文/王革 李振興(中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院)

　　經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國科技創(chuàng)新已步入以跟蹤為主轉(zhuǎn)向跟蹤和并跑、領(lǐng)跑并存的新階段，在一些技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)走到世界前沿。當(dāng)前，我國正處于推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、加快新舊動(dòng)能接續(xù)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)期，迫切需要通過采用有效的政策工具，科學(xué)謀劃和積極推動(dòng)在優(yōu)勢技術(shù)領(lǐng)域形成產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢，加快新動(dòng)能培育，優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。借鑒國際和我國的經(jīng)驗(yàn)，通過研究制定產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖，可以明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段、技術(shù)路徑、產(chǎn)業(yè)預(yù)期目標(biāo)，找準(zhǔn)技術(shù)產(chǎn)品市場演進(jìn)規(guī)律，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研合作、產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和組織協(xié)調(diào)能力上一個(gè)新臺(tái)階，可以為規(guī)劃和推動(dòng)新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力支持。

　　一、國外產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖的應(yīng)用及影響

　　1992年，美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)將技術(shù)路線圖方法應(yīng)用于美國半導(dǎo)體這一新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，解決了困擾當(dāng)時(shí)美國半導(dǎo)體業(yè)的競爭者們長達(dá)15年的困惑，使美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一舉超過日本，芯片產(chǎn)業(yè)投資凈收益160億美元，設(shè)備產(chǎn)業(yè)50億美元，年投資收益高達(dá)640%。因此，美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖被看作是產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖的典范，也被稱為“產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖之母”。自半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖以后，美國科技政策辦公室產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖制定作為政府資源配置、加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)組織合作、提升產(chǎn)業(yè)競爭力的重要工具。1999年，美國白宮科技政策辦公室要求各產(chǎn)業(yè)制定產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖以改進(jìn)政府R&D資金的配置，提高產(chǎn)業(yè)的制造能力和競爭力。自美國之后，加拿大、日本、韓國、歐洲等國都紛紛開展了產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖研究與制定。

　　二、中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響

　　受科技部委托，2006年中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院在理論研究的基礎(chǔ)上，選擇了半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)開展產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖實(shí)踐研究。課題組根據(jù)中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，用規(guī)范流程和有效組織對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的愿景、目標(biāo)、路徑、不同階段研發(fā)重點(diǎn)以及投資等進(jìn)行系統(tǒng)分析，明確了產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的路徑、方向，形成的《中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖研究報(bào)告》成為我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新規(guī)劃的重要依據(jù)，為產(chǎn)業(yè)研發(fā)投入、投資、產(chǎn)業(yè)布局提供可靠的依據(jù)。2015年，課題組結(jié)合我國產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展現(xiàn)狀對半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖結(jié)果進(jìn)行了評估，證明產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖對我國新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

　　1.判斷產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段，明確技術(shù)創(chuàng)新方向

　　2007年，全球半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)業(yè)格局處于形成階段，全球LED的市場規(guī)模年均增長率超過20%，隨著市場的快速發(fā)展，美國、日本、歐洲各主要廠商紛紛擴(kuò)產(chǎn)，加快搶占市場份額。同時(shí)，國際廠商的合作步伐正在加快，產(chǎn)業(yè)鏈的全球化分工格局也在逐步形成。而我國共有LED企業(yè)1500余家，其中，下游封裝企業(yè)及應(yīng)用企業(yè)1500家以上，上中游的外延及芯片生產(chǎn)商有25家左右。課題組通過深入研究，對我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段形成以下判斷：我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)正處于從低端的封裝集成向中高端的芯片制備升級(jí)階段，面臨著發(fā)達(dá)國家在技術(shù)和市場方面的制約。據(jù)此建議，未來一段時(shí)間我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的材料和芯片研發(fā)將成為產(chǎn)業(yè)突破的重點(diǎn)，政府可以運(yùn)用重大項(xiàng)目，引導(dǎo)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，集中資源攻克關(guān)鍵技術(shù)和重要設(shè)備，提升自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)競爭力?！笆濉逼陂g，政府實(shí)施了半導(dǎo)體照明重點(diǎn)專項(xiàng)，集中資源攻克了氮化鎵外延材料和芯片制備技術(shù)。到2015年，芯片國產(chǎn)化率達(dá)到了75%。

　　在裝備發(fā)展方面，課題組通過認(rèn)真分析，提出MOCVD裝備是半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的核心裝備，是提升產(chǎn)業(yè)競爭能力的核心，涉及產(chǎn)業(yè)安全，而且在產(chǎn)品成本中占很大比例。隨著中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國MOCVD裝備需求將大量增長。據(jù)測算，到2020年我國將需要400臺(tái)或更多的MOCVD裝備，按每臺(tái)2000萬元的市場價(jià)格計(jì)算，購置成本將達(dá)到80億元人民幣。但國內(nèi)基礎(chǔ)差，自主研發(fā)可能性不大;由于我國研發(fā)能力不足，聯(lián)合開發(fā)的可能性幾乎沒有。因此，課題組建議，MOCVD裝備的研發(fā)只能走引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的道路。通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，攻克核心技術(shù)，形成自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，實(shí)現(xiàn)MOCVD裝備的國產(chǎn)化，并力爭未來5年左右形成MOCVD裝備的重大應(yīng)用。通過核心技術(shù)的研發(fā)，到2015年，我國已基本實(shí)現(xiàn)了裝備國產(chǎn)化。

　　2.選擇技術(shù)路徑，形成產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢

　　新興產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的初期，一般是多路徑齊頭并進(jìn)，半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)也不另外。當(dāng)時(shí)，半導(dǎo)體照明襯底材料有藍(lán)寶石(Al2O3)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)等5條發(fā)展路徑，通過對技術(shù)發(fā)展趨勢、基礎(chǔ)等要素分析，課題組建議我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展選擇硅(Si)、氮化鎵(GaN)兩條路徑，因?yàn)榈壓凸枰r底是未來發(fā)展趨勢，我國具有較好的研發(fā)基礎(chǔ)，具有一定優(yōu)勢，可能成為我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)會(huì)。根據(jù)課題組的建議，“十二五”期間國家半導(dǎo)體照明專項(xiàng)對其進(jìn)行了重點(diǎn)支持，并取得了巨大的成效。2015年，我國已成功發(fā)展出6—8英寸硅上氮化鎵外延技術(shù)，并在6英寸硅片LED技術(shù)上處于國際領(lǐng)先水平，打破了歐美技術(shù)壟斷，站到了全球LED產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的高端，形成了我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的競爭優(yōu)勢。2015年以硅襯底的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值達(dá)50億元。江風(fēng)益團(tuán)隊(duì)因此榮獲2015年度唯一國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

　　3.提出產(chǎn)業(yè)預(yù)期目標(biāo)，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　我國是全球最大照明產(chǎn)品生產(chǎn)國和出口國，也是照明產(chǎn)品的消費(fèi)大國，隨著傳統(tǒng)照明向半導(dǎo)體照明轉(zhuǎn)變，將為我國帶來巨大的半導(dǎo)體照明發(fā)展空間和較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。同時(shí)，我國是全球最大的LED背光源生產(chǎn)國和消費(fèi)國，汽車第三大生產(chǎn)國和第一大消費(fèi)國，汽車LED儀表盤背光、各類車燈方面的應(yīng)用將形成巨大需求，我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著巨大空間。

　　通過對我國城市化進(jìn)程、照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢、半導(dǎo)體照明可能替代率等多要素進(jìn)行分析，明確了我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的愿景目標(biāo)。據(jù)測算，到2010年，我國半導(dǎo)體照明將替代30%的傳統(tǒng)照明，達(dá)到1000億元產(chǎn)業(yè)規(guī)模;到2015年，實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)照明40%以上的替代，實(shí)現(xiàn)主要產(chǎn)品的大規(guī)模應(yīng)用，達(dá)到3500億元產(chǎn)業(yè)規(guī)模;到2020年，實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)照明70%以上的替代，實(shí)現(xiàn)12000億產(chǎn)業(yè)規(guī)模。巨大的市場空間如何培育我國產(chǎn)業(yè)競爭力，課題組根據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢和競爭態(tài)勢，對我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)品的發(fā)光效率、使用壽命、成本等進(jìn)行了判斷，形成了階段技術(shù)發(fā)展預(yù)期目標(biāo)。

　　上述目標(biāo)引導(dǎo)了產(chǎn)業(yè)研發(fā)投入和產(chǎn)業(yè)建設(shè)投資，到2015年，我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到4200億元，發(fā)光效率達(dá)到140lm/W。與路線圖結(jié)果基本保持一致，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和技術(shù)創(chuàng)新規(guī)劃的重要依據(jù)。

　　總體上看，我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖通過產(chǎn)業(yè)內(nèi)不同創(chuàng)新主體的互動(dòng)，對技術(shù)創(chuàng)新方向、產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑、產(chǎn)業(yè)政策等方面形成了廣泛的共識(shí)，其成果支撐了產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的制定，支撐了產(chǎn)業(yè)重大政策的出臺(tái)，也為產(chǎn)學(xué)研等創(chuàng)新主體搭建了合作的平臺(tái)，推動(dòng)了我國半導(dǎo)體照明創(chuàng)新能力從弱到強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模從小到大，引領(lǐng)全球半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　4.研究主導(dǎo)產(chǎn)品市場演進(jìn)規(guī)律，明確主攻方向

　　產(chǎn)品是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主體，也是市場競爭的主角。因此，新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須明確技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品需求之間的互動(dòng)。我國半導(dǎo)體照明技術(shù)路線圖按照“技術(shù)—產(chǎn)品/流程—產(chǎn)業(yè)”這條主線展開，對影響道路照明、大尺寸背光源、汽車照明、通用照明等主導(dǎo)產(chǎn)品市場實(shí)現(xiàn)的“發(fā)光效率、使用壽命、應(yīng)用成本”主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析，形成了技術(shù)、產(chǎn)品、市場相互演進(jìn)的相互關(guān)系，明確了產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。同時(shí)，根據(jù)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的發(fā)展趨勢，判斷上述主導(dǎo)產(chǎn)品進(jìn)入市場順序和時(shí)間。這一判斷與國家實(shí)施“十城萬盞”半導(dǎo)體照明工程的時(shí)間基本吻合，為我國產(chǎn)業(yè)提供了發(fā)展空間。

　　三、新時(shí)期我國開展產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖研究的建議

　　(1)對前沿技術(shù)推動(dòng)的新興產(chǎn)業(yè)、重大科技項(xiàng)目等開展技術(shù)路線圖研究。重點(diǎn)把握好不同階段的潛在需求和潛在市場、合理的技術(shù)路徑、關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主攻方向，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)新技術(shù)與市場結(jié)合，為我國新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展、培育新動(dòng)能提供戰(zhàn)略智力支持。同時(shí)，通過技術(shù)路線圖制定構(gòu)建產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈，打造產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟。

　　(2)積極探索傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖研究。當(dāng)前，我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)正處于加快轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，新技術(shù)的廣泛滲透對產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)影響深遠(yuǎn)。對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的問題以及新技術(shù)應(yīng)用存在問題進(jìn)行系統(tǒng)梳理，明確不同階段需要解決的問題、需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)以及組織模式，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)快速升級(jí)提供支撐。

　　(3)搭建技術(shù)路線圖研究平臺(tái)，聯(lián)合地方開展特色產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖研究，支撐地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

　　本報(bào)告系科技創(chuàng)新戰(zhàn)略研究專項(xiàng)“產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖及其在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施中的應(yīng)用研究”階段性成果 (項(xiàng)目編號(hào)：ZLY2015131)。