2020年世界前沿科技发展竞争态势分析与展望

美国在疫情困扰下继续对华实施遏制战略，“脱钩”制裁举措不断加码。将疫情政治化、将经贸意识形态化、将科技、投资泛国家安全化，成为美国肆意运用的常态“武器”，中美“科技战”多领域展开，世界科技竞争格局发生嬗变。

大疫突发，危及国家根本利益，国家安全的基本态势发生改变，呈现几个新特征：一是国家安全战略的优先次序发生改变，全球生物安全上升为各大国国家安全的首要战略问题，人类共同安全面临威胁挑战。二是各类安全危机在疫情中集中呈现，安全危机的源头呈多发态势，传导性大幅增加，国家安全要素联动性急剧增强。三是疫情重创全球经贸往来，国家安全成为大国调整经济贸易交往和产业链重构的首要目标。为早日化解疫情给人类生命健康和国家安全带来的重大威胁，2020年各主要经济体均在国家安全战略上做出及时调整，并迅疾投入科研力量，就新冠疫苗研发展开极速竞赛。

美国及时发布《2020~2030年国家流感疫苗现代化战略》，强化疫苗研发，强调自主掌控疫苗研发和疫苗生产制造供应链；同时发布《保护生物经济》报告，从国家战略高度拟定保护和发展生物经济的长久方案。欧盟发布《欧盟疫苗战略》，加速开发、生产新冠疫苗；同时发布《欧洲制药战略》，以推动形成具有前瞻性和抗危机能力的欧盟制药体系。世界卫生组织启动“全球新冠疫苗供应计划”，提出在2021年底前为成员国提供20亿剂新冠疫苗。我国则制定出台生物安全法，将生物安全纳入国家安全体系，同时在疫苗研制和生产上走在世界前列。截至2020年12月，全球已发表新冠病毒相关研究文章20余万篇，已有累计214款疫苗处于不同临床实验阶段，7款疫苗投入使用，各国“预购”的新冠疫苗超过77亿剂，全球与新冠疫情相关的一系列生物安全基础研究和应用研究进入爆发期。

为回应现代经济社会对科技发展提出的新要求，各主要经济体均在持续加强与完善国家顶层科技战略布局与战略科技力量部署，力图打造面向未来的科技发展新优势。美国白宫发布《关键和新兴技术国家战略》，重新定义20项关键和新兴技术，提出全力维护美国在量子、人工智能等尖端技术领域的全球领导地位。特朗普签署2022财年《政府研发预算优先事项》，强力支持国家安全、未来工业、能源环境、空天科技等领域的基础和应用研究。欧盟发布《2021-2027的年度财务框架》《塑造欧洲数字未来》《人工智能白皮书》《欧洲数据战略》等顶级科技战略文件，拟投入巨额资金支持人工智能、超级计算、量子通信、区块链等颠覆性和战略性技术发展。日本发布《科学技术基本计划（草案）》，提出未来科学技术创新要点是发展数字技术、推动研究系统的数字化升级。我国则开启“十四五”国民经济和社会发展规划制定编制工作，其中对强化国家战略科技力量做出全面部署。

2020年，尽管受新冠肺炎疫情困扰，但全球信息、生物医药、航空航天等重点科技领域均迎来重大技术突破。

信息技术领域，各国在人工智能、量子科学等方面技术进展显著。俄罗斯利用人工智能、机器学习算法帮助物理学家进行质子碎片筛选，以发现新型基本粒子；日本开发出新型量子保密通信技术，通过光纤链路在2分钟内传输数百吉字节的人类基因组数据；丹麦成功使用纠缠量子网络实现高精度分布式传感；中国科学技术大学完成长距离量子纠缠实验，借助两种实验方案分别实现22公里和50公里的量子纠缠，创长距离量子纠缠新纪录。

生物技术领域，干细胞、基因编辑、脑机接口等前沿生物技术频现颠覆性突破。日本京都大学利用人诱导多能干细胞制出不受限制、可给任何人输血的血小板；美国哈佛医学院开发出新型CRISPR/Cas酶“SpG”和“SpRY”，几乎可编辑基因组任何序列；中国北京脑科学与类脑研究中心构建出新型光学脑-脑接口，在两只小鼠间实现了高速率的运动信息传递。

航空航天领域，军用科技的探索应用不断深入，将颠覆现有空战模式。美国DARPA推进“空战演进”项目研究，通过改进算法和作战对抗能力，推进空战系统的智能化发展；美空军研究实验室计划率先在无人机领域应用神经形态计算技术，提升空中平台的数据处理能力，加快决策速度；美国SpaceX公司通过16次成功发射将953颗“星链”卫星送入轨道，并计划于2021年利用“星链”星座为北美和加拿大地区提供天基互联网服务；美国军方则希望借助“星链”星座满足其北极地区通信需求，并将探索该星座的潜在军事应用。

在疫情中，电子商务、远程办公、在线教育、物流自动化等数字业态蓬勃兴起，物联网、分布式云、区块链、人工智能等数字技术创新成为2020年科技发展中的重要“亮点”。全球领先技术咨询公司Gartner发布的“2020年10大战略科技发展趋势”中7项涉及数字技术，包括超自动化、透明度与可追溯性、边缘赋能、分布式云、自动化设备、实用型区块链和人工智能安全。世界经济合作组织发布的《2020年度十大新兴技术》中3项涉及数字技术，包括空间计算、数字医疗、量子传感器等。

军事科技领域始终是各国科技竞争的前沿所在，是现代前沿技术的理想竞技场。2020年，尽管疫情肆虐，但各主要大国均增加了军事尖端技术研发投入和武器装备升级。美国通过总额为7405亿美元的《2021财年国防授权法案》，军费连续6年上涨，其中专门拨付1000亿美元用于人工智能武器、高超声速导弹和军用5G等重点军事科技研发。英国宣布在未来4年增加约165亿英镑军费投入，聚焦网络、空天力量、人工智能等高精尖军事技术部署。日本2021财年防卫预算517亿美元，主要用于加强其武装力量在网络空间、外层空间和电磁波谱等新领域的作战能力。各主要大国疫情中增加军事研发投入，并将人工智能、无人自动技术、网络数字等前沿技术优先运用于国防军事领域。

与此同时，军事竞技领域不断延展空间领地，电磁频谱、太空、极地等战略新疆域成为大国竞争新高地。美国国防部发布新版《电磁频谱优势战略》；美空军提出在2021年组建专业的频谱战联队，以提升美空军在电磁频谱和电子战领域的作战能力。日本在《2021财年防卫预算案》中将电磁频谱作为重点强化的新领域之一，计划于2021年设立电磁波部队。

太空作为战略制高点，开始成为大国竞争的新战场。美国加快推进太空军事化步伐，发布新版《国家太空战略》，强调强化太空感知能力、制定太空行为标准；研发“小林丸”和“太空篱笆”太空跟踪监视系统，并装备“反通信系统Block 10.2”太空攻击武器，进一步加强太空攻防能力建设。此外，美国还依托“阿尔忒弥斯协定”等计划，加强与盟国在太空领域合作，企图构筑太空联盟防线，利用联盟威慑维持太空霸权。俄罗斯继续完善太空通信、导航和遥感系统能力，并利用“努多利”系统验证反卫星能力。北约为应对新一轮太空竞争专门设立了北约太空中心，加强太空信息收集及作战理论研究。英国、法国、日本等相继设立太空司令部或成立太空部队，构建本国太空攻防体系，以应对未来太空威胁。

随着全球气候变暖，北极地区的和平局势发生重大变化，极地成为军事领域竞争的新焦点。美国自2019年6月发布新版《北极战略报告》以来，已逐渐形成以参与极地大国竞争为主线、以强化极地军事实力为目标、以联合盟友为策略的一整套极地战略。俄罗斯发布《俄罗斯2035年前国家北极政策基础》《北方航道发展计划》等战略，积极推进北极地区军事空天地一体化建设进程；先后部署了S-300、米格-31BM、苏-34多用途战机、反高超米波预警雷达及第二个防空师，打造面向实战的北极军事力量体系，强化对北极的军事控制能力。

随着美国对华战略的重大调整，中美科技关系出现新变局。2020年，特朗普政府变本加厉推动科技问题政治化，加紧实施对华制裁与科技脱钩，对全球科技创新生态和安全生态造成严重破坏。

一是美借疫情极力鼓吹“中国责任论”“中国赔偿论”，唆使各方对中国政府发起诉讼，意图使中国陷入道德困境，打造以孤立中国为特征的“科技新秩序”。二是美国鼓动全球供应链重构和技术贸易投资“去中国化”，与盟国发起战略性技术发展的“攻守同盟”，组建“经济繁荣网络”“D10民主竞争搭档俱乐部”，在数字业务、能源、基础设施等领域重组国际供应链。三是运用多种手段阻碍与中国的学术交流，打击国际科技人才流动，破坏开放独立的研究环境。美国的一意孤行对中国及全球技术创新和产业合作构成严重威胁，其联合盟友对技术、市场、人才等采取的限制措施更是对全球科技创新生态和安全生态造成严重破坏。在此背景下，当前世界科技竞争格局已发生重要改变。中美大国科技领域关乎国运的博弈竞争将会持续进行；科技地缘化、政治化、意识形态化成为美国遏制中国崛起的常态武器。

展望2021年，世界各国抗疫形势依然严峻，世界经济会在重挫后开启复苏之旅，科学技术推动社会不断发展进步的进程不会停止。

随着各国纷纷采取更严厉的管控措施，以及多种多批疫苗上市量产接种，新冠疫情大概率在2021年下半年触顶回落，迎来拐点。面对疫情给全球经济、安全环境带来的重创，以及对人类生活带来的重大影响，世界各国料将采取更加积极的政策措施，应对后疫情时代的经济发展和社会秩序重建。美国拜登政府上台后会大幅修正特朗普的政策偏颇，强化国内事务治理，重回多边主义体系，以期恢复美国在经济、科技及国际事务中的主导或领导地位。美国及其欧洲盟友将全力谋划新时期“跨大西洋国家”伙伴关系及重点工作，促进在危机处置、民主制度、供应链重建、技术治理等方面形成共识和合力，以重新主导世界秩序。

总体而言，抗疫和恢复经济会是2021年各主要经济体的主题词；各国在摆脱疫情困境和经济重启中会抓住科技创新这一关键核心要素，继续出台更为有力的政策振兴经济重整秩序。

新冠疫情对世界各主要经济体的经济形势均产生重大影响，并进一步影响未来各国研发投入增长。从已公布的信息看，美国联邦政府2021财年预算申请中，研发费用与2020财年相比缩减了8.8%，欧洲基础研究的主要资助机构欧洲研究委员会的资金也遭到削减。欧洲多国虽已承诺增加科研支出，如德国承诺在2030年前向科学机构额外投资180亿美元，预算每年稳定增长3%，英国政府宣布将研究资助从现在每年110亿美元增加到269亿美元，但如果经济复苏不力导致财政吃紧，这些承诺最终可能成为空头支票。

相较欧美地区，亚洲地区受疫情影响相对更小，中国、日本、韩国等国有望进一步加大研发投入力度。另一方面，新冠疫情危机暴露出全球产业链与供应链安全的脆弱性，未来世界各国会加紧实施产业链、供应链重构，多元化、本土化成为重要趋势。如美国联合澳大利亚、印度、日本、新西兰组建“繁荣经济网络”以重构关键领域供应链，解决对中国的过度依赖问题；欧盟启动“2030年和2050年欧盟战略性技术和产业关键原材料”的前瞻性研究和“关键原材料行动计划”，意图摆脱对中国稀土等关键原材料供应的依赖；日本、印度、澳大利亚也已就启动三方“供应链弹性计划”进行磋商。这些计划和措施会在2021年得到具体落实和推进，对全球产业链格局、国家产业链安全、技术流通路径等产生重要影响。

新冠疫情深刻影响与改变世界，生物威胁、生物安全引发全球高度关注。后疫情时代，各国家将重新制定、调整和完善生物安全战略，加大生物技术研发力度，全面提升生物安全保障能力。与此同时，在新冠疫情期间，以人工智能、云计算、大数据、机器人、数字孪生为代表的智能、数字、无人化技术迎来爆发应用，并赋能相关产业，孕育巨大潜力。2021年，各国政府、机构、私人部门必将加大对这些新兴技术的投入力度，助推这些新兴技术迎来突破式发展。当然，相关技术的广泛应用必然引发网络安全、隐私保护、数字鸿沟等问题，世界经济合作组织发布《2021年全球技术治理报告》就指出，人工智能、区块链、数字出行等新兴技术可能被滥用而产生数据泄露、网络攻击、自动驾驶决策失误等消极后果。美国智库机构发布《技术2021：数字创新与民主倡议》报告，将创建安全的数字身份和韧性数据架构、互联网隐私规则、全球数字交易规则、人工智能治理原则等列为美国新一届政府应重点关注的关键议题。欧盟制定《2020—2025年欧盟安全联盟战略》，提出探索身份信息防盗用、增强数字调查执法能力；通过《数字运营韧性法案》，保障数字金融参与者权益、减轻网络攻击并加强外包监管。可见，数字等技术风险防范和治理规则建立将是未来各国政府管控安全风险的重点所在。

2021年，美国新一届政府上台，在对华态度上，拜登政府依旧会表现强硬一面，但在具体政策与策略上，将与特朗普政府存在明显差异。新政府会采用多边主义和长线思维，通过重返现有国际组织、重塑技术规则、领导技术标准制定等，增强美国自身科技创新能力并维持其科技霸主地位。

拜登政府仍将中国视为最重要的战略竞争对手，高度重视中国新兴技术和产业发展对美国的冲击，因此会持续加强对中国在人工智能、量子、半导体、5G等关键核心领域进行打压遏制，这些领域的中美竞争会更加激烈；美国新政府会大幅改善与科学界的关系，并综合施策，刺激人才、资金、技术等创新要素向美国集聚，推进关键产业领域的“去中国化”及制造业回流进程，领导建立国际技术贸易新规则和技术应用新标准。尤其需要警惕的是，拜登已明确表示将联合盟友对中国进行遏制打压。

因此，在未来几年，美国新一届政府或通过强化对华多边出口管制、建立民主国家技术联盟、主导科技规则话语权等形式，体系化地加强对华科技遏制力度，限制中国经济科技崛起，保持美国未来技术和产业的全球领导地位。由此，我科技领域的外部安全风险仍会持续存在，部分领域风险继续加大。

本文来源：全球技术地图