制造业是立国之本、兴国之器、强国之基,发展先进制造业是实现“中国制造2025”战略的必要路径,也是实现我国高质量发展的重要一环。过去20年我国制造业取得了巨大的成就,当前,逆全球化趋势再次抬头,我国制造业面临着内外双重压力,关键技术的缺失使我国处于不利的竞争局面。同时,新一轮产业革命蓄势待发,为我国制造业技术瓶颈实现跨越式发展提供了无限可能。关键技术突破能促进我国转换经济发展方式,协助我国从根本上摆脱产业关键技术受制于人的局面。那么,何为关键技术?关键技术具有怎样的特征?如何从国家或产业视角构建我国关键技术突破的模式和路径?本文的研究力图解答上述问题,助力我国制造业实现高质量发展。首先,本文基于既往研究的结论,重新界定了关键技术的概念、特征和分类。关键技术是在一定时期内具有关键商业价值和技术价值,位于技术链高技术环节和价值链的高附加值环节,对提高国家竞争力、产业竞争力、推动技术变革发展、提高社会经济和技术协同发展,最终实现国家安全和人民生活质量提高的一类技术群,具有基础性、瓶颈性、重要性、通用性、实用性、时效性和体系化的特征。在此基础上,本文明晰了关键技术缺失和突破的内涵,并从历史因素和现实因素解释了缺失的可能性原因。其次,本文梳理了我国近年来针对关键技术的政策方针,结合我国制造业的现实表现发现我国关键技术突破面临三个方面的问题。再次,本文从创新主体、创新环境两个维度构建了我国制造业企业关键技术突破的创新生态系统模型,并进一步阐释了系统的演化路径和动力机制,结合创新生态系统的演化过程将制造业关键技术突破路径具体为三个阶段:萌芽期、成长期和成熟期。不同阶段对应的技术目标、创新组织的主体、组织的技术创新能力和创新的动力来源不尽相同,实现关键技术突破需要依次经过三个阶段的技术能力积累和创新组织培养。在关键技术突破的过程中,以企业为核心的关键技术创新生态系统形成并逐渐成长,其技术创新能力和知识创造、流动、消化吸收能力也逐渐增强,获得关键技术知识并对其进行突破创新的可能性也越大。最后,通过对代表性企业华中数控的纵向案例研究探讨前述理论的适用性,经案例研究发现,华中数控对高性能数控系统技术的突破基本符合前文的理论。总体上,论文综合运用了理论文献研究、理论模型构建、系统分析、案例研究等手段解答了我国制造业关键技术缺失与突破的相关问题,并从“有为政府”、企业创新主体、高校科研机构和科技中介多个角度为关键技术突破提出了政策建议。