【达沃斯观察】全球创新引领者以及未来技术趋势

作者：许元荣，第一财经研究院（北京）研究总监、首席宏观研究员

邢烁，助理研究员

【内容摘要】

如何看待当前全球范围内的创新前沿和技术趋势？这可以从三个角度进行梳理。

一是从全球创新领先的公司角度，我们整理数据发现，2013年，全球企业研发2500强公司的研发投入达7408亿美元，占全球商业研发总投入的90%。因此，纳入统计的2500家创新领先公司，很好地代表了、或者说决定着全球创新的前沿和趋势。根据这些公司的行业分布，可以进一步发现，有八个产业主导着全球的技术趋势和增长前景。

二是从战略新兴产业的角度看，七个战略新兴产业具体可以分出62个细分产业趋势。在传统增长点普遍低迷和收缩的形势下，主要经济体都在围绕这个增长份额展开竞争。

三是从商业预测的角度来看，哪些产业、产品、技术未来会最受关注、最有商业化的可能、最有增长空间？根据科学机构、商业机构、科技智库、以及麦肯锡、埃森哲、KPMG、GARTNER等长期关注创新趋势的咨询公司的研究成果，我们梳理了目前最活跃、最有商业空间的20个创新和技术前沿，这些技术创新将会给人类社会带来颠覆性的改变。

【正文】

一、公司角度：全球哪些公司、哪些行业在引领创新？

全球国家之间的创新竞争，本质上就是创新领军公司之间的竞争。我们梳理数据发现，2013年，全球企业研发2500强公司的研发投入达7408亿美元，占全球商业研发总投入的90%。因此，纳入统计的2500家创新领先公司，很好地代表了、或者说决定着全球创新的前沿和趋势，构成创新的绝对主力。而全球企业研发投入前100强更是集中了2500强总研发投资额的53%以上，销售收入占全球2500强的26.5%。

哪些行业在引领全球的技术创新和产业方向？我们发现，全球研发投入具有很强的行业集中度，从2500家创新公司的行业分布可以看出，40个行业中，引领创新的行业主要集中在8个产业：1）制药与生物科技、2）高技术硬件和设备、3）汽车及零部件、4）软件及计算机服务、5）电子设备、6）化学药品、7）航空航天、8）医疗保健设备与服务，这八大行业的研发投入占据了2500强公司总研发投入的76%。

2013年，制药和生物科技行业在研发投入上保持排名第一，占全球所有行业总研发投入的18.0%；其次是技术硬件与设备行业，研发投入占全球的16.1%（较2012年的16.4%略下降）；第三是汽车及零部件占全球15.5%，（较2012年的15.7%基本相当）；排名第四和第五的分别是软件及计算机服务（9.4%）、电子及电子设备（7.7%）。对于中国这样的后发国家来说，在传统中低端产业日渐饱和之后，向这些创新密集行业寻求增长已成为必由之路。

二、产业角度：全球战略性新兴产业孕育哪些细分技术趋势？

在全球增长动能越是放缓，发展战略性新兴产业就越成为主要国家的优先战略。以下我们整理了七大战略性新兴产业包含的62个细分方向。

1、新一代信息技术产业

当今世界，信息通信技术是发展最快、渗透性最强、应用最广的关键技术之一。新一代信息技术主要分为六个方面，分别是下一代通信网络、物联网、三网融合、新型平板显示、高性能集成电路和以云计算为代表的高端软件。

世界上主要国家均在积极部署下一代信息技术的发展战略，以云计算为例，美国、日本、中国、韩国和欧洲是该领域的主要技术输出地区，相关专利的申请量占到云计算技术申请总数的90%，特别是美国尤其突出，相关专利申请量占据了50%的份额。中国云计算技术发展虽然晚于美国、日本等发达国家，但是中国网络的用户使用量及范围远高于他国，并且近年来中国的技术力量对于云计算技术很重视，越来越多的企业的技术人员从事该项技术的研发，并取得了一定的研发成果。IBM、微软、株式会社日立制作所、惠普等均在云计算领域投入了大量的研发力量，且在各技术主题上都占有一定优势，值得一提的是，近几年中国华为在云计算领域发展迅速，跻身到云计算产业的前沿，成为全球重要的信息与通信解决方案供应商。

2、生物产业

生物产业一般是指，将现代生物技术和生命科学应用于生产以及应用于经济社会各相关领域，为社会提供商品和服务。随着技术发展和突破，生物技术为解决人类社会发展面临的健康、食物等重大问题提供了强有力的手段。目前，全世界越来越多的国家面临着严峻的资源、环境压力，抓住生物科技发展的机遇，加快发展生物产业对缓解经济发展瓶颈制约具有重大的战略意义。

根据IMS Health报告，生物医药在2001—2008年增长率一直保持在20%左右，经过多年的发展和市场竞争，美国、欧盟和日本在生物医药行业拥有绝对的优势，他们掌握着全球生物医药产业的大部分上游技术。中国在该领域与国外的差距相对较小，，提出重点发展生物技术药物、新型疫苗等生物医药技术。

3、高端装备制造产业

一方面高端装备的发展拉动高技术的发展，体现力学、冶金、化工、材料、计算机集成制造和机械加工等领域技术的进步，另一方面高端装备制造的发展带动了制造业及下游应用的发展，在整个经济链条中起着承上启下的关键作用。从国家的竞争力来讲，高端装备制造被视为工业体系的骨骼和脊梁，具有及其重要的战略意义。

以高铁为例，以日本为代表的多个国家投入巨大力度用于高速铁路的研发，使得高速铁路技术不断更新换代，且不断成为技术集中度较高的领域。全球高速铁路领域专利申请量排名前十位的申请人中日本公司占据七位，分别是日立、日本铁道综合技术研究所、东芝、东海旅客铁道株式会社。中国尽管在起步与发展时间上滞后于全球，但技术进步速度非常快，近几年相关专利的申请速度加快增长，无论是专利申请产出量还是总申请量，中国均排在第一位，部分技术已经达到世界领先水平，表明中国近五年在高速铁路领域的发展非常迅速。

4、新能源产业

日益严峻的生态环境使得全球国家越来越重视对新能源的开发和利用。金融危机后，新能源产业又成为各国摆脱危机，建立新的经济增长点的重要出路。目前，许多国家为了提高新能源技术水平和扩大产业规模，已经提出了明确的发展目标，制定了支持新能源产业发展的规划和政策。

5、新材料产业

材料科学在支撑交通运输、能源动力、资源环境、电子信息、农业和建筑、航空航天、国防军工以及国家重大工程等领域发挥着物质基础和先导作用。随着社会的发展进步，对材料增加品种、提高质量、满足各领域需求、有效利用资源、减少对环境污染等方面提出更高要求，材料科学与工程面临着迫切的研究发展任务。材料技术与高新技术相互依存、相互促进。新材料既是高新技术的重要组成部分，是提升传统产业的技术能级、调整产业结构的关键。

6、新能源汽车

近年来，新能源汽车的技术研发和产业化发展受到了越来越多的重视，以美国、欧洲和日本为代表的发达国家/地区和以巴西为代表的发展中国家都积极开展了新能源汽车产业发展的实践。新能源汽车将催生汽车动力技术的一场革命并必将带动汽车产业升级。新能源汽车使用成本非常低，将其百公里的用电成本进行换算，电的成本仅是油的20%。新能源汽车的上述特点，决定了它具有强大的生命力和广阔的市场发展前景。

从全球范围看，在2000年以后更是步入一个快速增长期，已经踏入了技术全面覆盖的良性发展趋势，控制技术的完善也将迈上新的高度。日本在纯电动汽车控制技术领域拥有绝对的技术优势，丰田公司掌握关键核心技术，进一步确立了在该领域中的领先地位；中国位居全球第二，我国企业在纯电动汽车控制技术上的研发和投入并不处于弱势地位，。

7、节能环保产业

在应对国际金融危机和全球气候变化的挑战中，世界主要经济体都把实施绿色新政、发展绿色经济作为刺激经济增长和转型的重要内容。一些发达国家利用节能环保方面的技术优势，在国际贸易中制造绿色壁垒。美国、英国和其他一些国家都相继通过法律、法规和标准的建设，开展相关技术的研究、开发工作。日本为该领域专利的领先地区，美国以及欧洲一些国家专利稳定增长，而中国和韩国的专利呈现出近几年发展较快的趋势，未来会成为主要的节能环保专利热点地区。

三、预测角度：全球最受关注、最有增长空间的的创新趋势

根据科学机构、商业机构、科技智库、以及麦肯锡、埃森哲、 KPMG、 GARTNER 等最为关注创新趋势的咨询公司的研究成果，我们梳理了目前最活跃、最受商界关注、最有商业空间的20个创新和技术前沿，这些技术创新将会给人类社会带来颠覆性的改变。

1、大数据及高端分析技术

随着计算机、互联网、社交媒体、智能手机、物联网的相继出现，通信技术与互联网技术相结合，传播技术不断推陈出新，各种以电子形式存储的数据以几何级数增长，大数据分析技术得到突飞猛进的发展，越来越多的公司加入到大数据分析技术的行列中来。例如，Google trend根据相关关键词的搜索量进行分析，可以预测股票市场未来的趋势；亚马逊通过大数据分析客户偏好，从而进行个性化的推荐；百度根据地图定位产生的数据和旅游景点的搜索量可以进行旅游拥堵预测，方便人们合理安排假期的出游；阿里通过分析天猫、淘宝、支付宝、B2B商家的各种数据，以及类似卖家和买家的聊天记录、评价、店铺信用等非结构化数据，建立了纯粹基于互联网信用的小额信贷平台，为平台上的卖家提供小额信贷服务......

虽然目前大数据技术已经给我们的生产、生活和思维方式带来了极大的转变，但是其潜力远远不止这些。调查显示，有85%的公司计划使用大数据，但目前只有17%的公司较为充分的利用了大数据。根据KPMG的预测，大数据技术在未来将会继续突破，到2016年，大数据的全球市场份额将会扩展到480亿美元，相比2014年的168亿增长近186 %。

主要技术包括：大数据、传感器和执行器、云计算和移动技术。

关键应用包括：通过及时的数据反馈增强绩效管理，描绘用户画像，进行市场趋势分析，优化决策系统，创新商业模式

2、物联网

“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的的第三次浪潮。现在，全世界有超过120亿台的移动设备（包括电脑和智能手机）连接在一起，未来十年内将继续有500亿乃至一万亿的移动设备加入。这将带给制造业、基础设施建设、医疗保健、供应链管理带来巨大的变革。

目前，世界上众多国家都在竞相挖掘物联网的潜力，尤其是美国、欧盟和日本等发达国家都在投入巨资深入研究开发物联网技术。其中，美国讯宝公司是无线传感方面的世界领先公司，其在物联网专利申请中排名第一，该公司从1997年开始研究物联网相关技术，近三年的相关专利申请率每年都达到8%的水平；IT巨头三星公司从2002年开始申请物联网相关专利，近三年增长率5%，专利数量达到238件；东京电力公司的专利增长率达到17%，说明物联网技术在智能电网构建的新应用发展迅速；日立公司在RFID标签上开展了大量研究，在许多尖端技术方面均获得了突破；西门子公司和中国最大的物联网企业——感知物联网集团已经签订了进一步的合作协议。

随着传感器和执行器的成本下降，以及无线技术和数据分析技术的不断成熟，未来物联网将有更大的发挥空间。调查显示，目前有15%的公司已经采用了物联网解决方案，67%的公司表明要在未来五年内采用物联网解决方案。根据麦肯锡的预测，到2025年物联网对经济的影响力可达2.7—6.2万亿美元。

埃森哲在今年的世界经济论坛发布的《携手产业物联网，实现共赢发展》报告中预计，在经济增长不确定的前景下，产业物联网到2030年有望为全球贡献14.2万亿美元的新产值。报告指出，产业物联网将尤其推动成熟市场的经济增长。到2030年，产业物联网的资本投资及其带来的生产率提升将为美国累积贡献GDP为6.1万亿美元。如果美国对产业物联网技术投资再提高50%，并为其发展创造更多有利条件（如提升相关技能和改善宽带网络等），那么到2030年，产业物联网有望为美国GDP创造7.1万亿美元，使得美国GDP比常规预测水平提高2.3%。产业物联网同样能为新兴市场国家带来福音，相比俄罗斯、印度和巴西，中国将有望从产业物联网中实现更显著的经济效益。如能落实支持产业物联网发展的各项措施，到2030年，中国累积GDP将增加1.8万亿美元，相应GDP较常规预测水平提高1.3%。

物联网的主要技术包括：先进、低价的传感器，无线及近场通讯设备（如 RFID），先进显示技术，自然人机接口，先进、廉价的电池

关键应用包括：流程优化（尤其在制造业与物流业），自然资源的有效利用（智能水表、智能电表），远程医疗服务、传感器增强型商业模式

3、知识工作自动化

目前，自动化已经不仅仅局限于重复机械的生产领域，逐渐渗透到智力工作的范围中。随着大数据分析、机器学习、和自然用户界面（比如使计算机执行人们语言中的指令）技术的不断成熟，知识工作自动化变成现实，这将对我们的生产生活产生极大的影响。例如，目前IBM正在训练一个名为”Watson“的电脑进行肿瘤和癌症的治疗，科学家将60多万份医学报告和150万份病人诊疗记录和临床试验报告输入到Watson中，使其能够“学习”到最新的医学研究和案例；苹果的Siri助手可以处理语音询问，并且能够提供及时的反馈；智能手机中的翻译软件能够迅速翻译整个网页，并且能够实时翻译语音信息，使外地游客通过手机能够“说出”当地的语言。这些案例表明，知识工作自动化已经悄然改变了我们的生活。根据预测，到2025年，知识工作自动化的对经济的影响力将达到5.2—6.7万亿美元，相当于增加1.1—1.4亿全职劳动力。

主要技术包括：人工智能、机器学习、自然人机接口、大数据分析

关键应用包括：教育行业的智能学习，医疗保健的诊断与药物发现，法律领域的合同 / 专利查找发现，金融领域的投资与会计

4、虚拟现实

过去几年中，移动互联网技术的膨胀和智能设备的兴起使虚拟现实技术得以快速发展，目前越来越多的互联网公司在竞相挖掘虚拟现实技术的潜力，使未来的虚拟现实技术带给人们更大的想象空间。根据KPMG的预测，到2016年虚拟现实技术的全球市场份额将达到51.6亿美元，相比2014年大幅增长近282%。

早在上世纪90年代，科技企业对于虚拟技术的野心就已经开始显现。任天堂在1995推出了虚拟现实游戏设备 Virtual Boy；谷歌推出的谷歌眼镜具有“拓展现实”的功能，它可以通过声音控制拍照，视频通话和辨明方向以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等；美国波音公司为车间工人配备了智能眼镜，大幅减少了使他们在组装747飞机的时候查阅说明手册的时间；Facebook CEO马克·扎克伯格已经明确表示Oculus VR将改变传统的社交体验，成为一个全新的交流平台，到那时，远隔万里的朋友之间将不会再通过文字、语音、视频进行交流，而是面对面。

主要技术包括：传感器和执行器，云计算，移动技术，自然用户界面

关键应用包括：增强用户体验，提高工人生产率，通过下一代移动设备和界面的应用增强数字内容和现实生活的互动。

5、先进机器人

自从20世纪60年代初人类制造了第一台工业机器人以后，机器人就显示出极强的生命力。现在，在工业发达国家中，机器人已经广泛应用于汽车及汽车零件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、物流等诸多领域中。作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志，因此受到各国企业和学术界的广泛关注，现金机器人也成为世界各国发展的主要方向。韩国三星、日本安川点击、索尼、本田、丰田、松下、三菱、东芝等大公司都在积极研究开发先进机器人技术。

随着计算机视觉、人工智能、机器交流、传感器和执行器技术的不断发展，目前的机器人已经变得更加智能、灵活、且具备更先进的感知，可以用于自动执行任务。根据麦肯锡的预测，到2025年先进机器人对经济的影响力可达1.7—4.5万亿美元，可改善5000万截肢及行动不便者的生活。

主要技术包括：无线技术，人工智能，计算机视觉，先进机器人机敏性、传感器，分布式机器人，机器人式外骨骼

关键应用包括：产业/制造机器人，服务性机器人—食物准备、清洁、维护，机器人调查，人类机能增进（如钢铁侠），个人及家庭机器人—清洁、草坪护理

6、自动驾驶汽车

目前， IT大佬和汽车巨头纷纷投入到自动驾驶技术的研发中来：谷歌自2010年起开始研发自动驾驶汽车；近日宝马和百度宣布将共同推进高度自动化驾驶科技，而宝马此前就已展示过其自行研发的无人驾驶技术；奥迪也在近期表示计划加入自动驾驶技术开发行列，未来将打造能够在市区路况下自动行驶的车辆；沃尔沃正在瑞典哥德堡主导全球首个大规模自动驾驶公众路试项目；而德尔福的自动驾驶路试车在中国已经跑了50万公里左右；大陆在2012年底就也已获得美国内华达州机动车辆管理局的批准，在该地区公共道路上测试自动驾驶汽车；博世的自动驾驶车辆也已在美国旧金山附近的帕洛阿尔托地区进行路试……

在未来10年中，科技的飞速发展将使无人驾驶飞机、潜水器、汽车和货车得到更广泛的应用，我们将会目睹一场交通工具的革命。根据麦肯锡的预测，到2025年，自动汽车对经济的影响力可达0.2—1.9万亿美元，每年可挽回3—15万个生命。

主要技术包括：人工智能、计算机视觉，先进传感器（如雷达、激光雷达、GPS）、机器交流

关键应用包括：自动汽车及火车

7、社交媒体

最近几年，社交媒体技术发展迅猛：电视机行业用了13年的时间达到五千万的家庭使用量，而网络服务供应商只用了三年时间就积累了同等数量的用户，更甚至，Facebook和Twitter达到同样的目标仅用了不到一年的时间。社交媒体已经在不知不觉中改变了人们分享信息的方式，其作为商业工具的力量开始凸显。

主要技术包括：传感器和执行器，云计算，移动技术

关键应用包括：将难处理的问题众包，通过社交网络加强合作和知识共享，通过社交网络加强与客户之间的沟通和交流，加强团队凝聚力

8、电子商务

在移动互联网技术的影响下，商业模式发生了巨大的转变，移动电子商务已悄然走进人们的视线，并以其快捷方便、无所不在的特点，成为现代商务发展的新方向。互联网技术的不断进步推动了电子商务的成本下降，简化了商业流程，并降低了电子商务的进入壁垒，新的支付系统和新的商业模式应运而生。

主要技术包括：传感器和执行器，云计算，移动技术，自然用户界面

关键应用包括：促进新兴商业市场的增长，促进线上交易更便捷、更容易、成本更低，促进新的商业模式产生

9、数字化用户强劲增长

未来10年中，将会有25—30亿新增网络用户。根据预测，与这30亿新增数字用户相关的移动互联网应用每年可创造2——5万亿美元的经济价值，并且，数目如此之大的新增用户的加入将有助于推动金融创新、电子商务的发展和新的商业模式的产生。

10、Me+free+ease商业模式日益流行

信息技术的飞速发展催生了me+free+ease模式。其中me指的是“个性化”，比如，基于对用户偏好的分析，搜索引擎能够提供个性化的搜索结果；乐购通过为客户提供个性化的营销方案来提高客户忠诚度。Free指的是“免费”，云技术的普及使得用户可以在网上享受到越来越多的免费信息或服务——而这些信息或服务可能在线下是收费的，比如用户可以在网上免费阅读电子书、听音乐、看视频等。“ease”指的是使用起来简单，随着技术的进步，新的设备越来越容易操作，用户在使用新设备时，已经不需要再阅读长长的说明书，比如，目前JP摩根允许用户通过对支票拍照就能将支票存入网上银行中，大大优化了用户体验。

11、人机互动

传统的人机交互通常被成为脑机接口（BCI）：我们用手指，通过键盘，或者是能够捕捉眼睛活动的照相设备将大脑中的意图传输给电脑，也就是说，电脑通过脑电图读取、翻译我们的想法，按我们的想法行事。目前的技术已经让我们看到了人机互动的可能性：华盛顿大学最近的一次试验中，一名研究人员通过互联网发送脑电图，实现了用意识控制其同事的手部活动。

下一个10年，人类通过脑电图控制单个机器的能力会逐步得到开发，并运用到电脑游戏、机器人学和外科修复等领域。到了适当的时候，我们就能够运用BCI完成简单的任务，比如控制鼠标的位置，或者不用双手就可以与移动电话进行互动等。在更远的未来，BCI将取得更大的进步，实现人与人的互动，我们将亲眼目睹一场人机互动的革命。

但是，BCI的发展同样会引发许多伦理问题，其中最大的问题是人类即将受到控制——一个比你的头脑更为强大的外部意志或许将控制你的每一个动作。另外，各种法规很难跟上技术发展的步伐，比如现在我们身边就已经出现了自动武器，全世界围绕无人机打击的合法性已经产生了种种争论。

12、3D打印

3D打印是利用数字化模型将材料一层层打印出来的创建物体的累积制造技术。根据麦肯锡的预测，3D打印到2025年对经济的影响力可达0.2——0.6万亿美元，打印的产品可节省成本35%——60%，同时可实现高度的定制化。

主要技术包括：选择性激光烧结，熔融沉积造型，立体平版印刷，直接金属激光烧结

关键应用包括：消费者使用的3D打印机，直接产品制造，工具及模具制造，组织器官的生物打印

13、先进材料

过去几十年中，科学家已经找到了很多具有特殊性能的材料——具有自愈或自洁功能的只能材料、可以恢复到原来形状的记忆金属、能将压力转化为能量的压电陶瓷晶体和纳米材料。这些具有特殊性能的材料将在未来带给我们无限想象空间。根据预测，到2025年先进材料对经济的影响力可达0.2——0.5万亿美元，纳米医学可为2025年新增的2000万癌症病例提供靶向药物。

主要技术包括：石墨烯，碳纳米管，纳米颗粒——如纳米级的金或者银

关键应用包括：纳米电子，显示器，纳米医学，传感器，催化器，先进复合物，储能，太阳能电池，增强化学物和催化剂

14、下一代基因组

下一代基因组是一种有关创造复杂的、新的生物系统的新型工程，汇集了生命科学、工程学和生物信息学等各个学科知识。下一代基因组之所以带给人们无穷的想像，是因为它在未来可能实现让人类主宰自己的进化。该领域中最具前途的创新项目——遗传设计、人工合成蛋白质和天然产物合成——将对我们的生活，尤其是能源和医药生产领域产生颠覆性的影响。2012年DNA测序市场的价值为35亿美元，根据预测，到2018年DNA测序市场价值估计将达到117亿美元。

下一代基因组带来了不可思议的机遇，但是同时也隐藏着巨大的风险，引发了人们的种种担忧。，其将产生极大的破坏作用。例如，某些DNA产品就有很强的毒性和致病性，对于无赖国家或无良的科学家来说要复制这些技术并不是什么难事；即便对那些怀着积极意图的工程师而言，若一时疏忽造出了一种微小粒子，有时候这种粒子甚至小到一接触到基因序列就会被整合进去，进而产生无法预料的基因突变。因此，下一代基因组在发展的过程中必须要有必要的保护性措施。

主要技术包括：先进DNA序列技术、DNA综合技术、大数据及先进分析

主要应用包括：疾病治疗（如个性化的基因定点癌症治疗和帕金森症、阿尔茨海默症等退行性疾病的治疗，以及旨在抗击污染的亲环境细菌），能源（如利用合成生物学大量生产一种低碳环保的可再生植物性燃料——纤维素乙醇，来替代有限的现有能源），高价值物质的生产

15、储能技术

目前电动汽车和混合动力汽车都已经采用锂电池和燃料电池供电。在未来十年中，锂电池的性能将会进一步增强，成本将会进一步下降。随着储能技术的发展，电动汽车的成本将比使用内燃机做动力的汽车成本更低。根据麦肯锡的预测，到2025年，储能技术对经济的影响力将达到0.1——0.6万亿美元，到此将有40%——100%的新汽车是电动或混合动力的。

主要技术包括：电池技术——锂电、燃料电池，机械技术——液压泵、燃气增压，先进材料，纳米材料

关键应用包括：电动车、混合动力汽车

16、深海采矿

目前，全球对自然资源的需求持续增长，随着陆地上的资源储量逐渐下滑，各个国家越来越多的将注意力转向目前人们无法企及的领域——海底。深海海床被誉为“新能源的未知领域”，据估算，全世界的海下矿藏出两种约有100亿吨多金属结核，平均计算，这些最具潜力的矿藏中含锰30%、镍1.5%、铜1.5%、钴0.3%和少量的稀土元素。这些矿物质能够被用来制作电子产品和清洁技术。日本地理学家估计，只需海底2.3平方公里面积所蕴含的稀土材料能满足全球一年的需求量。

随着远程探测领域的技术不断进步，深海采矿逐渐成为可能，商业利益不断上升。但是这也给环境带来了不容忽视的负面影响。绿色和平组织指出，采矿使得海洋生物暴露在金属物质和酸性物质下，把有毒颗粒带入了水下食物链。深海拖网作业破坏了海洋地形，鱼类数量大幅减少，尤其是一些繁殖缓慢的物种深受其害。除了水生生态系统，这些问题还会给沿海地区民众带来严重的影响。因此，我们如果想充分利用这些宝贵资源，并且保护好脆弱的海底生态系统，就应该从现在开始进行良好的治理。

17、先进油气勘探开发

经过过去40年的发展，从页岩岩石地层中提取油气成为可能，为油气开采技术带来革命性的突破。水平钻井和水力压裂法的结合使我们可以开采到通过传统的钻井方法无法开采的油气资源，这将给能源密集型产业带来巨大的福音。

目前，美国已投入巨资进行页岩气的开发，页岩气产量的大幅增加已成为美国振兴制造业的一大法宝。10年前美国对页岩气的开采还微不足道，而现在它已经占该国天然气开采总量的约1/4，美国相关部门预计，到2035年这一比例将进一步提高至50%。目前欧洲空中客车公司等许多国际大企业纷纷将一些制造项目迁入美国，看中的正是当地低廉的能源价格。随着页岩气产量的迅速提高，国际能源署预计，到2015年美国将超越俄罗斯成为全球最大天然气生产国。

根据麦肯锡的预测，到2025年先进油气勘探开采技术为经济带来的影响可达0.1——0.5万亿美元，到2025年每年可额外增加32—62亿桶原油。

主要技术包括：水平钻探，水力压裂法，微观探测

关键应用包括：燃料提取能源（包括页岩气、不透光油、燃煤甲烷、煤层气、甲烷水汽包合物）

18、新兴核能

近几年，新兴国家的电力需求持续迅猛上涨——平均每年5%至6%，而发达国家的需求量上升比例不到1%，并且未来还将保持这样的上升趋势。目前，大多数新兴国家的目标是提升能源安全，避免温室气体排放和其他空气污染。

在世界面临气候变化和能源安全双重挑战的背景下，核能是解决问题的办法之一。根据预算，未来几十年核电容量增长几乎将全部来自新兴国家，其中最关键的三个是：中国、印度和俄罗斯。

在各个国家寻求扩大核能规模的同时，也引发了一系列问题。最受关注的是安全问题——核电站运行安全、放射性材料的安全处理，以及针对和俗气扩散所才去的防范措施。至关重要的是，。如果这些困难得不到充分解决，那么核能在未来发电中的占比也许会比我们设想的低许多。

19、可再生能源

可再生能源——如风能、太阳能、海浪能——给未来的能源供应提供了巨大的潜力。太阳嫩能技术发展尤其迅速，在过去20年中，太阳能发电的成本已经从最初的8美元/瓦下降到0.8美元/瓦。在发达国家，如美国和欧洲，太阳能和风能得到了越来越广泛的应用。更重要的是，中国、印度和其他新兴市场国家纷纷制定了计划在未来采用可再生能源来促进发展。根据麦肯锡的预测，在2025年可再生能源对经济的影响可达0.2——0.3万亿美元，到2025年每年可减少碳排放10—12亿吨。

主要技术包括：光伏电池、风力涡轮机、聚光太阳能发电、水力发电、海浪能

关键应用包括：发电，降低碳排放，分布式发电

20、政府、医疗和教育的技术变革趋势

互联网和信息技术工具的快速发展给企业的商业模式带来革命性的转变，但是似乎并未给政府、医疗和教育的方面带来明显变革。最近几年，随着这些领域引入了互联网平台、大数据分析和其他信息技术创新，我们相信政府、医疗和教育领域将会看到信息技术推动的生产率提升，以及公共和社会服务成本的下降。

主要技术包括：大数据分析，传感器和执行器，云计算，移动技术

关键应用包括：政府（使用IT技术提供更多的网上服务，优化资源节约成本）、医疗（提升基本医疗服务质量、创新治疗方案）、教育（推动教育方式的创新，提高教育资源的可获得性）

【参考文献】

·《战略性新兴产业专利技术动向研究》，甘绍宁，2014年3月

·《Global InformationTechnology Report 2014》，世界经济论坛，2014年9月

·《Six convergingtechnology trends》，KPMG，2013年

·《Ten IT-enabled businesstrends for the decade ahead》，Mckinsey，2013年5月