未来十年人工智能对经济的影响 人工智能引发经济革命被夸大了吗
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第二次科技革命是以电力技术为基础的电气革命。一般认为第二次科技革命发生于 19 世纪末到 20 世纪初，以内燃机和电气机械的出现为标志，但其开始广泛应用于生产生活是 在 1882 年发电站的建立和 1885 年变压器的发明后，两大基础设施的完备使得工业和家用 电器具备了广泛应用的基础，普及率逐步提高。整体来看广泛应用于生产生活的过程较为碎 片化且持续时间较长，未能在短时间内快速提升经济效率。
1.1.1 基础设施：工业用电网与生活用电网普及
电流、电磁和电机等发明是第二次工业革命的理论和技术基石，推动了生产生活用电网 的建立。1799 年，意大利物理学家伏特发明电池，在此基础上，1820 年丹麦物理学家奥斯 特发现电流的磁效应，随后，法拉第在 1821 年和 1831 年分别发明了电动机和发电机。电动 机利用电能完成机械运动，而发电机通过机械运动产生电流，二者为新兴的电力工业提供了 两项基本技术。 生产端，美国基于发电机的技术积累，于 1882 年建成了纽约珍珠大街发电站，加速了 工业用电网的应用进程：1862 年，德罗夏提出了四冲程理论，为内燃机的发明提供了理论 基础。以煤气、汽油和柴油为燃料的内燃机于 1876 年、1885 年和 1893 年相继问世，迅速 推动了交通运输领域的创新，从而提高了工业部门的生产力。1858 年大西洋海底电缆铺设 完成、1875 年美国取得了第一个绝缘漆和纤维专利后开始生产漆包线，此后在电缆电线上 经历了漫长的改进期。直至 1882 年第一个发电站纽约珍珠大街发电站建成，改变了原有工 厂需要自行使用发电机发电的工作模式，是工业用电基础设施成熟的重要标志，加速了工业 用电网的应用进程，便于工业用电网的铺设使用，也为后续居民用电网做了铺垫。
生活端，美国基于电报和通信电缆等技术，于 1885 年发明了实用变压器，加速了生活 用电网的普及。实用变压器于 1885 年诞生，1886 年开始商业运用。一是变压器可以转换电 压、电流，可以减少电能在输送过程中的损失，使得电能的经济输送距离达到更远，远距离 用电成为可能；二是可以将工业用电压转换为生活用电，因此我们认为生活用电网普及的重 要标志是变压器的发明使用。伴随 1884 年“快速切换”开关诞生；1904 年第一个壁挂式电 源插头发明，生活用电网基础设施不断完善。
1.1.2 广泛应用生产生活过程：生产中实现电气化，生活中不断出现新型应用电器，家用 电器热出现
伴随着工业用电网和生活用电网等基础设施的普及，各类新型电器广泛应用生产生活 的进程渐进、陆续启动。 工业方面，19 世纪末，美国大型企业开始普遍采用电能做动力，电动机、内燃机最终取 代蒸汽机。1914 年以前，美国工业电气化基本实现。由于工业电气化奠定了工业机械化、电 气化和自动化的生产基础，因此电气化被美国国家工程院称为“20 世纪最重要的工程成就 之一”。 生活方面，第二次科技革命期间，生活中衣食住行相关的新型电器也随之出现。1879 年， 碳丝灯泡诞生；1880 年，蒸气洗衣机诞生；1886 年，世界第一辆四轮汽车正式贩售；1890 年，吹风机诞生；1905 年，电烤箱诞生；1910 年，压缩机家用冰箱诞生。第二次科技革命 也带动了美国和日本家电热的爆发。美国方面，以 1924 年电熨斗诞生为起点，美国家电热 启动，相关电器开始走进千家万户。日本方面，1930 年开始，冰箱、黑白电视机、洗衣机 “三大神器”在日本诞生、1960 年彩电、空调、汽车“新三大神器”开始走进日本居民的日 常生活。
1.1.3 电力在生产生活中普及过程的显著特征是：碎片化程度较深、持续时间较长，对全要 素生产率提升缓慢
电力在生产生活中普及过程的显著特征是：碎片化程度较深、持续时间较长，主要体现 为应用端各项创新产品的推出时间交错，应用领域也较为分散；因此对全要素生产率的提升 较为缓慢，但持续时间较长。从普及率来看： 生产端，供暖和照明的普及率分别由 1880 年和 1890 年起分批抬升，对生产的影响较 为分散，但影响时间较长。工业照明的普及率自 1890 年开始缓慢上升，1910 年普及率达到 36%，1940 年普及率达到 95%；集中供暖的普及率自 1880 年开始缓慢上升，1890 年普及率 达到 0.1%，1940 年普及率达到 50%。 生活端，家用电器及汽车等其他电力应用的普及同样较为碎片化。按顺序看：一是汽车 的普及率自 1890 年开始缓慢上升，1930 年普及率达到接近 60%。二是机械式冰箱的普及率 自 1900 年开始缓慢上升，1940 年普及率达到 81%。三是洗衣机的普及率自 1905 年开始缓 慢上升，1950 年普及率达到 73%。四是收音机的普及率自 1906 年开始上升，1920 年普及率 达到 83%。
如上文所述，工业和生活的电力基础设施自 19 世纪 90 年代完备普及以后，直至 20 世 纪 30、40 年代期间均处于广泛应用生产的区间。但全过程较为碎片化，且持续时间较长， 主要体现为应用端各项创新产品的推出时间交错，应用领域也较为分散；因此对全要素生产率的提升较为缓慢，但持续时间较长。1899-1919 年期间全要素生产率的累计增长幅度也显 著低于时间跨度同为 20 年左右的 1974-1995 年时期。
1.1.4 战争对科技革命的催化
第二次工业革命期间由于各类电器在生产生活中的普及呈现碎片化、分散化且时间周 期较长的特征，因此未能出现短时间内全要素生产率和经济潜在增速的高速增长。在此期 间，一战也在一定程度上加速了美国的技术进步，然而相关技术从军用到民用仍存时滞，相 关科技创新同样未能快速拉动美国潜在增速。 战争对科技革命存在催化作用。第一次世界大战期间各国出于作战的目的进行了技术 研发：一是加快了飞机的研发生产，1911 年，意大利为了便于作战，改进了飞机；二是加快 了化学肥料的研发。一战期间由于英国切断了德国的硝石供应，德国用硝酸铵代替了制造火 药的原料硝石，二战期间美国生产了大量的硝酸铵，战争结束后，美国经过处理把多余的硝 酸铵变成了化肥。化肥从军用逐步转变为民用。此外一战期间还诞生了打火机、折叠自行车 和不锈钢等发明创造。
在互联网广泛应用生产生活并持续改进使用方式的过程中，对美国经济潜在增速的拉 动和影响呈现出前高后低的特征。互联网、电脑广泛应用生产生活集中在 1996-2000 年，美 国经济潜在增速先是在互联网从无到有的渗透过程中迎来阶段式的爆发式增长；在此之后，2007 到 2016 年间以 IPHONE 为重要载体的移动互联网使用率快速增长等“锦上添花”的 革新对潜在增速的影响逐步降低。
2.1.1 互联网、电脑广泛应用生产生活集中在 1996-2000 年
第三次科技革命是以计算机技术为基础的信息技术革命。通常认为其启动于 20 世纪 40、 50 年代，以 1946 年全球首台计算机 ENIAC 的发明作为标志。但其广泛应用于生产生活的 阶段实际集中于 20 世纪 90 年代中后期（即 1996-2000 年），以家用计算机和互联网为载体 并在短时间内呈现出在企业和居民端快速渗透的特征，迅速提升了经济效率，即“互联网革 命”。 美国在逐步完成前期的技术积累后，面向企业和居民的商业化应用在 1994-1995 年间密 集落地最终使得互联网和计算机在 1996 年具备了广泛应用的基础：1994 年雅虎、亚马逊、 eBay 等互联网门户和线上购物网站陆续成立；1995 年微软发布 Windows95 并推出 IE 浏览 器，电子邮件服务和网页编程语言 Java 等也商用化功能陆续推出；1996 年 WIFI 技术诞生， 同年诺基亚发布可上网手机，进一步提升互联网技术使用的便捷度。
从渗透率来看，1996 年是互联网在居民和企业端渗透率（参照 NBER 以电脑、通信设 备和软件存量占总设备资产比例近似拟合互联网在企业端的渗透率）大幅度提升的起点阶 段，居民端的互联网渗透率由 1996 年的 16%升至 2000 年的 43%；企业端的渗透率在 1990年-1995 年间一直位于 18%-19%区间震荡，从 1996 年起突破区间升至 19.2%，2000 年进一 步升至 23.8%。
2.1.2 1996 是互联网广泛应用的质变年，美国全要素生产率在 1996-1998 年间陡然提升
如上文所述，90 年代是美国经济广为人知的“互联网革命”时期，生产效率的提升使得 在此期间美国在通胀中枢整体稳定的背景下出现了持续性的经济繁荣，也被称为“克林顿繁 荣”或“低通胀繁荣”。 从 90 年代中后期看，整体经济方面，美国 GDP 增速中枢在 96 年后整体抬升，96-99 年 均增速近 4.4%，远高于 1991-1995 年间水平，经济高度繁荣。通胀方面，1996 年-1997 年美 国 CPI 增速中枢约为 2.6%，1998-1999 年间进一步下至 1.9%，回归至“通胀目标”以下（90 年代美联储并未官宣明确的通胀目标，但从《格林斯潘传》等传记资料中可知彼时美联储经 内部讨论已初步拟定 2%的通胀目标）。失业率方面，呈现了持续且稳定的改善，由 1996 年 间最高的 5.6%，最低下至 2000 年的 4.0%。
从经济潜在增速的角度来看，1996 年是互联网革命从量变到质变的关键一年，互联网 技术的广泛应用推动潜在增速高速增长。根据 CBO 统计，美国经济潜在增速从 1996 年起 进入连续 5 年的高速增长期，1996-2000 年间的潜在增速分别达到 2.88%、3.55%、3.84%、4.51%和 4.60%（1995 年美国经济潜在增速约为 2.58%，相较前值仍处于回落状态）。期间潜 在增速的贡献主要源自于全要素生产率提升，尤其是 1996-1998 年间对美国潜在增速增长的 平均贡献率接近 100%。
2.1.3 手机及 iPad 等移动互联网革新对全要素生产率的提升较为有限
1996-2000 年间互联网广泛应用生产生活是互联网从 0 到 1 的过程，随之也对经济潜在 增速产生了显著影响。在此之后，移动互联网主要是进一步改善互联网的使用方式，但对全 要素生产率的拉动则明显弱于 90 年代。移动互联网主要指基于手机等移动设备的互联网服 务。以 1997 年 WAP（手机上网）标准推出为代表，移动互联网在美国的发展大致可以分为 三个阶段。 一是萌芽期，1997 年至 2006 年是移动互联网的萌芽期，早期手机基于 2G 移动通信基 础设施所能提供的互联网服务较为有限，主要的应用包括彩铃、短信、彩信和手机上网（WAP） 等应用。二是爆发期，2007 年到 2016 年移动互联网进入爆发期。以 2007 年 IPHONE 发布 为主要标志，智能手机、手机浏览器和 3G 网络的发展使得移动互联网在功能性和使用体验 上逐渐提升并媲美有线网络，2010 年 IPAD 的发布进一步丰富了移动设备的类别。三是稳定 期，2016 年至今，移动互联网用户增速下降，移动互联网发展进入稳步发展期。 2007 年至 2016 年是移动互联网的快速发展期，美国居民使用手机接入互联网的占比由 2011 年的 27.3%升至 2017 年的 64%；美国居民的智能手机保有率由 2011 年的 35%升至 2016 年的 70%以上。但同时期全要素生产率中枢虽然也有提升，但幅度较为有限。我们认为原因 主要源于：90 年代互联网在生产端的应用是从无到有，从 0 到 1；移动互联网更像锦上添 花，更多是改善互联网使用方式，而非颠覆性改变生产生活形态。 换言之，在互联网广泛应用生产生活并持续改进使用方式的过程中，对美国经济潜在增 速的拉动和影响呈现出前高后低的特征。美国经济潜在增速先是在从无到有的过程中迎来 阶段式的爆发式增长；在此之后，移动互联网等“锦上添花”的革新对潜在增速的影响逐步 降低。
我们预计由人工智能发展推动的第四次科技革命，其进展节奏将呈现出先慢后快的特 征，类似第三次科技革命的“转置”。 先慢：自 2016 年起，中美人工智能的不同赛道开始起步并呈现出碎片化、差异化的 发展特征，但全要素生产率暂未出现大幅提升。 后快：我们预计，随着技术进一步发展，人形机器人可能作为第四次科技革命的最终 产物，其规模化应用将会带来全要素生产率的突破性增长。
3.1 第四次科技革命一阶段：七大赛道的智能化进展对潜在增速的拉动呈现 碎片化特征
3.1.1 2016 年后中美第四次科技革命初现苗头
自 2016 年开始至今，中美在第四次科技革命的发展进程中已经从起步走到了多点开花 的阶段。2016-2018 年是第四次科技革命发展的起步期，人工智能开始发展。根据斯坦福 HAI 报告，2016 年人工智能与机器学习逐步进入大众视野，2017 年后人工智能词条被提及的次 数开始大幅超越机器学习词条。2019-2023 年，第四次科技革命的发展实现多点开花，在自 然语言处理、视觉语言、智能汽车、智能医疗一级芯片研发方面都有突破性进展。 美国方面，2016 年 AlphaGo 击败 18 次围棋世界冠军李世石（Lee Sedol），人工智能和 第四次科技革命的概念第一次较为具象化地进入到人们的视野中。同年谷歌智能音箱 Home 发布，特斯拉推出 Model 3 车型（内置自动驾驶芯片），第四次科技革命开始点状式发展。 2018 年，GPT-1 的问世代表着人工智能发展的一座里程碑，2018 年也被称为 NLP（自然语 言处理）的预训练模型元年。2019 年由特斯拉引领的自动驾驶单体技术变革，其围绕着从 规则驱动向数据驱动发展，几乎改变了整个技术堆栈。2022 年，OpenAI 发布 ChatGPT，叠 加养老机器人、医疗辅助设备如 GI Genius 的应用，人工智能进一步渗透人类日常生活。
中国方面，2016 年后我国智能汽车、智能家具、智能医疗等人工智能新形态碎片化开 始蓬勃发展，2021 年以来中国在模型与芯片端出现较大突破。自 2015 年国务院发布《关于 积极推进“互联网＋”行动的指导意见》提出促进人工智能在智能家居、智能终端、智能汽 车、机器人等领域的推广应用以来，人工智能开始迅速发展。 产品方面，2016 年后我国人工智能新形态开始碎片化出现。智能汽车领域，2016 年后 中国市场上成立的智能汽车品牌超过百家。智能家具领域，2017-2019 年，国内智能家居发 展迅速，智能音箱、智能门锁、智能电视等设备进入蓬勃发展阶段。智能医疗方面，2018 年 AI 应用于基因检测序列以来，AI 医疗的商业化模型逐步形成，根据沙利文咨询统计，同年 我国 AI 医疗市场规模增速 616.7%。 芯片和模型方面，中国在 2021 年后实现较大突破。2021 年寒武纪思元研发的 370 训练 芯片体现出中国人工智能发展在芯片方面的突破。盘古大模型、FederatedScope 学习框架等人工智能模型的面世与应用，语言模型帮助机器处理自然语言，促进人工智能计算效率显著 提升。
3.1.2 七大赛道呈现碎片化发展特征
第四次科技革命的七大智能赛道仍处于起步阶段，推进节奏较为不同，呈现出碎片化 发展的特征。七大赛道分别为：智能汽车、智能家居、智能家电、智能建筑、智能医疗和 智能教育。
智能汽车方面，智能网联汽车由车联网与智能汽车技术结合形成，其最终目标是实现 无人驾驶（即 L5 级自动驾驶）。仅从智能汽车来看，2017-2021 年五年间智能汽车新车型 渗透率（即智能汽车在新车市场中的渗透率）增长了 50%左右。进一步从自动驾驶的渗透 率看，2023 年以来 L2 级乘用车渗透率逐月小幅增长，5 月渗透率达到 43.9%，但距离 L5 级完全自动驾驶乘用车的广泛应用还需要一定时间。 智能家居和家电方面，从 2017 年起迅速普及。2017-2022 年期间智能电视、智能空调 的市场渗透率增长较快，当前渗透率均已超过 60%，近年来边际增长有所放缓。智能洗衣 机、智能冰箱渗透率当前仍在 20-30%区间内波动，有待智能化技术更进一步推动其迈向高 速增长阶段。
智能建筑方面，2016 年至今中国智能建筑市场规模逐年增长，2021 年已超 6000 亿 元。 智能医疗方面，2017-2018 年经历了医疗信息化和医疗服务在线数字化推动的大幅增 长，2022 年的全球智能医疗服务市场规模已达到 2016 年的 38 倍。但近年来增长态势放 缓，未来需等待医疗智能化的进一步技术进展为智能医疗带来新的机会。
智能养老方面，2017-2022 年间智能养老产业市场规模实现了 6 万亿的增长，但从目 前市场的应用情况来看，各类健康辅助设备尤其是养老机器人，还有较大的提升空间。以 发展水平较高的日本为例，除监控辅助机器人之外，其他类型的护理机器人在养老机构中 的引入率最高只达到约 10%。 智能教育方面，从中国市场来看，当前智能教育市场规模仅占整个教育市场规模的 2.0%-3.0%，仍处于破壁渗透期。
3.2 第四次科技革命二阶段：人形机器人广泛应用生产生活可能催动潜在增 速快速增长
第四次科技革命的一阶段中各大智能赛道蓬勃发展，逐步完成各项技术智能化应用的 前期积累，最后技术成熟后可能形成智能应用的“终极形态”即人形机器人。 当下，ChatGPT 已经具备了一定广泛应用的能力，据 Statista 统计 ChatGPT 在 2023 年 1 月达到了 1 亿活跃用户，成为历史上增长最快的应用程序。但其对当下生产生活产生的影 响不及计算机诞生时对生产生活的冲击剧烈，因此人工智能实质性发生改变需要依托技术成 熟后可能形成智能应用的机器人。 人形机器人将集现代制造技术、新材料技术和信息控制技术为一体，预计将成为第四次 科技革命的最终形态。我们认为人形机器人在各项场景下的应用能力具备通用性（而非如前 期各大赛道各自有应用场景，需单独研发配置），在短时间内广泛应用生产生活可能带来潜 在增速的快速大幅提升。
机器人行业的传统分类一般包括三类，分别是工业机器人，服务业机器人和特种机器人； 此外，2021 年特斯拉首提了人形机器人的产品和概念，引发市场较大关注。根据牛津词典， 人型机器人（英语：android），又称仿生人，是一种旨在模仿人类外观和行为的机器人，尤 其特指具有和人类相似肌体的种类。我们认为人形机器人集现代制造技术、新材料技术和信 息控制技术为一体，能极大提升机器人应用场景的灵活性，最终实现让机器解放人的生产力 的终极目的，有望成为第四次科技革命的最终形态。
为什么人形机器人会成为最终形态？我们认为核心有两点原因： 一是人形机器人应用范围更广，无需改变场景适应机器，而是可以投入所有场景。目前 已有的三种机器人形态均是服务于各自特定领域，而人形机器人有望适用于所有场景。根据 权威书籍《Humanoid Robots》的归纳，人形机器人应当能“在人工作和居住的环境工作、操 作为人设计的工具和设备，与人交流”。对于人类世界而言，目前我们所有的工具、建筑、 日常用品等均是基于人类的身形来设计制作的，所以相较于改变场景来适应机器人，人形机 器人更能简易且便捷地使用所有工具。人民网关于国际电信联盟与 40 个联合国伙伴机构合 作举办的“AI 造福人类全球峰会”的报道也提出，欧美企业的理念更加重视人形机器人的开 发，因为“人形”可胜任更广的应用场景，其肢体语言、表情最符合人类认知，在人机交互 方面也更具好感度；欧美人形机器人的发展正在进入快速通道，中国在这一赛道上需要尽快 起跑。 二是人形机器人单体价值更大且能实现 to C 端应用，潜在的高利润市场空间下，驱动 各公司纷纷加速布局人形机器人领域研发。2023 年特斯拉股东大会上马斯克表示，“未来每 个人都会拥有一个人形机器人，这个市场将会超过电动车的需求，可能是百亿美元级别的。 此外，跟据 Markets and Markets 预计，人形机器人的市场容量预计在 2027 年将达到 173 亿 美金，复合增长率为 63.5%。巨大的市场需求下，近年来全球科技巨头公司也纷纷加入人形 机器人的研发生产，除了特斯拉外，比如小米、波士顿动力等企业也开始布局，推动人形机 器人大规模商业化应用。
近年来全球与中国机器人市场规模持续扩大，工业/服务/特种机器人销售额均实现蓬 勃发展，预计未来伴随人形机器人广泛运用于生产生活，将对现有的生产关系催生巨大变 革，有望实现全要素生产率的跨越式进步。 在数字化转型巨大需求的牵引下，全球机器人行业创新机构与企业围绕技术研发和场 景开发不断探索，机器人产业实现了蓬勃发展。根据官方 IFR（国际机器人联合会）的数 据，预计 2022 年全球机器人市场规模将达到 513 亿美元，2017 年至 2022 年的年均增长率达到 14%。其中工业机器人市场规模将达到 195 亿美元，服务业机器人达到 217 亿美元， 特种机器人将超过 100 亿美元。中国高度重视机器人科技和产业的发展，机器人市场潜力 持续释放，预计 2022 年中国机器人市场规模将达到 174 亿美元，五年平均增长率高于全球 实现 22%的增速。 与传统专用机器人相比，人形机器人具有更为灵活多变的操作能力，能涉足更广泛的 生产与生活领域。我们预计，在第四次工业革命后期，人形机器人将作为本次革命的最终 产物诞生，引领全要素生产率跨越式上升。一方面，未来人形机器人的规模化应用能够通 过替代人力劳动，尤其是恶劣环境下的工作，使得生产与生活过程更为高效、精确和稳 定，大幅提高生产效率；另一方面，随着人形机器人的广泛普及，人形机器人成本逐渐降 低，大量简单、重复性的工作将被机器人代替，降低企业生产成本。
3.3 第四次科技革命全要素生产率提升是先慢后快的
第四次科技革命的进程是由碎片化积累再到跨越式突破，全要素生产率的增速呈现出 先慢后快的特征。第三次工业革命的进程是互联网广泛应用生产生活使得美国全要素生产 率在 1996-1998 年间陡然提升，对美国 GDP 潜在增速增长达到接近 100%的平均贡献率；再 在后期逐步实现 iPad、手机等移动设备在人类生产生活中的普及，但革新程度不及互联网从 0 到 1 的普及阶段，最终对全要素生产率的提升较为有限。 我们预计第四次科技革命的发展节奏则更类似于第三次科技革命的“转置”，前期先由人 工智能不同赛道的碎片化进步逐渐累积，未来随着人工智能技术进一步发展和相关制作工艺 的完善升级，人形机器人满足绝大部分赛道需求并迅速推进各大赛道智能化渗透率，最后由 人形机器人在生产生活中的广泛应用，带动全要素生产率实现突破性提升。
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