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顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制研究

2024-06-27 09:55

來源:中國網(wǎng)·中國發(fā)展門戶網(wǎng)

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中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 2023年12月,中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議在北京舉行,強(qiáng)調(diào)“要以科技創(chuàng)新推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,特別是以顛覆性技術(shù)和前沿技術(shù)催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新動(dòng)能,發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力”。顛覆性技術(shù)(disruptive technologies)是指對某個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域或行業(yè)產(chǎn)生顛覆性效果的技術(shù),由美國哈佛商學(xué)院教授克萊頓?克里斯坦森在1995年首次提出,隨后得到了政府、學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的廣泛關(guān)注。面對全球科技創(chuàng)新、大國格局和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的深刻變化,顛覆性技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)先發(fā)優(yōu)勢和技術(shù)突襲的先導(dǎo)力量,正逐步向國家戰(zhàn)略引領(lǐng)的高度發(fā)展,成為世界科技強(qiáng)國競爭前沿和國家戰(zhàn)略的重要組成部分。

美國最早形成了以美國國防高級研究計(jì)劃局(DARPA)為牽引,多元主體參與的顛覆性技術(shù)常態(tài)化投入和培育機(jī)制,誕生了互聯(lián)網(wǎng)、隱形飛機(jī)、全球定位系統(tǒng)(GPS)等“改變游戲規(guī)則”的顛覆性技術(shù)。受DARPA的啟發(fā),日本推出了顛覆性技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃(ImPACT),旨在通過發(fā)展顛覆性技術(shù)和顛覆性創(chuàng)新推動(dòng)國家工業(yè)和社會(huì)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)革命性變化。為應(yīng)對其他國家正在部署顛覆性技術(shù)的現(xiàn)實(shí)需要,俄羅斯成立了先期研究基金會(huì),以支持顛覆性技術(shù)的探索并推動(dòng)顛覆性技術(shù)的儲(chǔ)備。歐洲發(fā)表了《歐洲聯(lián)合顛覆性倡議》,以鼓勵(lì)進(jìn)取和突破性的觀念,以期重新獲得技術(shù)領(lǐng)先地位。中國也高度重視顛覆性技術(shù),習(xí)近平總書記在江蘇調(diào)研時(shí)強(qiáng)調(diào),“現(xiàn)在信息技術(shù)飛速發(fā)展,顛覆性技術(shù)隨時(shí)可能出現(xiàn),要走求實(shí)扎實(shí)的創(chuàng)新路子,為實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)立下功勛”。然而,如何發(fā)展和培育具有變軌性、不確定性和高風(fēng)險(xiǎn)性的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新,國家層面應(yīng)該如何投入適應(yīng)顛覆性技術(shù)特性、推動(dòng)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新,是政策制定者和學(xué)術(shù)界關(guān)注和探討的焦點(diǎn)問題。

投入是技術(shù)創(chuàng)新最重要的驅(qū)動(dòng)力。現(xiàn)代科學(xué)分化細(xì)密,全球創(chuàng)新密集活躍,技術(shù)綜合化、創(chuàng)新復(fù)雜化現(xiàn)象日益突出,任何個(gè)人、企業(yè)甚至國家都不可能壟斷性地占有全部科學(xué)技術(shù)知識(shí)和完成技術(shù)創(chuàng)新全過程。多元投入作為資源集聚、風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)的有效模式,已經(jīng)成為當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新的主要手段。但是作為一個(gè)全新的概念,顛覆性技術(shù)多元投入目前還鮮有研究涉及。面對百年未有之大變局的歷史機(jī)遇,探索顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制,提升顛覆性技術(shù)創(chuàng)新效率,是當(dāng)前中國發(fā)展顛覆性技術(shù)面臨的重大戰(zhàn)略問題之一。文章基于創(chuàng)新理論,以宏觀的創(chuàng)新視角,遵循科技創(chuàng)新基本邏輯,深入分析顛覆性技術(shù)成長過程和技術(shù)特性,從實(shí)踐出發(fā),以案例研究為支撐,解析投入實(shí)踐,總結(jié)投入模式,實(shí)現(xiàn)了從顛覆性技術(shù)創(chuàng)新機(jī)理到創(chuàng)新實(shí)踐的多元投入機(jī)制的系統(tǒng)構(gòu)建。

創(chuàng)新視角下顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制的理論認(rèn)識(shí)

創(chuàng)新視角下顛覆性技術(shù)多元投入的內(nèi)涵認(rèn)識(shí)

顛覆性技術(shù)投入的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新,在技術(shù)創(chuàng)新過程中認(rèn)識(shí)技術(shù)投入對提高投入效率、促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新具有重要的指導(dǎo)意義。技術(shù)創(chuàng)新的提出起源于熊彼特的創(chuàng)新理論,熊彼特認(rèn)為“創(chuàng)新”是新生產(chǎn)函數(shù)的建立。此后,國內(nèi)外眾多學(xué)者從不同層次和不同視角對技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)行了研究,逐漸形成了技術(shù)創(chuàng)新理論。該理論認(rèn)為技術(shù)創(chuàng)新是一個(gè)過程,從基礎(chǔ)科學(xué)研究開始,歷經(jīng)應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā),直至商業(yè)產(chǎn)品的示范和部署。顛覆性技術(shù)創(chuàng)新是技術(shù)軌道的轉(zhuǎn)換,并非現(xiàn)有技術(shù)延長線上的創(chuàng)新,其創(chuàng)新過程既符合一般技術(shù)的創(chuàng)新理論,但又有其特殊性。結(jié)合技術(shù)的成長特性,顛覆性技術(shù)創(chuàng)新過程需要經(jīng)歷原理驗(yàn)證、工程驗(yàn)證和商業(yè)驗(yàn)證3個(gè)階段(圖1);一項(xiàng)顛覆性技術(shù)從早期的原理驗(yàn)證到通過工程驗(yàn)證,再到大規(guī)模的商業(yè)驗(yàn)證等一系列的活動(dòng)通常需要不斷擴(kuò)大投入規(guī)模;以政府為主的公益性支持和以社會(huì)為主的營利性支持是技術(shù)投入的2個(gè)主要方面,投入的性質(zhì)和投入的數(shù)量隨著顛覆性技術(shù)的演進(jìn)階段而不斷地動(dòng)態(tài)調(diào)整和變化。政府的公益性支持主要集中在原理驗(yàn)證階段,社會(huì)的營利性支持主要集中在商業(yè)驗(yàn)證階段,工程驗(yàn)證階段的投入稍顯薄弱,容易出現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的“死亡谷”(圖1)。

原理驗(yàn)證階段。顛覆性技術(shù)創(chuàng)新原理驗(yàn)證階段重點(diǎn)是驗(yàn)證顛覆性技術(shù)原理是否可行,包括概念萌芽和概念驗(yàn)證2個(gè)步驟。概念萌芽是通過“科學(xué)突破”“應(yīng)用牽引”“創(chuàng)新思維”等顛覆性技術(shù)的產(chǎn)生途徑找到下一個(gè)軌道的起點(diǎn)。概念驗(yàn)證則是要驗(yàn)證顛覆性概念在技術(shù)原理上的可行性,包括主導(dǎo)技術(shù)、支撐技術(shù)、輔助技術(shù)的原理可行性。與一般技術(shù)相比,顛覆性技術(shù)原理驗(yàn)證階段更加復(fù)雜和具有挑戰(zhàn)性,通常涉及創(chuàng)新、前沿或尚未被證明的概念。

工業(yè)驗(yàn)證階段。一旦顛覆性技術(shù)的基本原理得到驗(yàn)證,接下來進(jìn)入原理轉(zhuǎn)化為可實(shí)施的工程方案的工程驗(yàn)證階段。該階段包括實(shí)驗(yàn)室內(nèi)生產(chǎn)和具備原型機(jī)生產(chǎn)能力2個(gè)步驟,重點(diǎn)是確保顛覆性技術(shù)在實(shí)際環(huán)境中的可靠性、穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。在這個(gè)過程中,顛覆性技術(shù)需要開發(fā)全新的技術(shù)架構(gòu)或解決技術(shù)工程化面臨的問題,如缺乏價(jià)值鏈相關(guān)主體、生產(chǎn)體系的配套等問題。與一般技術(shù)相比,顛覆性技術(shù)工程驗(yàn)證階段面臨更大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

商業(yè)驗(yàn)證階段。顛覆性技術(shù)在商業(yè)驗(yàn)證階段需要?jiǎng)?chuàng)造全新的市場或改變現(xiàn)有的市場規(guī)則,該階段的重點(diǎn)是驗(yàn)證市場需求、商業(yè)模式的可行性。作為一個(gè)全新的軌道,顛覆性技術(shù)在商業(yè)驗(yàn)證階段所需的商業(yè)模式、商業(yè)支撐條件、商業(yè)配套設(shè)施均不具備或不完善,面臨更多的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性。相比之下,一般技術(shù)通常更加專注于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)或解決特定問題,在商業(yè)化過程中面臨較少的不確定性。總之,顛覆性技術(shù)創(chuàng)新從原理驗(yàn)證到商業(yè)驗(yàn)證是由邊緣切入到主流的過程,最終引發(fā)重塑格局的顛覆性變革。相比之下,一般技術(shù)更多的是現(xiàn)有技術(shù)延長線上的創(chuàng)新,更側(cè)重于對現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和優(yōu)化,以提高效率、降低成本或增加功能,目標(biāo)是增量式的改進(jìn)而非徹底的變革。

根據(jù)以上創(chuàng)新過程理論,結(jié)合創(chuàng)新要素,筆者認(rèn)為多元的概念有3個(gè)方面內(nèi)容:投入主體的多元,即包括政府、高等院校、科研院所、傳統(tǒng)金融機(jī)構(gòu)、風(fēng)險(xiǎn)投資、科技孵化平臺(tái)等多個(gè)投入主體;投入要素的多元,即資金、人才、信息、數(shù)據(jù)、管理、基礎(chǔ)設(shè)施等多種創(chuàng)新要素的協(xié)同組合;投入機(jī)制的多元,顛覆性技術(shù)創(chuàng)新需歷經(jīng)多個(gè)階段,階段不同,特性和需求不同,因此需采用不同的投入機(jī)制。顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制是根據(jù)顛覆性技術(shù)階段和需求,調(diào)動(dòng)多種投入主體,協(xié)同組合多種創(chuàng)新要素,并以合適的機(jī)制和方式作用到研發(fā)團(tuán)隊(duì)、初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)、微小公司、創(chuàng)新公司等創(chuàng)新主體中,實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新過程系統(tǒng)化、資源利用節(jié)約化和創(chuàng)新成果最優(yōu)化,最終達(dá)到科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等諸多領(lǐng)域的有效互動(dòng)(圖2)。

創(chuàng)新視角下顛覆性技術(shù)的投入機(jī)理

顛覆性技術(shù)投入隨著原理驗(yàn)證、工程驗(yàn)證、商業(yè)驗(yàn)證的階段不同、技術(shù)特性不同、需求不同而不斷地變化。投入過程中需要注意的是,現(xiàn)實(shí)情況中顛覆性技術(shù)非常復(fù)雜,并不是一個(gè)從原理驗(yàn)證,到工程驗(yàn)證,再到商業(yè)驗(yàn)證的線性過程。顛覆性技術(shù)來源廣泛。作為以效果定義的技術(shù),顛覆性技術(shù)既來源于科學(xué)原理的突破,也孕育在應(yīng)用驅(qū)動(dòng)之中,更易出現(xiàn)在問題導(dǎo)向的設(shè)計(jì)之中。顛覆性技術(shù)復(fù)雜多變。顛覆性技術(shù)是一個(gè)集群概念,具有復(fù)雜的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。在組成上,顛覆性技術(shù)包含核心技術(shù)、輔助技術(shù)、支撐技術(shù),具有跨學(xué)科、多領(lǐng)域、發(fā)展不同步的特性。在發(fā)展上,顛覆性技術(shù)是非連續(xù)性的技術(shù),發(fā)展過程伴隨著大量的技術(shù)轉(zhuǎn)移、技術(shù)集成和二次創(chuàng)新,生長過程沒有路徑依賴,無法預(yù)演,更無法預(yù)判,過程充滿了突變性。因此,顛覆性技術(shù)實(shí)際上是一個(gè)在創(chuàng)新階段中各組成部分相互作用、相互交織而形成的復(fù)雜動(dòng)態(tài)演化系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)的投入需要多種創(chuàng)新要素匯聚、融合、試錯(cuò)、收斂,推動(dòng)形成原理驗(yàn)證階段以知識(shí)的流動(dòng)為核心、工程驗(yàn)證階段以技術(shù)的流動(dòng)為核心、商業(yè)驗(yàn)證階段以資本的流動(dòng)為核心的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新(圖3)。

創(chuàng)新視角下顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制的案例研究

案例研究是探究某一特定社會(huì)現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展原因和機(jī)制的一種重要方法。多案例分析能夠呈現(xiàn)出類似于試驗(yàn)研究的分析框架,有利于創(chuàng)新動(dòng)態(tài)演化過程的對比分析。本文根據(jù)顛覆性技術(shù)階段分布,調(diào)研了多種不同類型的創(chuàng)新主體,以完善顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制的構(gòu)建。

在案例的選取中,結(jié)合顛覆性技術(shù)創(chuàng)新階段,主要從技術(shù)和投入主體2個(gè)層面綜合考慮,旨在突出“顛覆性”和“多元化”2個(gè)方面。在技術(shù)層面,按照顛覆性效果顯現(xiàn)的時(shí)間維度,選取了3類研究對象:為顛覆性技術(shù)的未來發(fā)展提供持續(xù)的動(dòng)力和支撐的原創(chuàng)科學(xué)思想,如美國霍華德?休斯醫(yī)學(xué)研究所(HHMI);當(dāng)前正在對傳統(tǒng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域引發(fā)顛覆性變革的金屬增材制造技術(shù)、人工智能技術(shù)和物聯(lián)感知技術(shù)的顛覆性應(yīng)用;已對傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域產(chǎn)生顛覆性效果的新能源電動(dòng)車技術(shù)領(lǐng)域,如中國新能源電動(dòng)車案例。其中,金屬增材制造技術(shù)、人工智能技術(shù)、物聯(lián)感知技術(shù)的顛覆性應(yīng)用分別以西安鉑力特增材技術(shù)股份有限公司(以下簡稱“鉑力特”)、北京智源人工智能研究院(以下簡稱“智源研究院”)、美國谷歌公司(以下簡稱“谷歌”)和西安天和防務(wù)技術(shù)股份有限公司(以下簡稱“天和防務(wù)”)為案例開展研究。以上案例的投入過程涵蓋了政府(智源研究院)、高等院校(如“前鉑力特”)、科研院所(如HHMI)、大型企業(yè)(如谷歌、天和防務(wù))等多類主體。隨后,本文進(jìn)一步選取了北京新曦顛覆性技術(shù)創(chuàng)新基金會(huì)(以下簡稱“顛覆性技術(shù)基金會(huì)”),中科創(chuàng)星科技投資有限公司(以下簡稱“中科創(chuàng)星”)、杭州光學(xué)精密機(jī)械研究所(以下簡稱“杭光所”)3個(gè)科技孵化平臺(tái),研究相關(guān)案例在顛覆性技術(shù)領(lǐng)域有相關(guān)投入的主體,以進(jìn)一步豐富投入主體的多元化(圖4)。

在案例分析中,本文從階段特性、技術(shù)特征、投入需求和作用形式4個(gè)方面深入研究不同技術(shù)的投入機(jī)制,分析投入模式,并結(jié)合創(chuàng)新過程從橫向和縱向2個(gè)維度進(jìn)行對比,總結(jié)同一階段投入價(jià)值導(dǎo)向和投入歷程的演化,以實(shí)現(xiàn)從階段到過程的投入系統(tǒng)的構(gòu)建。案例的數(shù)據(jù)主要來源于訪談數(shù)據(jù)、觀察數(shù)據(jù)和書籍、文獻(xiàn)、雜志的二手?jǐn)?shù)據(jù),其中,內(nèi)部訪談數(shù)據(jù)和公開的二手?jǐn)?shù)據(jù)是主要數(shù)據(jù)來源。

顛覆性技術(shù)原理驗(yàn)證階段投入案例研究

原理驗(yàn)證是從科學(xué)原理的突破、拓展,到實(shí)現(xiàn)概念驗(yàn)證的階段。這一階段研究周期長、未知性強(qiáng)、探索性高,投入面臨時(shí)間長、風(fēng)險(xiǎn)大、投入產(chǎn)出比無法保證、過程無法干預(yù)等挑戰(zhàn)。在這種階段特性和投入挑戰(zhàn)下,形成了支持原創(chuàng)科學(xué)思想的“投人”模式,鏈接主體、匯聚資源的項(xiàng)目匯聚模式,培育生態(tài)的投機(jī)構(gòu)模式等多種投入模式。

支持原創(chuàng)科學(xué)思想的“投人”模式

原創(chuàng)的科學(xué)思想是技術(shù)創(chuàng)新的靈魂,也是顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的源頭。原創(chuàng)科學(xué)思想投入機(jī)制的研究是對顛覆性技術(shù)創(chuàng)新科學(xué)源頭的探索,屬于構(gòu)建顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制系統(tǒng)的重要一環(huán)。這種投入的探索不僅僅是為了滿足當(dāng)前需求,更是為了塑造未來的創(chuàng)新格局,HHMI是支持原創(chuàng)科學(xué)思想的典型代表。在HHMI持續(xù)不斷的投入下,HHMI歷任研究員中產(chǎn)生了30多位諾貝爾獎(jiǎng)得主,資助的研究在基因編輯、光學(xué)成像和生物成像等技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破,如CRISPR-Cas9技術(shù)、DNA顯微鏡技術(shù),為基因編輯技術(shù)等重大顛覆性技術(shù)的產(chǎn)生奠定了重要的基礎(chǔ)。深入研究HHMI原創(chuàng)科學(xué)思想的投入機(jī)制對顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制系統(tǒng)的構(gòu)建具有重要意義。

HHMI作為美國最大的私立非營利性醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)之一,成立的宗旨是以公益性方式資助基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域重大原始創(chuàng)新和科學(xué)難題的持久攻關(guān)。基于原創(chuàng)思想偶然性強(qiáng)、關(guān)鍵靈感在于人等特性,HHMI在投入過程中強(qiáng)調(diào)“人”在原始創(chuàng)新中的重要作用,形成了獨(dú)特的“投人”模式(表1)。HHMI首先確立了“人,而非項(xiàng)目”(people, not project)的資助理念,主要資助創(chuàng)新、敢于冒險(xiǎn)、有開拓精神的一流科學(xué)家,而不是某個(gè)具體的研究方案。圍繞這一理念,HHMI以公益性的方式投入了大量的資源、充足的時(shí)間和充分的自由度,并制定了一系列唯原創(chuàng)性的評審準(zhǔn)則及相應(yīng)的保障機(jī)制,確保研究人員能夠心無旁騖地開展高風(fēng)險(xiǎn)的、不可預(yù)估的原創(chuàng)性研究,以作出有益于人類健康發(fā)展的重要研究成果。

鏈接主體、匯聚資源的項(xiàng)目匯聚模式

顛覆性技術(shù)并不是一個(gè)單一的技術(shù),而是一個(gè)由主導(dǎo)技術(shù)、支撐技術(shù)和輔助技術(shù)組成的技術(shù)群。與主流技術(shù)相比,顛覆性技術(shù)的支撐技術(shù)和輔助技術(shù)均不成熟。這導(dǎo)致顛覆性技術(shù)發(fā)展初期難以嵌入現(xiàn)有的技術(shù)體系,且缺乏目標(biāo)場景的牽引。因此,在原理驗(yàn)證階段,顛覆性技術(shù)不僅需要長期持續(xù)的資金支持,還需要資源的匯聚和主體的鏈接,以快速的試錯(cuò)、收斂來實(shí)現(xiàn)技術(shù)的協(xié)同發(fā)展和潛在應(yīng)用場景的互動(dòng)。作為金屬制造領(lǐng)域典型的顛覆性技術(shù),鉑力特的金屬增材制造技術(shù)在發(fā)展初期形成的項(xiàng)目匯聚的投入模式便是解決上述挑戰(zhàn)的良好實(shí)踐(圖5)。

鉑力特的金屬增材制造核心技術(shù)源于西北工業(yè)大學(xué)黃衛(wèi)東教授團(tuán)隊(duì)激光熔覆式成型技術(shù)(LMD)的研究。鉑力特成立之前,LMD技術(shù)的研究主要在西北工業(yè)大學(xué)進(jìn)行,政府財(cái)政的公益性投入是該階段技術(shù)發(fā)展的資金來源,主要以科技項(xiàng)目的方式投入。但是單一的科技項(xiàng)目不足以支持長期的研究,因此技術(shù)發(fā)展過程中還受到了來自中央政府、地方政府、高等院校、科研院所和行業(yè)等多個(gè)主體多個(gè)科研項(xiàng)目的支持,呈現(xiàn)出項(xiàng)目匯聚的投入模式(圖5a)。在多個(gè)項(xiàng)目的支持下,LMD技術(shù)與相關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢單位、潛在的應(yīng)用場景(醫(yī)學(xué)、航空)建立了聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)了資源的匯聚和主體的鏈接(圖5b)。通過技術(shù)與技術(shù)、技術(shù)與場景之間的不斷試錯(cuò)、收斂,金屬增材制造相繼實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)(激光定向凝固等相關(guān)技術(shù))、支撐技術(shù)和輔助技術(shù)(原材料、工藝、設(shè)計(jì)和裝置)的突破,于2007年成功制備了一臺(tái)原型樣機(jī),完成了原理驗(yàn)證階段的技術(shù)儲(chǔ)備(圖6)。

培育生態(tài)的投機(jī)構(gòu)模式

顛覆性技術(shù)的投入機(jī)制不僅受到階段的影響,與技術(shù)特性也息息相關(guān)。北京市發(fā)展人工智能技術(shù)的投入方式就深受其技術(shù)特性的影響。作為引領(lǐng)未來的戰(zhàn)略性技術(shù),人工智能被認(rèn)為是將引發(fā)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術(shù),人工智能技術(shù)投入機(jī)制的案例分析是顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制系統(tǒng)構(gòu)建的重要部分。人工智能技術(shù)滲透性強(qiáng)、協(xié)同性高,具有極強(qiáng)的工程融合和場景應(yīng)用能力,發(fā)展過程極大地依賴生態(tài)的支持。針對以上技術(shù)特性,為進(jìn)一步促進(jìn)人工智能技術(shù)原理驗(yàn)證階段的創(chuàng)新發(fā)展,北京市政府成立了智源研究院,以機(jī)構(gòu)為載體、以技術(shù)特性和需求為導(dǎo)向,在人工智能領(lǐng)域投入了多元的創(chuàng)新要素,包括靈活的政策、充足的資金、先進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施、多元的應(yīng)用場景等(圖7)。同時(shí),基于數(shù)據(jù)在人工智能發(fā)展中的重要作用,智源研究院針對不同的應(yīng)用場景投入了大規(guī)模、高質(zhì)量、多元化的數(shù)據(jù),建立了全球最大預(yù)訓(xùn)練語料庫WuDaoCorpora、“一帶一路”多語言數(shù)據(jù)集和中阿雙語數(shù)據(jù)集在內(nèi)的開放數(shù)據(jù)集FlagData。在機(jī)構(gòu)的牽引下,以上投入要素相互鏈接、相互作用,為人工智能技術(shù)的發(fā)展打造了良好的生態(tài),在實(shí)踐中形成了培育生態(tài)的投機(jī)構(gòu)模式。在以上投入模式下,智源研究院建立了靈活的運(yùn)行機(jī)制,包括快速的決策機(jī)制、績效為主的評價(jià)機(jī)制、支持科技成果轉(zhuǎn)化的產(chǎn)權(quán)激勵(lì)機(jī)制、負(fù)面清單管理機(jī)制和開放共享的資產(chǎn)管理方式。機(jī)制的優(yōu)勢加之以上資源的匯聚使得智源研究院能夠充分調(diào)用經(jīng)費(fèi)、人才、設(shè)施等各方資源,形成了行業(yè)應(yīng)用、算法模型和軟硬平臺(tái)的協(xié)同發(fā)展的格局,并取得了一系列量質(zhì)并重的成績。

顛覆性技術(shù)工程驗(yàn)證階段投入案例研究

工程驗(yàn)證是顛覆性技術(shù)工程化的階段,也是技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化必經(jīng)的一個(gè)中間規(guī)模的生產(chǎn)試驗(yàn)和營銷試驗(yàn)過程。這一階段存在生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和市場營銷等多重風(fēng)險(xiǎn),具有極大的工程不確定性,面臨主體增多、風(fēng)險(xiǎn)增大、需要技術(shù)和市場的綜合判斷等挑戰(zhàn)。在這種階段特性和投入挑戰(zhàn)下,形成了政府引導(dǎo)、社會(huì)資本參與的“公私結(jié)合”模式、風(fēng)投機(jī)構(gòu)的“科技生態(tài)雨林模式”和社會(huì)資本為主的“信任股權(quán)”模式等多種投入模式。

政府引導(dǎo)、社會(huì)資本參與的“公私結(jié)合”投入模式

在工程驗(yàn)證階段,技術(shù)逐漸脫離科學(xué)的公益化屬性,呈現(xiàn)出技術(shù)資產(chǎn)的特性,資金投入也由公益性資金向營利性資金逐漸過渡。在過渡過程中,顛覆性技術(shù)基金會(huì)提供了一個(gè)良好的實(shí)踐案例。顛覆性技術(shù)基金會(huì)是由科學(xué)技術(shù)部和北京市政府成立的公益性基金會(huì),旨在幫助顛覆性技術(shù)跨越技術(shù)創(chuàng)新的“死亡谷”。針對技術(shù)屬性過渡的階段特點(diǎn),投入資金由政府和社會(huì)資本共同組成,呈現(xiàn)出政府資金引導(dǎo)、社會(huì)資本參與的投入模式(圖8)。在以上投入模式下,基金會(huì)設(shè)立了一套由明確的資助范圍、規(guī)范的篩選機(jī)制、靈活的動(dòng)態(tài)支持、全生命周期的投后管理和寬容失敗的評價(jià)準(zhǔn)則等組成的投入機(jī)制,以提高技術(shù)轉(zhuǎn)化的成功率。

社會(huì)資本為主的“信任股權(quán)”投入模式

顛覆性技術(shù)工程驗(yàn)證階段是中間規(guī)模的生產(chǎn)試驗(yàn)和營銷試驗(yàn)階段。資金需求量大,投入主體類型多,既需要科學(xué)家,也需要政府和企業(yè)家。然而,在技術(shù)工程轉(zhuǎn)化過程中,政府、科學(xué)家和企業(yè)家三者認(rèn)知不一,易出現(xiàn)思維沖突。政府普遍存在工業(yè)化思維,以招商引資的邏輯進(jìn)行工程轉(zhuǎn)化;科學(xué)家過于高估自己的優(yōu)勢而容易忽略短板;企業(yè)家多想掙快錢,擅于做并購、上市,不愿去啃“硬科技”的骨頭。因此,工程驗(yàn)證階段風(fēng)險(xiǎn)重重、矛盾重重。在應(yīng)對以上困難中,鉑力特的投入模式頗具代表性。在成功售出國內(nèi)第一臺(tái)大型金屬3D打印商用化設(shè)備后,2011年黃衛(wèi)東教授著手成立了“前鉑力特”,金屬增材制造進(jìn)入了工程驗(yàn)證的發(fā)展階段。面對資金需求、生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和思維矛盾,鉑力特以信任為紐帶鏈接多種投入主體。鉑力特初始成立時(shí)的資金主要由技術(shù)創(chuàng)始人黃衛(wèi)東教授及其親朋好友和所在單位提供(表2)。以上投入主體中既包含了科學(xué)家也包含了企業(yè)家,以對黃衛(wèi)東教授的充分信任鏈接到一起,隨后通過合理的股權(quán)分配保障技術(shù)的誠信交易,形成了“信任股權(quán)”的投入模式。在以上投入模式下,鉑力特完成了工程驗(yàn)證階段的生產(chǎn)試驗(yàn)和營銷試驗(yàn),開始逐漸向商業(yè)化發(fā)展。

科技生態(tài)雨林投入模式

早期的投資機(jī)構(gòu)和科技孵化平臺(tái)是顛覆性技術(shù)工程驗(yàn)證階段的重要投入主體,也是促進(jìn)人才、資金等要素與技術(shù)深度融合的重要推動(dòng)力。這類機(jī)構(gòu)的投入模式對工程驗(yàn)證階段多元投入機(jī)制的構(gòu)建極具價(jià)值。中科創(chuàng)星和杭光所是國內(nèi)“硬科技”投資、孵化的領(lǐng)先機(jī)構(gòu),專注于“硬科技”領(lǐng)域天使輪、A輪及以后的技術(shù)投資和孵化。中科創(chuàng)星和杭光所不僅在“硬科技”領(lǐng)域投入成效顯著,在量子科技、智能制造、人工智能等顛覆性技術(shù)領(lǐng)域也孵化了如本源量子計(jì)算科技(合肥)股份有限公司、圖靈量子公司、中科華芯(北京)科技有限公司、北京中科聞歌科技股份有限公司等眾多明星企業(yè),是國內(nèi)科技孵化平臺(tái)的典型代表。經(jīng)過實(shí)地調(diào)研和案例研究,總結(jié)了這類機(jī)構(gòu)“選、育、培”一體化的科技生態(tài)雨林式的投入模式,主要包括以下3個(gè)方面(圖9):以商業(yè)價(jià)值篩選投資賽道,“硬科技”投資門檻高,要有洞察技術(shù)長期趨勢的能力,需要由既懂科技又懂產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新型人才從商業(yè)價(jià)值出發(fā)選準(zhǔn)賽道,這是“硬科技”投資的關(guān)鍵。個(gè)性化培育,根據(jù)技術(shù)所處階段不同,洞悉技術(shù)發(fā)展痛點(diǎn),提供“資本+服務(wù)”多元化組合,解決技術(shù)成長過程中的關(guān)鍵難題。“授人以漁”式的創(chuàng)業(yè)培訓(xùn),科技成果轉(zhuǎn)化需要從科研思路轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)思路,創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)能夠讓科學(xué)家盡快地實(shí)現(xiàn)思路的轉(zhuǎn)化,培養(yǎng)科學(xué)家創(chuàng)新思維,讓科學(xué)家和企業(yè)家實(shí)現(xiàn)同頻共振,促進(jìn)技術(shù)的信任交易。

顛覆性技術(shù)商業(yè)驗(yàn)證階段投入案例研究

跨過工程驗(yàn)證階段的“死亡谷”,技術(shù)的不確定性降低,具備了初步的生產(chǎn)能力,甚至已經(jīng)培養(yǎng)了一小批客戶,進(jìn)入了商業(yè)驗(yàn)證階段。這一階段社會(huì)資本的投資意愿增強(qiáng),創(chuàng)新主體以企業(yè)為主,政府作用逐漸弱化,還權(quán)于市場,主要目標(biāo)是服務(wù)客戶,面臨的核心挑戰(zhàn)是市場風(fēng)險(xiǎn)。在以上階段特性和投入挑戰(zhàn)下,形成了資本社會(huì)化、研發(fā)社會(huì)化和政府引領(lǐng)等多種投入模式。

資本社會(huì)化的投入模式

隨著鉑力特的金屬增材制造技術(shù)日趨完善,技術(shù)發(fā)展進(jìn)入商業(yè)驗(yàn)證階段。在這一階段,鉑力特市場份額不斷增加,技術(shù)發(fā)展前景明朗,于2019年在科創(chuàng)板成功上市。上市之后,鉑力特的投入主體轉(zhuǎn)化成廣泛的社會(huì)資本,形成了資本社會(huì)化的投入模式。在社會(huì)資本的支持下,鉑力特圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈,建立了涵蓋設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、檢測、質(zhì)量監(jiān)控等一系列自主完善的研發(fā)生產(chǎn)體系,產(chǎn)能匹配多種行業(yè)需求,實(shí)現(xiàn)了快速的商業(yè)驗(yàn)證和商業(yè)迭代,推動(dòng)技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。

研發(fā)社會(huì)化的投入模式

作為從邊緣到主流的技術(shù),顛覆性技術(shù)從開發(fā)全新的技術(shù)架構(gòu)到匹配價(jià)值鏈主體再到形成自主完整的研發(fā)生產(chǎn)體系、面向市場進(jìn)行商業(yè)驗(yàn)證,往往需要很長的時(shí)間。很多大型企業(yè)具有充足的資本和資源,有時(shí)會(huì)根據(jù)技術(shù)特性和市場需求,利用資金或其他資源優(yōu)勢,選用研發(fā)社會(huì)化的投入模式,縮短自主研發(fā)時(shí)間,從而快速靈活地應(yīng)對市場變化。在研發(fā)社會(huì)化的投入模式中(以谷歌和天和防務(wù)為例),企業(yè)會(huì)根據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略或市場變化確定投入目標(biāo)和方向,隨后在社會(huì)上尋找優(yōu)勢技術(shù)和人才,以投資、并購、合作或購買等方式對核心技術(shù)和人才進(jìn)行整合,融入到企業(yè)的創(chuàng)新鏈或發(fā)展戰(zhàn)略中,最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新,投放市場,獲取經(jīng)濟(jì)利益(圖10)。谷歌在發(fā)展人工智能技術(shù)時(shí)就以巨量現(xiàn)金的優(yōu)勢收購了DeepMind、DNNresearch、Emu、Jetpac、Timeful等人工智能領(lǐng)域的多個(gè)初創(chuàng)企業(yè),并與麻省理工學(xué)院、牛津大學(xué)、劍橋大學(xué)、HHMI等全球頂尖高校和科研機(jī)構(gòu)開展系列合作,以逐漸完善其在人工智能領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局。天和防務(wù)在開發(fā)物聯(lián)感知技術(shù)在安全領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)就以投資、合作等方式整合西安及其他高校的優(yōu)勢技術(shù)和人才資源,以逐漸完善其在物聯(lián)感知技術(shù)領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局。以上投入模式的核心是以社會(huì)化的研發(fā)縮短創(chuàng)新周期,從而實(shí)現(xiàn)快速的技術(shù)迭代和市場驗(yàn)證,通過短期的試錯(cuò)實(shí)現(xiàn)長期的收益。

政府引領(lǐng)的投入模式

商業(yè)驗(yàn)證階段創(chuàng)新資源的配置主要由市場決定,但對國家發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義的顛覆性技術(shù),政府引領(lǐng)的投入模式往往會(huì)加速整個(gè)商業(yè)驗(yàn)證階段的推進(jìn),實(shí)現(xiàn)技術(shù)的快速商業(yè)應(yīng)用。例如,我國新能源汽車行業(yè)的繁榮發(fā)展離不開政府的引領(lǐng)和多元投入(圖11)。2009—2012年,政府確立了電動(dòng)汽車的發(fā)展戰(zhàn)略,隨后通過研發(fā)投入和直接補(bǔ)貼,在全國多個(gè)城市引入新能源汽車試點(diǎn)項(xiàng)目,優(yōu)先在公共領(lǐng)域推廣部署,加速了技術(shù)在應(yīng)用場景中的更新迭代。2013—2017年,隨著空氣質(zhì)量、能源安全與汽車產(chǎn)業(yè)振興目標(biāo)的多重驅(qū)動(dòng),電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)和市場快速發(fā)展。2018年之后,政府逐漸從比較單一的行業(yè)補(bǔ)貼階段向激勵(lì)與法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的模式轉(zhuǎn)變,進(jìn)一步釋放市場潛力。在整個(gè)投入過程中,頂層設(shè)計(jì)、戰(zhàn)略確立是核心,產(chǎn)業(yè)規(guī)劃是引領(lǐng),試點(diǎn)項(xiàng)目、激勵(lì)政策和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)等制度投入是主要驅(qū)動(dòng)力。隨著以上投入模式的進(jìn)行,我國擁有領(lǐng)先的量產(chǎn)動(dòng)力電池技術(shù)且不斷創(chuàng)新,迅速成長為全球最大的新能源汽車市場。

顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制的系統(tǒng)構(gòu)建

顛覆性技術(shù)是一個(gè)從原理驗(yàn)證,到工程驗(yàn)證,再到商業(yè)驗(yàn)證的過程。從早期原理驗(yàn)證到大規(guī)模的商業(yè)驗(yàn)證過程中,技術(shù)投入由公益性支持到營利性支持進(jìn)行不斷動(dòng)態(tài)變化,并根據(jù)階段特性、投入挑戰(zhàn)和社會(huì)條件衍生出許多不同的投入機(jī)制。因此,顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制的構(gòu)建應(yīng)以宏觀的創(chuàng)新視角,遵循科技創(chuàng)新的基本邏輯,同時(shí)要結(jié)合自身的特征和演化規(guī)律,從實(shí)踐出發(fā),實(shí)現(xiàn)從創(chuàng)新機(jī)理到創(chuàng)新實(shí)踐的顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制構(gòu)建(圖12)。

原理驗(yàn)證階段。求是、求真是該階段的價(jià)值導(dǎo)向,即要認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì),拓展人類認(rèn)知的邊緣;技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)點(diǎn)式突破,研究過程具有周期長、未知性強(qiáng)、偶然性高等特點(diǎn),投入面臨目標(biāo)無法明確、收益無法保證,過程難以干預(yù)等挑戰(zhàn)。在以上特性和挑戰(zhàn)下,原理驗(yàn)證階段形成了“投人”模式、項(xiàng)目匯聚模式和投機(jī)構(gòu)模式等多種模式并存的投入模式。其中,“投人”模式的核心是以長期穩(wěn)定的投入支持高風(fēng)險(xiǎn)原創(chuàng)科學(xué)思想的產(chǎn)出;項(xiàng)目匯聚的模式的核心是實(shí)現(xiàn)資源的匯聚和主體的鏈接,促進(jìn)技術(shù)的快速試錯(cuò)和迭代;投機(jī)構(gòu)模式的核心是依據(jù)具體技術(shù)的特性和需求,培育適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新生態(tài)。

工程驗(yàn)證階段。工程有效是該階段的價(jià)值導(dǎo)向,即要實(shí)現(xiàn)技術(shù)原理的工程化,實(shí)現(xiàn)技術(shù)原理在實(shí)踐中的應(yīng)用;技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)綜合集成的特點(diǎn),該階段存在生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和市場營銷等多重風(fēng)險(xiǎn),具有極大的工程不確定性,投入面臨主體增多、風(fēng)險(xiǎn)增大、需要技術(shù)和市場的綜合判斷等挑戰(zhàn)。在以上特性和挑戰(zhàn)下,工程驗(yàn)證階段形成了“公私結(jié)合”模式、“信任股權(quán)”模式和科技生態(tài)雨林模式等多種模式并存的投入模式。其中,“公私結(jié)合”模式的核心是政府引導(dǎo)、社會(huì)資本參與,逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)由公益性支持向營利性支持的轉(zhuǎn)化;“信任股權(quán)”模式的核心是“朋友圈”融資,以人的信任為基礎(chǔ),建立技術(shù)的信任交易體系,緩解資金需求、認(rèn)知矛盾,實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān);科技生態(tài)雨林投入模式的核心是針對工程風(fēng)險(xiǎn)和投入挑戰(zhàn),集資源、人才于一體,打造促進(jìn)科技發(fā)展的生態(tài)雨林。

商業(yè)驗(yàn)證階段。經(jīng)濟(jì)實(shí)用是該階段的價(jià)值導(dǎo)向,即要短時(shí)間內(nèi)獲得技術(shù)的商業(yè)價(jià)值,實(shí)現(xiàn)技術(shù)變現(xiàn);該階段的不確定性由技術(shù)轉(zhuǎn)向了市場,投入面臨的挑戰(zhàn)是市場風(fēng)險(xiǎn)。在以上特性和挑戰(zhàn)下,商業(yè)驗(yàn)證階段的投入呈現(xiàn)“八仙過海、各顯神通”的局面,典型的代表模式有資本社會(huì)化模式、研發(fā)社會(huì)化模式和政府引領(lǐng)模式等,以上模式的核心均是以快速的技術(shù)迭代和商業(yè)驗(yàn)證,短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)利潤。

結(jié)語與啟示

顛覆性技術(shù)來源廣泛、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、路徑多變,既屬于技術(shù)的范疇,更蘊(yùn)含著管理和變革的本質(zhì)。在創(chuàng)新機(jī)理和創(chuàng)新目標(biāo)的作用下,不同階段的顛覆性技術(shù)具有不同的技術(shù)特性、階段特性,更面臨多種不同的投入挑戰(zhàn)。本文基于顛覆性技術(shù)創(chuàng)新視角,深入創(chuàng)新過程,剖析創(chuàng)新機(jī)理,從特性和挑戰(zhàn)出發(fā),總結(jié)了原理驗(yàn)證階段支持科學(xué)原創(chuàng)思想的“投人”模式,鏈接主體、匯聚資源的項(xiàng)目匯聚模式,培育生態(tài)的投機(jī)構(gòu)模式;工程驗(yàn)證階段政府引導(dǎo)、社會(huì)資本參與的“公私結(jié)合”模式,社會(huì)資本為主的“信任股權(quán)”模式,科技生態(tài)雨林模式;商業(yè)驗(yàn)證階段的資本社會(huì)化模式,研發(fā)社會(huì)化模式和政府引領(lǐng)模式。在主體上,涵蓋了政府、科研院所、高等院校、科技孵化平臺(tái)、企業(yè)等多個(gè)投入主體;在要素上,囊括了資金、人才、政策、基礎(chǔ)設(shè)施、信息、數(shù)據(jù)等多種創(chuàng)新要素;在模式上,凝練了“投人”、投機(jī)構(gòu)、培育生態(tài)等多種模式,由此構(gòu)建了多主體、多要素、多模式的顛覆性技術(shù)多元投入機(jī)制,以更好地認(rèn)識(shí)和推動(dòng)顛覆性技術(shù)的原理驗(yàn)證、工程實(shí)現(xiàn)和商業(yè)落地,跨越技術(shù)創(chuàng)新的“死亡之谷”,提升顛覆性技術(shù)創(chuàng)新。

總之,顛覆性技術(shù)創(chuàng)新需要構(gòu)建良好的生態(tài),形成主體鏈接、要素協(xié)同、場景融合的創(chuàng)新局面。當(dāng)前,我國迫切需要加強(qiáng)政策環(huán)境供給,通過制定更加開放和包容的政策法規(guī),為顛覆性技術(shù)創(chuàng)新提供更廣闊的舞臺(tái)和更可持續(xù)的發(fā)展環(huán)境;同時(shí),積極引導(dǎo)企業(yè)加大對技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新的投資力度,培育更多的創(chuàng)新型企業(yè)和項(xiàng)目;進(jìn)一步發(fā)展壯大風(fēng)險(xiǎn)投資,為顛覆性技術(shù)創(chuàng)新提供更多的資金支持和風(fēng)險(xiǎn)保障,以共同促進(jìn)顛覆性技術(shù)的涌現(xiàn)與應(yīng)用,科技與經(jīng)濟(jì)深度融合,推動(dòng)我國科技創(chuàng)新不斷實(shí)現(xiàn)新的突破與跨越。

(作者:展咪咪、彭現(xiàn)科、曹曉陽,中國工程科技創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院;胡曉棉,北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所。《中國科學(xué)院院刊》供稿)

【責(zé)任編輯:殷曉霞】
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