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申海燕 | 原创技术策源地建设面临的主要困境和突破路径
发布日期:2022-05-26 作者:申海燕 信息来源:新利研究 访问次数: 字号:[ ]

编者按

党的十九届五中全会提出,要坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。当前,加快打造原创技术策源地,加强原始创新与源头技术供给,是立足新发展阶段,贯彻新发展理念,构建新发展格局,实现高水平科技自立自强的根本途径。如何打造原创技术策源地,既是理论界、学术界面临的重大时代课题,也是产业界面临的现实难题。为此,我们精心组织、系统谋划推出了打造原创技术策源地的系列研究报告,旨在从战略意义、基本概念、主要内容、成果形式、实现路径、发展趋势、保障措施等方面全面研究深入分析,系统回答“为什么策源”“策源什么”“谁来策源”“如何策源”“怎样评价”“如何保障”等问题,以期抛砖引玉,为开展原创技术策源地建设理论研究和推动实践工作提供借鉴参考。

 打造原创技术策源地系列研究之三

原创技术策源地建设面临的主要困境和突破路径

申海燕

一、原创技术策源地建设面临的主要困境

近年来,我国研发投入逐年增长,重大科技成果不断涌现,有力推动了科技进步和经济高质量发展。但是应当看到,与发达国家相比,与实现高水平科技自立自强和建设世界科技强国的要求相比,我国原创技术还比较匮乏,特别是缺少具有带动性和影响力的标志性成果,研发投入存在结构性短板,科技成果转化不力、不顺、不畅等问题依然突出。这些亟待解决的问题,成为原创技术策源地建设面临的现实困境。

(一)基础研究能力薄弱

基础研究是科学进步的基础,是技术创新的总源头和总开关,在我国创新体系中具有极其重要的地位。当前,我国基础研究投入不足与能力薄弱的问题相互交织、叠加演化。

一方面,我国基础研究投入严重不足。2020年,我国基础研究投入1467亿元,占全社会研发投入的比重为6%,而发达国家普遍在15%以上。从不同创新主体投入情况看,2018年,我国高校基础研究投入强度为41%,低于美国62%、法国67%等20多个百分点;科研机构基础研究投入强度为16%,低于美国、日本3-7个百分点,与德国60%、英国40%的水平更是相距甚远;企业基础研究投入差距就更加悬殊。目前我国企业基础研究投入强度仅为2%,低于发达国家3-8个百分点。我国企业基础研究投入占全部基础研究投入的比重只有3.1%,发达国家一般在20%-50%之间,韩国企业更是高达60%,相当于我国的20倍。可见,我国创新主体基础研究投入普遍存在明显不足,而最大缺口在于企业,这与企业对基础研究重视不够,能力不足,发挥作用不充分有直接关系。

另一方面,与投入不足相对应,我国原始创新能力不强,缺乏从0到1的重大原创性、颠覆性成果。我国数学、物理学、化学、经济学等基础学科理论研究滞后,非线性科学、生物化学、地球科学、分子神经生物学、空间科学等新兴学科领域与国外差距大,生物制药专利90%来自国外。基础研究落后导致我国长期处于全球创新链的中下游,重要领域和关键环节对国外技术形成路径依赖,只能亦步亦趋跟着发达国家跑,发展风险不断累积,产业链、供应链安全难以得到有效保障。

(二)应用基础研究缺位

当前,科技发展日益呈现出群体性突破和交叉融合加速演进的特征,科学发现、技术发明、工程创新与产业发展的交互促进作用更加显著。应用基础研究处于基础研究和试验发展的中间阶段,是创新链中连接科学和技术的桥梁纽带,是将新知识转化成新产品、实验室样品转化为市场化商品的关键环节,在带动科技创新与成果转化方面发挥着重要作用。

一方面,我国应用基础研究投入强度一直处于偏低水平。2020年我国应用基础研究经费投入2757.2亿元,占研发投入的比重为11.3%,美、日、韩等发达国家一般在20%左右,英、法两国更是超过40%,为我国的4倍。应用基础研究投入长期低位运行,制约着创新链的运行效率和创新系统的整体效能;另一方面,由于缺乏财政资金支持、创新资源分散、科研院所转制等多重原因,导致我国应用基础研究供给出现缺失,已成为创新链的短板弱项。实践中,科学研究人员不了解企业需求,技术开发人员又不掌握最新科研动态,一旦应用基础研究环节不畅,大量科技成果就无法跨越从基础研究到商业化应用的“死亡之谷”,难以走向市场。要畅通创新链条,必须着力加强应用基础研究,充分发挥其创新链中的关键连接、畅通、传导作用,实现科技成果有效转化。

(三)原创技术供给匮乏

近年来,我国在引进消化吸收国外技术的基础上,构建起了自己的技术体系和工业体系,实现了经济社会的快速发展。但是应当看到,关键核心技术是买不来、要不来、讨不来的,一味奉行“拿来主义”“造不如买,买不如租”,不但无法从根本上解决技术来源问题,还会加剧“低端锁定”风险。而且,市场能否换来技术,也取决于技术引进主体是否具备能够将外来技术转化为自主创新能力和内生发展动力的条件,实践中“只引进不消化”的情况屡见不鲜。

没有基础研究就没有技术创新,没有原创理论就没有原创技术。原创技术的形成既依赖于科学领域的重大发现,又依赖于基础技术领域的重大创新。当前,受基础研究、应用基础研究供给不足的影响,我国原创技术创新力度不够,重点领域、关键环节原创技术比例低,底层基础技术缺乏,基础工艺研发能力薄弱,关键材料、核心元器件、基础软件、重大装备、开发平台等核心技术对外依存度高,发展受制于人。特别是,我国相当一部分原创成果是通过消化吸收国外技术,进行局部改良获得的,是低水平、低层次、同质化创新,还不能称之为真正从0到1实现突破的原创技术,这也是我国原创技术供给匮乏的重要表现。

(四)转化体系建设滞后

一方面,我国研发投入逐年增长,科技成果不断增加。2021年,我国授权发明专利69.6万件,每万人口高价值发明专利拥有量7.5件,PCT国际专利申请量6.95万件,连续三年居全球首位。世界知识产权组织数据显示,近年来我国创新指数稳步提升,2021年排名全球第12位;另一方面,我国发展中又面临着严重的“技术荒”“卡脖子”问题,科技成果产出转化率低,创新资源极大浪费。据不完全统计,我国高校每年取得近8000项科技成果,转化率不到10%,发达国家一般在60%以上。我国国内专利维持时间也普遍较短,中科院有效发明专利的平均维持时间仅5年,而国外来华专利为10年。这也反映出我国专利技术缺乏商业化应用前景,目前科技成果转化体系建设存在滞后等问题。

究其原因,主要是我国创新聚焦产业发展不够,科研和生产存在脱节,创新链中从科学到技术、从技术到产品的转化渠道不畅。一是高等院校、科研院所有效供给不足,真正面向需求、面向市场、面向应用的科技成果还比较少;二是企业尚未成为科技成果转化主体,国企大而不强,民企小而不精,普遍缺乏转化能力和转化动力;三是社会化的技术转移机构发展不健全,技术交易市场不发达等。

(五)制度环境亟待完善

历史上大国崛起的成功经验之一,就是建立了一套有利于激励创新的制度环境和文化生态,包括知识产权制度、教育制度、投融资制度等,以及在全社会形成了尊重知识、尊重科学、尊重人才、崇尚成功、宽容失败的文化氛围。当前,我国政策制度、体制机制、教育文化等还不适应创新需要,创新生态也亟待完善。具体来看,知识产权制度是保护创新的基础性制度和有效利益机制,当前我国知识产权还不能得到市场有效保护,技术成果无法获取应有收益;支持原始创新的财政投入体制和市场化融资体系仍不健全;科技管理不适应创新需要,科研成果转化机制不畅,最后一公里难以打通;教育体制存在行政主导、条块分割、效率低下、封闭管理等弊端;科技人才队伍大而不强,结构不合理,战略科学家、科技领军人才等关键少数战略人才严重缺乏。2017年,在世界研发人员总量超过10万人年的16个国家中,我国每万名就业人员的研发人员数仅高于巴西,排名倒数第二;创新生态是创新活动赖以生存的“阳光”“空气”和“水”。当前以人为本的创新观念还没有完全树立,适宜创新的生态环境还有待优化,创新精神亟待培育等。

二、原创技术策源地建设需要应对的主要挑战

(一)新科技革命加速重构世界创新版图

当前,新一轮科技革命和产业变革正处于重要历史交汇期,科技创新成为百年未有之大变局中的“关键变量”。大数据、物联网、人工智能、区块链、基因技术、新能源、新材料等新技术快速发展,新产业、新业态、新模式蓬勃兴起,正在重塑全球创新格局、产业竞争和分工模式,成为推动大国崛起、重构国际秩序的重要力量。这既是发展面临的严峻挑战,又为我国实现跨越式发展提供了难得机遇。习近平总书记指出“我们要顺应第四次工业革命发展趋势,共同把握数字化、网络化、智能化发展机遇,共同探索新技术、新业态、新模式,探寻新的增长动能和发展路径。”为此,要超前谋划部署,加快原创技术突破,积蓄发展新动能,培育竞争新优势,力争在新一轮变革中掌握先机、赢得主动。

(二)跨领域交叉融合助力实现原创突破

当前,全球创新活动进入新的密集活跃期,科技创新呈现出多点突破、交叉汇聚的趋势,创新不断突破地域、组织、技术界限。一是新理念、新方向、新要素不断涌现。绿色化、数字化、智能化引领创新方向,数据成为关键生产要素和战略性资源,信息技术与能源技术、生物技术、制造技术、材料技术、环境技术深度融合;二是基础科学问题面临重大突破。不同领域交叉拓展了学科研究边界,前沿科学领域逐步向超宏观、超微观、极端复杂方向发展,依托多个学科知识技术的交叉融合产生的重大技术突破,成为原创技术突破的新态势。与传统学科交叉不同,当前的学科融合强调对多个学科领域的思想、方法和技术的有机整合以形成共同概念和话语体系,为新思想、新发现、新方法、新创造的产生提供新的研究框架;三是基础研究、应用基础研究、试验发展等创新过程明显缩短,不同研究类型之间内在关联日益增强,不同环节叠加转化,研究界限逐渐模糊,跨越创新链不同环节的融合创新、跨越整个创新链的系统性创新成为发展趋势。

(三)创新驱动更加依赖关键性顶尖人才

创新驱动实质上是人才驱动。原创技术的形成需要战略科学家、科技领军人才、高水平创新团队,以及后备科研力量的多方协作。特别是拥有顶尖人才才能拥有原创成果,世界顶尖人才是引领创新驱动、开展原创技术策源的关键所在。以硅谷为例,吸引顶尖科学家和企业家是其半导体产业成功的重要因素。而致力于在基础研究领域网罗全球顶尖人才,并为其营造最佳工作环境的德国马普学会成为世界诺贝尔奖的摇篮,先后有22人获奖。由于诺贝尔奖获奖成果不但追求重要的科学发现,也要对人类社会发展产生重大影响,因此是最具代表性的原创性成果。据统计,截至2021年,在诺贝尔奖获奖者中,美国有399位,英国有136位,德国有111位,三国获奖人数占比66%。值得一提的是,美国以4%的全球人口,拥有了40%的诺贝尔获奖者,获得了近70%的诺贝尔奖,体现出了强大的创新能力。可以说,顶尖科学家的汇聚为美国开展原创技术策源提供了强有力的思想和智力支撑。

(四)大科学装置系统极大拓展科学前沿

科学技术的进步依赖于基础理论的发展,基础理论的发现和验证有赖于科学仪器的使用。当前,世界科学研究进入到分工协作、整体推进的大科学时代,科学前沿的革命性突破越来越依赖于大科学装置等综合性研究手段。硬件设施方面,大科学计划、大科学工程、大科学装置等大型复杂科研系统的应用,极大拓展了人类科学研究边界,为探索自然奥秘、发现自然规律、实现技术变革提供了极限研究手段,也为开展原始创新提供了重要物质基础。如大型强子对撞机为研究宇宙起源和物质质量来源提供了重要保障,国际空间站等观测装置为暗物质暗能量研究和太空资源开发奠定了基础。目前国际社会正在积极建设全球实时海洋观测网(ARGO)、全球生物多样性观测网络(GEO BON)、国际磁约束核聚变计划(ITER)和平方公里阵列射电望远镜(SKA)等大科学工程,加快解决人类社会发展难题;软件方面,大数据、云计算等先进软件工具、模型算法的使用,带来了自然科学、工程技术、经济管理科学方法理论的突破。习近平总书记指出,要主动整合利用全球创新资源,有选择、有重点地参加国际大科学装置和科研基地及其中心建设和利用。

(五)更加强化战略科技力量的主体作用

战略科技力量是国家创新体系的中坚力量,代表了国家科技创新的最高水平。随着科学研究复杂性、系统性、协同性明显增强,创新逐步向“深水区”“无人区”“制高点”“基础面”“交叉项”进军,大国间科技竞争也从领域竞争走向体系对抗,科研活动国家化的特征日益显著。以高校、科研院所、科技领军企业等为代表的战略科技力量,是科技创新的国家队。因其可以聚焦国家重大需求,快速进行战略响应,迅速统筹科技资源,充分发挥体系化编队、“大兵团”联合作战能力,开展跨领域、大协作、高强度的原始创新,加快打造战略化科技航母群,形成体系化的创新能力和对抗能力,逐步成为推动我国原创技术策源的重要主体。

(六)政府驱动基础性研究成为动力源泉

大科学时代,政府深度参与科学知识生产,逐步成为科学知识产出的推动者、协调者,生产资源配置的组织者、协调者,生产秩序的参与者、建构者。政府引导扶持已成为原创技术实现突破的必要前提。一是政府加强规划布局,完善创新体系,开展研发攻关、成果转移、产业再造和制度创新,把实验室环境下的技术能力转化为产业环境下的生产能力。如上世纪60年代起,美国政府先后资助建立了上百个工业合作研究中心、工程研究中心和科学技术中心。2012年“制造业-美国”计划发布以来,联邦政府联合出资设立了16家制造业创新研究院;二是通过财政补贴、项目支持、税收优惠、政府采购等方式,支持基础研究。2018年,法国、德国、英国、美国政府的基础研究经费投入占比分别为32%、28%、26%、23%。在基础研究领域,发达国家政府稳定性经费与竞争性经费的配置比例为7∶3甚至达到8∶2。如马普学会作为德国最大的基础研究机构,国家科学研究中心作为法国最主要的基础研究机构,80%以上的研发经费来自于政府财政预算。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室73%的经费来自国会拨款。在应用基础研究领域,德国弗劳恩霍夫协会获得的财政经费支持占其科研投入的30%左右。政府加大投资驱动基础研究、应用研究,已成为推动原始创新的重要力量。

(七)源头型科技治理新模式正加快形成

创新是走一条前人没有走过的路,是一个不断提出假设、观察、思考、假设、实验、求证的复杂过程。在科学发展高度细分和专业化的今天,开展高水平的基础研究面临着极大的艰巨性、长期性、不确定性和高风险性。据统计,基础研究的成功率只有3%,应用基础研究的成功率仅为10%。而且从获得基础知识到实现商业化,通常要经过20-30年甚至更长时间。因此,传统的“规划-指南-项目”目标导向的管理模式,以及“命题”“计划”“督察”“挂图作战”“打表推进”等任务导向的管理方式已不适应源头创新需要,亟需构建一套开放包容、灵活高效、敢于授权、勇于容错的源头型治理模式。此外,原始创新难免会遇到失败,会与现存的观念、认识发生冲突,也需要良好的社会环境、学术氛围予以包容。要破除功利主义导向,避免急功近利、求新求快,允许慢出成果、慢出效益,以科学精神、包容文化涵养整个创新生态。

(八)全球性开放合作交流趋势难以逆转

科技无国界。国际科技合作始终是应对人类共同挑战、把握新技术革命和产业变革红利的重要途径。而且,越是源头创新、基础创新、原始创新,越需要吸收全球最先进成果,掌握世界科技前沿,动员全球科技资源,开展多主体协同创新,构建开放创新大格局。正如习近平总书记所说“我们要更加主动地融入全球创新网络,在开放合作中提升自身科技创新能力。越是面临封锁打压,越不能搞自我封闭、自我隔绝,而是要实施更加开放包容、互惠共享的国际科技合作战略。”此外,随着创新要素在全球流动配置速度不断加快,越来越多的新兴经济体快速发展,参与到科技创新进程中来,在有些领域还与发达国家并驾齐驱处于同一起跑线,在世界科技治理格局中的话语权和影响力也在逐步增强。

三、原创技术策源地建设亟待政策制度实现根本性突破

当前,百年变局和世纪疫情相互交织,科技创新成为国际战略博弈的主要战场,围绕科技制高点、原创技术的竞争空前激烈。党的十九届五中全会提出要坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。立足高质量发展阶段、贯彻创新驱动发展理念、构建双循环发展格局,必须把原创技术策源地建设摆在更加重要的位置,着力在政策体系的顶层设计方面实现突破,系统谋划原创技术战略布局,持续完善原创技术支持政策,切实增强技术源头供给能力,加快实现高水平的科技自立自强。

(一)强化使命担当全面统筹谋划

要把原创技术策源地建设放在事关国家发展与安全的战略高度去认识。加强原创技术策源地建设,是以高质量的科技供给推动经济高质量发展,重塑未来竞争优势的重要举措,也是决胜大国之间战略博弈、筑牢经济社会发展安全屏障的必然选择。为此,要立足策源地建设中心工作,坚持“面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康”等四个面向,围绕基础研究、应用基础研究、试验发展等三个关键环节,聚焦关键共性技术、前沿引领技术、颠覆性技术等三类重点技术,紧盯创新资源汇聚能力、研发创造能力、成果转化能力、未来引领能力等四种能力,着眼“构思一代、研发一代、试制一代、生产一代、应用一代”五阶段技术迭代路线,加强战略谋划,开展技术策源,强化政策配套,以重大原创性成果引领经济社会高质量发展。

(二)把握战略方向明确发展路线

把握世界科技发展趋势,尊重研究活动规律,统筹做好源头创新的机会识别、前瞻选择、系统布局、路线选择、组织管理、转移转化等工作。要基于科技态势扫描与技术预测,形成重大技术布局,识别确定重点技术,遴选主要技术集群,筛选重大研究领域,凝练源头科学问题,绘制基于“产品-技术-原理”的产业创新图谱、技术路线图谱和科学知识图谱,系统安排任务项目,整合集聚创新资源,推动项目、人才、资金、政策一体化配置,加快推动重大原创成果突破和产业化应用,实现创新链、产业链和产业生态系统的群体式突破。

(三)坚持系统思维提升整体效能

促进基础研究、应用基础研究、试验发展、成果转化融通发展,推动技术创新、技术扩散与技术进步协调联动,发挥原始创新对科学发现、技术进步、产业培育、经济发展的引领带动作用,形成体系化创新能力,提升创新系统整体效能。一是鼓励高校回归本职成为基础研究的主力军;二是国家科研机构聚焦应用基础研究、关键共性技术、前沿引领技术领域,增强源头供给能力;三是科技领军企业加大基础研究投入,加强关键核心技术攻关,加快科技成果转化;四是国家实验室多出战略性、前沿性、颠覆性重大科技成果;五是“专精特新”企业、“隐形冠军”企业、新型研发机构聚焦专业主业,深耕细作、厚积薄发,源头上解决关键技术难题。特别是要以重大科技项目为抓手,构建跨领域、跨区域、跨组织的高水平创新联合体,形成系统性突破能力,打造以企业为主体、产学研用金结合、上中下游衔接、大中小企业参与,社会化服务机构支撑的原创技术策源格局。

(四)加快要素集聚强化能力建设

加快研究资源、技术资源、产业资源集聚,夯实“基本面”、打好“主动仗”。一是造就一批顶尖科技人才。引进世界顶尖人才,发挥引进高端人才、组建创新团队、突破原创成果、提升产业发展的链式效应。自主培育一批战略科学家、科技领军人才、大国工匠和高水平创新团队,加快建立后备人才蓄水池;二是建设重大科技基础设施集群。围绕重点学科和关键领域,适度超前布局大科学装置、大科学计划,适时主导策划国际大科学计划和国际大科学工程,建好用好重大科学设施,持续完善设施功能体系;三是打造具有国际竞争力的创新基础平台。加快国家实验室建设,重组国家重点实验室,推动两者科技创新功能互补支撑。加强国家技术创新中心、国家制造业创新中心、国家产业创新中心建设,探索具有中国特色的科研基地建设模式。

(五)政府市场同向发力协同治理

坚持“有为政府、有效市场、有序社会”同向发力、协同治理的原则,构建系统完备、科学规范、运行有效的科技治理新体系。一是政府层面,“抓战略、抓改革、抓规划、抓服务”,精准施策,分类指导。在基础研究、应用基础研究领域,发挥政府主导作用,提供稳定财政支持,建立投入增长保障机制。在试验发展、产业化等领域,充分发挥企业投入主体作用;二是市场层面,促进科技、产业、金融良性循环,构建金融资本与科技创新深度融合的投融资机制。发展多层次股权融资市场,深化创业板、新三板改革,健全转板和退出机制,鼓励政策性金融机构通过贴息、担保、发行债券、知识产权质押、资产证券化等手段,支持原始创新。完善产权制度,加强产权保护,维护创新权益;三是市场层面,加强政策引导和市场培育,加快专业化功能性资源集聚,构建高能级、多元化的社会创新服务体系。

(六)攻用结合以研致用以用促研

创新是引领经济发展的第一动力,科技成果只有实现应用,才能真正转化为现实生产力。要通过原创技术策源地建设,突破一批原创技术,形成引领性、带动性强的战略性产品,加快培育未来产业,构建现代产业集群。科技成果转化过程中,要充分发挥超大规模市场优势和央企超级用户优势,加强应用场景建设,打造产学研高效协同、无缝衔接的技术转移体系,加快原创技术专利化、专利成果产业化、产业发展标准化进程,努力建设世界主要科学中心和创新高地。

(七)加强源头治理完善创新生态

习近平总书记指出,“我国科技队伍蕴藏着巨大创新潜能,关键是要通过深化科技体制改革把这种潜能有效释放出来。”要在制度设计、资源投入、人才培养、科研管理、生态建设、文化塑造等方面深化改革,优化资源配置,改革管理体制,创新组织模式,做好管理加减法,构建“源头引领”型管理体制。要深化基础教育、职业教育、高等教育综合改革,提升全民科学素养;推行“揭榜挂帅”“赛马”“军令状”机制,推动科研资源向重大课题、重要项目和重点人才倾斜;建立以信任为前提的顶尖科学家负责制,实行项目经费“包干制”;完善考核评价机制,坚持创新价值、能力、贡献为导向推进科技人才、科研成果评价;厚植创新文化,弘扬科学家精神、企业家精神、工匠精神,构建大胆创新、潜心钻研、鼓励试错、宽容失败的创新生态,鼓励科研人员克服“跟跑”惯性,勇攀科技高峰,以“科技报国”投身“科技强国”。

(八)坚持开放合作融入全球网络

大创新需要大合作。要坚持以开放促进创新,以创新引领开放,鼓励创新主体集聚全球科技要素,运筹全球创新资源,融入全球创新网络,积极开展重大科学问题、关键原创技术合作研究和联合攻关,在开放合作中培养原创人才,提升原创能力,多出原创成果。积极主导或参与国际标准、产业规范制定,深度参与全球科技治理,提升全球治理话语权,推动科技治理体系更加公正合理。促进全球创新要素互联互通,探索构建多层次的国际科技合作网络,着力培育科技创新竞争合作新优势,把我国建成全球创新版图中的重要一极。

综上,原创技术策源地建设要注重短期与长期、理论与实践、发现与发明、研制与应用的协同衔接,坚持战略导向与问题导向相结合,政府引导与市场主导相结合,统筹谋划与重点突破相结合,解决历史欠账与实现跨越赶超相结合,补齐短板与锻造长板相结合,攻出来与用起来相结合,成果突破与能力建设相结合,科技创新与体制创新相结合,综合施策与分类管理相结合,以我为主和开放合作相结合的原则,在多目标中实现综合平衡和跨越式发展,不断催生面向产业变革和社会治理挑战的原创性成果,加快建设具有全球影响力的原创技术策源地和现代产业高地。

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注:本文为打造原创技术策源地系列研究之三,系列之一为《打造原创技术策源地的关键领域和基本要求》(点击链接,阅读全文);系列之二为《打造原创技术策源地的主要内容与实现路径》。文中图片来源于网络。