关于“根技术”的几点认识

近年“根技术”概念引起了社会各界广泛关注。“根技术”被视为某一领域技术体系中的核心底层技术，具有深刻影响甚至重塑全球产业竞争格局的能力。随着全球科技竞争加剧，“根技术”的自主可控也愈加受到重视。对“根技术”的垄断可以带来巨大的经济利益和战略优势，反之将面临产业链断裂甚至国家安全风险。不掌握“根技术”，将永远面临“卡脖子”技术困境。然而，目前关于“根技术”的讨论还未形成共识，对其内涵边界和发展特征的认识也不够清晰，在一定程度上影响了“根技术”相关投入布局和政策制定进程。

一、关于“根技术”的界定与识别

（一）“根技术”是某一技术领域内，对其他大部分活跃技术单元的开发和运行产生制约的最小技术单元

“根技术”概念最早被国内学者定义为“从一个技术种子引发，经过向下筑根，实现向上涌现，继而在某个临界点产生爆发，最终成为泛在的元技术”。但综合来看，既有文献对“根技术”的概念界定和特征描述较宽泛，且与“关键共性技术”“颠覆性技术”“原始创新”等概念交叉混淆，削弱了其作为独立概念的价值。

本报告基于文献分析和行业专家调研，提炼出“根技术”最明确的三个特征。第一，“根技术”具有“底座”属性。“根技术”为上层技术提供不可或缺的核心原理、通用架构或关键平台，是上层技术的“底座”。这一方面表现为“根技术”的萌发和突破时间相对在先，另一方面表现为其在技术链条的位置相对靠前。第二，“根技术”具有显著辐射性。“根技术”既可能是不同技术路线的交汇点，也可能是不同产品或服务的交汇点。比如，基因编辑技术作为前沿生物领域的“根技术”，是锌指核酸酶（ZFN）、类转录激活因子效应物核酸酶（TALEN）、成簇规律间隔短回文重复序列与关联蛋白（CRISPR/Cas系统）等不同技术路线的交汇点。又如，Transformer模型架构作为人工智能的“根技术”，是大语言模型、文生视频、文生图等多类技术产品及服务的交汇点。第三，“根技术”具有衍生能力。“根技术”可以衍生出技术簇（由相互关联、功能互补的一组技术构成的集合），继而发展出庞大的技术体系和产业生态。比如，ARM架构作为移动计算与嵌入式系统的“根技术”，不仅支撑了智能手机的爆发式增长，更将其影响力扩展至物联网、自动驾驶等领域，形成以自身为“根”、各类芯片设计为“干”、终端产品与操作系统为“枝”、海量应用为“叶”的繁茂技术与产业生态。

从这些特征出发，“根技术”应该是某一技术领域内，对其他大部分活跃技术单元的开发和运行产生制约的最小技术单元。即便该技术单元还能继续拆解，但若进一步拆解，制约范围将显著缩小。据此，“根技术”应有适宜的颗粒度，既不宜过粗，也不宜过细。比如，一些文献将“人工智能”或“量子技术”认定为“根技术”，虽然符合辐射效应和衍生能力特征，却无法识别出真正的战略靶点与依赖瓶颈，实际有进一步拆解的空间。相比之下，Windows操作系统虽然可以进一步拆解为更小的技术单元（如硬件抽象层、内核、执行体、设备驱动程序以及文件系统、网络协议栈、图形界面等），但其中任何一项都不能对其他技术单元构成显著制约，故不应继续拆解。因此，对“根技术”的判别应是二元均衡解，在兼顾其“底座”属性的同时，要聚焦于其是否能够定义一个技术模式、塑造一条产业路径、衍生一个生态体系。

（二）“根技术”概念不能适用于所有的技术领域，一些指标和方法可以为“根技术”的识别提供辅助

“根技术”不是在所有技术领域中都适用的通用概念。比如在以下三大类技术中，前两类有典型的“根技术”，第三类却难以识别出“根技术”。第一类是数字信息处理与传输类技术（主要是围绕信息的生成、处理、存储与传输的技术），包括软件与信息技术、集成电路、通信技术等。这类技术的发展呈现出清晰的树状或网络状形态，存在可被控制的关键瓶颈、平台接口或协议标准，且技术路径具有高度的依赖性和锁定效应。因此，这些技术领域中存在典型的“根技术”，其辐射效应主要体现在纵向的技术深度上。第二类是物质科学基础与应用类技术（主要是聚焦物质结构与性能的探索与改造的技术），包括生物技术、新材料等。这类技术的突破更加依赖科学发现，其中某些技术突破演化为平台型工具或“使能技术”，或者对下游技术产品的发展形成约束。这些技术突破也属于“根技术”，其辐射效应主要体现在横向的应用广度上。第三类是物理实体构建与工程化技术（主要是解决物理实体的设计、制造与功能实现问题的技术），包括机械制造、土木工程等。这类技术的发展源于长期的经验积累、工艺优化和系统集成，且各项技术是并行发展、相辅相成的，很难出现单一的、具有生态锁定效应的“根技术”。

当前对于“根技术”的识别还缺乏可靠的测度体系和充足的经验证据支持。但可以尝试借助一些前沿技术手段，或者一些指标，为潜在“根技术”的识别提供线索辅助。比如，人工智能大模型显示出“根技术”识别能力的迹象。我们在开展前沿技术跟踪工作时，针对遴选出的部分关键技术，大模型输出的遴选依据就提示为“根技术”。对于以论文、专利为载体的“根技术”，可以通过引用关系分析、语义分析等方法，为识别“根技术”提供线索。例如，R. J. Funk等学者（2017）提出的“CD指数”，通过文献引用关系量化分析的角度评价技术演化的潜力。如果某文献发表后，后续发表的文献大多只引用了该文献，而较少引用早于该文献发表的其他文献，则该文献具有较高的CD值。B. Kelly等学者（2021）提出的“KI指数”，则是通过语义相似度分析的方法评价技术的新颖性与影响力。如果某文献的语义与既往已发表的文献语义相似度较低，同时与后续发表的文献语义相似度较高，则该文献具有较高的KI值。由于“根技术”往往会中断先前技术族群的演化路径，并产生新的技术族群，作为其载体的专利或论文很可能具备较高的CD值或KI值。这些定量分析方法，可以为识别出具有基础属性和辐射潜力的技术节点提供线索，并作为进一步定性研判的重要辅助。

二、关于“根技术”的发展规律

（一）“根技术”往往需要通过长期持续的基础理论研究才能实现突破，并在突破后迎来快速爆发

“根技术”虽然并不等同于颠覆性技术，很多颠覆性技术也不属于“根技术”，但每一项“根技术”在其发展的某个阶段，一定会显示出颠覆性特征。如果没有颠覆既有技术体系或产业范式的可能性，这项技术只能成为其他技术的附庸，而不是“根技术”。从这个角度看，基础研究的“根”扎得越深，上层应用的“枝叶”才能越茂盛。例如，作为前沿生物领域“根技术”的基因编辑技术，其中应用最广泛的CRISPR/Cas9系统，最早可追溯至1987年在细菌基因组中发现的成簇重复序列。通过长达20多年的研究，2012年，CRISPR/Cas9系统被证明可实现RNA引导的序列特异性DNA切割，成为工程化应用的爆发拐点。此后短短几年间，碱基编辑、引导编辑等衍生技术快速爆发，形成成套工具链，在疾病治疗、生物育种等领域展现出巨大的应用潜力。这充分说明，“根技术”的应用往往在关键共性原理、仪器与方法达到临界成熟后迅速扩散，对“根技术”的培育必须具备足够的战略耐心，尊重其“厚积薄发”的内在发展逻辑。

（二）“根技术”的发展往往依赖学科交叉与跨界融合，而不局限于单一学科的突破

“根技术”所具备的辐射效应与衍生能力，决定了其生长“基因”不会来自单一学科，甚至不会局限于单一领域。比如，作为集成电路制造领域“根技术”的EUV光刻系统，其研制过程需要通过多学科协同攻坚才能实现：在光学系统领域，需要实现等离子体物理与精密光学工程技术的突破，用以产生并操控特定波长的极紫外光源；在精密机械领域，需要实现纳米级定位精度的高速运动台、真空兼容机构与高频测量控制技术；在材料科学领域，需要研制能够反射极紫外光的多层膜镜片与先进的光刻胶化学材料。此外，整个系统的集成也离不开复杂的热力学、控制论与计算光刻软件的深度参与，任何单一学科的滞后都会成为制约整体性能的瓶颈。正是这种深度的跨界融合，不仅确立了EUV光刻系统作为集成电路制造领域“根技术”的基石地位，也构筑了极高的技术壁垒。

（三）“根技术”的成功不仅依靠技术层面的突破，还需要由人才、产业、标准等共同构成的生态体系作为支撑

目前各界公认的“根技术”并不是“根技术”的全貌，而是因为有产业与技术“树”的存在，才能循流溯源找到“根技术”。还有一些潜在的“根技术”，在成熟之前就枯萎死亡。如果缺乏良好的外部环境，潜在的“根技术”不可能成长为真正的“根技术”。同时，“根技术”发展所需要的大量隐性知识，往往很难通过形式化传播获得，而是需要通过“干中学”持续积累。单纯的技术突破如果缺乏系统性的生态协同，往往难以形成持续的技术影响力和产业主导力。例如，作为软件领域“根技术”的操作系统，其技术突破（如内核设计、虚拟化技术）固然重要，但构建强大的生态系统更加重要。微软的Windows系统和谷歌的Android系统之所以长期占据主导地位，既因为它们在技术上具有优势，更因为它们成功集成了千万级开发者（人才）、海量的硬件制造商和软件开发商（产业生态），以及一套被广泛接受的应用程序接口和文件格式（行业标准）。用户、开发者和软硬件厂商共同构建了这一生态循环，使之形成了难以撼动的锁定效应。这表明，对“根技术”的培育不能孤立地追求单一技术突破，必须同步构建以人才培养为基础、以产业协作为载体、以标准制定为先导的全要素生态系统，不断巩固“根技术”的市场地位与可持续发展能力。

三、相关建议

“根技术”是决定国家产业核心竞争力和长期发展主动权的关键，必须加强顶层设计，坚持系统思维和底线思维，锻造长板、补齐短板、精准治理、培育生态，构建覆盖“根技术”识别、攻关、转化与生态构建的全链条政策体系。

一是构建“根技术”动态识别与跟踪机制。加强科技、产业、教育、商务、知识产权等相关管理部门的沟通协调，综合利用与“根技术”相关的研发、产业、专利、贸易数据，构建常态化“根技术”识别与跟踪机制。面向战略前沿与新兴技术领域，借助文献信息扫描、产业情报分析、人工智能监测等手段，跟踪技术演进趋势，探索制定“潜在根技术清单”，定期评估清单中技术的成熟度，研判技术发展瓶颈与潜在突破方向。

二是形成“根技术”长周期培育机制。鼓励高校、科研院所与企业共建面向“根技术”培育的前沿交叉研究院，鼓励跨学科、跨行业的交叉性基础研究。鼓励各地方借助政府引导基金或战略投资基金，引入更多中长期资金和产业资本，加大对“底座”特征明显、辐射潜力大的共性技术的投入力度，提高对中长期资金权益投资的监管包容性。支持设立面向产业需求的“根技术”研发平台，跨领域整合产学研用资源，健全从基础研究到中试放大的全链条科技服务。

三是加快消除“根技术”的“卡脖子”风险。针对别国已牢固掌控的“根技术”，发挥新型举国体制优势，建立跨学科、跨机构的协同攻坚机制，采取差异化研发路径，集中资源突破底层架构。在无法完全自主的“根技术”领域，通过开源社区、异构架构打造替代方案，降低对单一技术路径的依赖。在战略必争的前沿“根技术”领域，发挥相应领域的国家实验室、高校院所和龙头企业优势，牵头组建“根技术创新联合体”，开展“根技术”前瞻研究，形成从研发、中试到产业化的全链条协同投入机制。

四是打造有利于“根技术”发展的开放协同生态。围绕“根技术”培育强化产业和标准生态建设。鼓励各类创新主体开展基于“根技术”的应用场景挖掘与开放，打造以“根技术”培育为核心、上下游紧密协作的生态系统。在智能制造、智慧城市等领域开放一批国家级试验场景，在能源、金融等国家关键基础设施领域加快实现国产“根技术”全面替代。主动发起和深度参与国际技术标准制定，推动将我国具备优势的“根技术”纳入全球标准体系，提升国际话语权。

免责声明：本文转自“科技中国”公众号，原作者肖新宇、黄宁。文章内容系原作者个人观点，本公众号编译/转载仅为分享、传达不同观点，如有任何异议，欢迎联系我们！

转自丨科技中国

作者丨肖新宇、黄宁

研究所简介

国际技术经济研究所（IITE）成立于1985年11月，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构，主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题，跟踪和分析世界科技、经济发展态势，为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号，致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见。

地址：北京市海淀区小南庄20号楼A座

电话：010-82635522

微信：iite_er