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德國未來技術主權布局

自2020年始,德國、歐洲對於擺脫單方面技術依賴、加強技術主權的討論不斷升溫,捍衛歐洲價值觀、保障德國產業競爭力成為領導階層共識。新冠疫情對德國產業鏈、供應鏈的震動加快了德國政府維護技術主權的步伐。2021年4月,德國聯邦教研部組織編寫了紀要文件《聯邦教研部——技術主權倡議》(BMBF-Impulspapier zur Technologischen Souver.nit.t,以下簡稱紀要文件),集中討論技術主權重要性,以未來為出發點鞏固、增強相關領域技術競爭力、領導力,反映了未來德國創新鏈布局。本文對此予以解讀。
01
德國對技術主權的認知
德國、歐洲技術主權的競爭對象,既包括美國,也包括中國等新興國家。文件指出,中國、印度以及拉美等地區在經濟、政治等國際事務中追求發揮更大作用,將技術作為實現目標的關鍵,而老牌發達國家如美國則捍衛其地位,微芯片競爭是此類技術競賽代表。文件認為,德國需保持關鍵技術研發和應用的國際水準,並符合歐洲價值觀。技術主權的核心要義是德國在保持競爭力、就業和社會繁榮的同時,不會以損傷德國的價值觀為代價,如自由、法治、可持續性等。
在技術主權的定義上,德國聯邦教研部將其表述為「掌握核心技術和以技術為基礎的創新的資格和能力」。在地域上是要在歐洲自主開展關鍵技術的研發和基於技術的創新,並建立自己的產業能力。文件認為單純的國家行為不足以獲得技術主權,需要利用歐盟內部統一市場開辟進入世界市場的路徑和製定標準,其中德國要發揮核心驅動作用;要在歐盟研究框架計劃下開展合作,建立歐洲研究和經濟區是歐盟保持競爭力的關鍵。德國在2020年下半年擔任歐盟理事會主席國期間就啟動了對研究框架計劃(EFR)的動態調整,在歐盟內部針對未來前瞻技術方向交換意見,這些技術被認為是歐盟擁有技術主權的重要基石。
在對於技術範圍的理解上,技術主權並不意味著德國在所有技術領域占據領先地位,而是意味著融入全球知識和創新網絡,加入全球供應鏈。日益復雜的創新過程在很大程度上限製了單一國家開展創新的可能。德國當前要明確哪些技術屬於關鍵技術,國家在什麽前提下開展對相關技術的扶持。
在對關鍵技術的理解上,德國有以下幾條對照標準:
(1)關鍵技術表現為高技術、跨行業的應用廣度和較高的創新潛力;
(2)關鍵技術是經濟體競爭力的基礎或者滿足社會的核心需求以及與國家的重大關切密切相關(如民事安全、氣候環境保護、醫療保健、關鍵基礎設施等);
(3)關鍵技術本身表現為研究密集型,在研發和應用中對資本和特殊能力具有巨大需求;
(4)在從基礎研究到市場化應用的過程中,關鍵技術需要確保完整的價值鏈;
(5)關鍵技術具有未來導向性,因此需要有鑒別新興技術領域和價值模式的方法,並進行長期跟蹤觀察趨勢變化,如數字經濟、平臺經濟、氣候和資源友好型技術等。
除以上標準外,還包括《歐盟篩選條例》(2020年10月實施)、《德國對外貿易和支付條例》相關條款內容,如德國聯邦經濟能源部在2021年1月22日推出的關於《德國對外貿易和支付條例》第17次修正案草案中明確表示,德國聯邦政府希望在未來的外國投資審查中,特別針對外商對有前景的行業的德國公司做出的投資進行審查。此外,應當持續對所涉及技術領域的(德國)市場能力和私營經濟體能力進行評估,以決定國家在多大程度上予以幹預,如有針對性地和企業開展合作開辟新興市場、建立創新生態體系等等。以上措施是為了避免德國、歐盟過度單方面依賴歐洲以外的知識和進口,進而避免歐盟之外地區對德國、歐盟經濟、政治可能實施的限製。
02
德國科技自主的落腳點
在政策上,教研部認為對於創新鏈的各個階段和創新過程中的眾多參與方,要有綜合性的政策策略。在「科學和研究」的概念下,不僅有對現有技術的不斷開發,還包括新的、突破性技術以及下一代技術理論基礎的產生。20世紀,德國曾在高質量消費類電子產品和光學產品方面世界領先,直到來自美國和亞洲的半導體技術引發根本性轉變。目前人工智能、量子技術為傳感器技術、通信或數據分析帶來新機遇,德國在這些領域的基礎研究活躍,不斷獲得、掌握新技術並向應用方向發展。
創新鏈的調整變化,即加強技術主權的策略開發,要根據技術和應用的對外依存度來進行。首先出發點是對技術和能力的分析、對德國和歐盟的研究地位和市場地位的國際比較分析,以及對國際夥伴的可能的依賴程度分析。其次要製定適宜的戰略,鞏固擴大原有優勢,彌補現在創新鏈上的薄弱環節,減少外部依賴。重點關註如何在下一代技術中達到領先地位,即實現跨越式發展;在國際合作中,將技術先進方整合到自己的創新網絡中,共同建立必要的基礎設施,在知識交流中獲益。
鑒於研究過程的日益復雜,強調跨學科、跨主體、跨國界的合作尤為重要。但在合作對象方面,德國首選與其有價值夥伴關系的國家,價值夥伴的基礎是科學自由、科學自組織性(Self-Organization,也稱自發秩序)以及安全、透明的框架條件。德國傾向於通過多邊組織或論壇確立通過頂層交流、引導和管理的框架,通過雙邊科技合作協議或工作組會議開展對具體技術領域的聯合資助,通過參與產學研代表開展的跨境對話創建科學創新網絡,以此建立可持續合作夥伴和價值夥伴關系。合作夥伴關系要能在合作過程中避免戰略相關的科技外流。針對技術轉移,教研部強調要加強對在德國和歐盟境內創新公司的創業、發展壯大以及長期保留的關註。
03
德國技術主權關鍵領域、技術分析及目前政策策略科技自主的落腳點
德國目前的關鍵技術領域包括:(1)信息通信技術,特別是作為數字化轉型硬件基礎的微電子,在各領域、學科廣泛使用的軟件系統,以及包括人工智能在內的學習系統;(2)光子技術及其延伸第二代量子技術;(3)材料創新技術;(4)生物技術,包括對活生物體的研究、改造、使用,及其作用機製在技術領域的應用;(5)生產技術和工藝,如與傳統工程技術結合的增材製造(3D打印);(6)環境技術,用於減少環境承載壓力以及循環經濟基礎;(7)可持續能源技術;(8)分析、測量技術,包括光學、探測器技術、電子讀取技術。
德國對相關技術的分析和政策措施如下。
3.1 下一代電子技術
電子技術是數字化轉型的基礎,電子元器件對於數字化系統的可靠性、安全性、可持續性至關重要,對技術主權也至關重要。德國目前在傳感器技術、電力電子學、中等功率的專業處理器、系統集成方面處於世界領先水平。通過極紫外(EUV)光刻技術,德國公司和荷蘭公司共同在高性能芯片製造機領域處於頂尖地位。但在高性能處理器、存儲器以及通信網絡硬件等方面,德國嚴重依賴歐盟外的進口,此外還有本土生產的電子元器件也嚴重依賴亞洲或非歐盟的生產組件。德國以及歐洲為在下一代技術路線如超越摩爾、神經形態芯片等尚未成熟的相關技術領域中迎頭趕上競爭對象製定了相關創新舉措,如發布《研究和創新框架計劃2021—2024:微電子·可靠與可持續·為了德國和歐洲》、在歐洲共同利益重點項目(IPCEI)中對微電子綜合研究和創新進行支持、建立德國微電子研究工廠(FMD)、設立德國微電子研究實驗室(ForLab)。
聯邦教研部的數字化戰略中製定了旗艦計劃「可信賴的電子產品」(Vertrauenswürdige Elektronik),其核心是實現來自德國和歐洲的基於標準和認證的可信賴的電子產品,同時啟動了可靠電子設備項目(ZEUS)以及支持邊緣應用和人工智能的專業處理器資助重點項目(ZuSE)。
3.2 通信領域
德國意識到,盡管過去數年德國和歐盟在5G領域進行了大規模投資,但無緣世界頂尖地位,其嚴重結果是依賴亞洲和美國的供應商(關於網絡設備供應商華為進入歐洲5G網絡的討論顯示了依賴是何等嚴重),以及自身工業基礎不完備。德國希望通過發展新的、下一代通信技術6G和量子技術,參與相關標準的製定,重返世界通信頂尖行列。在6G網絡要求方面,首先數據中心必須在德國或歐洲,其次集成量子通信需確保網絡的安全、韌性和性能。為提升潛力,德國需要頒布全面的政策措施並結合大規模研發投入,在應用轉化、基礎設施建設和環境測試上發力,同時通過科研參與製定國際標準,強調德國與歐盟以及國際步調一致的重要性。
在具體行動上,聯邦教研部正製定通信系統的專業計劃,計劃的戰略目標是提升通信系統的技術主權、韌性、可持續性,增強德國企業在未來重要領域的競爭性,實現標準化和製定歐洲統一解決方案。德國將籌建三個「未來通信技術/6G」研究中心,建立「6G平臺」作為全面協調中心。在工業領域,德國通過與「量子通信創新中心」緊密交流,讓工業部門率先發展安全可靠的量子通信網絡組件。6G研究中心的另一項重要任務是製定戰略,促進初創企業建立、成長,營造相應生態體系。在與非歐盟企業建立戰略合作夥伴關系時,需要將其加入國家6G計劃或歐盟層面項目之內。
3.3 軟件和人工智能
在幾乎所有行業中,軟件編製都已成為系統工程的核心,但德國軟件專業人才缺口凸顯。德國軟件行業的窘境包括:近90%的軟件公司員工少於10人,大型軟件公司開發的軟件系統過於單一封閉,在很多地方遺留軟件(Legacy-Software)阻礙了進程、生產和管理的現代化。基於人工智能的軟件系統對數據評估、技術系統自動化等提供了新的可能。德國和歐洲在這一領域的科學基礎上處於世界領先地位,但在應用轉化上處於劣勢。德國和歐洲人工智能面臨的主要挑戰是專業人才的缺少、在關鍵基礎設施上對非歐盟供應商的高度依賴。
在應對上,聯邦政府製定了以技術主權為方向的人工智能戰略,中心任務是建設研究生態體系,包括人工智能能力中心的擴建、強化以及在歐洲的聯網。這包括尤里卡計劃協調的項目、德國聯邦教研部資助的「人工智能國際未來實驗室」等等,最終目標是實現人工智能歐洲製造(AI Made in Europe)。
3.4 數據技術
數據是新知識、創新和價值創造的核心資源。聯邦教研部的數字化戰略、聯邦政府的數據戰略(2021年1月發布)均為此而生。實施過程中,為改善對研究數據的使用,聯邦政府和地方政府共同決定建立國家研究數據基礎設施(NFID),每年經費預算達到9000萬歐元,也將為歐洲開放科學雲(EOSC)提供服務。聯邦教研部在研究數據行動計劃(Aktionsplan Forschungsdaten)中捆綁了眾多活動方案,用以加強科學界的數據能力。德國倡導實施Gaia-X計劃,發展歐洲的雲基礎設施。
3.5 量子計算機
德國視量子計算機為未來占據國際競爭優勢的重要工具,其在量子計算方面有良好的科學基礎,同時在推動量子計算的微波技術和低溫技術領域擁有自己的供應商,在應用方面有眾多潛在工業客戶。與美國不同的是,德國沒有囊括整個量子計算體系的大型高技術巨頭。受限於對歐洲外(包括中國)供應商的依賴,德國希望在量子計算的早期發展階段取得領先優勢,實現未來計算技術的自主。
在實際行動上,2018年起德國通過「量子技術——從基礎到市場」計劃從科學基礎和技術應用兩方面推動量子計算,並通過「量子計算戰略倡議」推動相關領域(核心為下一代量子芯片和量子信息學——算法、軟件和應用程序)占據國際領先地位。在歐洲層面,德國參加了量子技術聯合資助計劃(QuantERA)。項目成功標準是實現歐洲製造量子計算機和國家產業規模化。聯邦教研部在量子領域青年人才培養方面著重提到,要通過針對性資助阻止在歐洲接受過培訓的專家外流。
3.6 未來價值創造體系中的技術自主
在保持、擴大在現有世界經濟體系中競爭能力的同時,德國要求建立數字化生態體系,用於應對向氣候轉型和資源節約過渡的世界經濟競爭,以及建立相關社會、倫理標準。除通過工業4.0實現製造業的網絡化、自動化外,未來價值創造體系還有生產、服務的互聯,對應建立的新商業模式(數據、平臺、如人工智能等新工具),在可持續視角下從生產到回收的價值體系,新材料以及新能源的開辟。
德國要在以上新價值創造體系中的技術方面實現自主。聯邦教研部新的「未來價值創造」(Zukunft der Wertsch.pfung)項目,有針對性地對價值體系中涉核心技術主權領域進行資金資助,鞏固優勢,彌補依賴性短板。
針對生產、服務價值鏈中國際合作的日益增強,國際技術夥伴關系成為能力互補的重要工具,可以通過與選定國家的技術整合,減少單方面依賴性。聯邦教研部在歐洲研究區網絡(Era-NET)、尤里卡計劃等歐洲研究促進框架內開展雙邊合作、多邊倡議。
此外,循環經濟、材料創新、電池研發、綠色氫能以及特別提到的疫苗研發都是德國關註的要保持相應技術自主能力的領域。
3.7 建立新的、強大的科創夥伴關系
德國認識到技術主權無法脫離跨國合作,要為德國和歐洲建立新的、強大的科創夥伴關系。
聯邦教研部以聯邦政府教育、科學、研究國際化戰略為指導,通過多種政策工具營造這種夥伴關系,包括建設吸引關鍵技術領域頂尖人才的「國際未來實驗室」。2020年5月教研部資助組建了三個「人工智能國際未來實驗室」(柏林、漢諾威、慕尼黑),每一個實驗室都匯聚了來自美國、法國、瑞士、墨西哥、阿根廷、澳大利亞、新加坡、新西蘭和印度等國的科學家,人員最多的實驗室有12名科學家,下一步將組建「綠色氫能國際未來實驗室」。2020年7月開始,德國先後推出資助措施,與澳大利亞、印度、日本、韓國、馬來西亞、新西蘭、新加坡和泰國的合作夥伴開展綠氫技術的聯合研究。
中小企業國際化是德國提升技術主權的重要一環,是產學研國際轉換的重要推動力。為助力中小企業更好地利用國際研發成果,聯邦教研部推出「中小企業國際化」項目,擴大2+2合作模式(雙邊各一家中小企業和研發機構),加強國際層面的集群、網絡資助,推動跨國知識流動。
在雙邊合作上,教研部強調價值觀夥伴國優先,特別是與法國的合作處於首位;在亞太地區與價值觀夥伴國擴大合作關系具有重要意義。多邊合作上,德國將充分利用2022年擔任G7輪值主席國的契機予以推動。2022年下半年,德國將接任「尤里卡研究網絡」主席國,聯邦教研部希抓住該契機,立足德國工業促進國際技術合作,針對性地推動與德國相關的重大戰略課題。
04
結語
對技術主權的討論是包括德國在內的整個歐洲對國際形勢日趨復雜、貿易體系危機頻現的反應,從該紀要文件看,德國在創新鏈上著眼未來,力圖在未來顛覆性、跨越式發展的技術上抓住先機;在未來技術合作上將價值觀加入衡量標準,將以法國為主的歐洲夥伴作為創新鏈的根基,加強與中美以外價值觀夥伴國的創新合作。

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