未来30年，一大拐点！
2020年的春天，我第一次采访米磊。他谈起“硬科技”时，眼里放光，热情洋溢地介绍行业的发展，近10年带领中科创星投了400余家企业，实现不菲的回报。
事实上，早在2010年，米磊第一次提出“硬科技”时，并未受到重视。
此后，他像一个布道士，四处呼吁“时代呼唤硬科技”“硬科技是未来30年的核心”；他也从科研转身于科技成果转化工作，坐冷板凳，练内功，发掘和支持更多硬科技企业，希望借此打破科技与经济之间的隔阂。
如今，硬科技迎来了它的春天，备受关注，成为投资圈的“香饽饽”。
如何理解硬科技的“觉醒年代”和未来30年面临的机遇？这篇文章可见米磊的深度洞察。文章很硬核很长，请耐心读完，相信您会有诸多收获。我们也期待这位敢为人先的人最终能征服他心中的“星际大海”。
——曹雨欣 正和岛书系主编
经过几十年的高速增长，中国经济进入新常态时期，从高速增长转为中速、高质量增长，而这也意味着我们要克服诸多挑战，如产能过剩、需求不足、外贸下滑、产能转移以及技术封锁等。
因此，无论是要实现中国的经济转型和产业升级，还是要解决外部技术封锁的困难，硬科技都是最核心的“破局点”。
党的二十大报告也提出，“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位。”所以，未来30年会是“中国硬科技的黄金时代”，而硬科技创业者也将成为第四波创业大潮的“弄潮儿”。
2010年，我提出了“硬科技”这个概念，旨在重点指出那些能够真正推动人类社会进步、改变世界进程、引领人类社会生活发生根本性变革的科技是需要长期研发投入、持续积累的，它们会是对产业发展具有较强引领和支撑作用的关键核心技术。
周期Ⅰ：
60年一遇的第四轮科技革命即将到来
回溯历史，我们可以看到前三次工业革命一次又一次带领人类迈向一个又一个高峰。
而经济增长和社会进步的核心逻辑就是全球的资源和资本会围绕生产效率最高的产业运转：
每一次科技革命萌芽期，资本都会大量涌入，支持科技创新。而在技术成熟之后，其还会随着全球贸易不断扩散到世界各地。后发国家或地区开始模仿先发国家或地区的技术，进而实现经济增长，最终，全球经济和贸易便开始运转起来。
按照康德拉季耶夫周期来看，经济波动存在约为50~60年的周期，在此过程中经济会存在繁荣与萧条的交替的规律性波动。
在此基础上，熊彼特通过采用“动态均衡”的分析框架结合技术演变规律发展出了他的创新周期理论，即经济的复苏、繁荣、衰退、萧条与技术发展存在极强的相关性，经济增长率会随着技术的引入和扩散而发生变化，这个波动周期就是为期60年的科技革命周期。其波动的大致过程如下：
①在技术引入期，经济开始增长并进入复苏阶段，与此同时，资本和科技结合，在资本不断地投入到技术的过程中，产能也会持续扩张，实现良性循环；
②随着技术扩散，经济开始走向繁荣，增长率进一步提升直至高点，直到达到技术效率极限；
③随后，技术扩散完毕，进入技术停滞期，经济增长也开始放缓，从繁荣走向衰退。但是，大量资本还是按照过去的惯性，持续投入“旧创新”之中，在存量上“内卷”，导致产能过剩越来越严重，资本回报率直线下降，直到恢复到之前的低水平；
④最后，资本主义危机也就会“应运而生”，最终使得经济进入萧条期。例如，从蒸汽机到内燃机，从电动机到集成电路，每一次科技革命经过几十年的高速增长，就会逐步达到技术的天花板，当红利散尽之时，收益便从回报递增效应转向回报递减效应。
因此，金融危机的本质是技术红利衰退带来的危机。
伴随着金融危机的出现，经济萧条、社会动荡，甚至战争等事件也会发生。
最终，直到新一轮的科技革命爆发，资本与科技再次结合，找到了新的方向和出路，催生新产业，即实现了熊彼特讲的“破坏性创新”后，金融危机才得以解决，经济、社会也得以回归正轨。
自1960年后，美国推动了集成电路为代表的信息革命，并掌控了信息革命的领导权，建立了信息技术的标准及范式。随后，英特尔、IBM、苹果、微软、谷歌、亚马逊、高通等全球顶尖的信息技术企业崛起，美国成为了信息革命的主导国家，引领全球经济发展。
4次科技（工业）革命创新曲线
但是，随着摩尔定律在集成电路领域慢慢失效，信息革命开始进入技术红利末期，技术发展速度降低，资本开始和科技领域分离，进入金融领域，导致2008年发生金融危机。当全球技术及知识外溢红利开始加速消散，全球经济普遍呈下滑趋势，增长逐渐乏力，美国只能依靠货币超发来维持增长。
因此，站在全球角力的角度来说，美国作为科技创新的“领头羊”，如今创新变缓，其国内经济和社会都在承压；此外，随着上一代技术红利消失，而中国又在前沿科技领域开始发力，有可能威胁到美国在科技领域的领先地位，这才是美国对中国发动贸易限制、金融遏制，还不断地在科技领域对中国进行“卡脖子”的重要原因。
为什么最近几年国内也开始喊“内卷”？因为科技创新的速度变慢了，加上三年疫情影响，在各种压力之下，中国的经济发展速度也随之变慢，“内卷”也就来了。
简言之，我们现在正处在上一轮科技和产业革命的萧条期，要想让经济再次繁荣，就要引爆新一轮的科技革命和产业革命。这是第一个周期带来的拐点。
周期Ⅱ：
40年一遇的从人口红利迈向创新红利的中国经济转型周期
改革开放40多年来，中国经济实现了巨大的增长奇迹，背后的推动是以下两点：
一是城市化进程和人口红利的影响，二是虽然没有彻底掌握前沿技术，但仍获得了来自发达国家或地区前三次工业革命的技术红利扩散。
不过，2008年后，中国GDP增速逐年放缓，GDP增长率从9.6%降至2019年的6.1%（2020—2022年因疫情原因不列入统计范围内），主要原因就是几个红利的消失。
一方面，2010年后中国人口越过刘易斯拐点，人口红利开始衰退，自此，劳动力价格不断上升，截至2021年，中国劳动力年龄人口占比为68%。加之生育率持续下降，“未富先老”的老龄化、少子化危机日益严重。
此外，此前的十多年中，我国很多货币都流入了房地产、基建领域，尽管投资在短期内快速拉动了中国经济的发展，但是，中国不少城市房地产泡沫严重，基建拉动经济增长的力度也在逐年下降，实业投资、居民消费也在疫情之下疲弱。
另一方面，尽管改革开放后的“三来一补”（来料加工、来件装配、来样加工和补偿贸易的简称）和“出口导向型经济”为很多企业的崛起带来了红利，为经济发展带来了巨大的后发优势，哪怕是现在，很多企业仍然愿意为国内外大企业做下游的组装、加工工作，而不愿意去做一些核心的芯片、材料、器件、设备的研发生产工作。
但是，经济的飞速增长让我们忽视了硬科技创新的重要性——尽管目前中国是全球第一的制造大国和全球第二的经济大国，拥有41个工业大类、207个工业中类、666个工业小类，是全世界唯一拥有联合国产业分类中所列全部工业门类的国家，但同时中国缺少科技领域的冠军企业或者隐形冠军企业，原因就在于中国在很多关键的核心技术领域缺乏独立自主的控制权，使得核心技术发展还是受制于人，华为、中兴这些大企业才会“轻而易举”被美国制裁。
相反，如果我国有产业链上下游的更多硬科技冠军企业，有自己的芯片、材料，很多大企业会发展得更好。
更重要的是，从世界银行的统计来看，1960年以来，101个中等收入经济体中，仅日本、韩国等13个经济体成功跨越中等收入陷阱，步入高收入经济体行列，背后的原因都在于实现了创新驱动转型。
可以预想的是，前三次工业革命的核心技术，发达国家或地区不会再对中国开放，而中国要想在失去人口红利和海外技术引进的情况下从中等收入国家迈向高收入国家，不陷入“拉美陷阱”，就必须要实现向创新驱动转型，以科研院所和各大高校为起点，实现原始的知识创新，同时打造科技成果转化平台，将科技创新转化为实际的生产力，促进经济和产业的发展，打通科学—技术—产业化的链条，完成创新驱动发展的闭环。
首先，我们要做的就是完善硬科技基础设施，也就是我们说的光电芯片、物联网、5G、卫星等基础设施，而这些基础设施往往需要巨大的资本投入和对前沿技术的理解。
例如，半导体设备产值在全球有几百亿美元，但其支撑了几千亿美元的半导体制造业的产值，支撑了电子系统几万亿美元的产值，支撑了人工智能、电商、互联网、大数据、软件等产业几十万亿美元的产值（截至2021年）。
因此，在讨论综合国力的时候，我们不能只盯着GDP，还要看到那些“看不见”的力量——硬科技对整个经济的推动和带动作用，同时考虑到硬科技企业的战略性、稀缺性及其对下游的带动性。
其次，虽然人口红利消失，但中国也迎来了工程师红利。
数据显示，自1999年始，中国进入高校扩招期，中国每年高校毕业生人数从1999年的90.3万增长到2022年的1076万；2000年到2020年的20年时间里，中国培养了6000万名工程师，中国的工程师的增量和数量都是全球第一的。
华为、比亚迪、宁德时代、隆基绿能等公司的崛起就是充分利用了中国的工程师红利。未来30年，这些人才一旦能够得以好好利用，将会带来前所未有的知识红利，让中国的硬科技产品具备世界竞争力，推动中国实现高质量经济发展。
面向第四次科技革命，中国必须自力更生、艰苦奋斗，实现科技自立自强。
2016年，中共中央、国务院印发了《国家创新驱动发展战略纲要》，提出了建成世界科技创新强国“三步走”目标。“科技创新”“科技自立自强”“科技强国”已经成了我国经济发展的核心动力。
因此，未来30年很多资源也都将围绕这一目标进行配置——凡是有利于让中国成为世界科技强国的，都是国家鼓励的。
这意味着谁能抓住“硬科技”，谁就有机会在未来获得新的增长红利。这是第二个大周期带来的拐点。
百年一遇的新一轮大国崛起
美国前国务卿基辛格在《大外交》一书中曾开宗明义地指出，世界每隔百年就会出现一个新的全球大国。而纵观历史，历代大国（英国、德国、美国）也正是沿着这样的发展脉络前进。
工业革命后，一系列技术创新带来了经济发展范式的转变，今天我们熟知的世界大国才得到了崛起的机会——英、德、美等国崛起都是在成为科学中心，拥有了强大的科研能力后，再发展成为技术中心，拥有强大工业制造业和领先的技术，最终构建了强大的经济实力和军事实力，同时构建了强大的货币主导权，进而实现崛起。
因此，大国必然会在高端制造业和硬科技产业建立优势。它们的强大不仅仅是资本主义带来的经济与金融主导权，更为关键的在于技术的强大。最典型的便是美国借助信息革命实现领先。
然而，今天的美国正在丧失这些优势。竞争战略之父迈克尔·波特认为一个国家的发展分为四个阶段：要素驱动→投资驱动→创新驱动→财富驱动，随着美国进入财富驱动阶段后，美国金融化程度加重。因此，某种程度上来说，美国其所拥有的本土技术与产业优势正在消失。
与此同时，中国正在崛起。一方面，中国正在从投资驱动、要素驱动到创新驱动转型，不管是GDP体量，还是科研投入，中国与美国的差距越来越小：从GDP来看，2021年中美GDP差距缩小到5.2万亿美元，创下了二战后各国GDP与美国的最高占比。
因此，总体来看，中国GDP超越美国仍是一个比较确定的趋势；从科研投入来看，2021年中国科研经费总投入上升到4680亿美元，全球占比已经超过四分之一，达到了27.5%，与美国的6075亿美元差距也越来越小。
另一方面，基于日本科学史家汤浅光朝于1962年提出的“科学中心”观点：当一个国家在一定时段内的科学成果数超过全世界科学成果总数的25%，则称该国家在此时段内成为世界科学中心，该国家保持为世界科学中心的时段为其科学兴隆期，各国的科学兴隆期平均约为80年——意大利（1540—1610年）、英国（1660—1730年）、法国（1770—1830年）、德国（1810—1920年）、美国（1920年至今）。
而现实也表明“科学中心正在往亚洲迁移”或者说，更像是往中国转移，这一点，我们从中国的论文质量和数量当中也可略见一斑：
2020年，中国共发表SCI论文57.13万篇，居世界第二，美国发布SCI论文57.74万篇，居世界第一，但差距已十分微弱；
而据2022年8月10日日本文部科学省发布了最新世界论文影响力排行报告显示，高质量论文使用的引用次数中国的论文数约为40200篇，首次超过美国成为了世界第一；
此外，值得一提的是，截至2021年，中科院在“自然指数榜单”连续九年蝉联全球第一。
至此，我总结了三个周期性的转折点：一是每60年科技革命拐点；二是中国40年发展方式拐点；三是全球每100年的大国崛起的拐点，中、美两国在竞争第四轮科技革命的引领者地位。而这三大巨浪的叠加都指向了硬科技。
一言以蔽之，中国要在2035年成为创新型国家，在2050年成为世界科技强国，成为科学中心、成为产业中心、成为思想中心，这就是中国的未来。
而我们这一代人最大的机遇就在于科技创业，要在未来30年抓住这个机会，就像美国黄金时代的摩根、卡耐基、洛克菲勒一样。
如果读者能想清楚这个逻辑，就知道自己应该往哪里走，往哪里闯。那么，具体有哪些方向是值得我们关注的呢？对此，我们做了如下总结。
百年来最大变局正在发生
新机遇在全球孕育
秉持“第一性原理”，我们对硬科技领域进行了梳理，并认为，硬科技的分类要从最基本的物理要素——物质、能源、信息、空间和生命出发，深入事物的本质，挖掘人类科技发展的主脉络——每一次的科技革命都是物质、能源、信息、空间和生命的革命。
1. 信息
信息技术自19世纪40年代诞生以来，持续推动社会向电子化、信息化、数据化和智能化全面转变。
一方面，全球将迎来信息大爆炸和数字化时代；另一方面，以集成电路为代表的信息化革命到现在已经约60年了，“摩尔定律”几近失效。
从目前的技术发展路线来看，下一轮的科技突破机遇，极大可能会出现在集成光路领域。
因此，我提出了“米70定律”——光学成本会占未来科技成本的70%。我认为未来的50~60年，极大概率会出现以“光+AI”为代表的智能化革命，我们也在一直推动“光子革命”的发展。
首先，对于5G和万物互联来说，“光子（芯片）”则是基础设施。
因为与电子相比，光子作为信息载体具有先天的优势：超高速度、超强的并行性、超高带宽、超低损耗。过去电子芯片主要应用于计算和存储领域，而光子芯片可以在信息获取、信息传输、信息处理、信息存储及信息显示等领域催生众多新的应用场景。因此，在信息的“传、算、存、显”方面，光子技术都将会有很大的应用。
其次，光子芯片还可以应用在生命健康、自动驾驶、机器人、数据中心、人工智能、元宇宙、光子传感、光通信等应用场景。
再次，光学遥感技术的高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率能够在城市规划、农业、灾害预防等领域为我们带来更多的益处。
生命光子（技术）在生命科学领域也有颇多应用，例如，一方面可以利用先进的光子技术获取生物医学信息，其发展趋势是在体高速成像，如超分辨成像、荧光成像、光学相干层析成像、光声成像等；另一方面可以利用光与生物组织的相互作用来精准治疗疾病，如光动力疗法等。
最后，光子在提升智能制造能力方面也具有巨大的应用价值，如激光焊接、激光制造、3D打印、光刻机、原子制造等领域，光子制造可以应用在芯片制造、汽车制造、手机制造、航空航天、医疗器械、精密材料等领域中。例如，德国的光子制造已经逐步超越机械加工和电子加工的市场份额。
2. 能源
能源是人类赖以生存和进行生产的重要物质基础。随着经济的快速发展和人口的迅速增长，人类社会对能源的需求量越来越大。
另外，为了解决可持续发展问题，为了解决化石能源带来的温室气体问题和空气污染问题，必须尽快发展以太阳能、风能、氢能、可控核聚变为代表的新能源。
大型储能是非常具有前景的领域。原因在于尽管我们可以通过风能、太阳能实现发电，但由于并网存在难度，所以风光资源浪费很多。
例如，国家能源局在2021年四季度新闻发布会就曾提到，2021年前三季度国内可再生能源发电弃风147.8亿千瓦时，弃光50.2亿千瓦时，合计198亿千瓦时。因此，储能技术的发展非常重要。一般来讲，储能主要分为物理储能、化学储能、电化学储能。
中科创星投资的中储国能，以百兆瓦级压缩空气储能技术切入，研发、制造、销售国际领先的大规模储能设备，系统效率高于70%，在压缩空气储能行业的地位显著。在2022年9月30日实现了国际首套百兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目并网发电。
在化学储能领域，氢能还有燃烧热值高和能量密度大等特点，被誉为21世纪控制地球温升、解决能源危机的“终极能源”。
例如，氢能在动力电池领域有机会替代目前的锂电池；在储能领域，太阳能发电和风能发电可以直接转为氢气作为可移动的储能载体。在电化学领域，由于锂离子电池需求的爆发性增长导致碳酸锂的价格暴涨，于是电池价格也非常昂贵。
因此，我们迫切需要找到低成本的电池储能方案。钠资源储量很大，分布也很广泛，虽然钠离子的电池能量密度不如锂电池，但是对于对体积不敏感，成本非常敏感的储能领域来说，钠离子电池是一个非常好的选择。
最后，是想象力巨大的核聚变领域。我们认为，可控核能技术高度成熟之后，人类对能量的使用将达到超越想象的高度，人类能抵达的地方也将突破认知的极限，例如人类将更自在地进入太空探索。
3. 物质
新材料是电子信息、新能源、航空航天和生物医药等高新技术发展的基石和先导，是各个产业链中最上游、技术壁垒最高的部分，其对一个国家经济发展、国防安全的重要性不言而喻。
新材料将为新一轮科技革命和产业革命提供坚实的物质基础，谁掌握了最先进的材料，谁就能在未来高新技术发展上掌握主动权。展望未来，新材料技术还将成为解决能源不足、环境污染及可持续发展等问题的核心技术之一。
但是，当前中国新材料产业大而不强，与欧美一些科技发达国家相比仍有差距，尤其是以半导体材料、碳纤维材料、航空航天材料等为代表的战略性材料严重依赖国外，给我国科技安全带来巨大挑战。
一旦这些新材料遭遇“卡脖子”问题，先进电子信息、新能源汽车、商业航空等诸多产业将会在短时间内丧失竞争力、受制于人，甚至会丧失掉前沿颠覆性技术的发展先机，后果不堪设想。
幸运的是，目前有一批优秀硬科技企业出现。
比如，随着智能工业和新能源汽车产业的崛起，工业级和车规级芯片（半导体）迎来了更大的市场需求，此时第三代半导体SiC（碳化硅）就非常重要，其在800V高压快充技术上的充电功率独具优势，能实现在十几分钟充满80%的汽车电量。比如，保时捷Taycan Turbo就采取了此项技术。
再比如，我国已是碳材料使用大国，碳材料也凭借其独特的优势正在逐步对旧材料形成替代。我们很看好碳纳米管和碳纤维材料的力学、热学等特性在航空航天和汽车产业的应用。
4. 空间
航空航天是21世纪最具影响的科技领域之一，深刻改变了人类对宇宙的认知，为人类社会进步提供了重要动力。
航空航天作为国家核心战略产业，是一个国家技术经济实力和工业化水平的重要标志之一，更成为世界强国维护国家主权、利益和安全的关键力量所在。
比如，低轨小卫星星座将给太空安全和信息产业带来重大变革：一是满足无缝覆盖、全球服务的现实需求。低轨卫星星座可为山区、荒漠、空中和海上等地面信息系统无法覆盖的地方提供通信服务。
同时，低轨卫星通信在发展过程中，借鉴了地面通信网络IP技术体制，具备实现卫星与地面网络兼容和融合的标准，一旦完成部署，可满足全球未普及互联网区域的规模化接入需求。
再比如，传统的运载火箭发射成本高昂，阻碍了人类探索利用太空的脚步。
自20世纪60年代起，美国开始探索研制可重复使用运载器技术，并成功研制出航天飞机，开了可重复使用运载器的先河。航天飞机作为第一代运载器，每次回收后的维修以及测试耗费巨大，未能降低运载费用。
目前，国外正在开展第二代可重复使用航天运载器的研究工作。2022年7月，中科宇航参与研制的“力箭一号”（ZK-1A）运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，起飞推力200吨，500千米太阳同步轨道运载能力1500千克，是我国当前最大的固体运载火箭。
5. 生命
生命科学领域是颠覆性技术高度孕育、密集涌现、迅速发展、渗透力强、影响既深且广的重大创新领域，在人类突破自我认知、重大疾病诊疗、增进人民福祉等许多方面都具有重要的颠覆性效应。
当前，以mRNA、通用型CAR-T、iPSC技术、类器官、基因写入、生物光子为代表的技术正在蓬勃发展。
总之，在生物经济时代背景下，基因编辑技术、合成生物学、脑机接口技术等生物硬科技将成为衡量国家综合实力的关键底层技术和瓶颈技术，是新一轮产业革命中的重要驱动力之一，也必将成为大国科技、经济竞争的主战场。
综上，我认为第四次工业革命，预示着即将到来的智能时代，在物质、能源、信息、空间、生命科学领域都有非常大的发展空间，这些领域都是值得关注的。
所有财富都来自科技创新，所有经济的发展也来自科技创新。无论是经营企业，还是投资，只有把握了科技创新的规律，才能够更有效地去判断未来，不至于在投资或者企业布局上出现大的失误。
时代呼唤硬科技精神
2012年左右，我便开始反复提及“时代呼唤硬科技”“硬科技是未来30年的核心”。
为此，我们只能一边“呼吁”，一边自己“动手”。自2012年开始，我就全身心致力于科技成果转化工作，希望借此打破科技与经济之间的隔阂，推动中国的企业转型升级。
我们能够理解为何当时资本对于硬科技并不感兴趣，原因在于和一些商业模式创新相比，投资硬科技并不能够在短期内获得回报——模式创新和技术创新的回报曲线是不一样的。
硬科技属于技术创新，遵循的是指数增长模式，基本需要10~20年才能看到回报，前5~10年属于投入期，资金投入回报比属于“十分耕耘、一分回报”，但一旦过了拐点，就是“一分耕耘、十分回报”。
例如，熟悉半导体的朋友都知道台积电是半导体领域的重要企业，也是位列世界500强的半导体公司，但其实它也是一家典型的重资产公司，也就是我们所说的需要长期投入、短期回报率很低的公司。
但是，台积电却被业界称作“芯片印钞机”。这一点，我们可以从台积电2022年第四季度的财报数据来看，台积电实现营收6255.3亿元新台币（约1388.68亿元人民币），同比增长42.8%；净利润为2959亿元新台币（约656.9亿元人民币）。
1. 勇担使命
2. 敢为人先
3. 啃“硬骨头”
过去40余年我国的发展历史已经证明，核心技术是买不来、讨不来的，如果不主动去啃“硬骨头”，就会始终处于被动跟随的落后状态，被别人“卡脖子”。
4. 十年磨剑
审校 | 正风 主编 | 孙允广