美國觀察｜美國科學基金會關鍵技術評估框架報告解析_風聞

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美國科學基金會（NSF）日前發佈的報告《保障美國的未來：關鍵技術評估框架》（Securing America’s Future: A Framework for Critical Technology Assessment），提出了針對全球技術和生產能力的及時態勢感知能力、量化創新潛在價值的方法以及量化國家目標機會的工具，以確保美國對關鍵技術的掌握和利用。

走出去智庫（CGGT）觀察到，自2018年起美國對華發動貿易戰以來，科技戰愈來愈成為中美競爭的主要領域。目前，美國政府在關鍵的人工智能、半導體、生物醫藥、新能源電池等科技領域，推動中美高科技脱鈎的意圖愈加明顯，並且不斷聯合盟友採取對華出口管制等措施，“小院高牆”已成為美國遏制中國科技競爭力和發展的主要戰略。

美國在關鍵技術領域的政策效果如何？今天，走出去智庫（CGGT）刊發國務院發展研究中心國際技術經濟研究所研究一室張怡關於報告的解讀文章，供關注中美科技競爭****的讀者參閲。

要點

1、NSF技術創新和夥伴關係（TIP）理事會開啓首輪為期1年的“國家關鍵技術評估試點網絡”工作，該報告作為此次工作成果。

2、計算技術的進步創造了美國家生產率三分之一的增長，並支撐國家安全。但目前面臨的技術挑戰意味着美國算力發展速度放緩，因此要多管齊下確保美在半導體領域的競爭優勢。

3、此次美國國家科學基金會選定對人工智能、半導體、生物醫藥、新能源電池進行“首輪”評估，同時表示未來還將對其他關鍵技術開展評估工作。

正文

文/張怡****

國務院發展研究中心國際技術經濟研究所研究一室

一、為優化《芯片法案》資金部署，美尋求關鍵技術評估

2022年，美國出台《芯片與科學法案》，授權資金高達2800億美元，要求“最大化增強國家安全、經濟和社會福祉”，並責成NSF技術創新和夥伴關係（TIP）理事會“確定美國面臨的社會、國家和地緣政治挑戰及關鍵技術領域”，以確保政府進行更加卓有成效的投資，制定更有針對性的政策。為充分規劃這筆鉅額資金， NSF組織政府部門、高校、行業領域共八十餘人，對《芯片法案》中涉及的關鍵技術進行評估。TIP理事會開啓首輪為期1年的“國家關鍵技術評估試點網絡”工作，該報告作為此次工作成果，詳實展示了關鍵技術評估的過程、方法和結果。

二、NSF圍繞不同領域開展關鍵技術評估

（一）採用兩種方式評估美國的全球競爭力和關鍵技術領域

報告針對不同的分析對象，採用兩種方式進行評估：其一是自上而下的機器驅動的方式，針對美國的全球競爭力，將其與他國科技競爭力進行橫向對比，初步描摹美國在全球科技領域的相對地位和絕對實力；其二是自下而上的專家驅動的方式，對於美國的關鍵技術領域，預先由領域專家提出美國發展該技術的關鍵問題，利用多學科模型、方法和數據對其進行解析。

最後基於“研究問題-動機/框架-方法和數據源-研究結果-政策建議-未來分析設想-關鍵技術評估經驗”的流程，分析評估美國全球競爭力和關鍵技術領域的發展現狀及問題，並提出相應技術戰略和投資建議。

（二）橫向評估美國全球競爭力

為有效追蹤世界關鍵科技的投資、生產、地位和轉移情況，確保美國科研活動穩健開展和創新推進，報告利用人工智能模型（對非結構化數據）、科學計量學（對學術合作網絡和科技文獻分佈）、統計學（對全球資金分配）等方法進行分析。研究結果和對策建議如下表所示：

注：筆者根據《關鍵技術評估框架》內容整理

（三）縱向評估美國關鍵技術領域

報告選定人工智能、半導體、生物製藥、能源和關鍵材料作為首次示範評估的關鍵技術領域。其“關鍵程度”的衡量依據包括：一是均涉及國家安全、經濟福祉和社會福利；二是在《芯片和科學法案》的“關鍵技術”列表中突出顯示；三是被大量出版物列為“關鍵技術”。四類技術相輔相成：人工智能技術與其他技術相互交疊，下一代半導體是推進人工智能發展的硬件基礎，人工智能反過來加速半導體、生物製藥和能源技術的科學發現、開發和商業化。

（1）人工智能對美生產、就業、科學發現作用突出但採用不均衡

人工智能作為科學發現的加速器，其近15年的巨大進步並未提高美國總生產力的增長率。對於這一現象，報告利用機器學習算法（用於專利文本分析）、自然語言處理技術、計量經濟學（因果分析）等方法，對企業發明、採用人工智能的程度以及人工智能對科學研究和就業的潛在作用進行分析。研究結果和對策建議如下表所示：

注：筆者根據《關鍵技術評估框架》內容整理

（2）美半導體領域尖端研發技術不足、工廠成熟勞動力缺失

計算技術的進步創造了美國家生產率三分之一的增長，並支撐國家安全。但目前面臨的技術挑戰意味着美國算力發展速度放緩，因此要多管齊下確保美在半導體領域的競爭優勢。報告通過數據科學技術、生產力測量及專家訪談等方式，分析了成熟和尖端半導體器件、下一代（超越CMOS）半導體器件兩種不同類型半導體技術發展面臨的問題。研究結果和對策建議如下表所示：

注：筆者根據《關鍵技術評估框架》內容整理

（3）美藥品供應鏈缺乏韌性，對先進製造技術接納程度不高

藥品作為美國最常見的醫療服務，其供應鏈缺乏韌性，容易給患者和醫療系統帶來風險，尤其體現在佔藥品處方大頭的非專利藥品上。因此報告採用供應鏈韌性分析、專家訪談等方式對先進製造技術在強化仿製藥供應鏈韌性中的必要性等問題進行分析。研究結果和對策建議如下表所示：

注：筆者根據《關鍵技術評估框架》內容整理

（4）美新能源汽車電池市場易受鋰、鈷原材料供應衝擊

由於汽車電氣化速度加快，汽車電池材料供應鏈重要性不斷提升，而其供應鏈的某些環節集中在有限幾個國家，導致潛在貿易和政治糾紛等風險大幅提升，因此要增強電池材料供應鏈韌性。報告主要利用產業組織模型、情景模型、供應鏈模型和工程經濟等模型對電池材料供應問題對供應鏈韌性的影響，以及如何緩解供應問題進行分析。研究結果和對策建議如下表所示：

注：筆者根據《關鍵技術評估框架》內容整理

三、啓示

當前，關鍵技術投資效果是影響大國競爭的重要因素。美國此次動員多方力量，聲勢浩大地為《芯片法案》相關政策制定開展大範圍技術評估活動，進一步反映出國際科技和產業競爭烈度不斷上升的趨勢。NSF的關鍵技術評估框架，在關鍵技術選擇、技術評估模式和政策制定流程方面帶來諸多啓示：

（一） 美聚焦四類關鍵技術，針對性提升競爭力

此次美國國家科學基金會選定對人工智能、半導體、生物醫藥、新能源電池進行“首輪”評估，同時表示未來還將對其他關鍵技術開展評估工作。具有三方面意味：一是美目前認為這四類技術能夠在近未來的現實中最直接地影響到其國家安全和經濟安全，戰略意義重大，如半導體已然成為手機、雲計算、醫療設備和武器系統等多領域跨越式發展的重要引擎，新冠病毒肆意期間美國醫療製藥供應鏈脆弱性進一步凸顯、先進製藥技術需求進一步擴大；二是這四類技術是各國科技競爭極為激烈的領域，同時也是與他國技術代差面臨縮小趨勢或是已處於發展劣勢的領域，報告優先對其進行評估表明美認為若放任其離岸製造或自由投資，或將加劇其喪失在這些領域的技術高地；三是這四類技術分別代表不同成熟度（採用和擴散程度）的技術，可為後續評估其他同類成熟度的關鍵技術提供參考，包括通用技術（半導體）、處於早期採用階段的通用技術（人工智能）、新興技術（電動汽車電池）和成熟技術（仿製藥的生物技術）。由此可見，這四類技術的緊迫性和重要性不言而喻，故將其作為技術評估的“排頭兵”。

（二） 美引入項目經理制進行全要素評估，創新技術評估模式

此次NSF對關鍵技術評估工作的運行機制，創新性地借鑑了美國防部高級研究計劃局（DARPA）的項目經理制：第一步是選擇具有獨立分析能力的項目經理，其應具備特定領域的專業知識；第二步由項目經理明確需要研究的問題並選擇、協調、管理合適的執行人員；第三步是將分析結果轉移給行政部門和立法部門。其中，除了關鍵技術評估工作的顧問委員會（包括政府機構、學術界、工業界的領導人）外，項目經理另外還組建一個特定領域的顧問委員會，召集各領域利益相關者和意見領袖，共同啓動和分析項目。

此外，美本次試點評估試圖建立起一個涵蓋資金、技術、原材料、勞動力、企業、客户等涉及供應鏈全要素分析的關鍵技術動態評估框架，並提供了用於解決不同問題的定量和定性分析方法，為後續的技術評估工作提供參考和借鑑。但綜合來看，技術評估還與以下因素緊密相關：一是技術的產生、傳播和應用形式；二是國家在該技術相關知識生產和使用方面的全球競爭力；三是關於該技術相關政策的執行進展。因此，對關鍵技術的評估離不開政府管理者、領域從業人員以及技術人員對技術的長期跟蹤關注，以確保對問題的準確掃描和精準分析。

（三） 美以技術預研為牽引，調整科技政策制定流程

過去，美國政府問責局、國會預算局、國會研究服務局及國會技術評估辦公室均開展過類似的技術評估工作，但產出的報告多從收支分析、預算監管、立法審查等角度出發，側重對政策實施效果進行分析，並未深入科技發展的具體問題，提出具有前瞻性和針對性的科技政策建議。與過去制定大而泛的方向引導類科技政策不同，此次NSF發動美國國防部高級研究計劃局、海軍研究辦公室、白宮科技政策辦公室總統科技顧問委員會、商務部等政府機構，微軟、OpenAI、英特爾、英偉達等企業機構，蘭德等智庫機構，以及高校和科研院所的力量，旨在制定和實施政策前，掃描關鍵技術發展中存在的問題，利用多學科方法、模型和多樣化數據對其進行分析，以此規劃技術發展路線，提出引導政策制定的具體建議。既為政策制定提供科學依據，也保障了政策實施的效果。

來源：全球技術地圖

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