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[转载]他山之石 | 工业与高科技的交响乐:德国高科技产业的发展密码

已有 5715 次阅读 2022-1-11 13:32 |个人分类:张江科技评论|系统分类:海外观察|文章来源:转载

高科技提升了“德国制造”的竞争力,而“德国制造”则为高科技提供了广阔的应用前景和巨大的市场空间。两者相互成就、交相辉映,共同谱写了德国经济发达与社会繁荣的交响乐。


■ 文/李楚天   马颖蕾


德国,这个在铁血宰相俾斯麦的强力推动下,在法国凡尔赛宫诞生的国家,作为一个姗姗来迟的强国却成了第二次工业革命的高地,在石油、电器、钢铁、重型机械的喧哗与骚动中无限接近世界领袖的顶峰。在世界大战的罪孽与毁灭后,德国仍然得以重生,并在自动化与信息化的第三次浪潮里再次成为欧洲经济社会前进的发动机。欧洲债务危机之后,德国不仅应付了眼前的苟且,更看到了诗和远方。工业4.0或者第四次工业革命(两者不完全相等但高度重合,在一定语境下可以互换/相互指代)在德国总理默克尔坚定而乐观的叙述中拉开了序幕。“德国制造”始终是这个国家最耀眼的标签之一,也始终被这里的决策者视为立国之本、强国之基。

这里的高科技同样十分发达,从航空航天到生物医药,从半导体、集成电路到软件、云计算和人工智能,空中客车、默克集团、拜尔集团、世创、英飞凌、SAP……全世界高新技术产业的制高点上总能看到德国企业的身影,听到他们的声音。

当我们深入研究两者的关系时便会发现,高科技提升了“德国制造”的竞争力,而“德国制造”则为高科技提供了广阔的应用前景和巨大的市场空间。两者相互成就、交相辉映,共同谱写了德国经济发达与社会繁荣的交响乐。

强大的“德国制造”从何处而来

德国可以制造目前世界上最大的机械,就是那种几十层楼高、几百吨重、几天时间可以掏空一座土丘的矿山机械,而且这种机械还能以不低于自行车的速度自己移动。德国也可以制造世界上最小的机器——MEMS器件,线程大约就几十纳米宽,却是智能世界不可或缺的核心部件,因为这个小小的芯片能联通现实的物理世界和虚拟的数字世界。那么,现在问题来了:该用望远镜还是用放大镜来寻找德国工业的源头呢?

其实都不对,因为方向错了,应该用透视镜向地下看,“德国制造”的故事是从挖煤开始的。翻开地图,来到将德国、比利时、法国连接在一起的莱茵河畔,在千年古城科隆美轮美奂的大教堂旁,站在霍亨索伦桥向下游望去,不远处的鲁尔区博物馆里就向全世界展现了“德国制造”最早的故事。

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鲁尔区博物馆

俗话说,搞工业先挖煤。古今中外,没人能免俗。这是因为在工业革命初期,有了煤才有动力,才能驱动蒸汽机,从而启动生产设备;有了煤才能驱动运输工具,把原料和产品源源不断地运进运出。总之,没有煤,发展工业就是一句空话。然而,德国的煤矿被大自然埋在地下,必须用最好的机器,配合精良的工程和完善的管理才能把这些煤矿高效、安全地弄出来。因此,为了挖煤,德国的技术人员、工人和管理人员必须不断优化他们的技术、机器以及管理。就这样,德国工业在质量精良的道路上行稳致远。


制造业与高科技产业联动发展

很多人认为,传统产业会对新兴产业带来束缚。然而,德国的发展经验证明,产业升级、新旧动能转化未必只能是腾笼换鸟或者无中生有,传统工业区和高新技术区也不是不破不立甚至是“只听新人笑,不见旧人哭”的关系。

在德国的经济发展与转型中,制造业与高科技产业之间是相互扶持、共同发展的良性联动。制造业为高科技产业提供了广阔的机会和应用场景,而高科技产业则助力传统产业不断升级创新,提升竞争力。例如,光学领域的巨人德国卡尔蔡司从20世纪80年代早期就开始为ASML光刻机供应核心光学部件,到今天的EUV光刻机中仍然如此。

很多德国高科技企业最早都是大型工业集团的子公司,甚至是事业部(非独立法人)。例如,今日欧洲半导体产业的扛把子——英飞凌,曾经就是西门子的半导体事业部。还有些在本行业遥遥领先的高科技企业至今仍被某些特大型工业集团实际控制。例如,MEMS芯片的全球第一大出货商——博世半导体,自建立至今近半个世纪,始终在博世集团的整体框架中。又如,全球排名前五位的硅片生产商——世创,最初是瓦克化工集团的半导体部门,后来成为一家独立的子公司,即使已经上市多年,仍被瓦克集团实际控制。


高科技产业独占鳌头

德国信息技术产业的产值位居世界第四、欧洲第一,占据全球市场接近6%的份额。电子与微电子产业的年销售额接近2 000亿欧元,位居欧洲第一、世界第五,其中,51%的销售额来自出口,1/3的销售额来自新产品。德国把接近200亿欧元投入研发中,全德国接近1/3的研发人员在电子与微电子产业工作。同时,德国也是全世界最顶尖的四大微纳技术中心。微电子产业是德国经济中增长最快的领域之一。

在软件领域,德国有欧洲最大的软件市场,年复合增长率约7%,占据欧洲超过25%的市场份额。其中,世界第三大软件企业集团SAP就来自德国。位于软件业顶端的工业软件领域,德国更是多点开花。掐住芯片设计命门的电子设计自动化(EDA)软件领域就有西门子的Mentor和SAP,而物联网设计软件中博世则把持了整个产业版图中的要害位置。在计算机辅助设计系统(CAD)/计算机辅助生产系统(CAM)等自动化/工业辅助领域,西门子更是树大根深,其工业软件子公司NX在纷繁复杂的工业软件领域不断扩张,通过兼并收购开枝散叶,快速积累自己的软件工具包,并针对工业4.0的发展趋势为客户提供了相当完备的解决方案。

在大数据领域,德国的大数据产业近年来的年复合增长率都接近25%。在云计算领域,在新冠肺炎疫情的倒逼下德国经济数字化转型快速推进,作为基础设施的云计算获得了爆炸式增长。在半导体和集成电路领域,英飞凌是欧洲的王者,近20年来都没跌出过世界前20位。在传感器领域,博世半导体是全球最大的MEMS制造商,硅片制造这个半导体和集成电路行业最基础产品的市场中,德国世创牢牢占据欧洲第一、世界前五的位置。可以说,硅片之于半导体产业就像钢铁之于重工业,没了它,一切发展都只是空谈与幻想。

更难能可贵的是,德国的中小型高科技企业始终在德国经济与产业发展的版图中占据主导,甚至在很多领域居于支配地位。这样多元化的市场环境与良好的经济基础不断激励中小企业进行创新以提升全球竞争力。多年来,德国培养了数量庞大的隐形冠军企业。华为公司创始人任正非当初去德国考察时,大量来自小地方的高科技企业开口闭口谈的全都是国际市场以及自身在全球产业链中的位置和相应策略,让一众华为公司高管颇为震惊。


构建工业与高科技产业良性互动发展格局的秘诀

经济发展过程中产业互动是经济健康循环的重要标志。新兴产业和传统产业相互促进也是先发国家与老牌发达国家保持社会繁荣和经济强大的常用发展策略。通过对德国产学研3个层面联动协同的分析,并结合德国的社会文化因素,我们不难破解德国制造业与高科技产业成功结合、互相促进的密码。

从文化层面来说,德国自建国开始,始终坚持工业立国,社会上已经形成了深厚的尊崇工匠精神与工程师精神的社会氛围。尤其是社会分配机制充分保证了优秀工匠的经济收入与社会地位,他们不需要有很高的学历,很多都是来自师徒制的工厂一线工人,只有职业技术方面的文凭,但只要技术足够高超精湛,同样有机会获得与公司高管相近的收入并进入决策层。很多德国企业海外分公司的最高层都是技工出身。如果技工生活在工业市镇,甚至很有机会成为议员甚至市长。德国不少城市的市长年轻时都做过产业工人。同时,优秀的德国企业通常都有很浓厚的工程师文化,尊重、信赖工程师队伍是“德国制造”能始终保持领先并且应对新兴经济体企业低价商品挑战的关键。此外,绝大部分的优秀德国企业,如大众、奔驰、西门子、巴斯夫、汉高、SAP等都是工程师与工匠创立的。这些企业天然地会重视技术人员在企业中发挥的关键作用,并关注技术研发与市场拓展的良性互动。这与商人开办的企业的文化大相径庭。

从教育层面来说,德国在全世界范围内是工业大学/技术大学的先行者,将理工科院校独立于综合性大学之外,使其以符合其自身特点的方式发展。这些院校往往贴近产业、贴近企业,教授带着硕士甚至博士研究生直接解决企业在生产运营中碰到的困难,并以此为切入口进行深入的学术研究。因此,这类大学在传统上并不过于强调自己所谓研究性大学的特征,反而十分重视学生的动手能力和团队协作解决问题的能力,注重培养学生在研究生阶段从日常工作的细微之处发现问题、解决问题并上升为理论以此指导更普遍实践的思考与行动模式。也就是说,研究尖端科技不是目的,如何把尖端技术应用到产业与企业发展中才是真正的目的。这也是对教研工作与学习成果进行评判的核心标准。这些理念对后来世界各国的理工科院校都产生了深远的影响。这些德国院校往往没有很多诺贝尔奖得主,却对产业的进步和工程技术的提高,尤其是在先进技术应用、高科技解决实际困难方面取得了里程碑式的业绩,而且与企业有密切的联系。今天,德国精英理工大学联盟TU9包括工业领域如雷贯耳的柏林工业大学、慕尼黑工业大学、亚琛工业大学等都继承了这些光荣传统。

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柏林工业大学

此外,德国在高等职业教育领域也是应用技术大学的先行者。这类院校可以授予的最高学位是硕士学位,接受中专/职业技术学校的毕业生报考。如果说工业大学是贴近企业,那么应用技术大学就是贴近车间、贴近企业生产第一线。老师和学生共同着力解决的是如何用先进的、未来的技术应对工业最前线的那些实实在在的问题和挑战。很多老师以前就是生产线上的师傅,很多学生年轻时就是车间的学徒工,这样的平台对不同年龄、不同水平的技术工人都采用相对开放的态度欢迎他们继续深造。在这里学生得到的不只是简单的学历提升,更多的是技术水平的提高,掌握更先进、更尖端的技术。例如,原来掌握的是手工操作技艺,经过学习信息化、自动化手段,能够熟练掌握数控加工技术、超精密加工技术。又如,原来用电脑和手工制图相结合的方式作业,现在改为利用传感器、大数据、云平台和工业软件进行全数字化模拟之后,在工业互联网中用人机交互平台和机器协同解决问题,甚至指挥诸多机器协作自动解决问题,从而大幅提升产品质量和生产效率。同时,不少经验丰富的师傅能通过这个平台全方位提升理论素养,在教师的岗位上(在高等教育层面上)培养更多的学生,让自己的经验、理论、技巧和技术诀窍(Know-How)产生更大、更深远和更普遍的影响,而不是像原来只是在车间培养几个徒弟。这些掌握前沿理论知识、教研方法和先进与超前技术的高能教师回到企业之后对企业各方面的提升都会起到显著的作用。因此,应用技术大学这条双向开放的通道帮助德国产业界的基层技术人员开辟了不断提高自我能力的路径,也在人力资源层面确保了“德国制造”的竞争力和可持续性。

从研究所(职业科研机构)层面来说,德国的研究院所体系分为三大流派:马克思·普朗克、亥姆赫兹、弗劳恩霍夫协会。其中,弗劳恩霍夫协会是唯一主要(80%以上)依靠企业和市场化收入为来源的国家级研究机构,并开创了委托研发和订单式科研的先河。该机构成立于1946年,最早由西门子公司出资设立,西门子家族当时的掌门人出任该机构首位主席,在战后百废待兴的时代背景下体现了西门子的社会担当。该机构在新材料、电子工业技术、信息化技术、新能源(智慧能源)技术、物联网、半导体、集成电路、航空航天等诸多方面有深厚的研究成果。而且,该机构有很强的跨学科整合研究能力,可以通过高效率的研究资源配置组成研究集群对热门/关键的领域进行高强度技术攻关。例如,针对第三次工业革命与第四次工业革命的核心领域微电子,弗劳恩霍夫协会通过位于柏林的总部整合了16家下属研究机构,重点攻克7个跨学科、跨部门的核心技术,包括传感技术与传感器、系统集成技术、基于半导体的技术、射频与通信技术、良率与质量稳定性研究等,同时涉及超越摩尔(More than Moore)和超摩尔(More Moore)两个方面,以此为企业提供特定领域和定制型系统研发等高价值的研发服务。更重要的是,这些科研成果往往是企业直接下订单的委托研发项目,成果必须能够直接应用到企业的发展中并创造价值,至少要在企业的价值链或者生态圈中能发挥作用。哪怕是小部分预研的储备技术也大多有明确的应用方向,很多时候企业只是在等待各方面条件成熟或者技术路线明朗而已。而且,相当一部分客户来自制造业,其中包括西门子、英飞凌、博世、大众等。他们拉开了战后德国工业与高科技相结合的序幕并始终是连接两者的高速公路。


——选自《张江科技评论》




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