三大技术将引爆全球新科技产业革命

企业   2024-11-25 06:29   上海  


作者姚荣伟 华略智库创始合伙人、首席研究员;黄也展 调查评估部研究员 

来源:上海华略智库(ID:HUALUETT)


抓准新科技产业革命机遇,培育发展新质生产力,推进发展新型工业化,形成新兴产业链群集聚,实现新旧发展动能转换,是“十五五”时期我国推动经济高质量发展的首要任务。那么新科技产业革命或者说新一轮长波周期的核心驱动力是什么?初步判断:这波科技产业革命极有可能超越以往周期相对单一的主导技术牵引,呈现出智能、健康、绿色三大主导技术融合突破与协同支撑的全新态势,各地需要结合自身基础条件进行选择性培育和壮大。
全文8182字,阅读约21分钟

人工智能将成为全球竞合第一赛道



新一轮科技产业革命目前最热的赛道,就是人工智能赛道。截至2023年,全球人工智能初创企业突破了11万家,累计融资超过了2500亿美元。其中,美国和中国成为全球人工智能企业和人才团队最密集的地区。据国际数据公司(IDC)估计:2024-2026年,人工智能产业预计将实现18.6%的年复合增长率,2026年整个市场规模将达到9000亿美元。具体将包含四个重大趋势:


趋势一:新一轮智能硬件升级长周期正式开启


2018年开始,全球半导体产业陷入了“缺芯、缺产能”的境地。2022-2023年,随着主要大厂芯片制造的集中供应,全球芯片产业除少数种类的芯片(如工业电源管理芯片和微控制器等)仍然短缺之外,产业供应格局演变为“降价、去库存”。国内外智能手机、传统笔记本电脑等消费性电子产品市场都趋于饱和,相关芯片供应都出现了过剩现象。与之相反,全球人工智能(以ChatGPT为代表的生成式AI)、AR/VR、物联网、智能驾驶汽车、云计算、5G/6G、智慧医疗等创新应用开始进入大规模商业化阶段,有望成为引爆半导体产业和新一代消费性电子的下一个“杀手级”应用。


根据中信证券研报分析,如在AI个人电脑和手机领域,短期内将“硬件先行”,以芯片为核心打造AI Ready PC/Phone;中期内将“应用发力”,端侧大模型和杀手级应用有望推动换机潮;长期将“重塑计算体系”,LLM(LargeLanguageModel,大语言模型)有望成为新一代操作系统,彻底颠覆人机交互方式。在XR设备领域,2024年苹果Vision Pro将在北美正式发售,用户体验和市场反馈或将超预期,大模型有望在内容端进行赋能。


趋势二:大模型将牵头引领人工智能创新


早在2017年,以Transformer为代表的深度学习模型就已经被提出。但直到近两年,ChatGPT和Sora等具有颠覆性意义的大模型产品才在全球引爆。究其原因,是训练大模型所需的算力基础设施在近两年取得了突破式的发展。通俗地说,就是AI芯片及搭载AI芯片的超级计算机突破了技术瓶颈。从2023年开始,世界大模型厂商正在以 GPT-3.5/4 为目标,不断扩大底座模型的参数量,头部大模型厂商率先进入了商业化阶段。


根据中信证券研究,今后几年全球将有若干厂商达到 GPT-4 水平,多模态领域有望成为下阶段竞争焦点。从应用场景看,大模型技术在企业端应用最快,企业用户主要通过AIGC服务来降本增效,教育培训、软件信息等知识密集型或数字化程度高的行业首先迎来重大商机。个人端弹性最大,类似“虚拟聊天机器人”和“垂类 AI Agent”等终端应用产品将率先实现大规模应用。尤其值得注意的是:Sora大模型作为世界级的模拟器,短期内有望应用于广告营销、短剧;中长期将革新影视、游戏行业,对整个数字文创、数字内容产业将带来革命性的重塑,动画、特效、短视频等产业将迎来新的巨大增长。


趋势三:具身智能和智能驾驶引来超级风口


人形机器人是人工智能(AI)技术与机器人高度结合的产物,是智能机器人的最高级形态和AI应用最具想象力的空间。随着特斯拉“端到端”、谷歌RT-2以及World Model等人工智能核心技术的重大突破,国内外头部企业纷纷投放新产品,如2022年特斯拉和小米分别发布其人形机器人原型机TeslaBot“Opimus”(擎天柱)和CyberOne(铁大),并预计到2024年将分别达到1000台级别的交付量,全球人形机器人产业化和商业化的序幕正在徐徐拉开。


智能驾驶领域是人工智能当前最大的商业化应用场景,面对中国每年1000万辆新能源/智能网联汽车的巨大产能,智能驾驶领域是未来五年AI最大的产业风口。2023年以来,国内头部车企陆续实现“BEV+Transformer”上车,使“无图”城区领航成为可能;特斯拉开始向下一代“端到端”进发,正在研发更具颠覆性的World Model,可能形成自动驾驶领域的GPT时刻。根据中信证券研报,未来几年特斯拉将继续引领全球自动驾驶技术变革,特斯拉AI Day和FSD V12将成为新宠。从国内来看,造车新势力厂商将加速推动城区领航功能的落地,智能驾驶渗透率有望突破1%的拐点,头部车企将展开“口碑争夺战”。


趋势四:国内中高端半导体将加速国产替代


智能芯片是人工智能皇冠上的明珠,目前全球以英伟达为龙头的智能芯片产业正在狂飙突进,英伟达已经超越苹果公司成为世界市值最高的科技新秀。根据高盛研报预测,2024年至2026年全球预计总共将有109座新晶圆厂投产,届时预计智能芯片行业将达到1万亿美元的规模,与AI革命相伴随的“硅基帝国”正在迅速崛起。也正因为如此,世界主要大国把智能芯片作为人工智能乃至高科技全领域的核心科技与核心产品,进行激烈的竞争绞杀,全球高端半导体领域脱钩断链的趋势愈加明显。


从拜登政府上台以来,美国对华实施“小院高墙”政策,对普通中低端芯片可以放开,但对智能芯片、关键制造设备等高端半导体环节全面加强对华封锁。随着特朗普政府的再次上台,美国对华经贸战和科技战将全面升级,“小院高墙”政策将升格为“大院高墙”政策,不但高端智能芯片,就连中端的普通规制芯片都可能纳入封锁和限制出口范围。作为回应和风险规避,我国将在整合微控制单元、模拟芯片等成熟制程环节的同时,全面加强对先进制程芯片设计与生产,上游关键设备/原材料、先进封装,以及AI芯片、算力链、HBM(高带宽存储器)等领域的国产替代,国内智能芯片及其相关产业链群将迎来迅速发展的黄金时代。


生物技术将成全球竞合最长“雪道”



从全球范围看,以合成生物学、基因编辑、脑科学、再生医学等为代表的生命科学领域正在积蓄动能,生物技术与信息深度融合加速成型,合成生物、精准医疗、智慧医疗等细分领域已经成为发展热点。据上海科技情报所研报测算,2024-2029年全球生物技术行业预计实现15%的年复合增长率,到2029年市场规模将达到3.5万亿美元。具体也将呈现四大重要趋势:


趋势一:合成生物行业发展格局基本确立


合成生物作为国内外生命健康产业临近成熟的未来产业赛道,市场规模正在急剧扩大。据Nova one advisor最新数据,2023年全球合成生物学市场规模为140.9亿美元,预计到2033年将达到约801.7亿美元, 期间年复合增长率为18.99%。目前,全球合成生物领域已初步建立了使能技术、平台工具和应用产品的三大发展格局。其中,使能技术企业主要提供DNA测序、DNA合成、基因编辑、生物信息学等关键产品;工具服务企业主要制造 DNA构件及集成系统,如平台开发、软件服务等;合成生物领域产品型企业则横跨医药、化工、能源、农业等多个关键领域。


趋势二:基因技术和基因检测实现快速发展


随着全球基因编辑技术研发加速推进,基因治疗方法和相关药物正在加速催生。目前,第三代和第四代基因测序技术成为重点攻坚领域,以细胞系改造、遗传工程、诊断和治疗应用等为重点的基因编辑产业链逐步成形。在这方面,美国占据着世界领先地位,波士顿/剑桥是美国最大的生物制药集群,拥有2000多家来自全球生命科学领域的科研机构和企业(如阿斯利康、赛诺菲、诺华、辉瑞等),位居全美生命科学行业五大求职地之首,并获得了世界“基因城”的新称号。


从我国来看,基因治疗产业发展时间较短,但发展速度十分迅猛。2023年我国CGT行业市场规模约33.81亿元,同比增长113.64%。目前,我国已形成较为完备的基因检测供应链,全国拥有基因治疗企业40多家,多数处在试剂盒开发和技术支持为主的产业链中游位置,但在基因检测的上游生产、生物信息和遗传病检测等领域,也都已具备一定的国际竞争力。


趋势三:类脑智能成为生命健康领域的战略方向


目前,全球正在探索布局类脑神经网络模型,并由此推动神经计算、类脑芯片、类脑智能机器人等技术和产品发展。其中,神经科学利用认知计算等修复或增强大脑功能,正加速脑机接口技术的崛起。据Strategic Market Research测算,2030年全球脑机接口(包括侵入式和非侵入式脑机接口)市场规模将达到53亿美元。从主要国家看,2013年美国与欧盟推出了两项脑科学重大计划后,日本、德国、法国等国也部署了脑科学相关研究计划。不过总的来看,全球类脑智能仍处于研究和发展的初期阶段,脑机接口技术是类脑领域唯一产业化的领域。


我国现有类脑智能企业近300家,虽然起步较晚,但是类脑智能研究已达到国际领先水平,率先实现了脑科学与智能技术两大领域的实质性融合,尤其在脑机接口领域取得了多项技术突破。例如,“北脑二号”智能脑机系统在国际上首次实现了非人灵长类对二维运动目标的脑控拦截;衷华脑机研发的脑机接口最大通道数(65536个)是Neuralink的20倍。


绿碳技术将成为全球竞合最热领域


随着中国3060战略计划颁布实施,以及2026年欧盟绿色贸易壁垒推进实施,绿色低碳技术和产业越来越凸显关键地位。作为全球未来能源的重要支撑,氢能、储能、太阳能、核能和其他低碳能源技术正在飞速发展,同时,数字技术与能源产业正在深度融合,全球能源结构正在加速重构。


趋势一:氢能技术成为全球竞争热点


氢能作为未来清洁能源的重大潜力领域,欧美各国纷纷提前布局。首先是美国制定了“三步走”的战略,计划到2035年氢能进入平价无补贴发展阶段;欧盟制定了2050氢能战略,计划在可再生氢能方面累计投资2000亿至5000亿美元。根据国际氢能委员会预计,到2030年全球燃料电池乘用车将达到1000万辆至1500万辆。


目前,中国已经成为世界上最大的制氢国,氢气产量约占全球氢能消费量的1/2。2020年以来,全国各地规划氢燃料电池电堆总产能已高达3000兆瓦,规划的燃料电池汽车总产能超过10万辆。在新型储能领域,我国电化学储能技术发展迅猛,2023年新增电化学储能装机19.7GW/45.4GWh,功率和能量规模同比增长均超过200%。尤其是随着固态电池和液流电池等关键技术实现商业化,新型储能行业规模将大幅增加。2022年1月,国家发展改革委和国家能源局联合印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》提出,预计到2025年,国内新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段;到2030年,新型储能将全面实现市场化发展。


趋势二:碳壁垒重构全球能源版图


实现碳中和、应对全球气候变化已成全球共识。在绿色低碳背景及全球竞争格局下,中国新能源产业集中度高、产能优势明显,欧美国家为培育并提振本国产业竞争力,推出实施了一系列绿色贸易壁垒,如建立碳边境调节机制(CBAM)、新电池法、通胀削减法案(IRA)及清洁竞争法案(CCA)。从实质上看,碳壁垒实质是与碳相关的绿色贸易壁垒,依靠一系列绿色法规、技术标准、补贴制度等,实现对本国产业合法、隐蔽、灵活的贸易保护。


从未来几年看,在碳中和转型与绿色工业革命趋势下,欧美国家碳壁垒实质上正在重塑全球贸易规则与贸易关系,作为全球首屈一指的出口大国,中国出口企业全供应链减碳将提速,国内厂商积极寻求海外布局,碳交易市场机制与数据标准互认也将进一步完善,零碳产业园、电池减排、碳足迹管理等新业态将迎来发展机遇期。


趋势三:新能源产业面临行业深度洗牌


近10年来,国内光伏、锂电等产业快速爆发,产能大幅扩张,产能过剩与竞争格局恶化成为制约产业发展中的最大隐忧。根据高盛报告研究,中国光伏和锂电子、新能源车、功率半导体、工程机械、空调等五大领域产业产能已经超出全球需求。随着欧美对中国新能源产品进行反倾销政策,国内新能源产业正在经历出清,预计很快迎来深度洗牌。


展望未来几年,预计具备较强成本管理与盈利能力的新能源产业龙头抗风险能力较优,有望凭借较强技术创新实力与品牌建设能力跨越周期。在光伏领域,中短期要关注TOPCon、HJT、BC电池产业化进展;长期务必要关注钙钛矿等前沿技术从0到1的突破。新型储能技术要关注压缩空气、液流电池储能产业化进展。在动力电池领域,中短期要关注结构革新、材料迭代及钠离子电池产业化进展;长期要关注全固态电池等革命性创新方向。


立足抢占先机精准捕捉风口赛道


随着中国进入新质生产力和新型工业化的大时代,如何抓住新科技产业革命战略机遇,积极布局新赛道、培育第二曲线成为各地政府当务之急。实际上,就是“要在阳光灿烂的时候去修屋顶”,即在第一曲线还处于高歌猛进的成长期,就应该着手谋划新赛道,布局第二曲线。


那么哪些产业和领域是值得布局的第二曲线呢?显然专精特新企业与科技“小巨人”是重要风向标。世界500强以成熟的传统产业为主,独角兽以正当其时的战略性新兴产业为主,而猎豹企业和瞪羚企业则透露出未来产业的发展苗头。


根据胡润研究院发布的《2024全球独角兽榜》,中国独角兽的行业分布是:34%来自新能源、人工智能、半导体等三大行业,生物科技、健康科技、电子商务、软件服务、物流、企业服务、金融科技等行业也比较集中。通过对猎豹、瞪羚、独角兽和世界500强的行业分布比较,不难发现:瞪羚和猎豹相比独角兽,除了金融科技、软件服务、人工智能、电子商务等主流的大赛道,在生物科技、健康科技、企业服务、半导体、机器人等赛道的布局比独角兽更多。


当然,新赛道投资风险大,做好市场洞察是前提。总的方法除了看专业研究报告,各级地方政府还要从五个维度对产业新赛道进行选择,即行业热度、市场维度、政策力度、竞争饱和度、自身匹配度,以此寻找战略机会点。



1.从行业热度看,人工智能、低空经济、细胞治疗、新型储能、空天技术等新兴领域正在加速成长,均被各国政府作为战略重点进行谋篇布局。


如从人工智能看,根据志纲智库研究,随着OpenAI开发的ChatGPT4.0的发布,Sora文生视频模型的诞生,以及GPT-4o的发布,目前全球人工智能增长的飞轮已经形成。


从低空经济看,2024年成为我国低空经济元年。随着空域管理限制、安全监管和技术成熟度等问题的破解,未来低空经济将催生巨大的市场空间。其中,eVTOL是低空经济的核心产业,目前eVTOL所处的发展阶段相当于10年前的电动汽车产业。


从细胞治疗看,干细胞技术作为人类医学史上第三种疾病治疗途径,已被广泛应用于抗衰老、帕金森病、脊髓损伤、慢性炎症等多种疾病的治疗中,并取得了显著成效。


从新型储能看,在全球能源消费电力化大背景下,新型储能技术将朝向高安全、长寿命、低成本和高效率方向加速演进。


从空天技术看,全球商业航天市场规模持续扩大,我国商业航天活动日益活跃,资本市场逐渐将关注点从卫星、火箭整体转移到空间电推进、空间激光通信、在轨服务、超低轨星座、可重复使用技术等零部件和材料层面。


2.从市场维度看,人工智能、新型储能、低空经济、生命健康等都将成为我国万亿级的风口赛道,谁能早日抓住风口就能抢占城市竞争的第一先机。


如在人工智能领域,根据IDC预判,我国2025年智慧交通、数字化营销、生物识别、智慧金融等领域基本成熟,2030年生成式人工智能、智慧电信、智能制造、智慧医疗等领域基本成熟,2035年智慧能源、智能教育、自动驾驶、科学智能(AI4S)等领域基本成熟。预计到2030年,人工智能核心产业规模将超过1万亿元,带动关联产业10万亿元。


在新型储能领域,2023年中国新型储能累计装机功率约为32.2GW,同比增长196.5%,预计到2030年我国将成为未来新增装机量最多的国家,相关核心产业规模将超过3万亿元。


在低空经济领域,根据志纲智库研究,至少包含三个万亿级细分领域:一是无人机和eVTOL等航空器制造的规模超过1万亿元;二是通用机场等基础设施投资规模超过1万亿元;三是城市空中交通和物流配送等场景应用规模超过1万亿元。


在生命健康领域,随着全球人口老龄化持续深化,“如何延缓衰老”正在成为中高端收入人群新宠。根据iiMedia Research数据,2023年中国抗衰老市场规模达739.8亿元,同比增长10.4%。


3.从政策力度看,我国对人工智能、低空经济、新型储能等领域都出台了标志性文件,各地纷纷出台匹配支持政策,产业发展生态获得了空前改善。


如在人工智能领域,2017年国务院发布《新一代人工智能发展规划》,提出到2030年我国AI技术要达到世界领先水平,成为世界主要人工智能创新中心。2022年工信部出台《人形机器人创新发展指导意见》,对具身智能产业进行了规划布局。


在低空经济领域,2023年中央经济会议明确把低空经济列入战略性新兴产业,各地密集出台300多项产业支持政策,在全国形成了低空经济发展的热潮。2023年10月以来,亿航智能、峰飞为代表的eVTOL型号合格证(TC)落地,头部企业正在加速布局抢夺行业优势。


在新型储能领域,如果说“动力电池+电动车”是新能源竞争的上半场,“新能源+储能”将成为新能源竞争的下半场。2021年国家发展改革委出台《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,提出“十四五”期间要锚定3000万千瓦目标实现规模化发展,“十五五”期间要实现全面市场化发展。2024年工信部制定《新型储能制造业高质量发展行动方案》,明确提出要培育发展大型的长时储能,攻克新型储能的容量和功能解耦技术。


4.从竞争饱和度看,人工智能、低空经济、新型储能、生命科技等风口赛道均处在早期研发攻关和投入布局阶段,正处在抢抓布局占据产业竞争核心的冲刺阶段。


如在人工智能领域,根据智纲智库研究,我国人工智能企业主要聚焦于提供应用解决方案和算法研发,2023年我国人工智能的企业数量,基础层占2.4%、技术层占12.4%、应用层占85.2%。目前行业上游的AI芯片、AI服务器、光模块、高速交换机等公司有较好的盈利表现,中下游企业多在投入期,未来潜力可期。


在低空经济领域,主要有主机制造商、零部件供应商、场景应用服务商、通航机场、配套服务商等分供商。目前行业竞争主要集中在主机制造商的竞争,今后物流配送、载人空中交通、应急救援、低空旅游等场景应用服务商也将迎来发展机会。


在新型储能领域,储能“风口”刮起来后,“左手动力,右手储能”成为锂电企业的战略选择,“动力电池+储能电池”双轨并进策略、光储一体化,均成为目前头部新能源企业正在抓紧布局的第二增长曲线。


在生命科技领域,根据《中国医药工业经济运行报告》分析,未来五年我国生命健康产业复合增长速度将重新回到5%以上,近几年行业研发投入均超过1000亿元规模,生物经济时代正在加速到来。


5.从自身匹配度看,无论哪一个新兴产业赛道都不能一哄而上,不顾实际进行内卷式布局和抢夺,一定要根据本地资源禀赋和配套条件进行精准布局。


如在人工智能领域,根据智纲智库研究,目前人工智能产业链有5种企业生态位:一是生态构建者,贯通基础层、技术层和应用层,全产业链布局;二是技术算法驱动者,立足技术层拓展应用层;三是应用聚焦者;四是垂直行业先行者;五是硬件等基础设施提供者。地方政府需要评估本区域企业的核心竞争力,找准地区在产业链中的生态位。


在低空经济领域,空域管理限制、适航审定等因素是决定一个地区适合发展低空经济的根本因素,由于空域开放、低空安全等问题比较复杂,低空经济发展存在较大不确定性,地方政府需耐心资本支持和长远布局谋划。重点要支持企业从垂直细分产品与服务小切口切入,先完成从0到1的突破,形成核心竞争力与造血能力,然后在资本助力下迅速扩张。


在新型储能领域,以前锂电池为王的时代,矿盐资源富集的城市天然具备打造“锂都”的潜质,但随着新型储能转向多元化,氢能、压缩空气储能、飞轮储能等都将成为新赛道,清洁能源丰富的城市也可以抓住机会布局新型储能设施,打造“新型储能之都”。



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