壯大基礎資源,夯實科技創(chuàng)新根基
我國科技基礎條件資源仍較薄弱,特別是核心儀器設備、關鍵零部件、科研基礎軟件、數據庫等存在短板,制約了我國科研工作持續(xù)深入開展。
當前,加強原創(chuàng)性技術突破和基礎研究成為“十四五”期間我國科學和技術創(chuàng)新發(fā)展的重要任務。我國在國家創(chuàng)新戰(zhàn)略中持續(xù)強化重大科技基礎設施布局,特別是在面向世界科技前沿、面向國民經濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康的重點領域方向,統(tǒng)籌形成了上海等3大國際科技創(chuàng)新中心和張江等4大綜合性國家科學中心的“3+4”區(qū)域創(chuàng)新格局,加快發(fā)展創(chuàng)新型新基建,持續(xù)謀劃和投資建設大科學裝置等科研平臺,成果水平顯著提升,社會影響日益擴大。
然而,我國科技基礎條件資源仍較薄弱,特別是核心儀器設備、關鍵零部件、科研基礎軟件、數據庫等存在短板,制約了我國科研工作持續(xù)深入開展。
我國科技基礎條件資源相對薄弱
科技基礎條件資源對于國家科技發(fā)展有著關鍵作用。雖然我國在一些科技領域已經取得了較大進展,但高端科研軟件、核心零部件、科研儀器等科技基礎條件資源非常薄弱,特別是相關領域尚未形成有競爭力的領軍企業(yè),科技基礎條件資源發(fā)展水平與我國現有科學技術水平不相匹配。
一是科研關鍵材料、設備核心零部件、試劑依賴進口。目前我國高端儀器儀表產品等的關鍵核心零部件基本依賴進口,儀器儀表整機廠家存在著核心技術“空心化”問題。
二是高端科研儀器設備市場基本由美國、歐洲、日本的企業(yè)控制。根據美國化學會旗下《化學與工程新聞》雜志公布的2018年度全球儀器公司TOP20排位榜中,有8家是美國公司,7家來自歐洲,5家為日本公司。
三是國內科研基礎軟件、數據庫技術能力薄弱。以工業(yè)研發(fā)軟件領域為例,計算機輔助設計軟件CAD、計算機輔助工程仿真分析軟件CAE、芯片設計軟件EDA的核心技術與市場份額基本由德國西門子、美國歐特克、法國達索、瑞典海克斯康、新思科技等國外企業(yè)控制。人工智能核心技術方面,國外人工智能開發(fā)框架占80%左右,全球主流的人工智能開發(fā)框架都托管在全球最大的代碼托管平臺Github。一旦這些科研基礎軟件、數據庫等遭遇禁用和封鎖,我國科研工作將有可能被迫停止或者受到巨大影響。
強化對短板領域重點方向的布局
我國在科技基礎條件資源方面存在的短板嚴重制約了我國科技創(chuàng)新進程的推進,亟須加強對重點領域的技術攻關與產業(yè)化布局。
一是完善關鍵基礎材料、試劑前沿布局,加強對重點領域科研的支撐保障能力。加快前沿新材料前瞻性布局。加快在光刻膠、高純靶材、高溫合金、高性能纖維材料、高強高導耐熱材料、耐腐蝕材料、大尺寸硅片、電子封裝材料等領域實現突破。把握新材料技術與信息技術、智能技術、生物技術、新能源技術加速融合的趨勢,開展新材料前沿與交叉技術研究。以下游應用需求為牽引,推動關鍵材料、核心工藝、專用生產裝備等協同研發(fā)、中試和產業(yè)化應用,補齊新材料產業(yè)鏈、供應鏈短板,提高關鍵材料與試劑的綜合保障能力。
二是提升高端科研儀器的創(chuàng)新、制造和應用水平。強化高端科研儀器前期基礎研究,開展高分辨質譜儀、核磁共振波譜儀等大型分析儀器,以及磁共振成像儀、超分辨熒光成像儀、冷凍透射電鏡等生命科學儀器等的關鍵部件和主機研發(fā)及工程化,增強國產儀器的靈敏度、精確度、穩(wěn)定性和可靠性。做強高端科研儀器產業(yè)鏈,加強前端研發(fā)設計、后端維護和耗材配套服務保障,提供操作系統(tǒng)軟件、實驗室軟件、過程分析軟件等系統(tǒng)解決方案。做大高端科研儀器應用市場,加強在生命科學、化學品、金屬和材料科學等領域的國產高端科研儀器的推廣應用,打破質譜、色譜、光譜、電鏡等高端儀器國外壟斷。在能源、生命、地球系統(tǒng)與環(huán)境、材料、粒子物理和核物理、空間和天文、工程技術等科學領域,適時啟動若干籌備論證充分的大科學裝置建設。
三是強化生物、材料與工業(yè)領域科研數據庫與軟件的研發(fā)應用。加強新材料研發(fā)與制造計算模擬應用、推動建立行業(yè)材料數據庫、建立面向行業(yè)領域應用的仿真模型軟件系統(tǒng),完善材料設計平臺、產品設計平臺、工藝設計平臺。強化生物育種模擬與決策、建立生物育種數據挖掘系統(tǒng),將作物生產決策模型嵌入農業(yè)數據庫,提供生物育種數據與模型科學決策、種質資源管理、試驗規(guī)劃、性狀采集、品種選育、系譜管理、數據分析等育種過程數據分析與服務支撐。加強與完善生物樣本資源庫、生物信息數據庫建設,完善藥物篩選平臺及計算模擬的應用。在工業(yè)領域,建立EDA開發(fā)企業(yè)、芯片設計企業(yè)、代工廠商等上下游企業(yè)聯合技術攻關機制,聚焦可編程邏輯控制器(PLC)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、安全儀表系統(tǒng)(SIS)等工業(yè)控制系統(tǒng),開展多點位、低延時、高可靠、低能耗軟件產品的聯合攻關和適配遷移。在設計仿真系統(tǒng)軟件方面,探索開放式工業(yè)軟件架構、系統(tǒng)級設計與仿真等技術路徑。針對軟件研發(fā)共性需求,建設基本求解算法庫、組件庫、通用模型庫,推動基礎資源開放共享。
提升科技基礎條件資源對科研的支撐能力
科技基礎條件資源是促進基礎研究和原始創(chuàng)新取得重要進展、戰(zhàn)略高技術領域取得新跨越、高端產業(yè)取得新突破的重要基礎。我國亟須統(tǒng)籌推動核心儀器設備、關鍵零部件、科研基礎軟件、數據庫等科技基礎條件資源取得突破,提升我國核心技術的自主可控能力。
一是國家層面進行頂層設計,統(tǒng)籌強化科技基礎條件資源對科研的支撐能力。在國家層面設立跨領域的科技基礎條件資源領導小組或專班,形成高效的管理機制。筑牢科技基礎條件資源支撐能力,強化對于科技基礎條件資源的研發(fā)和產業(yè)化支撐力度,推動我國在科研基礎設施核心軟件、零部件等短板領域的集中攻關。需要進一步強化重點區(qū)域國家創(chuàng)新平臺和重大科研基礎設施的統(tǒng)籌部署,形成科技創(chuàng)新的簇群效應。在智能制造、新能源、生物醫(yī)藥等領域中,加強對于科技基礎條件資源的研發(fā)與產業(yè)化應用的政策支持力度。
二是梳理國內科技基礎條件資源需求清單,合理制定技術攻關的規(guī)劃與路線圖。建議全面梳理我國科技基礎條件資源,特別是科研儀器、核心零部件、關鍵試劑、軟件與數據庫等方面面臨的挑戰(zhàn)和障礙。長期、持續(xù)、動態(tài)、跟蹤研究科技基礎條件資源的國際前沿研究進展,集成國內外跨領域跨部門專家資源,研究科技基礎條件資源發(fā)展的技術路線,支撐我國在科技基礎條件資源的關鍵領域進行技術研發(fā)重點方向的前瞻性戰(zhàn)略布局。
三是鼓勵科技基礎條件資源開發(fā)企業(yè)主體與使用需求方進行聯合攻關與系統(tǒng)迭代。加快提升科研產業(yè)生態(tài)主體的創(chuàng)新能力與競爭力。加快培育科研儀器、裝備及相關核心軟件、零部件的龍頭企業(yè),推動我國創(chuàng)新型龍頭企業(yè)向科研基礎設施領域轉型。提升企業(yè)主體自主研發(fā)科研平臺、重大科技裝備等的能力和產業(yè)化能力。指導高校、科研院所等加強對我國計算、存儲、人工智能等技術及產品展開教學、研究和實驗。在能源、生命、材料和粒子物理等領域,啟動若干大科學裝置聯合預研、聯合規(guī)劃建設。推動國內操作系統(tǒng)、數據庫、AI開發(fā)框架等核心技術產品和服務的產業(yè)化應用。
四是培育一批“專精特新”中小企業(yè),使之成為在科技基礎條件資源細分領域的隱形冠軍企業(yè)。科學研究需要的試劑、材料、零部件以及儀器設備大多具有小批量、多品種的特征,其產業(yè)形態(tài)決定了適合“專精特新”中小企業(yè)在細分領域長時間聚焦鉆研,依托突破核心技術工藝瓶頸與經驗積累形成競爭優(yōu)勢。全球范圍內,科學研究需要的小批量產品通常由一兩家企業(yè)控制,而我國企業(yè)在起步階段往往處于技術與產品成本的劣勢,需要政府采取研發(fā)資金支持、稅收優(yōu)惠、引導資金投入、政府采購等多種形式對我國科研急需的關鍵資源進行支持,培育形成企業(yè)技術與產品競爭力。
?。ㄗ髡撸簭堅?王曉明 單位:中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院)
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