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ICV报告:内含量子信息公司和城市排位

光子盒研究院 光子盒 2023-03-04
光子盒研究院出品


2022年传染性极强的变异病毒奥密克戎肆虐全球,令本就未从疫情中完全恢复的各个国家的经济雪上加霜,多家央行都试图通过执行货币紧缩政策以应对被大大低估的通胀上升。在充满未知的困境下,科技发展是人类的破局关键,ICV作为一家专注于前沿科技领域的国际咨询机构,发布了首个年度的全球未来产业发展指数报告(GFII 2022),为全球各界人士提供参考。



“未来产业”的定义


“未来产业”是对人类的生产和生活具有重大影响,对社会经济产生全局带动作用的产业,具有前瞻性和颠覆性的特点,在主导全球经济增长、引导人类社会进步、提升国家竞争力等方面都有重大意义。ICV参考了美国国家标准与技术研究院(NIST)和联合国知识产权组织(WIPO)等机构的标准和定义,将2022年的年度“未来产业”定义为六大领域,分别是:量子信息、绿色能源、机器人、元宇宙、先进通信、生物技术。

  • 量子信息:量子技术的进步有可能彻底改变计算、医学、制造、人工智能、通信、国防等领域。量子信息科学包括量子计算、量子精密测量和量子保密安全。

  • 绿色能源:又称可再生能源,与传统能源相比最大的特征是不产生环境污染,重点关注太阳能、海潮能、海水温差发电、核能、氢能、燃料电池及储能装置等。绿色能源兼具环保与不存在能源耗竭可能性的优势,因此受到许多国家的重视,尤其是能源短缺的国家。

  • 机器人:涵盖工业机器人和智能机器人两大分支,包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗、机器猫等),未来产业重点关注智能机器人,智能机器人以人工智能(AI)技术为核心,具备与人类类似的学习、交流、感知、使用工具、操控器械等能力。

  • 元宇宙:指以现实世界为基础搭建出的虚拟现实空间,有完备运行的经济系统,极高的开放度与包容性提供了良好的价值创造环境。底层技术支持包括网络通信(5G/6G)、云计算、区块链、数字孪生等。通过对生产力颠覆性地改变,元宇宙将为人类带来“第三次工业革命”。

  • 先进通信:以第六代无线通信网络为代表,更快、更可靠的下一代通信技术的部署,以及卫星互联网等先进通信技术的部署。这些通信技术将支持自动驾驶汽车、物联网(IoT)应用、无人机和未来的人工智能系统。

  • 生物技术:生物技术被视为未来解决气候变化、污染、环境恶化、水资源枯竭、生态武器利用、恐怖主义、疫情等非传统安全问题的支柱产业之一,生物技术未来包括生物信息学和人工智能、干细胞和基因治疗、新一代疫苗技术、神经技术、生物芯片和生物传感器等。



2022现状与2023预测



1)未来产业发展最新动向


  • “未来产业”成为大国竞争的新赛道领域,全球主要国家在关键前沿科技领域都试图抢占话语权


美国国家科学技术委员会(NSTC)发布了新一版关键和新兴技术(CriticalandEmergingTechnologies,CETs)清单;中国发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》;欧盟发布《欧洲新工业战略》。


  • 颠覆性技术发展日新月异,推动未来产业逐步走向应用前景


基础科学研究实现突破,不断输送能量给未来产业发展:基本粒子、量子科技、新能源。


以元宇宙、类人机器人、卫星互联网等为代表的未来产业快速前进。2021年,元宇宙概念席卷全球,国内外科技巨头加快布局,在AR/VR、区块链、物联网等数字技术推动下,元宇宙产业预期将呈现高速增长态势。人型机器人的逼真度正在以惊人的速度提高,人工智能的下一个理想载体是人形机器人,并将以成本更低、规模更大的形式完成技术落地。人工智能结合人形机器人,正在开辟更广阔的市场。科技进步正在改变全球无线通信的面貌和发展前景,其中近地宽带通信星座(轨道高度为200千米—2000千米)以其全覆盖、带宽大、成本低等优势日渐兴起,成为解决全球网络覆盖的新方案,卫星互联网上下游产业链将迎来新的发展高潮。净零排放目标倒逼能源革命,加速第四代高温气冷堆核电项目实现并网发电,氢能产业启动。


应用技术创新进一步推动未来产业发展。星链(Starlink)已经完成2600颗星链卫星的发射入轨,覆盖四大洲、32个国家和地区,可以轻量级的替代部分“地面光纤”传输网络通道,天地一体化信息网络发展进入发展新阶段。IBM对外发布了迄今为止最强大的量子计算机处理器,名为Osprey,这是一台433个量子比特的机器,其量子比特数量是去年宣布的Eagle机器的三倍。2022年,以色列科学家首次在不使用精子或卵子的情况下创造了合成小鼠胚胎,使其成功地在子宫外生长。


  • COVID-19、数字鸿沟、气候变化等国际普遍性问题日益凸显,客观上加快了未来产业培育的步伐


2)未来产业发展趋势展望


  • 未来产业三大发展方向:智能、绿色、健康

  • 各国政府将出台更有力的产业政策,持续推动本国“未来产业”加速发展

  • 国际环境日趋复杂严峻,保护主义和单边注意抬头为“未来产业”全球化发展增加了更多不确定性



GFII综合排名


GFII国家榜单综合考虑了人口特征、文化特色、经济实力等因素,客观地呈现了被评估国家的科技创新实力。



美国综合排名最高,最具影响力的“未来产业”企业排名中美国企业占比43%;“未来产业”城市(集群)排名中,美国城市上榜率达到27.5%。中国综合评分排名第2,中国城市占最具影响力的“未来产业”企业排名的17.5%;“未来产业”城市(集群)排名中,中国城市上榜率为16.7%。瑞士在创新实力榜单中排名第3,瑞士在人均发明专利数量和人均顶尖学术奖项获奖数量上均位居世界前列,发达的金融产业则为瑞士的创新生态环境提供有力支持。


GFII总体排名:未来城市20强



GFII——按产业划分排名

量子信息排名

量子信息是世界各大经济体重点发展的战略产业,在这一“硬核”科技领域中,排名前五的城市(集群)是纽约、合肥、伦敦-牛津-剑桥、北京、旧金山-圣何塞。20强榜单中,美国占7席,欧洲城市占6席,亚洲城市占6席(中国占4席)。从排名结果来看,以一众科技巨头公司(如IBM、谷歌、Quantinuum等)为代表的美国,其行业领导者的地位是毋庸置疑的;中国拥有亚洲第一的量子科技研究水平,并且培养了诸如国盾量子、国仪量子、本源量子等优秀的量子信息科技企业(三者均位于合肥),是行业领导者地位的有力竞争者之一。

绿色能源排名

这一领域中,排名前五的城市(集群)是北京、东京-横滨、奥斯汀、慕尼黑-斯图加特、粤港澳大湾区。20强榜单中,欧洲城市占10席、亚洲城市占6席(中国占3席)、美国占4席。绿色能源涵盖了风能、太阳能、生物质能、潮汐能等,其中风能、生物质能相关技术已经较为成熟,因此创新技术主要集中在太阳能、潮汐能、核能、氢能等领域。为摆脱能源来源较为单一可能带来的不利后果,欧洲多个国家政府出台了相关政策以支持潮汐能技术发展。榜单结果显示,美国的绿色能源技术创新企业集中在中南部地区,以光伏为主;以旧金山湾区为代表的西海岸地区在核能方面取得了创新技术突破。

未来机器人排名

未来机器人产业的技术创新将侧重于“人工智能+机器人”的方向,在这一领域中,商业实力排名前五的城市(集群)是匹兹堡、东京-横滨、粤港澳大湾区、旧金山-圣何塞、波士顿。20强榜单中,亚洲城市占8席(中国占4席),美国占5席。从排名结果来看,美国拥有领先世界各国的智能机器人技术创新实力。得益于深厚的技术积累和完整的创新生态环境,匹兹堡智能机器人产业创新的商业实力位居世界第一;硅谷专精智能芯片研发的科技公司则为旧金山-圣何塞地区创造了不俗的创新竞争力。东京-横滨城市圈在智能机器人创新的商业实力方面同样表现不俗,作为全球工业机器人最大的生产商,日本积累了大量产业相关经验,为人型智能机器人的技术发展打下坚实基础。中国的智能机器人产业集群大多位于沿海地区,近年来许多智能机器人企业选择安家粤港澳大湾区,产品范围不仅有类人机器人还包括智能出行工具、自动驾驶汽车等;创造出世界首位获得人类公民身份的类人机器人Sophia的Hanson Robotics公司也位于粤港澳大湾区。

元宇宙排名

美国在这一国际竞争极为激烈的焦点行业中处于主导地位,排名前五的城市(集群)为旧金山-圣何塞、西雅图-塔科马-贝尔维尤、粤港澳大湾区、北京、纽约。20强城市榜单中,美国占6席,中国占4席,瑞士占2席。世界各大经济体都已经开始布局元宇宙产业,目前元宇宙产业的用户渗透渠道主要以娱乐活动为主,以大型网络科技企业闻名的旧金山湾区和西雅图都市圈领跑元宇宙产业技术创新;中国地区的粤港澳大湾区、北京、杭州等城市也拥有众多表现出众的大型网络科技企业,为元宇宙产业创新不断注入活力;与之相比,欧洲地区在原宇宙产业方面展现出了一定程度的差异化,涉及元宇宙技术创新的科技企业较少,创新商业实力落后于亚洲地区;除中国以外的,在元宇宙产业创新有所建树的亚洲地区城市主要集中在日本、新加坡等金融行业发达的国家,新加坡较为宽松的金融科技监管政策和良好活跃的创投生态环境为元宇宙产业的技术创新创造了良好的发展条件。

先进通信产业排名

目前世界各地区的5G商业化正在逐步铺开落实中,世界各大经济体开始在6G领域展开角逐,先进通信产业商业实力排名前五的城市(集群)为旧金山-圣何塞、北京、粤港澳大湾区、圣地亚哥、西雅图-塔卡马-贝尔维尤。先进通信技术是未来产业发展的基石产业,网络是为人工智能、物联网、区块链乃至元宇宙提供底层支持的技术。美国、中国、韩国、日本、欧盟等主要经济体纷纷出台了6G技术的发展规划。

生物科技排名

这一领域的榜单前五是波士顿、日内瓦、旧金山-圣何塞、伦敦-牛津-剑桥、慕尼黑-斯图加特。20强榜单中,欧洲城市占据8席,亚洲城市占据5席,美国占据5席。从排名结果来看,生物技术科技创新的商业实力以美国和欧洲国家主导,亚洲地区在生物技术技术创新的商业实力方面明显弱于欧美地区。波士顿、旧金山湾区、伦敦-牛津-剑桥、圣地亚哥分别位列第1、3、4、6,这几个城市圈的生物技术产业集群均背靠生物技术学术能力世界闻名的高等学府,由此孵化出了数百家生物医疗科技初创企业,已形成良好的生物技术创新生态。亚洲地区上榜城市(集群)为东京-横滨、特拉维夫、北京、新加坡、京都-大阪-神户,排名分别是第7、11、13、19、20,日本凭借诸多研发基础扎实的生物医药巨头企业领跑亚洲地区创新生物技术商业实力。


GFII——按公司划分排名

量子信息排名


绿色能源排名


未来机器人排名


元宇宙排名


先进通信排名


生物医药排名



总结与展望



全球范围内,“未来产业”的发展呈现良好态势,世界各大主要经济体都积极参与到前沿科技领域中的创新、创造中。目前全球疫情形势仍然严峻,COVID-19对各国经济和社会造成的冲击需要更长的时间来恢复,除此之外,气候变暖、地缘政治冲突、能源短缺等问题也为人类发展带来了更多不确定性。正在被逐步落实到实际应用中的各项颠覆性技术不仅是“未来产业”发展的源动力,更是后疫情时代社会经济的重要支撑。

总体而言,“未来产业”不会偏离智能化、可持续发展、生命科学的大方向。前沿科技的技术创新能对一个国家的竞争力起到决定性作用,因此政府将继续出台相关政策以推动本国“未来产业”的发展。国际竞争格局错综复杂,应警惕“保护主义”和“单边主义”对科技、人才、金融等技术创新要素带来的威胁。



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