2024年2月25日发(作者:)
第8卷 第5期
2023年10月理论研究■ 贺斌1 张卫海2 李静3123美国纳米技术国家战略解析与我国对策研究*南通大学未来教育研究所科技政策研究中心 南通 226019南通大学马克思主义学院 南通 226019
中国矿业大学公共管理学院 徐州 221116摘要:[目的/意义]美国在《2022年芯片和科学法案》中授权对美国本土芯片产业提供巨额补贴、研发资助和减税优惠,试图重构强大的半导体生态系统。由于纳米技术是芯片制造中常用的前沿核心技术,因此有必要对美国纳米技术国家战略情报进行系统解析,为我国提出相关对策建议。[方法/过程]以美国政府先后发布的6版《国家纳米技术倡议战略规划》作为研究对象,采用比较研究法、文本挖掘技术和内容分析法,考察当前美国纳米技术国家战略在政策目标、重点任务、实施框架等方面的举措和经验。[结果/结论]在拜登政府对华科技遏制的大背景下,基于我国国情,提出中国纳米科技战略发展的六大对策,主要包括我国纳米科学技术指导协调委员会职能优化、纳米科技战略规划配套与制定、纳米科技创新生态体系重构、纳米科技发展机制系统创新、纳米科技高端人才和劳动力培养以及增进国际交流合作等。关键词:美国 《2022年芯片和科学法案》 纳米技术 战略规划 纳米技术倡议 KH Coder分类号:F49DOI: 10.19318/.2096-1634.2023.05.111
前言半导体芯片已经成为全球科技竞争的焦点。2022年8月9日,美国总统拜登正式签署的《2022年芯片和科学法案》(简称《芯片法案》)行政令中,授权对美国本土芯片产业提供巨额补贴、研发资助和减税优惠,试图重构美国强大的半导体生态系统,引发了全球高度关注和警惕。2022年10月,为了纪念美国国家纳米技术日(每年10月9日),白宫科技政策办公室(Office of Science
and Technology Policy,OSTP)和国家纳米技术协调办公室(National Nanotechnology Coordination
Office,NNCO)发布旨在推进拜登政府努力实现科技造福全体美国人民承诺的公告,同时对美国政府正在推进的、旨在确保美国在未来产业中世界领先地位的《芯片法案》实施情况进行补充说明[1]。由于纳米技术为未来先进制造业、人工智能、量子信息科学等关键产业提供重要支撑,许多发达国家将纳米技术列入优先发展重大事项[2]。NNCO主任布兰登·布劳夫(Branden Brough)认为[3],国家纳米技术日是一个庆祝拜登政府努力推动纳米级研究突破的重要机会,这些突破几乎影响了每个科学学科,并为新兴的领域和技术奠定了基础。正如2022年诺贝尔奖所公布的量子信息科学和点击化学方面的工作表明,纳米技术界正在利用国家在原子和分子水平上的研究投资,寻找解决微电子制造等当今最紧迫的、最具有挑战的有效方案。∗本文系国家社会科学基金一般项目“中美人工智能战略比较研究”(项目编号:22BZZ080)研究成果之一。作者简介:贺斌,南通大学未来教育研究所科技政策研究中心教授,博士,E-mail:****************;张卫海,南通大学马克思主义学院副教授,博士,E-mail:****************;李静,中国矿业大学公共管理学院讲师,博士,E-mail:
133****************。79Copyright©博看网. All Rights Reserved.
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《国家纳米技术倡议战略规划》(National
Nanotechnology Initiative Strategic Plan,NNI战略规划)是美国从战略层面推动纳米技术研发、转化析的文献相对匮乏。本文借助文本挖掘技术、内容分析和比较研究方法,深入分析拜登政府纳米技术国家战略的热点主题、目标定位和前沿动向,以期为我国推进新一代纳米科技和芯片产业发展战略提供重要启示。和应用的最高级别的国家文本。从克林顿政府到拜登政府,先后共发布了6个版本。2000年,时任总统克林顿发起了国家纳米技术倡议(National
Nanotechnology Initiative,NNI),借以协调联邦政府研发工作,提升美国在纳米技术方面的竞争力。美国国家科学技术委员会(National Science
and Technology Council,NSTC)下设纳米科学工程与技术(Nanoscale Science, Engineering, and
Technology,NSET)分委员会负责协调NNI工作。2001年,NNI首次获得美国国会资助。2003年12月3日,时任总统布什签署的《21世纪纳米技术研发法案》中规定,NEST每隔3年制定一个战略规划。NNI战略规划制定了国家纳米技术行动的总体目标以及相应的具体目标,成为NNI各成员机构优先考虑与研发、培训和基础设施相关活动的指南。2021年9月,拜登政府发布了第6版《国家纳米技术倡议战略规划》,比前5个版本的规划发生了重大调整。美国总统财年对NNI的预算已由2021年的17亿美元升至2022年的19.8亿美元以及2023年的19.9亿美元。中国知网数据库检索表明,目前国内有关美国纳米技术战略比较分[4]2
2.1 高频词分析由于战略规划文本属于非结构化数据,本文采用KH coder文本挖掘软件对数据进行处理。利用NLP技术可实现单词的精确定位、词频统计、词间关系以及可视化文本挖掘过程[5],因此,NLP技术在国内外文本分析研究中得到应用广泛[6]。本文将相关文件转化为纯文本文件,剔除无效词汇,合并同义词,设置停用词,并对文本进行词频统计。本文的核心数据是NSET发布的《国家纳米技术倡议战略规划》报告。由于前5个版本的规划报告目标定位和内容框架基本保持一致,只有2021年拜登政府发布的战略规划作了重大调整。因此,本文以前面4个版本的规划以及近3年NNI总统财年预算等作为背景资料,重点对2016年[7]和2021年[8]颁布的最后2个版本的《国家纳米技术倡议战略规划》报告进行详细比较。250频数频数2021年NNI战略规划100500 1 2 5 10 20 50 100 200
词频100500 1 2 5 10 20 50 100 词频2016年NNI战略规划图1 2021年与2016年NNI规划文本的词频分布图Figure 1 Term frequency distribution of NNI planning texts in 2021 and 2016利用KH Coder的词频分步(Term Frequency
Distribution)计算得出,2016年NNI规划文本的词频平均值是4.74(每个词汇平均出现4.74次)、标准差为9.46,出现次数少于18次的词汇占比为95.53%;2021年NNI规划文本的词频平均值是5.30、标准差为12.22,出现次数少于18次的词汇占比为80Copyright©博看网. All Rights Reserved.
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94.66%。图1展示了两个版本的NNI规划文本的词频分布呈现明显的长尾效应。因此,有限的高频词汇能够较好地反映NNI规划文本中的重要信息,对高频词进行分析处理是剖析政策文本的重要途径。表1是对2021年和2016年NNI战略规划文本的TF词频分析表(排名前50)。对这些高频词进行分析,能够较好地获取美国纳米技术国家战略中的重要信息及其主要变化。表1 2021年和2016年NNI战略规划文本的TF词频分析表(前50)Table 1 TF word frequency analysis table of 2021 and 2016 NNI strategic planning texts (top 50)2021年NNI战略规划词汇nanotechnologycommunitydevelopmentresearchagencyeffortareaactivityresourceprogramtechnologyfacilitymechanismopportunitygoaltoolcollaborationinfrastructurestudentaccesstrainingworkforceeducationinnovationexample词频3534343433333232322词汇industryprioritycommercializationleverageuserapplicationnanomaterialpracticesupportecosystemengagementdatumunderstandingworldinteragencyorganizationideaobjectiveproductresearcherscienceadvancemodelpartnershippathway词频22222751514141414词汇nanotechnologyagencyresearchdevelopmentgoalactivitycommercializationcollaborationprogramefforttechnologyresourcecommunityinformationtoolproductindustryareamaterialsciencedatumfacilityinfrastructurechallengeknowledge2016年NNI战略规划词频343432323242322222词汇mechanismstudentdevicepublicriskstakeholderinnovationmarketuseuserdiscoveryinitiativenetworkobjectivepartnershiptransferassessmentbenefitinvestmentopportunityplanpracticewebinarworkforceecosystem词频532110由表1可知,2016年的NNI战略规划文件中,高于50次的高频词是“纳米技术”“机构”“研究”“开发”,其中“研究”与“开发”的词频数基本均等,表明上一轮规划对纳米技术研究和开发几乎给予同等地位加以重视。此外,规划中出现了“目标”“项目”“商业化”“协作”等较高频率的主题词,表明2016年NNI规划比较关注总体目标的制定,支持多元化项目资助,重视纳米技术市场化应用以及NNI参与机构合作等主题。在2021年NNI国家战略文件中,“纳米技术”“共同体”“开发”“研究”“机构”“努力”“领域”等是高于50次的高频词,其中“开发”的词频比“研究”的词频高了近30次。这表明拜登政府高度重视提升美国在纳米技术研发方面的竞争力,希望通过联邦政府与NNI成员机构的共同努力,能够在多个重要领域开展研发和应用,并强调纳米技术应用地位强于开发。此外,该规划文件中出现了“资源”“项目”“教育”“劳动力”“培训”“设施”“机制”等较高频率的主题词,显示了拜登政府对多元化纳米技术人才培养和纳米81Copyright©博看网. All Rights Reserved.
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技术生态系统建设机制创新的最新关注。2.2 主题分析本文利用KH coder的LDA模型对2016年和2021年美国NNI战略规划文本进行主题分析,以便于对文档主题、主题关键词和共现频率进行提取,从而形成聚类关系。图2和图3分别是2016年与2021年NNI规划文本的主题词聚类图。图中每种颜色代表一个主题聚类;每个主题由若干关键词组成,关键词所在圆圈大小代表词频高低,关键词之间连线粗细代表两者之间关系强弱。为了更加准确地分析聚类关键词的情境,本文结合KWIC(key words in context)一致性对每个聚类做出相应解释。82图2 2016年NNI战略规划主题词聚类图Figure 2 Sub-group of key words in 2016 NNI strategic plan图3 2021年NNI战略规划主题词聚类图Figure 3 Sub-group of key words in 2021 NNI strategic planCopyright©博看网. All Rights Reserved.
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2016年NNI规划的主题词聚类分析显示,首先,“nanotechnology-development-reseach-sci-ence-technology-program-agency-effort-communi-ty-mechanism”主题中包含词频最高,直观地展现了2016年NNI规划文件对纳米技术研发的科技项目以及纳米技术共同体机制的重视。其次,“investment-infrastructure-user-facility-workforce”主题与“commercialization-market-product-innova-tion-transfer-industry-partnership-collaboration”主题表明,上一轮规划要在基础设施和劳动力培养等方面加大投资力度,增加对纳米技术商业化和对公私合作关系的相关支持的关注力度。此外,“stu-dent-public-network-opportunity-stakeholder-activity”主题表明,美国NNI机构和国家纳米技术协调办公室(NNCO)要寻找机会接触学生和公众,向公众宣传和普及纳米技术。最后,“risk-benefit-as-sessment-datum-discovery-tool-device”主题表明,美国要致力于开发和验证测量工具和决策模型,以评估纳米技术对环境和人类健康与安全的潜在风险和益处。2021年NNI规划主题词聚类分析显示,首先,“nanotechnology-development-world- research-sup-port-workforce”主题中的词频最高、聚类效果明显,直观地展现了最新规划文件对世界级纳米技术研发和高素质劳动力队伍建设的重视与支持。其次,“community-partnership-collaboration-mach-anism-area-priority-practice-applicaton-industry”主题表明,美国要重构国家纳米技术共同体,创新参与主体之间的伙伴协作机制,推动纳米技术在国家高优先级的产业应用领域的快速发展。再次,“student-opportunity-education-training-pro-gram-agency”主题表明,美国要以多种项目资助NNI和参与机构为学生提供教育和培养机会,着力培养下一代纳米技术的用户、设计师和建设者。“ecosystem-science-technology-innovation- path-way”主题体现了美国要进一步加强NNI在培育和推进充满活力的纳米技术生态系统以及推动重大科技创新突破方面的关键作用。最后,“research-er-user-facility-access-tool-nanomaterial-product”主题表明,NNI要重点支持纳米技术用户设施,为研究人员和产业界制作纳米材料产品提供工具和设备支持。面对全球日益激烈的科技竞争态势,2021年NNI战略规划将目标1确定为“确保美国在纳米技术研发方面保持世界领先地位”,这是对2016年“推进世界级纳米技术研发项目”目标定位的超越和提升。为此,2021年战略规划更加重视NNI成员机构之间在具有共同利益的领域增进合作,更加重视与联邦政府优先事项和行动倡议之间的联系,强调在共同利益领域开展国际合作与交流。该目标为推进跨学科基础研究提供了一种平衡途径,通过支持广泛的、高成熟度的纳米技术研究组合(research portfolio)来推动新发现的产生和战略合作的形成,进而在高优先级领域取得快速发展。3.2 目标2:促进纳米技术研发的商业化根据美国国家科学、工程和医学院(合称“国家研究院”,National Academies of Sciences, En-gineering, and Medicine,NASEM)的建议,NNI和参与成员将重新强调促进纳米技术商业化的活动。为此,2021年NNI的目标2在以下几个方面发生了明显变化。一是增强并扩大纳米技术创业共同体。创业者会不断产生创意并将其推向市场,在纳米技术生态系统中发挥着关键作用。NNI成员机构为创业者提供了大量培训机会,如美国国家卫生研究院(National Institutes of Health,NIH)的“从概念到临床:创新项目商业化”项目等。二是巩固和加强与区域生态系统之间的联系。区域创新生态系统在培养跨学科开发者共同体以及作为支持先进技术商业化的可访问资源等方面具有独特地位,NNI将不断加强与在区域生态系统做出贡献的组织之间的联系。三是重点突3
由于NNI战略规划的主要内容是制定美国纳米技术发展目标,本节主要运用内容分析法对2016年和2021年的NNI规划文件的战略目标作比较分析。通过比较发现,2021年NNI战略规划包含了五大政策目标,比2016年NNI增加了1项,其余4项总体保持一致,但在一定程度上已发生质变(表2)。3.1 目标1:确保美国在纳米技术研发方面保持世界领先地位83Copyright©博看网. All Rights Reserved.
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表2 美国2021年NNI战略规划与2016年NNI战略规划的政策目标比较Table 2 Comparison of the policy objectives of the 2021 and 2016 NNI strategic plan2021年纳米技术国家战略规划目标1:确保美国在纳米技术研发方面保持世界领先地位1.1 推动世界一流纳米技术的研发1.2 通过在NNI成员机构之间有开展针对性的合作,增加具有共同利益的领域1.3 在NNI与现有的和新增的联邦政府优先事项和行动倡议之间加强联系1.4 将精力专注于纳米技术能够应对全球挑战的领域1.5 在共同利益领域促进国际合作与交流2016年纳米技术国家战略规划目标1:推进世界级纳米技术研发项目1.1 支持拓展纳米技术前沿和加强学科交叉的研发1.2 识别并支持通过科学突破赋能、国家优先事项驱动以及通过与利益相关者积极参与来熟悉的纳米科技研究1.3 对美国纳米技术研发项目的绩效进行评估1.4 推进纳米技术签名倡议(Nanotechnology Signature
Initiative,NSI)的动态投资组合,每个NSI由多个NNI成员机构支持,以解决重要的国家优先事项1.5 利用纳米技术带来的重大挑战,让更广泛的共同体参与解决国家和全球的重要问题目标2:促进新技术转化为商业和公益产品2.1 协助纳米技术企业界了解联邦政府的研发资金和监管环境2.2 加大对纳米技术商业化和对公私合作关系的相关支持的关注力度2.3 促进用户设施、合作研究中心和区域倡议具有更广泛的可及性和可利用性,以加速纳米科学从实验室向市场的转移2.4 参与对纳米技术产品和工艺的开发和负责任的商业化相关的国际活动目标3:开发和维持教育资源、熟练劳动力、动态基础设施和工具集,以推进纳米技术3.1 扩大宣传和非正式教育项目,让公众了解纳米技术的机遇和影响3.2 建立和维持有助于发展和维持熟练的纳米技术劳动力的项目3.3 提供、促进共享和维持物理和网络的研发基础设施,尤其是用户设施和合作研究中心3.4 促进数据的存储和共享以及用于纳米技术研发的信息学工具的开发和使用目标2:促进纳米技术研发的商业化2.1 培训、加强和支持纳米技术创业共同体2.2 参与并加强与区域创新生态系统之间的联系,以支持全国各地的纳米技术商业化2.3 提升认识并协调能够支持技术开发路径后续阶段的联邦活动2.4 在目标领域建立并扩大公私伙伴关系2.5 突出纳米技术在市场中的重要性目标3:提供可持续支持纳米技术研发和部署的基础设施3.1 协调联邦政府为支持纳米技术研发基础设施做出努力3.2 支持关键纳米技术基础设施的开发和采购3.3 促进所有美国人使用全美的纳米技术研发基础设施3.4 通过促进数据库互操作和最佳实践,鼓励共享纳米技术数据3.5 提升认识并为研究用户设施向原型、测试和制造业资源的转换途径提供便利3.6在目标技术领域中,开发试验台和原型设施3.7 利用专门的纳米技术基础设施,提供并推动教育、培训和劳动力发展的机会目标4:让公众参与并扩大纳米技术劳动力4.1 利用纳米技术激励学生追求(Science, Technology, Engineering,
and Mathematics,STEM)学位以及与STEM相关的职业道路4.2 提供教师培训,促进使用纳米技术教学资源4.3 促进和扩大学生参与研究、实习、交换和国际经验的机会4.4 利用专门的纳米技术基础设施,提供并促进教育、培训和劳动力发展的机会4.5 让工人为纳米技术带来的新兴技术中的高质量工作做好准备4.6 扩大纳米技术劳动力并使其多样化4.7 就纳米技术的科学、应用和影响等相关问题向公众提供信息并与公众互动目标5:确保负责任地开发纳米技术5.1 协调有关负责任地开发与纳米技术的联邦活动5.2 推进并广泛分享对纳米环境健康与安全的科学理解5.3 支持将负责任的开发原则纳入纳米材料和纳米技术产品的研发和商业化过程5.4 鼓励将负责任的开发原则纳入教育和培训项目5.5 加强国际参与,以支持负责任的纳米技术开发目标4:支持负责任的纳米技术开发4.1 支持创建一个全面的知识库,以评估纳米技术对环境和人类健康与安全的潜在风险和益处4.2 创建并采用及时传播、评估和纳入相关环境、健康和安全( Environmental, Health, and Safety,EHS)知识和最佳实践的方法4.3 发展国家能力,以识别、定义并负责任地应对纳米技术的伦理、法律和社会影响( Ethical, Legal, and
Societal Implications,ELSI)所特有的概念和挑战4.4 将可持续性纳入负责任的纳米技术发展出高优先级领域的纳米技术开发路径后续阶段的重大挑战。2021年战略规划首次提出纳米技术发展路径后期阶段(Later Stage)的概念,主要是指纳米技术向市场转化应用的重大挑战阶段。NNI将组建“老虎团队”(tiger teams),以制定技术路线图等方式快速地梳理和应对各种重大挑战。84Copyright©博看网. All Rights Reserved.
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四是将公私伙伴关系(Public-private Partnership,PPP)作为对知识和资源加以利用并产生商业化途径的有效机制。NNI成员机构在高优先级技术领域建立新的公私伙伴关系,不断交流新发现和新需求,在基础研究和应用研究之间建立良性循环以加速创新。3.3 目标3:提供可持续支持纳米技术研发和部署的基础设施2021年NNI战略规划的目标3是“提供可持续支持纳米技术研发和部署的基础设施”。相较于2016年NNI,2021年NNI的目标3更加聚焦和精细化。一是重视纳米技术研发的新型基础设施建设。昂贵的专用工具和平台环境仍然是许多纳米技术研发的核心需求。NNI开发和采购了新型的物理基础设施(如扫描电子显微镜)和网络基础设施(如数字模型、模拟和数据等),为高水平纳米技术研发提供不间断支持。二是为研究用户设施向原型、测试和制造业资源的转换途径提供便利。当研究设施与制造设施之间的路径清晰且可访问时,开发人员可以更容易地将其创意从实验室转移到市场。三是对纳米技术用户设施在全国范围内进行部署。NNI有意将用户设施分布到美国各地。例如,国家科学基金(National
Science Foundation, NSF)资助的国家纳米技术协调基础设施(National Nanotechnology Coordinated
Infrastructure,NNCI)站点分布在17个州,涉及29所大学和其他合作组织。3.4 目标4:让公众参与并扩大纳米技术劳动力2021年NNI战略规划新增的目标4是“让公众参与并扩大纳米技术劳动力”,其集中地反映美国对纳米技术人才培养的高度重视。第一,突出STEM人才和劳动力的基础性地位。STEM是科学发现和技术创新的基础,培养具有全球竞争力和多样化的纳米技术劳动力成为NNI的第一目标[9]。第二,开发丰富的教育资源。NNI支持了数十种教育资源的开发,其中新一代的物理和网络基础设施能够提供前所未有的世界级专业纳米技术工具,带给学习者真实的、动手做的学习经验。第三,支持中小学教师培训与专业发展。NNI机构为K-12纳米技术课程教师提供丰富的教育资源、培训材料以及纳米技术案例等。例如,NSF支持了一系列关于纳米科学和工程教育的研讨会,为K-12教师开发教育资源,其中包括经由NSF教师研究体验项目开发的课程计划和展演。第四,增加学生参与研究、实习、交换和国际经验的机会。NNI机构利用实习、奖学金和国际交流项目为学生提供沉浸式研究和真实体验。第五,纳米科学的社会普及。公众对纳米科技的信任对于实现纳米技术创新的潜力至关重要。NNI和成员机构将通过分享有关科学进步和应用的信息以及纳米技术对环境、健康和安全的潜在影响,促进公众信任和技术采纳。3.5 目标5:确保负责任地开发纳米技术负责任地开发纳米技术是NNI成立以来的一个重要支柱。2021年战略规划将“确保负责任地开发纳米技术”作为第五个目标。新规划中的负责任的发展框架既继承了NNI最初的负责任的发展工作理念(如人类健康与环境保护),又产生了新的思想,如包括对伦理、法律和社会影响(
Ethical, Legal, and Societal Implications,ELSI)的考虑,对包容、多样性、公平和获取(Inclusion,
Diversity, Equity, and Access,IDEA)的强调以及负责任的研究行为。负责任开发的另一个关键方面是透明的公众参与,增进消费者的信任,并具备做出明智决策的知识。此外,国际参与对负责任开发具有极其重要的价值。NNI机构支持可持续的纳米技术等主题的国际研究对话,来自NNI各地的代表通过经合组织(Organisation for Economic
Cooperation and Development,OECD)和世界卫生组织(World Health Organization,WHO)等多边论坛就纳米技术展开积极对话,促进资源共享、探索协同效应,并塑造全球对话[10]。NNCO正在推动国际研究共同体对有关纳米技术相关环境、健康和安全问题和纳米制造的科学信息进行广泛交流[11]。4
在当今纳米技术全球竞争日趋激烈的时代,虽然美国仍然是纳米技术领域的竞争对手,但已不再是毫无争议的领导者(unambiguous lead-er),期望或主张美国在纳米科技的每一个领域都处于领先地位是不现实的,因此,有必要确定美85Copyright©博看网. All Rights Reserved.
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国致力于领导世界最为关键的研究领域[12]。为以及健康和安全领导等方面提供重要支持。因此,NEST分委员会和NNCO要加强构建完善的连接实验室和市场的创新生态系统,以支持纳米技术从基础研究到产品和服务的转移,确保美国纳米技术的竞争力并造福美国社会。4.3 重新设计纳米技术倡议工作机制体系由于最新NNI规划调整了战略目标,NNI需要对运行结构和参与机制进行重新设计,以便敏捷地应对纳米技术创新生态系统的变化,进而灵活、高效地适应国家优先事项。这些机制主要包括五方面。一是国家纳米技术挑战(National Nan-otechnology Challenges,NNCs)应对机制。NNI正在启动国家纳米技术挑战新机制,以动员纳米技术研发界要加倍努力应对重大的世界性挑战(如大流行病应对、气候变化等)。二是利益共同体机制。作为一种高效、实用的非正式机制,纳米技术共同体吸纳了最广泛的利益相关者主动参与,包括美国和世界各地的研究人员,大小企业,教师和学生,联邦、州和地方政府官员,非营利组织以及社会大众。三是资金筹措机制。高技术研究通常具有高投入、高风险特征,尤其是在研发初期需要大量资金支持。NNI将探索增加使用多种灵活的筹资机制(funding mechanism),如政府资助的风险资本、其他交易授权(other trans-actional authority)和相关基金会等。NNI成员机构还提供了广泛的筹资机会组合,以支持后期开发和向市场过渡,如小型企业创新研究( Small
Business Innovation Research,SBIR)和小型企业技术转让(Small Business Technology Transfer,STTR)项目是美国的种子基金,鼓励小企业参与具有商业化潜力的联邦研发。四是国际交流合作机制。从政府与政府之间的对话到研究人员领导的合作,参与国际事务可以推进NNI许多研究优先事项,并为美国外交关系提供支持。NNI成员代表还广泛地参与并领导了其他国际活动,从双边对话到多边参与(如通过OECD或标准制定组织),再到与世界上专注于纳米技术的组织建立联系。五是审查评估机制。根据美国《21世纪纳米技术研发法案》,总统科技顾问委员会(President’s
Council of Advisors on Science and Technology,PCAST)和NASEM负责为美国纳米技术的发展了帮助美国实现纳米技术复兴(resurgence)目标,确保美国纳米技术在赋能电子元件、医疗保健、清洁能源等领域中能够重新位居世界前列,强力捍卫美国国家安全利益和国家经济繁荣,拜登政府重新设计了NNI战略规划的重点任务和实施框架。4.1 遵循国家优先事项的研究与开发拜登政府为了解决美国政府紧迫的研发优先事项,通过NSTC和其他机构间论坛协调的多机构研究活动,正在解决对未来产业、科学发现和创造就业机会最有希望的领域的研究投资。主要优先领域包括:大流行病预防、应对气候变化、促进关键新兴技术的研究和创新、为公平创新、国家安全和经济弹性、STEM教育和参与等[13]。为此,美国2023总统财年预算中将研发投资置于历史最高水平,将为联邦研发提供2,049亿美元,比2021年增加了28%。为了响应国家优先事项研发战略需求,NSET分委员会和NNI成员机构应协调国家纳米技术倡议工作,与国家优先事项保持战略一致,提出负责任何可持续的基于纳米技术的解决方案,有针对性地解决联邦研发的优先事项,如利用纳米技术开发出COVID-19诊断和监测工具、消毒剂以及防护设备等[14]。4.2 重构纳米技术创新生态系统根据NASEM研究,纳米科学带来的关键机遇以及美国的战略需求已经发生了重大变化,即从创造新知识和新材料以提升对纳米现象的理解(先前机会),扩展到对纳米产品负责任的商业化以实现纳米科学的经济价值和社会效益(当前机会)。然而,相较于其他国家,美国在对纳米技术商业化方面的协调和直接支持进展较缓。鉴于目前的战略机遇期,迫切需要更好地重构机能完备的纳米技术创新生态系统,将纳米科学研究、基础设施开发、公共产品研发和劳动力发展纳入其中,要发挥学术界、产业界和政府各自优势,加强相互之间的沟通与协作,加速提升纳米技术的社会经济效益。在良好的创新生态系统中,学术界将不断孕育创新的种子,产业界将收获新技术带来的巨大益处,联邦政府则在研究重点设定、研究经费资助、基础设施、技术专长、监管指导86Copyright©博看网. All Rights Reserved.
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提供必要的评估和建议。此外,还可根据某些项目特殊需求,灵活组建跨机构审查专家组开展审查评估工作。4.4 科学制定战略规划实施框架由图4可以看出,NNI战略规划实施框架总体分为3个层次:目标层、任务层和愿景层。三者之间保持着相互依赖、相互支持和相互转化的互动关系。具体来说,NSET分委会将密切跟踪美国国家优先事项为NNI议定共同愿景,然后将愿景转化为具体的目标系统,并就NNI目标相关的政策、程序和规划向NSTC和白宫科技政策办公室(Office
of Science and Technology Policy,OSTP)提供建议和协助。在NNI目标体系的驱动下,纳米技术战略规划重点强调以三大重点任务为主要支柱,明确将NNI研发行动以国家优先事项和重大需求为根本遵循,重构纳米技术创新生态系统,优化设计纳米技术倡议的工作机制体系,最终确保美国在纳米技术关键领域的领导地位,维护美国国家安全利益,促进社会经济繁荣,增进国民福祉。图4 NNI战略规划实施框架Figure 4 NNI implementation framework5
中国是当今世界纳米科技进步的重要贡献者和世界纳米科技研发前沿大国。然而,拜登政府视中国为最大的科技竞争对手,总体上对华采用科技扼制、出口管制和精准脱钩策略[15]。《芯片法案》更是明确规定,获得美方补助的企业十年内不得与中国或其他“令美国担忧”的国家进行任何“重大交易”。面对全球科技竞争激烈态势,中国要坚决采取积极防御战略,把纳米科技发展放在国家战略层面,系统布局、主动谋划,牢牢把握纳米科技发展新阶段国际竞争的战略主动,有效保障国家安全、提升人民生活品质。为此,本文提出如下对策建议。第一,进一步发挥国家纳米科学技术指导协调委员会的专业职能,就国家纳米科技政策、战略规划、国家行动等向上级主管部门提供建议和协助,对能够满足国家重大战略需求的纳米科技进行跟踪,并承担国家纳米科技行动的协调、监督和报告等工作。第二,与国家经济社会发展五年规划相配套,科学研制和发布国家纳米科技战略规划。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中指出,要把科技自立自强作为国家发展的战略支撑,坚持“四个面向”,加快建设科技强国。要制定和实施国家纳米科技战略规划,根据新时期国家优先发展战略需求,确立我国纳米科技发展战略目标,通过整体部署、科学布局,突出重点任务,协同优势力量攻克关键技术,增强我国纳米科技核心竞争力,服务经济社会发展、支撑国家安全。87Copyright©博看网. All Rights Reserved.
第8卷 第5期
2023年10月
第三,要重构国家纳米科技创新生态体系,建成新一代国家纳米技术基础设施,筑牢学术界、产业界和政府之间的伙伴关系,从而促进纳米技术的实验室研发向市场负责任产品转化,实现纳米科技的经济效益和社会价值。第四,要进一步建立健全国家纳米科技发展创新机制体系。从顶层设计层面入手,系统设计好国家纳米科技发展的管理机制、投入机制、监控机制、协调机制、市场机制、激励机制、评价机制等,促进国家纳米科技战略良性运行。例如,尝试推行技术总师负责制,实行“揭榜挂帅”“赛马”等制度,健全奖补结合的资金支持机制;健全纳米科技评价机制,完善自由探索型和任务导向型科技项目分类评价制度,建立非共识科技项目的评价机制等。第五,加快引培纳米科技高端人才,加强高素质纳米技术劳动力培训与建设,推进青少年纳米科技普及教育。纳米科技高端人才是国家纳米战略发展的重中之重,要培养和引进全球顶尖人才和青年人才,形成我国纳米科技人才新高地。支持高等院校、社会化培训机构等开展纳米科技培训,提升就业人员专业技能。在中小学综合实践活动、STEM教育、科技创新等课程中普及纳米科学与技术,提升青少年对纳米科技的整体认知。第六,加强国际事务参与,增进国际交流与合作。以相互尊重、和平共处、合作共赢的基本工作方针,在全球性挑战应对、专业人才培养、纳米科技标准制定等方面积极开展国际交流和合作,共同支持全球纳米科学与技术负责任、可持续发展。参考文献:[1] The White House. White House Office of Science and
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作者贡献说明:贺 斌:负责确定选题与论文框架,撰写初稿、定稿;张卫海:负责采集、清洗与分析第1~4版《国家纳米技术倡议战略规划》文本,协助修订初稿;李 静:负责采集、清洗与分析第5~6版《国家纳米技术倡议战略规划》文本,协助修订初稿。technology export control entity list against China and
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is of National Strategic Intelligence of American Nanotechnology and China’s CountermeasuresHe Bin1 Zhang Weihai2 Li Jing31STPRC of Future Education Research Institute, Nantong University, Nantong 2260192School of Marxism, Nantong University, Nantong 226019
3School of Public Management, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116Abstract: [Purposes/significance] The CHIPS and Science Act 2022 authorizes the provision of huge sub-sidies, R&D funding and tax concessions to the domestic chip industry in the United States, aiming to rebuild a
strong semiconductor ecosystem. As nanotechnology is a leading core technologyutilized in chip manufacturing,
it is necessary to systematically analyze the national strategic intelligence of nanotechnology in the United States,
and then put forward relevant countermeasures and suggestions for China. [Method/process] Taking the six edi-tions of the Strategic Plan for National Nanotechnology Initiatives issued by the U.S. government as the research
object, we primarily employ comparative research method, text mining technology and content analysis method
to investigate the policy objectives, key tasks, implementation framework and other measures and experiences of
the current U.S. national nanotechnology strategy. [Result/conclusion] Under the background of the Biden ad-ministration’s containment of China’s science and technology, based on China’s national conditions, six counter-measures for China’s nanotechnology strategic development are proposed, mainly involving the optimization of
the functions of China’s Nanoscience and Technology Guidance and Coordination Committee, the formulation of
nanotechnology strategic plan matched with Five Year Plan for National Economic and Social Development, the
reconstruction of the nanotechnology innovation ecosystem, the innovation of the nanotechnology development
mechanism system, the cultivation of high-end talents and labor in nanotechnology, and the enhancement of inter-national exchange and ds: America CHIPS and Science Act 2022 nanotechnology strategy plan
national nanotech-nology initiative
(NNI) KH Coder收稿日期:2023-02-16 修回日期:2023-03-0789Copyright©博看网. All Rights Reserved.
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