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美国创新生态——对我国科技成果转化的启示

荟智快讯 2020-07-31 457
引言

在全球创新驱动生产的赛道上,美国似乎愈发成为一个尴尬的存在:有人说美国作为全球创新中心的优势正在“开倒车”。创新是推动经济发展的动力,从“全要素生产率”角度看,20世纪中期美国全要素生产率在经历了一轮上升后到1970年逐步放缓,继而增长率持续下滑,到现在其增速水平已退回百年之前。

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大家普遍认为美国在各个行业的科研投入稳居世界前列,然而投入产出转化是否真的见效?美国国家科学基金会数据指出,从1970年至2010年,国内科研投入(增加5倍)、博士人数(增加2倍)、学术论文发表(增加7倍)持续增加。而从产出端看,宏观经济表现却不尽人意。一部分专家试图用边际效益递减的原理来解释,即发展到一定阶段,等量投入取得突破性成就的效益递减。而从产业成果转化的角度上,我们或许可以得到更加本质的解释:生产率增速放缓的原因是科技成果走向产业化应用“卡”在了最后一公里。换句话说,美国也存在成果转换不畅的问题。


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实际上自1970年以来,美国由企业、科研机构等主体组成的创新生态面临“孤岛化”、“碎片化”的挑战,即应用端企业与前端基础研究衔接不畅,要素流动迟滞。在风险投资介入下,在部分行业领域,科技型的创业企业正在探索成为一种生产力纽带,重建企业与基础科学研究之间的联系。而若想真正实现生产力回归,或许需要探索更多途径、建立更多纽带来打破生产与科研间的“孤岛效应”,加强从基础理论到技术创新再到生产应用的协同机制建设。



“集体出走”的大型企业



上世纪七十年代之前,在美大型企业的基础科研投入与高校研究投入的规模不分上下,企业投入甚至超过高校。例如杜邦科研中心,在六十年代被认为是高分子化学领域的先驱,其在美国化学学会期刊发表的论文数高于麻省理工和加州理工两所高校论文之和。美国电话电报公司(AT&T)的贝尔实验室则是晶体管与信息论的诞生地,曾诞生14项诺贝尔奖得主和5项图灵奖。

到上世纪八十年代,在股东施压、行业竞争等多方因素推动下,美国大型企业开始削减科研投入,通过股权进入、技术收购等间接方式向高校或初创企业购买已有发明专利和技术突破。1996年,贝尔实验室脱离AT&T成立朗讯科技公司。2002年,帕洛阿尔托研究所从母公司分离成立独立的企业。IBM也调整研究方向,转向研发商业化应用型产品。2016年,杜邦中央研发实验室也正式关闭。

1985年到2015年期间,在美大型企业的科学研究型投入占企业研发(Research & Development, 简称R&D)总投入比例从30%下降至20%以下。1990年到2010年,企业的基础科学研究投入(R&D中的“R”,Research)占比增长停滞,而新产品开发投入(R&D中的“D”,Development)占比却稳步提升。

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另外,企业端的科研成果转化情况同样不容乐观。通过调查美国4608家上市企业的研发活动发现,1980年到2006年间企业公开发表的学术论文量年均下降20%,1971年有41%的500强企业曾获得诺贝尔等奖项,而该指标在2006年仅有6%。

这些数字的变化折射出美国创新生态系统的“割裂”局面:大型企业和科研机构“各行其道”,企业只侧重应用型的技术开发,而高校则专攻理论研究。在更加明确的分工机制下,意味企业和高校两大创新主体能更好发挥优势,但这未必能使双方实现“互补”与“共赢”,反而无形中为理论研究成果向产品应用转化设置更多障碍。

第一,高校理论研究与企业所谓的科学理论研究从资源禀赋上来说有区别。企业开放程度高、社会资源广,更容易从应用端获取研究所需的样本数据和实验场景,而高校并非如此。举例来说,霍姆德尔喇叭天线(贝尔实验室)、张量处理单元(TPU)(谷歌)、高通量药物筛选方法(辉瑞制药)等诞生于企业的成果,若由高校负责研发,恐怕难以实现。原因就在于需要大量客户样本测试,而高校并不具备这样的条件。

第二,企业和高校研究人员的激励机制不同,一定程度影响成果应用。高校凭成果出现的优先时序进行激励(即先到先得),而企业激励以成果的实用性为导向。或许来自高校的研究成果的确具备创新性,但只是“闭门造车”,不一定适用实际生活和市场需求。与企业文献相比,在专利申请中高校文献被引用的可能性反而低23%。

第三,信息不对称鸿沟加剧,即便高校的科研成果符合市场需求,企业并不一定能及时发现。因为随着企业基础研究支出降低,企业安排在跟踪和参与学术界研究的企业技术人员也随之减少,也就更难发现相关的研究并应用了。



打破割裂的风险投资



当上游高校科研机构和下游商业应用出现转化障碍时,风投机构和初创企业试图成为打破割裂局面的“冒险家”和“探路者”。当分子生物学、生物化学、集成电路、计算机等新兴产业仍处在初始阶段时,鲜有大型企业愿意冒险投入。而由风投支持的初创企业在这些领域实现率先突破,开发出如微处理器(Intel)、人工合成胰岛素(泰克)、麦金塔电脑(苹果公司)等的应用型产品,带来后续的技术爆发和产业革命。

风投资本对高风险、高成长产业的偏好使初创企业成为连接高校科学研究和企业创新应用之间的桥梁。一方面,风险投资者通常在其研究领域具备较高学历,同时也积累了较多的成果产业化经验。另一方面,初创企业体制较为灵活,不会因组织架构冗长而产生巨大的决策成本。

然而,风投也是短视而逐利的。目前绝大部分风投资本流向了生命科学和数字技术。普华永道数据显示,1995年到2019年间83%的资本进入了信息通信技术(ICT)和生命科学,仅有不足15%的资金为那些与推动经济进步密切相关的“小众产业”提供支持,例如能源行业。实际上,能源领域的突破依赖于材料科学和纳米科技的进步,从而有助于我们建立更高效的电网和电力发电技术。



投资遇冷的“小众产业”



为什么除了ICT和生命科学,其他“小众”产业的企业想获取资本支持如此困难?我们推测是因为其在技术和商业化方面都存在更大的不确定性。

技术的不确定性意味着成果在产业化过程中有可能遭遇严峻的技术挑战。商业化风险则意味资方要在产品的市场需求和规模化生产、市场投放成本之间进行权衡,以确保自身获利。ICT产业技术风险普遍较低,因为互联网爆发性强,技术壁垒容易克服。而生命科学产业与人类健康息息相关,市场刚需大、弱周期,故其商业化风险普遍较低。总体来说,风投资金注入是以目标为导向的“锦上添花”。只有当初创企业发展到一定规模、完成目标盈利后,才能获得后续的A轮、B轮融资。因此完成投资目标的可能性越大,投资者也越容易根据市场规模和企业发展速度判断预期收益。

一个同时面临着技术和市场风险的产业,可能会让资本望而却步,比如物理学、能源等领域。例如,热离子发电技术可以直接将热能转化为电能,而且可以对现有的机械热引擎进行跨越式的改造提升。这项技术早在1960年在卫星驱动研究中就被发现,但一直被资本冷落,直到近期才重新获得关注。原因在于热离子发电需要面对较大的技术挑战,制造发电机所需的离子用精密加工工具制作困难。同样,在能源领域也会面临较大的市场风险。因为在投入使用一项新的能源技术之前,现有的基础设施、用户行为、法律法规都需要进行相应调整。例如,风能和太阳能,主要依赖于电力存储技术。而在该领域的技术进步,比如电池的发展,还取决于下游应用市场需求对其发展的倒逼程度。基于这些不确定性,直到2000年后新能源汽车的出现,进入新能源电池的资本才开始增长。



我国科技成果转化的启示:路在何方


为弥补风投体制短板,进一步破解孤岛式困局,美国政府设立引导资金,为那些具有良好发展前景的初创企业提供金融支持,撬动民间资本投入创新。例如美国能源部发起的SBIR补助计划,就是为可再生能源领域的初创企业切实降低融资成本,提高企业的专利申请数量和盈利能力。除此之外,其他的一些资本投资到初创企业,则是为了解决初创企业的技术不确定性,给予企业定期资本注入,允许在更长的周期内进行产品模型研发。美国国防部高级研究计划局、能源研究计划署,就为这些基础研究项目提供资金支持,例如自动语音识别、自动翻译、全球定位系统等领域。另外,美国还致力于科技创业人才的培养。伯克利实验室的Cyclotron Road项目和康奈尔科技园的Runway项目都为研究人员提供“商业化早期研究成果”方面的协助。这些科学家往往在研究领域内提出了新兴想法,但受制于资金、设备等约束,而未能实现商业转化。未解决这个困境,国家实验室和孵化器的合作能为他们提供设备使用权和定期的资金支持。

走向“失落”的美国创新生态,或许对我国科技成果转化体系的构建有一定的借鉴意义。从上世纪60年代起,“科技成果转化”成为我国科技体制改革的关键词,特别是十九大以来相继修订促进科技成果转化相关法律法规。而与美式“碎片化”的分工机制不同,我国高校和企业的关系实际更为紧密:一是如财经类、外语类等行业性、专科性的高校数量较多,同时学科设置也更偏向应用;二是高校对来自企业的科研经费依赖程度更高,美国高校科研经费中企业来源占比不超过10%,而我国2017年高校科研经费企业来源占比达28.5%。但是,尽管高校与企业合作“密切”,目前我国的科技成果转化效率仍然较低,存在提升空间。礼森智库提出以下两点建议:

一是强化技术转移机构功能。与伯克利实验室Cyclotron Road项目类似,我国也通过建设大学科技园、孵化器等方式鼓励高校科研人员与企业合作,参与并促成成果转化。但是目前来看,高校、企业、科研人员等创新主体的权利边界、功能边界仍是模糊的。那么下一步就需要强化技术转移机构的职能,通过提高专业服务能力,包括科技成果披露、价值研判等等,建立起更清晰的工作流程,让研究人员专注基础理论研究,高校更好发挥平台优势,企业能在更短时间发现合适的技术成果。

二是更大程度设立引导资金。上文提及美国风投资本正在大量流向ICT和生命健康等“热门领域”,国内资本亦然,这导致了那些长期的、市场化程度不高的领域遇冷。因此需要继续发挥政府引导资金的杠杆效应,引导民间资本投向重点产业领域。建立健全资金的容错机制,允许其更长周期地服务种子期、初创期的优质企业。




原文由Ashish Arora , Sharon Belenzon , Andrea Patacconi and Jungkyu Suh 所著,发表于Harvard Business Review。