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“新大航海”:大国竞争下的新一轮全球科技革命周期

张咏 科技金融 2023-8-30 11:25 465618人围观

近期,韩国研究团队称声称发现了“室温超导”的材料(LK-99),室温超导概念股引发全球资本市场热议;同时,美国癌症治疗和研究机构希望城市国家医疗中心发布公告称,其开发出一种能杀死所有实体恶性肿瘤的靶向化疗药物(AOH1996)。

新技术的突破往往带来产业的变革,从而带动生产力的极大提升,最近这一系列科学研究的突破消息增加了投资者对新一轮科技革命的期待。伴随全球劳动力人口的低增长、物质资源的利用率逐渐趋于平稳,世界经济的发展越来越依靠于——技术的进步。

回顾人类历史上的科技革命周期,每一轮科技革命均无疑给人类的生产、生活方式带来了重大突破。特别是,第三次的高科技领域的信息技术革命,加速了技术在各个领域的密切结合、相互促进,技术进步对生产力的转化效率大幅提升。这种技术的融合创新也加速了新一轮科技革命的“蓄势待发”。例如,学术界普遍认为,人类第四次、第五次科技革命或会围绕生物技术、AI机器人而产生。

当前,加大科技创新投入成为全球各国共识。GPT 的升级迭代“方兴未艾”,智能化不断刷新市场认知,而以 AI 为代表的科技创新主线在全球资本市场“开花”。另一方面,新材料、生物科技等一系列原创性突破正在开辟传统产业的新前沿新方向。本文试探讨,如何看待新一轮科技革命带来的变化?新技术的井喷背后对资本市场带来何种投资机遇?

一、新一轮全球科技革命“萌芽”:不止于 AI

科技革命爆发的标志就是新一代科技成果开始广泛应用于生产生活,从而解放、发展生产力,提高劳动生产率。但经历了蒸汽、电力、信息技术三次科技革命后,全世界生产力的提高已经步入阶段性的瓶颈。新一轮科技革命要进一步提升劳动生产率,绝不是是单一技术突破能够实现,而是多个领域、多项技术的持续突破和共同推动。大国博弈时代,各国在信息技术、生物技术、航天技术、海洋技术、能源技术等科技领域的全面竞争加码,也注定了新一轮全球科技革命“萌芽”将不止于 AI。

2022 年 11 月底推出的新晋 AI 届顶流 ChatGPT 则再次引发了人们对于新一轮科技革命的遐想,AI 迎来“奇点时刻”。实际上,以 ChatGPT 为代表的 AI 技术掀起的全球科技革命浪潮,只是近年来全球重大科技突破的一个缩影。

2020 年以来,欧美等国在航空航天、无人驾驶、新材料、人工智能等科技领域的革命性技术探索明显加速。由马斯克创立的私人航空公司SpaceX与NASA形成合作,在航空航天领域加速探索,可回收重复利用火箭、送普通人上太空等航空技术都迎来历史性跨越发展。今年初,美国罗切斯特大学在超导材料上的研究突破也引发举世瞩目。这一系列科技突破的背后,无不意味新一轮全球科技革命的“萌芽”正从多个科技领域不断涌现。

“历史经验表明,科技革命总是能够深刻改变世界发展格局。” 从政治学角度看,国际竞争重点已发生变化,科技进步成为决定国际地位的关键因素之一。面对汹涌而来的新一轮科技革命浪潮,全球各国的科技研发及培育、教育及社会发展战略均面临机遇与挑战,这就造成了新一轮科技革命的背后藏着科技竞赛的“影子”,各国力争在科技领域形成技术壁垒,以此实现“一家独大”的优势,率先享受经济快速发展的红利。

例如,在航空航天领域,美国开启“星链计划”,计划发射约 4.2 万颗卫星,抢占近地轨道和空间频谱资源,在 SpaceX 的帮助下已经有超 2000 颗卫星成功送入轨道。由于国际电信联盟对轨道和频谱获取采取“先到先得”原则,这意味着其他国家需要避开已申请的频段和轨道,客观上美国“星链计划”可以达到压缩其他国家太空探索的空间。

二、新技术的井喷:并非偶然的科技革命“萌芽”

实际上,科技革命“萌芽”的生长并非偶然,2018 年以来“百年未有之大变局”的纵深演绎,科技创新成为大国博弈中的“兵家必争之地”,东西方各国纷纷强化科技投资,为新一轮全球科技革命提供生长的沃土。而在这种背景之下,大国竞争格局或只会有增无减,世界将迎来百年和平下的新对抗周期,新一轮全球的新技术也将迎来井喷式发展。

创新与生俱来的不确定性注定了——科技革命要实现突破式创新离不开国家层面的主导。近些年,我国载人航天和探月工程、量子通讯、北斗导航、高速铁路等工程技术成果,为我国加大科技创新提供了良好基础。2018 年我国领导人在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会上的讲话:“我们迎来了世界新一轮科技革命和产业变革同我国转变发展方式的历史**汇期,既面临着千载难逢的历史机遇,又面临着差距拉大的严峻挑战。我们必须清醒认识到,有的历史**汇期可能产生同频共振,有的历史**汇期也可能擦肩而过。”这为我国抢抓科技革命历史机遇奠定了政治基调,未来几年我国支持航空航天、人工智能、量子信息、移动通信等新一代技术创新政策的也密集出台。


另一方面,基于“美国优先”理念,美国政府 2018 年也相继推出太空、生物、网络等多项科技战略;在具体项目上签署国家量子法案等,力图继续巩固美国科技优势地位。同年 6 月,英国国家科研与创新署(UKRI)启动 “未来领导者研究基金计划”,旨在保持英国作为“全球研究人才之家”的地位。2018 年德国科技政策最重要的内容之一是出台《高科技战略 2025》报告,为德国未来七年高科技创新制定了目标。

国家政策带动政府引导资金、社会资本争相加大对科技创新投入,为科技革命发展提供源源不断的资金“血液”。18 年以来,中美两国持续加大对科技创新的支持力度,科技研发相关费用持续快速增长。18-20 年,美国研发投入总额增速明显提速,连续三年增速超过 6.5%,此前不足 5%。18-22 年,中国全社会研究与试验发展经费投入强度也出现较快增长,22 年经费投入强度达到 2.55%,超过欧盟国家平均水平,较 17 年提升约 0.4 个百分点。

三、历史上每一轮科技革命——均诞生于大国竞争

以史为鉴,究其原因——世界科技发展往往体现出明显的周期性,每次科学技术划时代发展的背后,都是大国间对抗博弈的激烈竞争。从“大航海时代”15 世纪至 17 世纪欧洲国家为争夺贸易和殖民地而进行的海上探险和扩张活动开始,大国博弈就成为深刻地改变了历次全球的经济、政治、科技及文化格局重要原因之一。17 世纪末,迅速崛起的法国成为英国的卧榻猛虎,两国长达百年的战争在强化英国军事经济实力的同时,也为英国提供了坚实的物质基础,直接导致了第一次工业革命的到来,第一轮科技周期应运而生。

第一次工业革命的大国博弈:1866 年奥普战争爆发,历史上第一次蒸汽铁甲舰展开对决,科技发展对战争的臂助一览无遗,战中展现的铁路运输和电报通讯等技术为日后二次工业革命埋下伏笔。英国和荷兰为了在海洋霸权和殖民扩张的竞争中取得优势,双方都投入大量资源发展航海、造船和相关技术。英国和荷兰为了胜过对手,使自己在殖民扩张中处于有利地位,在航海、造船和工程技术等领域进行了激烈的技术竞赛与创新。

科技突破:达尔文和瓦特的工作带来的蒸汽机的发明、斯威弗特和梅森这样的科学家对光学和微积分做出了开创性贡献、荷兰在当时也是世界领先的航海和造船技术大国。

第一次工业革命之后,英国仍处于领先地位。但 19 世纪中后期,德国开始崛起,在化学、电力、钢铁等工业领域迅速发展,科技实力也快速提高。英德两国为取得科技与工业优势,都大举投入资金和人才发展化学工业、电力工业和钢铁工业。这种竞争加速了新技术和生产工艺的创新,使相关产业得到迅速发展。19 世纪 70 年代德国迎来第二次工业革命,电力开始重塑人们的生活结构,第二轮科技周期开始崭露头角。

第二次科技革命的大国博弈:19 世纪中期至 20 世纪初,英国和德国在政治与经济上展开了激烈的竞争,科技进步也成为两国竞争的重要方面。德国化学、电力等技术崛起并赶超原本处于领先地位的英国,为应对挑战,英国投入更多资源发展科教、促进创新,大国博弈过程有力地促进了第二次科技革命的进展。

科技突破:在电力技术方面,两国都积极发展,如爱迪生的电灯和西门子的电气化学产品问世;在交通运输方面,英国的蒸汽机车和德国的内燃机车相继面世。在新材料方面,像钢铁的生产也有重大进展。具体而言,在电力工业方面,英国发明了电灯和电话,德国的西门子也开始生产电气产品。两国都大力发展电力技术,成立电力公司,开始大规模生产和应用,推动电力传送和利用技术的提高。

第三次科技革命的大国博弈:20 世纪中期到 20 世纪末期。,第三次信息科技革命伴随着美苏争霸来临,这一时期,处于“冷战”中的美苏先后开启科技竞赛。两国在 44 年冷战中在核武器及太空探索等多个方面进行高强度技术竞争,双方均投入巨额资金催生新技术的突破,推动了原子能、电子计算机及空间技术发明应用等领域科学水平维度性突破。

科技突破:美苏进行激烈的探月竞赛催生航空航天产业;双方都致力于构建大型通用计算机(后来更迭至微型计算机),这促进两国软硬件产业的发展;苏联也研制新型通信技术,如卫星通信,这加速微电子技术、图像压缩技术等的演进。

例如,在计算机技术领域,为提高各自军用信息技术在竞争中战略地位,双方都致力于构建大型通用计算机,促进两国软硬件产业的发展。在通信技术方面,美国提出互联网构想发展ARPANET 计划,苏联也研制新型通信技术,如卫星通信,这加速微电子技术、图像压缩技术等的演进,形成全球通信网络,改变社会生活方式。

四、科技革命与大国竞争的详细机制——生于忧患

天下事,坏于懒与私。大国竞争之中产生的科技革命,在之后的和平时代的应用普及,极大地催生了生产力提高和财富的繁荣。但人性的惰性又决定了,长期和平环境下,人们往往忽视时间周期长、基础投入大、承担风险高的基础领域的科技创新,而更加容易选择“躺着赚钱”固有路径的“模式创新”,并不断吹大资产价格泡沫,这一过程中,科技革命的红利不断被消耗,当红利被消耗殆尽之时,大国竞争激烈程度急剧上升,这种竞争带来的不安全感,又迫使国家与企业将精力和资源投入到核心技术的研发力图在竞争中取得优势。如此往复循环。

现在的问题在于,“二战”过后,世界一直维持了总体和平的局面,在这一背景下,世界科技发展创新陷入瓶颈,第三轮科技周期红利逐渐消散。而造成这一问题的原因,或许能从中美两国的发展过程窥探一二:

随着美苏冷战步入终局,美国降低了对科研和重大基础设施的经费投入。美苏 30 年互相制霸伊始,主要在洲际导弹等领域展开竞争,比拼的是两国武器的实际打击和摧毁能力,美苏如同两个封闭的阵营,互相敌视、暗自较劲。

1957 年 10 月 4 日,苏联发射了第一颗人造地球卫星“斯普特尼克”号,美国受到巨大震动,随后紧接着开启了“阿波罗”等伟大计划追赶苏联步伐,太空活动变得**味十足。1962 年至 1974 年是美苏太空争霸的白热化阶段,此时 NASA 的经费预算占联邦预算的比例达到历史峰值。1991 年苏联解体后,美国失去了唯一可以与之抗衡的对手,世界格局从“两极相争”变为“一超多强”,这一占比也出现了明显回落。

除了 NASA,其它军备竞赛项目和基础设施建设的预算也一起遭到了削减。1983 年,为了遏制苏联的发展和扩张,美国能源部批准了 SCC 超导超级对撞机的初步研究计划,1986 年美国科学家完成了对撞机的设计方案并在第二年开始实施。但在苏联解体后,撞机工程对于美国显得不再紧迫,1993 年底美国国会也投票终止了对撞机工程的建造。

虽然美国将削减的支出投入到了公共服务和国防领域,但并未用于相关技术的研发和创新。美苏争霸结束后,美国公共服务支出占 GDP 比重不断提高,尤其是老年保健医疗(Medicare)和公费医疗补助(Medicaid)的支出比例逐年上涨。这部分支出并没有用于研发和技术创新,整个医疗系统的设计目的更像是最大限度提高保险公司及相关利益集团的利润,这造成了医疗行业管理人员薪酬极高,但是整体医疗系统却无法确保美国人民必需的医疗保障。

不仅医疗行业,美国国防军事领域也存在相同的问题。军费支出一直都是美国财政支出的大头,但随着美国军方、负责预算的国会议员和军工企业形成了庞大的利益集团,军费支出发展到了“没有条件创造条件也要花”的地步。美国布朗大学国际与公共事务高级研究员斯蒂芬妮·萨维尔曾指出,美国每年接近一半的军费开支都被私营军事承包商收入囊中,在美国制造大量战争和冲突的过程中,只有利益集团——美国军工复合体才是唯一赢家。

同时,美国科技研发投入成为了两党的重要分歧之一,对美国科技研发的持续性和稳定性造成影响。冷战后美国两党分别代表了新自由主义和新保守主义,在政治、经济、国际事务乃至对于科技的研发投入均持有不同态度:共和党持保守态度,更支持钢铁、石油、煤炭等传统本土企业,不支持大量的科技投入;民主党则更倾向高科技的全球化公司,肯定对科技技术的投入。在这种制度下,两党经常因竞争而互相诽谤,并且两党竞选均需要花费巨额资金,这种制度也不利于科技政策的连续性,阻碍了美国科学技术的创新。

就中国而言,改革开放以来,中国经济总量取得了巨大跃升,但从经济结构来看,过去支撑我国经济快速发展的仍为科技属性较低的房地产业。房地产业的发展,能带动的只是煤炭、钢铁、土地等相关产业,并不能担负起“支柱产业”让一个国家走上现代化、科技化道路的责任。反观,能够起到推动中国式现代化决定性作用的制造业,仍然呈现“大而不强”的特征。同为制造业大国,2018 年我国制造业规模比位居第二的美国高近一倍,但利润率仅占全球的 2.6%,而美国占比却高达 12.2%。

虽然我国对于研发经费的投入支出正在迅速追赶美国、欧洲等发达国家,但类似芯片等关键性技术的发展仍与美国有较大差距。2019 年我国智能手机出货量占全球市场份额已达 46%,但其中的主芯片、射频前端芯片、存储芯片对西方国家依赖度仍比较高。美国公司设计的芯片占了全球 54%的市场份额,中国公司仅占 3%。纵观全球,芯片业顶尖公司不断实现平层技术突破,将先进制程堆到 7nm、5nm。

虽然中芯国际2020年已经成功实现了14 nm工艺的量产,但芯片仍是我国第一大进口商品,2021 年我国进口芯片规模超过 6000 亿片,进口额近 4400 亿美元。按照 2025 年计划实现70%的芯片自给率来看,我国芯片等关键性技术的发展当前仍有较高提升空间。未来在国产替代率提升的要求之下,国家或集中资金、资源加大芯片技术研发及攻关。

五、新一轮全球科技革命周期对于资本市场的影响

当前,大国博弈将由“战场”转向“实验室”,未来东西方各国对于科技的比拼将进入白热化阶段。这一过程中,新一轮科技革命周期的到来已经毋庸置疑,重点产业技术的突破,以及技术从军用到商用的演绎,将对世界经济、生产体系、国际格局造成深远影响。对于国内外资本市场而言,建议关注:

1)大国博弈中全球科技革命带来的技术创新,叠加美国历史百年铁律——连任“选举年”的“鹰”“鸽”转换导致美国货币政策或开启降息周期,美国科技企业近两年裁员缩减成本后的业绩释放,纳斯达克代表的科技股仍受益于科技创新红利。建议在纳斯达克市场中优先选择科研费用投入高、技术壁垒优势明显的科技产业龙头。

2)围绕贸易联盟形成,西方或出台更多科技领域的打压或封锁措施,尤其是美国掌握优势技术的半导体芯片、人工智能等领域。为了解决核心技术“卡脖子”“受制于人”等问题,我国自主可控战略及国家安全问题的重要性显著提升,持续看好“卡脖子”领域的自主可控进程。

故在政策发力突破“卡脖子”的战略目标下,A股TMT 板块中围绕核心科技在内的科技股将是市场的重要主线。建议甄选具有“卡脖子”关键环节、核心研发能力强的国产替代的科技企业。

3)展望中长期,在全球科技竞争的背景之下,生物科学、航空航天等各关键领域都将迎来历史性发展机遇,新一轮科技革命是拥有核心科技企业驱动的“科技革命+”,而非资本为中心的“类互联网+”。

其中,在全球或国内拥有领先技术的企业,即便当前距离业绩兑现仍需时间(生物科技、创新药),或者当前应用前景相对有限(军工),资本市场均有提前反映的机会,具有较好研发动力的安全属性,建议长期关注。



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原作者: 徐驰 张文宇
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