構建面向重大科技基礎設施的區域戰略性新興產業篩選體系：結構框架與實踐思考
中國網/中國發展門戶網訊 2021年3月，《求是》發表的習近平總書記署名文章指出：“進入21世紀以來，全球科技創新進入空前密集活躍的時期，新一輪科技革命和產業變革正在重構全球創新版圖、重塑全球經濟結構”。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》進一步明確，要“發展壯大戰略性新興產業”。要通過強化國家戰略科技力量來推動戰略性新興產業的發展壯大和經濟體系的升級，重大科技基礎設施作為我國戰略科技力量的重要依托和載體，將會成為新一輪產業變革和科技革命的重要物質基礎以及技術基礎，對全面貫徹落實國家發展戰略性新興產業、實現科技產業變革具有重大的戰略意義。如何最大限度地發揮重大科技基礎設施的產業集聚效應，從而構建出具有創新驅動力的區域產業集群？如何全面釋放重大科技基礎設施的社會經濟效益，以推動區域經濟實現高質量發展？如何綜合考慮新形勢下的多方面因素，篩選出面向重大科技基礎設施的區域戰略性新興產業？回答相關問題，亟須建立一套合理的產業篩選理論體系。
新一輪科技革命和產業變革亟須構建面向重大科技基礎設施的產業篩選體系
戰略性新興產業的概念和演進
戰略性新興產業基于重大技術突破和需求興起，具有知識技術密集、資源消耗少、潛力巨大、綜合效益顯著等特點，對經濟社會發展有著重要引領作用。2010年，國務院頒布《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》。“十二五”期間，確定規劃發展新一代信息技術、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車、節能環保七大戰略性新興產業。“十三五”期間，進一步拓展戰略性新興產業的內涵，在七大基礎產業上新增數字創意產業。“十四五”規劃指出，“著眼于搶占未來產業發展先機，培育先導性和支柱分享性產業，推動戰略性新興產業融合化、集群化、生態化發展”，這對戰略性新興產業的發展提出了新的、更高的要求。
戰略性新興產業是區域經濟高質量發展的重要引擎
戰略性新興產業是科技革命和產業變革的新方向，是培育區域新動能、打造未來新優勢的關鍵。“十三五”期間，戰略性新興產業發展迅速，規模日新月異，關鍵技術穩步突破，已經成為形成區域新質生產力的關鍵。例如，2023年深圳市戰略性新興產業的增加值達1.45萬億元、增長8.8%，占國內生產總值（GDP）比重41.9%，超過規模以上工業增加值6.2%的增長率，已經成為深圳經濟發展的重要引擎。“十四五”期間戰略性新興產業發展更是需要面向前沿技術和新興領域，抓住新一輪產業變革和科技革命的新機遇，著眼全球產業結構和布局調整過程中的新方向，勇于開辟產業新領域、挖掘發展新動能、尋找制勝新賽道。
戰略性新興產業發展仍存在瓶頸
我國戰略性新興產業正處于搶占制高點、向上躍升的重要關口，面臨著如下4個瓶頸。產業原始創新能力不足。目前我國基礎研究投入的整體水平和發達國家相比仍然偏低，基礎研究能力仍是明顯短板，原始創新能力的“瓶頸”問題亟待解決，需要實現“從0到1”的突破。高層次技術人才結構性短缺。戰略性新興產業具有知識技術密集的特點，涉及眾多前沿先進技術，但在人才引進方面，尚未形成全球人才吸納體系，人才培育體系未能與產業發展相匹配。產業培育周期長，資金投入與市場風險大。戰略性新興產業項目往往不確定性強、資本投入回報期長，單純依靠政府或少數龍頭企業難以滿足產業對資金膨脹式的需求。產業鏈協同發展基礎薄弱。龍頭企業未能有效引領上下游企業，并未形成互補集群式的發展模式，而中小企業規模較小，競爭力不足。
重大科技基礎設施是關鍵技術突破的重要支撐
新質生產力是以科技創新為主的生產力，而重大科技基礎設施正是科技創新的引領和支撐。2023年12月，中央經濟工作會議提出，“要以科技創新推動產業創新，特別是以顛覆性技術和前沿技術催生新產業、新模式、新動能，發展新質生產力”。作為科學前沿革命性突破的重要支撐，重大科技基礎設施可以有效加強基礎研究，吸引國內外高水平人才，集聚引領新興產業共同發展，對戰略性新興產業關鍵技術突破起到了重要支撐作用。例如，東莞市“十四五”規劃重點發展生物醫藥產業，充分發揮散裂中子源對生物醫藥產業的集聚作用。2022年，松山湖生物醫藥產業基地集聚了全市80%以上的生物產業創新資源，約有500多家注冊生物醫藥企業，其中規模較大的有21家，實現總產值近240億元，已成為重要的核醫學研發中心、生物醫藥研發制造基地。
發達國家積極布局重大科技基礎設施
科技創新已成為提升國家核心競爭力的關鍵賽道，世界各國競相追逐，以期在全球競爭中獲得優勢。重大科技基礎設施作為科技創新活動的重要支撐平臺，對于拉動國民經濟增長、促進產業結構調整升級、提高科技競爭水平發揮出了重要的推動作用，美、英、德、日等發達國家自20世紀中期爭相布局前沿基礎學科，加強重大科技基礎設施建設，大力發展新興產業，以搶占未來科技發分享展制高點。例如，英國在2008年金融危機后，依托同步輻射光源、散裂中子源和大型激光裝置等平臺型重大科技基礎設施，逐步形成健康、能源和航空三大產業集群，為英國帶來大量的就業機會；德國依托重大科技基礎設施的研究方向不再局限于天文學、物理學等傳統學科，開始轉向下一代列車與汽車等更能帶動產業升級的前沿技術；日本重大科技基礎設施的布局為“社會5.0”時代需要的網絡數字、能源低碳、防災防疫等領域技術提供了重要支撐。
產業篩選體系構建
當前多數產業篩選的研究主要聚焦于重大科技基礎設施的科學價值、發展策略和管理機制，根據設施科學價值和內部管理模式給出相應的產業發展建議，缺少相關理論和基準體系，對產業發展方向的指導性不強，阻礙了設施經濟價值的發揮。重大科技基礎設施產業篩選不同于傳統區域產業篩選，尤其是在各個設施的研究范圍、主要學科、地理位置、投資水平和設施規模等都不盡相同的情況下，只有充分考慮設施本身的技術優勢和集聚效應結合地區產業的經濟規模、增長速度、資源條件，以及市場需求等各種因素，才能選擇出合適的戰略性新興產業助力地方產業變革，從而拉動區域乃至國家的相關產業發展。
本研究根據“十二五”規劃確定的新一代信息技術等七大戰略性新興產業及國家統計局制定的《戰略性新興產業分類（2018）》標準，基于波特鉆石模型（Michael Porter Diamond Model），充分結合重大科技基礎設施特點，構建戰略性新興產業篩選體系，為地方政府發展戰略性新興產業提供參考。
基于波特鉆石模型的戰略性新興產業篩選模型構建
重大科技基礎設施產業篩選的目標在于充分發揮設施的社會、經濟效益，帶動地區相關產業發展，其篩選的對象往往是高新技術產業或戰略性新興產業，具備技術密集、高附加值、高風險的特點。但是，產生于20世紀中期有著各自時代背景、假設前提和特定應用范圍的產業篩選經典理論，并不完全適用于我國當下各地區經濟產業發展不平衡的現狀和以重大科技基礎設施為核心的產業篩選體系。同時，經典理論的篩選目標和對象也不盡相同。例如，波特鉆石模型又稱菱形理論、國家競爭優勢理論，由美國哈佛商學院著名的戰略管理學家邁克爾·波特1990年在《國家競爭優勢》一書中提出，主要用于分析一個國家某種產業為什么會在國際上有較強的競爭力。模型包含生產要素、需求條件、相關與支持性產業、企業戰略結構，以及同業競爭狀況具有雙向作用的4個因素和政府、機會相關的2個變數。模型主要用于研究國家特定產業或企業在國際貿易與經濟領域中競爭力的動態要素體系，其分析要素在研究其他領域時欠缺普適性。
因此，本研究綜合當前主要的產業篩選理論，考慮重大科技基礎設施的特殊性和支撐性，對波特鉆石模型進行修正，建立適用于設施的戰略性新興產業篩選的鉆石模型（圖1）。該模型具有3個特點：強調技術支撐能力。將技術資源從生產要素中拿出，單獨作為一個維度。依托設施發展戰略性新興產業的重要前提是設施具備技術支撐能力，為相關產業的核心技術突破提供物質基礎，隨后向產業擴散，促進整個地區的技術發展。弱化企業競爭。將企業競爭放入產業競爭能力指標中。原始的鉆石模型主要研究國家競爭力，那么就不可忽略大型企業間的競爭，而本研究針對的是設施對地區產業的促進作用，主要考慮龍頭企業能否通過設施實現技術突破，從而推動地區產業發展。突出政府干預的作用。設施可支撐的相關產業多為戰略性新興產業或高新技術產業，選擇符合政府戰略規劃的產業，推動產業鏈優化升級。
戰略性新興產業篩選指標體系
本研究提出的重大科技基礎設施戰略性新興產業篩選鉆石模型包含區域資源稟賦、產業升級潛力、技術支撐能力、社會需求條件、政府干預力度和其他相關機會6個篩選維度和對應的11個一級指標。
區域資源稟賦。根據赫克歇爾和俄林的要素稟賦理論，以及波特鉆石模型中的生產要素條件，地區重點發展的戰略性新興產業應該有良好的區域資源稟賦，能有效支撐相關產業和產業集群的發展。波特指出，建立持久競爭優勢的關鍵在于擁有創造生產要素的機制，而不僅僅是擁有生產要素本身。一個地區要想建立強大且持久會議室出租的產業競爭優勢，必須發展高級和專業的生產要素，包括初級要素如天然資源、人力資源和基礎設施，以及高級要素如知識和資本資源。
產業升級潛力。一個地域的成功不僅依賴于單一產業的興盛，而是源自多元交錯的產業集群。因此，選擇產業時不能僅僅依賴現有支柱產業，還需著眼于有潛力的新興產業的發展。基于赫希曼的產業關聯度基準和波特鉆石模型的產業要素，針對戰略性新興產業的特點，本研究從產業成長能力和產業競爭能力兩個方面評估產業的升級潛力。產業成長能力可以從產業規模、產業增加值、項目投資額、成本費用率、總資產貢獻率等基礎指標評估，或者利用投入產出分析中的影響力系數和感應度系數來評估產業之間的聯系程度和擴散效應。產業競爭能力比較的內容就是產業競爭優勢，體現于產品、企業及產業的市場實現能力。產業競爭能力越強，設施可支撐的戰略性新興產業才越能行穩致遠，培育地方特色產業集群，以取得持久競爭優勢，實現經濟效益和社會效益的有機結合。
技術支撐能力。重大科技基礎設施屬于技術密集型的研究裝置，設施可支撐的戰略性新興產業往往離不開設施對相應技術的支撐能力。本研究通過相關技術成熟度和設施依賴性兩個方面評估設施的技術支撐能力。技術成熟度是技術發展應用的重要標準，可以基于美國國家航空航天局（NASA）開發的技術成熟度模型（TRL），邀請技術領域專家進行評估衡量。技術尚未成熟的科技成果難以準確評估其技術可行性、市場前景、經濟價值和投資需求，會阻礙科技成果轉化和產業化。技術成熟度高的科技成果代表著已成功將其應用于國內外產業領域的標桿實踐，相關技術已經突破，一經產業化就能迅速帶動當地產業發展。設施依賴性指的是該產業相關技術突破對該重大科技基礎設施的依賴性，一般依賴性越高，設施集聚產業的能力越高，越能吸引特色相關產業到該地區發展。設施依賴性還可以反映設施對產業的重要程度和設施的產業集聚能力。
社會需求九宮格條件。根據筱原三代平的需求收入彈性基準和波特鉆石模型中的需求條件，社會需求條件維度包含生態環保和市場需求兩個指標。生態環境及其保護是關系到人類生存和社會發展的基本問題，在當下生產力突飛猛進的時代更是人民群眾的根本需求；可以用產業能耗、單位能耗產值、廢棄物排放量等指標進行衡量，同時也要考慮產業的可持續發展，以及技術研發、轉化過程的環保情況。市場需求指的是本國市場對特定產業產品或服務的需求。全球化的競爭使得全球科技創新空前密集活躍，創新技術和產品不斷涌現，消費者的消費意愿和需求也不斷變化，開始追求高標準的產品質量和服務，刺激了產業不斷革新。
政府干預力度。政府可以通過戰略規劃和干預措施間接影響其他要素，包括法律、政策、投資、稅收等多種方式。只有在穩定而靈活的頂層設計保障下，政府才能成為有效推動戰略性新興產業發展的權威力量，使其在市場運行機制中贏得有利的資源流向及合理的資源配置量。可以通過分析政府的戰略規劃，如產業是否入選地方“十四五”規劃、政府規劃的重點領域、計劃投資額度、新設項目數量、減免稅政策等綜合評估政府干預力度。
其他相關機會。主要指的是對產業有重大影響的機會，包括重大技術突破、金融或能源危機、外國政治決策、戰爭、自然災害等突發事件。例如，新冠流行帶動的生物醫藥產業發展、俄烏沖突導致的世界能源危機、美國技術封鎖制約了我國某些行業時租空間的發展等。這些機會導致了產業的不連續性，某些產品或技術的快速涌現，對產業造成了巨大影響，甚至可能重塑產業結構。但若出現引發機會的事件，產業是否能夠利用機會形成并提升競爭優勢就顯得極為關鍵。
實證研究——以高效低碳燃氣輪機試驗裝置為例
高效低碳燃氣輪機試驗裝置是“十二五”規劃的重大科技基礎設施，旨在提供開展燃氣輪機重大科技問題攻關的基礎性條件，填補國家長期以來大功率燃機試驗裝置的空白。裝置的建設和運行為多個領域提供了世界領先水平的試驗平臺，包括天然氣高效利用、煤炭清潔利用、可再生能源、第4代核能、儲能、節能等領域，有助于促進戰略性新興產業發展，增強區域原始創新能力，提升相關產業自主化能力，實現高水平科技自立自強。
本研究通過參加產業和學術會議，訪談頭部企業、高校和科研機構相關負責人，查閱大量學術文獻、政策文件、產業報告后，研究小組收集到大量資料數據。同時，邀請裝置法人單位中國科學院工程熱物理研究所、參建單位江蘇中科能源動力研究中心的相關負責人和專家，通過研討會的方式共同確定裝置可支撐的主要戰略性新興產業、產業篩選評估指標的計算方式和量表，以及我國燃機相關技術成熟度等內容。最終，綜合上述資料數據和評估結果，整理形成本部分內容。
確定初步篩選對象
根據國家統計局制定的《戰略性新興產業分類（2018）》標準、燃氣輪機有關的文獻和訪談數據，如圖2所示，設施主要可以支撐新材料、新能源、節能環保、高端裝備制造、新一代信息技術、高技術服務（相關服務）六大戰略性新興產業、23個二級產業和71個三級產業。不考慮設施建設過程中的工程技術和建筑業，從長期運行來看，設施主要可以支撐的產品服務包括先進材料、燃機零部件、燃機整機、燃機相關系統、科學和工程相應的技術、信息、金融、法律服務等151種。由于燃機產業鏈涉及甚廣，零部件多達數萬個，尖端技術多達數千項，如表1所示，本研究初步篩選歸納了設施可以大力支撐的14個相關二級產業和重點產品服務作為初步篩選對象。
篩選結果與政策建議
本研究采用定量評估和定性轉定量的評估方式，面向高效低碳燃氣輪機試驗裝置，針對連云港市的戰略性新興產業進行了綜合評估。其中，將可以定量評估的指標依據相關數據賦予相應的分值，同時采用專家打分法賦予定性指標相應的分值，從而將定性指標轉化為可用分值評定的指標標準，最終使用層次分析法賦予各指標權重。本研究共發放《連云港市產業篩選體系指標權重共享會議室調查表》《高效低碳燃氣輪機試驗裝置主要關聯產業定性指標綜合評估表》《高效低碳燃氣輪機試驗裝置主要關聯產業相關技術成熟度評估表》3份調查問卷，共回收有效問卷55份。
根據已有數據和問卷結果，從區域資源稟賦、產業升級潛力、技術支撐能力、社會需求條件、政府干預力度和其他相關機會這六大篩選維度作出總體評估，評估結果顯示：六大新興產業中節能環保產業評分最高，新能源產業次之。基于評估結果，連云港經濟技術開發區應將節能環保產業和新能源產業作為未來重點發展的戰略性新興產業。
連云港市節能環保產業發展政策建議。加大節能環保產業培育政策的供給力度。節能環保產業作為戰略性新興產業，對推動生態文明建設和實現碳達峰、碳中和目標至關重要。它不僅有助于降低企業用能成本和提升經濟效益，還能擴大有效投資、穩定工業經濟和就業渠道。連云港的節能環保產業處于初級階段，政府應積極實施國家相關政策，為產業高質量發展提供更全面的支持。強化高效低碳燃氣輪機角色功能。節能環保產業作為新興產業，其快速發展取決于持續創新產業核心技術，因此應鼓勵節能環保產業依托高效低碳燃氣輪機進行技術改造，強化裝置的角色功能，助力節能環保產業快速發展。引導社會資本積極參與。節能環保產業作為極具發展潛力的行業，會對社會資本產生強烈的吸引力。為了促進節能環保產業的快速成長，連云港政府應積極發揮引導作用，鼓勵并促進社會資本的參與，共同培育這一產業的壯大。
新能源產業發展的政策建議。圍繞“十四五”規劃落地實施，促進新能源產業高質量發展。《連云港市“十四五”能源發展規劃》指出，“十四五”期間，連云港市要堅持綠色發展，提升化石能源清潔利用水平，推動新能源產業進一步規模化。但新能源產業的發展受到技術能力與技術成本的制約，連云港市政府應鼓勵新能源產業重點依托高效低碳燃氣輪機試驗裝置，實現核心技術突破，降低技術成本，助力新能源產業快速實現規模化。圍繞“雙碳”目標落地實施，引導產業持續創新。連云港市地理位置優越，是“21世紀海上絲綢之路”的重要交通樞紐。在碳達峰、碳中和的背景下，連云港市應依托高效低碳燃氣輪機裝置建立試點示范，推動燃氣輪機裝置與新能源產業結合，產學研融合助力企業持續創新，助力連云港市實現能源的高質量發展，打造“一帶一路”強力支撐點。
重大科技基礎設施支撐產業篩選體系的實踐思考
地方政府應當充分發揮重大科技基礎設施對戰略性新興產業的集聚作用。設施所提供的獨特試驗條件和高水平技術支持，為新興產業的領軍企業探索科技前沿提供了不可或缺的物質基礎，對于地區匯聚創新資源，吸引高端人才，推動新技術的研發和應用，推動產業升級提供了強大的支撐。以歐洲同步輻射光源（ESRF）、英國鉆石光源和上海光源等為例，它們憑借先進的科研設備與服務，成功吸引了羅氏、上海創新中心、強生制藥研發中心等全球500強和行業領軍企業。這些企業的集聚不僅推聚會動了地方經濟的顯著增長，更對整個產業鏈產生了強有力的帶動效應，為區域經濟的繁榮注入了強勁動力。
地方政府應當深入挖掘重大科技基礎設施在其全生命周期內所能衍生的多元產業，以進一步豐富和拓展區域產業生態。重大科技基礎設施在規劃、建設和運營等各個階段都能產生廣泛且深遠的衍生效益。以同步輻射光源為例，在其裝置建設期間，對高端科學儀器的需求極為旺盛，需要大量定制研發儀器設備以支撐項目的順利實施。面對這一需求，地方政府可以主動與科研院所進行緊密對接，系統梳理裝置建設期間對各類儀器的具體需求，以便高效銜接創新鏈與產業鏈資源。通過這樣的合作與對接，地方政府有望吸引一批高端儀器裝備的研發和生產企業在當地落戶，從而進一步推動區域產業的升級和發展，強化地方產業競爭力，為區域經濟持續增長注入新的活力。
地方政府應當認識到基礎研究的重要性，加強重大科技基礎設施的建設與運用，力求在原始創新領域取得重大突破，從而為戰略性新技術的蓬勃發展提供堅實的源頭支撐。以東莞市新能源汽車產業為例，中國散裂中子源為當地高新技術企業解決新型刀片電池材料結構、電池浸潤等關鍵問題上提供了重要幫助。當前，新一代信息技術、新能源、新材料及生物技術等領域的深度融合，正在重塑產業格局，使得傳統的產業邊界變得越來越模糊。地方政府必須繼續瞄準全球科技前沿，引領地區科技發展方向，推動產學研有組織合作，創新關鍵核心技術，以承擔起歷史賦予的重大使命。
（作者：張玲玲，中國科學院大學經濟與管理學院 中國科學院大數據挖掘與知識管理重點實驗室 中國科學院大學數字經濟監測預測預警與政策仿真教育部哲學社會科學實驗室；黃從利，中國科學院大學經濟與管理學院 中國科學院工程熱物理研究所；周非特、劉龍，中國科學院大學經濟與管理學院；徐祥，中國科學院工程熱物理研究所；編審：楊柳春；《中國科學院院刊》供稿）