一、战略定位与核心目标

十五五（2026-2030）是我国科技从 “跟跑并跑” 向 “并跑领跑” 加速跨越的关键阶段，核心目标聚焦四大方向：国家创新体系整体效能显著提升，基础研究和原始创新能力显著增强，重点领域关键核心技术取得决定性突破，科技创新与产业创新深度融合催生新质生产力。这一时期，我国科技发展将从 “单点突破” 转向 “系统能力构建”，以 “高水平自立自强” 为核心主线，为 2035 年建成科技强国筑牢根基。

二、重点突破领域：双轮驱动攻坚核心赛道

（一）卡脖子技术攻坚：破解产业升级硬约束

卡脖子技术是制约我国产业向高端化、智能化、绿色化转型的核心瓶颈，十五五将以 “全链条攻关 + 生态构建” 为路径，集中力量突破五大关键领域，实现从 “受制于人” 到 “自主可控” 的跨越。

集成电路作为现代产业的 “工业粮食”，是攻坚的重中之重。当前我国高端芯片、EDA 工具、半导体设备等核心环节对外依存度较高，十五五将聚焦 “设计 — 制造 — 封测 — 材料 — 设备” 全链条突破：设计端攻克 7nm 以下先进制程芯片架构与布局布线技术，开发多芯片异构集成（Chiplet）设计工具；制造端推进 14nm 以下先进工艺量产，突破极紫外光刻（EUV）配套技术与大硅片、光刻胶等关键材料；设备端重点研发离子注入机、薄膜沉积设备等核心装备，形成 “设备 — 材料 — 制造” 协同验证的自主生态。通过专项攻关与市场培育，力争 2030 年芯片自给率实现大幅提升，基本满足汽车、消费电子等中端领域需求，高端领域实现自主技术替代突破。

工业母机是制造业的 “心脏”，直接决定高端装备的精度与可靠性。我国高端数控机床在高速主轴、精密导轨、数控系统等核心部件上仍存在短板，十五五将主攻五轴联动数控机床、超精密加工设备等高端机型：突破高刚性机床结构设计、高速高精度伺服驱动技术，研发自主可控的数控系统与伺服电机，解决 “机、电、液、控” 一体化集成难题。同时建立机床与航空航天、汽车零部件等下游行业的协同验证机制，推动国产高端机床在发动机叶片、精密模具等复杂零件加工中规模化应用，大幅提升高端机床自主可控水平，摆脱对进口设备的依赖。

高端仪器是科学研究与产业检测的 “眼睛”，直接影响创新成果的研发效率与产业质量。我国在质谱仪、透射电镜、高端传感器等领域长期依赖进口，十五五将重点攻关三重四极杆质谱仪、5nm 分辨率透射电镜、激光雷达等设备：突破核心传感元件、高精度检测算法、真空系统等关键技术，提升仪器的稳定性与检测精度；建立仪器国产化验证平台，在生物医药、环境监测、半导体制造等领域开展试点应用，完善售后服务与校准体系，提高科研机构与企业对国产仪器的认可度，逐步扩大国产高端仪器的市场份额。

基础软件是数字经济的 “底座”，操作系统、工业软件、数据库等直接关系国家信息安全。我国基础软件面临生态兼容性不足、核心算法薄弱等问题，十五五将强化 “操作系统 + 工业软件 + 数据库” 协同攻关：研发面向智能制造、政务服务的自主操作系统，提升与硬件设备的兼容性；突破 CAD/CAM/CAE 全流程工业软件算法，开发适用于航空航天、高端装备的专用工业软件；构建分布式数据库与云原生数据库体系，保障核心业务系统的数据安全。通过建立开源社区、开展应用适配，在政务、金融、能源等关键领域扩大自主基础软件的替代范围，形成 “研发 — 适配 — 应用 — 迭代” 的良性生态。

先进材料是支撑高端制造的 “基石”，半导体材料、高性能金属材料等直接决定终端产品的性能上限。我国在半导体级硅片、第三代半导体材料、高性能复合材料等领域存在技术缺口，十五五将重点突破：研发 8 英寸、12 英寸半导体级硅片与外延片，攻克碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等第三代半导体材料的晶体生长与器件制备技术；发展高性能碳纤维复合材料、高温合金等特种材料，满足航空航天、新能源汽车等领域的轻量化、耐高温需求。建立材料与下游产业的联动机制，推动国产先进材料在芯片制造、高端装备、新能源等领域的规模化应用，实现材料国产化率的显著提升。

（二）前沿技术布局：抢占未来竞争制高点

前沿技术是培育新质生产力的核心载体，十五五将以 “技术预判 + 场景落地” 为导向，布局五大战略赛道，打造全球技术策源高地，掌握未来产业竞争的主动权。

人工智能是新一轮科技革命的核心驱动力，十五五将深入实施 “AI+” 行动，推动人工智能从技术研发走向全产业链赋能。算法层面，突破多模态大模型、小样本学习、可解释性 AI 等核心技术，研发高效训练框架与推理芯片，降低大模型的训练成本与能耗；硬件层面，攻关类脑计算芯片、量子 AI 芯片等新型算力载体，构建 “通用算力 + 专用算力” 协同的算力体系；应用层面，推动 AI 在智能制造、智慧医疗、智慧城市等领域规模化落地：在制造业实现 AI 质检、智能排产、数字孪生的广泛应用，在医疗领域开展 AI 辅助诊断、药物研发，在城市治理中推进智能交通、应急响应等场景落地，培育万亿级人工智能产业集群。

量子科技是未来科技竞争的战略制高点，具有颠覆传统计算与通信的潜力，十五五将构建 “量子通信 + 量子计算 + 量子传感” 三位一体发展格局。量子通信领域，推进京津冀、长三角、粤港澳大湾区量子保密通信干线建设，构建天地一体化量子通信网络，保障国家政务、金融等核心领域的信息安全；量子计算领域，迭代 “祖冲之”“九章” 系列量子计算机，突破量子芯片、量子纠错、量子测控等关键技术，研发 1000 量子比特级别的实用化量子计算机，在密码破解、材料设计、药物研发等领域开展试点应用；量子传感领域，开发原子磁力仪、量子重力仪等高端传感器，拓展在资源勘探、国防安全、医疗检测等领域的应用，形成量子科技的产业化雏形。

生物医药与生物制造是保障人民健康与推动绿色发展的重要方向，十五五将聚焦合成生物学、基因编辑、精准医疗等前沿技术。在生物医药领域，利用 AI 驱动药物研发，缩短创新药研发周期、降低研发成本，重点攻克肿瘤、心血管疾病等重大疾病的创新药与生物类似药；发展基因编辑技术与细胞治疗，推进 CAR-T 细胞治疗、基因疗法等在罕见病治疗中的应用，构建精准医疗体系。在生物制造领域，利用合成生物学技术研发生物基材料、生物燃料、生物农药等产品，替代传统化工产品，降低碳排放；建立生物制造产业化平台，突破菌种筛选、发酵工艺优化、产物分离提纯等关键技术，推动生物制造产业规模化发展，打造 “健康 + 绿色” 双驱动的产业生态。

新能源与核聚变是应对气候变化、保障能源安全的核心路径，十五五将重点布局绿氢、可控核聚变等 “终极能源” 技术。在绿氢领域，突破电解水制氢、高压气态储运、固态储氢等关键技术，降低绿氢制备与储运成本；建设绿氢示范项目，推动绿氢在钢铁、化工、交通运输等领域的应用，构建 “制氢 — 储氢 — 用氢” 全产业链。在可控核聚变领域，推进 “人造太阳”（EAST）等实验装置的升级改造，突破磁约束、等离子体控制、聚变堆材料等关键技术，开展聚变堆工程化验证，为实现可控核聚变的商业化应用奠定基础，布局未来能源安全的技术储备。

6G 与算力网络是数字经济的基础设施，将支撑万物智联与智能计算的广泛需求，十五五将提前布局抢占技术先机。在 6G 领域，聚焦太赫兹通信、天地一体化网络、通感一体等核心技术，开展 6G 技术试验与标准制定，构建空天地海一体化的通信网络，实现 “万物智联、全域覆盖”。在算力网络领域，建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，优化 “东数西算”“东数西训” 布局，提升算力调度效率；发展液冷服务器、量子算力等新型算力基础设施，构建 “通用算力 + 专用算力 + 超算算力” 协同的算力体系，支撑人工智能、大数据、云计算等产业的高速发展，强化数字经济的算力支撑。

三、战略路径：构建高效协同的创新生态

（一）完善新型举国体制，凝聚攻坚合力

新型举国体制是突破关键核心技术的重要保障，通过 “集中力量办大事” 与市场机制相结合，构建 “需求导向 — 任务牵引 — 协同攻关” 的高效体系。在组织模式上，推行 “揭榜挂帅 + 赛马 + 定向委托” 机制，针对集成电路、工业软件等重点领域设立专项攻关任务，允许跨领域、跨学科团队自由组合，赋予首席科学家充分的技术路线决策权，打破科研管理条块分割，避免重复研发与资源浪费。在资源整合上，优化国家实验室体系，打造 “国家实验室 — 全国重点实验室 — 企业实验室” 三级架构，推动北京怀柔、上海张江等综合性国家科学中心形成重大科技基础设施集群，集中优势资源攻克基础研究与前沿技术瓶颈，提升原始创新能力。在人才激励上，实施战略科学家培养计划与青年科技人才托举工程，建立 “技术股 + 分红权” 多元化收益分配机制，破除 “四唯” 评价体系，给予科研人员充分的经费使用自主权与成果转化收益权，让科研人员能够心无旁骛投身创新。

（二）深化产创融合，激活新质生产力动能

科技创新与产业创新深度融合是催生新质生产力的核心路径，构建 “研发 — 中试 — 转化 — 产业化” 全链条对接体系。技术赋能产业方面，实施传统制造业数字化转型工程，通过 AI 质检、数字孪生、智能传感等技术改造钢铁、化工、纺织等传统产业，打造一批智能工厂与数字化车间，推广柔性生产与个性化定制模式，提升规上工业企业数字化覆盖率与生产效率。产业反哺科技方面，依托新能源汽车、光伏、5G 等优势产业建立 “应用场景实验室”，开放自动驾驶、储能系统、工业互联网等真实场景数据，为技术研发提供市场化验证平台，让技术在实际应用中迭代优化，形成 “研发 — 迭代 — 验证” 的良性循环。成果转化方面，建设一批概念验证中心与中试基地，解决科技成果从实验室走向市场的 “死亡谷” 问题；试点科技成果所有权改革，允许高校、科研院所保留部分成果处置权与收益权，激励科研人员参与成果转化；通过 “首购首用” 政策与政府采购，为自主创新产品提供市场空间，加速科技成果的产业化落地。

（三）夯实创新要素，筑牢发展底座

创新要素的充足供给是科技持续发展的基础，从资金、人才、设施三方面强化支撑，打造国际一流创新生态。资金投入上，建立 “政府引导 + 社会资本参与” 多元化机制，加大中央财政科技支出向基础研究、关键核心技术的倾斜力度，提高基础研究经费占比；设立集成电路、量子科技、生物医药等专项产业基金，引导社会资本参与重大技术攻关与产业化；落实研发费用加计扣除、税收优惠等政策，鼓励企业加大研发投入，让企业成为创新投入的主体。人才战略上，实施全球顶尖科学家引进计划，建立 “绿卡 + 薪酬 + 团队” 一站式服务体系，靶向引进芯片设计、AI 算法、量子科技等领域的 “高精尖缺” 人才；推行卓越工程师校企联合培养计划，搭建高校与企业的人才培养桥梁，培育兼具理论功底与实践能力的 “研发 + 工艺” 复合型人才；构建战略科学家、科技领军人才、青年科技人才、卓越工程师四级人才梯队，为科技发展提供持续的人才支撑。基础设施上，新建一批国家产业创新中心、技术创新中心与制造业创新中心，布局极紫外光刻、强流质子加速器、冷冻电镜等重大科技基础设施，构建 “国家级平台 + 区域枢纽 + 园区载体” 三级创新网络；推进京津冀、长三角、粤港澳大湾区等区域创新协同，优化创新资源的空间布局，提升创新资源的集聚效应与配置效率。

四、科技安全与国际合作：统筹发展与安全

（一）强化科技安全，构建自主可控体系

科技安全是国家安全的重要组成部分，以 “产业链韧性 + 数据安全 + 标准引领” 为核心，筑牢科技发展的安全屏障。在产业链安全方面，建立芯片、工业软件、高端仪器等关键领域的 “备胎清单”，识别产业链薄弱环节，建设区域产业链备份基地，推动核心环节 “双线保障”；培育一批专精特新 “小巨人” 企业，补齐产业链细分领域短板，提升产业链供应链的抗风险能力与韧性。在数据与信息安全方面，完善人工智能安全管理、生物数据出境、算法备案等相关制度，建立 AI 伦理审查机制与基因编辑技术规范，强化网络安全、生物安全的风险预警与防控能力；加强关键信息基础设施的安全防护，保障核心数据的存储与传输安全，防范技术滥用带来的安全风险。在标准体系建设方面，主导制定新能源汽车充电接口、5G-A、人工智能等优势领域的国际标准，积极参与量子通信、生物制造等前沿领域的规则制定，推动中国标准 “走出去”；构建自主可控的技术标准体系，提升在全球科技治理中的话语权，为我国科技企业参与国际竞争创造有利条件。

（二）坚持开放创新，拓展全球合作空间

开放合作是科技发展的必然趋势，以 “引进来提质、走出去升级” 为导向，构建立体化全球合作格局，在开放中提升自主创新能力。在双边合作上，深化与 “一带一路” 沿线国家、欧盟、东盟等的科技合作，共建科技园区、联合实验室与技术转移平台，推动中欧量子通信、中美清洁能源、中日生物医药等领域的联合研发；加强与全球顶尖高校、科研机构的学术交流，引进先进技术与管理经验，提升我国科技研发的起点。在多边机制上，牵头成立金砖国家人工智能联盟、全球新能源创新网络等国际合作平台，主动参与并主导国际大科学计划与工程，如 “人类细胞图谱计划”“全球气候变化观测计划” 等，提升我国在全球科技组织中的参与度与影响力。在全球议题上，围绕气候变化、公共卫生、粮食安全等人类共同挑战，分享我国在光伏扶贫、疫苗研发、杂交水稻等领域的技术成果与经验，开展国际科技援助与合作研发，贡献中国科技解决方案，形成 “创新资源全球配置、创新成果普惠共享” 的开放生态。

五、投资机会与发展前景

十五五科技投资呈现 “金字塔 + 生态圈” 双维结构，覆盖核心技术、新兴产业、基础设施、应用场景四大板块，各领域投资潜力与重点企业如下：

（一）塔尖（核心技术）：“卡脖子” 领域攻坚

该板块聚焦集成电路、EDA 工具、高端仪器、基础软件、先进材料等关键领域，国家专项基金与社会资本总投入预计超 1 万亿元，重点支持 28nm 及以下先进制程、全流程工具链等方向。

• 集成电路：中芯国际（先进制程量产）、华为海思（芯片设计）、长电科技（先进封装）、中微公司（刻蚀设备）、安集科技（抛光材料）、沪硅产业（半导体硅片）；
• EDA 工具：华大九天（模拟电路设计工具）、广立微（良率控制工具）、概伦电子（仿真验证工具）、安道麦 A（布局光刻胶相关工具）；
• 高端仪器：聚光科技（环境监测仪器）、钢研纳克（材料检测仪器）、中科飞测（半导体检测设备）、联影医疗（高端医疗影像设备）；
• 基础软件：麒麟软件（操作系统）、统信软件（桌面与服务器操作系统）、东方通（中间件）、达梦数据库（自主数据库）、中望软件（工业设计软件）；
• 先进材料：安集科技（半导体材料）、三安光电（第三代半导体）、光威复材（碳纤维复合材料）、西部超导（高温合金）、中材科技（高性能复合材料）。

（二）塔身（新兴产业）：万亿级市场培育

该板块聚焦人工智能、氢能、量子科技、生物医药 AI 等领域，市场规模快速扩张，其中氢能、量子科技有望形成万亿级市场，医药 AI 年复合增长率超 40%。

• 人工智能：百度（大模型与自动驾驶）、华为昇腾（AI 芯片与算力）、科大讯飞（智能语音与行业应用）、商汤科技（计算机视觉）、旷视科技（AIoT 解决方案）；
• 氢能：亿华通（燃料电池系统）、美锦能源（氢能全产业链）、隆基绿能（绿氢制备）、中国石化（氢能储运与加注）、 Ballard Power（燃料电池技术合作）；
• 量子科技：国盾量子（量子通信）、科大国盾（量子计算核心部件）、中科曙光（量子计算应用）、神州信息（量子通信安全）；
• 生物医药 AI：深睿医疗（AI 辅助诊断）、推想科技（医疗影像 AI）、晶泰科技（AI 药物研发）、英矽智能（生成式 AI 药物研发）。

（三）塔基（基础设施）：全产业链支撑

该板块聚焦算力网络、量子通信干线、重大科技基础设施等，为科技发展提供底层支撑，预计带动 5000 亿元以上投资需求。

• 算力网络：阿里云（云计算与算力调度）、腾讯云（全球算力节点）、华为云（盘古大模型算力支撑）、天翼云（国企算力骨干）、中科曙光（超算与服务器）；
• 量子通信干线：中国电信（量子通信干线建设）、亨通光电（量子通信光缆）、中天科技（量子通信设备）；
• 重大科技基础设施：中电科集团（核心器件配套）、中国建筑（设施建设）、海康威视（监测系统配套）。

（四）生态层（应用场景）：融合领域赋能

该板块聚焦 “AI + 制造”“AI + 医疗”“氢能 + 物流” 等融合场景，催生海量细分市场机会，中小企业可聚焦专精特新赛道建立技术壁垒。

• AI + 制造：海康威视（工业视觉）、工业富联（智能制造解决方案）、汇川技术（工业自动化）、埃斯顿（工业机器人）；
• AI + 医疗：平安好医生（AI 健康管理）、联影智能（医疗 AI 设备）、东软集团（医疗信息化 + AI）；
• 氢能 + 物流：上汽红岩（氢能重卡）、宇通客车（氢能物流车）、京东物流（氢能物流场景应用）、顺丰速运（氢能配送车试点）。

六、结语

十五五时期，我国科技发展将以 “高水平自立自强” 为核心引擎，在卡脖子技术攻坚中夯实产业根基，在前沿技术布局中培育新质生产力，在创新生态构建中激发持续活力，在安全与开放的统筹中拓展发展空间，在多元投资驱动下加速产业化落地。

这一进程将重塑我国科技产业的竞争优势，推动我国从科技大国向科技强国稳步迈进，为 2035 年基本实现社会主义现代化提供坚实的科技支撑，也为全球科技创新与发展贡献中国智慧与力量。