偉大的科技競爭：中國vs.美國

與量子計算和量子通信相比，量子傳感是一個相對成熟的領域。量子傳感在軍事中有最直接的運用，包括使隱身技術和雷達干擾無效的能力。2019年美國國防分析研究所的一份報告指出，在所有關於量子傳感的出版物中，中國每篇論文的平均引用次數排名第三（美國第一，歐洲第二）。然而，在過去五年的出版物中，中國在量子傳感的每篇論文引用次數和出版物總數方面排名第一。

2017年美國國會一場聽證會上，一位研究中美在量子信息科學領域競爭的著名專家簡明扼要地總結了美國的相對衰落：「美國曾經是領導者……但缺乏資金、結構和制度問題，以及缺乏政府協調，降低了維持這一關鍵研究領域能力所必需的支持水平和一致性」。正如國家安全委員會技術和國家安全協調員傑森．馬西尼（Jason Matheny）警告的那樣：「我們（在量子技術方面）的優勢是脆弱的。」

半導體

作為許多日常技術的核心要素。包括人工智能、計算機、汽車等，半導體是美中科技競爭中必不可少的通用驅動因素。

美國保持了近半個世紀以來在半導體行業的主導地位，但這一地位已被國內投資不足和海外競爭加劇逐漸侵蝕。儘管美國在芯片設計和半導體製造投入方面仍然領先，但其在半導體製造中的份額已從1990年的37%下降到今天的12%。與此同時，中國數十年來成為半導體強國的努力近年來取得了重大成果。儘管根據台灣半導體製造公司台積電（TSMC）創始人張忠謀的評估，「大陸還不是競爭對手」，但中國大陸已經縮小了差距，在半導體生產和設計方面僅落後領先玩家一到兩代。未來10年，中國將在成熟的技術節點上成為全球最大的半導體生產國。荷蘭著名光刻機生產商ASML（Advanced Semiconductor Material Lithography）首席執行官彼得．文尼克（Peter Wennink）估計：「15年後，他們將能夠獨自完成這項工作（並在半導體領域實現技術主權）」。

隨著中國在全球半導體消費中的份額增加了三倍（從2000年不到20%增加到2019年的60%），中國不斷增長的國內需求為其擴大半導體行業提供了市場和國家安全激勵，最終導致兩個顯著的成功。首先，在半導體製造方面，中國在全球半導體製造能力中的份額已經超過美國，從1990年的不到1%上升到15%，而美國的份額已經從37%下降到12%。半導體行業協會預測，未來10年，中國將開發全球40%的新產能，成為全球最大的半導體製造商，擁有24%的市場份額。此外，中國在半導體製造領域的國家龍頭企業－－中芯國際（SMIC）在過去10年中一直名列前五，其2020年突破性之N+1的7納米工藝意味著其先進的製造能力現在可以與英特爾相媲美。

其次，在芯片設計領域，華為子公司海思半導體（HiSilicon）已經成長為集成電路設計龍頭企業。2020年，它成為第一家闖入前10大半導體的公司，並取代長期市場領導者高通成為中國最大的智能手機處理器供應商。儘管出口管制損害了該公司的近期前景。儘管中國仍然依賴半導體進口來滿足85%的國內需求，但最近的這些成就推翻了中國半導體行業無法追趕的長達幾十年的傳統觀點。事實上，根據張忠謀的判斷，中國大陸在芯片設計方面僅「落後美國和台灣一至兩年」，在製造方面僅「落後台積電五年」。

美國在整體行業市場份額為48%，而中國僅為5%，因此美國是無可爭議的全球半導體領導。然而，它在設計和製造領域的地位被大大削弱。像高通和英偉達（Nvidia）這樣的美國公司在頂級半導體公司名單佔據主導地位，但收入排名未能反映長期的弱點，如研發預算受到債務限制、半導體人才日益短缺以及越來越依賴中國公司作為主要收入來源。結果美國以前在芯片製造方面處於領先地位，但今天美國設計的芯片只有44%在國內製造。英特爾和格芯（GlobalFoundries）在下一代芯片競爭中都遠遠落後，將90%的先進製造技術留在台積電手中。正如英特爾首席執行官帕特．基爾辛格（Pat Gelsinger）所說，這意味著「我們經濟生活和人類生活各個方面最重要的基石現在越來越不受我們的控制。」在半導體製造投入方面，美國保持著強勢地位，並通過應用材料公司和泛林集團公司控制著關鍵的供應鏈瓶頸，擁有半導體製造設備55%的市場份額（中國為2%）和電子設計自動化軟件85%的市場份額。

綜上所述，這些趨勢表明，儘管美國在短期內不會被取代其行業領導者的地位，但中國在三個關鍵領域中的兩個領域取得了強勁進展，如果保持這一勢頭，中國半導體行業可能會在未來10年內快速增長。儘管美國最近對華為的制裁和中芯國際被列入實體清單等行動減緩了中國的進展，但完全切斷中國獲得先進半導體的渠道將是一件自殘的政策，因為中國市場佔美國芯片總銷售額的36%。

不可否認的現實是，中國成為半導體龍頭的潛力不能再打折扣；而且，按照目前的軌道，習近平很有可能在2030年之前實現他的目標，即中國成為半導體行業的頂級玩家。

生物技術

生物技術是從生命科學的研究中衍生出來的新技術的發展，包括基因組學、生物化學、分子生物學等。展望未來，美國是生物技術領域無可爭議的領導者，但在整個研發生物技術領域，中國在某些實例上正在贏得勝利。

在過去的20年裡，中國已經一躍成為生物技術基礎研究的頂級國家。從2007-2017年，中國的生物技術出版物每年增長20%，僅次於美國，排名第二。在2019年和2020年，中國分別超過了德國和英國，目前在高質量生命科學研究的自然指數中排名第二，在過去的一年中，其年產量增長9%。值得注意的是，其研究產出在多個領域超過了美國，包括規律間隔成簇短回文重複序列（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，CRISPR）基因編輯作物（中國佔42%，美國佔19%）和轉基因植物（中國佔30%，美國佔12%）。中國每年也生產最多的生物技術專利，其全球份額從2000年的1%增加到2019年的28%；而美國的份額從45%下降到27%。在生物醫學專利方面，中國16%的年增長率遠遠超過美國的3%。在細胞治療專利方面，中國在專利總量和增長率上都領先。在基礎研究滯後的領域，中國在應用開發方面表現出色。以基因組學和基因組技術為例，美國在新千年開始之際，協調和完成了人類基因組項目。中國於2018年啟動了世界上最大的基因組項目，該項目的負責人王亞東博士表示，將「通過對10萬個個體的基因進行測序，繪制出中國人的基因圖譜，以確定中國人健康障礙的遺傳基礎。」在2013年收購美國的完整基因公司（Complete Genomics）後，中國基因組學巨頭深圳華大基因科技有限公司（BIG）現在是世界上最大的遺傳學中心，可以以破紀錄的100美元（比競爭對手便宜6倍，比2000年的成本便宜10萬倍）對人類基因組進行測序。在CRISPR研究方面，美國在發表論文總數上保持領先，但這一領先優勢在最近幾年要小得多。2018年美國發表論文898篇，中國發表824篇。更值得注意的是，同年，中國科學家何建奎用CRISPR創造了世界上第一個轉基因嬰兒，此案反映了中國對CRISPR應用的更寬鬆監管，這使得中國的人體研究遠遠超過美國，CRISPR臨床試驗有一半在中國進行。

在生物製藥和治療領域，中國已經證明自己是一個正在崛起的競爭對手，將實驗室發現轉化為商業產品。自2001年以來，中國在全球生物製藥市場的份額從7%增加到22%（僅次於美國，為全球第二大市場）；成為全球最大的活性藥物成分和其他關鍵投入的生產國（佔全球產量的40%）；並擴大了其生物製藥生產以10%的年增長率達到全球產能的15%（在全球排名第三，僅次於美國的35%和歐盟的25%）。

中國生物技術成功的最突出證明是嵌合抗原受體T細胞（CAR T-cell）療法，該療法改造T細胞用於免疫治療，並在癌症治療中顯示光明的前景。在主導CAR- T生產的競爭中，南京傳奇生物科技股份有限公司在2017年脫穎而出，成為明顯的領跑者，當時它展示了腫瘤學領域幾十年來一些最好的突破性數據，94%的多發性骨髓瘤患者在接受其CAR-T治療後臨床緩解。

美國仍然是生物技術領域無可爭議的領導者。自從中國在「中國製造2025」下將生物技術列為國家發展的關鍵領域之一以來，它的生物技術從業者得到了大量投資、改革和增長。《自然》雜誌最近的一篇文章總結道：「中國的生命科學公司仍在創新……有了政府的積極支持、10億患者的市場和士氣高昂的從業人員，他們可能會挑戰美國生物技術行業的霸權。」

綠色能源

在利用綠色能源的競賽中，過去20年來美國一直是新技術的主要投資者，但中國在製造和部署這些技術方面處於領先地位，使其能夠主導綠色能源供應鏈的多個環節。能源地緣政治專家丹尼爾．葉爾金（Daniel Yergin）表示，「在綠色能源方面，中國已經達到了『中國製造2025』的目標，在本世紀新興產業中佔據主導地位。」

中國已經領先美國和其他國家，在綠色科技供應鏈的關鍵環節佔據主導地位，包括設備製造、原材料和能源儲存。利用其作為世界工廠，中國現在是生產可再生能源設備的主要製造商。從2000年生產不到1%的太陽能電池板，中國現在供應全球70%的太陽能電池板。相比之下，美國的份額發生驚人的逆轉，從2000年的30%下降到今天不足1%。世界10大風力渦輪機生產商中有四家是中國的，控制著40%的全球市場，而美國為12%。這些製造業的優勢使中國成為最大的太陽能和風能生產商，太陽能產能是美國的三倍多，風能是美國的兩倍。

中國幾乎壟斷了太陽能電池板、電池和其他綠色技術所需的幾個關鍵投入，包括化學鋰（佔全球產量的50%）、多晶硅（60%）、稀土金屬（70%）、天然石墨（70%）、鈷精煉（80%）和稀土精煉（90%）。在中國國內缺乏的資源方面，中國已經在海外獲得了資源。中國公司擁有剛果民主共和國14個最大鈷礦中的8個（佔全球產量的30%），並擁有全球最大鋰儲量的51%的股份（加上其他資產，使中國成為全球最大的硬岩鋰生產商，佔全球產量的50%以上）。與此同時，美國進口40%的鋰、80%的鈷和100%的石墨。美國可能需要20-30年才能在原材料採購方面趕上中國。

在能源存儲方面，彭博的《新能源展望》估計，中國控制著80%的電池原材料提煉，77%的電池容量和60%的電池組件製造。在接下來的10年裡，近75%的新鋰離子電池廠將在中國建設。作為世界上最大的氫生產國，中國和歐盟都在綠色氫開發方面處於領先地位－－兩國每年在研發的總支出為20億美元，是美國能源部1.5億美元年度撥款的10倍多。

綠色能源供應鏈各個環節的這些優勢使中國在可預見的未來成為全球領導者。這可以在當今綠色科技的最佳範例中看到：電動汽車。

中國已經成為電動汽車的最大生產國和市場，2020年電動汽車銷量為130萬輛（超過全球銷量的40%），而美國為30萬輛，到2028年，中國的電動汽車產量將為美國的六倍。中國的電動汽車充電站在全國範圍內超過100萬個，2019年以每天1,000個的速度安裝，而美國總共只安裝了10萬個。中國公司比亞迪主導了90%的電動汽車市場，向洛杉磯和紐約等城市供應電動公共汽車。

隨著各國承諾根據《巴黎氣候協定》做出更雄心勃勃的國家自主貢獻，以應對氣候危機，開發新的綠色能源技術對中國和美國這兩個全球第一和第二碳排放國將變得越來越重要。氣候危機是任何一個國家都無法單獨解決的挑戰，避免其導致的「同歸於盡」將需要美國和中國從國內綠色能源轉型開始，然後提供各自的優勢，在全球範圍內擴大綠色能源供應鏈。但在建設低碳全球經濟的努力中，不可否認的現實是，即使中國擴大了煤炭產能和碳排放，但作為美國、歐盟和其他國家綠色能源轉型所依賴的綠色能源技術的最大生產國、使用國和出口國，中國仍將是一個資深合作夥伴。

三、結 語

儘管美國引領了過去半個世紀的技術創新，並在其他幾個技術領域仍保持著主導地位，但中國已成21世紀基礎科技領域重要競爭對手。 第一次與第二次工業革命，由於種種原因，中國是完完全全錯過了。

1949年新中國成立，在獨立自主，艱苦奮鬥的情況下，打下了重工業基礎；1979年改革開放後，中國完善了包括輕工業在內的完整工業體系，但平均技術水平明顯落後世界先進國家。

嚴格地說，直到上世紀最後20年，中國才趕上第三次工業革命的班車，然後急起直追，到2010年中國工業總產值超越美國，在這樣的基礎上，中國終於趕到了第四次工業革命的起跑線，從起跑線出發，迄今不過20年，中國已從並跑到在許多領域領跑的地位，這將對中美博弈及21世紀的國際權力結構產生深遠影響。

中國的崛起，實踐了毛澤東所言的「為有犧牲多壯志，敢叫日月換新天」的豪言壯語；實現了「可上九天攬月，可下五洋捉鱉，世上無難事，只要肯登攀」的雄心壯志。

中國的崛起是人類社會「百年來未有之大變局」的主要戲碼，這肯定是美國統治集團不願意看到的，它肯定要想盡一切辦法攪局，用盡所有手段打壓。但正如毛澤東所言，「中國人已經組織起來了，是惹不得的，惹翻了是不好辦的。」

美國統治集團已不具備呼風喚雨的神威，其服務的世界幾家巨富豪門固然見不得中華民族的復興，但「天耀中華，風雨壓不跨，苦難中開花」，中國必將迎來雨過天晴，百花齊放的明媚風光！【全文完】◆