新科技革命和新产业变革的广泛渗透，使得技术密集型产业成为世界经济强国稳固国力的重要保证，在调配资源、创造价值、推动经济结构优化等方面发挥着重要作用。为了适应愈发激烈的国际竞争形势，要在全球发展环境发生巨变的情况下提高中国制造业的层次，就必须大力发展以先进制造业为核心的制造体系，以先进制造业带动制造业优化升级，从而优化国民经济的整体结构。

　　从“中兴事件”说起：令人窒息的“缺芯”背后

　　2016 年 3 月 7 日，在深圳和香港上市的中兴通讯发布公告，称因美国商务部拟对公司实施出口限制而停牌。美国政府禁止美国公司向中兴通讯出口任何在美国生产的设备和产品，首当其冲的自然是芯片。迫于政府压力，中兴通讯的美国供应商全面停止了对中兴通讯的技术支持，甚至连 ARM 这家英国公司也被迫停止对中兴通讯的支持和商务合作，原因是它的大部分研发是在美国进行的。

　　此后的一年时间里，中兴通讯积极展开谈判，美国商务部曾多次宣布对中兴通讯暂时解除出口限制，这意味着中兴通讯获得临时许可，美国公司可继续向中兴通讯出口含有美国技术的设备和产品，但每次只有两三个月的许可周期。直到整整一年后的 2017 年 3 月 7 日，中兴通讯再发公告，宣布和美国政府就出口管制案达成全面和解。

　　不少国人不解：中兴通讯为什么不改用国产芯片呢?

　　因为工业级应用芯片一直是国产芯片的短板，而芯片产业本身正是中国制造业的一大“痛点”。从 1958 年第一块集成电路的发明开始，至今 60 多年的发展历程中，全球集成电路产业经历了起源壮大于美国、发展于日本、加速于韩国及中国台湾地区的过程，目前整个产业又有向中国大陆转移的迹象。近年来，国内集成电路产业的发展突飞猛进，自给率逐年提高。华为海思最新的麒麟芯片已不输高通骁龙芯片;技术积累了十多年的龙芯也终于可以和北斗卫星一起遨游太空;随手拆开一个蓝牙音箱、机顶盒或者一台冰箱、洗衣机，里面的核心芯片已经大部分都是国产品牌了。

　　但不容忽视的现状是，这些国产芯片的成功应用大多是在消费类产品领域。在对稳定性和可靠性要求更高的通信、工业、医疗，以及军事的大批量应用中，国产芯片的质量与国际一流水平仍有差距。尤其是一些技术含量很高的关键器件，如高速光通信接口、大规模现场可编程门阵列、高速高精度模/数转换器、高速高精度数/模转换器等领域，还是基本依赖国外供应商。

　　尽管以美国为代表的西方发达国家一直抱怨对华贸易存在较大的逆差，但它们却依然顽固地坚持其限制高科技产品出口的做法。时间已进入 21 世纪第三个十年，西方国家为遏制中国、限制高技术产品出口到中国的《瓦森纳协定》却依然在发挥作用。对于中国下游厂商来说，工业级芯片就是国外限制出口的重灾区。

　　虽然我国的整机厂商通过自产基带芯片掌握了核心算法，但是却无法解决被国外芯片供应商“卡脖子”的问题。假如一台基站有 100 颗芯片，其中只要有一颗芯片遭到禁运，整台基站就无法交付使用。就算找到团队重新进行设计，根据集成电路研发的固有规律，一颗芯片从设计、测试到量产至少需要一年以上的时间，高可靠性的工业级芯片则需要更长时间。

　　诚然，这些年来，中国的电子整机行业发展迅猛，华为超越爱立信成为世界第一大通信设备公司，中兴通讯跻身世界前四。联影、迈瑞等国产大型医疗器械产品水平直逼通用电气、飞利浦等国际巨头。然而，不能逃避的事实是：尽管中国是全球最大的半导体消费市场，“芯”却一直掌握在以美国为首的发达国家手中。“中兴事件”一出，国人才猛然注意到，我们世界领先的整机产业实际上是建立在如沙子一般脆弱的地基之上的。

　　为什么在集成电路领域，中国会处于如此尴尬的地位呢?因为这是一个高难度的产业，背后蕴藏着巨大的经济利益和商业价值。集成电路被誉为电子工业的粮食，除了对国家和行业安全具有重大意义外，利润率也随着技术含量水涨船高。芯片本身的材料不过是二氧化硅，成本极低，而芯片上面凝聚的技术决定了它的高利润。消费类芯片产品的一般毛利率为30%~40%，工业级芯片产品的毛利率一般能达到50%~60%，以高性能模拟芯片为主的美国凌力尔特公司，平均毛利率曾达到90%!很多目前中国无法设计的芯片，例如高端交换芯片，毛利率甚至在99%以上。

　　中国一直在通过众多国家级科研计划大力支持关键器件研发及其应用，积极投入，后期还扩展到了整机领域以解决应用脱节的问题。2014 年 6 月，国务院出台了新的《国家集成电路产业发展推进纲要》，改为通过设立国家产业投资基金来吸引大型企业、金融机构，以及社会资金，采取市场化运作，重点支持集成电路等产业发展。

　　显而易见，越是产业上游，中国企业与世界先进水平之间的差距越大。值得欣慰的是，随着电子整机行业的强大，集成电路下游的国产需求方也日益强大，有可能真正带动上游的发展。中国本土巨大的存量市场奠定了华为海思芯片崛起的基础。海思、紫光展锐、中兴微电子、华大、大唐等集成电路设计公司发展起来了，中芯国际和华力微电子这些制造企业就有了更多的发展机会;而制造企业的发展又可能带动更上游的北方华创、中微半导体等半导体生产设备供应商的发展。

　　“中兴事件”之后，更为严苛的芯片断供制裁落到了华为等中国企业头上。不过，“塞翁失马，焉知非福”。也许多年后，“中兴事件”“断供华为”这些事件对中国集成电路产业“当头棒喝”的深远影响才会真正显现出来，那时回头再看，它们或许正是这一关键产业发生某种历史性大转折的导火索。

　　融合工业：由新一代信息通信技术和人工智能引爆

　　新一代信息通信技术与制造业、金融、医疗、教育等领域的结合，将产生巨大的商业价值，让世界变得更加美好。而 AlphaGo 和“冷扑大师”的登场，可谓新一代信息通信技术和人工智能技术发展的现象级事件和典型缩影。

　　早在 20 世纪末，一台名为“深蓝”的超级计算机就以微弱优势战胜了人类有史以来最伟大的国际象棋选手之一卡斯帕罗夫，显示出人工智能深不可测的发展潜力。

　　2009 年底，电影《阿凡达》上映，让许多人都体验了一把 3D 影像的魅力。2016 年 7 月，一款名为《Pokemon GO》的手机游戏面世，点燃了大众尝鲜虚拟现实的极大热情，使得 VR(虚拟现实)、AR(增强现实)、MR(混合现实)这些原本仅为小众所知的字母组合，瞬时成为众多玩家竞相热捧的热门概念……回顾历史，不少前沿科技从实验室“飞入寻常百姓家”，似乎都伴有类似现象级事件的爆发，这些“引爆点”事件，恰恰是前沿新科技现实化的表征和催化剂。

　　AlphaGo 挑战人类顶级围棋高手，显然是比上述事件更加吸睛的超现象级“引爆点”。

　　有专家解析，从数学上考虑，国际象棋棋盘上能够发生的可能性大约是1046 种，而围棋共有 19×19 个落棋点，加上不同的落子方式，全部可能性大约是 10172 种，因而围棋也许将是人类捍卫“万灵之长”智慧尊严的最后一块领地。

　　2016 年 3 月，AlphaGo 挑战韩国著名棋手李世石。起初，人们似乎期待人工智能技术获得新的突破，盼望 AlphaGo 旗开得胜。然而，当 AlphaGo 势不可当地以 4∶1 的总比分横扫李世石时，人们又产生了“人类智商的巅峰被机器人打败”的惶惑和不安，把人类维护体面的最后一丝希望寄托在荣膺世界冠军的中国围棋天才少年柯洁身上，期待他代表人类一雪前耻。

　　2017 年初，一位自称“Master”的网上棋手横扫棋坛，打遍天下无敌手，柯洁也在他的手下败将之列。人们纷纷猜测这位绝世高手可能是 AlphaGo 的升级版，柯洁本人也在微博中感慨：“人类千年的实战演练进化，计算机却告诉我们，人类全都是错的……”于是，世人更加期待柯洁能创造奇迹，即便知道希望渺茫。

　　2017 年 5 月 27 日，柯洁和 AlphaGo 三番棋人机大战正式开打，AlphaGo直落三局，干净利索地以 3∶0 的比分战胜了人类世界冠军。让棋迷聊以自慰的是，“AlphaGo 之父”、谷歌 DeepMind 创始人哈萨比斯发文表示，柯洁的表现堪称完美，把 AlphaGo 逼到了极限。

　　AlphaGo 就出自哈萨比斯创办的 DeepMind。DeepMind 非常重视人工智能与人类高度贴合的研究，目标指向是把人类的感知与精神思维方式移植到机器当中去，而且还鼓励业界一同朝这个方向尝试。

　　和人类一样，人工智能也在不断“进化”，只是进化的速度、迭代的速度要比人类快得多。2017 年 4 月，哈萨比斯在英国剑桥大学演讲时专门提到，之前 AlphaGo 升级一个版本需要 3 个月时间，当下只需要一周。AlphaGo 对阵李世石时的版本号是 V18，而对阵柯洁的 AlphaGo 2.0 估计已经到了 V60，在逻辑和棋局策略上早已今非昔比。

　　从 AlphaGo 到 Master 再到 AlphaGo 2.0，短短一年多时间，三代产品，三段历程，对应的恰好是“理论，实验，再创新”的否定之否定过程。而这代表的基于互联网大数据的深度学习和决策支持系统，将在很多人类算力不可及的领域提供支撑。AlphaGo 积累的决策模型，将在更大的深度和广度上逐渐把人力从重复性劳动中解放出来，同时对脑力劳动进行反哺，对绝大多数社会元素进行快速解构并解读，再反馈给人类。

　　也是在 2017 年初，人工智能“冷扑大师”和中国龙之队进行德州扑克对决，人工智能同样没有悬念地完胜人类。这场比赛证实：人工智能已从完美信息处理进一步延伸到了对不完美信息的分析，因为德州扑克的玩法更接近人性，牌手既可以诚实表达，也可以欺骗式表达，心理战是其中相当重要的部分。对各种心理因素的推敲，接近人与人之间的商业、外交博弈，而“冷扑大师”的人工智能技术已经具备了分析这些因素的能力。

　　上述现象级事件展示了新一代信息通信技术和人工智能与人类生活密切结合的巨大潜力，新一轮工业革命就是以信息通信技术与制造业融合为标志的。制造业与信息通信技术日益结合，表现出融合工业的鲜明特征，有观察者概括出融合工业的八大集成趋势：技术角度的五大趋势，即产品兼容性集成、材料/能量/信息的集成、增材制造与软件技术的集成、虚实结合，以及认知计算技术与工业的集成;企业和社会生态角度的三大趋势，即知名企业之间的技术集成、小企业与大企业之间的生态集成，以及国际范围内的标准集成。

　　下面选取认知计算技术与工业的集成这一角度来观察融合工业的演进方向。

　　认知计算的企业代表当仁不让是IBM，IBM 寄予厚望的则是代表着人类认知计算技术未来的“沃森”超级计算机。现在沃森不只是秀场明星、投资顾问、超级客服或者大厨、医生，它已经跨进工业领域，操控起了金属加工机床，还可提供“工业认知物联网解决方案”。由于认知计算技术可以从收集的海量数据中分析其中的关联模式，沃森以类似人脑的思维和学习方式，能够根据分析结果洞察未来行为。人工智能与物联网技术的结合，使得 IBM 能够通过先进的学习算法，迅速优化多变量条件下的参数组合，从而显著改善加工效果。这类认知计算技术的工业应用案例，正在引发工业界产品开发和运营模式的大变革，基于长期历史经验制定机械加工策略的传统公司，短期内可能会被善于学习、模仿人类思维过程的计算机程序超越，因而丧失原有的竞争优势。认知计算技术与工业的集成既带来了工业产品的自进化，更推动了工业组织的自进化，而自进化的产品和组织，才代表融合工业的未来。正如《连线》杂志创始主编凯文·凯利在《必然》一书中所断言的，机器将会更新自己，随时间慢慢改变自己的功能;只有把人工智能置于普通事物之中，才能带来真正的颠覆;想要在全新的领域中成功，就要掌握新出现的流动性;未来所有的设备都需要互动，如果有什么东西不能实现互动，它就会被认为“坏掉”了。这里提及的关键词——机器更新、人工智能、流动、设备互动，统统在新型工业的图景中浓墨重彩地登场了。

　　因而，我们应该用生物学而不是机械学的角度看待这个世界，用生态系统而不是纯制造的观念看待工业融合日益生动的大趋势。

　　立足本国产业基础，发挥比较优势，是各国推进新一代信息通信技术和人工智能与制造业深度融合的自然选择。美国以一批大型互联网企业为先锋，加快信息通信技术向传统制造业的渗透应用，走的是“互联网 + 制造业”的路径。德国以提高制造企业竞争力为目标，通过深化信息通信技术应用加速生产方式变革，走的是“制造业 + 互联网”的路径。这两种路径选择不同，但核心都是推动互联网和制造业深度融合，本质上殊途同归。而中国的优势在于，一方面，互联网技术和市场处于全球领先地位;另一方面，中国制造拥有世界上最大的生产能力和潜在市场，新一代信息通信技术和人工智能只有在社会生活，尤其在工业中广泛应用，才能体现它们不可替代的价值。“互联网 +”制造发生的强烈化学反应，将是中国制造转型升级的关键突破口。

　　补齐新材料“短板”

　　构成现代文明三大支柱的，除了信息和能源，还有不可或缺的材料。20世纪50年代后，人类社会开始进入所谓的“硅时代”，由此引发的信息技术产业革命深刻影响了当今世界的格局与面貌。有人称 21 世纪将是“碳时代”，无论属实与否，若想言简意赅地定义我们当今所处的时代，恐怕总摆脱不了类似“信息时代”“新能源时代”“新材料时代”这类名词吧。

　　1964年春，甫入古稀的毛泽东展读史籍，写下一首《贺新郎·读史》，词曰：“人猿相揖别。只几个石头磨过，小儿时节。铜铁炉中翻火焰，为问何时猜得?不过几千寒热……”寥寥数语，便诗意盎然地概括了一部人类文明进化史。乍看枯燥乏味的材料，其实为人类的出现和进步立下了汗马功劳：人类在“小儿时节”，学会了把石头磨成石器，由此迈上了万物之灵种属的进化之路;“铜铁炉中翻火焰”，从青铜时代到铁器时代，一路演变过来，在历史长河中，迄今不过区区数千年时光，终于使得人类进入了真正意义上的现代文明。可见，材料的发展标志着社会的进步，而人类文明的每次重大进展，都伴随着材料的演进。正因如此，人们往往依据人类所使用的材料来划分人类文明的发展阶段：新石器时代、青铜时代、铁器时代、钢铁时代等。

　　新材料是全球新技术革命的重要支柱之一，近年来中国的新材料产业已有长足的发展，但受制于材料强国的技术垄断和封锁，加上自主创新能力不强，新材料的许多领域仍属“短板”，缺乏竞争力。例如，碳纤维材料的特性使其在高端制造市场上的应用价值日益彰显，从占领波音 787 机体的半壁江山，到成为汽车、自行车和风能发电装置叶片的新宠，碳纤维产业将迎来井喷发展期。中国碳纤维国产化技术的自主创新打破了西方国家对中国相关技术的封锁，初步满足了若干重点领域的需求。然而，中国碳纤维产业与发达国家之间的差距依然存在，我们必须正视问题，客观分析碳纤维及其复合材料的研发、生产和应用实际水平，合理规划技术发展路线，发挥中国经济大市场、全产业链、大产能的竞争优势，创新体制机制，激发市场活力，充分借鉴材料强国的成功经验，取长补短，以应用为牵引，聚焦、突破产业关键和共性难题，努力从产业链低端向上攀爬，进入更高的层次，不断提高新材料产业的发展水平。

　　由于基础材料是生产工业制成品过程中不可或缺的关键性支撑材料，而且从研发到市场化的周期长、投入和风险较大，因此市场一度倾向于用购买代替生产，尤其倾向于购买国外工艺成熟的知名产品。然而，基础材料对提升产品性能起着至关重要的作用，甚至直接决定了产品性能的高低和迭代水平，对产业创新具有驱动作用。例如，隐形飞机表面涂层材料一旦被“卡脖子”，带来的损失将难以计量。

　　完善顶层设计和夯实基础能力相结合，是制造强国建设的前提条件，而新材料产业则是中国必须优先发展的核心基础产业之一。

　　“我们一定要有自己的大飞机”：高端装备创新进行时

　　高端装备制造业是装备制造业的高端领域，具有技术含量高、附加值高、占据产业链高端核心部位的“三高”特征，其发展水平决定了产业链的整体竞争力，是带动整个装备制造产业升级的重要引擎。

　　“十三五”期间，中国组织实施了大型飞机、航空发动机及燃气轮机、民用航天、智能绿色列车、节能与新能源汽车、海洋工程装备及高技术船舶、智能电网成套装备、高档数控机床、核电装备、高端诊疗设备等一批创新和产业化专项、重大工程。

　　高端装备创新工程涉及领域众多，这里通过其中最牵动国人心绪的大飞机专项工程来一窥这一宏大工程对中国制造的深远影响。

　　2014年5月，习近平总书记在考察中国商飞设计研发中心时指出：“中国是最大的飞机市场，过去有人说造不如买、买不如租，这个逻辑要倒过来，要花更多资金来研发、制造自己的大飞机。”

　　20世纪50年代，中国编制科技规划，提及“造飞机”比“造导弹”在技术上更难，要花费更长的时间。据说报告送到毛泽东主席手里，毛主席觉得奇怪：飞机在世界上满天飞已经几十年了，很多国家都会造;导弹却是发明不久的新东西，造飞机怎么会比造导弹更难?毛主席把主管科技的领导们叫来，他们汇报说明了半天，毛主席摇头，仍表示不解。最后，毛主席把钱学森请来，钱学森说，导弹只要能打出去，就算成功了，至于能打多远多准，是第二步的问题;飞机既要安全上天，更得安全落地，还要保证乘坐的舒适性，所以造飞机比造导弹更难!

　　整整一个甲子过后，中国的先进导弹和火箭技术高歌猛进，早把人造卫星和载人飞船送入了浩瀚太空，倒是大飞机的研发起起伏伏，一路曲折坎坷，总算在 21 世纪的第二个十年中，国产新支线飞机 ARJ21 完成了适航取证并投入正式运营，国产大型客机 C919 实现了总装、首航成功。

　　大飞机设计和制造凝聚了时代的顶尖高新科技，是多学科交叉的复杂系统工程，居于“工业之巅”，傲视群雄。

　　然而，大飞机市场竞争极为激烈、残酷。举目四望，波音和空中客车(空客)两家公司垄断了大型喷气式飞机市场，在支线飞机和涡轮螺旋桨飞机领域确立了领先地位的庞巴迪和巴西航空工业公司，前者已被空客收入囊中，后者多年经济效益不佳，几度濒临破产，其与波音进行的“商用飞机业务合并计划”谈判一波三折，最终还是受航空市场不景气影响而破裂。全球大飞机市场的双寡头体系似乎不可动摇。20 世纪后半叶，中国、日本和印度尼西亚等国家和地区都曾多次尝试自力更生发展民用大飞机制造业，结果均以失败告终，这几个国家对竞争环境之险恶当有切肤之痛。事实上，对于中国的大飞机项目，相对技术研发难度而言，面临的更大挑战还在于能否经受住激烈市场竞争的考验，打破寡头垄断，实现产业化目标。

　　中华民族近代以来最伟大的梦想是实现中华民族的伟大复兴，而大飞机梦想无疑是中华民族伟大复兴梦不可或缺且极具象征意义的一部分。

　　“8 亿件衬衫才能换来一架空客 A380”，中国要想改变这种局面，必须实现产业升级。而大飞机的研发和制造覆盖机械、电子、材料、冶金、化工等几乎所有工业门类，涉及从能源资源到生产加工、制造集成、信息技术、贸易物流、金融服务等的完整产业链条。中国的大飞机项目将带动国家整体工业实力的升级，是名副其实的“中国制造新引擎”。

　　(本文摘录改编自人民邮电出版社2022年10月出版的《中国制造：民族复兴的澎湃力量》第四章)