上海市科技创新“十四五”：研发100kW级电解制氢系统 200kW级质子交换膜燃料电池及热电联供系统

三、加快基础研究原创突破，提升原始创新能力

加快推进张江综合性国家科学中心建设，打造一批战略科技力量，前瞻布局一批战略性和基础性前沿项目，支持高校、科研院所和企业自主布局基础研究，加快形成一批基础研究和应用基础研究的原创性成果，实现“从 0 到 1”原创性突破，努力成为“科学规律的第一发现者”。

（一）加快提升张江综合性国家科学中心的集中度和显示度

立足国家重大战略需求，组织优势力量，围绕张江综合性国家科学中心建设，持续开展重大原创性布局攻关，发挥重大科技基础设施对原创科技成果产出的关键支撑作用，加速形成科学发现新高地。

1、加快推进张江综合性国家科学中心建设

以全球视野、国际标准推进张江综合性国家科学中心建设，依托国家实验室、重大科技基础设施集群等战略科技力量，在若干重点领域，形成战略性、前瞻性、变革性、基础性、系统性重大创新， 着力形成重点领域核心基础原创能力。

重点方向：（1）打造以国家实验室为引领的国家战略科技力量。面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，聚焦优势领域，加强顶层设计和统筹协调，推进国家实验室建设和发展，推动国家重点实验室优化重组。（2）推动国家实验室、设施建设与交叉前沿研究深度融合。以国家实验室和世界一流重大科技基础设施集群为引领，形成功能完备、相互衔接的高水平科技创新基地，充分激发在原始创新、科研攻关、人才集聚、国际合作等方面的溢出效应。（3）构建跨学科、跨领域的协同创新网络。加强与北京怀柔、大湾区、合肥等综合性国家科学中心联动发展，加快集聚高校、科研院所、新型研发机构、企业等高水平创新主体，汇聚培育全球顶尖研发机构和一流研究团队。（4）建设符合科学规律的多学科交叉前沿研究管理制度。加快建设自由开放的科学研究和技术创新制度环境，探索建立科学合理的组织架构和运行机制，着重培养一支具有家国情怀的高水平科学家队伍。

2、建设世界级重大科技基础设施集群

持续布局建设重大科技基础设施，探索构建地方支持国家重大科技基础设施建设的制度体系，加快构建多主体参与建设和使用的协同创新网络，持续提升重大科技基础设施对基础研究、技术攻关和经济社会发展的支撑引领作用。

重点方向：（1）形成“在用一批、在建一批、在研一批、谋划一批”的总体格局。加快推进硬 X 射线、上海光源二期、海底科学观测网、高效低碳燃气轮机等设施建设，推动钍基熔盐堆研 究设施等重大科技基础设施落地上海，基本建成全球规模最大、 种类最全、综合能力最强的光子重大科技基础设施集群，稳步构 建生命科学领域设施集群，在能源、海洋、空天等领域提前谋划 布局。围绕我国科技发展急需、具有相对优势和科技突破先兆的 领域，加快谋划新一批重大科技基础设施。（2）加强制度建设， 提升设施运行效能。完善参与国家重大科技基础设施规划论证、组织建设、运行管理的全生命周期制度安排。加强前瞻性、针对 性、储备性重大科技基础设施的谋划布局。做好人才、技术和工 程储备，加大在建项目工程管理、技术攻关和配套条件建设力度。（3）推动开放共享。支持设施关键技术研究、实验技术和实验仪器设备的研发，以及设施开放共享，构建高校、科研院所、企业等各类主体参与的多元协同创新网络。

（二）加快打造高水平基础研究力量

围绕基础科学研究和关键核心技术，以科技创新基地体系为支撑、世界一流科研机构为标志、科研基础条件为保障，形成战略目标明确、运行机制高效、资源整合有力的基础研究力量体系化布局。

1、完善科研基地体系

面向科学与工程研究、技术创新与成果转化、基础支撑与条件保障，积极争取国家级科研基地平台落户上海，健全完善市级科研基地平台体系，优化本市科研基地平台布局方向和管理体制。

重点方向：（1）科学与工程研究类基地。加强顶层设计，强化国家战略科技力量。通过争取国家重点实验室、基础科学中心、数学中心以及市重点实验室等基础研究类基地布局，全面夯实数理、化学、天文与空间、地球科学、环境、生物学、医药、公共卫生、信息、材料、制造、工程、能源、海洋、综合交叉等学科领域的科研基础。鼓励民营企业、新型研发机构等多元化主体参与建设，推动企业科技创新向基础前沿延伸。提升重点实验室协同创新和应急响应能力，带动区域基础研究合作和重大应急防控。（2）技术创新与成果转化类基地。组建若干战略定位高端、创新资源集聚、治理结构多元、技术自主可控、成果转化能力强、技术创新服务高效的研发与转化功能型平台、技术创新中心、工程技术研究中心、临床医学研究中心、专业技术服务平台等创新基地平台，实施从关键技术突破到工程化、产业化的一体化推进，形成大协作、网络化的技术创新平台格局。优化成果转化类基地运营管理机制，提升市场化、专业化运行程度，加强与孵化器、园区、资本的联动和系统集成。（3）基础支撑与条件保障类基地。以自主可控、高效利用为目标，围绕基础研究、应用研究和试验发展需求，加强科研仪器试剂、科学数据、生物种质和实验材料、野外观测台站、技术标准、计量检测等科技基础条件以及相关基地平台建设，基本形成覆盖和满足全市重点领域的科技资源基础条件，提升科技资源整合、共享服务能力和利用效率。

2、建设高水平研究机构

聚焦重点领域，探索优化组织模式、管理体制和运行机制，加速打造一批高水平研究机构。

重点方向：（1）聚焦物理、天文、量子等基础前沿领域，以及集成电路、生物医药、人工智能、航天航空、船舶与海洋工程等重点领域，持续推进李政道研究所、上海量子科学研究中心、上海脑科学与类脑研究中心、上海清华国际创新中心、上海人工智能创新中心、上海期智研究院、上海树图区块链研究院、浙江大学上海高等研究院等新型高水平研究机构建设，推进重大基础前沿科学研究、关键核心技术突破和系统集成创新，建立公共科研机构新型法人制度，完善使命导向的科研机构差异化分类管理机制。（2）围绕基础前沿科学、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术，集聚国际国内创新资源，布局建设上海应用数学研究中心等一批高水平研究机构。（3）支持国际一流科研机构、世界一流大学在沪建设新型研发机构，支持中央在沪机构通过部市合作、院地合作、央地合作等方式深度参与科技创新中心建设。

3、强化科研基础条件支撑力量

以自主可控和高效利用为目标，聚焦关键科研仪器、基础科研软件和科学数据库，以及国际学术期刊等方面加快布局。

重点方向：（1）加快关键科研仪器自主研发和标准建设。以高端通用科学仪器设备和重大科学仪器设备的关键核心技术、国产化部件为研发重点，增强大型科研仪器、科研装置的自主研发和专业化供给，支持科学仪器原理、新技术、新设计、新工艺、新应用等创新突破，加快形成自主知识产权。鼓励产学研联合自主制定、修订和完善仪器产业技术标准，加强国产科研仪器应用示范。（2）完善基础科研软件和科学数据库。加强科学计算、建模仿真、科学实验等软件研发，逐步实现科研软件功能模块的自主研发。推进建设科学数据中心（库），加快大数据背景下的科学数据开放共享，成为科学数据资源汇集高地。（3）打造本土国际学术期刊。加快建设有竞争力的本土化国际学术期刊，提升基础科学研究领域的全球学术影响力。

加快关键科研仪器自主研发

聚焦原创性科研仪器、重大科技基础设施核心部件、通用及专业科学仪器的核心技术、关键部件，加快自主研发。

主要任务：（1）支持医疗检测、生物医药、公共安全等重点方向的高端仪器试剂研制，提升工程化、产业化能级。（2）支持太赫兹技术、光纤传感检测技术、光学检测关键技术等高安全性、高可靠性技术研究，着力攻关满足市场需求的全自动科学仪器、全自动样品前处理仪器装置、各类联用科学仪器的复合技术。（3）突破高纯试剂、高端试剂和生化试剂的研发和质量控制以及技术应用集成。（4）强化仪器设备在食品、环保、公共安全等民生领域推广应用。

（三）深化高校创新能力建设

贯彻落实国家“双一流”建设战略部署，以“国家急需、世界一流”为根本出发点，坚持重点突破、以点带面，引导高校结合经济社会发展需求，打造能够产生更多原创性、前瞻性、引领性科学思想和科学发现的学科体系，努力成为引领国际学术前沿、催生产业技术变革和加速创新驱动的重要策源地。

1、优化学科布局与建设

加强基础研究，注重原始创新，优化学科布局，推进学科交叉融合，完善共性基础技术供给体系，着力提升高校原始创新能力和高层次人才培养能力，全面提升上海高等教育综合实力。

重点方向：（1）强化基础学科系统布局与建设。推进基础学科全面系统布局，鼓励高校探索原创性突破，勇于开辟新领域、提出新理论、发展新方法，促进基础研究与应用基础研究融通发展， 共同营造有利于科研人员潜心治学的环境。（2）支撑应用学科基础研究能力提升。加强应用学科支持力度，提升应用学科的基础研究能力，推动学科交叉融合，鼓励高校打破现有学科边界，创新学科组织模式，推进创新成果转化和产业化，为产业核心关键共性技术突破奠定重要基础。（3）积极融入全球创新网络。全方位加强国际科技创新合作，汇聚全球创新资源，推进国际科技交流合作。牵头或深度参与国际、区域性重大科学计划和科学工程，建立世界顶尖的国际合作联合实验室，积极参与国际标准和规则的制定。实施高等教育人才揽蓄行动，引进具有国际水平的高层次人才和优秀青年人才。

推进高峰高原学科建设

鼓励并支持高校充分聚焦自身优势特色，进一步攀峰筑原， 以研究领域突破为核心，形成多领域突破格局，从而带动一流学科建设，全面提升上海高校学科实力。

主要任务：（1）持续推进高峰学科建设。更加突出基础学科布局与学科基础研究能力提升，更加突出扶需扶特扶优扶新，更加突出服务国家战略急需，加速高峰学科攀登学科顶峰，确保上海在争创世界一流大学和一流学科进程中走在前列。（2）持续推进高原学科建设。着力引导地方高校自主找准学科发展关键点， 在服务区域发展中强化学科特色优势，提升人才培养质量和创新能力。

2、促进高质量协同创新

鼓励高校围绕经济社会发展中的重大科学问题和重点产业关键核心技术突破，开展高质量协同创新，增强高校对产业技术创新的源头贡献力。

重点方向：（1）推进高校协同创新体系建设。围绕国家和上海重大战略和产业发展需求，推进产学研深度融合，布局建设高水平协同创新中心，汇聚各类创新资源要素开展联合攻关。（2）深化协同创新体制机制改革。以需求为导向，鼓励探索协同创新有效机制和路径，贯彻教育评价改革精神，建立完善科学合理的评价体系，落实人员激励政策。

重大平台：建设高校协同创新中心，支持高校围绕产业链核心环节开展有组织的科学研究，支持高校培育建设一批创新平台，促进创新链和产业链精准对接，推动高校的重大原始创新和关键技术突破转化为先进生产力。

3、培养拔尖创新人才

支持高校培养德才兼备的高层次人才，完善学科专业动态调整机制，培养一批创新型基础研究人才和高素质应用型人才。

重点方向：（1）实施强基激励计划。聚焦基础学科及前沿交叉学科，建设一批强基人才培养高地，在国内外高校遴选一批有志向、有兴趣、有潜力的优秀本科生和研究生，实行长周期、接续式培养，培育基础学科未来科学家。（2）强化科教融合和产教融合人才培养。深化科教融合人才培养，依托重要科研基地，通过开展重大科研任务，支撑拔尖创新人才培养。对接上海产教融合型城市建设，推进专业学位研究生的产学结合培养模式改革，开展高层次应用型紧缺人才培养。（3）推动学位点提质培优。围绕重点领域和紧缺产业，加强相关学位授权点的培育和建设，根据产业需求提升人才供给数量和质量。调整优化研究生培养结构，继续适度扩大专业学位点规模，进一步满足经济社会发展的人才需求。

（四）加强基础研究前瞻布局

坚持自由探索和战略需求牵引并重，加强基础研究顶层设计和统筹布局，充分发挥基础研究战略咨询委员会的关键作用，以及基础研究和应用基础研究对科技创新的源头供给和引领作用，瞄准全球基础前沿领域和关键核心技术重大科学问题，强化重点领域部署，鼓励跨领域、跨学科交叉研究，形成关键领域先发优势。

1、脑科学与类脑人工智能

保持上海脑科学与类脑研究国际领先优势，支撑实现脑启发人工智能颠覆性技术，带动脑健康、类脑智能产业革命。重点方向：（1）围绕脑认知原理、重大脑疾病机理与类脑智能关键科学问题， 推进认知神经环路机制、灵长类脑图谱、认知障碍相关脑疾病机制与干预、类脑计算、脑机融合等研究取得重大突破。（2）推动相关领域市级科技重大专项、上海脑科学与类脑研究中心建设取得显著进展，启动实施大科学计划。

2、量子科技

围绕量子信息新原理新效应、量子技术新途径与量子效应形成新使能技术的关键科学问题，加强前沿探索并取得新突破，推动下一代信息技术、通信安全和计算技术取得巨大进步，进入全球量子信息创新先驱行列。重点方向：（1）以功能化集成和实用化为导向，积极推动超快强场量子调控、量子材料与器件设计、多自由度量子传感、量子计算新路线、光电声量子器件、量子拓扑光子学、界面超导、可编程光晶格量子模拟等研究。（2）重点突破量子技术新机理新方法以及核心量子器件研发。

3、纳米科学与变革性材料

全面对接战略性新兴产业发展需求，大力发展纳米与新材料科学研究体系，解决若干重点领域高性能材料关键技术问题，加快新材料领域发展。重点方向：（1）推进纳米功能单元的特定合成与精准定制、智能软材料的活性构造与仿生协同、智能纤维多重功能设计与调控、软凝聚态功能材料等变革性材料前沿基础研究。（2）研制面向新能源、信息、生物医用等重要领域的新型先进材料。（3） 突破增材制造、材料热制造过程、材料组织演变、关键零部件全生命周期数字孪生件等先进材料智能制备技术基础重大科学问题。（4）探索建立柔性、智能材料等新理论体系，研制一批满足先进制造业需求和引领产业发展的变革性新材料，突破结构材料超高性能极限，实现先进功能材料的可控制备、器件构建与智能集成。

4、合成科学与生命创制

突破人工生物合成系统重大科学问题和关键共性技术科学问 题，形成生物制造科学、技术与战略性新兴产业创新生态，显著提升合成生物学国际竞争力。重点方向：（1）推动多学科交叉融合，在人工生物设计、药物人工生物合成、新结构与新功能药物的人工生物高效创制、环境生态系统生物修复等方面取得突破，建立新理论、新方法。（2）在基因编辑、DNA 组装、定向进化方面研发原创核心技术，建成多种高效人工生物制造系统。（3）探索半导体合成生物学、功能性微生物机器人等新方向。

5、干细胞与再生医学

推进干细胞与再生医学前沿重大科学问题与关键技术取得突破，打造干细胞再生医学中心及相关新兴技术产业集群。重点方向：（1）以退行性疾病、代谢性疾病、肿瘤等重大疾病治疗需求为牵引，推进多能干细胞、组织干细胞、干细胞定向分化与细胞转分化、基于干细胞的组织器官功能修复与微器官构建、干细胞治疗及基于干细胞的药物发现等研究。（2）探索人工智能赋能生命制造、神经制造与脑生命更新工程化新方向，推进干细胞与再生医学的创新链与产业链融合发展。

6、核心算法与未来计算

聚焦计算科学前沿和交叉研究，推动未来计算技术创新发展与应用，提升对前沿科学与重点领域研究的支撑能力。重点方向：（1）推进现代算法应用，发展新型算法，在人工智能、现代密码学、高性能计算、量子计算、物理器件与计算等算法问题上取得突破。（2） 增强人工智能算法的实用性、新型计算系统的高性能与安全性。

7、生命过程调控与设计

加快解决复杂生命体系重大科学问题，推动生命科学研究进入国际领先水平。重点方向：（1）聚焦肿瘤命运机制和过程调控，推动肿瘤命运全息图谱绘制及其转化应用、肿瘤多维度时空变化规律与命运维持机制，以及不同营养代谢重编程规律等研究，阐明致病因子和发病机制，发现肿瘤代谢治疗新靶点、新通路。（2）聚焦细胞周期与代谢、基因复制转录与表观遗传、蛋白质合成与降解、器官发育与稳态等重大生理过程，以及常见慢性病、神经系统疾病、感染与免疫等重要疾病病理过程，建立表观遗传分析、质谱组学等新数据平台，在相关核酸与蛋白质修饰、基因表达调控、发育调节机制等研究方向获得新发现。（3）发展基于分子分型新方法、影像诊断新标准、生物标志物新靶点等早期诊断新手段，探索精准医学、人工智能医学等医疗新策略与新模式。（4）围绕农业生物遗传进化与代谢生物学重大科学问题，开展动植物发育与进化过程机制及表观遗传调控研究，建立新型遗传筛选体系，深入理解并揭示模式动植物代谢作用机理及其生命—环境复杂调控网络。

8、物质科学

突破物质物理特性、新物质的创造与转化、材料物质机理等重大科学问题，为推动科学前沿和重要领域原始创新开辟新道路。重点方向：（1）依托重大科技基础设施对物质科学前沿发展的基础性、支撑性作用，推动物态调控、催化科学，以及物理与化学前沿及其交叉研究，在多体理论、强关联体系、软凝聚态物质与效应、高效高选择性合成与组装方法学、环境友好新化学体系、不同时空尺度物质形成与转化过程、物质与人类健康和生态环境的系统功能关系等方面获得新理论、新发现、新方法。（2）加强学科交叉，催生重大新技术原理，为新材料与器件提供新知识基础，促进对生命现象的深刻认识。

9、数学科学

优化数学研究环境，增强上海应用数学中心科研水平，推进数学与工程应用、产业化对接融通，提升国际影响力和创新支撑力。重点方向：（1）支持基础数学研究的自由探索与应用研究，促进数学学科体系的协调可持续发展，夯实数学研究基础。（2）加强应用数学和数学的应用研究，促进科学与工程计算、大数据与人工智能的数学理论与方法、复杂系统优化与控制、计算机数学等重点方向以及信息技术、能源与环境、海洋、生物医药、经济与金融安全等关键数学问题研究取得重要原创性成果。

10、空间科学

围绕国家空间科技发展战略任务，显著增强上海空间科学探索能力与空间技术竞争力，提升上海空间科技支撑应对社会经济发展重大挑战的能力水平。重点方向：（1）推动空间天文学与空间物理、太阳系探测、微重力科学和空间生命科学等领域取得新发现。（2） 推动超静超精超稳空间科学卫星平台、惯性传感器、超高灵敏度红外探测、超精度激光干涉测量等关键领域科学问题取得新突破。（3） 支持空间科学应对全球气候变化、生态退化、重大自然灾害以及能源、资源短缺等问题取得突破。

（五）组织实施基础前沿重大战略项目

坚持国家战略需求牵引，以国家重大战略项目、市级科技重大专项、大科学计划和大科学工程等为重要突破口，系统性布局“全球—国家—上海”梯次接续的基础前沿重大战略项目，强化上海在基础前沿领域的全球话语权。

1、国家重大战略项目

对接落实国家战略部署，强化央地协同，探索实施中央和地方共同支持、共同组织国家重大基础研究任务的新机制，推动建立上海深度参与重大科学问题攻坚突破的新型举国体制的有效路径。重点方向：（1）推进实施脑科学与类脑研究、新一代人工智能、量子通信与量子计算机等“科技创新 2030—重大项目”。（2）加强对国家重大战略任务的配套、服务和综合保障。

2、市级科技重大专项

在国家有需求、上海有基础的重点领域，组织实施一批具有重大引领作用、资金投入量大、协同效应突出、支撑作用明显的市级科技重大专项。重点方向：（1）加快启动新一批市级科技重大专项，面向集成电路、生物医药、人工智能等重点领域，集中优势资源力量， 加快前瞻布局。（2）完善市级科技重大专项管理机制，加强财政科技投入联动与统筹，优化组织管理。

3、大科学计划和大科学工程

加快推进上海在国际上参与和发起大科学计划和大科学工程， 打造创新开放合作平台，提升战略前沿领域国际影响力。重点方向：（1）牵头发起“全脑介观神经联接图谱”大科学计划，加快筹备国际人类表型组等新一批大科学计划，加快推进平方公里阵列射电望远镜（SKA）等大科学工程，继续支持参与国际大洋发现计划（IODP）、国际天文数字底片研究计划。（2）实施国际科技合作伙伴项目，培育和提升有条件的科研单位参与或发起大科学计划和大科学工程的能力。

“全脑介观神经联接图谱”大科学计划

由上海科学家领衔，发动和汇聚全球顶尖科学家与团队，塑造上海脑科学的全球领导力，在全球脑科学与类脑智能领域占踞领先地位。

主要任务：（1）构建全脑基因表达与细胞分类图谱。建立高通量高精度解析全脑基因表达与细胞分类的新方法，构建与脑功能相关基因在全脑表达的时空信息图谱，阐明各类神经元的突触传递重要分子的全脑细胞分布。（2）解析全脑介观神经联接结构与功能。绘制各种类型神经元输出和输入神经联接图谱，建立自动化、标准化、高通量的神经联接三维重构技术和分析手段，解析不同类型神经元联接的功能和认知行为意义。（3）观测与调控全脑介观神经元活动。研发同时观测多脑区数千以上神经元电活动的新型电极阵列，研发新一代对细胞膜电位变化敏感、有高信噪比、能分辨单个神经脉冲的荧光分子或纳米粒子探针，研制新型无线的微型荧光显微内窥镜，观测深部脑区神经元集群电活 动。（4）建立全脑介观神经联接图谱大数据处理和分享共享平台。具备数据自动化采集、处理、存储、展示等重要功能，建立有多国参与的统一数据平台，以便于协调任务进展，数据集成和共享。