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扼住科技的咽喉

来源:格隆汇APP 作者:格隆汇APP 责编:杨帆


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作者 | Hannah

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在谈当代中国科技发展前,先让我们把观测的镜头拉大,再拉大。


中华民族的科技活动有着悠久的历史,从战国时期的合金冶炼,到西汉造纸术,再到瓷器制造,以及唐朝的火药,中国一度是世界科技舞台的霸主,自称天朝上国。


而从明代14世纪60年代末始以来,中国对外长期实行“闭关锁国”政策,科学技术进入停滞状态。与此同时,欧洲文艺复兴运动兴起,随后进行了科学技术革命,实现了工业化。这成为中国与世界先进国家的分野。


著下宏篇巨制《中国科学技术史》的李约瑟博士,是开中国科技史研究领域之先河的大人物, 他提出了一个李约瑟难题:“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献,但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生?”


19世纪,洋人的几艘坚船利炮惊醒了天朝美梦。自此中国踏上了百年科技追赶之路,而时至今日李约瑟难题依然萦绕在大国崛起的上空。


回眸近代中国百年科技史,从明朝闭关锁国,到改革开放融入世界,中国科技的发展随着国内体制和大国外交的变迁而沉浮。


1842年《海国图志》问世,作者魏源在该书《原叙》中指出著书目的:“是书何以作?曰:为以夷攻夷而作,为以夷款夷而作,为师夷长技以制夷而作。

19世纪60年代,中国兴起洋务运动,西学东用,西方近代科技重要成果进入国门,标志着中国近代科学技术诞生。

大清王朝崩塌后,一批先进人士高举德先生和赛先生的大旗。1915年的留美学生杨铨、胡适等仿照英国皇家学会建立了中国科学社,立志宣扬科学技术,还创办了刊物《科学杂志》。此外,美国传教士大力新办学堂,普及科学教育。

1928年国民政府成立了当时中国的最高学术研究机构——国立中央研究院,著名教育家蔡元培先生为首任院长。此举开中国全国统一研究机构之先河。国民政府采取了通才教育和政府较少干预的欧美式科学技术发展模式,中国科学技术在研究中获得了快速发展。

之后爆发了抗日战争,中央研究院及各研究所先后内迁至四川、广西和云南,在艰苦的环境下坚持科学研究,李政道、杨振宁、黄昆、吴文俊、朱光亚和林家翘等大师成长于这一时期,而大师们多数接受美国高等教育。


1949年,新中国成立,怀着一颗报效祖国的赤子之心,众多海外科学家历经险阻,回国效力,成为中国科学事业的重要有生力量。在此期间,科技发展的欧美模式被苏联模式所取代,科技服从政治,科技领域失衡发展。在苏联科学家的协助下,在军事等领域产出了一批科技成果。


而从1966年开始,中国进入十年动乱,中国的科学技术事业也走了一点弯路。其间,科技管理陷入瘫痪,研究机构被肢解,广大科学技术工作者被迫停止科研工作,下放到农村或厂矿劳动,中国的科学技术几乎停滞不前。


伴随着改革开放的春风,拉开了中国科学技术发展的新篇章。1988 年总设计师在总结了人类生产力发展的最新经验的基础上,提出了“科学技术是第一生产力”的重要论断。7年后我国正式提出“科教兴国”战略。


中国科技发展开始了快速追赶之路,而此时,是中美关系的蜜月期,国际合作项目和合作成果显著增多,多个领域的科技创新快速向国际靠拢。


纵观这段历史,中国科技发展随着国内体制之自由而加速,国内体制之封闭而衰落;因对外之开放而兴盛,对外之守旧而式微。


世界美好,世道艰难,但中国科技从无自力更生。

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也许,所有人都没想到,始于1978年的改革开放,40年的时间,中国从一个积贫积弱近乎崩溃的经济体,在动乱的泥沼里腾飞,一跃成为全球第二大经济体,超英赶美已经从口号变为现实。

在宽松的内外环境合力下,中国的科研水平也快速提升,科研产出的背后重要的推动因素是资金投入。从2000年算起,中国整体的科研经费支出占GDP的比重一直在提升,这项数据背后的含义是,过去20年中国经济保持高速增长,同时科研经费支出保持了更快速地增长。





从全球范围看,R&D支出占GDP比重靠前的国家普遍维持在3%左右,一溜烟都是科技强国,例如2016年韩国为4.24%、日本3.14%、德国2.94%、美国2.74%,而中国也突破了2%。





遗憾的是,国人被建国后30年各种折腾耽误了太多时间,尤其是十年的动乱,导致基础科研人才匮乏,大家一心想的是如何抄捷径追赶英美,有长期收益的基础科研投入不足。


2017年,中国R&D支出占GDP比重为2.13%,总额达到1.76万亿元。但基础研究仅为975亿元,占比5.5%;应用研究1849亿元,占比10.5%;最大的一块是“试验与发展”,总额达到1.48万亿元,占比84%,对应的是产业化的早期阶段,也是最接近产生收益的部分。


这意味着中国科研投入的现状:研发支出一直是重生产应用、轻基础科学,我们还是选了容易走的路。





参照美国,研发支出的结构中,在基础研究和应用研究领域相对投入更多资源,合计占比达到 30%。


在美国联邦政府层面,除国防部以外的部门,例如能源部、NASA 等,基本以资助基础研究与应用研究为主,而即使国防部资助的“试验发展”,也是以先进技术与重要系统开发为导向,历史上就孕育了GPS等重要发明。





基础科研是其他科技创新的基础,短期难以产生收益,但是长期收益不可估量。一万年太久,只争朝夕,我们等不及。


国人为手机、微信、支付宝和抖音而沾沾自喜,似乎岁月从未如此静好。资本为了讨好用户在体验上费劲心思精雕细琢,各种娱乐应用丰富到一种近乎狂热的状态,这无可厚非。但却缺少了一份科技创新领域的匠心。


这让我们空有世界第二大经济体的荣耀,却在现代高科技领域的核心基础——中国“芯”上,无比脆弱和落后。


中国是世界最大的半导体消费市场,但是中国芯片的自给率只有14%左右,每年需要进口2600亿美元芯片,连续多年位居单品进口第一位,今年前10个月的进口额已超去年全年。



(资料来源:wind,海关总署)


在半导体行业食物链的顶端玩家基本还是美国公司:PC领域英特尔和AMD的CPU,英伟达的GPU,镁光的DRAM、NAND;移动领域还有高通,还有模拟器件的厂商。2017 年 Fabless(无厂半导体设计公司)美国企业占53%,可谓一家独大,拥有绝对的统治力。


而中国大陆2017年占全球比约11%,低于台湾地区的16%,排名仅在第三。




(资料来源:IC insights)


而我们能够实现国产替代的芯片,大部分集中在电源、逻辑、存储、MCU、半导体分立器件等中低端产品。


除了移动领域华为海思的麒麟芯片还可以勉强和高通顶级对决,国产的桌面CPU,展讯处理器+基带芯片,同创国芯的FPGA,长江存储的Falsh,都还在追赶的二万五千里长征路上。而在IC制造领域,台积电实力强大,中芯国际与国际最先进制程差了两代工艺水平。



(中国核心集成电路的国产芯片占有率,资料来源:前瞻产业研究院)


作为现代顶尖精密制造的代表,一个瓶盖大小的CPU上集成了数十亿个晶体管,任何一个工序步骤都需要经过漫长的研发和试错,任何一丁点的环节出错,都会导致良品率不达标。而且包括关键设备与原材料领域供应,芯片的设计和制造,都需要上下游一同配合突破,我们在这几个核心环节都缺少足够多的研发投入,经验积累也不够。


研发投入方面,2018年前三季度美国芯片巨头英特尔研发支出达到101亿美元、高通研发费用42亿美元,仅这两家巨头就已经超过中国大部分半导体公司全年收入之和。国内的热门芯片公司兆易创新前三季度整个营收只有17.21亿人民币。如此悬殊的体量对比下,中美半导体领域的产出差距可想而知。





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信息技术是第三次工业革命的核心,包含了半导体、通信、软件和IT服务三块业务,而我国除了半导体,To B的软件服务(比如Windows操作系统)也是显著落后,通信领域是稍有起色的板块。


通信领域当前全球四大通信设备巨头,华为、爱立信、诺基亚、中兴,中国占据其二。


而华为经过多年的攻城略地,已经成为全球通信行业第一。华为2018年上半年销售收入为人民币3257亿元,同比增长15%,营业利润率为14%,算是发展迅速,同时去年研发费用费用比14.9%。先不说手机部分和麒麟芯片,在下一代通信技术5G的标准制定上,去年华为主导的Polar码拿到了短码标准,显示出中国在全球通信领域话语权的提高。

但仍不足以与美国抗衡。


容易走的路走完了,开始走进无人区,中国需要增加基础研究力度,任正非对此有清醒的认识。2016年6月全国科技创新大会上,任正非的发言提出华为已经在一些领域领先世界,走进了无人区,将要加大基础研究力度。


2018年10月,华为在央视投放了《基础研究与基础教育》的公益广告,里面有两句话:

1. 每一次产业革命,都是基础研究的厚积薄发;

2. 只有长期重视基础研究,才有工业的强大,只有长期重视基础教育,才有产业振兴的人才土壤。


尽管华为对自己实力有清醒的认识,谦卑低调发展,而现在,却不得不直面修昔底德陷阱


三十功名尘与土,八千里路云和月。中国科学技术已经从长期追赶中的拿来主义,走入了核心竞争圈,这需要匠心与日积月累的寂寞积累,需要扎扎实实去做科技研发,也需要营造良好的内外环境。

希望时间最终会站在我们这一边。

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