德国发布《高科技议程》六大关键技术路线图
5月18~22日,德国政府发布《高科技议程》(HTAD)关键技术路线图[1],聚焦人工智能、微电子、量子技术、生物技术、核聚变、电池等六大关键技术,明确了各项技术的发展路径和目标。
2025年7月30日,德国政府通过了《高科技议程》,重点关注对德国发展至关重要的6项优先关键技术和5个战略研究领域,旨在使德国不仅成为顶尖研究的聚集地,更能成为具备竞争力和技术主权的创新高地,推动德国重返国际技术竞争的顶峰。为了使对HTAD的投资有效、目标更加具体,德国政府制定了6项优先关键技术的路线图。
一、人工智能技术路线图
1、发展目标
《人工智能技术路线图》[2]将人工智能(AI)定位为“具有颠覆性潜力的关键技术”,旨在使德国成为国际AI竞争的核心参与者与共同塑造者。路线图强调,AI须与社会核心价值及欧盟《人工智能法案》确立的“可信、安全、透明、以人为本、可持续”原则保持一致,打造“德国造/欧洲造”的AI,并参与制定全球技术标准。该路线图设定4个目标领域。
(1)通过AI提升价值。通过AI提升劳动生产率,使AI成为核心研究与应用领域的重要工具,目标到2030年使10%的经济产出基于AI。该目标下设8个里程碑:①建成AI应用测试中心与真实实验室(2028年),加快测试中心和“应用创新实验室”建设,助力价值创造并展示《人工智能法案》的可操作性,促进研究成果进入市场;②实现至少100个转化范例与最佳实践(2028年),示范AI潜力、便利转化流程并提供德国及欧洲本土方案;③实现制造业中核心流程使用AI的中小企业占比超过50%(2029年),推动AI广泛扎根于中小企业,提升其生产率;④大幅提升本国AI产品与应用数量(2030年),把德国定位为AI产品供应方,强化德国和欧洲主权;⑤AI初创企业数量较2025年翻两番至4000家(2030年),大幅扩展AI创业生态,使初创企业成为创新AI方案的核心供应者;⑥使德国成为工业AI主导市场(2030年),把机器人和机器学习等领域的尖端研究直接转化为工业标准解决方案,实现“德国造”工业AI;⑦强化AI在公共管理部门的应用(2030年);⑧提升AI相关研究及职业中的女性比例(2030年)。
(2)提升AI能力。切实提高AI在科学、研究、商业、行政和社会的可用性与可用度。该目标下设5个里程碑:①扩容并投运高斯超算中心(2027年);②投运欧盟AI超级工厂(2028年);③使德国成为全球领先数据中心枢纽之一(2030年),总算力至少翻倍,高性能计算(HPC)与AI算力至少翻两番;④在核心AI应用领域建成并互联数据生态系统(2030年),打造广泛可用、公平、可互操作、合规、可信且具有主权的工业与科研数据生态;⑤全面强化AI能力与AI素养(2030年),为公众、科研人员、学生及企业提供培训、支持与咨询。
(3)成为AI创新领域的关键参与者。该目标下设4个里程碑:①提供高性能AI基础模型访问权限(2027年);②建成至少3个欧洲前沿AI实验室(Frontier AI Labs)(2028年),研究新模型类别、模态、智能体系统与更高效训练方法,自研模型并大规模运营产品;③成功开发至少3个领域专用AI系统(2029年),突出安全、可持续、高效、可信、可互操作或采用新方法;④开发前沿AI模型(2030年),以带动更好的价值创造并吸引投资。
(4)AI在医疗健康领域广泛应用。推动实现个性化、预测性、预防性的医疗体系,该目标下设8个里程碑:①简化用于AI开发的可互操作健康数据(2026年),提升健康与护理数据可用性,解决数据获取受限、监管异质与法律不确定等障碍;②使用符合数据保护规定的健康数据训练AI,并在“应用创新实验室”中进行测试(2027年),确保更贴合德国市场、更精准的AI系统落地;③在健康研究数据中心训练和测试基于AI的健康模型(2027年);④AI辅助文档助手获得市场应用(2028年),使超过70%的医疗与护理机构使用合规的AI文档;⑤提供合规评估模板与样例(2029年);⑥提供匿名或合成数据集用于AI训练(2029年),简化创新AI模型的初期开发、缩短研发周期并降低监管负担;⑦在医疗机构引入临床测试平台(2029年),为初创与中小企业提供更快、更低门槛的市场准入;⑧通过唯一用户身份证明(UID)关联多源健康数据(2029年),实现跨源、合规、安全的数据关联以训练AI并得出更优结论。
2、重点举措
包括29项举措:启动AI机器人助推器(KI-Robotikbooster),打通AI机器人从研究到转化再到规模化应用的路径;启动转化旗舰项目(Transfer-Leitprojekte),由AI开发者、应用方与产学界联合开发领域专用AI模型与系统;推进工业AI发展,通过“欧洲共同利益重要项目—AI”(IPCEI-AI)推动跨企业、跨境协作与开源技术,并在“价值创造的未来”计划下实施“AI融合价值创造”优先资助,聚焦生产率提升与下一代产品及生产系统;促进AI衍生企业发展,通过AI NATION(德国一个全国性的AI初创企业支持与加速平台)计划部署面向初创企业的创业资助计划和面向成长型企业规模化发展的加速器计划,打造具有国际影响力的创业型专业AI生态系统平台;构建面向中小企业的AI能力网络,整合中小企业数字化中心(BMWE)、AI服务中心(BMFTR)、未来中心(BMAS)与AI观察站等各项措施;在公共管理中持续运用AI提质增效;资助神经生物学启发式AI;资助开发医学计算模拟方法;建立AI测试中心和应用实验室;研发和测试农业及食品领域物理AI系统和机器人技术;扩大AI灯塔项目在气候、环境和自然保护领域的应用;确定和支持战略性AI标准化活动;部署AI旗舰项目,涵盖从研发到应用各环节,联合AI中心、AI服务中心、其他计算基础设施供应商及旗舰转化项目联盟;落地欧盟AI超级工厂;升级AI服务中心与中小企业数字化中心网络;强化高校及科研机构的AI能力;实施数据中心战略,增强计算能力;推进“欧洲共同利益重要项目-分布式计算连续体”(IPCEI-CIC);建设科研领域“AI与数据加速器”(KIDA);扩建并强化AI卓越中心;资助AI与软件基础研究;部署“下一代前沿AI概念”创新竞赛;通过《医疗健康数据和数字创新法》(GeDIG)简化监管框架;落实《医疗登记法》以简化医疗登记数据的收集、关联和使用;参与联邦数据保护监管实验室(ReguLab),解决利用健康数据开发AI系统的数据保护问题;举办健康数据利用与匿名化创新竞赛;推进健康研究数据中心(FDZ)的AI就绪化;发布监管咨询资助公告;招标建设临床测试平台。
3、应用领域
路线图将AI应用划分为四大领域:
(1)制造业。涵盖预测性维护、工程设计、供应链调度、机器排产和能源管理,以及智能体式AI、边缘AI实时数据处理、自主内部物流、AI机器人和时序预测。
(2)制药与医疗。涵盖新药研发、诊断、精准医疗、个性化治疗规划、临床试验设计,以及模式识别、临床机器人和健康大数据分析。
(3)电信、信息技术(IT)与信息服务。涵盖客户支持、预测性网络优化、软件开发和IT安全,以及聊天机器人、大语言模型、AI编程助手、模式识别和时序预测。
(4)贸易、出行、物流与金融服务。涵盖动态定价、需求预测与销售规划、运输路径优化、风险管理、欺诈识别、信用评估、理赔和个性化客服,以及预测分析、多变量时序预测和大规模交易数据模式识别。
路线图指出,43个行业具有高AI相关性,其中制药与汽车行业应用最快、医疗与农业中等、建筑业较慢。同时指出,主权基础设施、世界模型、物理AI等五大技术焦点领域,到2030年将为德国企业开辟约6600亿欧元(约合5万亿元人民币)的全球市场潜力。
二、量子技术路线图
1、发展目标
《量子技术路线图》[3]将量子技术定位为“新兴关键使能技术”,涵盖量子计算、量子传感和量子通信三大支柱领域,旨在使德国成为量子技术研发与应用的全球高地,从基础研究到工业系统集成再到广泛经济社会应用全面布局。该路线图设定了四大发展目标。
(1)处于量子计算前沿。到2030年至少实现两台欧洲顶尖水平的纠错量子计算机并向用户开放。该目标下设8个里程碑:①组建具备强竞争力的产学研联合体(2026年第4季度),围绕离子阱、中性原子和超导3条技术路线,组建约5个任务驱动型联合体;②在欧盟芯片联合执行体(Chips JU)框架内建设至少3条量子芯片中试线(2026年第4季度),作为欧洲“从实验室到晶圆厂”(From Lab to Fab)网络节点;③在德国产出首批逻辑量子比特(2028年),经同行评审验证错误率低于有效纠错阈值;④至少两家量子计算初创企业进入规模化阶段(2028年),通过欧洲风险资本完成大额融资;⑤至少3个数据中心配备量子计算硬件(2029年)并向用户开放使用,至少20家企业参与用例开发;⑥全栈式量子计算软件栈开发与集成(2030年),2028年先期实现各层架构和标准化接口,支持远程访问;⑦利用逻辑量子比特执行首轮计算操作(2029~2030年),完成量子傅里叶变换等展示指数级速度优势的基础运算,成果纳入技术标准;⑧在至少两个具有实际价值的应用领域展示量子优势(2032年),展示经济收益超过量子计算机运营成本的计算,成果纳入欧洲和国际标准。
(2)推进量子传感应用。到2030年利用量子传感器实现疾病早期诊断,并拓展至少一个额外应用领域。该目标下设4个里程碑:①建立至少两个量子传感技术转化中心(2027年),对接现有架构整合资源,聚焦生命科学、环境监测、大地测量、航空航天和工业领域,吸纳至少20家企业参与用例开发,系统集成解决方案服务商占比达25%以上;②实现量子传感器在疾病早期检测中的应用(2029年),高灵敏生物标志物检测用于肿瘤识别与表征,高分辨率成像达到早期治疗评估所需精度,验证量子器件与经典诊疗工作流的高集成度;③实现量子传感器在卫星导航和环境监测中的应用(2031年),鲁棒微型化陀螺仪实现全轴姿态控制、无屏蔽梯度仪用于移动地质勘探、重力仪实现大面积高时空分辨率导航与测绘、可搬运原子钟实现1厘米级高度分辨率;④在至少6个项目中展示量子传感相对经典方案的量子优势(2032年),在真实环境中测试评估量子系统,与经典传感器方案进行定量对比,成果纳入标准。
(3)完善量子通信生态。强化和扩展量子通信创新生态系统,强化终端用户视角。该目标下设6个里程碑:①第二颗“基于立方体卫星的量子密钥分发”(QUBE)量子通信研究卫星投入运行(2026年);②完成“用于安全网络和通信的量子技术”(QuNET)计划(2026年),为欧洲量子通信基础设施(EuroQCI)建设做出德国贡献,成功完成最终技术演示;③启动量子通信创新网络平台(2027年),以社区驱动、结合终端用户视角的新型网络形式运作;④通过第二届量子通信“大挑战”竞赛(GCQK II)扶持青年团队(2028年),夯实创新人才储备;⑤实现长距离地面量子通信关键要素(2028年),完成量子中继技术演示并公开;⑥建立德国本土量子信息网络(2030年),聚焦未来用例并与欧盟及国际伙伴合作开展技术演示,成果纳入欧洲和国际标准。
(4)建设专业人才队伍。强化量子技术专业人才基础。该目标下设3个里程碑:①建立量子后备人才网络(2028年),至少300人参与“量子未来”计划(含学院、奖项、校友活动),女性目标比例40%;②构建覆盖全职业周期的量子技术教育与继续教育体系(2029年),重点培育跨学科软硬件集成工程师等紧缺人才;③在高校设立25个量子技术新教席(2030年),并于开普敦非洲数学科学研究所设立德国研究讲席,同时联动柏林复杂量子系统达勒姆中心协同育人。
2、重点举措
包括10项举措:①布局量子计算竞赛与技术转化中心,通过任务驱动型竞赛建立至少两台纠错量子计算机,强化工业相关用例的应用生态系统,各州广泛配套支持;②在欧盟“芯片联合计划”框架内建设6条欧洲量子芯片中试线,向技术供应商开放;③推动德国“高科技议程”与欧盟《量子法案》衔接,融入全欧资助体系并争取未来联合执行体;④建立量子传感技术转化中心并开展量子传感挑战赛,采用“校园产业”(Industry-on-Campus)模式,与联邦颠覆性创新局合作推进技术探索、应用与规模化开发以顺利实现商业化;⑤通过QUBE、QuNET和“面向未来端到端安全的网络化量子中继器”(QR.N)等旗舰计划及“量子通信大挑战”竞赛,完善量子通信创新生态系统,建设从国家到欧洲再到国际伙伴的量子通信研究网络;⑥推动德国量子通信创新生态系统在欧洲和国际层面的融合,开展向量子互联网演进的研究与技术转化;⑦实施“量子未来专业人士”计划,资助职业生涯全周期的教育和继续教育模式,各州配套支持;⑧扩展量子材料和使能技术的技术基础与硬件能力,资助量子芯片、低温技术、真空技术以及高精度电子学洁净室、中试线及测试基础设施,各州广泛配套;⑨以公共部门采购量子原型和系统作为融资和规模化核心工具,通过定向采购为量子初创企业创造可靠的首批营收,同时强化科研成果产业化;⑩加强量子技术标准化工作,推动参与国家、欧洲和国际标准制定,将标准与研发、技术转移和规模化工具更紧密结合,支持中小企业早期参与标准制定。
3、应用领域
路线图将量子技术市场划分为三大领域:
(1)量子计算。市场规模800亿~1600亿欧元,主要应用于制药和材料研究,包括复杂分子模拟、药物设计、蛋白质折叠、催化剂和电池材料开发、复杂工艺优化和研发周期缩短,首批工业应用预计在2030年代。
(2)量子传感。市场规模260亿~550亿欧元,主要应用于医疗领域,利用量子力学效应以极高灵敏度测量磁场、重力、时间和加速度,实现神经学和心脏病学领域的高分辨率成像,首批产品预计2029年前量产。
(3)量子通信。市场规模110亿~170亿欧元,是量子时代网络安全的关键技术支柱,量子密钥分发(QKD)可与后量子密码(PQC)互补保护数据传输和通信,并为量子对象安全互联和未来量子互联网提供技术基础。
此外,光子学、低温、真空、精密电子等使能技术市场规模约170亿~320亿欧元。硬件占市场总价值的65%,中间件/控制栈占18%,软件/服务占17%。
三、微电子技术路线图
1、发展目标
《微电子技术路线图》[4]以2025年10月德国联邦内阁通过的《联邦政府微电子战略》为背景,将微电子定位为“地缘政治博弈的核心技术”,旨在强化德国和欧洲的技术主权。路线图设定四大发展目标。
(1)高性能芯片设计。实现高性能“德国设计”芯片,使德国成为欧洲芯片设计中心。该目标下设5个里程碑:①建立芯片设计能力中心及5个专题中心(2027年),自2026年第4季度起整合分散能力形成协同效应;②通过开源工具降低芯片设计门槛(2028年),开发80款开源设计工具、30个虚拟和物理演示器、15个完整设计流程、5个适配工艺设计套件(PDK),博世、Swissbit等企业参与;③推动高校和科研机构从能力载体转型为核心赋能者(2029年),孵化20家初创企业、赋能20家中小企业、年培养150名芯片设计师、完成50个流片、产出5项可转移技术;④强化汽车等关键产业的专用处理器创新能力(2029年),开发5款配备软件开发套件的处理器,建设芯粒平台,博世、宝马、英飞凌、恩智浦、Tenstorrent、TrustMotion及弗劳恩霍夫协会、Imec Germany等机构参与;⑤将新型AI边缘计算芯片从研究推向市场(2029年),推出3种新芯片设计方法、每年支持3家初创/规模化企业、完成3次研发采购、3款新AI芯片进入市场,利用欧盟设计平台提升能效并降低能耗。
(2)推进技术转移。强化从实验室到工业应用的转化,在德国和欧洲建设“先进半导体技术”生态系统。该目标下设3个里程碑:①通过先进封装与异质集成电子组件和系统(APECS)中试线,为产业界特别是中小企业提供一站式获取尖端技术(2027年),服务125家意向方、支持250个项目并制定标准化合同;②大幅扩展先进封装中试产能并架设通向企业工业化的桥梁(2029年),产出10项面向工业的先进封装技术,巴伐利亚、巴符、萨克森、萨安、石荷、北威、柏林、勃兰登堡等州参与;③通过欧洲共同利益重要项目(IPCEI)推进新微电子技术在产业界规模化(2030年),聚焦AI、光子学、先进封装和装备领域,完成100个首次工业部署,联邦资助超40亿欧元并至少撬动等额私人投资。
(3)市场份额增长。提升德国和欧洲微电子企业市场份额,增强技术主权。该目标下设6个里程碑:①建立微电子技术学院并推动各州培训机构建设(2026年),年培训900人,完成德累斯顿电子技术职业学校现代化改造;②积极推动欧盟《芯片法案》修订(2027年),作为欧盟技术主权一揽子方案组成部分,推动以欧洲工业需求为导向的再聚焦,完成欧盟《芯片法案》2.0谈判;③改善芯片中小企业、中型企业和初创企业的规模化条件(2027年),显著提高其在芯片资助中的占比,改善欧洲初创和规模化企业的资本获取;④扩大德国半导体在前后道制造、上游产品及关键装备的产能(2029年),实现15项“综合生产设施”或“开放欧盟代工厂”投资,撬动80亿欧元私人投资和5亿欧元中小企业规模化投资;⑤充分利用欧盟《芯片法案》实施成果(2029年),新增年产210万片晶圆产能和5500个就业岗位;⑥推进高端图像传感器开发(2029年),基于互补金属氧化物半导体(CMOS)和有机半导体技术面向航天和天文学应用,德国天体物理中心(DZA)参与,确立欧洲技术领先地位。
(4)打造更具韧性的供应链。强化供应链韧性,降低芯片供应中的关键依赖。该目标下设3个里程碑:①设立国家“芯片办公室”(2026年),作为联邦、各州和行业协会的微电子协调机构并提供分析支持;②拓展与国际技术领先者的伙伴关系(2026年),每年派遣100名德国学生赴中国台湾地区交流,确立德国在经济合作与发展组织(OECD)半导体工作组中的领导角色;③建立欧洲协调的供应链监测体系(2027年),完成半导体供应链风险分析,纳入关键领域通用供应链监测。
2、重点举措
包括5项举措:①建设芯片设计能力中心、资助完整开源芯片设计工具链(DE:Sign)挑战赛和高性能能效AI处理器系统(KOLIBRI)计划,在欧盟层面协调多个基于开放标准的汽车芯片大型项目(如德国牵头的CHASSIS),各州配套先进设计加速器、芯片设计中心和高频/光子学设计专项;②以APECS中试线、“从实验室到量产”(Lab-to-Fab)加速器计划和德国牵头的IPCEI“先进半导体技术”为核心,在欧洲层面建设先进封装生态系统,加速新技术向工业转移;③通过欧盟《芯片法案》框架下的首批项目撬动私人投资和落地,积极介入欧盟《芯片法案》2.0谈判;④通过国家芯片办公室持续分析供应链韧性,拓展与价值观伙伴(OECD、七国集团、中国台湾)的交流合作,推动欧盟层面协调的供应链监测和关键原材料多样化;⑤实施“芯片技能”(Skills4Chips)旗舰项目,统一联邦与各州人才举措,建设Microtec学院并现代化各地培训设施。
3、应用领域
路线图将微电子应用划分为四大领域:
(1)出行领域。包括电动出行功率电子和自动驾驶(雷达、激光雷达、摄像头芯片、高级驾驶辅助系统芯片),车辆正演变为“车轮上的超级计算机”,功率电子和汽车电子是德国突出的技术优势。
(2)工业应用。包括智能传感器、物联网和边缘计算芯片,支撑智能制造和工业4.0,德国和欧洲在工业自动化领域全球领先。
(3)能源转型中的集成化功率电子,包括光伏和风电用高效功率半导体、智能电网调控和负荷管理半导体、电动出行快充站高效转换器。
(4)通信与数字化。包括5G/6G射频芯片(德国在基站和终端芯片设计领域领先)、数据中心和终端设备的存储芯片、处理器和互连技术、关键基础设施中可信硬件保障安全通信。
四、生物技术路线图
1、发展目标
《生物技术路线图》[5]将生物技术定位为“应对气候变化、资源短缺和医疗保障等全球挑战的关键技术”,旨在使德国成为全球领先的生物技术创新高地。该路线图设定四大发展目标。
(1)成为健康研究领先国家。通过生物技术强化德国在未来医学发展中的自主权,使德国成为健康研究的顶尖高地。下设4个子目标:
一是基因与细胞治疗。将德国打造为基因和细胞疗法开发、生产和商业应用的全球领先基地,涵盖从上游基础研究到下游符合药品生产质量管理规范(GMP)的药品规模化生产全链条,确保在德国和欧洲拥有完整、自主的价值链。该子目标下设6个里程碑:①建成基因与细胞治疗转化中心(2028年),内含孵化器和GMP生产设施,可容纳20家初创企业,柏林卫生研究所(BIH)牵头;②加速从科研到临床服务的转化(2029年),孵化20家新初创企业、实施30个联合项目;③将基因和细胞治疗从概念到临床试验的周期缩短30%(2030年),应用自动化和平台技术,显著降低监管障碍;④将基因和细胞治疗临床试验数量提升30%(2030年),增至120项,确立德国在欧洲的领先地位;⑤扩大GMP专业人才基础(2030年),通过转化中心培训和支撑模块系统提升全德基因和细胞治疗及生物技术领域的专业能力;⑥建成技术驱动的感染医学转化基础设施(2032年),整合光子学系统开发、AI数据分析、临床验证及监管等全链条转化流程。
二是大学医学网络。建立全国大学医院联合能力网络,使卓越医疗覆盖全德而非仅限于个别顶尖中心。该子目标下设4个里程碑:①为全德大学医院建设和开放共享临床研究基础设施(2026年),国家大学医学网络(NUM)常态化运行;②使德国在全球临床研究基地排名进入前三(2030年),设立面向制药业的“一站式”协调机构;③建立高质量人类生物样本及相关数据的广泛获取机制(2030年),国家生物样本库启用,年项目数增至1800个(2029年),将NUM接入欧洲健康数据空间(EHDS);④显著扩大患者参与临床试验(2030年),仅NUM即年开展约100项研究、纳入约1万名患者。
三是下一代生物技术。有针对性地扩展研究能力,支持初创和成熟企业建立新的生物基价值链,大幅加速医学创新。该子目标下设6个里程碑:①批准首个mRNA癌症免疫疗法(2028年);②增加即时检测的可及性(2029年),使患者在家或治疗现场即可完成检测并可立即讨论治疗方案;③扩展基因组测序能力(2029年),推进个性化诊疗的创新发展;④建立和批准平台技术及生物铸造厂(2030年),将复杂生物治疗药物的开发时间和成本减半;⑤通过AI支持的多组学和自动化技术加快诊断(2031年),引入和批准AI诊断工具和AI智能体;⑥利用新型AI方法加速药物和功能性蛋白开发(2035年),通过机器学习、深度学习和生成模型缩短药物早期开发阶段。
四是创业。强化生物技术领域的创业精神,推动将卓越研究转化为具有全球竞争力的企业。该子目标下设3个里程碑:①大幅增加生物技术领域的风险投资(2030年),通过基础设施支持、财政激励和明确的政策战略扩大德国生物技术风险投资;②大幅增加生物技术衍生企业数量(2030年),新增至少5家生命科学企业;③将更多中小企业“德国制造”创新产品推向市场(2035年),增加许可交易数量、研发人员和营收规模。
(2)打造最具创新力的生物技术高地。将德国打造为全球生物技术最具创新力的基地,创建资源高效、有竞争力的产业。该目标下设6个里程碑:①启动基于AI的生物工艺开发创新中心(2027年),将生物工艺开发时间减半;②将私人研发和规模化投资提升至每年50亿欧元(2025年为46亿欧元)(2028年),公私资助比至少1:1;③简化企业对10个以上领先研究和技术基础设施的可及性(2028年),将设施利用率提升50%,推进“工业生物技术创新与合成生物学加速器-欧洲研究基础设施”(IBISBA-ERIC)联合体建设;④建立两个生物数字中心(2027年)和数字生物工艺平台(2029年),将新生物工艺开发周期减半;⑤使德国成为欧洲生物工程领先基地(2029年),在菌株/酶设计到工艺开发全链条上孵化20家初创企业,专利申请跻身欧洲前三,学术发表欧洲领先;⑥将生物基化学品销售收入占全部化学品的比重从11%提升至15%(2030年),通过研发资助、IPCEI和消除监管障碍推动新产品上市。
(3)构建能够抵御危机的农业和食品系统。利用生物技术开发面向未来具有韧性、抗危机的农业和食品系统。该目标下设4个里程碑:①建立企业驱动的生物技术食品创新生态系统(2028年),2027年设立精准发酵和细胞培养创新中心,吸引私人投资和专业人才;②将精准发酵或细胞培养产品推向全球市场(2028年),实现细胞密度大于1亿细胞/毫升、反应器规模500至3000升、培养基成本降低90%等技术指标;③将生物技术植保产品的市场份额从5%翻倍至10%(2030年),确立德国在欧洲可持续植保领域的领先地位;④将育种创新周期缩短三分之一(2030年),实现年种植生产率提升1%~2%,科学发表和专利申请欧洲领先。
(4)创新医疗技术。推进创新医疗技术发展,促进更具预测性和预防性的未来医学。该目标下设3个里程碑:①推动修订欧盟《医疗器械法规》(MDR)以简化和加速认证(2027年),使认证周期明显低于当前平均18个月;②开发覆盖诊断和治疗全流程的创新传感器和传感器系统原型(2030年),研发10个新原型并申请专利,减少侵入性诊疗并实现生物标志物实时监测;③推出精准改善女性健康的创新医疗技术(2030年),开发性别特异性诊疗创新方案,解决女性疾病诊断延迟和治疗不当等特殊挑战。
2、重点举措
包括7项举措:①将柏林基因与细胞治疗中心(BC GCT)建设成为中央转化中心,整合基因与细胞治疗领域的研究、开发和生产;②联合现有区域集群和研究机构,建设先进的疗法药物(ATMP)卓越中心网络;③实施下一代医疗技术资助计划,通过中小企业医疗技术资助指南、“下一代医疗传感器颠覆性方法”资助和“女性医疗技术”(MedTech4Women)计划推动创新;④通过生物技术创业计划(GO-Bio)加强创新理念向产业界转化,各州配套生命科学孵化器、初创工厂和转化研究机构;⑤实施“面向工业生物经济的未来技术”框架指令以加强工业生物技术的应用研发,设立“基于AI的生物工艺开发自动化”资助计划以推动工业生物技术颠覆性创新,启动“工业生物经济”公私合作计划以推进产研合作;⑥推进植物生物技术和植保创新,实施“创新现代植物育种方法”和“创新环保害虫防治策略”(PhytoProtect)计划,各州配套公私合作育种计划、基因组编辑平台、生物价值创造与智慧农业倡议、现代育种技术推广、作物保护与育种研究集群等;⑦推动生物技术食品创新,实施“先锋转移计划”(PIONEER)开发替代蛋白,2027年起设立精准发酵和细胞培养领域创新中心以开发可持续健康食品,并通过多项跨领域计划支持企业将生物技术食品解决方案推向市场。
3、应用领域
路线图将生物技术应用划分为四大领域:
(1)医学生物技术。涵盖mRNA疗法、针对遗传病和罕见病的基因治疗、用于个性化医学和癌症治疗的基因诊断。
(2)工业生物技术。利用微生物、酶和生物过程的工业生产,包括化学品、材料、食品添加剂和生物燃料的可持续制造,高性能、高质量新型材料的高效生产,用于新型生物过程的生物催化剂,实现生物基原料高效利用的循环经济和生物制造。
(3)植物生物技术。涵盖生物农药和生物肥料等农业生物技术工艺和产品,作物育种加速,植物保护方法创新(生物农药和生物肥料)。
(4)AI与生物技术的融合。利用蛋白质和分子结构精确预测或临床试验优化加速药物开发;利用模式识别、个性化治疗、图像分析等的精准医学与诊断;优化高效的蛋白质设计以及工业生物生产的工艺开发与优化。
五、核聚变技术路线图
1、发展目标
《核聚变技术路线图》[6]将聚变技术定位为“未来碳中和、安全、资源节约且具备基荷能力的能源供应核心支柱”,设定了一个总目标:使德国成为全球领先的聚变技术创新高地,推动德国企业成为聚变技术世界市场领导者并创造就业。将其分解为3个子目标:
(1)建设聚变发电能力。为在德国建设磁约束或激光聚变发电站创造关键前提条件。该子目标下设10个里程碑:①建立磁约束聚变中心(2026年);②建立激光聚变中心(2026年);③高温超导线圈制造与测试(2028年),为采用高温超导带状导体的仿星器制造并测试首个全尺寸高温超导线圈模型,Proxima Fusion公司、Gauss Fusion公司、马克斯·普朗克等离子体物理研究所参与实施;④建立磁约束聚变参与者网络(2029年),部署至少20个项目;⑤建立激光聚变参与者网络(2029年),部署至少20个项目,激光聚变领域主要企业与科研机构参与实施;⑥磁约束聚变示范装置投运(约2030年);⑦建成激光聚变研究基础设施(2031年);⑧技术路线决策(2030年代中期),就建设德国首座商业聚变发电站的技术路线(磁约束或激光聚变)做出决策,聚焦单一技术路线;⑨投运全球首座聚变示范发电站(2030年代末);⑩投运全球首座商业聚变发电站投运(2040年代)。
(2)燃料与材料。提升燃料循环和材料开发领域关键子技术,为德国聚变发电站建设奠定重要基础。该子目标下设5个里程碑:①建立燃料循环与材料开发中心(2026年);②开发燃料循环概念方案(2028年),完成首批关键组件(如箔片泵、弹丸注入器)制造,卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)、Gauss Fusion公司参与实施;③建成可规模化的⁶Li富集装置技术(2028年),KIT、Kyoto Fusioneering、Argentum Vivum Solutions等机构参与实施;④建立燃料循环与材料开发网络(2029年),至少部署20个在研项目;⑤建成材料开发研究基础设施(2034年)。
(3)创造框架条件。解决聚变发电站建设所需的跨领域前提条件,该子目标下设2个里程碑:①将核聚变明确纳入《辐射防护法》(2026年);②扩展核聚变影响力(2029年),至少部署20个向公众普及聚变知识的项目。
2、重点举措
包括9项举措:①建立并实施激光核聚变、磁约束核聚变(仿星器)、燃料循环与材料开发3个区域聚变能中心,以产业主导的联合研究为核心,汇聚产学研各方能力,构建系统化的聚变创新生态系统;②资助聚变基础技术的应用研发项目,将关键组件从基础研究阶段定向推向工业应用,聚焦产业主导的联合研究,同时资助探索性、高创新性的研究方法,为聚变技术开辟超越现有路径的新方向;③资助聚变领域监管研究项目,目标是在《辐射防护法》框架内,伴随聚变技术发展进程,逐步补充和完善现有监管规定,使监管与技术创新同步演进;④聚变研究基础设施建设与运营,资助仿星器聚变、激光聚变和中子源接入等基础设施与技术示范装置建设;⑤政府设立“聚变能指导办公室”,向聚变领域各方提供最新资助信息,加强各界交流,统筹支持德国制造聚变发电站目标;⑥由巴符州、巴伐利亚州、汉堡、黑森州、梅前州、石荷州和萨克森州7个州组成聚变能联盟,协调各州活动、汇聚研发能力并相互支持;⑦培养后备人才,设立资助计划以强化早期职业阶段、继续教育和学生与专业人才的网络建设,表彰优秀学位论文;⑧推动聚变知识的公众普及和传播,提升社会对聚变技术的理解和接受度;⑨支持国际聚变研究合作项目,参与IPCEI“创新核技术”聚变相关研究,加强德国产学研聚变生态系统与欧洲生态系统的衔接。
3、应用领域
路线图将聚变市场划分为3个方面:
(1)聚变能发电。作为风能和太阳能的基荷补充,提供安全、可负担、低碳的电力供应,通过高温工艺热实现钢铁、化工等高耗能行业的工业脱碳。
(2)氢能与电力多元转换(Power-to-X)。清洁电力通过转化为氢能实现存储、输运和多行业应用。
(3)高技术交叉应用。包括用于医疗技术、特种机械制造、航空航天及高效输电网络的高温超导和强磁场技术,用于半导体制造、材料加工、诊断和基础研究的高功率激光和光学材料/涂层,用于材料研究等领域的新型诊断和中子源。
六、电池技术路线图
1、发展目标
《电池技术路线图》[7]将电池定位为“跨领域关键使能技术”,涵盖电动汽车、机器人、传感器、固定储能及安全领域应用,旨在应对亚洲在锂离子电池领域的主导地位,确保德国和欧洲的技术主权。路线图设定了一个总目标:到2035年在德国建立具有竞争力的电池生产与循环体系,并嵌入欧洲生产网络。将其分解为3个子目标:
(1)电池研究。强化从材料/电芯化学、生产工艺到新型电池类型及循环经济的全链条研究,以工业需求驱动研发方向。该子目标下设8个里程碑:①建设电池能力集群(2028年),围绕电池材料、电池生产和固态电池三大重点建设全国性跨学科研究联合体,启动30~50个集群研究项目;②钠离子电池开发(2028年),示范钠离子电池的中试规模生产,EDAG、VARTA等企业参与实施;③培育初创企业(2028年),每年从科研机构孵化3家初创企业,建立科研基础设施地图与接入系统;④强化专业人才基础(2029年),每年设立7个新研究组,资助职业生涯早期科研人员;⑤构建电池技术研发与产学研网络(2029年),每年部署50个联合项目;⑥科研成果向工业应用转化(2029年),每年将10项科研成果推向产业联合开发阶段;⑦中小企业使用科研基础设施(2030年),每年10家中小企业利用中试设施;⑧国际科研与技术合作(2030年),与伙伴国家开展4个持续运行的国际研究合作项目。
(2)特种市场。将德国打造为对性能、韧性和价值链可持续性有高要求的特种电池市场领先供应国。该子目标下设3个里程碑:①非车用特种电池市场拓展(2030年),在固定式储能和移动式非车用电池系统领域建设本土产能,占据利基/特种市场;②特定应用领域技术实现领先(2030年),推动固态电池技术在2029年前达到9级成熟度,中试生产在建;③垂直应用联盟驱动的产业转化(2033年),资助10个产业主导的垂直应用联盟,产出15项专利和新产品应用,提升欧洲和德国价值链深度。
(3)大众市场。使德国成为全球下一代电池竞争的核心参与者。该子目标下设6个里程碑:①吉瓦级产能投产(2027年),在本土投产或扩产吉瓦级(>5吉瓦时)电芯工厂;②扩建运营电池电芯研究生产设施(FFB)(2028年),产能达6.8吉瓦时,二期工程投入研究运营,面向所有常用电芯类型开放;③非锂离子电池产能建设(2030年),钠离子电池、固态电池、锂金属电池、金属-空气电池及液流电池等替代方案实现工业规模放大;④强化电池产业专业人才基础(2030年);⑤下一代电池电芯成功开发与量产(2032年);⑥韧性价值链与循环体系构建(2035年),实现全价值链产能建设。
2、重点举措
包括9项举措:①联邦政府与合作伙伴共同制定德国电池电芯制造目标蓝图,优化竞争与创新框架条件,保障规划确定性;②通过“净零技术联邦规则”及“改善区域经济结构”联合任务(GRW)、STARK转型资助等工具,强化产能投资;③推动Battery Booster、创新基金、欧盟电池法规等欧洲层面政策工具,为电池产业提供合理框架;④与企业和社会伙伴对话,探讨设立独立的“电池”职业类别,各州配套设置国际电池化学研究生院、欧洲电池学习实验室、电池技术学位课程等;⑤联邦参与国内外战略性原材料项目,各州推进工业锂提取与加工、钠离子电池生产基地、电池回收集群扩建、现代化电池回收设施等;⑥继续加强研究能力和基础设施,各州支持材料分析研究建筑、电池实验室、能力中心与技术倡议、电池研究中心、后锂储能卓越集群、电池技术中心等;⑦推动电池初创企业创立与规模化;⑧建立试点项目测试新型加速资助程序,简化申请流程,资助周期6个月至5年灵活设置,引入分阶段关卡式资助;⑨推动缩短电池全价值链产品开发周期的方法与技术,降低开发成本,提升“德国制造”电池竞争力。
3、应用领域
路线图将电池市场划分为3个结构领域:
(1)大众市场。以汽车工业为主,要求高产量、质量稳定和强成本控制,全球约60%的电池需求长期来自乘用车市场,技术涵盖锂离子电池、钠离子电池和固态电池。
(2)特种市场。包括航空航天、物流、海事、医疗和国防等领域,产量较低但专业化程度高、增长率常更高,技术涵盖锂离子电池及钠离子电池、液流电池、锂硫电池等替代技术。
(3)电池研究,德国拥有国际公认的研究地位,重点包括新材料、新型电芯类型(铝基、锌基、镁基等)及创新生产技术,同时培养未来专业人才。
(岳芳 蒿巧利 冯瑞华 葛春雷 邢颖)
[1] Bundesregierung: Roadmaps der Hightech Agenda Deutschland starten in die Umsetzung mit Wirtschaft, Wissenschaft und Ländern. https://www.bmftr.bund.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/DE/2026/05/200526-HTAD.html
[2] Künstliche Intelligenz (KI). https://hightech-agenda-deutschland.de/roadmaps/kuenstliche-intelligenz/
[3] Quantentechnologien. https://hightech-agenda-deutschland.de/roadmaps/quantentechnologien/
[4] Mikroelektronik. https://hightech-agenda-deutschland.de/roadmaps/mikroelektronik/
[5] Biotechnologie. https://hightech-agenda-deutschland.de/roadmaps/biotechnologie/
[6] Fusion. https://hightech-agenda-deutschland.de/roadmaps/fusion/
[7] Batterietechnologie. https://hightech-agenda-deutschland.de/roadmaps/batterie/