形成“新质生产力”,关键要依靠科技创新,培育战略性新兴产业和未来产业等新产业。那些产业能代表新质生产力?国家“十四五”规划《纲要》大致明确了方向,包括新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车、绿色环保以及航空航天、海洋装备等战略性新兴产业,类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等未来产业。我们聚焦其中的氢能、量子信息、基因技术、新型显示、人形机器人等未来产业,解码其蕴含的巨大“生产力”。
“氢能”:万亿赛道引竞逐
当前,全球范围正兴起氢能发展热潮,我国也将氢能产业视为未来国家能源体系的重要组成部分、战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。
经过两年多示范城市群建设和技术攻关,目前我国氢燃料电池核心零部件技术基本实现了国产自主化,氢燃料电池汽车应用从前期以公交切入,到如今物流、重卡等不同运营场景多点开花。
参观者在一个由OLED柔性屏组成的“品牌树”下驻足观看 新华社/供图
中国汽车工业协会数据显示,今年1月至8月,全国氢燃料电池汽车的产、销量均为3000辆,同比分别增加29.1%、51.3%。这意味着,截至8月底,我国氢燃料电池汽车保有量超过1.6万辆。
从交通开始,氢能正给越来越多的行业带来改变:氢储能具有长周期、大容量等核心优势,“风光水电+氢储能”一体化应用模式可有效解决可再生能源消纳问题;氢气是重要的工业原料、还原剂和高品质热源,随着可再生能源制氢技术的发展,工业领域正在加快探索氢能清洁替代……
氢能清洁可再生、来源自主可控、应用场景丰富,兼具能源载体与工业原料的双重特性,是未来国家产业体系的重要组成部分。目前我国已掌握制氢、储氢、燃料电池等众多关键技术与成套装备,初步形成“制储输用”全链条产业体系,应用方面也逐渐从以燃料电池为主的交通领域向能源、工业、建筑等多领域拓展。预计2025年,我国氢燃料电池车辆保有量将达到约5万辆,可再生能源制氢量将达到10—20万吨/年,氢能行业市场规模将突破1万亿元,成为新增氢能消费的重要组成部分,实现二氧化碳减排100—200万吨/年。
人形机器人:更“聪明”、更灵活
“双脚”跃上台阶,在草丛、泥泞路面上稳定行走;“手指”灵活自如握住瓶子、抓握投递篮球,甚至娴熟地进行咖啡拉花;在人工智能加持下,听到“口渴了”的指令,可以转身走向冰箱取出一罐饮料递给主人……眼下,“头脑”聪明、“四肢”灵活的人形机器人正成为多方竞逐未来产业的新赛道。
绿氢示范项目的员工对储氢罐进行巡检 新华社/供图
在达闼机器人股份有限公司的实验室里,展示着人形机器人“小姜”的“骨架”,全身颈、肩、肘、腕、手、腰、膝等处遍布着超过40个柔性关节,它们是解决传统机器人“刚性有余、柔性不足”的关键环节。
不仅关节要更灵活,全身运动控制也至关重要。在浙江大学控制科学与工程学院实验室,人形机器人“悟空—4”可以跳跃0.2米高度台阶并平稳落地,也可上下25度斜坡和10厘米台阶。
目前一批国内外企业正加速布局人形机器人。2022年10月,特斯拉推出的机器人——擎天柱Optimus原型机正式亮相。在2023世界机器人大会上,小米、优必选、宇树科技等企业纷纷展出人形机器人产品。
从研发角度看,未来人形机器人与人工智能大模型的发展是相向而行的。未来大模型研究可分为前端感知模型、决策规划模型和强化学习模型三个模块,三个模型紧密相关,使人形机器人能更准确地感知物理世界、判断来自人类的指令任务,理解人们的生活场景,从事生产、看护、陪伴交流等“工作”。
人形机器人是信息、制造、材料、能源、生命等高新技术的集大成者,涉及领域新、技术含量高,其创新发展蕴含巨大生产力潜能,有望带动新的经济增长点不断涌现。在政策和技术加持下,人形机器人将在工业、医疗、家庭服务等领域得到广泛应用。据国际机器人协会预测,2021年至2030年,全球人形机器人市场规模年复合增长率将高达71%。中国电子学会预计,到2030年,我国人形机器人市场规模有望达到8700亿元左右。
量子信息:“一触即发”的速度
怎样测量“针尖”大物体的内部,还不用破坏它;对成百上千个靶点进行分子级药物模拟该怎样“分分钟”完成;重要信息通讯怎样保证“无条件安全”……量子信息产业正给出最新答案。
随着近年来对信息保密、计算能力、测量精度等需求的不断提升,量子通信、量子计算和量子测量等量子信息技术迅速兴起,并形成若干个产业赛道,有望成为推动信息产业和数字经济升级的催化剂,加速生产力变革。
量子计算可以在一步计算中完成传统电子计算机多步完成的计算,具备指数级计算加速能力。在对算力要求极高的特定场景中,量子计算能够发挥独特优势。
量子测量就像微观世界中一把精密度非常高的尺子,可测到比纳米还小的物体,有望在测量精度、灵敏度等方面超越现有技术,还可以开发新的应用场景,是量子信息技术下一个“离产业最近”的方向。
此外,量子通信已被列入国家政策重点培育的前沿科技产业。近年来,我国通过建设一系列量子通信工程,已实现地面通信专网、量子通信卫星等基础设施的互联互通。
当前,我国的量子科技已实现了从跟跑、并跑到部分领跑的历史飞跃,量子通信研究稳居国际前列,量子计算研究牢固确立国际第一方阵地位,量子精密测量研究多个方向进入国际领先行列。
据有关机构预测,到2029年,量子精密测量市场规模将增长到13.48亿美元;到2030年,量子通信市场规模将增长到431亿美元,量子计算市场规模有望达到上千亿美元。
新型显示:“显”出千姿百态
纸一样薄的屏幕可以卷成圆柱形方便携带、汽车里“隐藏车载显示”让屏幕与内饰“融为一体”、带有显示功能的便携医疗检测箱可进行远程医疗……高清、智能、多样态的显示屏正成为多方竞相布局的产业新赛道。
一块显示屏,蕴藏大前景。数据显示,2011年以来,我国新型显示产业营业收入年均复合增长率达到21.6%。每一元的显示器件产出可以带动下游信息消费类终端产出十元。更重要的是,新型显示产品与5G、人工智能、物联网等新兴产业加速融合,打开全新的创新磁力场和应用空间,助力各行各业升级跃迁。
薄如一张A4纸,电脑屏幕可以像画轴一样缓缓卷起来——一款柔性显示屏为笔记本电脑形态创新打开更多空间。小到穿戴设备,大到可视屏幕,创新正驱动新型显示技术加速迭代,加快开发新应用。
与技术创新相呼应,新型显示产品与5G、人工智能、物联网等加速融合。在工业控制、汽车电子、远程医疗、智慧城市等领域,新型显示也在大“显”身手。
2022年,我国新型显示产业全行业产值超过4900亿元,全球占比36%。其中,显示器件产值3671亿元,全球占比48%;显示器件出货面积1.6亿平方米,同比增长5%,助力电视机、显示器、智能手机、笔记本电脑等产品产量位居全球第一。
据中国电子信息产业发展研究院发布的《中国新型显示产业高质量发展指数(2023)》,我国显示产业已形成庞大的产业群,产业吸引投资超过1.4万亿元,形成了车载、医疗健康、公共显示等六大新兴显示应用。目前,新型显示产业正与5G、物联网、元宇宙等信息技术进一步融合,在智能家居、电子标签等领域加快应用渗透,并在电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑以及移动智能终端等五大传统应用领域优化产品功能,产业发展前景非常广阔。
基因技术:探寻“生命密码”
运用基因和细胞治疗,将肿瘤细胞转变为健康的肌肉细胞不再是空想;“准妈妈”通过基因检测,在孕期就可确认胎儿的健康状况;利用基因技术,可将二氧化碳人工合成为淀粉、合成为葡萄糖和脂肪酸……
小小“生命密码”,蕴含巨大“生产力”。目前,基因技术已应用到很多领域,并取得突破性成果,成为助推生物科技和产业变革的重要引擎。基因慧数据显示,2023年,基因技术产业的市场规模达到2425亿元。其中,基因检测潜在市场为1460亿元,基因治疗市场为790亿元,基因合成市场规模为175亿元。
将外源正常基因导入靶细胞,对基因进行“编辑”,以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病,以达到治疗目的——基因和细胞治疗已经成为生物技术领域较为前沿的方向之一。目前,地中海贫血、B 型血友病、视网膜病变、脊髓性肌萎缩症等多个疾病基因治疗用药已有显著突破。
治疗之外,基因检测更已走进寻常百姓家。《2023基因行业蓝皮书》显示,长沙市通过对148538例孕妇实施无创产前基因筛查有效避免了212例唐氏儿的出生;河北省已将该项目覆盖全省所有孕妇,单次筛查费用的采购成本降至400元以下;在提高老年人健康预防方面,基于液体活检的肿瘤早筛(早检或早诊)正在加速展开。
以基因测序为例,相关产业正在快速发展,包括华大基因、吉因加、泛生子等以基因测序服务为主的公司在全球市场占有一席之地。在基因治疗领域,龙头企业达安基因2022年总营收达120.46亿元,药明康德更是达到393.55亿元。
多地已将基因技术企业列入“十四五”发展重点。我国多个城市建立生命健康办,在生命伦理和生物安全的合规框架内,鼓励基因科技基础研究、技术转化和产业发展。有数据显示,我国已有超20个城市在生物产业领域建立10亿级基金;多地出台基因技术产业文件,建立基因技术产业园,培育基因技术产业集群。专家预计,十年后市场规模将达到或超过当下的互联网及人工智能。