+ 范國(guó)江　　中國(guó)衛(wèi)通集團(tuán)有限公司

顛覆性技術(shù)定義特征分類及基本規(guī)律探析

+ 范國(guó)江中國(guó)衛(wèi)通集團(tuán)有限公司

在知識(shí)爆炸、信息爆炸、技術(shù)爆炸的21世紀(jì)，新科學(xué)理論、新生產(chǎn)工藝、新性能材料、新功能元器件、新施工方法不斷涌現(xiàn)，計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度按摩爾定律迅速增長(zhǎng)，微型計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、第三方應(yīng)用插件、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)正迅速滲透到各行各業(yè)，導(dǎo)致各行業(yè)顛覆性創(chuàng)新層出不窮，顛覆性新產(chǎn)品層出不窮，跨行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)層出不窮；行業(yè)龍頭企業(yè)可在一夜之間破產(chǎn)，新創(chuàng)企業(yè)能在數(shù)月期間成長(zhǎng)，行業(yè)變化之迅速，令人目接不暇，業(yè)內(nèi)企業(yè)稍有不慎沒(méi)有跟上時(shí)代步伐、踏上節(jié)奏，就會(huì)出局，就會(huì)被無(wú)情淘汰。所以，各行各業(yè)很有必要就顛覆性技術(shù)做一些探索研究。本文就顛覆性技術(shù)的定義、特征、分類和基本規(guī)律做了一些探索分析。

一、顛覆性技術(shù)的定義

麥肯錫全球研究院對(duì)顛覆性技術(shù)衡量標(biāo)準(zhǔn)的定義是——能使本行業(yè)產(chǎn)品價(jià)格和產(chǎn)品性能出現(xiàn)極大變化，對(duì)行業(yè)和企業(yè)產(chǎn)生廣泛影響，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大影響力，有潛力極大地改變?nèi)祟惿瞵F(xiàn)狀。

通過(guò)分類分析40個(gè)重要行業(yè)歷次顛覆性技術(shù)及其顛覆功用和所包含的基礎(chǔ)性顛覆技術(shù)，歸納出顛覆性技術(shù)的定義如下：

顛覆性技術(shù)是指用全新的而非傳統(tǒng)的科學(xué)原理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、核心部件、生產(chǎn)材料、加工工藝或施工方式來(lái)生產(chǎn)消費(fèi)型產(chǎn)品或生產(chǎn)性設(shè)備的創(chuàng)新性技術(shù)。用這種創(chuàng)新性技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品或設(shè)備的性能或功能，將全面超越之前相同功能的產(chǎn)品，并且很快就完全替代或大部分替代了舊產(chǎn)品。一個(gè)顛覆性技術(shù)出現(xiàn)后，一個(gè)或多個(gè)相關(guān)行業(yè)將會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化，社會(huì)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化，人們的生活也會(huì)發(fā)生較大或者重大的變化。近代史上最典型的顛覆性技術(shù)有：蒸汽機(jī)技術(shù)、電力技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。

二、顛覆性技術(shù)的特征

（1）替代性

一旦某個(gè)行業(yè)出現(xiàn)顛覆性技術(shù)或其他基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)的顛覆性技術(shù)滲透到本行業(yè)，本行業(yè)目前的產(chǎn)品將逐步被使用新技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品完全或大部分替代。例如數(shù)碼相機(jī)替代了膠卷相機(jī)，智能手機(jī)又部分替代了數(shù)碼相機(jī)。

（2）破壞性

顛覆性技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，將極大地改變了本行業(yè)中龍頭企業(yè)的地位，一部分創(chuàng)新型中小企業(yè)異軍突起，一部分沒(méi)有及時(shí)采用顛覆性技術(shù)的行業(yè)龍頭企業(yè)慘遭淘汰。例如膠卷相機(jī)巨頭柯達(dá)公司已經(jīng)破產(chǎn)，第一代手機(jī)生產(chǎn)商大佬摩托羅拉公司和第二代手機(jī)生產(chǎn)商老大諾基亞公司都已經(jīng)被趕出前六甲。

（3）跨界性

一個(gè)行業(yè)出現(xiàn)的顛覆性技術(shù)不僅僅限于顛覆本行業(yè)的產(chǎn)品和企業(yè)，而且還會(huì)顛覆其他行業(yè)的產(chǎn)品和企業(yè)。例如互聯(lián)網(wǎng)電商銷售已經(jīng)取代傳統(tǒng)商場(chǎng)成為零售業(yè)的主要渠道。又如電池行業(yè)的顛覆性新技術(shù)將會(huì)顛覆傳統(tǒng)汽車行業(yè)，續(xù)航里程超過(guò)200公里的純電動(dòng)汽車將會(huì)逐步替代傳統(tǒng)燃油汽車。

（4）根本性

顛覆性技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品的變革，絕不是性能數(shù)量上的提升，而是根本性的改變，包括其使用的科學(xué)原理、核心部件、生產(chǎn)材料、加工工藝、運(yùn)行方式等諸方面都會(huì)不同。換句話說(shuō)，這種技術(shù)創(chuàng)新是根本性的。例如噴氣式飛機(jī)技術(shù)之于螺旋槳飛機(jī)技術(shù)，液晶電視技術(shù)之于顯像管電視技術(shù)。

（5）必然性

顛覆性技術(shù)的發(fā)生是必然的，每個(gè)行業(yè)都是如此，因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展是無(wú)止境的、不斷向前發(fā)展的。你選擇等待它（像諾基亞公司），也可以選擇封鎖它（像柯達(dá)公司），還可以選擇追求它（像華為公司），但結(jié)果會(huì)大不相同。這個(gè)道理每個(gè)人都明白，但就是很難做到，于是，根多人和企業(yè)成為溫水中的青蛙。

（6）基礎(chǔ)性

一個(gè)行業(yè)可以應(yīng)用一種顛覆性技術(shù)或多種顛覆性技術(shù)來(lái)創(chuàng)造新的顛覆性產(chǎn)品。其中有一絲顛覆性技術(shù)是基礎(chǔ)性技術(shù)、通用性技術(shù)，很多行業(yè)都可以應(yīng)用它。例如超大規(guī)模集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)（含軟件技術(shù)）、數(shù)字通信和移動(dòng)通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)控精密加工技術(shù)、激光技術(shù)、合金材料技術(shù)、納米技術(shù)等。

（7）綜合性

多數(shù)行業(yè)出現(xiàn)的顛覆性產(chǎn)品都需要憑借多種顛覆性技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即綜合使用一些新出現(xiàn)的顛覆性基礎(chǔ)技術(shù)。如高鐵技術(shù)綜合應(yīng)用了特種鋼鐵技術(shù)、抗震橋隧道技術(shù)、弓網(wǎng)供電與變壓變流技術(shù)、高速轉(zhuǎn)向架技術(shù)、輪軌減磨減振減噪降激擾防共振防脫軌技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。

（8）細(xì)微性

現(xiàn)代的科學(xué)研究已經(jīng)深入到材料、元件和生物體的微觀結(jié)構(gòu)層面。例如生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究已經(jīng)不再是細(xì)胞層面，而是到基因?qū)用?；集成電路制造和碳纖維制造也不再是微米層面，而是納米層面。

（9） 工業(yè)自動(dòng)化和智能化

自18世紀(jì)中葉以來(lái)，人類歷史上先后發(fā)生了三次工業(yè)革命，機(jī)械工業(yè)革命、電氣工業(yè)革命、信息化工業(yè)革命。目前，以計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)為代表的第四次工業(yè)革命（工業(yè)4.0）正在迅猛發(fā)展，觸及各行各業(yè)、全球每一個(gè)角落、每一個(gè)企業(yè)、每一人。

工業(yè)4.0的核心是智能化工廠和智能化生產(chǎn)，是高度集成互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能制造、產(chǎn)品智能運(yùn)行和智能服務(wù)。工業(yè)4.0必將深刻改變制造業(yè)生產(chǎn)模式、生產(chǎn)效率和產(chǎn)業(yè)形態(tài)，對(duì)行業(yè)、對(duì)社會(huì)、對(duì)生活、對(duì)政治經(jīng)濟(jì)，甚至對(duì)國(guó)際形勢(shì)產(chǎn)生巨大影響。

三、顛覆性技術(shù)的分類

通過(guò)分類分析40個(gè)重要行業(yè)出現(xiàn)的歷次顛覆性技術(shù)革命，將顛覆性技術(shù)按照兩種分類方法進(jìn)行分類，一是按照顛覆性技術(shù)的顛覆功用分類，二是按顛覆性技術(shù)所包含的基礎(chǔ)性顛覆技術(shù)分類。

統(tǒng)計(jì)表明，絕大多數(shù)顛覆性技術(shù)的顛覆功用是——提高產(chǎn)品性能、功能、質(zhì)量和能源使用效率，降低產(chǎn)品價(jià)格、體積、重量和維護(hù)成本。

統(tǒng)計(jì)也表明，一些通用的基礎(chǔ)性顛覆技術(shù)（如計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、超大規(guī)模集成電路技術(shù)、特種鋼材與合金新材料技術(shù)、數(shù)控精密加工技術(shù)和高效航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)），在現(xiàn)代各行業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新中得到普遍應(yīng)用。因此，深度應(yīng)用上述通用性、基礎(chǔ)性顛覆技術(shù)，是多數(shù)行業(yè)取得顛覆性創(chuàng)新產(chǎn)品的必然選擇。

四、顛覆性技術(shù)的基本規(guī)律

仔細(xì)研究歷史上發(fā)生的典型顛覆性技術(shù)，發(fā)現(xiàn)顛覆性技術(shù)的發(fā)生和出現(xiàn)還是有一定的基本規(guī)律的，甚至其大部分還是可以預(yù)測(cè)的，筆者總結(jié)出的一些規(guī)律如下：

（1）受多功能需求刺激研發(fā)

人們對(duì)生活用品和生產(chǎn)設(shè)備的功能追求、性能追求、安全性追求以及其他方面的追求是無(wú)止境的，這種追求極大地刺激了科學(xué)家、發(fā)明家、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)乃至于科學(xué)愛(ài)好者研究如何提高產(chǎn)品功能、性能及其指標(biāo)的新理論、新材料和新技術(shù)。例如，手機(jī)發(fā)明后，人們對(duì)手機(jī)的單一通話功能不滿意，于是，手機(jī)生產(chǎn)商不斷研顯著增加手機(jī)功能的顛覆性新技術(shù)：數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)——增加了手機(jī)收發(fā)短信功能：CCD技術(shù)+半導(dǎo)體存貯技術(shù)+液晶屏手機(jī)技術(shù)——增加了手機(jī)照相功能、彩信功能、MP3功能；3G移動(dòng)通信技術(shù)+WLAN技術(shù)+智能手機(jī)技術(shù)——增加了手機(jī)上網(wǎng)功能、各種APP應(yīng)用功能（特別是微信類等即時(shí)通信工具）；4G和5G移動(dòng)通信技術(shù)——能夠使手機(jī)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量視頻圖像傳輸和數(shù)字音訊廣播功能。

（2）受高性能需求的刺激研發(fā)

自鐵路及火車出現(xiàn)之后，人們總覺(jué)得火車速度不夠快，于是，他們使用內(nèi)燃機(jī)技術(shù)生產(chǎn)的火車取代了蒸汽機(jī)技術(shù)生產(chǎn)的火車，加快了火車速度；其后，又用電力和電動(dòng)技術(shù)生產(chǎn)了電器化火車取代了內(nèi)燃機(jī)火車，加快了火車速度；現(xiàn)在，又綜臺(tái)使用高強(qiáng)度橋隧、高速輪軌、高速轉(zhuǎn)向架、智能電網(wǎng)、移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)等一系列顛覆性技術(shù)，生產(chǎn)了高速火車及其鐵路網(wǎng)絡(luò)，大幅度提高了火車行駛速度。上述這些顛覆性技術(shù)創(chuàng)新無(wú)一不是人們受高性能火車需求的刺激情況下研究產(chǎn)生的。

（3）受存在的問(wèn)題的刺激研發(fā)

由于任何時(shí)期任何產(chǎn)品或設(shè)備都不可能是完美無(wú)缺的，必須存在一些問(wèn)題和不足，有些產(chǎn)品問(wèn)題還比較多，為解決這些問(wèn)題，人們想方設(shè)法研發(fā)出一些顛覆性技術(shù)。例如，電力的遠(yuǎn)距離傳輸損耗問(wèn)題始終制約著電力的傳輸距離、功率傳輸能力和傳輸效率。所以，電力科學(xué)家們研發(fā)出一代又一代的特高壓電力傳輸技術(shù)，包括特高壓傳輸線技術(shù)、特高壓雷電過(guò)壓保護(hù)技術(shù)、特高壓電力傳輸桿塔及絕緣體技術(shù)、特高壓變電設(shè)備技術(shù)以及特高壓傳輸電網(wǎng)智能化運(yùn)行管理技術(shù)。

（4）受性能沒(méi)有達(dá)到理論極限的刺激研發(fā)

如上所說(shuō)，人們制造的絕大多數(shù)產(chǎn)品都遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到理論上的極限性能，這刺激了一些科技人員不斷研究創(chuàng)造新的顛覆性技術(shù)，努力使產(chǎn)品接近極限性能。任通信領(lǐng)域，最新的信道糾錯(cuò)編碼技術(shù)--Turbo編碼技術(shù)已經(jīng)非常接近了Shannon編碼定理預(yù)測(cè)的理論極限值，這是一個(gè)很了不起的成就！

（5）新科學(xué)理論的出現(xiàn)導(dǎo)致

歷史上數(shù)不清的顛覆性技術(shù)都是緣自于一個(gè)全新的科學(xué)理論的出現(xiàn)。法拉第在18世紀(jì)發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理時(shí)，做夢(mèng)也想不到今后會(huì)出現(xiàn)電話、電車、電視、電子計(jì)算機(jī)……

（6）基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)取得突破導(dǎo)致

一項(xiàng)基礎(chǔ)科學(xué)取得突破性進(jìn)展后，往往會(huì)導(dǎo)致很多行業(yè)發(fā)生顛覆性的創(chuàng)新。例如，當(dāng)激光技術(shù)出現(xiàn)后，通信領(lǐng)域出現(xiàn)了顛覆性的光纖通信技術(shù)，機(jī)械加工領(lǐng)域出現(xiàn)了激光加工技術(shù)、軍事領(lǐng)域出現(xiàn)激光制導(dǎo)技術(shù)、醫(yī)療領(lǐng)域出現(xiàn)的激光手術(shù)技術(shù)。

（7）新型材料的出現(xiàn)導(dǎo)致

新材料對(duì)各行各業(yè)的創(chuàng)新打動(dòng)作用影響極大，因?yàn)闊o(wú)論哪一種產(chǎn)品或設(shè)備都必須使用生產(chǎn)材料，使用高新技術(shù)的原材料將給產(chǎn)品帶來(lái)巨大的好處，甚至顛覆原產(chǎn)品，例如塑料的發(fā)明?？v觀現(xiàn)代社會(huì)人們?nèi)粘Ｊ褂玫漠a(chǎn)品，幾乎很難找到?jīng)]有使用塑料這種原材料的產(chǎn)品，包括我們?nèi)粘Ｋ┑霓r(nóng)服！

（8）使用了計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所致

自18世紀(jì)人類社會(huì)進(jìn)入工業(yè)化以來(lái)，工業(yè)化已經(jīng)經(jīng)歷了機(jī)械化、電器化、信息化三個(gè)階段，目前已經(jīng)進(jìn)入了智能化（即工業(yè)4.0），智能化的核心是計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)?？梢院敛豢鋸埖恼f(shuō)，一個(gè)產(chǎn)品只要很好地使用了計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，肯定會(huì)出現(xiàn)顛覆性技術(shù)和顛覆性產(chǎn)品，反之，就一定會(huì)被淘汰，零售商業(yè)和手機(jī)制造業(yè)就是兩個(gè)很好的實(shí)例。

（9）使用了大數(shù)據(jù)與云服務(wù)技術(shù)所致

一個(gè)人無(wú)論多么聰明，一臺(tái)機(jī)器無(wú)論多么龐大，一臺(tái)計(jì)算機(jī)無(wú)論運(yùn)算速度有多快，能力和掌握的信息都是有限的，因此大數(shù)據(jù)和云服務(wù)應(yīng)運(yùn)而生了。應(yīng)用這兩種顛覆性技術(shù)，就可以坐在家里使用全世界的資源。未來(lái)服務(wù)型企業(yè)的創(chuàng)新之道和生存之道就在大數(shù)據(jù)技術(shù)和云服務(wù)技術(shù)。亞馬遜面向全球創(chuàng)業(yè)者的AWS服務(wù)平臺(tái)就是基于大數(shù)據(jù)和云服務(wù)技術(shù)的。Google公司最新的地圖服務(wù)、視頻服務(wù)、熱點(diǎn)查詢也是基于大數(shù)據(jù)和云服務(wù)技術(shù)的。

五、小結(jié)

顛覆性創(chuàng)新需要群策群力，因?yàn)橐粋€(gè)人的智慧、知識(shí)、技術(shù)都是有限的，只有發(fā)動(dòng)群眾，充分發(fā)揮航天團(tuán)隊(duì)的千萬(wàn)智慧頭腦，才能碰撞出顛覆性思維的火花，正如計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)后形成的云計(jì)算、云設(shè)計(jì)一樣。如果沒(méi)有喬布斯的天才構(gòu)想，很難有今天的“蘋(píng)果”公司及其“蘋(píng)果”產(chǎn)品。如果沒(méi)有馬斯克，也不會(huì)有迅速發(fā)展的特斯拉公司純電動(dòng)汽車和SpaceX公司可回收式火箭。

出自《中國(guó)航天科技集團(tuán)公司科技委2015年年會(huì)暨學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)文集》