全球科技竞争路线图：胜任者有力，自胜者强

证券研究报告2025年10月30日 胜任者有力，自胜者强 全球科技竞争路线图 核心结论 分析师 摘要内容 张蕾S080052506000113124791038zhanglei09617@xbmail.com.cn 本文拟描绘未来十年全球科技竞争路线图，哪些行业中长期有地缘政策风险？人工智能领域中美达成战略均势，如何突破各自的现实约束？半导体领域换道超车机会何在？生物医药中美如何竞争与合作并存？先进制造中美各有何发展路径？ 展望未来，我们认为全球科技竞争可能出现三种情景：1）基准情形：全球达成战略均势。中国保持制造业的领先地位。但在技术复杂的领域仍面临挑战。2）乐观情形：中国成为创新领导者，全球创新生产中心的地理位置发生转移。3）悲观情形：中国产业升级不及预期。 创新的背后是制度。中美创新体系特点不同，且正在发生改革。美国注重发明创造。中国以关键行业的规模化创新为目标，注重创新和生产。中美创新体制正在发生改革。美国政府在发展系统性规划能力，注重提升经济体系的规模化制造能力。中国政府在鼓励市场竞争、加速技术扩散、促进探索发现。 如何界定关键技术？综合考虑政府和非政府机构的技术关注度，我们考虑三类技术：1）前沿技术：AI、半导体、量子计算、生物制药；2）先进制造；3）关键基础设施类技术：能源和先进网络。本文先研究前两类技术。 人工智能：中美模型差距逐渐缩小，达成战略均势。中国可利用开源模型克服出口管制对AI硬件的影响。核能等能源供应、推理计算需求驱动AI能源需求分散化和灵活化、以及小模型的迅速发展，会使美国能源约束更宽松。 半导体：制度优势和超大规模市场帮助本土企业在半导体竞争中突破技术封锁。后摩尔定律时代，基于新型设备、材料和架构的技术创新不断涌现，超大规模市场有利于促进技术应用落地，做大做强。 量子计算：量子技术引具有打破全球平衡的巨大潜力，目前处于研发阶段，距离商业化应用还有5-10年。 生物技术：中美竞争与合作共存。中国研发能力不断增强，关键是发展商业化能力。美国政府重视供应链安全，但大宗原料药短期难以摆脱对中国依赖。 先进制造：行业有两大趋势：1）数字技术在物理世界的应用，将使得制造业越来越类似于软件开发；2）基础工艺创新，从根本上改变制造流程的成本曲线，使产能规模化成为可能。美国可以利用其在AI和软件的优势，与大规模产能投资相结合，抵消成本劣势。中国在机器人技术部署方面有优势，并在传统芯片等数字化制造的关键生产领域确立主导地位。 风险提示：政策不确定性；经济风险；供应链风险。 内容目录 一、关键技术：内涵与边界...................................................................................................3二、从创新1.0到创新2.0：中美创新制度的特点与进化......................................................6三、全球科技竞争的三种情景..............................................................................................11四、产业机遇和投资启示.....................................................................................................124.1前沿技术：人工智能、半导体、量子计算、生物技术...............................................124.1.1人工智能............................................................................................................124.1.2半导体...............................................................................................................144.1.3量子技术............................................................................................................154.1.4生物医药............................................................................................................164.2制造业产业升级和转移的关键技术：先进制造..........................................................184.2.1先进制造............................................................................................................18五、风险提示.......................................................................................................................19 图表目录 图1：美国政府和非政府机构关键技术内容.............................................................................3图2：美国关键技术关注度变化...............................................................................................4图3：美国关键技术细分领域关注度变化................................................................................4图4：美国政府部门更关注硬基建，非政府部门更关注计算技术............................................5图5：美国和中国的创新体系..................................................................................................8图6：2024年，美国制造业回流和外国直接投资共增加了24.4万个就业岗位.......................9图7：“3D”战略框架：消除扭曲（Distortions）,加速扩散（Diffusion）和促进探索发现（Discovery）...............................................................................................................................................10图8：中国国家创新体系........................................................................................................11图9：2024年按选定地理区域划分的标志性人工智能模型数量............................................13图10：2023年与2024年组织使用AI的情况对比...............................................................13图11：2022-2024年在MMLU的评估中得分超过60%的最小型人工智能模型...................14图12：美国在量子领域总体领先，但中国在量子传感和通信领域也有显著优势..................15图13：各国生物医药发展能力指数对比................................................................................16 表1：中国效率驱动和客户中心的创新较强，还需发展工程型和科学型创新..........................6 近年来，全球多极化格局愈发凸显，国家实力更为分散，国家间关系竞争与合作并存。本文拟聚焦科技领域大国竞争的动态演化过程，分析未来十年的大国竞争格局、产业升级、关键问题与发展前景，以供投资者参考。 一、关键技术：内涵与边界 如何界定关键技术？根据美国无党派智库特别竞争研究计划（SCSP）的统计，2022-2025年，美国和美国盟友伙伴一共发布了112份关键技术清单。本文主要关注美国政府和非政府机构发布的清单。2024年，美国政府部门关注AI、生物科技、能源、网络安全、先进计算等领域，非政府部门关注AI、先进计算、生物科学、人机互动、网络安全等领域。整体趋势上，美国对计算机技术（如人工智能、网络安全、企业技术、信息技术、软件和先进计算）的重视程度在上升，对硬基建（如先进网络、机器人和先进制造）的关注程度在下降。细分领域中，AI、云计算、健康数据上升势头明显，先进网络和机器人热度下降较多，能源保持稳定，网络安全也尤为受到政府关注。 资料来源：特别竞争研究项目（SCSP），西部证券研发中心 资料来源：特别竞争研究项目（SCSP），西部证券研发中心 资料来源：特别竞争研究项目（SCSP），西部证券研发中心 美国政府和非政府部门关注的领域也有差异。美国政府部门关注硬基建技术，如先进制造、先进网络和先进计算。非政府部门关注计算技术（如AI、人机互动和软件）。非政府部门包括风险投资公司、企业、智库和咨询公司。其中，私人投资者关注AI、金融科技和生物科技。 资料来源：特别竞争研究项目（SCSP），西部证券研发中心 综上所述，综合考虑政府和非政府机构的技术关注度，我们主要考虑三类技术： 前沿技术：AI、半导体、量子计算、生物制药；制造业产业升级和转移的关键技术：先进制造和机器人；关键基础设施类技术：能源和先进网络。 由于篇幅限制，本文先研究前两类技术。 二、从创新1.0到创新2.0：中美创新制度的特点与进化 要对比中美科技创新实力，首先需要明确创新的本质和定义。我们可以从过程和结果两个视角来看创新。从过程来看，要素投入量（如专利、研发和风险投资）有效地衡量了创新潜力。但在真实的商业世界中，这种潜力要转化为规模和市场份额，才意味着产品和服务得到了市场和消费者的认可。因此，我们对创新的定义不是发明、科学和创业精神，而是将新产品或服务大规模推向市场。根据麦肯锡的研究，创新可以分成四类：效率驱动型、客户中心型、工程型和科学型。 中美科技创新特点为： 中国：过去十年，制造业生产规模扩张和互联网经济的发展，表明中国可以进行效率驱动和客户中心型的创新。工程型和科学型创新仍在发展中。前者包括高铁、飞机、核电、医药器械等行业，在本地政府扶持下，通过干中学逐步发展。后者包括新药研发、基因测序、半导体设计等行业，需要研发资金的大量投入。 美国：得益于私人部门创新生态、全球合作体系和基础技术创新，美国在AI、量子计算、合成生物等科学型创新领域硕果累累。但是，与国家主导模式相比，美国存在的弱点包括：1）联邦政府缺乏系统性规划，在基础