美国观察｜美国科学基金会关键技术评估框架报告解析_风闻

CGGT走出去智库观察

美国科学基金会（NSF）日前发布的报告《保障美国的未来：关键技术评估框架》（Securing America’s Future: A Framework for Critical Technology Assessment），提出了针对全球技术和生产能力的及时态势感知能力、量化创新潜在价值的方法以及量化国家目标机会的工具，以确保美国对关键技术的掌握和利用。

走出去智库（CGGT）观察到，自2018年起美国对华发动贸易战以来，科技战愈来愈成为中美竞争的主要领域。目前，美国政府在关键的人工智能、半导体、生物医药、新能源电池等科技领域，推动中美高科技脱钩的意图愈加明显，并且不断联合盟友采取对华出口管制等措施，“小院高墙”已成为美国遏制中国科技竞争力和发展的主要战略。

美国在关键技术领域的政策效果如何？今天，走出去智库（CGGT）刊发国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究一室张怡关于报告的解读文章，供关注中美科技竞争****的读者参阅。

要点

1、NSF技术创新和伙伴关系（TIP）理事会开启首轮为期1年的“国家关键技术评估试点网络”工作，该报告作为此次工作成果。

2、计算技术的进步创造了美国家生产率三分之一的增长，并支撑国家安全。但目前面临的技术挑战意味着美国算力发展速度放缓，因此要多管齐下确保美在半导体领域的竞争优势。

3、此次美国国家科学基金会选定对人工智能、半导体、生物医药、新能源电池进行“首轮”评估，同时表示未来还将对其他关键技术开展评估工作。

正文

文/张怡****

国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究一室

一、为优化《芯片法案》资金部署，美寻求关键技术评估

2022年，美国出台《芯片与科学法案》，授权资金高达2800亿美元，要求“最大化增强国家安全、经济和社会福祉”，并责成NSF技术创新和伙伴关系（TIP）理事会“确定美国面临的社会、国家和地缘政治挑战及关键技术领域”，以确保政府进行更加卓有成效的投资，制定更有针对性的政策。为充分规划这笔巨额资金， NSF组织政府部门、高校、行业领域共八十余人，对《芯片法案》中涉及的关键技术进行评估。TIP理事会开启首轮为期1年的“国家关键技术评估试点网络”工作，该报告作为此次工作成果，详实展示了关键技术评估的过程、方法和结果。

二、NSF围绕不同领域开展关键技术评估

（一）采用两种方式评估美国的全球竞争力和关键技术领域

报告针对不同的分析对象，采用两种方式进行评估：其一是自上而下的机器驱动的方式，针对美国的全球竞争力，将其与他国科技竞争力进行横向对比，初步描摹美国在全球科技领域的相对地位和绝对实力；其二是自下而上的专家驱动的方式，对于美国的关键技术领域，预先由领域专家提出美国发展该技术的关键问题，利用多学科模型、方法和数据对其进行解析。

最后基于“研究问题-动机/框架-方法和数据源-研究结果-政策建议-未来分析设想-关键技术评估经验”的流程，分析评估美国全球竞争力和关键技术领域的发展现状及问题，并提出相应技术战略和投资建议。

（二）横向评估美国全球竞争力

为有效追踪世界关键科技的投资、生产、地位和转移情况，确保美国科研活动稳健开展和创新推进，报告利用人工智能模型（对非结构化数据）、科学计量学（对学术合作网络和科技文献分布）、统计学（对全球资金分配）等方法进行分析。研究结果和对策建议如下表所示：

注：笔者根据《关键技术评估框架》内容整理

（三）纵向评估美国关键技术领域

报告选定人工智能、半导体、生物制药、能源和关键材料作为首次示范评估的关键技术领域。其“关键程度”的衡量依据包括：一是均涉及国家安全、经济福祉和社会福利；二是在《芯片和科学法案》的“关键技术”列表中突出显示；三是被大量出版物列为“关键技术”。四类技术相辅相成：人工智能技术与其他技术相互交叠，下一代半导体是推进人工智能发展的硬件基础，人工智能反过来加速半导体、生物制药和能源技术的科学发现、开发和商业化。

（1）人工智能对美生产、就业、科学发现作用突出但采用不均衡

人工智能作为科学发现的加速器，其近15年的巨大进步并未提高美国总生产力的增长率。对于这一现象，报告利用机器学习算法（用于专利文本分析）、自然语言处理技术、计量经济学（因果分析）等方法，对企业发明、采用人工智能的程度以及人工智能对科学研究和就业的潜在作用进行分析。研究结果和对策建议如下表所示：

注：笔者根据《关键技术评估框架》内容整理

（2）美半导体领域尖端研发技术不足、工厂成熟劳动力缺失

计算技术的进步创造了美国家生产率三分之一的增长，并支撑国家安全。但目前面临的技术挑战意味着美国算力发展速度放缓，因此要多管齐下确保美在半导体领域的竞争优势。报告通过数据科学技术、生产力测量及专家访谈等方式，分析了成熟和尖端半导体器件、下一代（超越CMOS）半导体器件两种不同类型半导体技术发展面临的问题。研究结果和对策建议如下表所示：

注：笔者根据《关键技术评估框架》内容整理

（3）美药品供应链缺乏韧性，对先进制造技术接纳程度不高

药品作为美国最常见的医疗服务，其供应链缺乏韧性，容易给患者和医疗系统带来风险，尤其体现在占药品处方大头的非专利药品上。因此报告采用供应链韧性分析、专家访谈等方式对先进制造技术在强化仿制药供应链韧性中的必要性等问题进行分析。研究结果和对策建议如下表所示：

注：笔者根据《关键技术评估框架》内容整理

（4）美新能源汽车电池市场易受锂、钴原材料供应冲击

由于汽车电气化速度加快，汽车电池材料供应链重要性不断提升，而其供应链的某些环节集中在有限几个国家，导致潜在贸易和政治纠纷等风险大幅提升，因此要增强电池材料供应链韧性。报告主要利用产业组织模型、情景模型、供应链模型和工程经济等模型对电池材料供应问题对供应链韧性的影响，以及如何缓解供应问题进行分析。研究结果和对策建议如下表所示：

注：笔者根据《关键技术评估框架》内容整理

三、启示

当前，关键技术投资效果是影响大国竞争的重要因素。美国此次动员多方力量，声势浩大地为《芯片法案》相关政策制定开展大范围技术评估活动，进一步反映出国际科技和产业竞争烈度不断上升的趋势。NSF的关键技术评估框架，在关键技术选择、技术评估模式和政策制定流程方面带来诸多启示：

（一） 美聚焦四类关键技术，针对性提升竞争力

此次美国国家科学基金会选定对人工智能、半导体、生物医药、新能源电池进行“首轮”评估，同时表示未来还将对其他关键技术开展评估工作。具有三方面意味：一是美目前认为这四类技术能够在近未来的现实中最直接地影响到其国家安全和经济安全，战略意义重大，如半导体已然成为手机、云计算、医疗设备和武器系统等多领域跨越式发展的重要引擎，新冠病毒肆意期间美国医疗制药供应链脆弱性进一步凸显、先进制药技术需求进一步扩大；二是这四类技术是各国科技竞争极为激烈的领域，同时也是与他国技术代差面临缩小趋势或是已处于发展劣势的领域，报告优先对其进行评估表明美认为若放任其离岸制造或自由投资，或将加剧其丧失在这些领域的技术高地；三是这四类技术分别代表不同成熟度（采用和扩散程度）的技术，可为后续评估其他同类成熟度的关键技术提供参考，包括通用技术（半导体）、处于早期采用阶段的通用技术（人工智能）、新兴技术（电动汽车电池）和成熟技术（仿制药的生物技术）。由此可见，这四类技术的紧迫性和重要性不言而喻，故将其作为技术评估的“排头兵”。

（二） 美引入项目经理制进行全要素评估，创新技术评估模式

此次NSF对关键技术评估工作的运行机制，创新性地借鉴了美国防部高级研究计划局（DARPA）的项目经理制：第一步是选择具有独立分析能力的项目经理，其应具备特定领域的专业知识；第二步由项目经理明确需要研究的问题并选择、协调、管理合适的执行人员；第三步是将分析结果转移给行政部门和立法部门。其中，除了关键技术评估工作的顾问委员会（包括政府机构、学术界、工业界的领导人）外，项目经理另外还组建一个特定领域的顾问委员会，召集各领域利益相关者和意见领袖，共同启动和分析项目。

此外，美本次试点评估试图建立起一个涵盖资金、技术、原材料、劳动力、企业、客户等涉及供应链全要素分析的关键技术动态评估框架，并提供了用于解决不同问题的定量和定性分析方法，为后续的技术评估工作提供参考和借鉴。但综合来看，技术评估还与以下因素紧密相关：一是技术的产生、传播和应用形式；二是国家在该技术相关知识生产和使用方面的全球竞争力；三是关于该技术相关政策的执行进展。因此，对关键技术的评估离不开政府管理者、领域从业人员以及技术人员对技术的长期跟踪关注，以确保对问题的准确扫描和精准分析。

（三） 美以技术预研为牵引，调整科技政策制定流程

过去，美国政府问责局、国会预算局、国会研究服务局及国会技术评估办公室均开展过类似的技术评估工作，但产出的报告多从收支分析、预算监管、立法审查等角度出发，侧重对政策实施效果进行分析，并未深入科技发展的具体问题，提出具有前瞻性和针对性的科技政策建议。与过去制定大而泛的方向引导类科技政策不同，此次NSF发动美国国防部高级研究计划局、海军研究办公室、白宫科技政策办公室总统科技顾问委员会、商务部等政府机构，微软、OpenAI、英特尔、英伟达等企业机构，兰德等智库机构，以及高校和科研院所的力量，旨在制定和实施政策前，扫描关键技术发展中存在的问题，利用多学科方法、模型和多样化数据对其进行分析，以此规划技术发展路线，提出引导政策制定的具体建议。既为政策制定提供科学依据，也保障了政策实施的效果。

来源：全球技术地图

 免责声明 

本文仅代表原作者观点，不代表走出去智库立场。