文/張九慶(中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院)

　　英文“Disruptive technology”，溫和的譯法是“破壞性技術(shù)”，激進(jìn)的譯法是“顛覆性技術(shù)”。

　　一、從商業(yè)概念到政策概念

　　我寧愿相信，歐美學(xué)者可能更喜歡“破壞性技術(shù)”這一譯法。

　　破壞性技術(shù)原本是作為一個(gè)指導(dǎo)大企業(yè)技術(shù)變革并贏得商業(yè)價(jià)值的學(xué)術(shù)術(shù)語?？巳R頓·克里斯坦森在“創(chuàng)新者的窘境”中寫道，大多數(shù)新技術(shù)都會(huì)推動(dòng)產(chǎn)品性能的改善，這些技術(shù)被稱為“延續(xù)性技術(shù)”。延續(xù)性技術(shù)很少導(dǎo)致領(lǐng)先企業(yè)失敗，而破壞性技術(shù)因?yàn)槎唐趦?nèi)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品性能降低，使得領(lǐng)先企業(yè)失敗。從商業(yè)價(jià)值來看，破壞性技術(shù)產(chǎn)品的性能低于主流市場的成熟產(chǎn)品，它擁有的是被邊緣用戶看好的其他特性?；谄茐男约夹g(shù)生產(chǎn)出價(jià)格更低、性能更簡單、體積更小的產(chǎn)品，把原本只有在高端市場才能買到的產(chǎn)品發(fā)展成為低端市場需要的產(chǎn)品，原來的領(lǐng)先企業(yè)未能及時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略而失敗。

　　在中國，顛覆性技術(shù)這一譯法似乎更能得到青睞，并且已經(jīng)超出了指導(dǎo)大企業(yè)技術(shù)變革贏得商業(yè)價(jià)值的這一范疇。培育、發(fā)現(xiàn)顛覆性技術(shù)正在成為政府科技政策的目標(biāo)。在這種意義上，顛覆性技術(shù)與過去一段時(shí)間里的關(guān)鍵技術(shù)、未來技術(shù)、高新技術(shù)、新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)、戰(zhàn)略前沿技術(shù)應(yīng)該是同義詞。

　　人們對顛覆性技術(shù)的理解也不盡相同。我在2016年第1期《中國科技論壇》的卷首語“顛覆性技術(shù)與‘阿喀琉斯之踵’”中認(rèn)為，顛覆性技術(shù)是與其他強(qiáng)大技術(shù)比賽后獲勝的產(chǎn)物，如同兩個(gè)人打架，顛覆者必須擁有致命絕技，才能把他的對手打倒。燃油汽車在人口密集型城市的痛點(diǎn)是技術(shù)難以克服的尾氣排放，而電動(dòng)汽車能解決這個(gè)痛點(diǎn)，因此在商業(yè)上會(huì)成為燃油汽車的顛覆者。但在大型城市之外，電動(dòng)汽車要顛覆燃油車，需要更長的時(shí)日。

　　我更要強(qiáng)調(diào)的是，與其過分強(qiáng)調(diào)顛覆性技術(shù)本身的特征，不如探討顛覆性技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)揮作用的基礎(chǔ)和環(huán)境。通過研讀半導(dǎo)體技術(shù)的歷史，可以發(fā)現(xiàn)，顛覆性技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，與特定時(shí)期的半導(dǎo)體基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)研發(fā)參與的各個(gè)主體、技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)體系、新技術(shù)產(chǎn)品市場以及政府行為都密切相關(guān)。

　　以基礎(chǔ)科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)聯(lián)為例，諾貝爾獎(jiǎng)代表了社會(huì)對半導(dǎo)體領(lǐng)域科技貢獻(xiàn)的最高認(rèn)同：

　　1956年，肖克利、巴丁、布拉頓——晶體管發(fā)明;

　　1973年，江崎於奈、賈沃森——半導(dǎo)體/超導(dǎo)隧道效應(yīng);

　　1977年，莫特、安德森——非晶態(tài)半導(dǎo)體理論;

　　1985年，克利青——整數(shù)量子效應(yīng);

　　1998年，勞克林、斯托默、崔琦——分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng);

　　2000年，阿爾費(fèi)羅夫、克勒默、基爾比——異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體與集成電路;

　　2009年，高錕、博伊爾、史密斯——光纖與半導(dǎo)體成像(CCD)技術(shù);

　　2014年，赤崎勇、天野浩、中村修二——藍(lán)光二極管。

　　二、晶體管技術(shù)如何顛覆

　　我們可以把半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展按顛覆性技術(shù)分為幾個(gè)階段。晶體管相對于電子管是一種顛覆，集成電路對于晶體管是一種顛覆，微處理器對于集成電路是一種顛覆，未來的新型超微型半導(dǎo)體對微處理器也會(huì)是一種顛覆。

　　電子管的缺陷是體積大、能耗高、放大倍數(shù)小，尤其在二次世界大戰(zhàn)中雷達(dá)使用的電子管，因?yàn)楸恐?、易碎、效果不穩(wěn)定，使得軍事部門尋求替代品的積極性特高。但是早期的晶體管性能也不穩(wěn)定，生產(chǎn)成本更高，晶體管要顛覆電子管也不是容易的事。

　　有的時(shí)候，人們會(huì)把某一段歷史簡化成某個(gè)瞬間——靈感襲來，把某個(gè)瞬間的關(guān)鍵人物放大定格，所有榮譽(yù)歸于那個(gè)瞬間、關(guān)鍵人物——英雄問世。這些可以稱之為“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的神話”。晶體管技術(shù)的發(fā)明就是一個(gè)例子。晶體管的發(fā)明往往聚焦于貝爾實(shí)驗(yàn)室的三位科學(xué)家肖克利、巴丁和布拉頓在1947年12月制造出鍺點(diǎn)接觸晶體管的那一天。很多人會(huì)簡單地認(rèn)為，就在這一天，晶體管完成了對電子管的顛覆。

　　事實(shí)上，在這前后的一段時(shí)間里，晶體管技術(shù)逐漸成長為顛覆性技術(shù)的，是與當(dāng)時(shí)的基礎(chǔ)科學(xué)特別是量子力學(xué)、電子管技術(shù)建立起來的技術(shù)儲(chǔ)備、晶體管技術(shù)自身的進(jìn)化、軍事需要的市場、創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境以及政府的技術(shù)擴(kuò)散政策等綜合作用的結(jié)果。

　　晶體管的發(fā)明得益于半導(dǎo)體科學(xué)理論的發(fā)展，半導(dǎo)體科學(xué)理論又得益于電子的發(fā)現(xiàn)、量子力學(xué)的發(fā)展以及在此基礎(chǔ)上逐漸建立起來的固體物理理論。例如，1834年，法拉第發(fā)現(xiàn)了某些材料的電阻能隨著溫度的上升反而下降;1879年，霍爾發(fā)現(xiàn)了某些材料垂直于磁場放置會(huì)出現(xiàn)橫向電壓的霍爾效應(yīng);1931年，威爾遜利用能帶理論給半導(dǎo)體下了一個(gè)明確的定義，來區(qū)分導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體;1932年，塔姆提出了半導(dǎo)體表面勢壘的概念;1933年和1939年，肖特基發(fā)表文章闡述了金屬-半導(dǎo)體接觸理論。肖克利是MIT的固體物理學(xué)博士，1936年加盟貝爾實(shí)驗(yàn)室;巴丁是普林斯頓大學(xué)的固體物理學(xué)博士，1945年加盟貝爾實(shí)驗(yàn)室;布拉頓是明尼蘇達(dá)大學(xué)的博士，1929年加盟貝爾實(shí)驗(yàn)室，他們都掌握著整流二極管的系統(tǒng)理論等固體物理學(xué)和半導(dǎo)體物理的前沿知識(shí)。

　　從技術(shù)的儲(chǔ)備來看，1883年愛迪生發(fā)明了真空管，1904年弗萊明發(fā)明了二極管，1906年弗雷斯特發(fā)明三極管并在貝爾實(shí)驗(yàn)室完善，運(yùn)用半導(dǎo)體整流功能的貓須探測器在二次世界大戰(zhàn)中得到了新生，鍺晶體、硅晶體等純晶體制備技術(shù)逐漸完備。對晶體管而言，需要極其純凈和結(jié)構(gòu)完美的單晶樣品，來確保它具有三種性能：基本材料的摻雜濃度低、注入的少數(shù)載流子的漂移遷移率要高，壽命要長。貝爾實(shí)驗(yàn)室在1940年代采用垂直冷卻法提純，在1950年代發(fā)展了兩種新的晶體提純技術(shù)——逐區(qū)精煉法和拉晶法。

　　從創(chuàng)新生態(tài)來看，美國的研究從大學(xué)衍生到了企業(yè)，一大批科學(xué)家進(jìn)入企業(yè)研究機(jī)構(gòu)。企業(yè)研究機(jī)構(gòu)從1890年開始大幅度增加，1890年只有4個(gè)，1900年大約50個(gè)，到1930年，企業(yè)研究所數(shù)量已超過1000個(gè)。1925年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的雇員人數(shù)已經(jīng)達(dá)到了3600人，比當(dāng)時(shí)最大的通用電氣公司實(shí)驗(yàn)室的人數(shù)還多約2000人，1925年年度預(yù)算為1200萬美元。其中，從事基礎(chǔ)研究的人員和費(fèi)用都約占總?cè)藛T和總費(fèi)用費(fèi)的10%。1945年夏天，貝爾實(shí)驗(yàn)室研究部負(fù)責(zé)人凱利實(shí)施了固體物理學(xué)研究;1946年1月，三人核心研究小組建立，肖克利很早就提出過場效應(yīng)的設(shè)想，巴丁提出了表面態(tài)理論，布拉頓則是實(shí)驗(yàn)大師。

　　從技術(shù)本身的進(jìn)化來看，鍺點(diǎn)接觸性晶體只是為晶體管技術(shù)發(fā)明打開了一扇窗，貝爾實(shí)驗(yàn)室、通用電氣、得州儀器和仙童公司的晶體管技術(shù)逐漸完善，使得晶體管逐漸商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化。

　　從用戶和市場需求來看，在電子管和晶體管的使用中，聯(lián)邦政府通過國防采購對創(chuàng)新的資源配置施加了決定性的影響。第一次世界大戰(zhàn)，使得電子管在戰(zhàn)場上得到大規(guī)模應(yīng)用;第二次世界大戰(zhàn)，暴露了電子管的最大缺陷：體積太大，容易破損。美國電報(bào)電話公司需要數(shù)量需求龐大的機(jī)械類繼電器、中繼器，電網(wǎng)維護(hù)的復(fù)雜性以及較低的可靠性呼喚新的電子技術(shù)。大型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，對小型元器件的需求更加旺盛。1955年，用于國防的半導(dǎo)體產(chǎn)量平均占總產(chǎn)量的38%，1960年軍品用量高達(dá)總產(chǎn)量的48%。隨著民用品市場的打開，軍品用量的比例開始下降。1968年，軍品用量的比例仍然達(dá)到25%。

　　從政府的技術(shù)擴(kuò)散政策來看，為了應(yīng)付美國司法部的反托拉斯壓力，行業(yè)主導(dǎo)企業(yè)實(shí)行了自由交叉特許權(quán)，這進(jìn)一步擴(kuò)大了新創(chuàng)業(yè)企業(yè)的機(jī)會(huì)。1949年，貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出晶體管，美國政府對AT&T提起了反托拉斯的訴訟。為了轉(zhuǎn)移對其市場壟斷地位的批評，AT&T放手發(fā)放其關(guān)鍵半導(dǎo)體專利的使用許可，并且還向其他企業(yè)傳授了它所積累的有關(guān)產(chǎn)品知識(shí)。1956年訴訟結(jié)束，AT&T簽署一份許可狀，同意國內(nèi)任何一家對其現(xiàn)有專利感興趣的企業(yè)可以獲得這些專利的使用許可。它可以要求交叉特許權(quán)來換取使用其專利的權(quán)利，但被禁止收取特許權(quán)使用費(fèi)。第二大半導(dǎo)體專利擁有者美國無線公司RCA同樣受到了反托拉斯法的制裁。日本成為AT&T技術(shù)和RCA技術(shù)轉(zhuǎn)讓海外市場的最大受益者。

　　從風(fēng)險(xiǎn)資本的作用來看，美國的風(fēng)險(xiǎn)資本是從1946年專門向新的風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)提供資助的美國研究和發(fā)展基金(ARD)開始的。1951年，斯坦福大學(xué)的特曼開始推動(dòng)科研人員創(chuàng)業(yè)，建立了高校工業(yè)園區(qū)，特曼也被稱為“硅谷之父”。1956年，肖克利離開貝爾實(shí)驗(yàn)室，來到硅谷成立自己的公司肖克利晶體管實(shí)驗(yàn)室，招攬20多歲的年輕人加盟，其中最著名的是諾伊斯和摩爾。1957年，8位年輕人離開肖克利，在風(fēng)險(xiǎn)投資家洛克的幫助下，得到費(fèi)爾柴爾德的投資，成立仙童半導(dǎo)體公司。1958年美國頒布實(shí)施了《小企業(yè)投資法案》，允許美國小企業(yè)管理局發(fā)執(zhí)照給私營小企業(yè)投資公司，資助和管理小企業(yè)創(chuàng)業(yè)。

　　三、半導(dǎo)體領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)

　　在半導(dǎo)體技術(shù)的歷史上，集成電路顛覆晶體管技術(shù)、后來的微處理技術(shù)顛覆集成電路技術(shù)，都可以找到類似的綜合系統(tǒng)和環(huán)境。無論從專利數(shù)量還是從市場份額來看，半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的成長都要經(jīng)過很長一段時(shí)間。

　　四、結(jié)束語

　　在這里，我總結(jié)一下自己對顛覆性技術(shù)的基本認(rèn)識(shí)：顛覆性技術(shù)是根據(jù)企業(yè)發(fā)展和商業(yè)價(jià)值進(jìn)行的事后諸葛亮的判斷結(jié)果，是通過這種技術(shù)產(chǎn)品的特有性能與延續(xù)性技術(shù)進(jìn)行比較后辨識(shí)出來的;顛覆性技術(shù)一方要在關(guān)鍵性能上能給它的對手以致命一擊，顛覆性技術(shù)戰(zhàn)勝延續(xù)性技術(shù)需要很長一段時(shí)間;很少有政府會(huì)做出特別發(fā)展顛覆性技術(shù)的技術(shù)政策和產(chǎn)業(yè)政策，如果說有的話這樣的技術(shù)政策和產(chǎn)業(yè)政策也是發(fā)展高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的普遍性政策。

　　更為重要的是，政府或者企業(yè)與其特別關(guān)注顛覆性技術(shù)，不如去創(chuàng)造新技術(shù)成長的綜合系統(tǒng)，包括大力投資基礎(chǔ)科學(xué)、提高產(chǎn)品制造的工藝水平、完善新技術(shù)產(chǎn)品的政府采購制度和技術(shù)擴(kuò)散制度、營造技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，等等。