中美科技實力對比:體制視角

中美科技实力对比:体制视角

文:恆大研究院任澤平 連一席 謝嘉琪

科技是第一生產力,科技是歷史的槓桿。繼《中美科技實力對比:全球視角》、《中美科技實力對比:關鍵領域視角》,本文從體制角度,對比中美科技實力。

目錄

1 美國科技體制

2 美國的產學研:斯坦福大學和硅谷的經典案例

3 中國科技體制

4 總結和建議

正文

1 美國科技體制

美國之所以能不斷孕育偉大發明和偉大公司,科技體制發揮了重要作用。早在美國立國之初,對科技與創新的鼓勵就融入了美利堅的基因。1787年《美國憲法》規定:“通過保障作者和發明者對他們的作品和發現在一定時間內的專有權利,來促進科學和有用藝術的進步。”

1945年,時任國家科學研究與開發辦公室主任的萬尼瓦爾·布什向杜魯門總統提交了著名報告《科學——沒有止境的前沿》,系統闡述了科學的重要性和科技管理的理念,並總結出三條歷史經驗:1)基礎研究是為實現國家特定目標而進行應用研究和發展研究的基礎,最適宜開展基礎研究的是大學體制;2)政府可以通過與工業界和大學簽訂研究合同和提供資助的制度來支持科技;3)政府吸收科學家作為顧問和在政府中設置科學諮詢機構,有助於總統和政府作出更準確有效的科技決策。在布什報告的基礎上,承擔政府對基礎研究資助職責的美國國家科學基金會(NSF)得以建立,美國現代科技體制開始逐漸形成。

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經過近80年的迭代與完善,美國已經形成一套與政治體制相匹配的多元分散的科技體系。站在聯邦角度,多元分散最直接的體現在於科學政策制定的責任由行政部門和立法部門共同承擔。其中政府負責制定科技預算、推進相關政策、協調科技工作;國會負責審批科技預算、人員機構的任命與設置,監管和評估相關的聯邦部門和機構工作,並通過立法決定各項科技政策的框架。

行政層面,形成了“決策-執行-研究”三層架構,各層級主體眾多但分工明確。美國總統享有國家科技活動的最高決策權和領導權,總統行政辦公室下設白宮科學技術政策辦公室(OSTP)、國家科學技術委員會(NSTC)、總統科學技術顧問委員會(PCAST)和管理與預算辦公室(OMB)。其中OSTP主要為總統制定科技政策、分配研究經費提出分析建議,對科技政策形成與發展具有重要影響;NSTC主要負責協調各政府機構間的科學政策,並由總統親任委員會主席;PCAST是總統最高級別的科學顧問團,主要提供政策諮詢,其成員大多是政府外的頂尖科學家、工程師和學者,具有一定的獨立性;OMB主要負責管理總統向國會彙報預算的準備工作以及後續的協商,在確定科學項目的優先性方面有著最重要的影響力。

執行層面,不同於大部分國家通過一箇中央政府部門或科技部集中支持科學,多元化的科學資助體系是美國科技體制最大的特點。眾多聯邦部門和獨立機構共同承擔資助科學研究、指導科技政策的責任,其中與科技關係最密切的聯邦部門包括國防部、衛生與公共福利部、NASA、能源部、國家科學基金會和農業部六大部門。不同聯邦部門與獨立機構對應不同的使命,例如NASA主要支持空間探索、DOD研究增強國家安全、NSF則支持更廣泛的基礎研究。但在某些交叉學科與前沿科研領域的資助上,多元化的體系會帶來重複工作,某些項目可能面臨多頭管理。美國的立法者認為,不同機構出於不同的使命,看待科學問題的視角也會略有不同,這樣把資助研究作為實現更廣泛使命的一個要素,這種資助體系更有生命力,往往會產生意想不到的“溢出效應”。因此這套多元化的科學資助體系得以沿襲至今。

研究層面,聯邦研究機構、大學、企業和非盈利科研機構四類主體形成了有效的分工協作。聯邦研究機構由政府直接管理或採取合同方式管理,主要從事重要技術的應用研究與部分基礎研究,如隸屬於能源部的橡樹嶺國家實驗室,曾對負責原子彈研製的曼哈頓計劃作出了重要貢獻;大學以基礎研究為主,美國擁有世界上數量最多、水平最高的研究型大學,同時給予研究人員極大的自由度,包括鼓勵科研人員創業、促進科研成果轉化;企業側重於試驗發展,大多以工業研究實驗室為載體開發新技術與新產品,最知名的如美國貝爾實驗室,發明了晶體管並開創了信息時代;其他非盈利機構主要包括地方政府或私人研究機構,主要從事基礎研究與政策研究,對前三類主體形成補充。

立法層面,國會最重要的職能在於監督和立法。監督方面,國會有兩類重要的職能機構,一類是國會的“百科全書”,包括國會研究服務部(CRS)負責為國會提供廣泛的政策和議題分析,以及一些專門委員會如眾議院下設的科學、空間和技術委員會;另一類是國會的“偵探機構”,如審計總署(GAO),負責調查和評估現有的政府政策及計劃項目、確保經費被高效正確地使用。立法方面,美國非常注重科技成果的轉化與對創新創業的鼓勵支持,國會通過立法對從事科研工作的中小企業進行稅收優惠、界定研究成果與發明專利的歸屬權,例如1980年制定的《專利與商標法修正案》(又稱《拜赫-杜爾法案》),為聯邦所資助的研究而產生的商業化創新提供了一個統一的框架,允許大學和其他非盈利組織獲得這些發明的專利,並可以與公司合作、將他們推向市場。這個法案被普遍認為提高了美國大學與工業界之間的技術轉移水平。

2 美國的產學研:斯坦福大學和硅谷的經典案例

斯坦福大學於1891年由時任加州州長利蘭·斯坦福捐獻2000萬美元及近5萬畝的農場土地正式建立。建校之初,斯坦福默默無名,發展遠不及哈佛大學及鄰近的加州大學伯克利分校。

1951年,時任工程學院院長的特曼與校長斯特林商定,將學校的大量土地以極低的價格出租以創辦工業園區,此舉既為學校創造了一定的收入,又吸引了不少企業入駐、解決了學生的就業問題,成為斯坦福發展的轉折點。

1938年,斯坦福大學畢業生休利特和帕卡德在恩師特曼教授的支持下創立了惠普公司,被廣泛認為是硅谷起源的標誌。1955年,在特曼的邀請下,“晶體管之父”肖克利將半導體實驗室建立在了硅谷,並於1963年到斯坦福任教。自此,硅、晶體管和集成電路在硅谷紮根,硅谷步入了高速發展時期。

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20世紀50年代以來,硅谷已經孕育了惠普、英特爾、甲骨文、蘋果、雅虎、谷歌、特斯拉等高科技企業。根據《2018硅谷指數》報告,硅谷人口約300萬,2016年人均年收入達9.4萬美元,遠高於美國4.9萬美元的平均水平;2016年硅谷登記的專利數量佔美國整體的13.5%,風險投資金額佔到美國的22%,是美國乃至世界的科技創新中心。

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斯坦福大學與硅谷取得巨大成功之後,世界上有許多大學都爭相學習效仿,但成功者寥寥,根本原因在於斯坦福大學與硅谷的崛起並非簡單依靠打造產業園區、孵化器或者設立技術轉讓辦公室,而是以一流大學、一流科研人員與初創企業為核心主體,以自由開放、鼓勵創新、包容失敗的文化為基礎,構建了一套各主體緊密合作、相互促進的生態系統。

下文對政府、大學與企業三大主體各自在硅谷生態中的作用進行分析。

美國政府在斯坦福和硅谷的發展初期起到了至關重要的作用。一方面,聯邦政府是大學基礎研究的主要資助者。冷戰時期,美國政府對軍事技術方面的研究投入大大增加,斯坦福在特曼的帶領下與聯邦政府合作建立了EDL(西爾維尼亞電子國防實驗室)和 ESL(電磁系統實驗室)等實驗室,在無線電和晶體管技術方面的研究迅速發展。另一方面,聯邦政府是冷戰時期硅谷許多初創企業的主要客戶。二十世紀五十年代,晶體管仍然非常昂貴,一臺電子計算器的價格相當於一輛汽車價格的1/4。而政府出於國家安全需要大量採購晶體管、電子微波管等高科技產品,對價格也並不敏感,正是政府的支持使得這類初創企業能夠持續地進行技術升級和降低成本。第一批入駐斯坦福工業園的惠普、洛克希德馬丁,包括Watkins Johnson、英特爾等均受益於此。移民政策方面,美國政府的H1B赴美工作簽證與移民簽證機制吸引了大量國際人才流入。時至今日,2016年硅谷外國出生的人口占比達到37.8%,遠遠高於美國13.5%的平均水平。

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大學是硅谷生態系統中的核心之一。以斯坦福大學為例,大學的主要作用有三點:1)對外形成技術授權和合作機制;2)對內形成技術轉化服務體系;3)打造一流的師資,培養一流的人才。其中技術轉化機制的核心部門為技術授權辦公室(Office of Technology Licensing,OTL)。OTL主要由具有科研或技術背景的項目經理組成,負責對技術轉化的全生命週期進行管理,包括評估科研成果或發明是否可轉化為專利、是否具有商業潛力、項目估值,並在此基礎上為專利尋找合適的產業合作伙伴、協商最優條款等。技術授權的形式非常靈活,包括但不限於授權費、版稅、股權等等,同時斯坦福大學規定,技術授權產生的收益由科研人員、所在學院、所在系平均分配,即各佔1/3。根據OTL披露的數據,2016年斯坦福大學新增141個技術授權項目,全部技術授權項目的年度收入達到9500萬美元。雖然技術授權收入佔學校整體年度預算(超過40億美元)的比例不大,但斯坦福認為此舉可以增強學校與工業界的聯繫,並且可以彰顯自身的基礎科研實力,有利於爭取更多的聯邦科研經費支持。

此外,

斯坦福也鼓勵師生憑藉研究成果創業,學校可以給予市場、資金、技術等方面的支持。2004年穀歌上市後斯坦福大學作為早期投資人退出,僅這一項投資收益就達到3.4億美元。

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更關鍵的是,與傳統產學研“大學負責研究、企業負責商業化”的線性模式不同,斯坦福大學與硅谷企業之間建立了類似於“共生”的相互依存關係。研究成果的商業化僅僅是其中的一部分,企業與大學之間還建立了合作研究、委託研究、人才合作培養、企業諮詢、數據共享、設備租賃等多形式、多主體的協作機制,

例如斯坦福大學的BIO-X項目就與強生、諾華等十餘家生物製藥巨頭合作開展如訪問學者助學金、資助合作研究、贈予基金等多種形式的研究計劃。根據斯坦福披露的數據,通過工業合同辦公室(Industrial Contracts Office,ICO),學校每年與企業簽訂150項資助研究協議、450項材料轉讓協議。這些項目大大拓寬了斯坦福和企業之間的合作範圍與內涵。

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在師資隊伍建設與人才培養方面,特曼教授有一個著名的理念——“steeples of excellence”,即要讓斯坦福成為一流的大學,必須要有一流的教授。由於美國的聯邦資助採取同行評議制度,只有擁有一流的師資,才能獲得更多的聯邦資助。斯坦福共有81位校友、教授或研究人員獲得諾貝爾獎,位列世界第七;27位曾獲得圖靈獎(計算機界最高獎項),位列世界第一;現任教職中有19名諾貝爾獎獲得者。斯坦福在化學、物理和電子工程方面的學科優勢也吸引了大量理工科學生前來求學,斯坦福也已經累計為硅谷輸送了數以萬計的“新鮮血液”。

企業是硅谷生態系統中的另一核心。除了上文提及的企業與大學之間多元化的合作機制,硅谷企業與科研人員也有著非常緊密的聯繫,不少企業創始人和高管與在校科研人員本身就是師生關係、同學或校友關係。這其中最著名的就是惠普公司的例子,特曼一開始利用軍方的資源為惠普初期的發展解決了不少資金和訂單方面的困難,並一直擔任惠普的董事給予諮詢。最終惠普成為美國最大的科技公司之一,特曼也成為公認的“硅谷之父”。2001年斯坦福110年校慶之際,惠普創始人休利特的基金會曾向斯坦福大學捐贈4億美元用於基礎教育與研究,創下當時美國大學接受單筆捐助金額的最高紀錄。

除了私人關係,企業和大學的科研人員存在著廣泛的互訪、交流、合作和兼職,並且企業往往為大學科研人員帶來以解決現實問題為導向的研究靈感。這其中的一個著名例子就是谷歌和經濟學教授範裡安的故事。範裡安一開始在硅谷另一所知名大學UC Berkeley任職,他在休假期間到谷歌兼職並幫助谷歌設計了在線廣告拍賣系統AdWords

,最後在大學退休後甚至成為了全職的谷歌首席經濟學家。範裡安認為這一職位能夠讓他通過接觸大量的數據從而站在理論前沿,並有機會與大量優秀的業界人士交流,這一過程“非常有趣”,而他設計的AdWords也為谷歌帶來每年數百億美元收入。

另外由於企業的集聚,企業與企業之間經濟合作的開展難度和成本大大降低。合作主要分兩方面,站在產業鏈角度,初創企業一般提供成熟企業的上游產品、技術或服務,因此初創企業一開始只需面向企業用戶而非終端消費者,可以減少初期的營銷成本與市場風險,SaaS(軟件即服務)領域巨頭Salesforce就是一個成功案例。站在股權角度,成熟企業可以通過併購初創公司不斷擴充產品線、增強技術和專利儲備,蘋果、思科、惠普等巨頭都是活躍的收購方;對初創企業來說,既可以藉助巨頭的銷售和用戶網絡加快新產品的推廣,對股東來說併購也意味著更多元和便捷的退出渠道。

站在系統的角度,企業是硅谷生態的重要閉環,只有企業不斷髮展壯大,才能最終創造就業、產生收入、貢獻稅收,而更高的收入水平、更多的產業集聚、更好的創業氛圍進一步吸引優秀企業和一流人才流入,由此形成正向循環。

據不完全統計,斯坦福的校友們創立了惠普、谷歌、雅虎、思科、英偉達、Twitter、LinkedIn、Netflix、Instagram等硅谷巨頭。斯坦福大學的兩位教授在2011年做的一份調查結果顯示,自斯坦福大學成立以來校友共成立了近4萬家企業,年均創造營收約2.7萬億美元,如果將這些企業合起來將成為全球第10大經濟體。正是這些企業的不斷出現與成長為硅谷帶來了源源不斷的創新活力。根據《2018硅谷指數》報告的數據,近十年來硅谷和舊金山地區的人均收入水平基本維持在美國整體水平的2倍左右,大多數年份人口呈淨流入狀態;金融危機後2010年6月至2017年6月期間硅谷地區的就業機會數量增長了26.6%,遠高於同期美國整體12.3%的水平。硅谷的生命力可見一斑。

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3 中國科技體制

1978年鄧小平在全國科學大會開幕式講話中全面闡述了科學技術的重要性,鮮明提出“科學技術是生產力”,標誌著中國科技體制的重大轉折,“科學的春天”正式到來。2012年中共十八大明確提出實施創新驅動發展戰略,強調“科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐,必須擺在國家發展全局的核心位置”。在創新驅動發展戰略的指引下,2015年我國開始科技體制改革,重點解決資源碎片化和戰略目標不夠聚焦等問題。

改革主要分為兩方面。一方面是對科技計劃體制的改革。改革前,40多個政府部門管理著90多個資助項目,存在著重複、分散、封閉的特點;改革後,中央深改組領導、科技部牽頭,財政部、發改委、工信部、教育部等部門參與形成科技計劃管理部際聯席會議制度,並將資助項目合併成國家自然科學基金、國家科技重大專項等5大類科技計劃,由不同部門代表組成的部際會議來共同討論決定資助項目的優先級和資金分配。改革前,政府部門既有權分配研究資金,也負責項目管理、資金用途監督與評估;改革後,政府部門不再介入研究項目的管理工作,這部分工作將外包給專業的獨立機構,機構之間通過競爭來獲得政府部門的服務合同。

另一方面,頂層設計與立法工作進一步加強。近年來,國家陸續發佈《深化科技體制改革實施方案》、《國家創新驅動發展戰略綱要》等系列政策文件,提出了一系列戰略目標與實施方案。2015年全國人大常委會通過《中華人民共和國促進科技成果轉化法》修正案,降低了大學所有的知識產權轉讓及銷售過程中的法律風險,為促進技術轉移與轉化、鼓勵研發人員創業創新創造了制度環境。

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與美國科技體制相比,中國科技體制主要有四點不同:

1)中國科技體制下權力高度集中,政府以自上而下的方式制定政策、目標與戰略;美國科技體制權力更為分散,行政部門與立法部門均負有責任,甚至司法部門也可以通過司法解釋對科技領域造成影響。這是由中美政治體制差異決定的。

2)美國的聯邦資助體系更加多元分散,中國在科技體制改革後通過部際聯席會議制度對項目進行集中資助。

美國目前處於全球科技探索的前沿,更需要對科研項目與方向給予更多自由度,雖然可能造成重複浪費,但美國的立法者更注重研究的“溢出效應”,而且這套體系在歷史上也確實取得了許多成功的案例,如促成了互聯網、GPS的發明。中國目前仍處於加速追趕的階段,集中資源和力量對特定領域進行攻關更有效率,也更符合當下國情。

3)美國非常重視立法工作和對專利的保護,中國近年來也意識到制度環境的重要性,但相關法律制度、專利制度仍需長時間的迭代和完善。美國對科學和創新的鼓勵在立國之初就被寫入憲法,1980年的《拜杜法案》允許大學和其他非盈利組織獲得政府資助項目的發明專利,對科研成果的轉化起了非常大的作用。其中一個著名的例子就是拉里·佩奇在斯坦福大學就讀期間曾經獲得國家科學基金會數字圖書館計劃(DLI)的資助並開發了PageRank算法,最終憑藉這一算法創立了谷歌。而國內前幾年的“褚健案”,作為浙大副校長的褚健創立了國內自動化領域的領軍企業中控科技,卻因涉嫌“貪汙、挪用公款”等罪名被判處三年有期徒刑。在學習如何建立更合理、更完善的法律與專利制度方面,我國任重道遠。

4)相比中國科技體制,美國科技體制更注重預算、項目競爭和評估。行政部門設有管理與預算辦公室(OMB),項目管理方面大多采用有組織的和競爭性的同行評議程序來授予研究經費,即基於申請書的價值(merit)授予資金,由相關領域的專家評估決定,以確保質量最高、最有前景的研究得到聯邦支持。在立法部門,審計總署還會對聯邦部門的政策和項目進行評估與監督,確保資金使用的高效、正確。相比來說,中國目前在預算分配時主要依靠中央機構的集中決策,部委之間、項目之間的競爭性不足;對科研項目的評估則主要依賴科技部下屬的國家科技評估中心,主體相對單一。

4 總結和建議

總體來看,當前全球科技實力版圖中美國仍牢牢佔據榜首,中國在過去幾十年中科技實力大大增強,在研發投入、科技領域研究人員數量、論文發表數量、專利授權量、新經濟活躍程度等方面,中國已經超越日本、德國,目前處於世界第一或僅次於美國。但在科技活動的投入與產出質量上,研發強度、千人勞動人中研究人員佔比、高引用率論文、專利授權率等方面,中國離發達國家差距較大,距離科技“強”國任重道遠。

在以信息技術與航空航天技術為代表的尖端技術領域,我國也確實在某些領域取得了一定的突破,實現了從無到有,甚至在行業標準制定上也掌握了一定的話語權,例如華為海思近年來在集成電路設計領域進入全球前十,在5G標準的制定上影響力也越來越大。但是必須意識到,我國在關鍵技術領域的突破範圍仍然具有侷限性,大多還在“點”突破的範疇而沒有形成全面的攻勢,核心半導體設備、材料、製造工藝仍與國際先進水平有著巨大差距,高端通用芯片、基礎軟件、民用航空發動機等領域仍是空白。主要原因在於核心技術需要長時間的研發、嘗試與積累,需要十年如一日的科學精神與工匠精神,絕非一朝一夕、亦無捷徑可走。而我國的工業基礎仍然薄弱,在研發方面的投入相比美國遠遠不足,缺少高端人才,這些因素都對核心技術的研發積累形成了肘制。

在科技體制方面,美國已經形成了一套行政與立法部門共同承擔科技政策制定責任、聯邦部門以使命為導向進行分散的項目資助、多元化的科研主體通過競爭申請項目、產學研一體化生態的科技體系,尤其

注重培養鼓勵創業創新、科研項目轉化等方面的法律和制度環境。相比來說,中國科技體制下權力更加集中,在執行方面更有效率,但在立法、專利制度、預算分配、項目管理評估、產學研合作等方面的工作都仍有較大的改善空間。

建議:

1、加大科技體制、教育體制改革力度,進一步營造良好的政策環境與制度環境。中國目前的科技體制權力更加集中,在政策制定方面應充分諮詢科技界相關人士,形成良性互動。在經費分配和科研項目管理方面可以借鑑美國的“同行評價”模式,加強對項目的內部競爭、事前篩選和事後評估,確保經費得到高效利用。進一步加強立法工作,注重對專利的保護、對中小初創企業給予稅收優惠等政策支持。

2、建立多層次、多元化的產學研協作體系,促進科研成果轉化。集中優勢資源打造一批國際一流的大學,加強師資的引進與建設,同時豐富對科研成果的評價體系,除了科研論文的發表也應適當參考技術轉化的實際成果。學習斯坦福大學技術授權辦公室的成功模式,完善對內對外的技術轉化服務體系,並鼓勵大學與企業開展多層次的合作模式,給予大學教職人員在創業、兼職、諮詢方面更大的自主權,給學生創造更好的學習、創業和交流環境,形成良好的創新氛圍。

3、運用合理的產業政策和政府採購,加大對關鍵技術的重視和投入。美國20世紀60年代在半導體產業發展初期,政府採購集成電路的產品數量一度佔到企業全部產量的37%-44%,這對創新企業、中小企業帶來巨大的幫助。在80年代後期半導體產業面臨日本挑戰時,美國由國防科學委員會和美國半導體協會共同牽頭建立半導體制造技術科研聯合體,由聯邦政府提供聯合體一半的經費,研究成果由政府和企業共享,最終奪回半導體企業世界第一的位置。對於中國來說,應該靈活運用多種產業政策,如設立產業基金、加強政府採購等形式,對關鍵技術領域尤其是中小創新企業加大研發投入與扶持。

恆大研究院“中美科技實力對比”系列研究:

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