Курсовая работа: Развитие нанотехнологий как фактор роста конкурентных позиций РФ в мировой экономике
В последние годы темпы научно-технического прогресса стали зависеть от использования искусственно созданных объектов нанометровых размеров (греческий термин «нанос» означает «гном»; 1 нанометр (нм) равен одной миллиардной доле метра или, что то же самое, одной миллионной доле миллиметра). Созданные на их основе вещества и объекты размером 1 – 100 нм называют наноматериалами, а способы их производства и применения - нанотехнологиями. Невооруженным глазом человек способен увидеть предмет, диаметром примерно 10 тыс. нанометров. [33]
В самом широком смысле нанотехнологии – это исследования и разработки на атомном, молекулярном и макромолекулярном уровне в масштабе размеров от одного до ста нанометров; создание и использование искусственных структур, устройств и систем, которые в силу своих сверхмалых размеров обладают существенно новыми свойствами и функциями; а также методов производства и применения продуктов с заданной атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами. Если выражаться более просто, то это технологии манипулирования веществом на уровне отдельных атомов и молекул с целью получения продуктов с заданной структурой. Очень часто нанотехнологии ошибочно воспринимают лишь как количественный предел стремления к миниатюризации. На самом деле основная идея нанотехнологий – это исследование и применение качественно новых свойств материалов и устройств. Часто употребляемое определение нанотехнологии как комплекса методов работы с объектами размером менее 100 нанометров недостаточно точно описывает как объект, так и отличие нанотехнологии от традиционных технологий и научных дисциплин. Нанотехнологии качественно отличаются от традиционных дисциплин, поскольку на таких масштабах привычные, макроскопические, технологии обращения с материей часто неприменимы, а микроскопические явления, пренебрежительно слабые на привычных масштабах. В практическом аспекте это технологии производства устройств и их компонентов, необходимых для создания, обработки и манипуляции атомами, молекулами и частицами, размеры которых находятся в пределах от 1 до 100 нанометров. [16.С.19]
Однако нанотехнология сейчас находится в начальной стадии развития, поскольку основные открытия, предсказываемые в этой области, пока не сделаны. Тем не менее проводимые исследования уже дают практические результаты. Использование в нанотехнологии передовых научных результатов позволяет относить её к высоким технологиям. Нанотехнология - новая область, очень мало исследованная. Развитие современной электроники идёт по пути уменьшения размеров устройств. С другой стороны, классические методы производства подходят к своему естественному экономическому и технологическому барьеру, когда размер устройства уменьшается не намного, зато экономические затраты возрастают экспоненциально. Нанотехнология - следующий логический шаг развития электроники и других наукоёмких производств.
Многие источники, в первую очередь англоязычные, первое упоминание методов, которые впоследствии будут названы нанотехнологией, связывают с американским физиком Ричардом Фейнманом. Фейнман научно доказал, что с точки зрения фундаментальных законов физики нет никаких препятствий к тому, чтобы создавать вещи прямо из атомов. Тогда его слова казались фантастикой только лишь по одной причине: еще не существовало технологии, позволяющей оперировать отдельными атомами (то есть опознать атом, взять его и поставить на другое место). Ричард Фейнман предположил, что возможно механически перемещать одиночные атомы при помощи манипулятора соответствующего размера, по крайней мере, такой процесс не противоречил бы известным на сегодняшний день физическим законам. Эти манипуляторы позволили бы сделать вещи на порядок дешевле - таким роботам (нанороботам) нужно будет дать только необходимое количество молекул и энергию, и написать программу для сборки необходимых предметов. До сих пор никто не смог опровергнуть эту возможность, но и никому пока не удалось создать такие механизмы. Но лишь после детального анализа, проведенного Эриком Дрекслером в начале восьмидесятых годов XX в., молекулярная нанотехнология стала самостоятельной областью науки и превратилась в долгосрочный технический проект. Последние несколько лет ознаменовались бурным ростом интереса к этой области и ростом инвестиций в нанотехнологию. [14.С.48]
Историк науки Ричард Букер отмечает, что историю нанотехнологий создать крайне сложно по двум причинам – во-первых, «размытости» самого этого понятия. Например, нанотехнологии часто не являются «технологиями» в привычном смысле этого слова. Во-вторых, человечество всегда пыталось экспериментировать с нанотехнологиями, даже не подозревая об этом. Египтяне, греки и римляне использовали наночастицы для создания красителей ещё несколько тысяч лет назад. В исследованиях проведённых в Центре исследований и реставрации французских музеев, установлено, что древние косметологи использовали соединения на основе свинца, из которых делали частички диаметром всего в 5 нанометров. Следовательно, в современной нанонауке и нанотехнологии достаточно глубокие исторические корни.
Отцом идеи нанотехнологии условно можно считать греческого философа Демокрита. Примерно в 400г. до н.э. он впервые использовал слово «атом», что в переводе с греческого означает «неделимый», для описания самой малой частицы вещества. В 1661 году ирландский химик Роберт Бойль раскритиковал утверждение Аристотеля, согласно которому все на Земле состоит из четырех элементов – воды, земли, огня и воздуха (философская основа основ тогдашней алхимии, химии и физики). Бойль утверждал, что все состоит из «корпускул» - сверхмалых деталей, которые в разных сочетаниях образуют различные вещества и предметы. Впоследствии идеи Демокрита и Бойля были приняты научным сообществом. Вероятно, впервые в современной истории нанотехнологический прорыв был достигнут американским изобретателем Джорджем Истмэном, который изготовил фотопленку в 1883 году. Но именно сам термин «нанотехнология» употребил Норио Танигути в 1974 году. Он назвал этим термином производство изделий размером несколько нанометров. В 1980-х годах этот термин использовал Эрик К. Дрекслер в своих книгах: «Машины создания: грядёт эра нанотехнологии», благодаря которым уже в 1986 году нанотехнология стала известна широкой публике. [30]
С начала 21 века развитиями нанотехнологий заинтересовлись и на государственном уровне в США и РФ. С 2000 года в США нанотехнологические исследования получили активное государственное финансирование в рамках программы Национальной Инициативы в Области Нанотехнологии. В 2007 году в России была создана ГК «Роснано», которая должна содействовать реализации государственной политики в сфере нанотехнологий, развитию инновационной инфраструктуры в сфере нанотехнологий, реализации проектов создания перспективных нанотехнологий и наноиндустрии. И в этом же году Правительством РФ была утверждена целевая программа, цель которой - создание в РФ современной инфраструктуры национальной нанотехнологической сети для развития и реализации потенциала отечественной наноиндустрии.
Стремительное развитие нанотехнологий было вызвано еще и потребностями общества в быстрой переработке огромных массивов информации. Нанотехнологическая революция 1990 – 2000-х гг. пришла на смену компьютерной революции 1980 – 1990-х гг. Это утверждение можно оспаривать только в отношении начала решительного прогресса в нанотехнологиях. За последние несколько лет инвестиции в сферу нанотехнологий многократно увеличились, как государственными структурами, так и частными корпорациями и фондами. На данный момент мировые инвестиции измеряются десятками миллиардов долларов. Мировыми лидерами по общему объему капиталовложений являются США, страны ЕС и Япония. Россия по итогам 2009 года сумела занять четвертое место в мире по привлечению частных инвестиций в нанотехнологии: объем частных инвестиций, привлеченных в проекты ГК "Роснано", достиг 17 миллиардов рублей. [36]
Нанонаука, нанотехника и нанотехнология открывают новую эру в фундаментальных исследованиях, объединяя науку, технику и образование. Экономичный выпуск нанопродукции закладывает основы долговременного прогресса человечества. Сама возможность работы на атомарно-молекулярном уровне создает беспрецендентные возможности для понимания природы этих основных «строительных блоков», а также для управления свойствами разнообразных природных и искусственных продуктов. По мнению большинства экспертов в области научно-технической политики и инвестирования средств, начавшаяся нанотехнологическая революция охватит все жизненно важные сферы деятельности человека (от освоения космоса - до медицины, от национальной безопасности - до экологии и сельского хозяйства), а ее последствия будут обширнее и глубже, чем компьютерной революции последней трети ХХ века. Это представляет собой значительное событие в развитии научного познания в ХХI веке.
1.2. Мировой рынок нанотехнологий
Мировые события свидетельствуют о том, что активно создаются и исследуются новые наноматериалы, а также технологии для их применения и исследования. Аналитические агентства пророчат наноматериалам вытеснение текущих аналогов, а рынки наноматериалов для электронных и биомедицинских технологий оценивают в десятки миллиардов долларов. Осознание стратегической важности нанотехнологий привело к тому, что в разных странах на уровне правительств и крупнейших фирм созданы и успешно выполняются программы работ по нанотехнологиям.
В мировой экономике наноиндустрия формирует глобальные потоки и рынки нанотоваров и услуг; центры исследований, создания нанотехнологий и концентрации наноиндустрии; глобальные сети и узлы коммуникаций, информации и наноинфраструктуры; глобальные институты и организации для эффективных трансформаций и трансакций в сфере наноиндустрии. Масштабы процессов предполагают активное подключение к ним глобальных институтов и организаций, таких как ВТО (Всемирная торговая организация), МВФ (Международный валютный фонд), ВБ (Всемирный банк), МОТ (Международная организация труда), ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения).
В рамках межрегиональных интеграционных объединений (ЕС, СНГ, АТЭС) «работают» межгосударственные коллективные соглашения и договоры создания наноиндустрии. Приоритетными объектами сотрудничества стали проекты: по метрологическому обеспечению, оценке безопасности и стандартизации материалов и товаров наноиндустрии; по подготовке профессиональных кадров для наносферы; по организации и коллективной эксплуатации научных центров нанотехнологий; по созданию совместных производств, сетей инфраструктуры и рынков нанотехнологий; по сбору статистических данных и разработке ее индикаторов. Масштабные проекты по развитию нанотехнологий и производству нанотоваров реализуют также ТНК и МНК, формируя мегакапиталы для решения новых задач, создавая стратегические альянсы для эффективной эксплуатации человеческих, интеллектуальных, технических, материальных, институциональных, организационных, информационных и финансовых ресурсов многих стран. На макроуровне субъектами взаимодействия в сфере нанотехнологий становятся страны для реализации национальных и региональных проектов, имеющих приоритет для национальных экономик. Государственные интересы в этой сфере представляют государственные корпорации и компании. Например, в России - Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий», Российский центр нанотехнологий; в Японии - Японская ассоциация по науке и технике.
Необходимость масштабной государственной поддержки становления наноиндустрии очевидна, учитывая интенсивность ее формирования в лидирующих странах, жесткую глобальную конкуренцию, высокую капиталоемкость исследований и масштабы создания новых производств на основе нанотехнологий. Этой позиции придерживаются правительства многих государств, выделяя огромные средства на развитие наноиндустрии.
В Японии программа работ по нанотехнологии получила высший государственный приоритет “Огато”. Данный проект спонсирует не только государство, но и дополнительно около 60 частных фирм. Кроме данного проекта, в Японии финансировалось около дюжины проектов, посвящённых различным аспектам нанотехнологии. Крупнейшими проектами являлись “AtomCraftproject” и “Aonoproject”. [18.С.329]
В Европе более чем в 40 лабораториях проводятся нанотехнологические исследования и разработки, финансируемые как по государственным, так и по международным программам. Кроме того, программы работ по нанотехнологии приобрели статус государственных программ даже в сравнительно небольших странах типа Голландии и Финляндии.
В США отставание от Японии в финансировании работ по нанотехнологии стало предметом государственного обсуждения, в результате которого объём финансирования одних только фундаментальных исследований каждый год стал удваиваться. С целью форсирования работ именно в данном направлении в 2000 году по решению правительства США работы по нанотехнологии получили высший приоритет. В результате была создана Национальная нанотехнологическая инициатива, а при президенте организован специальный комитет, координирующий работы по нанотехнологии в 12 крупнейших отраслях промышленности и вооруженных силах. Кроме того, в отличие от финансирования работ в области фундаментальных исследований, объём финансирования работ по нанотехнологии в фирмах многократно выше. Например, только в фирме Intel в 2004 году на разработки в области нанотехнологий было потрачено более 1 млрд. долл. [18.С.345]
В 2005 году уже более 50 стран начали вести свои исследования и разработки в нанотехнологии, включая Южно-Африканскую Республику. Объем государственных инвестиций в наноиндустрию по паритету покупательной способности валют в 2008г. составил: в России - 2,107 млрд долл.; Китае - 2,034 млрд долл.; США - 1,821 млрд долл.; Японии - 0,995 млрд долларов. Однако лидером оставался ЕС (без Румынии и Болгарии) - 2,787 млрд долларов. В 2007г. частный бизнес впервые вложил в мировые нанотехнологии средств больше, чем государственный сектор (см. табл. 1). Объем корпоративного финансирования в 2008г. составил 8,6 млрд долл., превысив государственные вложения; еще 1,2 млрд долл. были выделены венчурными компаниями, роль которых в глобальной наноиндустриализации быстро возрастает. Сложившаяся к 2008г. структура финансирования подтверждает тенденцию интенсивного роста коммерциализации предпроизводственных стадий сферы наноиндустрии. [19.С.65]
Таблица 1
Распределение мирового финансирования нанотехнологий по источникам, 2004-2008 годы
(млн. долл.)
| Год | Гос. финансирование | Корпоративное финансирование | Венчурное финансирование | Итого |
| 2004 | 4 600 | 3 800 | 200 | 8 600 |
| 2005 | 4 610 | 4 460 | 497 | 9 567 |
| 2006 | 5 800 | 5 300 | 699 | 11 799 |
| 2007 | 6 220 | 6 570 | 712 | 13 502 |
| 2008 | 8 400 | 8 600 | 1 230 | 18 230 |
Источник: составлено по:[23, 24, 28, 36]
К началу 2008г. 55 из 191 суверенной страны мира (около 29 %) приняли государственные программы развития нанотехнологий и формирования наноиндустрии. . [13.С.28] Эти программы носят стратегический характер и часто дополняются различными тактическими решениями и мероприятиями. Программы принимаются на государственном уровне в масштабе страны, по отдельным отраслям, межотраслевым ведомствам или регионам, а иногда по отдельным национальным, международным или региональным проектам. Такие национальные программы создания предпосылок и реального формирования наноиндустрии являются обычно среднесрочными или долгосрочными. Самая масштабная по объемам финансирования и направлениям деятельности государственная поддержка развитию нанотехнологий оказывается в США. Главной формой стратегического осуществления государственной политики стала Национальная нанотехнологическая инициатива (NNI), принятая в начале 2000г. Особенность NNI в том, что эта программа координирует деятельность 25 федеральных агентств, объединяет их в единую междисциплинарную сеть, не предполагает создание новых управляющих институтов, а ее общий бюджет включает бюджеты всех агентств. NNI управляется Национальным научно-техническим советом, при помощи которого Президент США координирует научную, космическую и технологическую политику Федерального правительства. [32]
Основную конкуренцию США в области нанотехнологий составляют страны ЕС и Япония. В ЕС нанотехнологические исследования и разработки финансируются из средств Европейской комиссии и бюджетов отдельных государств. Среди стран ЕС лидерами в этой области науки являются Германия, Франция и Великобритания. [11.С.44] В 2004г. была принята «Европейская стратегия развития нанотехнологий», предполагавшая увеличение инвестиций в развитие нанотехнологий; создание развитой инфраструктуры, системы подготовки кадров; формирование системы льгот для инновационных предприятий; разработку и реализацию мер обеспечения безопасности потребителей нанопродукции. Затем Совет по конкурентоспособности ЕС, основываясь на «Европейской стратегии развития нанотехнологий», разработал план действий, одобренный в 2005г. и осуществляемый в настоящее время. Один из проектов в области нанотехнологий «Action5Grid», стартовавшем 1 июня 2008г. стоимостью 1 млн. евро финансируется из бюджета ЕС. В его реализации участвуют семь европейских и латиноамериканских стран. Исследовательские работы в рамках «Action5Grid», проводятся, в частности, в таких областях, как биофармацевтика и нанохирургия. Это один из многих проектов, которые осуществляют государства-члены ЕС в области нанотехнологий. [25]
Развитие нанотехнологий признано стратегической приоритетной задачей научно-технологической и социально-экономической политики Японии, где Национальная программа работ по нанотехнологии утверждена еще в 1999 году. К особенностям японской стратегии развития нанотехнологий относятся: плановая централизованная поддержка государства; ориентация на использование наноматериалов; главная цель - «создание общества гармонии с природой»; превышение корпоративного финансирования исследований и разработок в нанотехнологии над бюджетным; устойчивая тенденция к переходу от исследований к коммерциализации результатов в области нанотехнологии. [17.С.38]
В США большое внимание уделяется партнерству между академическим сектором и частными компаниями для обеспечения совместного финансирования НИОКР корпоративным сектором. Поощрение партнерства обеспечивает трансферт технологий и коммерциализацию НИОКР. В Японии в 2003г. была принята Японская инициатива бизнеса в области нанотехнологий. Объемы инвестиций частных коммерческих структур в развитых странах сопоставимы с объемами государственных вложений, а часто и превышают их, что способствует росту их глобальной конкурентоспособности.
В современных условиях на лидирующие позиции в развитии нанотехнологий активно претендует и КНР, где в 1987–1995 гг. при поддержке Академии наук Китая и Национального научного фонда в области естественных наук уже действовала первая программа по поддержке исследований и разработок в области нанотехнологий. С 1990г. поддержка нанотехнологий начала осуществляться на государственном уровне - Министерством науки и техники КНР была принята «Программа по поддержке исследований и разработок в области нанотехнологий на период до 2000 года». Затем была принята новая «Национальная программа развития нанотехнологий на период 2001 - 2006 гг.» с бюджетом в 240 млн. долларов. КНР сегодня вплотную подошла к стадии массового внедрения и применения продуктов нанотехнологий в различных отраслях. По прогнозу Китайской ассоциации нанотехнологий, к 2012 году стоимость производимых в стране продуктов с использованием нанокомпонентов и методик достигнет 2,2 млрд долл., а к 2014 году стране будет принадлежать 15 % мирового рынка в этой области. [10.С.45]
Перспективен формат двухстороннего взаимодействия КНР и РФ, эффективными могут стать научные, производственные и образовательные контакты этих стран. Их развитию способствует подписанное ГК «Роснано» и Министерством науки и техники КНР в 2008г. «Соглашение о стратегическом сотрудничестве по нанотехнологиям», в соответствии с которым на базе Государственного парка по нанотехнологиям г. Сучжоу будут осуществляться совместные российско-китайские НИОКР, производство и коммерциализация продуктов нанотехнологий. Необходимо отметить, что развитие международных контактов в нанотехнологической сфере не следует рассматривать как их развертывание исключительно в строгом соответствии выявленным в обобщенном виде уровням взаимодействия. На практике они могут тесно переплетаться горизонтально и вертикально, содействуя формированию точек и зон наноактивности в хозяйственном пространстве. Так, взаимодействие КНР и РФ интегрирует все уровни и сферы экономики: от мегаэкономики, макроэкономики и мезоэкономики регионов разных стран до микроэкономики фирм и наноэкономики работников и потребителей. Оно формирует и соответствующие рынки.
Глобальные процессы наноиндустриализации специфически проявляются в каждой стране. Следует оценить исходные позиции отдельных стран в плане их потенциала, провести компаративный анализ состояния конкурентов и современного положения каждой страны относительно начальных прогнозов и планов. В ряде стран уже прошли апробацию и наращивают свою мощь необходимые механизмы интенсификации перехода на нанотехнологии во многих сферах и отраслях производства, активно осуществляется обмен опытом в рамках международных конференций и проектов, посвященных разработкам и внедрению нанотехнологий. Поскольку государственная экономическая политика соединяет стратегический и тактический аспекты активизирующего воздействия на развитие нанотехнологий и различных видов наноиндустрии, оба аспекта должны стать объектом научного анализа, теоретической разработки, проектирования и реализации в хозяйственной практике всех стран.
2. ФОРМИРОВАНИЕ НАНОИНДУСТРИИ НА РОССИЙСКОМ РЫНКЕ
2.1. Стратегия и тактика формирования наноиндустрии в РФ
Россия вступила на путь создания нанотехнологий в «догоняющем» режиме с 1996 года. В России нанотехнологии выбраны в качестве направления, которое может обеспечить инновационные прорывы страны в долгосрочной перспективе. [12] Предполагается, что становление наноиндустрии будет способствовать решению таких проблем страны, как «энергетическая, экологическая и продовольственная безопасность, качество жизни, образования и общественного управления, борьба с бедностью, болезнями, терроризмом». [35]