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在新一轮产业革命蓬勃兴起和发达国家大力推进制造业振兴的背景下，全球产业格局也可能出现重大调整，中国制造业发展也面临许多挑战。
1.产业转型升级的一个最重要动力是消费需求的升级，也就是消费者对商品质量和品质需求的升级
近年来，中国产品数量增长对实体经济的拉动能力已经明显减弱。对外出口连续两年负增长，固定资产投资增速已下滑到8.3%左右，消费品数量的增长速度也显著放缓，住房、汽车和家电、食品的快速增长期已经过去。与此同时，居民对消费品质量提升的需求正在不断显现。一个突出的现象是境外购物快速发展，而且境外购物中有相当大的比例是粮油食品和服装鞋帽等传统产品，说明国内产品的质量仍然不能完全满足消费者的需要。
2.市场信心不足可能导致消费需求不能顺利转化为对企业的实际需求，相关行业可能陷入低质量陷阱的“囚徒困境”
在市场环境完善的情况下，消费者有对高品质商品的消费需求，如果企业也有相应的生产能力，就会生产出高品质商品，获取更高的附加价值，从而实现由需求引领的产业升级。但在市场环境不完善，特别是消费者对市场信心不足的情况下，这种正常的升级过程并不能自发实现。在部分产业，很可能出现“低质量陷阱”的情况。也就是说，企业即使能够生产出高品质商品，但消费者不敢相信，不愿出高价购买，高品质商品难以销售出去，或者难以实现优质高价，生产优质商品反而利润更低，最终企业只能生产低质量产品。例如，经过“三聚氰胺奶粉”事件后，中国对婴幼儿奶粉采取了最严格的标准，但仍然难以恢复消费者信心，很多游客出境都要购买国外奶粉，导致境外多地对中国游客进行奶粉限购。
3.市场信心不足的根源在于监管不力和消费者权益保护力度小
虽然中国制造的质量稳步提升，在国际市场上的占有率不断提高，但在国内，消费者对“中国制造”的信心仍然严重不足。例如，在国务院发展研究中心开展的中国民生指数调查中，居民对食品安全的不满意度连年垫底。这主要是因为在食品领域，近年来持续发生了“瘦肉精、苏丹红、黑猪油、陈化粮、地沟油、三聚氰胺奶粉”等重大安全事故，严重打击了居民信心。从市场环境看，消费者信心不足的原因有几个方面：一是对商品的质量抽查及信息公开力度不够。例如，蔬菜、水果、食品等是否农药超标，是否有机绿色，消费者对此往往缺乏可靠的信息。二是对消费者权益维护力度小。与生产商或经销商相比，消费者在维权中处于弱势地位，这甚至导致一些跨国公司对国内消费者的歧视，在出现质量问题对产品召回时，经常不包括中国（除港澳台地区）。例如，根据对宜家官网的统计，在2014—2015年间，宜家有10次大规模产品召回，但8次不包括中国（除港澳台地区）。
随着劳动力数量红利递减、生产要素成本提升、资源环境约束加强等因素的影响，中国制造业的生产成本不断提高。以纺织业企业为例，在越南、柬埔寨，棉花一吨比中国便宜40%；电价、水价、气价比中国便宜40%到50%；工人工资也比中国低很多。在泰国，增值税7%，所得税20%左右，外来投资享受8年全免、5年减半的税收优惠政策。受此影响，近年来一些劳动密集型企业开始向越南、柬埔寨等低成本国家转移。例如，优衣库、耐克、富士康、船井电机、歌乐、三星等世界知名企业纷纷在东南亚开设新厂。
即使与美国相比，中国的相对成本优势也已经大幅度降低。例如，美国的土地成本比中国低，能源也便宜，天然气的价格仅是中国的1/3，电费是中国的1/2，物流和服务成本也大幅降低，部分行业的中国制造成本已经和美国相当。如果再考虑到关税、准入等因素，也不难理解为什么近年来中国开始出现了向发达国家转移制造业的案例。例如，福耀玻璃开始在美国建立新厂。
经济发展进入一定阶段之后，会更多地面临先发国家设定的技术与贸易壁垒、知识产权保护、国际贸易规则的变化等，这就迫切需要提高产品的研发能力与核心竞争力，实现创新驱动。但创新驱动不仅仅是研发投入的问题，还需要教育培训、创新环境、创新要素、知识产权保护等一系列条件的成熟和转变，在这些方面中国都存在一定的短板，因此存在创新能力难以升级的风险。
1.不能及时建立有效的前沿技术创新体系，可能影响企业的创新能力升级
一般可将国家的技术创新战略分为追赶型和前沿型两类（张永伟，2011）。所谓追赶型战略通常指技术水平相对落后的国家，沿着先进国家的技术产业发展路线，通过一定的战略举措，并配以相应的政策，提高本国技术水平。前沿创新型技术产业战略，是指一国已有一些技术产业领域已经处于或开始接近全球创新前沿，已没有明确的技术目标可以模仿，技术研发主要依靠本地企业的内生技术能力。
政府主导、跟踪为主的科技计划体制不利于前沿创新。跟随式赶超一直是中国科技战略和计划管理的指导思想，多年来，确有成功的赶超，但也养成了跟随的思维惯性和路径依赖。例如，政府每年会制定和发布要研究的领域和方向，甚至细化到每一个具体的研究项目上。这种计划体制不仅会因为政府能力限制而导致科技资源的错配，更会压制创新。因为前沿创新最本质的特点是未知性，而恰恰这种未知性与政府的计划性和审批制是严重相悖的，在这种计划性体制下，那些真正的源头性的创新、奇思怪想、自由探索和发明创造等都要让位于“奉命创新”和“按规定研究”。
中国现有的科技评价体系也不支持前沿创新。一是政府投入的那部分研究主要以学术论文或试制样品作为科技成果的评价制度，让专家评审代替了市场选择；二是目前的评价体系难以对前沿引领性创新及成果做出科学评价和鉴别；三是目前的评价体系较为急功近利，追求短期出成果，很难产生有重大原创性的创新成果。
现有科技资源管理体制也不利于前沿创新。一是中国科技经费中项目制占了70%，这些课题都是政府导向的，科技人员不能按自己的兴趣做，这样就很难产生更多的创新；二是在投入结构上，科技经费对支撑前沿创新的基础研究领域的支持明显不够，同时在投入中还存在见物不见人的问题，对研发人员的劳务支出限制非常严格；三是科研经费使用效率低下，钱花了不少，却没有产生太多成果。
2.知识产权保护力度不足，制约企业加大研发投入的意愿
研发创新具有高投入和不确定的特点，创新成本较高，但创新的收益与知识产权保护程度有很大关系。如果保护程度高，企业则可以获得新产品带来的溢价，从而获得经济回报。但如果企业不能够获得较好保护，创新成果很容易被其他企业特别是竞争对手获得，企业便不能获得相应回报，并在竞争中由于支出了额外成本而处于不利境地。另外，中国法律对人员流动所带来的知识产权保护力度同样不足，一些企业的高层管理人员或技术人员掌握了企业的管理或技术秘密后，离开本公司，这同样会给企业带来损失。
近年来，中国加强了知识产权保护力度，但由于长期以来的惯性，以及地方复杂的执法状况和执法力量，仍然存在保护不力的情况，这种情况，对于不易仿制的行业影响较小，但对易于模仿的行业而言，可能会继续产生由于创新者因权益得不到有效保护而不愿创新的情况。
通过市场机制发挥优胜劣汰的作用，是促进生产效率不断提升和产业转型升级的重要机制。目前，中国的市场化程度不高，市场机制充分发挥作用仍存在不少障碍。一是区域市场一体化程度不够高，资源和生产要素难以在不同地区间顺畅流动。一些地区仍然对其他地区产品进入本地市场设置各种各样的壁垒。二是不少行业的垄断程度仍然较高。特别是在重要的交通、能源、电信、金融等基础产业领域，导致社会资本难以进入，行业的服务质量和效率不高。三是市场中存在大量的僵尸企业。一些地方政府或银行，由于各种原因对缺乏市场竞争力的企业进行补贴或贷款输血，导致不少低效率、高污染的僵尸企业仍然可以存活，不仅占用大量的宝贵资源，还扰乱了正常竞争的市场秩序。