—、群体化特征

信息技术产业化的产生与发展,不像以往的技术革命那样,是由比较单一的技术发展起来的,而是采用群体的形式在短短的十几年内涌现出来,是信息技术与传统技术,以及信息技术内相互作用的结果,并导致了新的信息技术领域的产生和发展,信息技术群的层次表明,这种产业化的技术群,把类似或作用差不多的技术集中在一起,形成实际上每一个中间技术层次本身又是一个技术子群体。

信息技术群体中,也包括高技术和新技术、传统技术之分。信息技术总体来论属于高级技术,而其中的内容不断更新,以致出现新技术群体,即指在一定时空范围内,初次出现的技术,或者对原有技术的改进和革新,在性能上有所突破。所有进步的技术,从广义上讲,它不仅包括各种新的工艺操作方法、新设备、新材料等方面,还应包括与之有关的新系统、新管理技术等现代化技术。新技术依时间的推移而变,在前一时期被认为是新技术,随着技术进步与发展,也会变成旧技术,并为更新的技术所代替。因此,信息技术群体的各组成技术都在不断改进,由低级向高级发展成长。当然,到一定程度有些技术也将被淘汰。从当前新技术革命的发展状况看,信息技术群体划分为三类。第一是产生于近40年到目前已经过时并将逐步淘汰的技术,如计算机技术中第一、二代计算机及其应用技术,半导体技术中的晶体管元器件等;第二类是已经成熟,逐步转向应用,有的正在实现产业化的技术,如光导纤维通讯技术,大规模及超大规模集成电路,卫星通讯,工业机器人,第三、四代电子计算机等等;第三类是目前正在积极研究和加紧开发,有希望在90年代末或21世纪初期投入应用并形成产业化的技术,如第五代电子计算机、光计算机、生物计算机、人工智能技术等等,这三类技术的划分是随时间而变的,也就是说,这种动态结构会依据实用化阶段的演变而改变。

信息技术群体的结构形成主要表现在:

1. 复合型群体。由两种或两种以上的技术复合后形成,复合产生的信息技术与参加复合的源'技术构成了一个技术群体。这种群体的构成如果用图表示可以是网状结构。如电子技术、计算机技术、机械技术、光技术复合化产生的新信息技术,结果产生了机械电子技术,光电子技术及光机械技术,从而使机器具备了智力功能。如图1-1所示。

6.4.1

6.4.2

近年以来,以数控机床、加工中心、机器人和成组技术为基础的柔性制造系统(FMS)得到了迅速的发展。这种柔性制造系统是以计算机为核心进行系统管理,用无人台车进行元件输送,用数控技术实现自动化加工的系统,是机械电子技术发展的重要成果。

光电子技术是电子技术与光技术相结合的产物,其发展将导致处理光信息的光集成电路,检测用的光传感器以及存储信息的光盘的产生。光技术有可能成为信息技术领域中重点发展的下一代技术,因此,光电子技术以开发超大规模集成电路技术为基础,与高精度的超微细加工技术相结合,产生了高速的光开关和光逻辑,用这些技术开发出光交换机,预计到90年代末将能制造出超高速的光计算机。

2. 更新型群体。这类型技术群体构造的一个重要特点是信息技术的产生与发展,主要在同一技术领域内进行的,带有更新换代的特性。对于整个信息技术群而言,每一更新技术群都是一个高技术群。如果用图形来表达,更新型群体内各组成技术之间的相互关系往往具有串连接应形结构。例如微型电子计算机的发展,已经历了五代,每一代技术都是微型机技术的发展组成部分。每一代的划分是按微型机所使用的集成电路的规模功能,以及制造工艺的较大差异加以区别的。

8,条件型群体这类信息技术群体的突出特征在于某一类技术的发展是以其它类技术的支持为重要条件的,如果没有这种支持,则这类技术根本就无法产生。可以将这一类型技术及提供支持的技术称为条件型技术子群体或称为支持型子群体。其中提供支持条件的技术可定义为条件技术,而待开发技术按分类归属的上一层次技术称为输入技术,待开发技术自身称为输出技术。只有当条件技术满足要求时,输入技术才能引起输出技术的产生和发展。

信息技术群体的相互作用是通过互相融合和交叉形成的,集中反映在互助作用和带动作用方面。例如现代电子计算机技术是建立在大规模及超大规模集成电路基础上的,而超大规模乃至于极大规模集成电路的制造与研制,又依赖于信息技术的提高。目前,硅半导体材料的纯度已接近理论极纯度了,而用砷化镓(化合物半导体材料)做计算机可提高运算速度几倍以上,耗电量仅为硅的1/10。日本已研制成功无错位缺陷的均一砷化镓单品,并制成了器件,为研制高速运算的电子计算机创造了条件,成为第五代计算机最有希望的一种材料。

二、多样化特征

信息技术产业化的另一个显著特征是多样化以及由多样化引起的分散化趋势。上一次的新技术革命导致了工业化大生产的兴起,与此相适应的是集中化的趋势。而当今以信息技术产业化为核心的新技术革命却在向相反的方面发展,逐渐从集中向分散转变,产生了多样化、小型化和个人化等变化。首先,企业生产规模向集中化和分散化两种趋势并存的方向发展。一方面,集中化的趋势有所强化,伴随着高技术领域的激烈竞争,企业要想在重大开发项目中获得成功,就必须有充足的资金,从而要求生产要素的进一步集中。在信息技术产业化的发展中,世界各国集中投入的力量是相当大的。另一方面,信息技术产业化的发展也出现分散化的趋势,从规模经济走向适度经济,许多原来为大企业产品配套服务的生产部门逐渐独立出来,形成一个个为同一产品服务,高度社会化的中小企业,能够对市场的变化和新材料、新能源有较强的应变能力,宜于迅速推出小型适用的高新技术产品。如卡巴克斯公司生产的小型计算机、克鲁泽公司生产的航空电子设备都蜚声国际市场。日本的中小企业往往把研究经费用于见效快、周期短的重要信息技术的研究开发项目上,如微型电子计算机、产业用机器人、办公室自动化、信息系统、半导体制造装置、电子印刷等方面,从而大大缩短了信息技术开发的周期,提高了信息技术开发和应用的成功率,取得较好的效果。

三、密集化的特征

信息技术产业化的发展,不仅要求本身具有高技术、高智能和高价值的特点,同时也使企业内劳动、资金密集型向知识密集型转化,工人由体力劳动向具有一定知识和技术的劳动者转化,产品也在向知识密集方面转化,知识产生的附加价值增高,投资方向也不断向高新技术密集的产品转移。电子计算机软件技术是最典型的代表,它集中体现了信息技术发展的知识和智力的作用。随着时间的推移,计算机硬件成本要比软件成本下降得快。因此,软件部分在系统研制成本中占有越来越大的份额,70年代中期,硬件与软件的比例是2:8,到80年代中期已达1:9。

不论是系统软件还是应用软件,都体现了软件人员的智力和知识水平,软件人员的知识水平越高,电子计算机所获得的智能就越高。在美国参加软件研制的公司有1万多家,仅美国国防部每年在软件方面的开支就达40~80亿美元。据有关专家测算,目前软件的设计和发展水平还远远落后于计算技术的发展。因此,计算机软件的开发有十分广阔的前景。从软件销售额的迅速增长表明,电子计算机的应用范围不断扩大,各行业对计算机系统的依赖程度以及软件系统的规模和复杂程度都在不断增加。

四、应用广泛的特征

信息技术产业化在各个领域的应用除上述特征以外,还具有(1)产业群体高度的扩展性和渗透性,影响到人类社会发展的各个领域,(2)信息技术正在迅速发展为前沿技术,属于超前发展的技术领域,前景广阔,(3)信息技术产业化具有催化作用和纽带作用,能带动传统产业和其他高技术领域及基础研究领域共同发展。

信息技术群体产业化在国民经济各部门和应用科学领域的作用更为突出。例如,在工业方面,人们应用信息技术探查工业资源,监视和控制生产过程、管理生产线、车间以至整个工厂,从而提高生产效率,降低成本,创造更高的经济效益。在交通运输方面,以城市交通的管理及控制到车辆、飞机、船只的调度指挥,从交通运输网络的规划设计到组织管理,都需要信息技术的支撑。在经济管浬方面,从社会日常经济活动的监察到有关统计数据或信息的获得,从各种资料及文件报表的分析到社会动态的预测,实际上正是分门别类的信息管理系统的职责,在农业方面,应用信息预测图像处理和数据传输等信息技术于气象预报,应用信息技术于农业经济的组织管理及合理规划。在医疗卫生方面,信息技术也大有用武之地,如自动配方,大型医疗会诊及对病理的科学分析和计算机辅助诊断等,在军事技术方面,从军事侦察到保密破密技术,从通信联络到战场指挥,从自动武器控制到导弹的跟踪与制导,无一不是反映了信息技术群体的广泛应用与发展。甚至人类的生活也因信息技术的发展而发生了巨大变化。如电话、电视、录像、音响、计算机和家庭自动化设备等信息技术成果,使家庭生活彻底改变了面貌。目前世界上许多发达国家都把信息技术产业化放在首位,千方百计促进其群体发展,围绕信息技术产业化的国际竞争也日益激烈。

五、研制超高速集成电路是世界信息技术群体产业化的发展方向

研制超高速集成电路,在技术上的突破,将大大推进计算机技术进入新的高级阶段。目前计算机的计算速度还达不到控制无线电波的目标,必须将这些达到光速的信号即时转变为数字脉冲。现在已研制出第一代超级芯片,到90年代中期要求超高速集成电路达到每秒1亿赫兹的时钟频率,从而使集成电路的线宽从8微米改进到0.5微米。这项技术的突破,首先要求信息材料技术的进步,同时也带动了微细加工技术的进步。

六,超级计算机和第五代计算机的研制,加速了世界信息产业化的发展

目前一场研制超级计算机和第五代计算机的国际竞争正在进行,这种计算机的速度大大超过现有的大型计算机,并且新型的第五代计算机具有人工智能的推理能力,操作者无需专业训练就很容易学会使用,它能解决现有数字计算机难以解决的问题。特别使美国吃惊的是,日本研制的超级计算机能够与IBM大型计算机从硬件到软件的兼容性,美国研制的超级机反而无法与IBM兼容。具有人工智能的第五代计算机比传统计算机有突破性的发展,就在于其使用的方便性和解决问题的广泛性,它不仅可以直接处理数字信息,而且可以处理更复杂的传统计算机还无法处理的符号、文字、图像以及人类的语言。

七、90年代信息产业中新信息技术形成的趋势

1. 制造业与信息技术更紧密结合在一起。在90年代中,制造业将利用计算机的一体化控制生产系统,这将是计算机通信技术与机械技术结合在一起,大规模的设备联成网络,使生产从概念、设计到制造联成一体,做到直接面向市场进行生产。它包括管理信息系统、生产过程控制、质量管理和库存管理等各部分。这种系统即可以从事大规模、大批量的生产,又可以从事小规模、小批量的、多样化的生产。每种制造业一体化控制生产系统的形成各不相同,柔性生产系统就是其中一种。它主要是以数控机床、机械手和计算机联结,通过变化计算机的软件来改变加工方法,从而可以灵活地生产多种多样不同的工件。通过这种方法,不仅可节省人力,提高生产率,还可以提高设备的利用率,节省厂房和仓库面积,加速原材料和资金周转,缩短新产品的交货期,带来巨大经济效益。

2. 扩大通信系统能力,可不受距离限制大规模处理数据。今后逐渐用地下光缆取代现在的电缆,靠光导纤维来增加通信容量,特别是计算机与通信结合将成为工业发展中不可缺少的关键因素。从数据通信为新的通信方式将分为公用数据网和专用数据网的覆盖计算机、数据库、情报检索及各种软件的资源共享和数据处理。综合业务数字网、交互型图像信息系统,以及光纤通信、卫星通信等技术成为今后通信技术的方向。不论哪一种计算机网络都需要通信系统为计算机之间提供及时而准确的联系。

3. 目前,发达国家的微型机将以16位机为基础,向高档、系列化方向发展,同时也将相应增加特殊功能、专用化的方向发展,从而出现一批适合各种场合应用的专用微型机。在结构上,多机系统、局部网络和远程网络也将形成一个强大的发展潮流。办公室自动化的发展使智能打字机、个人计算机、语言/数据工作终端、个人信息交换机、激光印刷机、传真设备等技术的研制更为普及。1990年,发达国家已有40%的办公室实现自动化。预测到2000年,将有50亿~100亿台的微型机在全世界的各行各业中使用。

4. 世界信息产业以集成电路技术的发展为基础,将全面完成向微电子化的过渡。1983年世界集成电路的销售额超过337亿美元。以分立元器件为基础建立起来的几代电子技术所形成的整机与元件的概念越来越模糊。几万、几十万,上千万元件集中在一个芯片上,融整机技术与元件技术为一体,构成了单片上的系统,使产品的性能价格比、质量和可靠性大幅度提高,能耗和体积大幅度减缩,创造出一代崭新的微电子产品。技术体系的变化导致生产组织结构的变化,由于集成电路不是最终产品,它的附加价值远远大于它本身的利润。为提高竞争力,国际信息产业的各类公司逐步将集成电路工业同整机业结合起来,实行纵向综合的生产组织结构,如美国德克萨斯仪器公司,运用自己的集成电路技术优势,努力向开发电子设备的方向发展,原来不搞集成电路,主营整机的公司开始同主营集成电路的公司结合,或者建立起自己的集成电路产业。

5. 信息技术更新换代加快,产品寿命周期进一步缩短。世界信息产业正进入一个加速发展新时期,以科研、开发为先导的产业特点日益突出。设计自动化、生产自动化和柔性加工系统(FMS)的广泛采用,大大缩短了产品从研制到投产的周期。一些产品的寿命周期已缩短到2~3年,以半导体存储器为例,产品研制到形成市场高峰,4K存储器用了5年时间,16K用了3年,64K用2年,256K和1M(兆位)各用3年。日本NTT公司已首先研制出16M存储器,在8.9×16.6 mm的芯片上集成了4000万个元件,线条宽度达到0.7 um水平,预计到90年代中期,将研制成功64M存储器,突破1亿个元件的集成电路大关。

6. 数字化、智能化成为技术发展的大趋势,声、光、电结合技术正日益崛起。微电子集成电路技术同数字化技术相辅相成,成为现代化电子信息技术的两个“轮子”,整个电子信息技术正从模拟技术向数字技术全面推进。通信、雷达、电子仪器(计算机)等各种电子信息设备广泛实现了数字化或采用了数字技术。在消费类电子设备中,也开始采用数字技术,如数字电视、数字录音、数字收音机等已经出现,整个通信系统向ISDN(综合业务数字通信网将电话、电报、传真,乃至电视综合在一个数字通信网中)方向过渡。在数字化的基础上,各类电子信息设备同计算机技术相结合,正向着智能化、自动化的方向发展,正孕育着更大的突破和新一代电子技术的诞生。光纤通信正在迅速取代电缆通信,成为最主要的通信方式。1986年美国的长途通信光缆已达到9.8万光纤公里。1990年美国的长途通信有一半被光纤通信所取代,未来5年内,德国也将建设80万公里的光纤通信线路。

7. 发达国家信息技术产业化结构向着以高新技术为主导的方向转化,投资类产品占有越来越大的比例。1988年,美国信息技术产业结构是:投资类产业为68%,消费类产品占11.5%,元器件占20.5%,在投资类电子产品中,计算机产品占55.5%。日本技术的信息产业从发展消费类电子产品起家,进入80年代后,它的投资类电子产品的比例增长很快,大大超过了消费类电子产品,实现了产业结构以高新技术产品为主导的转化。1988年日本信息技术产品结构是,投资类产品占61.9%,消费类占14%,元器件占24%,在投资类产品中,计算机产品占73.9%,日本信息技术产业结构以高新技术为主导的转化,表明信息技术应用已经更广泛地渗透到国民经济和军事应用的各个方面,信息经济的程度也日益提高。1988年美国政府采购电子设备的费用达126亿美元,军事电子设备的费用达479亿美元。

8. 发达国家的信息技术产业化正向着大、中、小企业同时并举方向发展。进入90年代以来,美国的信息产业尽管还处于领先地位,具有较强竞争力,但在国际和国内市场上却面临着严重的挑战,已从绝对优势转变为相对优势。

在信息产业中,小公司仍然占多数。据统计,在美国的信息小公司有2~3万家。大多数小公司是信息技术服务公司。客户多数是占美国公司90%的小企业,主要属于地区性市场。它们提供了该部门总产值的12%左右。80年代,发展最快的主要是生产外围设备、通讯设备和某些计算机配件和元件的小企业。这些小厂家的销售额年增长率常常达150—200%,即为该部门平均增长率的10倍。如果小公司取得成功,就可以不断占有市场,扩大销售额,逐步成长为中型公司。

小企业是美国信息技术产业结构的一个重要方面。小企业进行小批量生产,能满足低层次众多用户的需求。同时小公司在加速信息技术进步,加快信息技术成果应用方面起到相当重要的作用。如个人计算机首先是由原先鲜为人知的苹果公司、科莫多国际公司等开始研制,在取得重大成果后,大公司才开始生产。目前“专家系统”市场也出现类似的情况。当小公司已进入各个应用领域的专家系统市场后,大公司才开始这方面的规模研究。