国家技术路线图在推进《规划纲要》深入实施方面发挥着重要作用。《规划纲要》在战略上对我国未来科技发展进行了全面安排，并指出要在经济社会分析、技术预测和定期评估的基础上，建立纲要实施的动态调整机制。战术上，则需要利用国家技术路线图对科技发展宏观布局、纲要实施的具体步骤和细节等进行系统谋划。从国家层面上来看，就是通过科技规划引导社会资源流向科技创新。编制国家技术路线图，把“自上而下”和“自下而上”结合起来，充分体现国家意志。
“自上而下”就是以《规划纲要》的顶层设计为起点，通过技术预测调查和专家论证，凝练出“十二五”科技规划发展重点技术项目，形成科技规划主要任务的内容框架，并完成科技规划初稿的编制工作；“自下而上”就是广泛征求社会各方面意见，组织专家对规划发展重点进行增删和修改，最终完善规划文本。与规划文本配套，编制国家技术路线图，更加丰富规划内容。国家战略任务的完成，依赖于一批关键技术的突破。国家技术路线图通过翔实的调查数据，把规划文本中没有明确的发展优先序、技术路径等通过路线图方式表示出来，增强了规划的可操作性。同时，加强了规划和计划的有机衔接，使国家科技计划能够根据规划总体部署和国家技术路线图，选择出优先发展重点，并做出时序和经费等方面的安排。
2007年下半年，为适应新的发展环境，前瞻思考世界科技发展的大趋势、现代化建设和科学发展对科技创新提出的新要求，中国科学院也启动并组织开展了新一轮的战略研究。2009年，面向2050年的我国科技发展路线图由中国科学院“绘制”完成。题为《创新2050：科学技术与中国的未来》的系列报告，是在对能源、资源、水资源、生物质资源、信息、空间、海洋、纳米等18个主题研究的基础上完成的。其中，总报告《科技的革命与中国的现代化——关于我国面向2050年科技发展战略的思考》，从政治、经济、文化、社会、生态文明、对外开放6个方面，描绘了2050年中国实现现代化的宏伟图景，分析了现代化进程中我国面临的新科技革命机遇，面临的能源资源、生态环境、人口健康、天空海洋、传统与非传统安全等诸多方面的严峻挑战。报告提出，必须依靠科技创新，构建支撑我国全面建设社会主义小康社会、实现现代化的八大经济社会基础和战略体系。这份路线图已经成为国家科学技术发展规划的重要支撑文件。
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