硬科技：大国竞争的前沿

硬科技是对经济社会发展具有支撑作用的关键核心技术，是技术系统中的重要节点，将引领产业变革和社会进步。实现硬科技的突破，将助力我国在新一轮产业革命中占据领先优势，也是保证我国国防安全、经济安全和其他安全的根基。

本书首先回顾了历次工业革命是如何推动经济社会发展及大国地位更替的，在此基础上，从当前社会语境下硬科技的内涵出发，全面梳理了信息技术、光电芯片、智能制造、新能源、生物技术、新材料、航空航天、海洋科技这八大硬科技领域的成果及趋势、各国布局以及我国的现状和地位，并提出了切合我国现实的未来发展建议。硬科技的研发周期长、回报慢、风险高，这就需要硬科技的研发人员、投资人以及政策制定者需要有“硬精神”，有数十年坐“冷板凳”的定力；实现硬科技的突破，需要从人才、金融、政策层面全面发力。本书还对比分析了以色列、日本、美国在科技创新方面的行动举措和经验教训，为我国硬科技发展带来启发。

国务院发展研究中心国际技术经济研究所

成立于1985年，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性机构，主要职能是研究我国经济、科技、社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题，跟踪和分析世界科技、经济发展态势，为中央和有关部委提供决策咨询服务。著有《人工智能全球格局：未来趋势与中国位势》，该书入选2020年“书香羊城”十大好书（社科类）。

西安市中科硬科技创新研究院（硬科技智库）

中科院西安光机所旗下的产业平台西科控股、投资孵化机构中科创星以及硬科技概念的提出者米磊博士共同创立的智库机构。硬科技智库深度跟踪硬科技前沿成果和前瞻科技发展趋势，服务硬科技企业发展，旨在在更高层面、更大范围助力传统制造转型升级，加速科技创新成果转化，推动区域经济高质量发展，服务国家科技自立自强，为中国创新驱动发展和世界科技强国建设建言献策。

篇 总论篇

章 人类历史就是一部硬科技发展史

一、宇宙发展背后的底层规律

二、科技主导人类文明中心的变迁

三、潜藏在科技背后的规律

第二章 硬科技应运而生

一、硬科技的诞生

二、硬科技的内涵

三、硬科技的外延

四、硬科技的发展和演变

第三章 硬科技主导全球大变革

一、当今世界处于百年未有之大变局

二、全球科技竞争日趋激烈

第四章 中国崛起靠硬科技驱动

一、中国处于转型发展的关键时期

二、硬科技助力创新驱动发展

三、中国硬科技发展正当时

第二篇 科技篇

第五章 硬科技之信息技术

一、光刻机

二、 5G技术

三、人工智能

第六章 硬科技之光电芯片

一、又一次技术突破的历史节点

二、从集成电路到集成光路

三、什么是光电子技术

四、光电子技术的国际发展态势

五、中国的光电子技术发展现状

六、国内具有代表性的光电芯片公司

七、国内光子芯片的未来发展需要

第七章 硬科技之智能制造

一、工业机器人

二、 3D打印技术

三、数字孪生技术

第八章 硬科技之新能源

一、氢能

二、太阳能

三、核能

第九章 硬科技之生物技术

一、基因编辑技术

二、合成生物学

三、脑科学

第十章 硬科技之新材料

一、化合物半导体

二、量子点显示

三、氢燃料电池

第十一章 硬科技之航空航天

一、军用无人机

二、重复使用运载器

三、低轨小卫星星座

第十二章 硬科技之海洋科技

一、无人水面艇

二、深海潜水器

三、极地破冰船

第三篇 金融篇

第十三章 硬科技时代需要怎样的金融

一、硬科技将金融带向何方

二、脱虚向实：金融与硬科技

三、促进金融与硬科技协调发展

第十四章 科技投资进入2.0时代

一、海外国家投资硬科技的典型生态模式

二、我国硬科技领域投资步入新时代

第十五章 硬科技与资本市场

一、我国的资本市场体系

二、各板块上市条件对比

三、科创板是硬科技企业上市的摇篮

四、我国硬科技企业的上市现状

第四篇 政策篇

第十六章 如何加速硬科技成果转化

一、周期长、风险大，硬科技成果转化难

二、国外科技成果转化实践

三、加速中国硬科技成果转化

第十七章 把握硬科技浪潮，打造科技强国

一、“两个一百年”与硬科技创新

二、把握时代发展脉搏，加速硬科技发展

三、打造硬科技创新强国

硬科技是对经济社会发展具有支撑作用的关键核心技术，是技术系统中的重要节点，将引领产业变革和社会进步。实现硬科技的突破，将助力我国在新一轮产业革命中占据领先优势，也是保证我国国防安全、经济安全和其他安全的根基。

本书首先回顾了历次工业革命是如何推动经济社会发展及大国地位更替的，在此基础上，从当前社会语境下硬科技的内涵出发，全面梳理了信息技术、光电芯片、智能制造、新能源、生物技术、新材料、航空航天、海洋科技这八大硬科技领域的成果及趋势、各国布局以及我国的现状和地位，并提出了切合我国现实的未来发展建议。硬科技的研发周期长、回报慢、风险高，这就需要硬科技的研发人员、投资人以及政策制定者需要有“硬精神”，有数十年坐“冷板凳”的定力；实现硬科技的突破，需要从人才、金融、政策层面全面发力。本书还对比分析了以色列、日本、美国在科技创新方面的行动举措和经验教训，为我国硬科技发展带来启发。

国务院发展研究中心国际技术经济研究所

成立于1985年，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性机构，主要职能是研究我国经济、科技、社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题，跟踪和分析世界科技、经济发展态势，为中央和有关部委提供决策咨询服务。著有《人工智能全球格局：未来趋势与中国位势》，该书入选2020年“书香羊城”十大好书（社科类）。

西安市中科硬科技创新研究院（硬科技智库）

中科院西安光机所旗下的产业平台西科控股、投资孵化机构中科创星以及硬科技概念的提出者米磊博士共同创立的智库机构。硬科技智库深度跟踪硬科技前沿成果和前瞻科技发展趋势，服务硬科技企业发展，旨在在更高层面、更大范围助力传统制造转型升级，加速科技创新成果转化，推动区域经济高质量发展，服务国家科技自立自强，为中国创新驱动发展和世界科技强国建设建言献策。

硬科技：引领世界，点亮未来

李培根

中国工程院院士，华中科技大学原校长

近年来，在一些会议和其他活动场合中，我经常听到硬科技这个词，相关的表述在政府文件和媒体报道中也常常出现，感觉这种提法颇有内涵和新意。初识这个词，便本能地感觉到它大概与已在中国社会形成热点的商业模式变更有关，如共享经济等。的确，一方面，新的商业模式的确给人们带来很多便利，广受民众欢迎，当然是社会需要的。但另一方面，太多大学生和青年“创新者”一味沉醉于寻求新的商业模式，梦想一夜暴富。此风若成积习，国家断不可能成为科技强国，且终难实现大国崛起。今天，硬科技理念应该说已经得到科技界和公众广泛认同。有这样的认同感和影响力，我想，一方面是因为硬科技本身指那些解决“卡脖子”问题的关键核心技术、底层技术。硬科技的提法和理念不仅与国家重大科技战略决策相契合，是事关国家核心竞争力和科技自立自强的重要因子，而且代表了广大一线科研人员勇攀科技高峰、向科学进军的心声。另一方面，硬科技理念在社会上引起广泛认同与以米磊博士为代表的硬科技团队深入研究、辛勤耕耘，十年如一日地践行硬科技精神、专注硬科技赛道是分不开的！

引领世界的核心要素是什么？点亮未来的灯塔在哪里？我觉得《硬科技：大国竞争的前沿》这本书给出了答案。本书对硬科技的提出背景、内涵、外延等进行了系统详尽的阐释，并与容易造成概念混淆的“深科技”和“黑科技”做了比较，使人们更加清晰地认识到硬科技理念的内涵。尽管硬科技未必有严格的科学或技术意义上的定义，但硬科技的提出确实有其历史必然性，也有其赖以发展壮大的肥沃土壤。特别值得一提的是，本书对信息技术、光电芯片、智能制造、新能源、生物技术、新材料、航空航天、海洋科技八大硬科技领域进行了系统的研究和深入的分析，不仅指出了当前我国在这些关键核心技术的“卡点”和“堵点”，还提出了一些前瞻性、针对性、操作性强的对策建议，具有很强的参考价值和实践价值。就拿大家熟知的智能制造领域来说，本书就硬科技重点方向工业机器人、3D打印及数字孪生技术进行了专章讨论，这对于推动制造业向数字化、网络化、智能化加速发展具有很强的指导作用。此外，本书还对做好硬科技与金融的融合发展、加强硬科技成果转移转化做了客观系统的分析，对于推动硬科技的创新创业活动有实际的价值！总的来说，不论是对现状的梳理、对趋势的判断，还是对实践的指导，本书都极具价值。

站在百年未有之大变局的历史交汇点，我们回过头看一看历次工业革命中的关键核心技术，比如次工业革命中的蒸汽机，第二次工业革命中的发电机、电信技术，第三次工业革命中的集成电路、原子能技术等，可以发现每一次工业革命都是硬科技在起关键性、变革性、引领性作用，都是硬科技催生了生产模式和组织方式的重大变革。当前，以数字技术为代表的第四次工业革命扑面而来，正在加速改变世界，数字技术驱动的人工智能、大数据、云计算、物联网、区块链等新兴技术给人们的生产生活、衣食住行带来翻天覆地的变化，新场景、新应用、新模式、新经济不断涌现，蓬勃兴起。而究其根源，还是光、电、半导体、芯片等硬核技术以及人工智能、大数据、工业软件等数字技术在起关键性、革命性、引领性的作用。值得注意的是，切莫认为大数据、人工智能、工业软件等数字技术是与“硬科技”对立的“软科技”。数字技术其实是硬科技中的一部分，它看起来是“软形式”，表现出的却是“硬能力”。读者不妨自行体会。

实践已经证明，并且将进一步证明，只有硬科技才能真正引领世界、点亮未来，照耀人类前行！

我们国家已经错失了前几次科技革命的机遇，在新一轮科技革命的浪潮中，我们定将只争朝夕、奋发有为，而其中抓住硬科技就是我们实现赶超、赢得未来的硬道理。国家金融与发展实验室副主任

我们国家已经错失了前几次科技革命的机遇，在新一轮科技革命的浪潮中，我们定将只争朝夕、奋发有为，而其中抓住硬科技就是我们实现赶超、赢得未来的硬道理。

——李培根

中国工程院院士、华中科技大学原校长

从人类社会演进的历史来看，硬科技是推动经济和社会发展的核心动力。未来大国竞争的核心是硬科技，全社会需要凝聚共识：通过硬科技的创新和突破实现中国梦。

——米磊 博士

硬科技理念提出者、中科创星创始合伙人、硬科技智库创始人