场景驱动创新：上海探索“十五五”未来产业破局之道（上）—— 以量子科技、生物制造、氢能和可控核聚变为例

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作者：蒋英杰，上海中创产业创新研究院区域经济研究中心主任、高级研究员

图源：即梦AI

预计时长：20min

应用场景是用于系统性验证新技术、新产品、新业态产业化应用以及配套基础设施、商业模式、制度政策的具体情境，是连接技术和产业、打通研发和市场的桥梁，是推动科技创新和产业创新融合发展的重要载体，对促进新技术新产品规模化商业化应用具有重要牵引作用。2025年10月国务院办公厅发布《关于加快场景培育和开放推动新场景大规模应用的实施意见》提出支持建设一批综合性重大场景、行业领域集成式场景、高价值小切口场景，扩大生产场景、工作场景、生活场景供给，推动场景资源开放，促进场景资源公平高效配置，推动新场景大规模应用，形成“技术突破—场景验证—产业应用—体系升级”的路径。

本研究重点围绕《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》提出的量子科技、生物制造、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、第六代移动通信等六大未来产业领域，系统梳理上海围绕六大未来产业领域在应用场景培育方面的重点布局。文章共分为上下两篇，上篇系统梳理量子科技、生物制造以及氢能和可控核聚变能三大未来产业的应用场景培育模式，下面重点梳理了脑机接口、具身智能、第六代移动通信三大未来产业领域的应用场景培育模式。

量子科技：

定义未来算力与安全的终极疆界

当前，量子科技正以颠覆性的力量，指数级重塑全球竞争版图。据权威机构预测，全球量子产业规模将在未来十余年间实现从百亿到近万亿级的跨越式增长，其中中国市场增长动能尤为强劲，产业链各环节均呈现蓬勃生机。上海，作为中国量子信息技术的创新策源地和战略要地，自本世纪初便前瞻布局，持续投入，累计支持数百项前沿研究。如今，上海量子科技正步入从实验室“关键变量”转化为产业发展“最大增量”的决胜阶段，通过攻关核心技术、构建验证场景、培育产业生态的全链条推进，加速量子计算从深邃理论走向广阔现实。

1、城市为基：于“微缩样板”中编织未来智慧。上海创新性地提出了“量子城市”的宏大构想，并率先将其从理念蓝图转化为扎实的政策行动与实践探索。通过启动“量子城市空间智能创新建设”及制定专项实施方案，上海旨在为超大城市治理探索融合量子智慧的“上海方案”。其中，位于杨浦复兴岛的“量子城市时空创新基地”是这一战略的集中缩影。在这片1.3平方公里的“未来城市实验室”里，量子通信、量子传感与量子计算等前沿能力被深度集成，旨在为城市级的能源调度、交通优化、安全监测等复杂系统提供全新的解决方案。它不仅仅是一个技术试验场，更致力于成为全球城市更新与创新生态建设的典范，最终塑造一个数字智能、人文艺术与人民城市理念交融的“明日之岛”。

2、场景驱动：从产业痛点中“淬炼”核心价值。量子科技的巨大潜力，正通过对接实体经济中最迫切的难题得以验证和释放。在生物医药领域，其强大的模拟能力正成为颠覆新药研发传统范式的关键。例如，通过“基于量子算法的工业酶改造与设计”，研发效率得到革命性提升，为绿色生物制造注入强劲动力。在金融领域，量子计算对复杂风险模型的超强解算能力，以及量子加密技术所提供的本质安全等级，正赋能机构构建更精准的风控体系和更坚固的数据护城河，重塑金融安全的基石。这些扎根于产业真实需求的场景，已成为量子技术价值最有力的试金石与推进器。

3、生态共建：以开源平台“引爆”协同创新。为系统性加速技术从原型到产品的转化周期，上海着力构建开放协同的创新基础设施与生态网络。上海交通大学发布的全球首款量子科学计算平台UnitaryLab，将高难度的科学与工程问题转化为可高效求解的量子算法，为广大科研工作者与工程师提供了强大的基础工具。更重要的是，上海推动成立了汇聚顶尖高校、研究院所与行业企业的“量子人工智能联合体”。这一创新共同体瞄准基础理论与关键核心技术，致力于在电力、金融、生物医药等具体领域推动深度融合，构建起了技术供给与产业需求双向奔赴、持续迭代的良性生态，推动上海从量子技术的应用高地迈向生态繁荣的创新策源地。

表：量子科技代表性企业及其主要应用场景

生物制造：

重塑物质生产方式的绿色图谱

生物制造，是以酶与细胞为“智慧工厂”，将可再生资源转化为万千产品的绿色工业革命。它摒弃了对石化原料的路径依赖，以温和、高效、低碳的过程，重塑物质生产的底层逻辑，是循环经济与可持续发展最具象的典范。在中国，生物制造已成为经济增长的新引擎，“十四五”期间产业规模突破万亿。上海，作为这一变革的核心枢纽，不仅汇聚了顶尖的研发心智与总部经济，更通过张江合成生物创新中心、金山“湾区生物医药港”等战略载体，构建了从原始创新到产业落地的“高速通道”，驱动生物制造迈向广阔未来。

1、智能创制：AI重构生物制造的“底层逻辑”。上海正积极拥抱一场由人工智能驱动的生物制造范式革命。传统的“试错实验”模式，正在被“预测-验证-迭代”的“智能创制”新范式所革命性重塑。沪上企业与机构已在这一前沿深度布局：天鹜科技凭借AI蛋白质设计大模型AIACCLBIO®，为药物研发安上“智能导航”；迪赢生物与汇像智能共建的AI实验室，通过高通量微型反应器与实时传感，让发酵工艺实现“无人值守”与动态优化，效率提升数十倍；康码生物联合国家蛋白质设施打造D2P无细胞“智造”平台，依托算法实现每日万级蛋白通量的端到端自动化生产。尤其值得称道的是，上海交通大学研发的“AI工程师”系统，首次将时间维度深度融入工业发酵的调控，实现了过程的动态预测与自主优化。这标志着，生物制造正从依赖经验的“技艺”，进化为可计算、可预测、可精准调控的“科学”。

2、生态赋能：资本与平台编织的创新“热带雨林”。为破解从实验室到生产线的“达尔文死海”，上海着力构建“资本+平台”双轮驱动的赋能生态。一方面，张江天然产物合成生物学公共服务平台、上海合成生物学创新中心等国家级平台持续提升能级，为创新提供坚实的公共实验与中试转化支撑。另一方面，金融创新精准滴灌：上海首支生物制造产业基金采用独特的“C+VC”模式，将产业龙头的场景资源与投资机构的敏锐嗅觉深度融合，构建“技术发现—资源对接—产能协同”的闭环。此举有效弥合了风险投资“投而难帮”与产业方“重产轻研”的结构性断层。伴随基金成立的“价值伙伴联席会”，更围绕资源共享、成果转化、资本协同、人才共育形成常态化机制，旨在打通产业化的“最后一公里”，培育兼具科学洞察与产业视野的复合型大脑，将上海打造为全球生物制造的创新策源与价值灯塔。

3、全景绽放：多元场景铸就“生物制造”新名片。上海生物制造的影响力，正通过重点领域生物医药、先进材料、消费品、能源与环保多元化产品矩阵全面绽放。一批标杆产品已脱颖而出：凯赛生物的生物基聚酰胺、昌进生物的β-乳球蛋白、蓝晶微生物的PHA等，成功入选国家级标志性产品名单，彰显了上海技术的硬核实力。这些技术正走出实验室，改变世界：全球首个生物基复合材料冷藏集装箱已然交付；弈柯莱以合成生物法生产的燕窝酸，开创了食品原料绿色获取的新路径；康码生物建成的全球首条万吨级无细胞蛋白合成生产线，以及在上海化工区投产的全国首条天然产物生物制造示范线，更是将稀有人参皂苷等高价值成分的产率提升数千倍，纯度达极致。

表：生物制造代表性企业及其主要应用场景

氢能和可控核聚变能：

零碳能源动脉与人造太阳

氢能和可控核聚变能作为前沿能源技术，在推动全球能源转型和可持续发展中具有战略意义。上海市氢能和可控核聚变能正加速从技术验证迈向规模化落地，形成以基础设施为先导、核心技术为支撑、多元场景为牵引的实施路径。

1、氢能网络：从“单点突破”到“系统集成”的场景新范式。宝山以工业重卡为突破口，构建“钢厂—物流—加氢站”闭环，推动宝武集团联合高校打造氢能研发创新生态，延伸产业链条；嘉定则以智能网联技术为引擎，探索燃料电池汽车与自动驾驶、车路协同系统的深度融合，推动“智能氢能汽车”成为未来城市移动单元的新形态；临港依托洋山港与东海大桥物流干线，打造集高速公路、码头装卸、仓储转运于一体的全场景氢能运输走廊；青浦聚焦氢能物流示范区建设，推进氢能物流车和重卡发展；金山则作为全市氢气供应与关键材料研发策源地，保障五大区的氢源稳定与核心部件自主可控。这种“一区一策、多点联动”的模式，使上海在不依赖单一技术路线的前提下，实现了氢能交通从“点状突破”向“网络化渗透”的跃迁，为全国构建多场景氢能交通体系提供了可复制的系统性范式。

2、聚变征程：“国家队+商业公司”双轮驱动生态。上海正在形成一个独特的可控核聚变研发生态系统，其核心特点是“国家队引领，商业公司并行探索”。国家队主导的工程化路径，2025年7月，中国聚变能源有限公司在上海成立，作为中核集团牵头组建的“国家队”，目标是推动聚变能源的工程化与商业化，公司采用紧凑型高温超导磁约束聚变路线，计划在上海建设新的实验装置“中国环流四号（HL-4）”，旨在验证其高温超导磁体等关键技术，遵循“实验堆-示范堆-商用堆”的核能发展规律，目标是在2050年实现聚变能源商用。商业公司的前沿技术突破，位于上海临港的能量奇点在2023年建成全球首台全高温超导托卡马克“洪荒70”-1-6。其研发的“经天磁体”产生了高达21.7特斯拉的磁场，创下相关领域世界纪录，为建造更小、成本更低的聚变装置奠定了基础。

3、协同攻坚：“政企协同、多元竞跑”创新范式。嘉定氢能港‌零碳氢储“源网荷储一体化”项目是国内首个实现“电—氢—电”全链条闭环的综合能源示范项目，项目创新性地同时采用了PEM（质子交换膜）和ALK（碱性）两种电解水制氢技术，并通过智能微电网技术，实现了能源生产、储存和消费的全流程自动化管理。此外，项目探索出“主教练”引领的产业链创新模式，嘉定氢能港园区管委会扮演 “主教练” 角色，凭借其对技术、政策和产业链的全局把握，牵头整合从光伏发电、设备制造到燃料电池应用等不同环节的企业，共同攻克技术耦合难题，形成了强大的产业协同效应，有效解决了氢能项目常因产业链分散而难以推进商业化的问题。同时项目显著降低成本的商业化路径，项目通过光伏绿电直供，将电力成本控制在较低水平，同时将制氢的综合电耗和耗水量都控制在了行业先进标准。

表：氢能和可控核聚变能代表性企业及其主要应用场景

小结

在量子科技、生物制造、氢能与可控核聚变能三大前沿科技领域，上海通过 “场景牵引、平台赋能、生态协同” 的鲜明模式，积极探索科技产业化的新路径，加速推动前沿技术从实验室走向实际应用与规模落地，为我国把握未来科技革命与产业变革机遇提供了重要的“上海范式”。未来上海要持续加大在三大领域的自主研发投入，进一步扩大应用场景的开放广度与深度，鼓励更多传统行业龙头企业提出真问题、参与真验证，加强前瞻领域顶尖人才与跨学科复合型人才的引进与培养，积极参与未来产业的国际标准制定，推动形成开放合作的全球产业生态。

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作者：蒋英杰

编辑：龙彦霖

2025年12月29日 15:35

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