固壯大實體經(jīng)濟根基，構建新發(fā)展格局，建設數(shù)字中國具有重要作用。站在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的歷史性交匯點，要堅定不移地以智能制造為主攻方向，推動產(chǎn)業(yè)技術變革和優(yōu)化升級，推動制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)根本性轉變，助力碳達峰碳中和，促進我國制造業(yè)邁向全球價值鏈中高端。
智能制造與傳統(tǒng)制造有諸多不同，是對傳統(tǒng)制造業(yè)各個環(huán)節(jié)的全面轉型升級。近年來，我國已經(jīng)形成十余個先進制造業(yè)集群。其中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)機器人、高端數(shù)控機床和半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與數(shù)字化進程密切相關，發(fā)展迅速，但同時也暴露出智能制造快速發(fā)展過程中的一系列問題。
如何推動智能制造高質(zhì)量發(fā)展
1. 建立更為健全的在職教育體系，加快培養(yǎng)智能制造人才；形成適應互聯(lián)網(wǎng)時代特點的用人管人方式，確保人才“引得進、留得住、用得好”。
2. 加強多部門協(xié)同聯(lián)防聯(lián)控，并根據(jù)具體情況制定更為細節(jié)和差異化的政策，進一步明確各領域各環(huán)節(jié)的責任體系，形成完善的智能制造發(fā)展促進制度體系。
3. 進一步深化科研體制改革，加強科研機構和智能制造產(chǎn)業(yè)界的聯(lián)動，通過提高國家系統(tǒng)自主創(chuàng)新能力來推動關鍵領域的技術瓶頸突破。
4. 強化企業(yè)市場主體地位，激發(fā)企業(yè)推進智能制造的內(nèi)生動力；進一步完善相關領域的競爭和退出機制等，全面布局有利于智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場體系。
智能制造的基本概念
關于智能制造（Smart Manufacturing／Intelligent Manufacturing）的定義，目前不同國家在表述上有一些差異。本文采用中國工業(yè)和信息化部對智能制造的定義：“智能制造是基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產(chǎn)、管理、服務等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應等功能的新型生產(chǎn)方式。”該定義代表了中國政府對智能制造的權威認知。
日本工業(yè)界在1989年提出智能制造系統(tǒng)時，首次提出了“智能制造”的概念；美國1992年實施旨在促進傳統(tǒng)工業(yè)升級和培育新興產(chǎn)業(yè)的新技術政策（Critical Technology），其中涉及信息技術和新制造工藝、智能制造技術等。綜合已有文獻看，美日是智能制造的先行者。到2013年德國在漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出旨在提高德國工業(yè)競爭力的“工業(yè)4.0”，智能制造作為國家戰(zhàn)略已經(jīng)開始受到全球各國的關注。從德國工業(yè)4.0的相關文獻看，其戰(zhàn)略的核心是智能制造技術和智能生產(chǎn)模式，旨在通過“物聯(lián)網(wǎng)”和“務（服務）聯(lián)網(wǎng)”兩類網(wǎng)絡，把產(chǎn)品、機器、資源、人有機聯(lián)系在一起，構建信息物理融合系統(tǒng)（CPS），實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期和全制造流程的數(shù)字化以及基于信息通信技術的端對端集成，從而形成一個高度靈活（柔性、可重構），個性化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化的產(chǎn)品與服務的生產(chǎn)模式。結合我國工業(yè)和信息化部對智能制造的定義可以看出，智能制造是工業(yè)4.0的核心。本文因篇幅限制，只聚焦智能制造相關內(nèi)容，不對工業(yè)4.0作更為全面的展開研究。
通過表1可以看出，智能制造與傳統(tǒng)制造有明顯區(qū)別。這些區(qū)別主要體現(xiàn)在四個方面。一是制造設計更突出客戶需求導向，在技術手段上可以做到虛擬與現(xiàn)實相結合，可實現(xiàn)需求與設計的實時動態(tài)交互，設計周期更短。二是加工過程柔性化、智能化，生產(chǎn)組織方式更加個性化，檢測過程在線化、實時化，人機交互網(wǎng)絡化，加工成型方式多樣化。三是制造管理更加依賴信息系統(tǒng)，例如更多借助計算機信息管理技術，更多人機交互的指令管理模式，涵蓋上下游企業(yè)甚至整個產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)據(jù)交互和管理溝通等。四是智能制造的產(chǎn)品服務可以做到涵蓋整個產(chǎn)品生產(chǎn)周期，真正實現(xiàn)產(chǎn)品從制造到終結的全閉環(huán)管理，能夠極大提高產(chǎn)品適應市場的能力，更充分滿足客戶的個性化需求。
我國智能制造發(fā)展基礎和支撐能力明顯增強
我國智能制造發(fā)展迅速、發(fā)展戰(zhàn)略清晰。2016年12月8日，我國工業(yè)和信息化部、財政部聯(lián)合制定的《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016–2020年）》（以下簡稱《規(guī)劃》）頒布。根據(jù)《規(guī)劃》，2025年前，我國推進智能制造發(fā)展實施“兩步走”戰(zhàn)略。第一步，到2020年，智能制造發(fā)展基礎和支撐能力明顯增強，傳統(tǒng)制造業(yè)重點領域基本實現(xiàn)數(shù)字化制造，有條件、有基礎的重點產(chǎn)業(yè)智能轉型取得明顯進展；第二步，到2025年，智能制造支撐體系基本建立，重點產(chǎn)業(yè)初步實現(xiàn)智能轉型。
《規(guī)劃》要求到2020年實現(xiàn)四個具體目標：
目標一：智能制造技術與裝備實現(xiàn)突破。研發(fā)一批智能制造關鍵技術裝備，具備較強的競爭力，國內(nèi)市場滿足率超過50%。突破一批智能制造關鍵共性技術。核心支撐軟件國內(nèi)市場滿足率超過30%。
目標二：發(fā)展基礎明顯增強。智能制造標準體系基本完善，制（修）訂智能制造標準200項以上，面向制造業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及信息安全保障系統(tǒng)初步建立。
目標三：智能制造生態(tài)體系初步形成。培育40個以上主營業(yè)務收入超過10億元、具有較強競爭力的系統(tǒng)解決方案供應商，智能制造人才隊伍基本建立。
目標四：重點領域發(fā)展成效顯著。制造業(yè)重點領域企業(yè)數(shù)字化研發(fā)設計工具普及率超過70%，關鍵工序數(shù)控化率超過50%，數(shù)字化車間／智能工廠普及率超過20%，運營成本、產(chǎn)品研制周期和產(chǎn)品不良品率大幅度降低。
宏觀地看，制造業(yè)是數(shù)字經(jīng)濟的主戰(zhàn)場。近年來，制造企業(yè)數(shù)字化基礎能力穩(wěn)步提升，制造業(yè)企業(yè)設備數(shù)字化率和數(shù)字化設備聯(lián)網(wǎng)率持續(xù)提升。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《高質(zhì)量發(fā)展新動能：2020年中國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展報告》的數(shù)據(jù)，2019年，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)設備數(shù)字化率、關鍵工序數(shù)控化率、數(shù)字化設備聯(lián)網(wǎng)率分別達到47.1%、49.5%、41.0%，工業(yè)企業(yè)數(shù)字化研發(fā)設計工具普及率達到69.3%。數(shù)字化率指標直接反映了我國智能制造轉型升級的進展速度。
我國已經(jīng)形成系列先進制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群。根據(jù)賽迪研究院對我國先進制造業(yè)集群空間分布的研究成果，我國已形成以“一帶三核兩支撐”為特征的先進制造業(yè)集群空間分布總體格局。環(huán)渤海核心地區(qū)主要包括北京、天津、河北、遼寧和山東等省市，是國內(nèi)重要的先進制造業(yè)研發(fā)、設計和制造基地。其中，北京以先進制造業(yè)高科技研發(fā)為主，天津以航天航空業(yè)為主，山東以智能制造裝備和海洋工程裝備為主，遼寧則以智能制造和軌道交通為主。長三角核心地區(qū)以上海為中心，江蘇、浙江為兩翼，主要在航空制造、海洋工程、智能制造裝備領域較突出，形成較完整的研發(fā)、設計和制造產(chǎn)業(yè)鏈。珠三角核心地區(qū)的先進制造業(yè)主要集中在廣州、深圳、珠海和江門等地，集群以特種船、軌道交通、航空制造、數(shù)控系統(tǒng)技術及機器人為主。中部支撐地區(qū)主要由湖南、山西、江西和湖北組成，其航空裝備與軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)實力較為突出。西部支撐地區(qū)以川陜?yōu)橹行模饕申兾鳌⑺拇ê椭貞c組成，軌道交通和航空航天產(chǎn)業(yè)形成了一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)集群。
中國制造業(yè)主要領域發(fā)展情況：
以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)機器人、高端數(shù)控機床和半導體產(chǎn)業(yè)為例
（1）新一代信息技術與智能制造的結合：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速。新一代信息技術與制造業(yè)的深度融合發(fā)展，是推動制造業(yè)升級的重要引擎。其中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)又是這個融合過程中的核心。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與我國智能制造發(fā)展正相關。2018年、2019年我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增加值規(guī)模分別為1.42萬億元、2.13萬億元，同比實際增長分別為55.7%、47.3%，占GDP比重分別為1.5%、2.2%，對經(jīng)濟增長的貢獻分別為6.7%、9.9%。2018年、2019年我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶動全社會新增就業(yè)崗位分別為135萬個、206萬個。從這個數(shù)據(jù)來看，中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)形成全新的動能。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展存在三大痛點。我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)仍處于發(fā)展初期，標準架構還在探索之中，商業(yè)模式尚不成熟，技術、人才、安全等方面存在瓶頸和短板，推廣應用的艱巨性和復雜性并存，需要保持耐心、穩(wěn)中求進。具體而言，存在三大問題：
一是數(shù)據(jù)流動與融合問題。主要體現(xiàn)在三個方面。首先，是設備互聯(lián)互通信息孤島問題。例如，一條生產(chǎn)線涉及大量不同的設備底層通信和數(shù)據(jù)交互協(xié)議等，要實現(xiàn)設備之間有效的數(shù)據(jù)流動和融合，難度較大。其次，在目前的人工智能發(fā)展階段，對依托工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)進行智能化自動決策依然是有難度的。最后，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設備的專用軟件難以通用也是當前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個較大瓶頸。
二是對成本和安全問題考慮不足。一方面，存在成本問題。例如，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全涉及專業(yè)人員、數(shù)據(jù)中心、云計算等方面的成本。另一方面，存在安全挑戰(zhàn)。例如，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)泄露和網(wǎng)絡攻擊風險等。
三是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的盈利模式依然需要摸索。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)標準多，涉及各個制造業(yè)的垂直領域，專業(yè)化程度高，難以找到通用的盈利和發(fā)展模式。
2020年6月30日召開的中央全面深化改革委員會第十四次會議就工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提出了明確要求。會議強調(diào)，加快推進新一代信息技術和制造業(yè)融合發(fā)展，要順應新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢，以供給側結構性改革為主線，以智能制造為主攻方向，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，加快制造業(yè)生產(chǎn)方式和企業(yè)形態(tài)根本性變革，夯實融合發(fā)展的基礎支撐，健全法律法規(guī)，提升制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展水平。由此看來，從2020年開始，在未來一段時期內(nèi)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)會是智能制造最為關鍵的國家戰(zhàn)略。
（2）我國工業(yè)機器人發(fā)展迅速
政策方面，我國對工業(yè)機器人的支持具有長期性和持續(xù)性。1959年，美國人喬治·德沃爾與約翰·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人，標志著機器人技術進入制造業(yè)。我國在1972年開始工業(yè)機器人研究，與美國相差僅約10年。1982年，中國科學院沈陽自動化研究所研制出我國第一臺工業(yè)機器人。20世紀80年代，我國工業(yè)機器人發(fā)展主要涉及噴涂、焊接等工業(yè)流水線上機械手的研發(fā)。“863計劃”啟動后，我國開始大力支持工業(yè)機器人技術發(fā)展。“十五”規(guī)劃（2001～2005年）期間，我國開始發(fā)展危險任務機器人、反恐軍械處理機器人、類人機器人和仿生機器人等。“十一五”規(guī)劃（2006～2010年）期間，開始重點關注智能控制和人機交互的關鍵技術。到“十二五”規(guī)劃（2011～2015年），“智能制造”開始正式全面提上國家戰(zhàn)略。2016年，《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016－2020年）》發(fā)布，開始進一步完善機器人產(chǎn)業(yè)體系，擴大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，增強技術創(chuàng)新能力，提升核心零部件生產(chǎn)能力，提升應用集成能力。
技術方面，我國機器人技術發(fā)展迅速，但工業(yè)機器人關鍵零部件國產(chǎn)化率依然有很大的上升空間。2011年至2020年，國內(nèi)機器人技術相關的專利數(shù)量快速增加，年平均申請量為17009.2件，年平均增長率為39.53%，最高年增長率為79.67%（2016年），2018年的年度申請量最高，申請數(shù)量為37853件。我國機器人專利數(shù)量的快速增長，說明了2011年以來我國機器人技術的快速發(fā)展。但我國工業(yè)機器人關鍵零部件技術國產(chǎn)化率依然較低，制約著我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。根據(jù)頭豹研究院的數(shù)據(jù)，我國工業(yè)機器人機械本體國產(chǎn)化率為30%、減速器國產(chǎn)化率為10%、控制器國產(chǎn)化率為13%、伺服系統(tǒng)國產(chǎn)化率為15%；而在我國工業(yè)機器人生產(chǎn)成本結構中，伺服系統(tǒng)、控制器與減速器這三大核心零部件的成本占比超過了70%。核心零部件因為技術壁壘高，國產(chǎn)化程度低，主要依賴進口，因而成本占比較高。例如，中國工業(yè)機器人制造企業(yè)在采購減速器時，由于采購數(shù)量較少，難以產(chǎn)生規(guī)模效應，面臨國際供應商議價權過高問題，相同型號的減速器，中國企業(yè)采購價格是國際知名企業(yè)的兩倍。
需求方面，國家政策的支持和智能制造加速升級，使工業(yè)機器人市場規(guī)模持續(xù)迅速增長。根據(jù)2019年8月中國電子學會發(fā)布的《中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2019》，我國生產(chǎn)制造智能化改造升級的需求日益凸顯，工業(yè)機器人需求依然旺盛，我國工業(yè)機器人市場保持向好發(fā)展，約占全球市場份額三分之一，是全球第一大工業(yè)機器人應用市場。另外，根據(jù)國際機器人聯(lián)盟（IFR）統(tǒng)計，我國工業(yè)機器人密度在2017年達到97臺／萬人，超過全球平均水平，并將在2021年突破130臺／萬人，達到發(fā)達國家平均水平。如圖1所示，從長期來看，制造企業(yè)對工業(yè)機器人仍有巨大需求，機器人價格下行的態(tài)勢也將延續(xù)。在“量增價降”綜合因素作用下，工業(yè)機器人本體銷售額平穩(wěn)增長，預計到2023年將達265.8億元。此外，隨著部分西方國家對華扼制戰(zhàn)略的推進，我國工業(yè)機器人在快速發(fā)展的同時，也在加快工業(yè)機器人伺服電機、減速器、控制器等關鍵部件的國產(chǎn)替代。工業(yè)機器人核心部件國產(chǎn)化，也將成為未來發(fā)展的重要趨勢。
銷售方面，從我國工業(yè)機器人銷售情況看，我國工業(yè)機器人國產(chǎn)替代在加速，國際市場競爭力在加強。一是我國國產(chǎn)工業(yè)機器人銷量逐步增長，國產(chǎn)替代加速。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的研究報告，隨著我國機器人領域的快速發(fā)展，我國自主品牌工業(yè)機器人市場份額也在逐步提升，與外資品牌機器人的差距在逐步縮小。例如，2019年，自主品牌工業(yè)機器人在市場總銷量中的比重為31.25%，比2018年提高3.37個百分點。另據(jù)民生證券研究的研究報告，“2011～2020年，國內(nèi)工業(yè)機器人銷量復合增速達25.1%；其中國產(chǎn)工業(yè)機器人銷量由約800臺增加至約5萬臺，復合年均增長率達58.3%，高于國內(nèi)整體銷量增速約33個百分點；同期國產(chǎn)工業(yè)機器人市場滲透率上升約26個百分點。”二是國內(nèi)工業(yè)機器人出口增長迅速，國際市場份額在提升。2015～2020年，我國國內(nèi)工業(yè)機器人出口量由2015年的1.2萬臺提升至2020年的8.1萬臺，復合年均增長率達46.5%；出口量在全球占比由4.6%提升至20.4%，增長約16個百分點。
（3）高端數(shù)控機床依然是我國的短板
高端數(shù)控機床與我國工業(yè)機器人的發(fā)展密切相關，但目前我國高端數(shù)控機床發(fā)展依然相對落后，這也是制約我國智能制造業(yè)發(fā)展的重要短板。有數(shù)據(jù)顯示，2019年全球排名前10的數(shù)控機床企業(yè)中，來自日本的山崎馬扎克公司以52.8億美元的營收排名第一，德國通快公司以42.4億美元排名第二，德日合資公司德瑪吉森精機以38.2億美元排名第三，其后分別為馬格、天田、大隈、牧野、格勞博、哈斯、埃瑪克，這10家高端機床企業(yè)沒有一家是中國的。
我國對進口機床有著較大的需求。根據(jù)海關總署披露的數(shù)據(jù)，2015年至2019年，我國進口的數(shù)控機床合計達29914臺，進口總額達978億元。此外，我國高端機床及核心零部件仍依賴進口，截至2021年，國產(chǎn)高端數(shù)控機床系統(tǒng)市場占有率不足30%。國產(chǎn)精密機床加工精度目前僅能達到亞微米，與國際先進水平相差1～2個數(shù)量級。因此，在供需矛盾之下，我國高端機床的自主化、國產(chǎn)替代任務依然艱巨。
具體而言，我國高端數(shù)控機床主要存在四個方面的問題。一是高端機床的精密數(shù)控系統(tǒng)主要來源于日本、德國，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)主要應用于中低端機床，國產(chǎn)高端機床精密數(shù)控系統(tǒng)自主供給依然缺乏；二是主軸主要來源于德國、瑞士、英國等國，國產(chǎn)企業(yè)已具備一定生產(chǎn)能力，但技術仍需迭代提升；三是絲杠主要來源于日本，國內(nèi)相關技術較多，但技術水平有待提升；四是刀具主要來源于瑞典、美國、日本等國，國產(chǎn)刀具材料落后，壽命和穩(wěn)定性不高，平均壽命只有國際先進水平的1／3～1／2。
（4）半導體發(fā)展進展
半導體市場需求占全球第一，但國內(nèi)供給能力有限。我國半導體行業(yè)發(fā)展非常迅速，影響力也越來越大。根據(jù)Statista全球統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，截至2012年，我國半導體市場需求份額首次過半——占全球半導體總需求的52.5%。根據(jù)2021年6月1日公布的《2021全球半導體市場發(fā)展趨勢白皮書》的數(shù)據(jù)：“從區(qū)域結構來看，中國已經(jīng)連續(xù)多年成為全球最大的半導體消費市場。2020年，中國市場占比最高達到34.4%。美國、歐洲、日本和其他市場的市場份額分別為21.7%、8.5%、8.3%和27.1%。”
但是，同時我國半導體自給自足能力嚴重不足。2016年中國集成電路進口額度達2271億美元，而同年我國石油進口原油38101萬噸，金額為1164.69億美元，集成電路進口額遠超石油進口額。中國半導體生產(chǎn)一直不能滿足國內(nèi)半導體消費需求。根據(jù)法資知名市場調(diào)查公司博圣軒（Daxue Consulting）2020年10月的數(shù)據(jù)，“自2005年以來，中國一直是半導體的最大市場。然而，在2018年，中國的半導體消費總量中，只有略多于15%是由中國的生產(chǎn)提供的”。根據(jù)彭博社的數(shù)據(jù)，2020年中國芯片的進口額攀升至近3800億美元，約占我國國內(nèi)進口總額的18%。到2021年上半年，國內(nèi)半導體領域的供應缺口依然未縮小。根據(jù)海關總署的數(shù)據(jù)，2021年1月至5月，我國進口集成電路2603.5億個，同比增加30%。由此看來，截至2021年上半年，國內(nèi)半導體供給能力依然有限。
我國部分半導體產(chǎn)業(yè)領域已具備國際競爭力，但缺乏高端芯片生產(chǎn)能力。半導體產(chǎn)業(yè)的整個生產(chǎn)制造過程可以分為三個部分：分布式設計、制造和封測。2021年3月1日，國新辦舉行工業(yè)和信息化發(fā)展情況新聞發(fā)布會。工業(yè)和信息化部黨組成員、總工程師、新聞發(fā)言人田玉龍在回答記者提問時介紹：“‘十三五’中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體是非常驕人的，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷增長。據(jù)測算，2020年我國集成電路銷售收入達8848億元，平均增長率達20%，為同期全球集成電路產(chǎn)業(yè)增速的3倍。技術創(chuàng)新上也不斷取得突破，制造工藝、封裝技術、關鍵設備材料都有明顯大幅提升。”
在半導體產(chǎn)業(yè)制造領域，國產(chǎn)自主創(chuàng)新替代在全面加速。根據(jù)國盛證券2020年6月的報告，我國國內(nèi)半導體制造已基本完成從無到有的建設工作。例如，中微公司介質(zhì)刻蝕機已經(jīng)打入5nm制程；北方華創(chuàng)硅刻蝕進入SMIC28nm生產(chǎn)線量產(chǎn)；屹唐半導體（Mattson）在去膠設備市場的占有率居全球第二；盛美半導體單片清洗機在海力士、長存、SMIC等產(chǎn)線量產(chǎn)；沈陽拓荊PECVD打入SMIC、華力微28nm生產(chǎn)線量產(chǎn)；2018年ALD通過客戶14nm工藝驗證；精測電子、上海睿勵在測量領域突破國外壟斷等。但總體來看，目前我國缺乏7nm及以下的高端芯片的穩(wěn)定、規(guī)模化生產(chǎn)能力，華為當前遇到的困境也很大程度上根源于此，我國距離實現(xiàn)高端芯片的量產(chǎn)還有很長的路要走。
我國晶圓生產(chǎn)能力發(fā)展迅速，已形成相對完整的半導體產(chǎn)業(yè)鏈，但產(chǎn)業(yè)結構失衡。我國在半導體生產(chǎn)材料——晶圓制造方面取得長足進步。截至2020年12月，中國大陸晶圓產(chǎn)能占全球晶圓產(chǎn)能15.3%的份額，已超越北美（北美占全球晶圓產(chǎn)能的12.6%），成為全球第四大晶圓制造地區(qū)（第一名為中國臺灣，占21.4%；第二名為韓國，占20.4%；第三名為日本，占15.8%）。
半導體材料制造的快速發(fā)展，對我國整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈的提升有非常重要的作用。例如，海思半導體是我國IC設計企業(yè)龍頭，2016年銷售額達260億，是國內(nèi)最大的無晶圓廠芯片設計公司。海思半導體的業(yè)務包括消費電子、通信、光器件等領域的芯片及解決方案，代表產(chǎn)品為麒麟系列處理器等。2020年10月22日，華為在HUAWEI Mate 40系列全球線上發(fā)布會上發(fā)布的麒麟9000芯片，采用了5nm工藝制程。據(jù)報道，麒麟9000在多個參數(shù)上超越驍龍865、蘋果A14等競爭對手。但是，麒麟的加工生產(chǎn)仍然需要海外公司代工，因此麒麟芯片的供應會受到“美國的芯片禁令”等國際因素的影響。我國在半導體產(chǎn)業(yè)結構上還存在發(fā)展不均衡的問題，難以完全自給自足。
當前，全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈細分趨勢非常明顯。較諸之前設計、制造和封測在同一公司完成的IDM模式，這三個環(huán)節(jié)已經(jīng)形成相對獨立的專業(yè)企業(yè)分工。全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈走向分工的過程也是半導體產(chǎn)業(yè)鏈全球化的過程。以1996年為分水嶺。在此之前，中國半導體產(chǎn)業(yè)受制于國際和國內(nèi)政治因素，與全球半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“摩爾定律”速度完全脫節(jié)。但在1996年之后，通過“908”“909”工程等系列戰(zhàn)略推動，加上進入21世紀以來全產(chǎn)業(yè)鏈的系列配套發(fā)展，我國半導體產(chǎn)業(yè)體系已經(jīng)取得了長足進步，當前中國已躍升為晶圓代工產(chǎn)業(yè)全球第二大國。從中國半導體產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展進程看，中國半導體制造工藝從落后3代以上，縮小為僅落后1～2代。
同時，我們也要看到，在芯片制造環(huán)節(jié)，雖然有“908”“909”工程以及最近十余年來國家的大力推動，但中國集成電路產(chǎn)業(yè)的落后依然不容置疑。必須承認，整體的產(chǎn)業(yè)結構嚴重失衡，設計企業(yè)少而弱，制造方面雖有半導體巨頭紛紛設廠，但以封裝測試為主，而且由于國外政策的限制，制造工藝均落后于國外。至于制造設備，幾乎完全依賴進口。這些問題我們依然要面對，而且還需要深入分析和挖掘原因。
04 我國智能制造發(fā)展面臨的問題及對策建議
智能制造業(yè)人才緊缺，需加快培養(yǎng)相關人才。我國智能制造面臨人才缺口大、培養(yǎng)機制跟不上、現(xiàn)有制造業(yè)人員適應智能制造要求的轉型難度較大等問題。
一是整體人才缺口大。我國教育部、人力資源和社會保障部、工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)布的《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》預測，到2025年，高檔數(shù)控機床和機器人有關領域人才缺口將達450萬，人才需求量也必定會在智能制造不斷深化中變得更大。
二是人員流動性大，且劉易斯拐點后人口紅利在縮小。不僅是人才缺口大，制造業(yè)人員流動性也很大。根據(jù)中金公司的調(diào)研，在跨過劉易斯拐點后，制造業(yè)勞動力市場中需求方的議價能力下降。例如，有紡織企業(yè)反映2012年以來企業(yè)在國內(nèi)就面臨基層員工招不進來、大專生留不下來的情況；另外，有些汽車配件企業(yè)希望可以留住熟練工人，但新冠肺炎疫情發(fā)生后，部分四川、重慶的工人可能選擇不再回來，過去幾年的產(chǎn)業(yè)內(nèi)遷也使很多中西部勞動力選擇就近就業(yè)。
三是智能制造轉型升級創(chuàng)造的新職位需要新型技術人才，但傳統(tǒng)就業(yè)人員并不一定能在短期內(nèi)轉型并適應新職位需求。以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為例，中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院的研究表明，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關職業(yè)在不斷涌現(xiàn)。2019年、2020年國家發(fā)布的29個新職業(yè)中，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關的達到13個，如大數(shù)據(jù)工程技術人員、云計算工程技術人員，占新增職業(yè)的44.8%。要勝任這些新職位需要較高、較新的知識儲備，原有傳統(tǒng)制造業(yè)領域的工程技術人員要滿足這些新崗位的技能需求，需要時間培養(yǎng)。
以上都是智能產(chǎn)業(yè)結構升級過程中難以避免的問題。要解決這些問題，可從兩方面著手。一方面，建立更為健全的在職教育體系、提供在職教育的認可度和含金量。制造業(yè)是就業(yè)的重要領域，相關人員的轉型升級是邁向智能制造的前提。在人才缺口較大的情況下，在職人員“干中學（Learning by doing）”是制造業(yè)智能化人才培養(yǎng)比較務實的路徑。同時，用人單位也要拋棄對在職學習的成見和歧視，避免“唯學歷論”，要根據(jù)制造業(yè)實際需求和個人能力來選用人才。
另一方面，制造業(yè)人才使用面臨“Ｚ世代”挑戰(zhàn)。“Ｚ世代”是美國及歐洲的流行用語，意指1995～2009年間出生的人，又稱網(wǎng)絡世代、互聯(lián)網(wǎng)世代，統(tǒng)指受互聯(lián)網(wǎng)、即時通信、短信、MP3、智能手機和平板電腦等科技產(chǎn)物影響很大的一代人。面對時代變化，制造業(yè)傳統(tǒng)的用人管人方式需要轉變，使年輕一代能夠留得下來、干得下去，能夠越干越有希望。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全問題需引起高度重視，進一步細化明確責任體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為智能制造的“血脈”，其安全性直接關系到智能制造的安全。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和制造系統(tǒng)具有高度集成的特征，而這些集成使智能制造系統(tǒng)更容易受到網(wǎng)絡威脅的攻擊。2019年7月，工業(yè)和信息化部等十部門聯(lián)合印發(fā)了《加強工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全工作的指導意見》（以下簡稱《指導意見》），提出了兩大總體目標：一是到2020年年底，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障體系初步建立；二是到2025年，制度機制健全完善，技術手段能力顯著提升，安全產(chǎn)業(yè)形成規(guī)模，基本建立起較為完備可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障體系。
當前，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的威脅較為嚴峻。2020年1月至6月，國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢感知與風險預警平臺持續(xù)對136個主要互聯(lián)網(wǎng)平臺、10萬多家工業(yè)企業(yè)、900多萬臺聯(lián)網(wǎng)設備安全監(jiān)測，累計監(jiān)測發(fā)現(xiàn)惡意網(wǎng)絡行為1356.3萬次、涉及2039家企業(yè)。有數(shù)據(jù)顯示，截至2020年6月，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)雖然總體安全態(tài)勢平穩(wěn)，未發(fā)現(xiàn)重大工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全問題，但對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎性設備和系統(tǒng)的攻擊正在增多，攻擊范圍、深度都在擴張，未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨嚴峻安全挑戰(zhàn)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全問題難以避免地會隨著智能制造升級發(fā)展而不斷變化，因此相關的防范體制機制是關鍵所在。《指導意見》特別強調(diào)，到2020年年底，“制度機制方面，建立監(jiān)督檢查、信息共享和通報、應急處置等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全管理制度，構建企業(yè)安全主體責任制，制定設備、平臺、數(shù)據(jù)等至少20項亟需的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全標準，探索構建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評估體系”。由此可見，工業(yè)和信息化部等我國相關主管部門對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全問題的復雜性和多部門協(xié)同聯(lián)防聯(lián)控的重要性有充分認識。而細化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各領域、各環(huán)節(jié)的責任體系，是多部門合作防控的首要問題。因此，在加強相關標準建設的同時，也要進一步細化相關安全體系的職責，需要將防范工作落實到具體的主管部門。
半導體、高端數(shù)控機床、工業(yè)機器人核心零部件等的國產(chǎn)替代需要我國提高自主創(chuàng)新能力，建議進一步深化科研體制改革、加強科研機構與產(chǎn)業(yè)界的聯(lián)動，通過提高國家系統(tǒng)自主創(chuàng)新能力來推動關鍵領域的技術瓶頸突破。半導體、高端數(shù)控機床、工業(yè)機器人核心零部件這些領域在技術路徑上是密切相關的。例如，這三個領域在傳感器、控制系統(tǒng)、各種智能芯片模塊方面均有相似或共同的技術棧。我國要提高這些領域的國產(chǎn)替代率，不是依靠個別技術突破能夠?qū)崿F(xiàn)的。半導體、高端數(shù)控機床、工業(yè)機器人核心零部件的國產(chǎn)替代突破需要依托國家系統(tǒng)創(chuàng)新能力的提升，這將是一個長期的過程。在國家層面，目前這幾大領域主要依靠相關部委和地方產(chǎn)業(yè)政策支持，但缺乏中央的統(tǒng)一戰(zhàn)略。建議立足于國家整體系統(tǒng)創(chuàng)新能力的提高，從中央層面明確具體的責任人，統(tǒng)籌半導體、高端數(shù)控機床、工業(yè)機器人核心零部件等領域自主創(chuàng)新問題。通過中央層次的統(tǒng)籌，在不斷改革中建立與解決當前半導體、高端數(shù)控機床、工業(yè)機器人核心零部件“卡脖子”問題相適應的國家系統(tǒng)自主創(chuàng)新機制，建立制度化的創(chuàng)新突破能力，推動我國智能制造邁上新的臺階。
加快智能制造升級發(fā)展，需進一步激活民營企業(yè)活力，完善相關市場競爭和退出機制。一方面，未來我國企業(yè)的智能制造轉型升級，在國企做大做強的同時，民營制造業(yè)發(fā)展的動能不容忽視。2018年以來，我國對于行政性政策對民營企業(yè)的影響問題已有較深入的認知，特別是政策剛性對民營企業(yè)生命力的影響問題，需要長期警醒。此外，我國智能制造同時也要為“小微民營企業(yè)”預留發(fā)展空間，引導和促進小微企業(yè)形成或者融入產(chǎn)業(yè)鏈。
另一方面，我國大部分制造業(yè)領域已經(jīng)不是幼稚產(chǎn)業(yè)，保護與競爭、政策支持和市場退出機制等需要并行推進。以半導體產(chǎn)業(yè)為例，我國半導體芯片需求當前已經(jīng)占據(jù)全球第一，除了芯片制造還與國際發(fā)展存在較大差距，我國在晶圓材料生產(chǎn)、封測和電子產(chǎn)品制造方面的全球競爭中已經(jīng)具備較強的競爭力。結合美國的半導體產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗，在行業(yè)發(fā)展早期是需要產(chǎn)業(yè)政策扶持的，但是隨著產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展的不斷成熟，要逐步從產(chǎn)業(yè)政策推進向產(chǎn)業(yè)政策與貿(mào)易政策相結合的方式過渡，適當引進競爭機制，淘汰落后產(chǎn)能，為有競爭力的企業(yè)提供更好的創(chuàng)新空間。因此，我國半導體行業(yè)最終仍需面對與美國等發(fā)達國家在全球的較量，長期的競爭與較量將是常態(tài)。
