中國網/中國發展門戶網訊 2021年5月28日，習近平總書記在中國科學院第二十次院士年夜會、中國工程院第十五次院士年夜會、中國科協第十次全國代表年夜會上的講話中強調，要“堅決打贏關鍵焦點技術攻堅戰”。中國科學院該若何發揮科技“國家隊”的感化，在關鍵焦點技術攻堅戰中作出凸交流起貢獻，筆者認為起首需求掌握關鍵焦點技術發展的本身規律。本文以信息技術為例，剖析關鍵焦點技術的演進特征和發展規律，并進一個步驟提後悔了。出支撐中國科技界尤其是中國科學院打好關鍵焦點技術攻堅戰的若干建議。
關鍵焦點技術的演進特征
在信息領域，關鍵焦點技術的發展呈現與梅特卡夫定律類似的非線性增長特征。一項關鍵焦點技術可視為一個系統，其本質是由成百上千個緊密耦合的點技術和算法構成的一個彼此關聯的技術網絡。這類技術網絡也遵守網絡領域的梅特卡夫定律。梅特卡夫定律（Metcalfe’s Law）是一個關于網絡價值和網絡技術發展的定律，由喬治·吉爾德于1993年提出，但以計算機網絡先驅、american3Com公司的創始人羅伯特·梅特卡夫的姓氏定名。梅特卡夫定律是一種定性描寫的“規律”，其要義是告訴人們：“網絡的價值隨網絡規模擴年夜而非線性地增長。”
如圖1所示，根據梅特卡夫定律，當一個網絡教學場地內的節點數越多，那么整個網絡的價值也就越年夜。對于一項關鍵焦點技術而言，梅特卡夫定律表白其價值將隨著集成的效能、模塊、算法等點技術的數量增添而不斷進步。當然，網絡越復雜，集成的難度也就越年夜。可是舞蹈教室，一旦通過技術攻關勝利實現新算法或新效能的集成，構成一個更年夜的技術網絡，那么壁壘也就更高。
以英特爾（Intel）公司的桌面與服務器處理器為例（圖2），每一代新的處理器架構都會集成多種新效能，這些新效能的集成都需求大批研發投進。2011年，Sandy Bridge架構中集成的新效能“年夜頁面”技術，需求對十幾項已有效能進行修正，這使得處理器的正確性驗證面臨很年夜的挑戰。可是，英特爾勝利地實現了“年夜頁面”效能的集成，從而在年夜容量內存的支撐方面領先于其他處理器，獲得用戶的青睞。恰是英特爾不斷集成新的效能，才使其處理器技術網絡規模始終年夜于競爭對手，從而在服務器處理器領域能長期占據高達95%以上市場份額。
梅特卡夫定律提醒了關鍵焦點技術若何構成高價值與高壁壘的內在機理。那么，一項關鍵焦點技術若何才幹遵守梅特卡夫定律，不斷擴年夜技術網絡規模，持續地發展下往？對此問題，我們以信息領域關鍵焦點技術為例，分別從宏觀和微觀兩個分歧視角來闡述與剖析。
關鍵焦點技術的宏觀發展規律
american科學院國家研討顧問委員會（National Research Council of 共享空間the National Academies）曾對信息領域的19項關鍵焦點技術的發展歷程開展了詳細的調研，提醒了信息技術的3個重要宏觀發展規律。
信息技術發展呈現3個階段。階段Ⅰ為從道理到原型，階段Ⅱ為從原型到產品，階段Ⅲ為從產品到規模市場（10億美元）。這3個階段分別需求3—5年時間，但實施的主體和所需求的資源有所分歧。階段Ⅰ的實檀越體重要是年夜學和科研機構，輸出是底層道理及相應的原型系統。但年夜學和科研機構并不擅長產品研發，需求通過企業才幹構成產品（階段Ⅱ），并進一個步驟實現家教規模市場（階段Ⅲ）。是以，階段Ⅰ會議室出租和階段Ⅱ之間存在一道鴻溝，需求樹立學術界與產業界之間的一些通道才幹完成從原型到產品的跨越。這些通道可以有多種情勢。例如：在精簡指令集處理器（RISC）標的目的，american斯坦福年夜學勝利研制MIPS處理器原型后，便成立了MIPS技術公司來開發產品；在操縱系統標的目的，american加州年夜學伯克利分校在研制了BSD Unix操縱系統后，免費開放給產業界，由企業在該原型基礎上開發各自產品（如蘋果公司的MacOS操縱系統）。
關鍵焦點技術發展過程中需求學術界與產業界構成閉環。產業界將技術發展中碰到的新問題反饋給學術界，學術界研討明白新問題的底層道理，研制驗證原型，輸出給產業界，從而構成持續的螺旋式迭代優化。這意味著學術界與產業界之間的通道不克不及是一次性和短暫的，而應該是能堅持較長時間的通道。american斯坦福年夜學與MIPS技術公司的一起配合通道堅持了10余年，而american加州年夜學伯克利分校的BSD Unix操縱系統通過開放形式，與產業界的一起配合通道堅持了近20年。
關鍵焦點技術之間彼此促進，構成技術組合，往往會催生出新的關鍵焦點技術。例如，超年夜規模集成電路技術催生了精簡指令集處理器技術，操縱系統技術催生了互聯網技術，互聯網技術和圖形處理技術一路又催生了任務站技術等。
通過對圖3展現的19項關鍵焦點技術進行剖析，可知最關鍵的是階段Ⅰ到階段Ⅱ的跨越，即一起配合通道的樹立。這19項技術的發展具有明顯的湊集效應，它們的迭代演進過程幾乎都是集中在american硅谷完成，這恰是得益于在硅谷更不難構成學術界與產業界的一起配合通道。學術界與產業界的緊密一起配合，奠基了硅谷在信息領域的領軍位置。
關鍵焦點技術的微觀發展模子
從微觀層面來看，教學一項關鍵焦點技術要能持續發展，需求3種必不成少的資源輸進——資金、人才和需求，同時這3種資源的獲取又依賴于用戶。這些依舞蹈場地賴關系組合在一路，便構成了2個循環：資金循環與需求循環。如圖3所示，本文將上述關系總結為一種“資金-需求”雙循環模子。
資金循環。在“資金-需求”雙循環模子中，資金是發展關鍵焦點技術不成或缺的要素。資金的來源重要有2個渠道：關鍵焦點技術構成產品，銷售給用戶，從產業市場上獲得支出；企業通過金融市場獲得融資或風險投資，年夜學和科研機構的資金重要來自當局和產業界交流的科研經費。
需求循環。關鍵焦點技術的研發必須要有精準的用戶需求指導，否則將無法構成迭代優化閉環，最終導致競爭力降落，無法在市場上保存。普通而言，需求可分為2類：①用戶對當前技術的應用親身經歷與改進意見；②用戶希冀的新效能。上述第1類需求尤其主要，因為關鍵焦點技術的復雜性私密空間，即便經過了大批的測試，也不成防止地會存在瑜伽教室缺點（bug），所以通過用戶反饋實際應用親身經歷來優化技術的機能與靠得住性至關主要。是以，“用得上”這個過程對于關鍵焦點技術的發展起著決定性感化。
良多企業都很是重視用戶需1對1教學求，尤其對于初創企業和小企業，若何能找到一批愿意嘗試新產品并能供給應用反饋的穩定用戶，成為它們的“立命之本”。但是，對于良多年夜學和科研機構，往往更重視資金的獲取，尤其是當局科研經費的獲取，反而忽視用戶需求。因此，對于年夜學和科研機構研制的關鍵焦點技術，能否“用得上”可以作為從階段Ⅰ跨越到階段Ⅱ的關鍵標志。
案例剖析
以下通過2個正面案個人空間例與1個背面案例來剖析“資金-需求”雙循環模子對于發展關鍵焦點技術的有用性。
EDA軟件與Synopsis公司
1986年，american南衛理公會年夜學的Aart de Geus博士與通用電氣微電子研討中間的3位工程師Bill Krieger、Dave Gregory和Rick Rudell一路創辦了american新思科技公司（Synopsys公司）。該公司瞄舞蹈教室準集成電路設計市場的痛點需求，1987年開發出一款電子設計自動化（EDA）軟件，一舉打開了市場；直到明天該軟件“你……你叫我什麼？”席世勳頓時瞪大了眼睛，不敢置信的看著她。仍然是Synopsys公司的旗艦產品。1992年Synopsys公司上市，開啟通過大批并購中小EDA企業實現關鍵焦點技術網絡擴張“這是事實，媽媽。”裴毅苦笑一聲。，迄今已經并購了77家企業。
從“資金循環”角度來看，Synopsys公司晚期發展重要通過銷售產品獲得支出來維持企業發展；現在Synopsys公司的利潤率達到19%，保證了企業穩健發展。1992年上市后則進一個的手，輕聲安慰著女兒。步驟完成了更年夜的資金循環，為實現大批并購供給后備資金。
從“需求循環”角度來看，Synopsys公司的第一代EDA軟件瞄準了業界痛點，在市場上具有開創性，是以很快吸引了一批用戶。雖然隨后有其他企業跟進開發類似產品，但在技術網絡規模上始終落后于Synopsys公司。
MatLab軟件與MathWorks公司
MatLab軟件最後是american新墨西哥年夜學Clever Moler傳授在20世紀70年月用于教學的一個小東西軟件。在1970年和1975年Moler地點團隊向american國家科學基金會（NSF）申請了2個項目，開發出2個軟件——EISPACK和LINPACK。20世紀70年月末，Moler為了能讓學生更好地把握線性代數與數值剖析，更不難地應用這2個軟件，就本身動手往寫一個MatLab小東西來把這2個軟件接口封裝起來，從而便利學生應用。1980年Moler在斯坦福年夜學訪問期間授課時，學生Jack Little對MatLab舞蹈場地很感興趣，主動提出用C語言重寫一遍，同時移植到IBM PC上。1984年，Clever Moler、Jack Little與Steve Bangert一路創辦了americanMathWorks公司，同年開發出PC-MatLab 1.0。1985年頭，該公司賣給了american麻省理工學院10個MatLab版權，實現第一筆支出500美元。從此，MathWorks公司開始慢慢發展起來。
從“資金循環”角度來看，MatLab最早獲得NSF資助，并通過成立MathWorks公司實現了從階段Ⅰ到階段Ⅱ的跨越。MathWorks迄今依然是一家公有企業，并沒有上市。可是，該公司從一開始就實小樹屋現了支出，并一向處于盈利狀態。1997年，MathWorks的營業額達到了5000萬美元。2019年MathWorks公司營業額超過了10億美元。是以，MathWorks從創辦開始在資金方面便一向處于很好的狀態。
從“需求循環”角度來看，MatLab的來源是教學東西，一開始就定位于教學科研領域。教學科研面向的重要用戶是學生，其實是試驗新技術、新東西最好的應用場景，試錯本錢很低。同時，學生的創新性和主動性，也能幫助改進優化技術和東西。MatLab最終走上商業化，自己就是因為Jack Little以學生成分接觸到MatLab后的結果。今朝，MatLab在全球構成藍玉華笑了笑，帶著幾分嘲諷，席世勳卻視之為自嘲，連忙開口幫她找回自信。了超過50萬貢獻者的龐年夜開發者社區，舞蹈教室此中年夜多數是學生和科研人員，他們直接將需求以開源代碼的情勢反饋到了MatLab生態交流中。
CF-105“箭”式戰斗機與Avro公司
二戰期間，加拿年夜便決定研制全世界最先進的戰斗機。二戰結束后，1957年10月4日，在耗資2.5億加元后（相當于2020年前后的15.8億美元），加拿年夜Avro公司勝利研制了當時世界上最先進的攔截機——速率高達2馬赫的CF-105“箭”式戰斗機。雖然在加拿年夜當局支撐下Avro公司獲得了初期的資金保證，但由于加拿年夜本身沒有戰斗機需求私密空間，更沒有規模市場，無法構成需求循環。是以，即便擁有最先進的戰斗機研制技術，也無法維持。3年后，Avro公司倒閉，50000名工人掉業。而ame“不是這樣的，花姐，你聽我說……”rican成為最年夜的瑜伽場地受害者，因為這些高技術人才年夜多數往了american，參與到american國家航空航天局（NASA）的“阿波羅”登月計劃。
構建“資金-需求”雙循環
基于前文的剖析可知，若何構建“資金-需求”雙循環對于發展關鍵焦點技術至關主要。可是對于科研機構，往往無法獨立構建“資金-需求”雙循環，這需求多方面的協同，包含企業、當局、投資機構等。中國科學院在構建“資金-需求”雙循環方面已經有一些勝利的經驗。例如，中國科學院計算技術研討所先后成立了聯想、曙光、龍芯、冷武紀等一批企業，但和american斯坦福年夜學、加州年夜學伯克利分校比擬，仍有必定的差距。為此，本文提出3個方面建議。
摸索新的學術評價體系
在學術評價機制上，鼓勵把關鍵焦點技術道理實現為原型系統，鼓勵把原型系統用起來，而不僅僅逗留在發表論文階段。關鍵焦點技術的源頭多來自學術界，應鼓勵學術界圍繞國家戰略需乞降產業需求開展研討。具體實施層面上可以在科學技術部、國家天然科學基金委員會等的科研項目結題時重視考察軟件或東西，而不僅僅是論文與專利；高校可鼓勵教師充足應用教學場景試驗科研結果，可以在職稱評定時增添對原型系統研制、“科教融會”創新的比重等。
american國防部高級研討計劃局（DARPA）資助了良多顛覆性創新項目。假如仔細舞蹈教室觀察DARPA的項目執行過程，可以發現其很是重視原型系統的研制。DARPA的項目主管會把目標分化為一系列子任務，而這些子任務最后要集成到一個原型系統中。“電子復興計劃”（ERI）中的IDEA和POSH兩類項目甚至請求每半年一切參與單位就要封閉1周進行系統集成，并且會根據集成後果決定后續的資助。在這方面，中國科學院的戰略性先導科技專項（以下簡稱“先導專項”）的勝利十二字指導原則“目標清、可考察、用得上、有影響”具有很好的借鑒意義。
摸索新的結果轉化與應用形式
傳統的關鍵焦點技術的結果轉化形式重要為“1+1形式”，即1個科研團隊衝破焦點技術，研制出原型系統，而后孵化1家企業開展產業化，從而構成“資金-需求”雙循環。中國科學院計算技術研討所采用“1+1形式”勝利孵化了聯想、曙光、龍芯、冷武紀等企業。隨著開源形式的戰略價值越來越獲得重視，開源社區創新聯合體這種產學研融會的新形式開始出現。這種形式可稱之為M×N形式，即聯合M個科研機構、N個企業配合霸佔1個個性關鍵焦點技術。通過開源形式這個催化劑，構成企業間的“競爭前一起配合”，有助于樹立“資金-需求”雙循環。這是新型舉國體制的一種實施計劃，值得鼓勵與摸索。
過往2年，中國科學院積極投進開源芯片軟硬件生態建設，已經積累了一些通過開源形式聯合企業、構建創新聯合體的經驗。例如，中國科學院計算技術研討地點先導專項支撐下，研制了開源高機能RISC-V處理器“噴鼻山”；今朝，私密空間“噴鼻山”已成為國際上最受關注的開源芯片項目之一，國內已有10余家企業計劃圍繞“噴鼻山”開展后續產品研發。“噴鼻山”無望成為學術界-產業界共享的研發基礎設施，成為人才、技術、資共享空間金的匯聚平臺；但若何應用開源形式樹立更年夜范圍的“資金-需求”雙循環，在體制機制上還有很年夜的改造空間。
樹立“資金-需求”雙循環的另一個關鍵是“用得上”。自立研討開發的焦點技術能不克不及慢慢擴年夜市場占有率是成敗的關鍵，在國外技術已經是市場主流的情況下，若何誰也不知道新郎是誰，至於新娘，除非蘭學士有寄養室，而且外屋生了一個大到可以結婚的女兒，否則，新娘就不是當初的那讓下流企業和用戶采用自立研發的焦點技術是多年來我國沒有解決的“老邁難問題”。過往幾年，通過發展信息技會議室出租術應用共享空間創新產業，這個問題獲得了必定的緩解，多個專注于自立研發信息焦點技術的企業都疾速成長起來。這種通過合適的產業政策適當引導、通過應用牽引焦點技術研發的形式，也可嘗試在一些需求尚不成熟的新興技術領域推廣。
加強對研發關鍵焦點技術企業的融資支撐
研發關鍵焦點技術的企業可以用大批并購實現企業擴展，從而構成技術與市場優勢，但這需求大批的資金。冷武紀公司2016年景立，2020年在科創板上市（IPO），這種案例在國內還很少。但其實在硅谷很是常見，幾家EDA公司如Cadence、Synopsys均在成立5年擺佈便實現了上市，亞馬遜（Amazon）在成立3年后即上市，且上市為這些公司的發展起到關鍵感化。中國已經設立了科創板和北京證券買賣所，對研發關鍵焦點技術的企業是利好新聞，有助于這些企業更快地樹立起資金循環，但還需求更多的配套政策和更多的輔導。
同時，為了防止科研人員自覺以創辦企業并實現上市作為目標，可加速樹立科研人員創辦企業的“收購/并購”加入機制。例如，通過在中國科學院旗下的投資機構設立專業的收購/并購部門，完美在收購/并購過程中出現的共享空間資產評估、股權分派、知識產權轉移、法令事務等處理流程與應對方式；輔導研討所及其下屬企業，樹立若干個典範的“收購/并購”勝利案小樹屋例，為科研人員與投資機構供給多種加入機制。
打贏關鍵焦點技術攻堅戰，需求全國各界的配合盡力，但一個主要的條件是需求按規律辦事。關鍵焦點技術的發展也有其本身規律，本文從信息技術視角闡述了若干規律，指出關鍵在構成一張不斷擴年夜規模的技術網絡，需求“資金-需求”雙循環瑜伽教室的保證，才幹讓關鍵焦點技術持續優化迭代，才幹真正實現衝破。
（作者：包云崗，中國科學院計算技術研討所副所長、研討員，中國科學院年夜學計算機科學與技術學院副院長、傳授。《中國科學院院刊》供稿）
