1、技术路线图在产业规划中的应用,报告内容,一、对技术路线图的认识二、产业技术路线图实践三、技术路线图在“十二五”科技发展规划中的应用,一、对技术路线图的认识,（一）技术创新的新特征催生了产业规划新方法（二）技术路线图的基本概况,（一）技术创新的新特征催生了产业规划新方法,1、技术创新的新特征引发了创新组织和管理的变化技术创新的三个主要特征：技术研发速度加快，技术和产品生命周期不断缩短。 技术交叉融合和技术集成快速发展。 技术越来越具有科学的特性。,（一）技术创新的新特征催生了产业规划新方法,创新组织和管理的两大变化：创新网络快速发展，研发合作大量增长。产业技术迅速发展、交叉融合和大量集成，需要有
2、来自不同创新主体的知识来源。在这样的背景下，网络成为创新的中心，合作成为提高竞争力的重要手段。美国国家研究委员会对美国11个产业的研究中发现，每个部门都对外来研发资源，尤其是大学、联合体和政府实验室，产生越来越大的依赖，存在越来越多的合作。 政府在新兴产业技术创新中发挥的作用越来越重要。政府在新兴产业的研发投入、市场推动、基础设施建设方面发挥着主导作用。,（一）技术创新的新特征催生了产业规划新方法,（二）产业规划需要新方法无论是研发合作，还是政府研发投入，都需要在前期就产业发展进行谋划，对产业做系统思考，对其中的一些问题达成共识。技术路线图在前期企业层面的应用及其成功使它很快被应用到产业规划中
3、。,（二）技术路线图的基本概况,技术路线图始于美国汽车行业。20世纪70年代后期，摩托罗拉与康宁等企业开始在企业层面采用技术路线图方法进行产品规划和企业管理。美国、加拿大、英国等国家开始绘制产业层面的技术路线图，在行业内产生了深远影响。如美国已制定了大约250个产业路线图，其中，国际半导体技术路线图被称为“产业路线图之母”。日本、韩国和中国等国家还开展了国家技术路线图研究，为科技发展规划和国家战略政策的制定提供支撑。主要有两类：一是基于任务导向的国家技术路线图（韩国和中国）；二是技术领域导向的国家技术路线图（日本）,（二）技术路线图的基本概况,各国政府在制定技术路线图中发挥着重要作用。1999
4、年，美国白宫科技政策办公室要求各产业制定产业技术路线图以改进政府R&D资金的配置，提高产业的制造能力和竞争力。加拿大工业部把制定产业技术路线图作为提高产业竞争力的重要工具。日本由产业经济省主导国家战略技术路线图制定。,技术路线图的定义,可以从路线图的研究内容、形式和作用等多方面进行理解： 我们认为：技术路线图是通过时间序列系统描述技术创新过程中技术、产品和市场的互动关系，研究技术创新方向和产业竞争态势，确定影响未来主导产品（产业）的关键技术及其发展路径，为科学制定研发计划、有效组织研发、合理配置创新资源提供支撑。,技术路线图的内涵,技术路线图研究是一种系统分析方法，制定技术路线图是通过科学和规
5、范的方法，集成各方面专家的意见和观点，经过反复讨论和沟通，并达成共识的过程。,可以从两个维度来理解系统性一是从过去、现在到未来二是从技术、产品到市场,Centre of Technology Management, University of Cambridge （英国剑桥大学技术管理中心）,技术路线图是系统的技术经济分析,英国剑桥大学技术管理中心,制定技术路线图是达成共识的过程,英国剑桥大学技术管理中心,产业技术领先者的共识,主导产品和技术,主导产品和技术,主导产品和技术,时间,技术演进,产业技术落后者的共识,主导产品和技术,当前主导产品和技术,未来主导产品和技术,时间,技术演进,落后者当前
6、产品和技术,二、产业技术路线图实践,（一）制定产业技术路线图的作用（二）制定技术路线图的一般流程（三）半导体照明产业技术路线图（四）制定产业技术路线图关注的几个问题,（一）制定产业技术路线图的作用,在经济全球化背景下，没有一个单个公司或行业拥有技术开发所需的全部资源。通过制定产业技术路线图，使企业、研究机构、大学与政府形成新的合作伙伴关系，加强知识共享，从而减少技术投资风险。 1、达成广泛共识。一是明确了未来发展愿景和目标；二是明确了需求和实现需求的关键技术之间的互动关系，明确了技术差距，找出了技术发展路径；2、帮助计划和协调在企业或整个产业范围内的技术开发；3、明确了创新主体间协作研究活动，
7、可以做出合理的研发投资。4、有利于调整研发计划。路线图定期更新，根据环境和技术的变化适时调整关键技术的研发。,（二）制定技术路线图的一般流程,满足必要条件,组建核心专家团队，确定参与者,明确产业目标和主导产品,确定关键特性和目标,分析评价并推荐需要研发的关键技术,确定主要技术方向,确定备选技术,评价技术路线图,提出实施计划,技术路线图更新,启动阶段,修订阶段,开发阶段,确定技术路线图的范围、边界和时间,形成技术路线图报告,二、我国产业技术路线图实践,国家层面：中国国家技术路线图研究（科技部）领域层面中国至2050年重要领域科技发展路线图（中科院）产业层面中国半导体照明产业技术路线图（战略院）广
8、东省六个产业技术路线图（建筑陶瓷、无铅、铝产业、食品安全、工业产品环境适应性国家重点实验室、LED产业）上海市（PET、OLED、RFID、生物医学工程）北京市、武汉市、太原市、新疆等,（三）半导体照明产业技术路线图,1、组建研究组2、产业愿景和竞争力分析3、产业技术分类体系和技术目标研究4、知识产权分析5、技术清单、主导产品清单和指标体系研究6、调查、访谈座谈及分析研究7、政策分析研究8、产业技术路线图和研发计划研究,1、组建研究组,2007年，受科技部计划司委托，中国科学技术战略研究院开展了产业技术路线图研究，选择半导体照明为案例。一是探讨在中国如何开展产业技术路线图研究。二是为重大专项如
9、何通过研发合作和创新网络构建培育产业发展。由中国科学技术战略研究院和半导体照明联盟组成总体研究组，下设产业组和技术组。涉及到联盟内企业、研究机构、大学70多家单位。,2、产业愿景和竞争力分析,通过情景分析确定未来市场中产业发展的目标和主要产品，了解未来的市场需求。通过SWOT（即未来产业发展所面临的优势、劣势、机遇和威胁 ），明确我国半导体照明产业的竞争力状况，为提出未来产业及技术发展的目标、技术路径等提供支撑。,2、产业愿景和竞争力分析,到2020年，我国半导体照明可能替代市场的75%左右，产值达到12000亿元。,国内LED行业SWOT分析,我国LED产业应对策略,2、产业愿景和竞争力分析
10、,目前我国半导体照明产业正处于从低端的封装集成向中高端的芯片制备升级阶段，面临着发达国家在技术和市场方面的制约，因此，技术创新对产业发展非常重要。同时，我国具有广阔的市场条件，为技术创新提供良好的保证。,3、产业技术分类体系和技术目标研究,3、产业技术分类体系和技术目标研究,产业技术分类体系研究（从技术到应用）材料外延和装备芯片制备封装工艺应用集成,技术全图,4、知识产权分析研究,目的是分析我国发展半导体照明产业将遇到知识产权方面的制约和挑战，以及我国可能的机遇，最终为寻找发展路径以及我国需要突破的主要核心技术提供依据。根据半导体照明产业技术分类体系和技术全景图，对领域进行细分。例如：材料外延
11、技术与装备包括GaN、SiC、Ai2O3、Si、AiN、ZnO、MgO及复合衬底等衬底材料及外延技术等 。,4、知识产权分析研究,专利总量分析专利国别与特点专利企业（机构）分析重要国外专利公司（机构）特点分析中国重要专利企业（机构）特点分析核心专利分析,专利数据,半导体照明产业技术体系分类体系与IPC对照表 通过IPC对中国国家知识产权局专利数据库进行专利检索（19952005年 共有专利5071项）专利数据处理（组织专家进行判断，删除非本领域专利。50712733）,专利总量分析,专利国别与特点,专利企业（机构）分析,材料外延技术与装备专利数量居前10位的公司（或机构）,半导体照明产业相关专
12、利总体分布,半导体照明产业相关专利分布（按国别、技术领域）,专利分析结论,1、材料外延与装备、芯片制备、封装材料、工艺技术与装备是目前专利争夺的重点，而系统集成技术及应用专利较少。2、MOCVD系统及功率型LED白光技术国外专利较多。3、目前，衬底材料专利主要集中于蓝宝石（Al2O3）为主的材料，GaN、SiC、ZnO等衬底材料的专利相当较少。4、金属键合剥离技术、键合技术、倒装芯片技术、表明粗化技术、LED衬底材料技术等上游技术，发达国家跨国公司和知名厂商通过专利加紧了争夺。5、中国在封装材料、工艺技术方面的专利处于主导地位，我国企业在该领域将大有可为。6、芯片制备专利主要以日本、中国、美国
13、、韩国等国家为主，中国占据了一定的份额。从国外主要半导体照明知名企业在中国的专利情况看，Cree、Lumileds、Toyoda Gosei、Osram等国际知名公司还没有足够关注中国市场，当前我国具有较大的发展空间。,5、技术、主导产品和指标研究,技术和产品的指标研究主导产品分析关键技术分析技术和主导产品的关联分析关键技术专利分析,技术和产品的指标研究,技术方面，主要涉及该技术对产业的重要性、我国的研发基础、技术发展途径、该技术对器件发光效率（单位lm/w）的作用及其实现时间、该技术发展受到的专利制约5项指标。 器件层面，主要涉及不同时间预期实现的发光效率、寿命、成本三项指标。产品层面，涉及
14、产业发展中“道路照明、大尺寸背光源、汽车照明、通用照明”四种主要产品的“首次应用时间、大规模商业化应用时间、所需LED的发光效率”三项指标。,关键技术分析,采用文献调研、问卷调查、专家研讨等方式，收集到国内外产业发展主要技术，在考虑到技术发展的延续性、产业及其技术国际竞争特点、技术的实现时间、技术对未来主导产品的贡献等要素，已收集产业发展关键技术102项进行分析、归纳整理，凝练成37项。具体分布如下：,合计,技术分析,技术重要性指数,技术实现时间,技术分析,对器件发光效率达到150200 lm/w比较重要的技术及其实现时间,器件分析,半导体照明器件预期寿命（单位：kh）,器件分析,半导体照明器
15、件成本（单位：元/1000lm）,专家对半导体照明产品所需器件发光效率的判断（专家比例：）,产品,半导体照明产品首次应用和大规模应用时间表,2008,2010,2014,2016,2018,2012,道路照明,大尺寸背光源,汽车照明,通用照明,产业发展目标（半导体照明器件目标 ）,技术路线图,发展路径选择和技术发展重点,1.衬底材料技术路径当前衬底材料是多路径发展趋势。蓝宝石是当前的主流技术，但是一个过渡性技术，未来35年将被其他材料取代。未来主要技术方向可能是GaN和Si衬底。目前，GaN正处于研发的前沿，各国都存在一定的发展机会。硅衬底我国具有较好的研发基础，知识产权制约小，并具有成本低的
16、优势，可能成为我国半导体照明产业发展的一个机会。我国半导体照明应主要以GaN衬底和Si衬底的技术研发为重点，兼顾氧化锌等衬底材料的研发。,发展路径选择和技术发展重点,2. 核心装备的技术路径MOCVD装备是提升产业竞争能力的核心，我国MOCVD装备需求将大量增长。国内基础差，自主研发可能性不大；我国研发能力不足，联合开发的可能性几乎没有。因此，MOCVD装备的研发只能走引进消化吸收再创新的道路。路径：通过引进消化吸收再创新，攻克核心技术，形成自己的知识产权，实现MOCVD装备的国产化，并力争未来5年左右时间形成MOCVD装备的重大应用。,发展路径选择和技术发展重点,3. 技术发展重点 我国半导
17、体照明产业技术研发的重点应放在上游的、基础性衬底材料和装备技术的研发，主要包括提高以GaN和Si衬底内量子效率和出光效率的外延生长技术、功率型GaN基芯片设计加工技术、MOCVD反应器设计技术、MO源和荧光粉等核心原材料的研制。 同时，也要加强驱动电路的设计、散热技术、封装技术、光学设计等关键应用技术的研发。,（四）制定产业技术路线图关注的几个问题,产业技术路线图就是通过产业创新主体的共同参与，按照“技术产品产业”的逻辑分析方法，对产业发展的需求、需要解决的关键问题、不同时期产业可能出现的重大产品、需要研发的关键技术、资源配置等方面达成共识，最后提出研发计划。为产业组织技术研发，构建创新联盟，
18、打造产业链，提升产业竞争力提供支撑。,（四）制定产业技术路线图关注的几个问题,因此，制定产业技术路线图要充分考虑需求和市场，充分发挥政府的主导作用，把握好以下6个方面。1、制定产业技术路线图要有开放的眼光，做好产业愿景分析在全球化的时代，竞争反映在全球范围。因此，在制定产业技术路线图时，不仅要充分考虑国内的竞争，更重要的是要考虑国外的竞争对手。基于此，系统分析产业发展的市场规模和需求，找准产业研发方向。,（四）制定产业技术路线图关注的几个问题,2、产业技术路线图的制定要有一个好的分析框架产业技术路线图根据产业发展的不同阶段可以分为问题导向、需求导向和技术突变三类，不同类型路线图的研究模式是不同
19、的。,半导体照明技术路线图的分析框架,从重大需求凝练战略任务关键目标的分析框架,案例：美国水的脱盐与净化技术路线图,提供安全水,确保可持续供给,保持合理价格,关键目标1,膜技术,热技术,集中管理技术,替代技术,回收利用技术,确保充足供给,关键目标3,关键目标2,关键目标1,关键目标2,关键目标3,关键目标1,关键目标2,关键目标2,关键目标1,需求 任务 关键目标 关键技术,满足人们饮用水的需求,高效能汽车的分析框架,重大产品 关键要素目标 技术方向 关键技术,油耗目标,可靠性目标,安全性目标,成本目标,材料,发动机控制,传感器,模具和模拟控制,高效能汽车,关键技术1,关键技术2,（四）制定产
20、业技术路线图关注的几个问题,3、制定产业技术路线图要明确产业发展的技术路径产业技术路径的选择决定了产业的发展和产品的实现，也代表了一国或地区产业最终能否成功的标志。因此，在制定产业技术路线图时，必须在需求分析基础上，对产业技术的多种路径进行系统分析，对比各自的优缺点，选择合理的一种或二种技术路径作为产业发展的主攻方向。,（四）制定产业技术路线图关注的几个问题,4、制定产业技术路线图要分析产品特性和目标产品和服务的价值实现构成产业的规模，因此，在制定技术路线图过程中，必须系统分析未来产品/服务的市场特性和技术特性，提出不同阶段的产品/服务目标，使整个产业的研发目标更加聚焦，有的放矢。,（四）制定
21、产业技术路线图关注的几个问题,5、制定产业技术路线图要注重研发系统性研究，做好资源优化配置制定产业技术路线图是一个不断聚焦和收敛的过程，通过不同群体的参与，最终提出产业研发计划。同时，要系统分析哪些技术有政府组织研发，哪些技术有企业研发，提出实现的可能时间，并分析资源投资的状况，使整个研发计划围绕目标，有序系统的进行。,（四）制定产业技术路线图关注的几个问题,6、制定产业技术路线图要组织好研究团队和参与人员不同产业隶属不同的技术领域，其创新特性、技术来源、参与全体、创新活动的组织等方面存在巨大差异。产业处于不同的发展阶段，其创新主体的参与程度、研发组织方式也存在很大差异。因此，在制定产业技术路
22、线图的前期，必须加强研究，明确各产业的差异、各产业发展阶段特征，找准合适的参与者，组成不同的研究小组。,技术路线图类型(UNIDO:Foresight Methodologies),（一）采用技术路线图方法开展战略研究与以往的对比,三、技术路线图在“十二五”科技发展规划中的应用,（二）利用技术路线图方法开展“十二五”科技规划研究的初步考虑,国家技术路线图：按照时间段系统描述“重大需求战略任务技术重点”之间的关系，并作为总体规划的附件，对规划中的技术研发任务部分进行深度解读（不包括基础研究）；领域技术路线图：采用技术路线图方法开展领域战略研究，按照时间段系统描述“重大需求战略任务技术重点”之间的
23、关系，并作为领域战略研究报告的重要组成；产业技术路线图：围绕对未来产业发展有较大带动作用的重大产品、技术系统，按照“技术产品产业”，编制若干产业技术路线图，作为计划重大项目安排的主要依据。,信息、生物等12个领域技术路线图（由领域组编制）,国家技术路线图（由总体组编制）,集成、选择,产业技术路线图（由总体组、领域组共同编制）,领域重大需求,战略任务（明确目标）,关键技术,国家重大需求,关键技术重大产品技术系统,情景分析,经济社会发展愿景分析,战略任务（明确目标）,三个层面技术路线图的作用,国家技术路线图,选择国家技术发展重点,指导相关国家科技计划安排,领域技术路线图,选择领域重点任务,作为相关
24、计划安排项目的依据,产业技术路线图,作为“十二五”科技计划重大项目安排的决策依据,组织重大项目实施的依据,（三）领域技术路线图制定,领域技术路线图是从国家战略需求出发，确定本领域需要解决的关键问题，明确不同时期的战略任务和目标，选择发展重点，并以时序图表表示技术发展基础、实现时间和发展路径，为制定国家科技规划和计划奠定基础。,1、领域技术路线图框架按照“重大需求战略任务技术重点”,2020,2015,2010,战略任务n,时间,（8）嵌入式芯片设计系统,1000元人民币的计算机,带宽倍增、资费减半的无线通信网,提供无处不在的信息服务,重大需求n,研发基础：好(),中()，差 ()；技术差距：图
25、中数字表示我国研发水平与领先国家相差的年份发展路径：自主开发（)，联合开发()，引进消化吸收再创新()实验室实现时间 首次市场应用时间,重大需求,战略任务,技术重点,关键技术m,关键技术n,2、研究思路,1、把技术路线图作为领域战略研究的有效工具。利用技术路线图的系统分析方法，从重大需求开始，凝练战略任务和技术重点。2、利用技术路线图开展战略研究的创新点。与以往相比，其研究思路和研究内容基本一致，但突出三点：突出了“重大需求战略任务技术重点”之间的整体性和相互关联性，加强整体性。突出了对研发基础、发展路径和研发时序的评价，加强客观性。采用图表方式把战略研究的主要内容表示出来，使战略研究思路更加
26、清晰，研究成果更加一目了然。,2、研究思路,3、领域技术路线图的组成划分子领域：为了领域战略研究的需要，每个领域可选择我国优先发展的重点方向作为子领域，如信息领域可分为集成电路、计算机、通信、网络、软件等子领域。子领域研究：根据领域提出的战略需求、战略任务，进一步确定子领域的关键目标，提出子领域的技术重点，按照“重大需求战略任务技术重点”制定子领域技术路线图。领域技术路线图：在各子领域技术路线图的基础上制定领域技术路线图。4、时间跨度：根据规划纲要确定的时间以及5年规划的需要，本次领域技术路线图的时间跨度为2010年2020年。,3、研究内容,1. 需求分析。明确本领域的重大需求，特别是“十二
27、五”时期的需求。2. 发展现状与趋势分析。一是对“十一五”期间实施规划纲要战略任务的情况进行评价；二是选择我国应优先发展的重点方向作为子领域；三是分析我国的研发实力及其与国外的主要差距，找出我国应重点突破的方向。3. 重点任务。围绕领域需要解决的问题，确定不同阶段的重点任务，特别是各子领域“十二五”时期的重点任务。4. 关键指标。按照“重大需求战略任务技术重点”的分析框架，提出不同阶段的关键目标。,3、研究内容,5. 技术重点。根据不同阶段的关键目标，选择相应的发展重点，包括重大产品、技术系统和关键技术等。同时，对关键技术的研发基础、技术差距、研发方式、技术首创时间、市场首次应用时间等进行评价
28、。6. 领域技术路线图。子领域技术路线图按照“重大需求战略任务技术重点”进行制定。在子领域技术路线图的基础上，领域组按照“重大需求战略任务技术重点（重大产品、技术系统、关键技术）”的框架制定领域技术路线图。,4、组织实施,启动阶段（1）组建领域研究组 总体研究组1015位，每个子领域5名左右，每个领域60人左右。（2）制订工作方案,研究阶段,（1）提出领域重大需求。采取“自上而下”和“自下而上”的方式凝练领域的重大需求。 （2）分析领域技术发展趋势 。采用文献调研、专家研讨等方法研究领域技术现状和趋势，提出各子领域需要重点突破的方向及其对经济社会发展的影响。（3）研究战略任务及其关键目标。一是
29、总体研究组通过调研和专家研讨，凝练本领域不同阶段的战略任务；二是子领域研究组提出子领域需要的战略任务及其关键目标。（4）凝练重大产品、技术系统和关键技术。按照“重大需求战略任务技术重点”的分析框架，提出不同阶段的关键技术。同时，对关键技术的研发基础、技术差距、实现时间等进行评价。,制定阶段,（1）制定子领域技术路线图按照“重大需求战略任务技术重点” ，制定子领域技术路线图。（2）制定领域技术路线图在子领域技术路线图的基础上，领域组按照“重大需求战略任务技术重点（重大产品、技术系统、关键技术）”的框架制定领域技术路线图。（3）修订领域技术路线图,（四）国家技术路线图,1、国家技术路线图的整体架构
30、根据“总体布局、突出重点”原则，构建国家技术路线图的整体框架。国家技术路线图主要由三部分内容组成：总体布局图、重大任务技术路线图、重点专项任务技术路线图。,（四）国家技术路线图,总体布局图：以图表方式描述“十二五”科技发展的总体布局情况，按照“战略需求重大任务发展重点核心关键技术”进行编制，明确科技与经济社会的主要结合点。重大任务技术路线图：重大任务是围绕战略需求需要科技发挥支撑引领作用的主要任务。重大任务技术路线图按照“重大任务发展重点关键技术”进行编制，并通过时间序列对重大任务进行系统剖析。,（四）国家技术路线图,重点专项任务技术路线图：重点专项任务是专项规划中以培育发展战略性新兴产业为核
31、心，需要重点跨越、重点突破的任务，主要包括：国家科技重大专项、重大科技工程以及应对气候变化等专项任务。重点专项任务技术路线图将为各类科技计划实施和重大项目安排提供决策依据。,（四）国家技术路线图,2、总体布局图的编制按照“战略需求重大任务发展重点核心关键技术”编制总体布局图。总体布局图的编制以重大任务为主线，向上明确战略需求，向下找准发展重点和关键技术。 “十二五”期间，将结合经济社会发展愿景分析和12个领域技术路线图研究，重点凝练10项左右战略需求，30项左右科技发展重大任务，100左右核心关键技术。发展重点主要反映规划文本中的主要任务。,（四）国家技术路线图,战略需求按照“解决经济社会发展
32、瓶颈制约、加快产业结构优化升级、促进城乡统筹、改善民生福祉、提升科技自身能力”五个板块进行凝练，初步凝练出10大战略需求。重大任务重大任务主要对战略需求进行分解。例如，实现“优化调整能源结构，确保能源安全”的战略需求，重大任务将包括“保障能源有效供给，实现能源高效利用，构建智能、高效、可靠的电网体系”等任务。发展重点发展重点主要包括重大专项、科技产业化工程、重大技术创新方向（共性技术、公益性技术、前沿技术）等几个方面。例如，实现“开发新能源”的重大任务，“十二五”及以后一段时期的发展重点是发展“现代煤化工重大科技产业化工程、生物质能源科技产业化工程、太阳能技术、风能技术、先进核能技术”等。,（四）国家技术路线图,3、重大任务技术路线图的编制按照“重大任务发展重点关键技术”编制重大任务技术路线图，并通过时间序列对重大任务进行系统分析。对每项重大任务，要明确具体的任务和目标、发展重点和需要突破的关键技术，并对关键技术的研发基础、技术差距，发展路径和实现时间等进行评价。 重大任务技术路线图以发展重点为主线，向上明确完成重大任务的阶段目标，向下明确需要研发的关键技术。在重大任务技术路线图中，重大任务（含主要目标）是对总体布局图中重大任务的进一步细化和分解；关键技术是对总体布局图中核心关键技术的进一步细化和分解。,
