第二节　全球数字化发展的技术创新环境演变

数字技术是一种颠覆性力量，具备迭代快、扩散快、渗透性强等特点，正在重新定义未来。作为数字经济发展的技术基础，数字技术具有很多独有的特征，以互联网、大数据、云计算、人工智能等为代表的新一代信息技术创新加速迭代，并诱发传统产业加速数字化、网络化、智能化转型升级，使数字经济成为全球经济发展的活力所在。推动世界经济复苏和突破性发展的力量往往发端于供给侧，通过供给侧技术水平的提升来产生经济发展的动力。数字技术创新日新月异，数字化、网络化、智能化深入发展，在推动经济社会发展、促进国家治理体系和治理能力现代化、满足人民日益增长的美好生活需要方面发挥着日益重要的作用。

一、数字技术驱动全球进入数字经济时代

全球数字技术，尤其是物联网、工业互联网、移动互联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等新一代信息技术发展推动全球数字经济快速发展。2018年全球云市场表现显著优于传统服务外包市场。基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）增长47%，软件即服务（Software as a Service，SaaS）增长34%。2021年，全球47个国家数字经济增加值为38.1万亿美元，同比名义增长15.6%，占GDP比重为45.0%。Gartner数据显示，2021年全球云计算市场保持稳健增长，从2020年的642.9亿美元增长至908.9亿美元。全球数字图书市场规模以4.1%的复合年均增长率，从2015年的103.1亿美元增长到2021年的131.4亿美元。

（一）数字技术研发工作的“正外部性”

数字技术研发工作具有很强的“正外部性”，能够通过网络平台、数字技术所产生的商流、信息流、数据流，与合作伙伴、供应商、客户进行深入互动，实现价值共创、利益共赢，其所产生的全球经济一体化效应呈指数级增长。

（二）数字技术的“通用目的技术”属性

作为“通用目的技术”，数字技术功能的发挥需要具体部门的技术和组织进行配套，这使数字经济部门的发展和经济整体的发展可能是同步的，导致数字技术发展对国内生产总值的影响并不显著，即“索洛悖论”。这种现象在很大程度上是由数字技术的“通用目的技术”属性决定的，但正是因为多种通用技术同时在经济体中扩展和发挥作用，数字经济才会在全世界蓬勃发展。

（三）数字技术的产业赋能作用

数字技术具有通用性，在国民经济的各个领域均能够得到不同程度的应用。随着数字技术的不断进步与完善，数字基础设施的建设也越来越普及，国民经济中各个产业的数字化转型也不断深入，数字技术的产业赋能作用不断加强，促使企业的生产要素、业务流程、客户关系、组织结构、商业模式、生产方式发生改变，也使得产业发展质量与效率大幅度提升。

二、数字技术创新进入重大变革期

（一）数字技术创新迭代加速跨领域融合发展

数字技术加速集成优化，技术创新活力裂变式释放。计算、网络、感知等核心技术加速融合互动创新，云计算极大拓展了高性能计算的发展模式，大数据深刻改变了高端存储的发展方向，人工智能全面提升了传感感知的技术能力，软件定义理念加快了通信网络的智能化演进进程。技术路线和发展模式的快速深刻调整，推动了计算网络化、网络智能化、传感智能化的深入发展，极大激发了先进计算、高速互联、高端存储、智能感知的技术创新活力和应用潜力，带动技术能力和效率的指数级增长。数字技术与其他领域加速融合创新，新型应用模式快速发展。

（二）数字技术助力新材料技术创新加速

轻量化、智能化成为新材料技术发展潮流，新材料技术正加速向智能化方向发展。2020年，自修复材料、自适应材料、新型传感材料、4D打印材料等智能材料技术大量涌现，为生物医疗、航空航天等领域发展提供支撑。美国、日本、韩国等国家在石墨烯器件、增材制造工艺、纳米粒子处理和生物材料制备等新材料技术方面加速突破，如韩国2019年纳米材料领域技术开发的实施计划，旨在系统性支持具有人脑计算能力的未来半导体新器件核心技术开发，研究具有新特性与新功能的未来材料。

（三）数字技术推动前沿技术加速研发进程，全面提升国家技术创新能力

未来网络、量子通信、新型密码等新技术新理念从畅想与概念阶段走向研发阶段，各国高度重视前沿技术布局，产业格局面临深刻重构调整，数字技术产业创新蓝海正在形成。量子技术研发应用不断取得新的突破。美国、德国、英国、日本等国家纷纷加强量子信息科学与工程前沿研究，如，德国政府拨款6.5亿欧元开展大规模量子通信研究项目，以扩大德国和欧洲在量子通信技术领域的自主能力。下一代超级计算机计算能力冲顶百亿亿级。近年来，各国加快超级计算机研发，2021年已将计算能力达百亿亿次超级计算机投入使用，如，美国阿尔贡国家实验室、英特尔和克莱共同打造了首台达到百亿亿次级别的美国计算机，于2021年底全面投入使用。中国、日本、欧盟、印度等国家和组织也在积极开展研发和部署。

三、数据资源引领数字技术创新方向

在数字经济时代，代表性的通用技术是大数据、云计算、人工智能、移动互联网、智能终端等。在经济活动中，“数据”成为核心要素。代表性的产业主要是数字技术（Digital Technology，DT）业，以及被DT化的各产业，整个经济活动将由数据驱动。英美是数字技术先行者，20世纪几乎所有重要发明均诞生于两国，例如电子计算机、晶体管、集成电路、阿帕网、微处理器、移动电话、PC和万维网。根据UNCTAD（联合国贸易和发展会议）前沿技术准备度指数，美国、瑞士和英国分居前三位，我国仅居第25位。根据ICInsights数据（2021年），全球前15名的半导体厂商中，美国有8家，中国仅有台积电和联发科2家，且均在台湾地区。我国是后发国家，数字技术创新已取得难能可贵的成绩，跟跑加快、并跑增多、领跑涌现。

（一）数据要素特有属性驱动产业数字化转型

越来越多的国家和企业寄希望于通过数字化实现能力提升或“弯道超车”。数据作为数字经济的基本生产禀赋，在性质上与资本、劳动力等传统生产禀赋之间存在较大的区别。首先，数据具有一定的公共品属性。从使用环节看，数据具有很强的非竞争性，一个人使用了某一数据，并不影响其他人对它的使用；从生产环节看，数据具有很强的非排他性，不同的收集者可以对同一数据源进行数据采集、分析、使用，互不干扰，互不影响。其次，数据具有很强的规模效应和范围效应。在现有的技术条件下，规模太小或维度太少的数据对分析来说是没有意义的。随着数据规模的扩大、维度的增加，可能从数据中挖掘出的价值将呈现指数级提高，这是大数据的价值。最后，数据具有较强的可再生性和可替代性。不同于石油等传统的生活要素，数据不会因为使用而消失，反而可能因为使用而不断增加。与此同时，数据也不像石油那样不可或缺。事实上，为了达成相同的分析指标，我们可以采用完全不同的数据集合。

（二）数据中心集聚的经济溢出效应

首先，在参与和受益于数据驱动的数字经济的能力方面，有两个国家脱颖而出：美国和中国。它们拥有占世界一半的超规模数据中心，94%的人工智能初创企业。在利用数据价值方面处于领先地位，世界上5G采用率最高。在过去的5年里，70%的世界顶级人工智能研究人员创造了全球近90%的市值。其次，从技术上讲，数据以光速通过光纤传输，而且对于许多应用程序，数据存储不需要放在特定的位置，可以在应用程序或服务中快速传输查询，核心数据基础设施为全球或广泛地区提供服务，北美和西欧的数据中心占主导地位，这些中心几乎占所有共同定位数据中心的三分之二。虽然数据存储不需要特定位置，但数据和存储基础设施在全球传播方面存在技术参数，大型技术公司的商业模式往往建立在这种存储位置的独立性之上。在成本方面，拥有更多本地的数据来源可能会使当地公司受益。此外，更低的延迟，或对请求的时间响应，有利于定位更接近其来源的数据。其他技术风险，如零星的光纤切割和缺乏冗余，随着数据中心多样性的增加而减少。

这些论点对于低带宽或非实时数据来说不那么重要，但对于新一代实时应用程序来说则是一个挑战。在这些应用程序中，用户需要对延迟或高度交互性的数据流（如云应用程序或行业中的实时监控）高度敏感。数据中心投资的溢出效应也更加重要，突出了由于数据中心的存在，其他类型的数据相关资本和能力随之出现。这些论点在发展中国家的研究较少，但发达国家的证据表明，数据中心可以补充在数据基础设施方面的其他投资，并在经济中产生重要的溢出效应——例如，通过支持能源和交通基础设施的公私联合升级。虽然数据中心本地化带来的直接经济收益有限，但在某些情况下，数据中心的建设体现了各类投资对数据资本的掌控能力。此外，虽然关于国内数据本地化的争论正在增加，但关于这种关系的证据有限。在本地存储数据的一个常见原因涉及管辖权和安全问题，数据不仅仅是一种经济资源，它们还与隐私和人权的其他方面以及国家安全有关，所以对于跨境数据流，出于法律原因访问此类数据仍是一个挑战，目前只有在法律互助条约框架内的国家才允许互相访问司法管辖区以外的数据，但这些条约并不在所有国家之间实施。这表明需要一种与数据有关的综合、全面的决策方法，该方法有助于解决数据安全的社会挑战，包括与可持续发展目标有关的挑战。虽然应该利用数字经济收益，但重要的是要确保它们以公平的方式分配，并创造社会价值。

四、数字平台促进数字经济发展

最大的数字（化）平台越来越多地控制着全球数据价值链的各个阶段，在大流行期间，它们的主导地位有所加强，经济活动中唱主角的核心商业主体由平台主导。在数字经济时代，对于信息经济，所呈现出的新经济形态为平台经济+共享经济，商业模式向C2B（从消费者到企业）、C2M（从消费者到生产）演变。

（一）数字平台具有企业和市场的双重特征

一方面，所有的平台都有成员、资产、层级结构。对内，用命令来进行资源配置；对外，要参与市场竞争，这些都是和传统的企业类似的。但另一方面，平台并不像传统产业一样直接生产或销售商品，它们要做的更多的是匹配供需。除了本质属性上与传统企业的差别，平台还具有很多传统企业所没有的特点，其中最重要的就是“跨边网络外部性”，即平台一侧的用户会关注平台另一侧的用户数量。有了这种跨边网络外部性，平台就有机会通过首先撬动一侧市场来启动“鸡生蛋、蛋生鸡”的回振，获得迅速的成长。

（二）数字平台具有连接和孵化的双重职能

科技平台成为中小企业“上云、用数、赋智”的核心支撑。插件化解决方案为破解中小企业产业数字化转型成本高、产业链数据资源获取难度大等问题，提供了有效的解决思路。在科技的支撑下，行业数字化平台将从单个企业的自我建设向行业共同建设转变，成为推动企业数字化合力的重要工具。通过数字技术和产品与服务供给者，促成行业、企业间的交易协作和适度竞争，形成数字化合力并共同创造价值。以科技平台为依托，探索创新，形成基于数据、知识产权等无形资产的虚拟产业园区、虚拟产业集群等新产业载体，切实发挥这些产业载体集聚、融合产业链上下游资源要素的优势作用。需要指出的是，在平台竞争的条件下，先发的平台通常具有更强的网络外部性，从而对客户产生更大的吸引力，后来进入的平台则很难吸引客户，这样就很可能产生客户向先发平台集中的竞争结果。

（三）数字平台建设稳步推进，加速与工业软件融合

首先，工业软件向平台迁移已是大势所趋，工业互联网平台正成为未来制造业数字化转型的核心能力底座。如，西门子、达索持续发布平台新版本，加快推动已有软件的云端代码重构，美国参数技术公司PTC并购云原生CAD和PLM，实现软件到平台的快速、轻量化迁移。此外，GE、施耐德、艾默生等具有垂直行业属性的平台企业积极打造设备管理和生产管控解决方案。其次，平台正通过边缘计算加速与工业自动化体系的对接和融合，以更好地服务生产现场。以施耐德、菲尼克斯为代表的工控企业加快构建开放的自动化工控系统，推动工控软件与不同设备间的可移植、可组态和可互操作，提升工控开发和应用效率。以微软、华为为代表的信息与通信技术（Information and Communications Technology，ICT）企业，借助开源技术向边缘侧下沉提升边缘数据流转效率，释放边缘数据应用价值；在业务流程方面，SAP、达索、西门子等领军企业不断叠加创新技术，推动平台经营管理业务乃至研发设计和生产管控业务的流程智能。最后，平台成为数字孪生应用基础底座，推动数据科学与仿真模型深度融合。在实时物联网（Internet of Things，IoT）数据和仿真模型结合方面，ANSYS公司与阿里合作构建变压器数字孪生体，ANSYS公司负责构建仿真降阶模型，阿里负责采集IoT数据，最终通过实时仿真技术模拟出传感器无法直接测量的核心部件温度，大大降低了核心部件超温造成事故的可能性。在AI数据模型和仿真模型集成融合方面，海克斯康宣布收购CADLM SAS，后者是计算机辅助工程与人工智能和机器学习的先驱，基于此海克斯康能够通过人工智能技术优化研发阶段的数字孪生精度，进而提升产品数字孪生性能。

五、新型网络技术应用持续深化

（一）人工智能基础技术不断创新

2011—2021年上半年，全球人工智能领域发表的论文总量75万余篇，中国发文量占比27%，位居首位，美国占比21%。2010—2021年2月全球累计人工智能专利申请量达58.2万件，累计专利授权量达17.8万件，我国累计授权量占比43%，位居首位，美国占比33%。同时，人工智能在生物学、物理学等自然科学领域不断取得突破，类脑智能、脑机接口、量子智能、光子智能等新一代智能体系逐步形成，超大规模深度学习与训练模型加速构建。

（二）5G网络建设全面推进

全球5G建设呈现平稳发展态势。尽管新冠疫情延缓了全球5G发展速度，但经过努力，全球5G发展仍呈现良好态势。根据GSA和GSMA统计的数据，截至2021年第二季度，全球共有71个国家部署了174张5G商用网络，全球5G终端连接数达到4.53亿，比2020年同比增长390%，比上季度环比增长约9%。其中我国5G终端连接数占比超过8成，达到3.65亿，美国、韩国分别占据6%和4%。全球已商用的5G终端款型数量达到557款，其中包括381款手机。中国是第一批实现5G商用的国家之一，目前在多个方面领先发展。网络建设方面，中国建设起全球规模最大的5G网络。截至目前，中国已开通5G基站96.1万个，占全球70%以上，覆盖全国所有地级以上城市和部分重点城镇。5G独立组网（SA）网络实现广域连续覆盖，工业、港口和医院等重点区域5G行业虚拟专网加快建设，形成适应行业需求的5G网络体系。用户发展方面，中国充分发挥超大规模市场的比较优势，深度激发内需潜力，推动中国5G在消费端和产业端双向发力。截至2021年6月底，5G用户渗透率达到17.8%，居全球前列。终端模组方面，5G手机价格已经下探至1000元以下，带动了5G用户的普及。5G通用模组、工业网关、车载终端、智能穿戴等新型终端不断涌现，终端类型已达30多种，模组价格下探至500元，搭建起连接5G网络基础设施与行业应用的桥梁。

（三）5G+工业互联网持续落地

根据中国信通院统计的近两年国内外5G+工业互联网案例，5G正成为传统工业网络的有益补充，网络改造与互联网占比由2019年的4%提升至2020年的12.3%。同时，5G深入质量、控制等生产核心业务环节，应用占比由2019年的19%提升至2020年的24%。时间敏感网络（Time-Sensitive Networking，TSN）产业初步建立。英特尔、博通、Vitesse等企业已开始提供支持TSN功能的芯片，MOXA、霍斯曼、华为、新华三、东土等企业发布了TSN交换机产品，以5G、电力、钢铁为代表的诸多行业对于TSN技术应用已经逐步显现。边缘计算产业生态日益完善。ICT头部企业均积极开展时序数据库、容器、边缘智能等关键技术研究，发布了一系列边缘计算软件服务。华为、新华三、联想等企业从叠加设备管理与智能计算功能入手，发布了边缘计算服务器、边缘计算网关等硬件产品。