背景导读

　　当前，世界范围内的新一轮科技和产业革命正在兴起，催生出互联网+、分享经济、智能制造等新产业新业态，同时也正在创造巨大新需求。2015年，“互联网+”上升为国家战略，“大众创业，万众创新”时代开启，“互联网+传统产业”的模式创新催生出一批优秀的创业公司，但也伴随着资本泡沫、同质化严重等问题。随着以人工智能、物联网、区块链为代表的新一代技术悄然兴起，科技创新已成为率领互联网跑步进入智能时代的重要力量。

　　纵观世界经济发展脉络，科技中心一直是支撑经济中心地位转移的强大力量，在全球金融危机、新一轮科技革命和产业变革孕育兴起的时代背景下，科技创新、产业融合已经成为世界经济发展的大趋势。与此同时，中国制造2025、美国再工业化战略、德国工业4.0战略等大国战略的提出，也表明未来一个时期内的世界大国竞争，已经开始演变为以科技创新为引领的实体经济之争。

　　习总书记在十九大报告中明确提出，要“加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，在中高端消费、创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链、人力资本服务等领域培育新增长点、形成新动能”。

“硬科技”是对人工智能、航空航天、生物技术、光电芯片、信息技术、新材料、新能源、智能制造等领域中的高精尖原创技术的统称，一般具有自主研发、长期积累、高技术门槛、难以复制和模仿、有明确的应用产品和产业基础等特点。硬科技代表着一个国家的科技“硬实力”，对产业发展具有较强的引领和支撑作用，是推动实施国家创新驱动发展战略，决胜全面建设小康社会，最终实现全面建设社会主义现代化强国的动力和源泉。“硬科技”的概念是由中科创星创始合伙人米磊博士于2010年提出，是我国的原创词汇，“硬科技”的英文翻译“Hard & CoreTechnology”，从词源上也更加强调科技的核心发展程度，而非单纯的难易程度，更表明了当前全球科技发展的实质。

　　在2017全球硬科技大会分论坛——“创响中国”西安站主题活动暨全球硬科技创新高峰论坛活动中，由中科院、西安市人民政府支持，西咸新区管委会及中科创星共同发起，清科研究中心、中科协创新战略研究院及《麻省理工科技评论》联合编制了《中国硬科技产业投资发展白皮书（2017）》（以下简称《白皮书》）。

　　作为以硬科技为主题的大型研究报告，《白皮书》对硬科技的概念内涵及提出背景进行了详细阐述，对硬科技产业政策进行了系统梳理、解读，并从发展现状、产业链、核心技术及应用、投融资状况等方面对硬科技八大产业发展进行了深入分析。此外，《白皮书》也将作为研究中国硬科技整体发展状况的重要工具，对于地方政府制定硬科技领域产业政策、投资人和创业者选择创业项目等均具有重要的参考价值。

作为全球研发投入最集中的领域，人工智能、航空航天、信息技术、生物技术、新能源、新材料与智能制造等正孕育一批具有重大产业变革前景的硬科技。硬科技领域内，人工智能方兴未艾，政策关注度和投资热度持续，市场空间广阔；新兴信息产业、生物产业、新能源产业、高端装备制造业、新材料产业均属于国家重点发展的七大战略新兴产业；大数据、物联网、区块链、基因测序、脑科学、生物合成技术、工业互联网、3D打印等相关技术的产业化应用前景巨大，人机共融的智能制造模式、智能材料与3D打印结合形成的4D打印技术，将推动工业品由大批量集中式生产向定制化分布式生产转变，引领“数码世界物质化”和“物质世界智能化”；石墨烯、碳纤维等多类重点新材料的替代利用，风能、太阳能、页岩油气等新能源的规模化应用，将对社会化生产中的基础原材料和动力系统带来重要变革；先进制造正向结构功能一体化、材料器件一体化方向发展，极端制造技术向极大（如航母、极大规模集成电路等）和极小（如微纳芯片等）方向迅速推进。这些硬科技将不断创造新产品、新需求、新业态，为经济社会发展提供前所未有的驱动力，推动经济格局和产业形态深刻调整。

科技创新时代，以“硬科技”为代表的科技创新的重大突破和产业化应用，将极有可能重塑全球经济结构，使产业和经济竞争的赛场发生转换。硬科技与实体经济的深度融合，将成为产业升级调整、城市创新发展、创新型国家建设的核心动力。未来，随着硬科技领域内各项重大政策的推进实施，技术、场景、数据、流量等硬科技产业内各项资源优势的整合利用，以及国内外资本对硬科技产业落地的大力推动，硬科技将在推动新一轮产业革命中发挥关键性作用，引发现有社会组织、生产生活方式、商业模式的全新变革，推进经济社会的深刻变革和人类的巨大进步。

战略启动：科技创新时代来临，硬科技领域政策密集发布

1) 人工智能：产业发展政策体系逐步完善，AI进入“国家战略”时代

　　2017年7月，国务院发布《新一代人工智能发展规划》，确定了我国新一代人工智能发展的战略目标和主要任务，同时标志着人工智能进入“国家战略”时代。此前，国务院，国家发改委、工信部、科技部、财政部等已陆续出台系列相关政策，从人工智能产品研发、应用领域推广、技术创新、平台建设、产业集群、产业生态建设、保障体系建设等方面，对人工智能的产业化发展进行系统性的支持、规范和引导。

2) 信息技术：突出物联网与现代制造业的融合发展，医疗大数据受关注

　　物联网是世界信息产业发展的第三次浪潮，国家高度重视和突出物联网在智慧城市发展中的重要作用。李克强总理在2015年政府工作报告中提出，要“推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合”。2017年1月，工信部发布《物联网“十三五”规划》，明确了物联网产业“十三五”的发展目标和具体任务。大数据方面，国务院明确提出支持大数据技术研发和产业化，并提出构建大数据产业链，运用大数据加强对市场主题服务和监管。区块链方面，人民银行、中央银行等机构出台了一些监管政策，重在防范比特币风险。

3) 光电芯片：聚焦光通信核心技术突破，提高核心器件设备的国产化能力

　　我国通信产业的整体比较优势和竞争能力较高，但核心芯片和基础软件对外的依存度依然较高。近年来，国务院，国家发改委、工信部、财政部等的政策文件中多次提到光通信及核心芯片研发，表明国家对于光通信技术、器件及应用研发的重视程度也在加深。2016年12月，国务院发布《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，明确提出“提升新型片式元件、光通信器件、专用电子材料供给保障能力”和“布局太赫兹通信、可见光通信等技术研发，持续推动量子密钥技术应用”。

4) 生物技术：以技术创新发展为引领，发展生物产业为国民经济主导产业

　　2016年12月，生物技术和精准医疗正式纳入国家“十三五”规划，表明国家对加快推动生物产业成为国民经济支柱产业的高度重视。2016年7月，国务院印发《“十三五”国家科技创新规划》，明确提出“发展先进高效生物技术”。2016年12月，国家发改委发布《“十三五”生物产业发展规划》，提出“到2020年，生物产业规模达到8-10万亿元，生物产业增加值占GDP的比重超过4%，成为国民经济的主导产业”。2017年4月，科技部发布《“十三五”生物技术创新专项规划》，确定了生物技术发展的总体目标和指标体系，并部署了生物技术与生物产业发展的四大重点任务：突破前沿关键技术、支撑重点领域发展、推进创新平台建设、推动生物技术产业发展。

5) 智能制造：坚持“主攻方向”，扩大实施重大工程和示范试点项目建设

　　2015年5月，国务院印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略，并将智能制造确立为中国制造2025的“主攻方向”。此前，国务院，工信部、发改委、科技部等部门已相继发布《智能制造科技发展“十二五”专项规划》、《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》、《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》、《中国制造2025规划纲要》等政策文件，从“智能制造”概念及发展方向、智能制造装备产业、工业机器人产业发展等方面对智能制造产业发展进行规划、引导。2016年12月，工信部发布《智能制造发展规划(2016-2020)》，正式展开智能制造系统推进，并继续开展60个智能制造试点示范项目。

6) 新能源：规范引导光伏、风电发展，因地制宜发展生物质能、地热能

　　新能源细分领域关注焦点仍是光伏、风电。《风电发展“十三五”规划》、《太阳能发展“十三五”规划》相继出台，明确了“十三五”时期我国太阳能、风能发展的主要目标和重点任务；同时，《关于调整光伏发电陆上风电标杆上网电价的通知》、《光伏制造行业规范条件（2015年本）》、《太阳能光伏产业综合标准化技术体系》、《关于风力发电增值税政策的通知》等文件的发布，表明国家从市场培育、行业规范、技术标准化、税收优惠等方面对于光伏、风电产业发展的支持与引导。此外，生物质能、地热能发展的专项规划也已出台，重点是对生物天然气、地热能的规模化应用进行布局和项目示范推广。

7) 新材料：国家级领导机构和专项资金支持，布局重点新材料产业化应用

　　自2010年以来，国家高度重视新材料产业发展，先后成立了国家层面的专项基金和组织领导机构，2016年6月，国家级的先进制造产业投资基金成立，推动新材料产业的市场化发展；2016年12月，国务院成立国家新材料产业发展领导小组，专项负责统筹新材料产业的发展工作；此外，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《新材料产业发展指南》、《“十三五”新材料领域科技创新专项规划》等的发布，从国家战略、产业规划、科技创新等方面对新材料产业的发展作了指导。

8) 航空航天：重视军民融合，完善航空基础设施建设，实施航天强基工程

　　国家对军民融合持续重视，鼓励开放国防建设领域相关市场，引导民营科研机构及企业等非公有单位进入国防建设领域。2016年，《关于经济建设和国防建设发展的意见》发布，指出要“统筹推进经济建设和国防建设，并加快落实军民融合”。2017年，“中央军民融合发展委员会”成立，标志着军民融合上升为国家战略。此外，国家政策推动民航发展，持续完善航空基础设施建设，加快自主研发进程，大力发展民用、军用航空技术；同时，大力完善航天立法及航天法规体系，明确规划商业航天发展，加速航天技术的商业变现速度。

产业升级：技术、企业、场景、数据、流量，科技赋能大变革

1) 人工智能：多领域应用渗透逐步加深，AI时代已然开启

　　人工智能历经60余年三次发展浪潮，目前总体仍处于弱人工智能阶段，感知技术发展趋于成熟，并逐步向多个领域应用渗透，深度学习、增强学习是当前AI主流技术方向；各国政府均在政策层面强调和推动人工智能发展，重点围绕脑研究、脑功能模拟等强人工智能领域；全球科技巨头纷纷布局人工智能领域，资本市场关注度持续提升，预计2020年将形成千亿美元级全球市场、百亿美元级中国市场；随着数据、数据处理能力、商业变现场景三个AI应用关键要素的逐步发展成熟，弱人工智能阶段将开始逐步向强人工智能阶段过渡。

2) 信息技术：万物互联成为共识，大数据、区块链备受关注

　　随着可穿戴设备、智能家电、自动驾驶汽车、智能机器人等设备与应用的发展，万物互联时代加速来临，推动物联网产业发展已成为全球主要经济体的共识。据麦肯锡预估，2025年物联网对于全球经济影响力将达2.7-6.2万亿美元，相当于全世界GDP的10%左右。同时，大数据潜在价值亦备受关注，实施大数据战略成为各国夺取新一轮竞争制高点的重要抓手，全球范围内大数据服务已经进入平稳增长阶段，预计2018年将突破2500亿元人民币市场规模。此外，区块链发展愈演愈烈，将为各行业商业模式带来新机遇和挑战，目前全球九成的政府正在规划区块链投资，并将逐步进入实质投资阶段。

3) 光电芯片：芯片国产迎来突破，光通讯市场发展前景广阔

　　随着“宽带中国”战略落地、4G商用时代全面开启，以及亚太地区云计算发展对新一代通信基础设施建设的拉动，我国作为全球*光通讯市场的发展空间将会更加广阔。当前，国内光器件及芯片企业整体实力仍然较弱，在全球光器件市场份额中的占比仅有8%，但10G以上速率的有源器件和100G光模块等高端领域开始有所突破，核心芯片和基础软件的对外依存度仍然较高。未来，以“光子芯片”为代表的光通信技术的突破及产业化应用，将从根本上提高国内信息产业的原始创新能力，逐步打破对国外芯片厂商的依赖。

4) 生物技术：从基因到细胞再到大数据，推动新一轮产业变革

　　现代生物技术迅猛发展，并加速向应用领域演进，发达国家纷纷从战略层面加速抢占技术制高点，我国也正式将生物技术和精准医疗纳入国家“十三五”规划。生物技术产业已成为中国经济的一个重要增长点，2010-2016年国内生物技术产业规模增长至8394亿元，年均复合增长率达到17.7%，形成了一批具有代表性的专业化高新技术园区、生物医药产业聚集区。未来，以基因测序、合成生物技术、液体活检、细胞免疫治疗、生物大数据、生物仿制药等为代表的生物技术将推动新一轮产业变革。

5) 智能制造：制造业转型势在必行，信息化、智能化是升级方向

　　当前，各国的“再工业化”战略，促使制造业重新成为全球经济竞争焦点，智能制造引领制造业转型势在必行。工业机器人、工业物联网、3D打印、数控技术、自动化生产线等成为热门细分领域，预计2018年，全球智能制造及智能工厂相关市场规模将超过2500亿美元。我国制造业数字化、信息化建设水平不断提升，但总体正面临着发达国家“高端回流”和发展中国家“中低端分流”的双向挤压，因此，全球局势倒逼国内制造业必须向信息化、智能化方向升级。

6) 新能源：能源替代成为全球焦点，新能源产业发展潜力巨大

　　全球能源处于由石油向新能源过渡的“后石油时代”，主要能源消耗大国均将新能源作为能源发展重心，新能源也是我国重点发展的战略性新兴产业。全球风电市场蓬勃发展，我国风电累计装机容量居全球首位，产业链发展也相对成熟，但存在部分产品技术水平低和产能过剩现象。太阳能光伏发电是全球发展最快的新能源，我国第三代光伏发电技术已较为成熟，但太阳能开发程度仍然较低。我国核电规模居世界前列，核电技术指标与发达国家的差距也在不断缩小，但核电占发电量比例较低，核电产业发展潜力较为充足。

7) 新材料：尖端产业发展基石，抢占全球科技竞争制高点的基础

　　新材料产业是世界各国回归实体经济，抢占全球科技竞争制高点的重要基础产业，各国政府在政策层面的支持力度也在不断加大。其中，石墨烯被称为是21世纪*颠覆性的新材料，随着政策扶持加码，市场投资热情高涨，石墨烯产业下游部分初级应用领域已经打开，但仍处于早期产业化阶段，尚未实现规模化生产。碳纤维是高强度、高模量纤维的新型纤维材料，可应用领域十分广泛，2016年全球碳纤维需求量达到6.51万吨。中国碳纤维市场前景广阔，2016年国内碳纤维消费量达到2.13万吨，未来五年有望以12%左右的复合增速持续增长。当前，全球碳纤维市场集中度较高，美日两国占据着核心技术和主要生产商。

8) 航空航天：“军民融合”广受重视，民用商业化仍处于早期价段

　　近年来，各航空航天强国普遍重视“军民融合”，在发展军工的同时变现技术于民用，民用商业化持续走热，全球科技巨头纷纷布局。我国航空工业产业链发展较为完善，行业门槛、市场集中度高，民用商业化潜力较大；军用飞机在技术、规模上不断突破，但距离美国仍有一定差距；民用飞机自主制造能力还较为有限，但2017年5月C919的成功试飞，有望在未来逐步打破欧美垄断局面。航天方面，人造卫星导航应用市场庞大，2016年我国人造卫星导航总体产值突破2000亿元大关，其中北斗导航产业开始实现规模化应用，2015年市场规模达到700亿元，随着应用潜力持续释放，预计2020年市场规模将超过2600亿元，有望逐步改变我国卫星导航绝大部分市场份额由美国GPS系统占据的局面。

资本角逐：技术为基、产业强势、生态为局，大潮一触即发

1) 人工智能：初创期企业获投比例高，北上深苏是重点区域

　　2011-2017Q1，国内人工智能领域共发生545起投资事件，投资金额达164.9亿元人民币，红杉、IDG、达晨、经纬、真格基金、创新工场等创投机构助推行业快速发展；投资轮次以天使轮和A轮、B轮为主；投资阶段上，初创期、扩张期企业占比较高；投资地域涉及22个省市，集中在北京、上海、深圳、江苏、安徽等地，五地投资总额占比超过80%。代表性投资事件有：2017年7月，商汤科技宣布完成4.1亿美元B轮融资，由鼎晖、赛领资本领投，中金公司、基石资本、招商证券（香港）等近20家*VC/PE投资机构、战略伙伴参投，创下当时全球人工智能领域单轮融资最高纪录；2017年10月，旷视科技Face++正式完成C轮4.6亿美元融资，由国风投领投，蚂蚁金服、富士康集团联合领投，再次打破了人工智能领域初创公司的融资记录。

2) 信息技术：资本市场持续看好，偏好投资早期阶段和成熟企业

　　2011-2017Q1，受到资本市场持续看好，保持稳定增长，其中2016年共发生749起投资事件，投资金额达533.2亿元人民币。代表性投资事件：2016年12月，美国卫星通信公司OneWeb宣布获得12亿美元股权融资，由软银集团领投，美国高通公司、Airbus(空中巴士)、Intelsat、可口可乐以及维珍集团等多家机构跟投，此前OneWeb还曾获得5亿美元A轮融资。2011-2017Q1，从细分领域看，物联网投资热度高，大数据单笔投资金额大；从投资轮次看，偏早期阶段，但成熟企业单笔融资金额高；从投资阶段看，以扩张期和成熟期为主，机构倾向于物联网、大数据、云计算和通讯技术等技术相对成熟的细分领域。

3) 光电芯片：政策支持带动产业发展，集成电路产业基金遍地开花

　　为促进国内集成电路产业发展，2014年10月，国家集成电路产业投资基金正式设立，首期募资规模1387.2亿人民币，管理机构为国开金融有限责任公司；截至2016年底，国家集成电路投资基金已进行投资多达40笔，承诺投资额接近700亿元，已投项目带动社会融资超过1500亿元。代表性投资事件：2015年2月，国家集成电路产业投资基金投资紫光集团100.00亿元人民币，用于紫光发展集成电路业务，提升集成电路业务核心竞争力。此外，北京、上海、天津、安徽、甘肃、山东、湖北、四川等地也陆续出台金额不等的集成电路产业基金，扶持当地产业发展，例如北京市300亿元产业投资基金，上海市500亿元集成电路产业基金等。

4) 生物技术：投资热度高涨，年均复合增长率超50%，倾向早期轮次

　　2011-2017Q1，国内生物技术领域共发生335起投资事件，投资金额达241.1亿元人民币，投资金额从2011年10.2亿元增长到2016年的88.8亿元，年均复合增长率达到54.2%，其中2015-2016年，生物技术领域投资热度高涨，年投资额是往年的3~4倍；从投资轮次看，整体分布均衡，但相对倾向于早期轮次；从投资阶段看，以扩张期、成熟期为主；投资地域涉及全国20个省市，集中在北京、上海、江苏、深圳、辽宁等地。代表性投资事件有：2015年，贝莱德、新加坡政府投资公司、礼来亚洲风险投资基金联合投资三生制药1.00亿美元；2016年，国寿投资、高瓴资本、中国平安、理成资产、淡马锡投资、泰康人寿、国投创新、君联资本联合投资信达生物制药2.6亿美元。

5) 智能制造：投资规模逐年走高，兼具技术和成熟商业模式者受青睐

　　2011-2017Q1，总体来看，中国智能制造领域投资案例数量趋于稳定，投资金额逐年走高。2011-2013年，智能制造领域的投融资热度相对比较冷淡，2013年8月，北汽产业投资、京国发投资管理投资北汽股份31.69亿元人民币，这一事件也直接拉高了当年的总投资额，由2011年的7.3亿元人民币增长到2013年的37.8亿元人民币。2015年以后，随着《中国制造2025》重大政策的出台，机构对智能制造企业的关注度显著提升，2016年共发生69起投资事件，投资金额达5255.3亿元人民币，单笔案例的投资金额也显著增高；投资轮次上，投资机构偏好A轮投资和上市定增；此外，由于制造业是强调技术沉淀和标准化运作的行业，投资阶段以成熟期为主，倾向于拥有一定技术壁垒与成熟商业模式的企业。

6) 新能源：投资规模受化石能源价格影响大，投资集中经济发达地区

　　2011-2017Q1，投资规模受化石能源价格影响，波动较大，但整体呈增加趋势，其中2016年共发生69起投资事件，投资金额达211.14亿元人民币；投资地域上，倾向于北京、上海、广州以及浙江、江苏等较发达地区；投资阶段以扩张期、成熟期为主，但早期阶段的单笔投资金额较高。代表性投资事件：2013年12月，广东恒健投资控股有限公司投资中国广核电力50.55亿元人民币，占股比例为10.00%；2013年12月，山东万达、京东、中集集团等投资银隆新能30亿元人民币；2017年4月，林海峰、李宗松、创新基金等投资东方日升32亿元人民币。

7) 新材料：受政策利好及产业发展需求增加影响，投资热度大幅回暖

　　2011-2014年，国内新材料领域投资热度不高，呈整体下滑趋势，2013年全年披露总投资额仅有5.88亿元人民币。2015年，受航空航天等多个领域对新材料需求的不断提高，以及“十三五”新材料产业发展规划等政策利好影响，新材料领域投资开始回暖，案例数达到42起，披露投资金额19.6亿元；2016年，投资案例数为43起，披露投资金额出现大幅提升，达到53.53亿元，是2015年披露投资金额的近3倍；投资地域上，广东、北京、上海占据三甲；投资阶段聚焦成熟期、扩张期。

8) 航空航天：行业高门槛、投资长周期特点突出，巨额投资案例受关注

　　2011-2017Q1，投资规模稳定增长，2016年投资案例数71起，披露投资金额为27.3亿元；2017年一季度，中国航空公司、易方达基金、中国航空油料集团公司等联合投资中国国际航空股份有限公司112.18亿元人民币，直线拉动了2017一季度总披露投资金额，达到138.53亿元人民币；投资地域上，广东省独占鳌头，北京稳居第二，上海、陕西、浙江位列其后；投资阶段上，受行业高门槛、投资长周期影响，成熟期、扩张期企业更易受青睐，2011-2017Q1，投资者对航空航天行业处于成熟期的企业披露投资金额达到了190.01亿元，占到期间该领域总投资额的80%以上。

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