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以关键核心技术突破推动实现高水平科技自立自强

来源:《国家治理》周刊2023-02-19 10:44

  作者:汪玉凯(中共中央党校(国家行政学院)教授,第四届国家信息化专家咨询委员会委员)

  摘要:党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视科技创新,深入实施创新驱动发展战略,完善国家创新体系,我国科技实力正从量的积累迈向质的飞跃、从点的突破迈向系统能力提升。但也要清醒地看到,我国与世界创新型国家存在不少差距,特别是在一些关键领域的基础研究积淀不够,关键核心技术“卡脖子”问题突出。操作系统作为信息化领域的“卡脖子”技术之一,对于提升国家网络空间竞争力、实现高水平科技自立自强具有重要意义,必须加快操作系统国产替代研发,打造全球第四大操作系统。

  关键词:科技自立自强 创新驱动发展战略 关键核心技术 操作系统

  【中图分类号】TP393 【文献标识码】A

  科技自立自强是国家强盛之基、安全之要。党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视科技创新,深入实施创新驱动发展战略,完善国家创新体系,我国科技实力正从量的积累迈向质的飞跃、从点的突破迈向系统能力提升,为经济社会平稳健康可持续发展提供了战略支撑。实施创新驱动发展战略是我国跻身创新型国家前列的内在要求,也是实现高水平科技自立自强的必然选择,解决“卡脖子”技术问题是实施这一战略的重要环节。

  “实现高水平科技自立自强,进入创新型国家前列”是我国既定的战略目标

  党的二十大报告围绕实现高水平科技自立自强、建设创新型国家、实施创新驱动发展战略、打赢关键核心技术攻坚战等提出了新的目标和重要举措。就目标而言,明确要求到二〇三五年,实现高水平科技自立自强,进入创新型国家前列;建成教育强国、科技强国、人才强国、文化强国、体育强国、健康中国。同时,聚焦建成科技强国提出了一系列重要举措,主要包括:完善科技创新体系;坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位;提升国家创新体系整体效能;形成具有全球竞争力的开放创新生态;加快实施一批具有战略性全局性前瞻性的国家重大科技项目,增强自主创新能力;实施科教兴国战略,强化现代化建设人才支撑;等等。在上述内容中,我们需要注意以下四点:

  首先,划定了进入创新型国家前列的时间节点,那就是到2035年要建成科技强国,进入创新型国家前列。值得注意的是,这里强调的是要“建成”,而不是“基本建成”。“建成”和“基本建成”有很大差别。其次,强调“形成具有全球竞争力的开放创新生态”,这预示着在未来至少十多年时间里,我国将进一步加强对外开放的力度,通过更高水平的开放,增强科技实力。再次,强调“实施科教兴国战略”,就是要加大人才培养的力度,为进入创新型国家前列提供足够的人才资源,可以肯定,科技强国必须由人才强国来支撑。第四,明确“加快实施一批具有战略性全局性前瞻性的国家重大科技项目”,表明在一些关键核心技术领域要取得重要突破,特别是在信息技术领域。

  那么,再过十三年,我国能否真正进入创新型国家前列呢?要回答这个问题,笔者认为首先要了解国际上有关创新型国家的标准及我国的现状。一般而言,推动创新型国家建设,必须把创新驱动作为根本性动力。目前世界上公认的创新型国家大约有20个,包括美国、瑞士、丹麦、西班牙、瑞典、新加坡、芬兰、德国、荷兰、日本、加拿大、英国、韩国、奥地利、挪威、法国、澳大利亚、比利时。其共同特征是:国家的科技研发投入占国内GDP的比例一般在2%以上;科技对经济增长贡献率在70%以上;国家对外技术依存度指标一般在30%以下;创新产出高。为了维持创新型国家的地位,发达国家采取了多种举措强化创新战略部署:如美国出台《创新战略》,从国家发展战略上重视创新,从国家发展路径上强化创新;欧盟通过《欧洲2020战略》,致力于成为最具国际竞争力的国家联合体;日本2009年就出台《数字日本创新计划》,逐步进入科学技术立国与战略调整阶段;韩国在2000年制定科技发展长远规划《2025年构想》,提出2015年成为亚太地区主要研究中心的目标。

  从全球视野看,实施创新驱动发展战略,是提升一个国家国际竞争力的有效路径。创新驱动主要包括三个层次:一是指科技创新与制度创新、管理创新、商业模式创新、业态创新和文化创新相结合;二是推动发展方式向依靠知识积累、技术进步和劳动力素质提升转变;三是促进经济向形态更高、分工更细、结构更合理的阶段演进。可以看出,创新驱动的本质是要充分发挥创新对经济社会的支撑和引领作用,把自主创新放在重要地位;大幅提高科技进步对经济的贡献率,从而实现经济社会全面协调可持续发展,提高综合国力。长期以来,我国把创新作为引领经济发展的第一动力,制定了详细的国家创新驱动发展战略规划和相关部署。党和国家领导人也对创新驱动发展战略、建设创新型国家作出一系列重要论述,如习近平总书记反复强调:“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,也是中华民族最深沉的民族禀赋”;“抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来”;“当今世界,谁牵住了科技创新这个‘牛鼻子’,谁走好了科技创新这步先手棋,谁就能占领先机、赢得优势”;等等。正是在以习近平同志为核心的党中央的正确指导下,我国创新驱动发展战略不断深化,科技创新取得了一系列重要进展,为中国经济持续发展和社会全面进步提供了重要支持。

  在充分肯定我国科技创新以及创新驱动发展战略取得巨大成就的同时,也要清醒地看到我国与发达国家的差距。对现状的准确判断和分析,无疑是未来我们取得更大成就的起点。总体而言,我们与世界上公认的创新型国家的差距主要表现在以下三个方面:

  首先,尽管我国在2010年就成为全球第二大经济体,但我国的单位GDP能耗仍然与发达国家有较大差距。国家统计局2022年发布的党的十八大以来经济社会发展成就系列报告显示,2021年我国的GDP总量占世界的18.5%,稳居世界第二位,同年我国单位国内生产总值(GDP)能耗比2012年累计降低26.4%,年均下降3.3%。但需要注意的是,在长期依靠物质要素投入推动经济增长的粗放型发展模式下,科技创新对经济社会发展的贡献率偏低,再加上我国“富煤、缺油、少气”的资源禀赋特点,生态环境的瓶颈制约严重。这意味着我们必须把创新驱动发展战略放在更加突出的地位,走绿色发展之路,进一步提高我国能源利用水平。“十四五”规划纲要将“单位国内生产总值能源消耗降低13.5%”作为经济社会发展主要约束性指标之一,为实现这一目标,必须坚定不移继续推动科技创新,让煤炭利用更清洁,让新能源更“绿色”,让高耗能产业更低碳环保。

  其次,彰显一个国家科技创新实力的专利数量依然较少。由美日欧授权的三方专利,是衡量一个国家(地区)专利质量和竞争力的重要指标。科技部公布的数据显示,根据经济合作与发展组织(OECD)对 41 个拥有三方专利国家(地区)的统计,2019 年的三方专利总数为 5.6 万件,其中 35 个 OECD 成员国获得的三方专利为 4.9 万件,占总数的 88.2%;日本为 1.8 万件,美国为 1.3 万件,两国拥有的三方专利占总量的 54.6%。根据中国科学院科技战略咨询研究院发布的《2021技术聚焦》报告,2012—2017年、2014—2019年两个时期的技术结构分析显示,美日两国三方专利量都覆盖了接近95%的技术焦点,以绝对优势位居世界前两位,处于第一梯队;德国处在第二梯队,三方专利量覆盖70.7%的技术焦点;中国三方专利量覆盖50%多的技术焦点,处于第三梯队。

  第三,我国在一些关键领域基础研究积淀不够,一些关键核心技术落后于人、受制于人。总体上,我国的基础研究已处于从量的积累向质的飞跃,从点的突破向系统能力提升的重要时期。但与世界科技强国相比,从整个科技创新的链条来讲,基础研究依然是短板,关键核心技术受制于人的问题突出。虽然我国在“小软件”如手机APP等领域的应用方面处于全球领先地位,但“大软件”和基础软件领域明显落后,工业软件等核心技术研发能力有待提升,机器人和高端自动控制系统、高档数控机床、高档数控系统国产化率不足20%。关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的,只有加快重大科技任务攻关,努力实现更多“从0到1”的突破,把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家安全。

  未来我国实施创新驱动发展战略、推动实现高水平科技自立自强的进度规划与战略重点

  早在2016年5月,国家层面就印发了《国家创新驱动发展战略纲要》,并提出了进入创新型国家行列的“三步走”战略目标:第一步,到2020年进入创新型国家行列,基本建成中国特色国家创新体系,有力支撑全面建成小康社会目标的实现。科技进步贡献率提高到60%以上,知识密集型服务业增加值占国内生产总值的20%,自主创新能力大幅提升,初步扭转关键核心技术长期受制于人的被动局面,研究与试验发展(R&D)经费支出占国内生产总值比重达到2.5%。第二步,到2030年跻身创新型国家前列,发展驱动力实现根本转换,总体上扭转科技创新以跟踪为主的局面,研究与试验发展(R&D)经费支出占国内生产总值比重达到2.8%,国家创新体系更加完备。第三步,到2050年建成世界科技创新强国,成为世界主要科学中心和创新高地,为我国建成富强民主文明和谐的社会主义现代化国家、实现中华民族伟大复兴的中国梦提供强大支撑。

  在2016年提出的“三步走”战略目标基础上,立足中国客观实际,党的二十大将前两步走战略合并,明确提出到2035年要实现高水平科技自立自强,进入创新型国家前列。这在时间点上又与我国基本实现社会主义现代化的目标相一致。

  从内容上看,未来我国在自主创新方面的战略重点、整体路径仍然会延续。总体而言,《国家创新驱动发展战略纲要》提出的“坚持双轮驱动、构建一个体系、推动六大转变”的战略布局不会改变。所谓双轮驱动是指科技创新和体制机制创新。所谓一个体系,即建设国家创新体系。所谓六大转变,就是发展方式从以规模扩张为主导的粗放式增长向以质量效益为主导的可持续发展转变;发展要素从传统要素主导发展向创新要素主导发展转变;产业分工从价值链中低端向价值链中高端转变;创新能力从“跟踪、并行、领跑”并存、“跟踪”为主向“并行”“领跑”为主转变;资源配置从以研发环节为主向产业链、创新链、资金链统筹配置转变;创新群体从以科技人员的小众为主向小众与大众创新创业互动转变。

  围绕上述目标,实施创新驱动发展战略的重点任务将集中在推动产业技术体系创新,创造发展新优势;强化原始创新,增强源头供给;优化区域创新布局,打造区域经济增长极;深化军民融合,促进创新互动;壮大创新主体,引领创新发展;实施重大科技项目和工程,实现重点跨越;建设高水平人才队伍,筑牢创新根基;推动创新创业,激发全社会创造活力等八个方面。毫无疑问,在这八个战略任务中,产业技术体系创新无疑是实施国家创新驱动发展战略的主战场。如发展新一代信息网络技术,增强经济社会发展的信息化基础;发展智能绿色制造技术,推动制造业向价值链高端攀升;发展生态绿色高效安全的现代农业技术,确保粮食安全、食品安全;发展安全清洁高效的现代能源技术,推动能源生产和消费革命;发展资源高效利用和生态环保技术,建设资源节约型和环境友好型社会;发展海洋和空间先进适用技术,培育海洋经济和空间经济;发展智慧城市和数字社会技术,推动以人为本的新型城镇化;发展先进有效、安全便捷的健康技术,应对重大疾病和人口老龄化挑战;发展支撑商业模式创新的现代服务技术,驱动经济形态高级化;发展引领产业变革的颠覆性技术,不断催生新产业、创造新就业。

  笔者以为,要实现上述战略目标,我们必须在以下五个方面发力。第一,更新观念,用创新理念看待创新。领导干部如果没有创新思维和创新理念,干事创业循规蹈矩、畏首畏尾,就不可能取得创新进展,尤其在制度和体制方面更是如此。第二,改革创新治理体系,培育良好的创新环境。包括破除体制机制障碍、释放科技创新潜能,完善知识产权保护体系、推进科技创新发展等。第三,发挥创新主体的作用,特别是要发挥企业、市场的力量,政府也应该找准自身在创新体系中的位置,防止用行政手段过多地干预创新过程。第四,注重培养高端人才,这是创新驱动发展战略能够持续推进的根本要素。第五,加快建立科学的创新评价机制,加强对创新进程、不同的创新领域的评价,促进科技创新活动的有效开展。

  解决“卡脖子”技术问题是实现高水平科技自立自强的必由之路

  我国虽然是目前世界上唯一拥有最完整产业链的国家,有比较强大的制造能力,但是在一些关键核心技术方面,受制于人的局面并没有得到根本性改变。这一问题在信息技术领域尤为突出。长期以来,我们实行跟随战略,注重应用领域的开发,而对一些关键技术的基础性研究明显不足,包括当前对我国影响巨大的高端芯片、操作系统、人工智能以及众多的工业基础性软件等。

  众所周知,操作系统是我国在信息化领域的“卡脖子”技术之一。过去的几十年间,微软、谷歌、苹果三大巨头始终霸占着PC和移动终端操作系统的领地。这几年华为的移动操作系统鸿蒙虽然在相关产品上得到了应用,但在很多方面还不成熟,没有完全脱离开安卓的相关框架体系。随着国内外形势的变化,操作系统“卡脖子”的风险还在上升:一方面微软从2020年起已经停止对Windows7系统的更新;另一方面免费开源的操作系统策略也发生了一些重要变化,如继CentOS 8宣告停止更新维护后,CentOS 7也将于2024年6月30日停止更新维护。而从技术上看,操作系统作为计算机硬件与软件资源的管理者和控制者,在计算机系统处于特殊地位,任何软硬件如果离开操作系统都无法运行。也就是说,中国能否拥有自主可控的操作系统技术与产业实力,将对信息化全局产生重要影响。从战略上看,操作系统是建设网络强国的关键基石,对提升国家网络空间竞争力、实现高水平科技自立自强具有重要意义。中国作为世界第二大经济体和拥有全球最大数字市场的国家,如果不能实现操作系统自主可控,不仅会直接影响网络强国目标的实现,而且也很难从基础上对国家的信息安全提供保障。这些现实客观上要求加快我国国产操作系统替代研发进程,以更好保障国家信息安全。

  国产操作系统第三方评估结果令人担忧

  2021年9月至11月,中国行政体制改革研究会国产操作系统第三方评估课题组约请中国标准化研究院对目前我国国产操作系统的应用及生态系统等进行了第三方评估。评估小组通过召开专家座谈会、发放调查问卷、访谈以及分析网络数据等多种方式,对目前在市场上占有率比较高,且进入政府采购目录的麒麟、统信和红旗三款有代表性的国产操作系统从用户体验、关键性能测试、生态系统构建等三个维度进行了评估。测评的结果可以说是“喜忧参半”。“喜”的方面是,桌面国产操作系统以及服务器操作系统在国家政策的大力推动下,已经在党政机关办公系统大面积部署应用。目前国产操作系统应用领域已经涵盖党政机构、军队、国防、金融、保险、交通、物流、教育、能源、制造、媒体等;有的操作系统甚至还走向了世界,如在红旗软件的倡导下,由亚洲最强的Linux厂商共同创立的企业级操作系统品牌---Asianux Linux远销海外。“忧”的是国产操作系统无论是用户体验度、系统功能,还是生态系统建设都还存在明显不足。

  从用户体验来看,国产操作系统虽然普遍过了“能用”这一关,但是距离“好用”还有较大差距。评估结果显示,绝大多数用户对国产操作系统的安全性认可度比较高,但对使用的友好性、适配性以及运行的稳定性、速度等还有较多保留,认为需要提升。

  从系统功能来看,目前几款代表性的国产操作系统,多数都能满足党政机关以及重点行业的办公和一般需求。但从自主创新角度看,多数操作系统都是在Linux内核的基础上进行二次开发,保持了固有的内核框架模式,创新之处比较少。这说明,我国自主操作系统实现创新发展任重道远。

  从国产操作系统的生态系统看,不管是麒麟、统信还是红旗,虽然在市场化的驱使下都建立起了一套应用生态系统,并与多种软硬件相适配,但和微软等国外成熟的操作系统相比,配套软件体系建设还有较长的路要走。

  国产操作系统“多雄并存”,但尚未做大做强

  其实,我国操作系统的研发起步并不晚。早在1999年,中国科学院软件所就主导研发了我国第一个国产操作系统——红旗,随即组建中科红旗平台,开始在党政机关、国企事业单位部署,并围绕关键技术展开深入研究。到2009年,以中科院为主组成的研究团队,承担了多项国家核高基重大项目,包括红旗桌面操作系统研发及产业化、高可信服务器操作系统研发及产业化、农业智能系统平台国产操作系统优化与产业化等。此外,中科院以及中科红旗以红旗操作系统为平台,还参与了多项操作系统国家标准的制定。从2010至2016年,前后共发布了7项国家标准。围绕红旗操作系统展开的一系列重大课题研究以及标准制定,对国产操作系统的完善和推进,奠定了重要的基础。

  值得指出的是,在开发操作系统问题上,一开始学界就存在某些分歧。有的学者认为中国必须从头做起,走完全自主研发的道路,但更多专家认为,从头完全自主研发难度极大,而且也没必要,应该基于开源Linux这个开放平台不断完善。并且,在多数专家看来,开发国产操作系统最主要的目的是保障国家信息安全,为国内特别是党政军等重要部门提供基础办公软件支撑;而以Linux为代表的开源软件,本身就是开源共享的,不归属于任何国家和公司,以此为基础进行自主研发,同样能够达到维护国家信息安全的目标。遗憾的是,我国起步最早的红旗操作系统在走向市场化的过程中,出现了某些困难,随后于2014年被民营资本所收购,没能在国家梯队这个层面上坚持下来。这也为后来国产操作系统出现“多雄并存”、相互竞争,但没有一家做大做强的局面埋下了隐患。

  加快操作系统国产替代研发,需要注意三个关键问题

  2016年,习近平总书记在中共中央政治局第三十六次集体学习时指出:“要紧紧牵住核心技术自主创新这个‘牛鼻子’,抓紧突破网络发展的前沿技术和具有国际竞争力的关键核心技术,加快推进国产自主可控替代计划,构建安全可控的信息技术体系”;“推动高性能计算、移动通信、量子通信、核心芯片、操作系统等研发和应用取得重大突破”。从全球来看,一方面数字化浪潮正在席卷世界,大数据、人工智能、5G、区块链等新技术持续发展,应用领域不断拓展;另一方面,为了维护国家信息安全,许多国家如俄罗斯、法国、印度、德国、韩国、朝鲜等都在大力推进操作系统国产替代研发。在这样的背景下,加快我国操作系统的国产替代研发进程,就显得更加紧迫。在这一过程中,需要做好三方面工作:

  第一,对国内现有的桌面操作系统进行必要的整合。从国产操作系统的现状看,目前我国虽然拥有多款自主操作系统,但由于研发技术难度高、资金投入大、回报周期长,容易出现“做的公司不大、大的公司不做”的现象,呈现各自为战的局面,在国际上难以形成强大的竞争力。要想从根本上解决技术“卡脖子”问题,实现操作系统国产化替代,打造统一的国产操作系统及配套软硬件生态环境是必然选项。为此,国家可通过统筹谋划,将麒麟、统信、红旗等具有代表性的国产操作系统进行战略整合,扭转各自为政、单打独斗的局面,形成一体化合力。

  第二,战略整合要把国家信息安全作为优先选项。国产操作系统如果没有一定的市场应用生态是无法成功的。培育市场应用生态一般有两种思路:一是把主要精力集中在适配市场应用方面,也就是打市场牌,走市场化道路;二是在注重市场适配的同时,把主要精力放在完善与操作系统自身配套的关键软件产品上。对于广泛应用于党政军办公管理领域的国产操作系统,无疑要在战略整合中高度重视信息安全和网络安全问题,在此前提下,逐步扩大市场适配的范围,培育良好市场应用生态。

  第三,整合中需要举起一面旗帜,形成一个有竞争力的品牌。目前国内三大操作系统中,维护红旗这个品牌可能更具有全局意义。国内第一个操作系统就以红旗赋名,经过多年发展,红旗的品牌效应已经形成,如果能够继续举起红旗操作系统这面旗帜,通过整合形成合力,就可能真正形成继微软、谷歌、苹果之后的全球第四大操作系统。这对未来我国网信事业发展无疑具有长远的战略意义。

  【本文系国家社科重点项目“健全互联网领导与管理体制研究”(项目编号:22AZD066)的阶段性成果】

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