2021年，新一輪科技革命和產業變革深入推進，全球技術創新空前活躍，數字經濟蓬勃發展，一些前沿領域關鍵技術獲得突破式進展，科技進一步塑造世界地緣政治格局。世界主要經濟體紛紛加快調整科技創新領域布局，展開前所未有的激烈競爭。美國聯合盟友圍繞技術壟斷權、標準主導權、資源控制權等力圖打造新的霸權體系，織牢對華科技封鎖網，加劇中美科技脫鉤態勢，惡化我科技發展外部環境。
2021年科技創新與競爭態勢總結
一、前沿技術創新多維多點突破，顛覆性變革浪潮涌動
基礎研究獲重大突破。例如，μ子新測量實驗分析結果預示宇宙中可能存在新粒子或力，加強了新物理學證據；對火星進行直接地震觀測，首次繪制遠離地球行星的內部結構；基于人工智能預測蛋白質結構，改變了未來結構生物學的規則，有望加速生物學領域重大突破。
技術創新取得多個里程碑式成果。英偉達公司推出GauGAN2人工智能系統，可根據文本合成不存在的逼真風景圖像。IBM設計出一款127比特的量子芯片，計劃2022年生產433個量子位的Osprey芯片和1121個量子位的Condor芯片。Neuralink展示最新腦機接口產品，可讓猴子用大腦意念玩電子游戲，或將幫助癱瘓病人恢復活動能力。美國和西班牙開發出“人工視覺腦”，幫助盲人獲得基本視覺。美研究人員利用胚胎中的干細胞創造出能自我復制的活體機器人。SpaceX公司“星鏈”衛星互聯網服務在美國市場平均下載速度達97.23Mbps，有望走向商業化運營。中國科學家利用二氧化碳人工合成淀粉，取得技術“造物”的標志性成果。
產業變革方興未艾。元宇宙作為虛擬現實、數字孿生、物聯網、云計算等技術融合的載體，或將成為未來互聯網嶄新模式并推動相關產業進入爆發式增長期；以人工智能為引領的數字技術加速經濟社會向數字化、智能化轉型；區塊鏈應用趨于合規化，數字貨幣呈爆發式發展；衛星互聯網熱度高漲，各國在太空領域展開新一輪技術競逐；疫情持續發酵，mRNA等疫苗技術取得重要成果，推動生物安全產業快速發展；合成生物學技術實現一氧化碳到蛋白質一步合成，并形成萬噸級工業產能；生命科學與生物醫藥技術創新持續加速，推動大健康產業蓬勃發展；雙碳目標倒逼能源革命，加速第四代高溫氣冷堆核電項目實現并網發電，氫能產業啟動。
二、前沿技術成為大國博弈主疆域，主要經濟體聚焦關鍵領域搶占制高點
各主要經濟體圍繞前沿關鍵技術展開前所未有的激烈競爭，并進一步強化頂層設計和資金投入。美國參議院通過《美國創新與競爭法案》，將科技投入上升為國家戰略，擬投資1900億美元于芯片、鋰電池、人工智能、量子等關鍵技術；《2022財年國防授權法案》批準科技研發費用147億美元，重點投資微電子、高超聲速、人工智能和5G等“先進能力賦能器”技術。歐盟2022財年研發和創新投入約131億歐元，設立歐洲創新理事會，并計劃在未來7年額外投資逾100億歐元于自我感知人工智能、細胞和基因治療、綠氫和活性材料等綠色、數字和健康技術。日本擬定2022財年科研預算107億美元，重點投資人工智能、大數據、物聯網量子技術、太空技術等領域。此外，法國發布《未來投資計劃》、英國發布《英國創新戰略》、澳大利亞發布《澳大利亞關鍵技術藍圖》，為各國戰略技術發展指明方向和路徑。
三、美以零和思維推進對華科技戰，緊鑼密鼓構建新霸權體系
美《創新與競爭法案》明確將中國定義為“美國在地緣政治和地緣經濟領域最大的挑戰”，以此為基調建構其內政外交政策。
一是繼續強力推動前沿科技領域對華脫鉤。不斷以人權、涉疆、涉港、涉藏、涉軍、南海等敏感議題為由對中國實體進行制裁。2021年，美國商務部工業和安全局將157個中國公司、機構及個人（截至12月18日，共計611個）列入管制清單。美國國家反諜報與安全中心對美技術企業發出警告，要求其拒絕在半導體、人工智能、量子計算、生物技術和自主系統等五個對美經濟和國家安全最利害攸關的重要領域與中國合作。同時，拜登政府還禁止美機構和學者同中國合作，限制中國科技人才赴美學習交流。
二是積調整情報體系適應對華科技斗爭。美政府成立了“中國工作組”，中央情報局新設中國任務中心、新跨國和技術任務中心、首席技術官，聚焦新興技術、經濟安全、氣候變化和全球健康等議題，收集中國情報。
三是緊盯與中國的國際標準制定之爭，強調對國際標準制定機構的影響力。美國家標準與技術研究院發布信息請求書，要求美各機構提供中國參與國際標準制定的政策及其如何影響新興技術國際標準制定的信息。此外，美國還抨擊中國“數字威權主義”，以意識形態劃分科技信任標準。
四是將盟友作為其遏制打壓中國科技發展的“力量倍增器”。美國與歐盟成立“美歐貿易與技術委員會”，計劃在關鍵技術標準制定和應用方面建立深層戰略合作，協調標準規則制定、監管政策以及對華技術替代等，意圖在數字互聯互通、國際技術標準和供應鏈等領域聯合其他國家共同遏制中國。美日澳印四方聯盟舉行線上峰會，著重討論技術層面的多邊協作，謀求引領技術領域的世界規范準則。此外，美國還將科技治理同民主價值觀結合，構建助其與中國開展科技競爭的“技術聯盟”，如民主伙伴聯盟（D10）、技術民主多邊聯盟（T12）、美歐聯合技術競爭政策對話（TCPD）等。
四、新型戰略資源成為地緣競爭主要目標，世界主要經濟體爭搶控制權
各國瞄準新型戰略資源展開控制權的爭奪。
一是鈷、鋰、稀土等戰略礦產資源成為控制重點。關鍵礦產是清潔能源大國贏得地緣政治主導權的重要因素。美西方通過供應鏈風險評估、區域合作開發勘探、開采和循環利用技術等措施強化對關鍵礦物資源把控能力。例如，美國發布《2021年關鍵礦物清單》《關鍵礦物供應鏈風險評估報告》，力圖擺脫在稀土等領域對中國的依賴。歐盟發布《對外戰略依存關系》，評估原材料供應鏈風險，加大補貼扶持稀土永磁行業，支持歐洲企業與中國競爭。美澳加合作制成“全球礦產3D地圖”，為建立能源資源供應鏈聯盟提供基礎。
二是極地和太空資源成為美西方當前搶占重點。極地資源方面，美俄進一步強化北極軍事力量。太空資源方面，發達經濟體正開啟新一輪太空競賽，爭相開展深空探測活動、部署衛星星座、牽頭國際規則制定，加緊跑馬圈地。美國主導下，12個國家參與《阿爾忒彌斯協定》，共同開展月球、火星等深空探測活動，制定太空探測規則。日本、美國、盧森堡和阿聯酋等國相繼出臺國內法案，為太空資源開采利用鋪路。美國SpaceX公司和英國Oneweb公司加速部署低軌星座，加快搶占軌道和頻譜資源。
三是數據資源成為各國保護重點。主要經濟體強化對數據管控，明確數據權屬和標準，嚴格限制數據跨境流動，圍繞企業數據展開拉鋸。歐盟宣布“隱私盾”失效后，接連發布《控制者和處理者數據使用標準合同條款》《國際數據轉移標準合同條款》，繼續強化本土數據保護和監管，商業數據流動持續受限，跨國企業經營成本上升。美國修正《外國公司問責法案》、收緊審計規定，企圖以“保護投資者利益”為借口讓中概股企業交出敏感數據。中國出臺《數據安全法》，加強本土數據保護。四是高端芯片產能成為美西方搶奪重點。先進制程競爭向精細化方向發展，美力推高端半導體制造回流美國。美國參議院通過總額520億美元的芯片法案，用于補貼英特爾、臺積電、三星等企業在美建廠；目前占全球高端芯片產能達58%的臺積電，在美施壓下將生產線搬遷至美。
2022年前沿科技發展趨勢展望
2022年，新冠肺炎疫情不會快速退場，但技術革命浪潮會更加洶涌，各國圍繞前沿技術的競爭勢必更加緊張激烈。
一、數字技術引領新一輪科技革命，加快推動產業鏈與創新鏈深度融合
新一輪科技革命和產業變革以新一代信息技術、生物技術、新能源技術、新材料技術、智能制造技術等科技創新與產業化應用為引領，數據作為高端要素和最終產品的地位將更加突出，有望從根本上改變現有生產函數、拓展生產可能性邊界，形成以基礎研究、原始創新、顛覆性變革為基礎的新產業鏈。
各項突破性技術成果將陸續投入實際應用，更多新的重大技術突破會進一步涌現。人工智能功能增強，或將實現創造語言或其他一些創造性任務；低代碼/無代碼人工智能工具廣泛應用；人工智能與其他領域技術交叉融合，尤其是與新材料、生物技術結合，將實現前沿技術的躍遷。量子計算領域，超導量子比特數量將進一步突破，400個量子比特處理器有望驗證。區塊鏈網絡應用出現，數字貨幣將投入使用。基因編輯食品將開始上市銷售，基因編輯技術臨床應用開始出現。基因敲入和基因組篩選、基因組工程和DNA修復、單堿基編輯等研究繼續推進。減少碳排放可以促進基礎研究、應用開發、試制改進、生產應用等創新鏈環節水平拉升，布局低碳前沿技術研究。值得注意的是，元宇宙將迎來更多的內容、產品及參與者，如硬件全面升級，相關配件逐漸豐富；第三方內容創作門檻降低，社交娛樂場景虛擬現實聯動增強，商用場景落地；互聯網巨頭持續加碼布局，更多網民參與及虛擬身份數量增加；網絡安全將會成為元宇宙未來面臨的最大問題之一。
二、美對華遏制打壓將進一步強化，我科技安全風險持續存在
為強化前沿技術領先優勢、掌握技術壟斷權，2022年，美仍將強化遏華部署。例如，繼續修訂《外國投資風險審查現代化法案》《出口管制條例》；加強其政府機構間的組織協調，繼續擴大對中國實體和機構的制裁范圍和力度；強化與盟友間的政策協調，阻攔中國突破“卡脖子”技術，進一步對中國斷供芯片、工業軟件、科研儀器等關鍵技術產品；設法阻斷西方發達經濟體與中國科研合作，阻止中國接觸世界最前沿的知識、成果和原創思想。
三、科技全球化生態改變，特定領域將出現兩套科技體系
科技全球化生態發生重大改變，在特定領域，未來可能出現兩個體系。拜登政府推出的《臨時國家安全戰略指南》正式將中國定義為“體系性競爭者”，以意識形態劃分陣營，聯合盟友構建一個與中國對立的競爭體系。美國正在重點圍繞新一輪科技革命的戰略領域，包括5G、6G、人工智能、量子、半導體等信息領域，衛星互聯網、月球、深空等航天領域，氣候治理、清潔能源、環境保護等生態領域，與盟友組建細分“技術聯盟”，協調標準規則制定、監管政策以及對中國的技術替代，打造一個數字互聯互通、具有另一套技術標準和供應鏈自給自足的排華科技生態體系。
四、科技治理挑戰和問題層出不窮，多邊主義仍將發揮效能
2022年乃至更長期來看，顛覆性技術仍存在技術自身和社會潛在影響的雙重不確定性；堅持多邊主義，堅守全人類共同價值仍將是解決全球科技治理難題的首要原則。一是劃定顛覆性技術的應用邊界和做好安全治理，如防范顛覆性技術誤用、濫用，人工智能軍事化應用等；二是加快新興技術倫理道德規范等規則制定；三是彌補發達國家與發展中國家技術鴻溝，包括數字鴻溝、疫苗鴻溝等；四是持續加大氣候危機治理。在這些問題上，全球科技治理體系規則制定和監督執行仍然需要、也只有多邊機制能夠發揮更大作用。
五、地緣政治戰場將延伸至網絡空間，科技巨頭成為影響競爭格局的新勢力
網絡空間正在成為新一輪地緣政治博弈的大舞臺。拜登政府正將其作為美國實施霸權戰略的重要疆域，以地緣政治思維構建網絡空間政策。網絡軍事化趨勢愈演愈烈，將推高地緣政治沖突風險，網絡攻擊或將成為地緣政治斗爭工具。網絡攻擊活動愈發猖獗，關鍵基礎設施被攻擊風險高企。同時，科技巨頭正在成為世界政治強大的、自主的參與者，地緣政治影響力日益增強，或將成為地緣政治格局中不可忽視的一極。例如，亞馬遜、微軟、谷歌、SpaceX等科技巨頭掌握前沿技術，具有很強的網絡攻防能力和輿論引導能力，在社會、經濟、政治和國家安全等重要領域擁有巨大的影響力。主要經濟體對科技巨頭的規范限制也將相應增加。
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