战略性新兴产业突破性技术创新路径研究，本文主要内容关键词为：突破性论文,战略性论文,技术创新论文,路径论文,新兴产业论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
2008年美国金融危机引发了新一轮的科技经济革命，新兴产业成为了世界各国摆脱经济危机、实现经济复苏的战略突破口，发达国家通过制定宏观规划、加大资金投入力度和提供政策支持等措施促进新兴产业的发展，努力抢占新一轮经济竞争优势。在此背景下，以新一代信息技术、高端装备制造、新能源汽车等为代表的战略性新兴产业成为我国自主创新和转变经济发展方式的重要力量[1]。战略性新兴产业是以重大技术突破和重大发展需求为基础和支撑的产业，代表了未来产业科技创新的方向，发展战略性新兴产业首先要掌握关键核心技术。
知识经济时代，突破性技术创新为后发国家提供了技术跨越机会窗口，使后发国家实现经济和技术赶超、突破产业发展瓶颈、摆脱发达国家长期以来对我国的技术封锁成为可能，与此同时，战略性新兴产业也在以惊人的速度对传统产业进行破坏或替代，成为突破性技术创新的有效驱动载体。全球化产业分工程度的加深使战略性新兴产业结构的模块化本质越来越明显，决定了战略性新兴产业要实现技术跨越式增长就要有的放矢，重点突破。因此，从模块化角度研究战略性新兴产业突破性技术创新路径，对提高我国产业创新水平和增强产业核心竞争力具有重要的战略意义。
目前国内外关于战略性新兴产业突破性技术创新方面的研究主要集中在战略性新兴产业技术创新、突破性技术创新和产业模块化创新等方面。在战略性新兴产业技术创新方面，邓龙安(2011)在分析区域战略性新兴产业创新过程和必要条件的基础上，提出了区域战略性新兴产业创新的关键是重点突破和推广产业关键核心技术的观点[2]；刘美平(2011)设计了把自组织创新、集合原生创新、次生模仿创新有效地结合起来的突破战略性新兴产业核心技术研发的共生模式[3]；赵长轶(2013)分析了战略性新兴产业技术创新的特征和模式，认为建立产学研联盟是实现战略性新兴产业技术创新的必要之举[4]。在突破性技术创新方面，Leifer等人(2001)认为突破性技术创新具有技术、市场、资源和组织不确定性等特征，利用生命周期观点，构建了突破性创新的过程模型[5]；张洪石(2005)系统地研究了突破性技术创新的动因和组织模式，界定了突破性创新泛二元性组织模式的内涵和组成，并给出了促进突破性技术创新的相关政策建议[6]。在产业模块化创新方面，Langlois和Robertson(2002)最早探讨了模块化对创新的作用，提出模块化为企业提供了“竞争试错”式学习机会的理论，认为知识整合是构建产业网络化创新体系的重要因素[7]；郝斌(2011)系统地梳理了模块化创新的相关理论，总结了模块化企业创新机制的变化情况，并构建了模块化创新的理论模型[8]；柯颖(2011)从设计、生产、产业组织3个层面系统地研究了汽车产业模块化创新模式，并以广西汽车产业为研究对象进行了实证分析，提出模块化条件下广西汽车产业的创新发展战略[9]。总之，目前学术界的相关研究为开展战略性新兴产业突破性技术创新研究奠定了理论基础和提供了新视角，但是对战略性新兴产业突破性技术创新的专门深入研究仍然缺乏。
1 战略性新兴产业突破性技术创新及模块化
1.1 战略性新兴产业突破性技术创新内涵
战略性新兴产业包含“战略性”和“新兴性”两方面内容，战略性是从国家产业结构调整角度来说，指那些对国家经济发展具有全局性、导向性和长远性意义的产业，代表科技发展前沿并具有广阔的市场前景，关系到国家的经济命脉和国家安全、对提升国家综合国力具有重大作用。新兴性是从产业出现的时期来说，指正处在产业发展初期、由传统产业升级或新兴科技带动起来的、随着科技创新而不断更新的产业。战略性新兴产业是新兴科技、战略性产业和新兴产业深度融合的产业[10]，承载着突破产业发展技术瓶颈和打破发达国家对我国技术封锁的重大使命，集技术密集型、知识密集型、创新密集型特征于一身，具有较强的产业联动性和知识溢出性[11]，能够促进产业实现结构调整、升级和转变经济增长方式，将发展为国家或区域支柱产业，主导国民经济和社会发展全局，对经济可持续发展和国家安全具有重大和长远影响[12]。
战略性新兴产业的本质特征是技术引领和创新驱动，关键核心技术又是牵引和支撑战略性新兴产业发展的关键，所以突破性技术创新是促进战略性新兴产业发展的重要动力，突破性技术创新并不按照公司主流用户的需求性能进行创新，而是表现为创新路径的“另辟蹊径”，形成全新技术或替代技术，其创新产品可能还不成熟，甚至暂时不能满足主流用户需求，但由于价格更便宜、设计更简单、更便于使用等特点满足了少数激进用户的某些需求[13]，越来越受到企业的重视，主导企业突破性技术创新能力一般落后于机动灵活的中小企业，但是主导企业一旦实现突破性技术就能实现商业化，甚至能导致整个产业重新洗牌[14]。
战略性新兴产业突破性技术创新是指通过对产业关键核心技术的局部突破和重点突破，实现技术的跨越式发展和战略性新兴产业的整体突破性技术创新，以突破产业发展技术壁垒和发达国家长期对关键核心技术的“封杀”，赶超发达国家，促进战略性新兴产业迅速发展。
1.2 战略性新兴产业突破性技术创新模块化
模块化是按照一定的规则把复杂产品整体分解为一系列相对独立、具有特定功能的半自律子系统，再将这些子系统创造性的集成起来构成更加复杂系统的过程。按照模块的技术特征来划分，战略性新兴产业技术模块主要包括架构规则和功能模块。架构规则是模块间相互联系的结构、界面和标准，明确了创新产品的组成模块、模块功能和模块间相互联系的规则，是实现单个模块“即插即用”的标准和依据。功能模块包括外围模块和核心模块，外围模块的技术复杂度和附加值相对较低，核心模块是整个系统存在的前提和基础，技术复杂度较高、附加价值高、与创新系统中的其他模块联系密切，决定了模块架构规则中的大部分技术标准和联系规则[15]。
产业模块化过程的主要参与者包括模块集成商和模块供应商。模块集成商负责确定模块具体接口数据和技术标准，设计各模块间相互联系的架构规则，并负责最终检测和创造性地集成各模块，部分集成商还兼顾生产一些含尖端、垄断技术的核心模块。模块供应商则按照模块集成商提供的架构规则独立设计和生产符合要求的功能模块，模块供应商具有一定的自由度，可以独立研发模块，但是同级模块供应商间的“竞争淘汰赛”促使模块供应商不断地进行单元模块突破性技术创新，这为模块集成商创造性地集成各模块，实现战略性新兴产业整体突破性技术创新奠定了基础。
战略性新兴产业的创新产品都是结构复杂、研发投入大、技术含量高、单件或小批量定制生产的大型产品、系统或基础设施，其突破性技术创新建立在一系列核心模块、关键技术突破基础之上，通过局部突破带动整体突破是实现战略性新兴产业整体突破性技术创新的有效途径。战略性新兴产业模块化突破性技术创新侧重于对知识和技术的集成，给战略性新兴产业带来了巨大的经济效益和竞争优势，为后发国家增强实力、提高国际竞争力提供了良好的契机，同时也为后发国家实现经济赶超提供了重要途径[16]。
2 战略性新兴产业突破性技术创新路径设计
不同类型、处于不同发展阶段或者同种类型、处于不同发展阶段的战略性新兴产业实现突破性技术创新所需的支撑条件、影响因素和选择的路径也是各不相同的[17]，针对战略性新兴产业的具体特征和发展阶段，本文从模块化的角度设计了3种不同的路径：“外围模块→核心模块”突破性技术创新路径、“核心模块→架构规则”突破性技术创新路径以及“架构规则→核心模块”突破性技术创新路径，3条路径之间存在一定的衔接性，如图1所示。
图1 战略性新兴产业突破性技术创新路径
2.1 “外围模块→核心模块”突破性技术创新路径
“外围模块→核心模块”突破性技术创新路径是指产业在做好外围模块的基础上，利用知识外溢、技术扩散等方式了解产业整体架构规则，通过购入先进研发设备与专利技术许可、破译技术标准以获取更多的技术诀窍，形成全新技术或替代技术，实现核心模块局部突破，从而引导核心模块整体突破性技术创新的过程，这种过程既是产业在技术积累的基础上实现技术突破的过程，又是产业将学习能力转化为创造能力的过程，具体如图2所示。
图2 “外围模块→核心模块”突破性技术创新路径
世界产业模块化大背景下，掌握关键、核心技术的仍然是发达国家，后发国家想在模块化分工过程中获得发展就要有针对性地发挥比较优势，通过核心模块局部突破创新带动整体突破性技术创新。目前我国战略性新兴产业大多数处于产业发展的初级阶段，处于为发达国家制造外围模块阶段，这为我国实现核心模块局部乃至整体突破性技术创新和技术跨越式赶超提供了有利契机。国内外围模块供应商在品牌效应、技术创新能力等方面可能无法与发达国家抗衡，应积极提高学习速度，把握“干中学”的机会，在承接发达国家转包的外围模块时积极了解产业整体架构规则，利用破译技术秘密和反向工程等方式获取更多的技术诀窍，以实现产业由学习能力向创造能力的发展，最终实现核心模块关键技术的局部乃至整体突破，不断向价值链的高端攀升。印度IT产业正是利用发达国家转包外围模块的契机，通过有规划的突破性技术创新实现了核心模块的突破，成为世界著名的软件供应基地；韩国则利用为发达国家代加工汽车零部件等外围模块的契机，在引进发达国家先进设备的基础上，利用反向工程攻克关键核心技术，在引进、消化、吸收、再创新的基础上实现了汽车产业自主突破性技术创新的成功，跻身于世界汽车行业强国之列。
2.2 “核心模块→架构规则”突破性技术创新路径
“核心模块→架构规则”突破性技术创新路径是指产业在实现核心模块突破性技术创新的基础上，通过申请技术专利、升级已有的产业标准、专利和标准相互融合升级等方式建立专利池、技术库，形成主导技术范式，实现战略性新兴产业架构规则的局部乃至整体突破性技术创新的过程，具体过程图3所示。
图3 “核心模块→架构规则”突破性技术创新路径
产业攻克核心模块关键技术后，可能会陷入自我满足、自我限定的认知范围内，只能暂时性的占据产业技术发展制高点，随着竞争对手不断冲击技术领先者的领袖地位，在不断地博弈竞争后，产业要么实现架构规则突破性技术创新，要么甘拜下风，一蹶不振。除此之外，战略性新兴产业核心模块突破性技术创新也需要在架构规则的约束下进行，在产业发展初期这种规则起到指导核心模块突破性技术创新的作用，而产业实现核心模块突破性技术创新后，这种原本指导产业创新方向的规则开始阻碍和限制产业创新发展，为产业设置了经济和技术双重壁垒，一方面，使产业支付昂贵的标准使用费，另一方面，如果产业不按照这种规则生产，就会被市场淘汰。因此，产业实现核心模块突破性技术创新后要继续攻克架构规则，力争一直占据产业领袖地位。
知识经济和信息网络背景下，知识产权和技术标准是全球新兴产业竞争的焦点和利器，只有掌握了新兴产业技术标准制定权的国家才能占据战略性新兴产业发展的制高点。我国新能源产业开始于“十五”，从生产产业外围模块做起，在国家863计划电动汽车重大科技专项强有力的引领和“三纵三横”研发布局的组织下，突破了车用燃料电池、车用电机、汽车空调等部分关键核心零件的关键技术，在此基础上迅速向规则局部突破：已申请专利2881项，颁布电动汽车国家和行业标准56项，预测在未来4年内将制定和修订至少200项电动汽车标准，这将推动新能源汽车产业进一步突破产业架构规则；台湾IC产业的崛起也是从OEM(Original Equipment Manufacturer，委托设计制造外围模块)做起，到ODM(Original Design Manufacturer，原始设计制造核心模块)阶段，再到EMS(Electronics Manufacture's Services，工程、制造和服务核心模块)阶段，最后到OBM(Original Brand Manufactures，原始设计制造核心模块自有品牌)阶段，整个过程体现了“核心模块→架构规则”突破性技术创新规律。
2.3 “架构规则→核心模块”突破性技术创新路径
“架构规则→核心模块”突破性技术创新路径是指产业实现架构规则局部或整体突破性创新，获取制定行业标准权力后，在突破性技术创新的架构规则指导下，通过分离、替代、增加和归纳模块等方式重新定义产业的外围模块和核心模块，从而再次实现核心模块突破性技术创新的过程。具体过程如图4所示。
图4 “架构规则→核心模块”突破性技术创新路径
产业实现架构规则突破性创新后，产品同质化会越来越严重，产业确立的主导地位会随着同质化加深而不断丧失，因此要不断促进技术标准的流通、扩散，建立和完善产业标准体系，继续实现模块结构、界面和技术标准突破性技术创新，并重新定义各模块的功能和地位，确定新的外围模块和核心模块，用突破性创新的架构规则指导核心模块突破关键核心技术实现核心模块整体突破性技术创新。由我国大唐电信、华为和中兴等通信行业相关部门联合开发的TD-SCDMA的技术标准，成功地突破了国际3G通信标准，实现了TD-SCDMA联盟产业化，获得制定行业标准的权利，占据了国际3G通信行业制高点，在创新标准的指导下大唐电信重新整合各功能模块，通过与产业链上下游全球一流跨国公司间合作，实现了TD-SCDMA产业价值链高端布局，突破了接入网和核心网配套技术，占据了TD-SCDMA产业链的关键核心环节，在此基础上发展出TD-LTE-A，成为国际电联批准的4G国标标准之一。
3 我国大飞机产业突破性技术创新实证研究
3.1 大飞机产业突破性技术创新模块化构成
大飞机产业是高端装备制造业中航空设备产业发展的重点，素有“工业之花”之称，是衡量一个国家科技水平、工业水平和综合国力的重要指标之一。大飞机是指起飞重量超过100吨的运输机，包括军用、民用大型运输机，也包括150座以上的干线客机，由300万～600万个零件组成，是现今系统复杂性、技术融合度和知识密集度最高的一项战略性新兴产业产品。当今世界，大飞机市场被美国波音和欧洲空客“两寡头”垄断，核心技术模块——发动机技术也被通用电气、惠普公司等龙头企业垄断，甚至连生产大飞机的复合材料也被发达国家强力控制，我国大飞机产业在夹缝里谋求发展，如果能够实现大飞机产业突破性技术创新，具有突破产业技术创新瓶颈和摆脱发达国家长期以来对我国大飞机产业技术封锁局面的双重意义。
全球化分工合作和产业模块化生产的背景下，大飞机聚集了产业尖端、核心的复杂技术，无法由一家或几家企业单独完成，开始由纵向一体化向模块化生产转变：大飞机被分解为一系列独立的、具有特定功能的价值模块，主要包括架构规则模块、核心模块和外围模块三部分，大飞机各模块间相互联系的工艺数据和工艺标准包括刀具数据、夹具数据、机床数据、加工材料数据、加工用量数据、接口标准、联系标准、技术标准等结构、界面和技术标准统归为架构规则模块，发动机设计、整机设计、复合材料制造、辅助动力系统、燃料和水利输送系统、制动器等技术复杂度较高的模块统归为核心模块，机舱设备、装饰、机身中段、机翼翼盒、扰流板、尾翼、副翼、襟翼、缝翼、垂直前缘等技术复杂度相对较低的模块统归为外围模块，其模块化技术构成示意图如图5所示。
图5 大飞机模块化技术构成示意图
大飞机是高度复杂性产品，需要全球成千上万家模块供应企业围绕集成商设计的集成目标和架构规则相互配合才能完成：模块集成商按照事先设计好的图纸、工艺标准、工艺规范、特种工艺及其检验等具体架构规则对整机结构和功能进行有效的模块分解，并负责检测各模块供应商提供的模块是否符合要求和最后的模块整体集成，部分集成商还负责制造一些含垄断技术的核心模块。模块供应商要在集成商设定的工艺标准和工艺规范之下独立的进行模块生产和创新，而且供应商提出的工装及检验计划和相应的工装准备、样件报告(包括加工数据)等，都需要集成商的批准确认，并且一经确认便不能自行改变[18]。
3.2 大飞机产业突破性技术创新路径分析与再设计
中国大飞机研制始于19世纪70年代，由于当时特殊的政治环境，中国下决心研制运-10飞机，想要“完全自力更生”，但因为技术不过关以及市场前景堪忧等原因而夭折，这一项目的夭折是中国航空装备产业不遵循产业创新规律急于求成的结果，但是通过运-10的研制使当时的中国认识到，以目前的国力自主研发大飞机是行不通的，中国大飞机只能在为发达国家生产外围模块的过程中逐渐熟悉、掌握大飞机的关键核心技术和架构规则，积累一定的技术经验后才能实现自主创新。因此1987年中国民航又与麦道公司联合研制大飞机，想要“以市场换技术”正式参与国际大飞机模块化研制过程，但由于麦道公司后来被波音公司收购使得这一项目下马。在“完全自力更生”和“以市场换技术”这两条大飞机发展道路的探索均宣告失败后，国内大飞机项目曾一度停滞了十几年，但是这期间中国并没有停止过参与国际大飞机研发的步伐，主要经历了以下几个阶段。
3.2.1 “外围模块→核心模块”突破性技术创新
从1988年中航西飞向波音公司交付首架飞机垂直尾翼开始，到2003年中航集团向波音787提供翼身整流罩、垂直尾翼和方向舵，标志着中国大飞机研制已经从“外围模块”逐步向“核心模块”进军。继1981年我国航空装备产业切入国际航空装备供应链后，1985年我国启动与麦道合作的组装项目，国内多个飞机制造企业陆续承接了发达国家转包的飞机零部件等外围模块的加工业务，利用价值链学习效应、技术扩散、引进发达国家先进的数控装备和技术标准，反向工程破译技术诀窍等方式渐渐掌握了部分核心模块关键技术。2000年国务院决定开始研制新型涡扇支线客机-ARJ21，ARJ21采用模块化设计方法，总机设计与机体生产所需的部分模块由我国自主完成(一飞院负责总计设计，上海飞机制造有限公司负责总装，西飞负责机翼模块等等)，发动机与机载设备等模块主要从发达国家招标选购(发动机和短舱由美国通用完成，液压系统和燃油系统美国派克汉尼芬公司完成等等)，国内大飞机模块供应商利用知识外溢和反向工程等攻克大飞机核心模块技术标准和隐含的架构规则，这种模块化分工合作的生产方式使得一飞院能够集中精力进行大飞机的总体设计，大大降低了大飞机项目研发的成本和风险性，提高了大飞机产业突破性技术创新的速度。通过研制ARJ21飞机，中国航空工业实现了大飞机部分核心模块突破性技术创新，如超大型机加工件制造、大飞机先进空气动力外形设计、大型飞机系统集成技术等等，2007年ARJ21第一架飞机总装下线，这标志着中国的大飞机研制已经成功地实现了从“外围模块→核心模块”突破性技术创新。
3.2.2 “核心模块→规则设计”突破性技术创新
2008年，中国商业飞机有限责任公司(简称中国商飞)成立，主要从事民用飞机发动机及相关产品的设计、研制、生产等业务，开始研制比ARJ21更高端的C919(C代表“China”，意为排在A(空客)和B(波音)之后世界第三位，9代表长长久久，19代表其最大载客量为190座)，这标志着我国正式启动了大飞机研制项目。鉴于ARJ21研制成功的经验，C919采用“主制造商—供应商”的模块化生产模式，中国商飞负责设计大飞机项目模块架构规则和研发部分核心模块，包括设计核心模块和外围模块之间的联系规则、制定模块联系界面和标准、生产部分核心模块等，将发动机、机载设备、材料等主要外包，大大降低了产业突破性技术创新的成本和风险，提高了产业突破性技术创新的速度和效率。2012年，C919大型客机样机亮相珠海航展充分展示中国在航空发动机核心技术方面的新突破，在与发达国家合作的过程中，我国大飞机产业利用知识外溢、技术扩散及反向工程等手段渐渐掌握了大飞机部分架构规则，预测由我国自主创新、独立完成的首架大飞机将于2016年完成研制并取得适航证[19]。C919项目是中国航空界升级到大飞机制造的“核心模块”之后采用模块化的思路生产大飞机的又一次尝试，相信随着C919等大飞机的成功，中国航空装备制造业将会逐渐突破大飞机制造的整体架构规则，掌握大飞机制造的所有工艺数据和工艺标准，实现大飞机产业整体架构规则突破性技术创新。
3.2.3 大飞机未来发展路径再设计
虽然从目前的情形来看，我国要实现大飞机产业整体架构规则突破性技术创新是一个漫长的过程，但大飞机产业突破架构规则获得制定行业标准权力之时，也是中国大飞机梦想起航之际，届时中国将拥有独立设计和制造大飞机整机的能力。创新如逆水行舟，不进则退，加上长期以来发达国家积累的发动机等关键核心模块技术经验已把我国远远地甩在背后，即使我国大飞机产业获得了架构规则突破性技术创新和制定行业标准权，仍要居安思危，时刻关注国内外大飞机产业市场动态，根据市场变化和国防建设需要，把握大飞机产业创新方向，不断攻克核心模块关键核心技术，实现核心模块突破性技术创新，以确保我国大飞机产业占据世界大飞机产业领袖地位，时刻走在世界航空装备制造业的技术前沿。
4 结论
战略性新兴产业具有技术复杂度高、知识密集、成长潜力大和经济收益高等特点，对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用，发展战略性新兴产业已成为世界主要国家抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大战略。但限于战略性新兴产业的复杂性和目前我国技术积累程度和技术创新能力，从模块化的角度研究战略性新兴产业突破性技术创新是我国抓住技术跨越机会窗口，是突破产业发展技术瓶颈和发达国家对我国技术封锁的明智之举。本文从模块化的角度设计“外围模块→核心模块”突破性技术创新、“核心模块→架构规则”突破性技术创新和“架构规则→核心模块”突破性技术创新3条路径，并以大飞机产业突破性技术创新路径为例论证路径的科学性和可行性，旨在为战略性新兴产业突破性技术创新提供理论支持和决策参考，促进我国战略性新兴产业又好又快的发展。