眼下,上海車展正火熱舉行。在參展的眾多新車中,智能化已經非常普及。智能汽車產業是典型的技術驅動型未來產業,是推動新一輪科技革命和產業變革的重要支點,其發展將帶動多產業協同共進。
智能汽車在感知、決策方面具有高度復雜性,需要通過大量高算力芯片來滿足高級別自動駕駛的計算需求。根據中國汽車工業協會統計,當前智能汽車平均對芯片的需求量有望提升至3000顆,是傳統汽車的4倍以上。芯片對于智能汽車而言相當于大腦中樞,芯片產業的發展水平將在很大程度上決定智能汽車產業的發展速度。
一、突破式創新對于智能汽車芯片產業至關重要
當前我國智能汽車芯片產業與國際相比,仍然存在較大的差距,發展面臨創新困境。例如,在車載設備及計算平臺核心芯片方面,智能汽車要求具有高計算效率、高實時性、高可靠性且在復雜場景下進行運算和控制的高集成度的車載核心芯片,而國內在這一領域幾乎沒有競爭力;在人工智能算法芯片方面,如圖像感光芯片、圖像處理芯片、車載數據處理芯片、人工智能芯片等,國內外行業基礎差距明顯,國際芯片具有壟斷性優勢;在核心基礎元器件方面,如激光雷達芯片、毫米波雷達芯片、射頻芯片等,國內供應商與國外領先水平相比仍存在工藝代差;在通信和安全芯片方面,仍然缺乏支持汽車應用的芯片。
不同于在現有技術和產品基礎上進行改進和完善的漸進式創新,突破式創新強調技術知識的新穎性、重大突破性、前沿性和革命性。當前我國智能汽車芯片產業存在對外依存度高、國產化率低、高端產能不足以及外部技術封鎖等問題,亟須通過突破式創新實現跨越式發展。智能汽車芯片產業具有復雜的網絡結構,需要依托跨知識、跨網絡的研究,改變知識要素的聯系、推動跨界網絡嵌入以突破核心技術,進而實現“卡脖子”芯片的國產替代和規模量產的突破。
二、智能汽車芯片產業在不同生命周期的特征
在不同生命周期,智能汽車芯片產業具有不同特征,因此創新方式也不一樣。
在產業導入期,研發創新屬于單點突破,因此以知識要素特征為主的資源建構模式更高效。此階段的智能汽車芯片產業主要以積累專利為目標導向。創新主體通常具有明顯基礎技術知識的創新基因,但是技術軌道不成熟,且外部技術知識獲取困難,面臨著技術復雜和技術集成兩方面的資源約束。產業知識要素呈現模糊性和復雜性等特征,因此突破式創新受到產業知識要素特征的影響較多,而受到跨界網絡嵌入的影響較小。此階段產業專注“為我所有”的資源建構,通過積累式、獲取式以及剝離式的資源建構,突破關鍵核心技術瓶頸的制約。
在產業成長期,產品創新屬于鏈式突破,因此以跨界網絡嵌入為主的資源捆綁模式更高效。該階段屬于多樣化的階段,產業系統需求增長、產業結構逐漸完善、主體競爭不太激烈、系統生態正在形成,主要專注商業化以實現產品突破式創新。由于創新主體的專利積累較為豐富,但下游主機廠給創新主體商業化以及更新迭代的機會不多,且與芯片配套的軟硬件生態體系不完善,面臨車型特色、用戶需求和產業鏈三方面的資源約束。外部網絡為企業提供多樣化資源,企業可以通過跨界網絡嵌入從外界獲得各種物質、信息等資源,因此產品突破式創新受到產業鏈上下游創新、合作方、跨領域、消費者等跨界網絡的影響較多。此階段的核心動力是對網絡成員間及其與環境的不斷交互所產生的新資源,即網絡資源的追逐。此階段產業專注“為我所用”的資源捆綁,通過維持式、豐富式以及開拓式的資源捆綁,突破商業化瓶頸制約。
在產業成熟期,價值創新屬于生態突破,因此以知識要素特征與跨界網絡嵌入共同作用的資源撬動模式更高效。該階段屬于系統融合的階段,產業系統需求穩定、產業結構合理、主體競爭激烈、系統生態秩序形成,此階段主要是專注規模化量產以實現價值突破式創新。前期積累的核心技術和產品能力得到集中爆發,但車規認證要求高,規模量產產品良品率、穩定性、可靠性等存在問題,面臨車規驗證和規模量產兩方面的資源約束。創新主體的協同行動產生了包括核心技術的產生、快速的反應能力等協同的系統資源,因此,價值突破式創新受到產業生態系統競爭的影響較多。此階段的核心動力是協同系統資源的撬動。此階段產業專注“為我所主”的資源撬動,通過調用式、協調式以及部署式的資源撬動,突破規模瓶頸制約。
三、智能汽車芯片產業實現突破式創新的路徑
突破式創新是一個隨時間變化的動態過程,因此智能汽車芯片產業實現突破式創新需要因時制宜,根據產業在不同生命周期階段的特點制定相應突破路徑。
在產業導入期加快內部資源建構,推動技術突破式創新?;谥R要素特征,加快資源建構是智能汽車芯片技術突破式創新的關鍵。
首先,加快復雜性知識吸收,根據行業的知識領域,構建知識庫結構,將內部不同學科的科學家和工程師凝聚在一起,組成攻關小組,解構技術領域內的知識層級和學習路徑,統籌完成芯片產業的復雜工作。
其次,降低知識模糊性,如組織內部討論會等方式,為研發人員交流提供便利,最大限度加快迭代,去偽存真。減少知識在內部傳播和理解的困難,持續將經驗技能、技術訣竅等隱性知識系統化和文本化。
最后,加快內部資源建構,培養關鍵領域和崗位上的專家型人才與工程師。按科技人員的成就和取得專利的情況確定他們的工資和獎勵,成為激勵科研人員發揮創造性的重要手段。鼓勵科學家到全球大學、技術論壇上建立朋友圈,通過搜集專利和論文線索,找到頂尖人才及博士團隊,成立聯合實驗室。剝離與創新活動相關性較小的資源,從而推動創新知識產出,掌握原創性知識和專利,實現技術的突破式創新。
在產業成長期加快外部資源捆綁,推動產品突破式創新。基于跨界網絡嵌入特征,加快外部資源捆綁是智能汽車芯片產品突破式創新的關鍵。
一方面,深化關系嵌入,優化產業鏈條,強化產業各環節之間的協同配合,持續開展技術交流、商業合作等活動。在符合國家安全利益前提下與國際同行進行交流互鑒,在引進消化吸收外來技術基礎上進行再創新,形成自身優勢。針對制約產業發展的關鍵技術進行重點攻關,提高自主可控能力。以跨主體合作業務為對象,與合作伙伴共同進行合作愿景、市場需求和合作規則的建模,將產業創新生態系統的合作業務全程數字化,提升合作效率。
另一方面,加快外部資源捆綁,維持在合作網絡中的優勢地位,加強與機構、供應商和客戶的互動,基于消費者需求變化,拓展跨領域合作,保持產業整體成長節奏,從而堅持嵌入耦合和自主創新相結合,提升產品競爭力,實現產品的突破式創新。
在產業成熟期加快內外資源撬動,推動價值突破式創新。基于知識要素特征和跨界網絡嵌入共同作用的特征,加快內外資源撬動是智能汽車芯片價值突破式創新的關鍵。
一方面,應用場景是產業發展的方向,市場空間是產業發展的潛力。要緊跟科技革命和產業變革趨勢,在汽車與5G、AI和物聯網等新興交叉領域不斷探索創新。通過數字技術驅動產業生態系統優化,有助于加速實現智能汽車芯片產業從線性約束發展到非線性的快速發展。
另一方面,調用和協調各方利益相關者“撬動”行業資源參與價值創新的過程,依托優勢資源參與行業標準制定、推動場景落地,提前部署自身價值最大化的應用場景,從而不斷提升品牌影響力,在國內外市場不斷拓展份額規模,實現價值的突破式創新。
(作者單位:上海交通大學安泰經濟與管理學院、中國城市治理研究院。本文系國家社會科學基金重點項目“數字重構產業創新生態系統的機理、路徑與策略研究”的研究成果)
原標題:《需求量是傳統汽車的4倍以上,智能汽車芯片產業如何實現突破式創新?》
欄目主編:王珍 文字編輯:王珍 題圖來源:圖蟲 圖片編輯:蘇唯 編輯郵箱:shhgcsxh@163.com
來源:作者:陳潔 夏奇緣
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