条属于自己产业生态体系之路。

2、作者背景扎实，实践经验丰富。中国创新生态的难点就在于，不止需要本土探索和本地智慧，更需要全球的视野和布局。像作者这样紧随时代变革，并且同时具备知识储备和实践经验的人本身就十分稀缺。

3、这本书不仅可以帮助产业从业者从认知上打开全球视野，还提出了可落地、可实践的方法论。同时用大量的国内外行业成功案例分析、总结。既有理论深度，又有实践经验，对创新者、企业家和投资者都有很强的借鉴价值。

过去几年，中美之间在贸易和科技领域不断出现争端和摩擦， 加上全球肆虐的新冠疫情，中国面对的国际和国内环境发生了深刻的变化。 与此同时，大家对于我国的科技现状有了更加深入和清醒的认识。

很多人或许还有印象，2018 年《科技日报》曾经推出“亟待攻 克的核心技术”专栏，第一篇就报道了中国在制造高端芯片所需要的顶 级光刻机领域的落后状况，此后这个专栏总共刊发了 35 篇报道，详述了多项“卡脖子”的核心技术。这个系列专栏影响很大，在网络上的 转发量惊人，也让公众了解了更多产业底层的逻辑，知道除了那些引以为豪的“厉害”的先进科技，我们还有不少“不那么厉害”的地方，甚

至在某些领域受制于人。

比如汽车的发动机。我国机动车保有量在 2022 年已经超过 4 亿辆， 其中 90% 以上是燃油车。然而，发动机的核心技术被海外国家牢牢掌 控着，尤其是日本。其他国家可以通过购买日本车来获得发动机，但是买不到核心的技术。搞不清楚各个发动机零件的设计参数范围、精密程度等，就无法设计出一样的发动机。而日本企业把材料学的应用、金属 冶炼工艺、精密工艺、内燃机组装技术等研究得很透彻，建立了难以逾 越的专利壁垒。

2021 年 7 月 30 日，中共中央政治局会议提出：“要强化科技创新和产业链供应链韧性，加强基础研究，推动应用研究，开展补链强链专项行动， 加快解决‘卡脖子’难题， 发展专精特新中小企业。”攻关“卡脖子”难题，增强我国产业链和供应链韧性，提高自主可控能力，成为构建新发展格局的关键所在。

科技创新是大国博弈的核心。美国之所以能在关键技术上对我们 造成困扰，是因为经过这几轮的科技革命，美国已经逐步培育出了相对 健全的产业生态。创新不是随机的，不是“有心栽花花不开，无心插柳 柳成荫”，而是有路径可循，有效率提升的空间的。

很多人从生物演化的角度来考虑创新，提出要给创新一个适当的 土壤，似乎创新是可以自动生成的。但问题在于，到底什么样的土壤才 能真正生长出来“创新”呢？人类是否也能像驯化动物和植物一样，被 “驯化”并且加速创新呢？

要严谨地回答这个问题并且给到具体的操作方法，我们将首先用 两章的篇幅回顾西方国家科技生态成长的历史，并探讨中国如何从今天 的科技产业生态中实现突围。然后从初创企业、大企业、地方产业和创 新文化四个维度进行论述，讨论如何才能建成一个健全的创新生态。

王煜全，产业咨询专家，海银资本创始合伙人，全球企业增长咨询公司沙利文(Frost & Sullivan)中国区首席顾问，前哨科技特训营主理人。王煜全同时也是一位风险投资人，活跃地投资于国内外高科技企业，并推动被投企业在国内量产和落地。在致力于推动中国企业与全球先进科技对接的过程中，王煜全在得到APP开设全球科技趋势专栏，先后出版专著《全球风口》《暗趋势》《中国优势》等，主理“全球风口”微信号自媒体和前哨科技特训营，分享自己的经验和洞察，积极参与推动中国科技产业发展。

Chapter 1

全球科技产业生态发展回顾

-基础研究：科技创新的无尽前沿 —3

-基础科研只是创新生态的起点 —9

-SEMATECH：健全生态是芯片产业的关键 — 15

-阿斯麦：深度协作生态下的欧洲“专精特新” — 22

-ChatGPT：美国科技创新生态的典型 — 27

- ChatGPT 的起源 — 28

- 人工智能黑科技的关键时刻 — 30

- AI 生态的爆发正在到来 — 31

小结 生态思维是解决芯片产业“卡脖子”难题的关键 — 34

Chapter 2

中国科技产业生态现状

-直道超车的局限 — 39

- CPU 之痛：中国芯片产业生态布局之路 — 39

- 产业生态下的 GPU 追赶：谁能成为“中国英伟达”？ - 构建产业生态才有机会弯道超车 — 53

- 人工智能芯片产业 — 53

- 动力电池产业 57

- 光伏产业 — 60

Chapter 3

科技企业是生态的主力军

- 科技企业家：产业生态的主角 — 79

- 显示技术企业 Nanosys — 81

- 金属 3D 打印企业 Desktop Metal — 82

-mRNA 技术企业 Moderna — 85

- 生物技术企业百济神州 — 87

- 科技企业家的优势升级 — 90

- 科技企业家：对接科技企业与高校 — 93

- 科技制造家：连通全球科技与中国制造 — 98

- 特斯拉与中国制造 — 98

- 压铸制造技术 — 101

- 电机制造技术 — 104

- Meta 与中国制造 — 106

- 莱特定律 — 109

- 莱特定律与汽车制造— 112

- 莱特定律与中国制造— 114

- 制造即投资 — 117

- 资本是纽带 — 119

Chapter 4

大企业是生态的维护者

- 前瞻性：谷歌为什么每年都要举办开发者大会？—

- 公平性：苹果 App Store 为什么招致开发者不满？— 139

- 平台型企业是基础“设施” — 143

- 系统性：美国股市有什么经验值得学习？— 146

Chapter 5

地方产业是生态的构建者

- 政府支持是产业生态成功的关键 — 154

- 地方产业生态要聚焦本地特色 — 159

- 热门领域人人参与，不是热门无人问津— 159

- 超级城市与科技产业分布不均 — 162

- “数一数二”原则 — 166

- 地方产业生态要重视配套支持 — 172

- 苏州工业园区的生物医药产业 — 173

基础研究：科技创新的无尽前沿

如果将全球的科技创新生态拆解，其可以分为产品化阶段和产业 化阶段两个阶段。产品化阶段包括基础研究，以及基础研究成果从实 验室出来后的研发过程；产业化阶段是新科技量产后，实现了大规模 应用，在社会各个层面的广泛覆盖阶段。也就是说，科技产品要大规 模普及，需要经历基础研究、产品研发、制造量产、市场覆盖 4 个过 程。其中，基础研究构成了科技生态存在和发展的基础，也是我们攻 关“卡脖子”问题的起点。本节我们重点讨论这一环节，看看美国的 基础研究是如何发展起来的，这段历史能给我们带来什么样的启发。

其实，在美国历史上，早期的人们并不重视科研，技术实力也 落后于欧洲国家。从 18 世纪 70 年代到接下来的半个世纪，美国的工 程能力，包括水运、铁路等基础设施的建设能力全面落后于英国。比如英国的铁路规模比美国大得多，而英国的陆地面积比美国小很多。 美国虽然在工程领域追赶得很快，但整体研发方向更偏向实用科学， 并不重视基础研究。

到了 19 世纪七十至八十年代，随着电力普及，美国涌现出很多电力专家，比如灯泡的发明者爱迪生，但电力的基础理论专家基本都来自以德国和英国为主的欧洲国家。在第二次世界大战之前，美国的大学校园的规模也很小，教师更注重教学而不是基础科研。 1932年之前，美国只有两位科学家获得过诺贝尔化学奖，而欧洲有 29 位科学家获奖。除了化学，美国在生物、物理等基础科研领域的诺贝尔奖

得主数量也远低于欧洲。

直到 1945 年，美国才开始重视基础研究。第二次世界大战刚结束时，范内瓦 · 布什( Vannevar Bush)给时任总统罗斯福提交了一份报告，题为《科学：无尽的前沿》( Science, The Endless Frontier )。

布什是位真正的传奇人物，他是麻省理工学院的教授、副院长， 资深科学家。他的研究奠定了今天数字集成电路的设计基础，他在 1945 年就提出了类似今天的互联网、超文本链接搜索引擎、数字图书 馆这样的设想，影响了整整一代的计算机科学家。信息论的奠基人克 劳德 · 香农(Claude Shannon)就曾是他的硕士研究生。第二次世界大战期间，布什出任美国政府的科学研究与发展办公 室主任，领导了美国战时的所有科学研究项目，包括鼎鼎大名的“曼 哈顿计划”。很多人认为，由布什领导的美国科学研究是盟军最终取 得胜利的关键因素之一。

然而，就在布什提交《科学：无尽的前沿》的五年前，第二次世 界大战刚爆发时，美国的科技水平还是另一番景象。

20 世纪 40 年代之前，美国的军事技术并不强，甚至可以说是严 重落后的，比如鱼雷的探测技术很不成熟，导致没有办法准确探测敌 军的潜艇。根据经济学家乔纳森 · 格鲁伯在《美国创新简史》中的描 述，美国在 1939 年全年仅仅造出 6 辆中型坦克。

但是美国政府迅速发现了问题，并调整了自己的研发重心，将大 量科研人员投入军事技术的研发中，美国政府用于基础研究的经费在 国民生产总值(GDP)的占比，从 1938 年0.076% 提升到了 1944 年 的 0.5%，其中大部分投给了由布什领导的科研机构国防研究委员会 ( National Defense ResearchCommittee， NDRC)。这个机构是当时最 庞大的科研体系，项目的巅峰期有多达 3 万名工作人员，其中 6000 人 是科学家，美国 2/3 的物理学家都参与了这个项目。后来一系列的科 技突破，奠定了战争胜利的基础，包括先进的雷达、战舰、战机以及精准的无线电探测技术。

美国对基础研究的投入收获了极好的效果，这也让布什确信：如果没有基础研究，美国的科技进步不可能快，在全球的竞争力不可能强 1。基础研究要做没有应用目的的实验，而工程实践(也就是产业 化)则是根据问题找到解决的办法。比如，雷达虽然是美国开发的， 但背后至少有来自 13 个国家的科学家做出的基础研究支撑。无线电波 的基础研究最早可以追溯到 19 世纪的欧洲，而基于无线电技术的收音 机实现大规模商业化是在 20 世纪 20 年代。

商业界和工业界没有耐心和长远的眼光来支持纯粹的科学研究， 但无论是工业还是军事，都需要基础研究来推动产业进步。因此布什 认为，政府必须承担起支持基础研究的角色。

1944 年 11 月，时任美国总统的罗斯福给布什写了一封信，要求他 写一份报告，来说明如何把战时的研究经验“用在未来和平的日子里， 以改善国家的卫生，建立新的事业并带来就业，提高人民的生活水平”。

为了完成这份报告，布什组织了 4 个委员会，每个委员会有 18名成员，他们分别是名校的教授、公司高层管理者、基金会的领袖。 在布什的主导下，这些专家共同撰写了这份著名的报告 —— 《科学： 无尽的前沿》，并在 1945 年提交给了罗斯福总统。

这份报告主要的论点是：政府必须资助基础研究，且资助的水平 要大大超过战前。

即使是今天，其中的很多基本观点和思想也有重要的参考价值， 比如：

1. 基础研究是一切知识的来源，联邦政府有责任建立新的 机构(国家科学基金会) ，以保持科学的进步和培养新 生的科研力量。

2. 生物技术的基础研究非常重要，但是容易被忽略。心血 管疾病、肾病、癌症以及类似疑难杂症的基础研究看似 与疾病本身毫不相关，但突破性的进展甚至完全出乎研 究者的意料。

3. 基础研究对工业产业非常重要。不管这个国家的机械工 艺多么娴熟，如果基础科学知识依靠他国，其在全球的 竞争不可能占有优势。4. 教育培训能够提高科学家人才的数量，若要培育更多的 科学家，应扩大高等教育的招生量。

5. 如果要让大学和研究所满足工业界对科学知识的要求， 那么政府应该给学院、大学和研究所提供更多的资金用 于基础研究。