《中国硬科技产业投资发展白皮书(2017)》震撼发布——科技创新时代,发展硬科技才是硬道理

2018-05-18 07:25· 清科研究中心   
   
作为全球研发投入最集中的领域,人工智能、航空航天、信息技术、生物技术、新能源、新材料与智能制造等正孕育一批具有重大产业变革前景的硬科技。

  背景导读

  当前,世界范围内的新一轮科技和产业革命正在兴起,催生出互联网+、分享经济、智能制造等新产业新业态,同时也正在创造巨大新需求。2015年,“互联网+”上升为国家战略,“大众创业,万众创新”时代开启,“互联网+传统产业”的模式创新催生出一批优秀的创业公司,但也伴随着资本泡沫、同质化严重等问题。随着以人工智能、物联网、区块链为代表的新一代技术悄然兴起,科技创新已成为率领互联网跑步进入智能时代的重要力量。

  纵观世界经济发展脉络,科技中心一直是支撑经济中心地位转移的强大力量,在全球金融危机、新一轮科技革命和产业变革孕育兴起的时代背景下,科技创新、产业融合已经成为世界经济发展的大趋势。与此同时,中国制造2025、美国再工业化战略、德国工业4.0战略等大国战略的提出,也表明未来一个时期内的世界大国竞争,已经开始演变为以科技创新为引领的实体经济之争。

  习总书记在十九大报告中明确提出,要“加快建设制造强国,加快发展先进制造业,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,在中高端消费、创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链、人力资本服务等领域培育新增长点、形成新动能”。

  “硬科技”是对人工智能、航空航天、生物技术、光电芯片、信息技术、新材料、新能源、智能制造等领域中的高精尖原创技术的统称,一般具有自主研发、长期积累、高技术门槛、难以复制和模仿、有明确的应用产品和产业基础等特点。硬科技代表着一个国家的科技“硬实力”,对产业发展具有较强的引领和支撑作用,是推动实施国家创新驱动发展战略,决胜全面建设小康社会,最终实现全面建设社会主义现代化强国的动力和源泉。“硬科技”的概念是由中科创星创始合伙人米磊博士于2010年提出,是我国的原创词汇,“硬科技”的英文翻译“Hard & CoreTechnology”,从词源上也更加强调科技的核心发展程度,而非单纯的难易程度,更表明了当前全球科技发展的实质。

  在2017全球硬科技大会分论坛——“创响中国”西安站主题活动暨全球硬科技创新高峰论坛活动中,由中科院、西安市人民政府支持,西咸新区管委会及中科创星共同发起,清科研究中心、中科协创新战略研究院及《麻省理工科技评论》联合编制了《中国硬科技产业投资发展白皮书(2017)》(以下简称《白皮书》)。

  作为以硬科技为主题的大型研究报告,《白皮书》对硬科技的概念内涵及提出背景进行了详细阐述,对硬科技产业政策进行了系统梳理、解读,并从发展现状、产业链、核心技术及应用、投融资状况等方面对硬科技八大产业发展进行了深入分析。此外,《白皮书》也将作为研究中国硬科技整体发展状况的重要工具,对于地方政府制定硬科技领域产业政策、投资人和创业者选择创业项目等均具有重要的参考价值。

  作为全球研发投入最集中的领域,人工智能、航空航天、信息技术、生物技术、新能源、新材料与智能制造等正孕育一批具有重大产业变革前景的硬科技。硬科技领域内,人工智能方兴未艾,政策关注度和投资热度持续,市场空间广阔;新兴信息产业、生物产业、新能源产业、高端装备制造业、新材料产业均属于国家重点发展的七大战略新兴产业;大数据、物联网、区块链、基因测序、脑科学、生物合成技术、工业互联网、3D打印等相关技术的产业化应用前景巨大,人机共融的智能制造模式、智能材料与3D打印结合形成的4D打印技术,将推动工业品由大批量集中式生产向定制化分布式生产转变,引领“数码世界物质化”和“物质世界智能化”;石墨烯、碳纤维等多类重点新材料的替代利用,风能、太阳能、页岩油气等新能源的规模化应用,将对社会化生产中的基础原材料和动力系统带来重要变革;先进制造正向结构功能一体化、材料器件一体化方向发展,极端制造技术向极大(如航母、极大规模集成电路等)和极小(如微纳芯片等)方向迅速推进。这些硬科技将不断创造新产品、新需求、新业态,为经济社会发展提供前所未有的驱动力,推动经济格局和产业形态深刻调整。

  科技创新时代,以“硬科技”为代表的科技创新的重大突破和产业化应用,将极有可能重塑全球经济结构,使产业和经济竞争的赛场发生转换。硬科技与实体经济的深度融合,将成为产业升级调整、城市创新发展、创新型国家建设的核心动力。未来,随着硬科技领域内各项重大政策的推进实施,技术、场景、数据、流量等硬科技产业内各项资源优势的整合利用,以及国内外资本对硬科技产业落地的大力推动,硬科技将在推动新一轮产业革命中发挥关键性作用,引发现有社会组织、生产生活方式、商业模式的全新变革,推进经济社会的深刻变革和人类的巨大进步。

  战略启动:科技创新时代来临,硬科技领域政策密集发布

 1) 人工智能:产业发展政策体系逐步完善,AI进入“国家战略”时代

  2017年7月,国务院发布《新一代人工智能发展规划》,确定了我国新一代人工智能发展的战略目标和主要任务,同时标志着人工智能进入“国家战略”时代。此前,国务院,国家发改委、工信部、科技部、财政部等已陆续出台系列相关政策,从人工智能产品研发、应用领域推广、技术创新、平台建设、产业集群、产业生态建设、保障体系建设等方面,对人工智能的产业化发展进行系统性的支持、规范和引导。

  2) 信息技术:突出物联网与现代制造业的融合发展,医疗大数据受关注

  物联网是世界信息产业发展的第三次浪潮,国家高度重视和突出物联网在智慧城市发展中的重要作用。李克强总理在2015年政府工作报告中提出,要“推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合”。2017年1月,工信部发布《物联网“十三五”规划》,明确了物联网产业“十三五”的发展目标和具体任务。大数据方面,国务院明确提出支持大数据技术研发和产业化,并提出构建大数据产业链,运用大数据加强对市场主题服务和监管。区块链方面,人民银行、中央银行等机构出台了一些监管政策,重在防范比特币风险。

3) 光电芯片:聚焦光通信核心技术突破,提高核心器件设备的国产化能力

  我国通信产业的整体比较优势和竞争能力较高,但核心芯片和基础软件对外的依存度依然较高。近年来,国务院,国家发改委、工信部、财政部等的政策文件中多次提到光通信及核心芯片研发,表明国家对于光通信技术、器件及应用研发的重视程度也在加深。2016年12月,国务院发布《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,明确提出“提升新型片式元件、光通信器件、专用电子材料供给保障能力”和“布局太赫兹通信、可见光通信等技术研发,持续推动量子密钥技术应用”。

  4) 生物技术:以技术创新发展为引领,发展生物产业为国民经济主导产业

  2016年12月,生物技术和精准医疗正式纳入国家“十三五”规划,表明国家对加快推动生物产业成为国民经济支柱产业的高度重视。2016年7月,国务院印发《“十三五”国家科技创新规划》,明确提出“发展先进高效生物技术”。2016年12月,国家发改委发布《“十三五”生物产业发展规划》,提出“到2020年,生物产业规模达到8-10万亿元,生物产业增加值占GDP的比重超过4%,成为国民经济的主导产业”。2017年4月,科技部发布《“十三五”生物技术创新专项规划》,确定了生物技术发展的总体目标和指标体系,并部署了生物技术与生物产业发展的四大重点任务:突破前沿关键技术、支撑重点领域发展、推进创新平台建设、推动生物技术产业发展。

  5) 智能制造:坚持“主攻方向”,扩大实施重大工程和示范试点项目建设

  2015年5月,国务院印发《中国制造2025》,部署全面推进实施制造强国战略,并将智能制造确立为中国制造2025的“主攻方向”。此前,国务院,工信部、发改委、科技部等部门已相继发布《智能制造科技发展“十二五”专项规划》、《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》、《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》、《中国制造2025规划纲要》等政策文件,从“智能制造”概念及发展方向、智能制造装备产业、工业机器人产业发展等方面对智能制造产业发展进行规划、引导。2016年12月,工信部发布《智能制造发展规划(2016-2020)》,正式展开智能制造系统推进,并继续开展60个智能制造试点示范项目。

6) 新能源:规范引导光伏、风电发展,因地制宜发展生物质能、地热能

  新能源细分领域关注焦点仍是光伏、风电。《风电发展“十三五”规划》、《太阳能发展“十三五”规划》相继出台,明确了“十三五”时期我国太阳能、风能发展的主要目标和重点任务;同时,《关于调整光伏发电陆上风电标杆上网电价的通知》、《光伏制造行业规范条件(2015年本)》、《太阳能光伏产业综合标准化技术体系》、《关于风力发电增值税政策的通知》等文件的发布,表明国家从市场培育、行业规范、技术标准化、税收优惠等方面对于光伏、风电产业发展的支持与引导。此外,生物质能、地热能发展的专项规划也已出台,重点是对生物天然气、地热能的规模化应用进行布局和项目示范推广。

7) 新材料:国家级领导机构和专项资金支持,布局重点新材料产业化应用

  自2010年以来,国家高度重视新材料产业发展,先后成立了国家层面的专项基金和组织领导机构,2016年6月,国家级的先进制造产业投资基金成立,推动新材料产业的市场化发展;2016年12月,国务院成立国家新材料产业发展领导小组,专项负责统筹新材料产业的发展工作;此外,《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《新材料产业发展指南》、《“十三五”新材料领域科技创新专项规划》等的发布,从国家战略、产业规划、科技创新等方面对新材料产业的发展作了指导。

8) 航空航天:重视军民融合,完善航空基础设施建设,实施航天强基工程

  国家对军民融合持续重视,鼓励开放国防建设领域相关市场,引导民营科研机构及企业等非公有单位进入国防建设领域。2016年,《关于经济建设和国防建设发展的意见》发布,指出要“统筹推进经济建设和国防建设,并加快落实军民融合”。2017年,“中央军民融合发展委员会”成立,标志着军民融合上升为国家战略。此外,国家政策推动民航发展,持续完善航空基础设施建设,加快自主研发进程,大力发展民用、军用航空技术;同时,大力完善航天立法及航天法规体系,明确规划商业航天发展,加速航天技术的商业变现速度。

  产业升级:技术、企业、场景、数据、流量,科技赋能大变革

 1) 人工智能:多领域应用渗透逐步加深,AI时代已然开启

  人工智能历经60余年三次发展浪潮,目前总体仍处于弱人工智能阶段,感知技术发展趋于成熟,并逐步向多个领域应用渗透,深度学习、增强学习是当前AI主流技术方向;各国政府均在政策层面强调和推动人工智能发展,重点围绕脑研究、脑功能模拟等强人工智能领域;全球科技巨头纷纷布局人工智能领域,资本市场关注度持续提升,预计2020年将形成千亿美元级全球市场、百亿美元级中国市场;随着数据、数据处理能力、商业变现场景三个AI应用关键要素的逐步发展成熟,弱人工智能阶段将开始逐步向强人工智能阶段过渡。

2) 信息技术:万物互联成为共识,大数据、区块链备受关注 

  随着可穿戴设备、智能家电、自动驾驶汽车、智能机器人等设备与应用的发展,万物互联时代加速来临,推动物联网产业发展已成为全球主要经济体的共识。据麦肯锡预估,2025年物联网对于全球经济影响力将达2.7-6.2万亿美元,相当于全世界GDP的10%左右。同时,大数据潜在价值亦备受关注,实施大数据战略成为各国夺取新一轮竞争制高点的重要抓手,全球范围内大数据服务已经进入平稳增长阶段,预计2018年将突破2500亿元人民币市场规模。此外,区块链发展愈演愈烈,将为各行业商业模式带来新机遇和挑战,目前全球九成的政府正在规划区块链投资,并将逐步进入实质投资阶段。

3) 光电芯片:芯片国产迎来突破,光通讯市场发展前景广阔

  随着“宽带中国”战略落地、4G商用时代全面开启,以及亚太地区云计算发展对新一代通信基础设施建设的拉动,我国作为全球最大光通讯市场的发展空间将会更加广阔。当前,国内光器件及芯片企业整体实力仍然较弱,在全球光器件市场份额中的占比仅有8%,但10G以上速率的有源器件和100G光模块等高端领域开始有所突破,核心芯片和基础软件的对外依存度仍然较高。未来,以“光子芯片”为代表的光通信技术的突破及产业化应用,将从根本上提高国内信息产业的原始创新能力,逐步打破对国外芯片厂商的依赖。

4) 生物技术:从基因到细胞再到大数据,推动新一轮产业变革

  现代生物技术迅猛发展,并加速向应用领域演进,发达国家纷纷从战略层面加速抢占技术制高点,我国也正式将生物技术和精准医疗纳入国家“十三五”规划。生物技术产业已成为中国经济的一个重要增长点,2010-2016年国内生物技术产业规模增长至8394亿元,年均复合增长率达到17.7%,形成了一批具有代表性的专业化高新技术园区、生物医药产业聚集区。未来,以基因测序、合成生物技术、液体活检、细胞免疫治疗、生物大数据、生物仿制药等为代表的生物技术将推动新一轮产业变革。

5) 智能制造:制造业转型势在必行,信息化、智能化是升级方向

  当前,各国的“再工业化”战略,促使制造业重新成为全球经济竞争焦点,智能制造引领制造业转型势在必行。工业机器人、工业物联网、3D打印、数控技术、自动化生产线等成为热门细分领域,预计2018年,全球智能制造及智能工厂相关市场规模将超过2500亿美元。我国制造业数字化、信息化建设水平不断提升,但总体正面临着发达国家“高端回流”和发展中国家“中低端分流”的双向挤压,因此,全球局势倒逼国内制造业必须向信息化、智能化方向升级。

6) 新能源:能源替代成为全球焦点,新能源产业发展潜力巨大

  全球能源处于由石油向新能源过渡的“后石油时代”,主要能源消耗大国均将新能源作为能源发展重心,新能源也是我国重点发展的战略性新兴产业。全球风电市场蓬勃发展,我国风电累计装机容量居全球首位,产业链发展也相对成熟,但存在部分产品技术水平低和产能过剩现象。太阳能光伏发电是全球发展最快的新能源,我国第三代光伏发电技术已较为成熟,但太阳能开发程度仍然较低。我国核电规模居世界前列,核电技术指标与发达国家的差距也在不断缩小,但核电占发电量比例较低,核电产业发展潜力较为充足。

7) 新材料:尖端产业发展基石,抢占全球科技竞争制高点的基础

  新材料产业是世界各国回归实体经济,抢占全球科技竞争制高点的重要基础产业,各国政府在政策层面的支持力度也在不断加大。其中,石墨烯被称为是21世纪最具颠覆性的新材料,随着政策扶持加码,市场投资热情高涨,石墨烯产业下游部分初级应用领域已经打开,但仍处于早期产业化阶段,尚未实现规模化生产。碳纤维是高强度、高模量纤维的新型纤维材料,可应用领域十分广泛,2016年全球碳纤维需求量达到6.51万吨。中国碳纤维市场前景广阔,2016年国内碳纤维消费量达到2.13万吨,未来五年有望以12%左右的复合增速持续增长。当前,全球碳纤维市场集中度较高,美日两国占据着核心技术和主要生产商。

8) 航空航天:“军民融合”广受重视,民用商业化仍处于早期价段 

  近年来,各航空航天强国普遍重视“军民融合”,在发展军工的同时变现技术于民用,民用商业化持续走热,全球科技巨头纷纷布局。我国航空工业产业链发展较为完善,行业门槛、市场集中度高,民用商业化潜力较大;军用飞机在技术、规模上不断突破,但距离美国仍有一定差距;民用飞机自主制造能力还较为有限,但2017年5月C919的成功试飞,有望在未来逐步打破欧美垄断局面。航天方面,人造卫星导航应用市场庞大,2016年我国人造卫星导航总体产值突破2000亿元大关,其中北斗导航产业开始实现规模化应用,2015年市场规模达到700亿元,随着应用潜力持续释放,预计2020年市场规模将超过2600亿元,有望逐步改变我国卫星导航绝大部分市场份额由美国GPS系统占据的局面。

  资本角逐:技术为基、产业强势、生态为局,大潮一触即发

 1) 人工智能:初创期企业获投比例高,北上深苏是重点区域

  2011-2017Q1,国内人工智能领域共发生545起投资事件,投资金额达164.9亿元人民币,红杉、IDG、达晨、经纬、真格基金创新工场等创投机构助推行业快速发展;投资轮次以天使轮和A轮、B轮为主;投资阶段上,初创期、扩张期企业占比较高;投资地域涉及22个省市,集中在北京、上海、深圳、江苏、安徽等地,五地投资总额占比超过80%。代表性投资事件有:2017年7月,商汤科技宣布完成4.1亿美元B轮融资,由鼎晖、赛领资本领投,中金公司基石资本招商证券(香港)等近20家顶级VC/PE投资机构、战略伙伴参投,创下当时全球人工智能领域单轮融资最高纪录;2017年10月,旷视科技Face++正式完成C轮4.6亿美元融资,由国风投领投,蚂蚁金服富士康集团联合领投,再次打破了人工智能领域初创公司的融资记录。

2) 信息技术:资本市场持续看好,偏好投资早期阶段和成熟企业

  2011-2017Q1,受到资本市场持续看好,保持稳定增长,其中2016年共发生749起投资事件,投资金额达533.2亿元人民币。代表性投资事件:2016年12月,美国卫星通信公司OneWeb宣布获得12亿美元股权融资,由软银集团领投,美国高通公司、Airbus(空中巴士)、Intelsat、可口可乐以及维珍集团等多家机构跟投,此前OneWeb还曾获得5亿美元A轮融资。2011-2017Q1,从细分领域看,物联网投资热度高,大数据单笔投资金额大;从投资轮次看,偏早期阶段,但成熟企业单笔融资金额高;从投资阶段看,以扩张期和成熟期为主,机构倾向于物联网、大数据、云计算和通讯技术等技术相对成熟的细分领域。

3) 光电芯片:政策支持带动产业发展,集成电路产业基金遍地开花

  为促进国内集成电路产业发展,2014年10月,国家集成电路产业投资基金正式设立,首期募资规模1387.2亿人民币,管理机构为国开金融有限责任公司;截至2016年底,国家集成电路投资基金已进行投资多达40笔,承诺投资额接近700亿元,已投项目带动社会融资超过1500亿元。代表性投资事件:2015年2月,国家集成电路产业投资基金投资紫光集团100.00亿元人民币,用于紫光发展集成电路业务,提升集成电路业务核心竞争力。此外,北京、上海、天津、安徽、甘肃、山东、湖北、四川等地也陆续出台金额不等的集成电路产业基金,扶持当地产业发展,例如北京市300亿元产业投资基金,上海市500亿元集成电路产业基金等。

4) 生物技术:投资热度高涨,年均复合增长率超50%,倾向早期轮次

  2011-2017Q1,国内生物技术领域共发生335起投资事件,投资金额达241.1亿元人民币,投资金额从2011年10.2亿元增长到2016年的88.8亿元,年均复合增长率达到54.2%,其中2015-2016年,生物技术领域投资热度高涨,年投资额是往年的3~4倍;从投资轮次看,整体分布均衡,但相对倾向于早期轮次;从投资阶段看,以扩张期、成熟期为主;投资地域涉及全国20个省市,集中在北京、上海、江苏、深圳、辽宁等地。代表性投资事件有:2015年,贝莱德、新加坡政府投资公司、礼来亚洲风险投资基金联合投资三生制药1.00亿美元;2016年,国寿投资高瓴资本中国平安理成资产淡马锡投资、泰康人寿国投创新君联资本联合投资信达生物制药2.6亿美元。

5) 智能制造:投资规模逐年走高,兼具技术和成熟商业模式者受青睐

  2011-2017Q1,总体来看,中国智能制造领域投资案例数量趋于稳定,投资金额逐年走高。2011-2013年,智能制造领域的投融资热度相对比较冷淡,2013年8月,北汽产业投资、京国发投资管理投资北汽股份31.69亿元人民币,这一事件也直接拉高了当年的总投资额,由2011年的7.3亿元人民币增长到2013年的37.8亿元人民币。2015年以后,随着《中国制造2025》重大政策的出台,机构对智能制造企业的关注度显著提升,2016年共发生69起投资事件,投资金额达5255.3亿元人民币,单笔案例的投资金额也显著增高;投资轮次上,投资机构偏好A轮投资和上市定增;此外,由于制造业是强调技术沉淀和标准化运作的行业,投资阶段以成熟期为主,倾向于拥有一定技术壁垒与成熟商业模式的企业。

6) 新能源:投资规模受化石能源价格影响大,投资集中经济发达地区

  2011-2017Q1,投资规模受化石能源价格影响,波动较大,但整体呈增加趋势,其中2016年共发生69起投资事件,投资金额达211.14亿元人民币;投资地域上,倾向于北京、上海、广州以及浙江、江苏等较发达地区;投资阶段以扩张期、成熟期为主,但早期阶段的单笔投资金额较高。代表性投资事件:2013年12月,广东恒健投资控股有限公司投资中国广核电力50.55亿元人民币,占股比例为10.00%;2013年12月,山东万达、京东、中集集团等投资银隆新能30亿元人民币;2017年4月,林海峰、李宗松、创新基金等投资东方日升32亿元人民币。

7) 新材料:受政策利好及产业发展需求增加影响,投资热度大幅回暖

  2011-2014年,国内新材料领域投资热度不高,呈整体下滑趋势,2013年全年披露总投资额仅有5.88亿元人民币。2015年,受航空航天等多个领域对新材料需求的不断提高,以及“十三五”新材料产业发展规划等政策利好影响,新材料领域投资开始回暖,案例数达到42起,披露投资金额19.6亿元;2016年,投资案例数为43起,披露投资金额出现大幅提升,达到53.53亿元,是2015年披露投资金额的近3倍;投资地域上,广东、北京、上海占据三甲;投资阶段聚焦成熟期、扩张期。

8) 航空航天:行业高门槛、投资长周期特点突出,巨额投资案例受关注  

  2011-2017Q1,投资规模稳定增长,2016年投资案例数71起,披露投资金额为27.3亿元;2017年一季度,中国航空公司、易方达基金、中国航空油料集团公司等联合投资中国国际航空股份有限公司112.18亿元人民币,直线拉动了2017一季度总披露投资金额,达到138.53亿元人民币;投资地域上,广东省独占鳌头,北京稳居第二,上海、陕西、浙江位列其后;投资阶段上,受行业高门槛、投资长周期影响,成熟期、扩张期企业更易受青睐,2011-2017Q1,投资者对航空航天行业处于成熟期的企业披露投资金额达到了190.01亿元,占到期间该领域总投资额的80%以上。

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