1)功能
许多关于创新机制的论著,常讨论机制中成员的互动关系。有些集中在产、学,有些集中在产、政(官),有些集中在产、学、研,有些集中在产、政(官)、学。换言之,无论是分析双边关系或三边关系,对研究院的角色较少有详细的论述。
(参考文献:
1.Richard R.Nelson.National Innovation Systems:A Comparative Analysis.Oxford University Press,1993;
2.B-A Lundvall.National Systems of Innovation:Toward a System of Innovation and International Learning.Pinter-London,1992;
3.Henry Etzkowitz.Triple Helix:University,Industry and Government in Action.Routledge,London,2008;
4.John A.Matthews and D-S Cho.Tiger Technologies:The Creation of Semiconductor Industry in East Asia.Cambridge University Press,2008;
5.John A.Douglass,C.Judson King and Irwin Fuller.Globalization’s Muse:Universities and Higher Education Systems in a Changing World.Berkeley Public Policy Press,2009;
6.Dan Breznits.Innovation and the State.Yale University Press,2010.)
我的主张是在创新机制中,产、政、学、研四者是不可或缺的。这四者各有不同的定位,它们在不同的时间和政治社会环境中扮演特定的角色,相对的重要性自会因环境因素有所变化。在创新的过程中,某一方可能成为舞台上的主角,但是其他三者,角色即使略为隐晦,彼此必须互相搭配及协调,才能达成科技研究产业化的目标。
本书把讨论的焦点放在“研”上,就是要阐述转化科学研究为工业技术的研究机构的地位及效能,希望可以略补文献的不足。在创新体系中,产、政、学、研四者的关系如图1-5及图1-6所示。我们现在可从创新过程的财务面来分析这四个成员的定位,如图1-13所示。
图1-13 创新机制:研究院之角色
从此角度检视产、学、研三者的关系,可以了解研究院在产学之间所扮演的桥梁角色。
一般来说,大学从事基础研究及应用研究,他的经费主要来自政府,包括中央及各层级地方政府,亦有部分来自学费、捐赠或产业界。事实上现时从财务的层面来看,大学已经很少是纯粹的私立或纯粹的公立,只是经费来源的比重问题。哈佛大学(Harvard University)是私立学校,但有约30%的预算,来自各级政府;密西根大学(University of Michigan)是州立大学,但亦有约30%来自政府以外。有关的资料,可由两校的网站数据分析。相似的状况,亦出现在现时台湾的大学,但经费来源的比例,可能较趋近两端。
企业从事产品或服务的设计、试制、制造、销售及售后服务。依照企业的规模及历史,在创新的过程中,许多企业住前端推展及于应用研究,甚至部分的基础研究。以科技为主的公司,更是如此。General Electric,DuPont在各自的领域中,科学技术研究均有优异的成就。AT&T Bell Laboratories的科学家,曾有五人获得物理学诺贝尔奖;IBM亦有三位科学家,得此殊荣。
大学及企业间,在若干领域中,仍然存在着若干技术鸿沟。研究院的任务,就是把这个鸿沟填补。也可以说,研究院通过工业技术为桥梁,把大学和企业连接起来。这种需要,对于中小企业来说,特别殷切。这些效能的实践,自然亦反映在研究院财务营运的多元化。
在这个架构里,学、研、产的定位是很清晰的,它们之间的连接处自有弹性,可以说按时间、地点、技术领域、产业状况而调整。但是无论如何,彼此自有各自的任务、产出、评估绩效的标准,亦需要不同的资源,方能持续。
研究院可以提供人才训练,但授予学位是大学的事;研究院可以协助量产,但常规制造、销售、服务是企业的事。研究院的能力再强,如果不尊重这个定位,企图向两端发展,便会走入它所不擅长的领域而被边缘化;或者促使两端反向整合就把它压挤以至消失了。
所以研究院位于“名”与“利”中间,如果不能坚守它的定位,最后总会影响它的独特价值及可持续性。这些都会引起国家创新机制的失调,影响了整体的创新效率。
在这个架构里,政府的定位是什么?政府应该扮演什么角色?其实政府的定位是很明显的,它是创新机制的基础。政府孕育了创新机制中的各种条件,它就是科技产业树的根(图1-3)。但它无所不在却不刻意地显形,它不像演员般可站在舞台上比手弄足,但应如以老子所说的“至大无形”,或“上上不知有之”的形态出现在背景之中。
很多人到了Silicon Valley,看不到雄伟的门框、高耸的围墙或耀眼的招牌。但是它自有宽畅的公路、葱绿的树林、蔚蓝的天空、清净的流水、优秀的大学、多元的文化、品位的商场、活跃的人气。那里的行政新速实简,商贸熙攘和睦,社会崇尚知识,族群相互尊重。这些是促进创新的要素,值得各级政府长时间的努力。
2)国家经验:美国
美国的科技发展、高等教育及创新力量,从20世纪以来,在全球中可称首屈一指。而国家以自由、平等、人权、法治、敬神、冒险为价值观,特别有助于个人创业家的成长。在最近20年中,美国每年对R&D的投入,其数额均为世界首位,在2010年时,约为美元4 015亿。全世界前50名大学中,约有一半在美国。
(参考资料:http://www.topuniversities.com/university-rankings/world-universityrankings/2011)
美国国家创新机制中成员的关系,简略地表示在图1-14中。
图1-14 美国的国家创新机制
美国的一流研究性大学,如Harvard,MIT,Stanford,Cal Tech,Princeton,Columbia,UC Berkeley,U Michigan,U Illinois,U Texas等等,其研究范畴涵盖基础研究及应用研究。一流的科技企业,如General Electric,Google,IBM,Intel,Johnson &Johnson,Microsoft,Du Pont,3M,Pfizer,United Technologies等,除从事产品及制程设计及制造销售外,均努力从事应用研究,甚至于基础研究。这些公司每年在R&D的投入,常在3%至10%之间。所以在研究型大学与大型科技企业之间,在相似领域中,并无技术鸿沟存在;大学与企业之间,交流来往,亦极频仍。
美国能源部辖下的国家研究院的研究取向,除传统性核能发电、电厂安全技术外,大部分具前瞻性或未来性,而以提供能源、材料、环境及生态的可持续性为目标。它们同时亦希望能迅速地把科研成果,扩散到民间应用,以扶植高新科技产业的发展、增强美国的经济力量。现时主要的美国国家研究机构名称、地点、设立时间及2012年度科研预算、员工人数等概况如表1-2所示。
表1-2 美国政府主导之重要工业技术研究机构
各国家研究院之经费主要来自国家预算,但亦尽量争取与企业界建立技术伙伴的关系。
鉴于世界经济的竞争态势不变,美国政府于1988年设立了国家应用科技院National Institute of Science and Technology(NIST)。NIST之前身为商业部国家标准局(National Bureau of Standards),成立于1901年,素以维持工业量测标准,从事物理科学及材料科学研究闻名。改制后以促进美国之创新及工业竞争力,增强经济安全及生活质量为目标,并鼓励与企业界合作,协助中小企业之技术与创新。目前工业界经常性在NIST访问、参与研发的人员达1 800人。
然而美国的中小企业极多,所能从事的应用研究有限,此一广大族群期待政府之技术协助,甚为殷切。故美国政府期待重大投资之国家研究院/研究中心等,能为中小企业提供更多的技术合作及技术服务。NIST的成立,原因亦在此。现时多数的国家性研究院的研究主题,均围绕能源效率的提升及可再生能源的应用,新制造技术及可持续发展等。
美国的国防高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency)、海军研究局(Office of Naval Research)、国家卫生院(National Institute of Health)、太空总署(National Aerospace and Aeronautic Administration)、科学基金会(National Science Foundation)等为资助大学研究的重要机构,本身并非执行科技研发之实体,不在本书讨论范围之内。
在1960年代后,美国企业界有两个重要的研究机构,极负盛名。一为在新泽西州之AT &T Bell Labs,以研究半导体材料及微电子组件,驰名全球。在1960年代,若干主要科学家以诺贝尔奖得主William Shockley为首,离开Bell Labs实行创业,经再次移转后,导致此后美国半导体工业的蓬勃发展。一为在加州的Xerox Palo Alto研究中心(Xerox PARC),深入钻研计算机技术有成,但Xerox未能将之充分产业化;其主事之人员前后离去,主要技术遂转入苹果计算机及微软公司,均应用于今日的计算机中。两研究机构之母公司均未能善用其研究成果获利,然而从宏观角度来看,Bell Labs及Xerox PARC均成为美国创新体系之重要研究院,不可不称之为异数。
在美国民间研究机构中,Battelle Laboratories位于Ohio州的Columbus,以提升工业制造技术及工业管理驰名,其他如Arthur D.Little,Whitehead Institute,Woods Hole Institute,均在各自领域之中,发挥研究院之功能。
3)国家经验:欧亚
经济领先的欧亚国家中,应用科技研究系统是创新体制中的重要成员,下面将介绍几个极负盛名的研究机构。
德国的佛兰豪尔研究院(Fraunhofer Society for the Advancement of Applied Research,简称FhG,下称“佛院”)创自1949年,总部在慕尼黑(Munich),以发展应用科技,鼓励企业与大学合作,促进经济创新为目的。它在德国与从事基本科学研究的普朗克研究院(Max Planck Institute)齐名。佛院的经费约30%来自联邦及州政府拨款,70%来自企业合作及政府委托。在此财务模式下,佛院逐渐成长,在1989年时已拥有37个专业研究所,职工达6 400人,年度预算为德币7亿马克。
民主德国并入联邦德国后,佛院亦接受重大的挑战,将原东德相类似的研究机构重整合并,所以现时已有60个研究院所,职工达18 000人,年预算为16.5亿欧元。
佛院之营运,与工研院(ITRI)极为相似。我在工材所所长任内,已访问了佛院在Sarrbrucken的“非破坏性检测研究所”(IZFT),并派研究员张寿彭率领一个小组,前往学习“声射检测技术”,其后此技术适用于电力公司发电厂热交换器管线及石油公司输配管线之测漏,发挥极大作用。1990年间,我和院内研究主管访问佛院,与院长Dr.Max Syrbe会谈,并签订人才交流与技术合作协议。自此以后,双方在此伙伴联盟关系基础上,紧密合作。
佛院与德国多所大学设立联合研究中心,合聘专业人员,是其一大特色。
荷兰(www.xing528.com)
荷兰的芮德兰应用科学研究院(Netherlands Organization for Applied Scientific Research,简称TNO)于1932年依法成立,以支持企业及政府的创新活动,总部位于Deft,在各重要城市设有分支单位,职工约5 400人。TNO除推动研究外,亦接受企业委托,验证产品质量,提供咨询顾问,参与科技企业投资等。近年来此等业务性质复杂,法律牵涉事件较多。
我在材料所所长任内,因开发碳纤维自行车计划与TNO有密切交流,在1990年时再度与工研院主管访问,与院长Dr.M.Gerst签订合作协议。随之工研院派遣数字电子与电讯专业方面的工程师,为TNO之访问学者,并经其安排,同时得在University of Deft攻读博士学位。其后两院亦有其他合作。
新加坡政府于1995年设立科技研究局(The Agency for Science,Technology and Research,简称ASTAR)以培育新加坡的科技研究及专业入才。ASTAR与教育部及经济发展局(Economic Development Board)有紧密的合作。
ASTAR研究范围涵盖极广,包括:基因组、生物信息、生医程序、生物医疗、生医工程、分子生物、神经科学、干细胞、临床科学、纳米技术、数据储藏、高效计算、微电子、材料科学、化学工程科学、制造工程技术等。新加坡为城市国家,人口约500万,方圆不到1 000平方公里,但对知识经济极具宏大规划,涉猎之层面极广。如能适当筛选,精拟策略,集中力量于较少数重点领域,以配合社会现实状况,则进展必将加速。
新加坡原设Singapore Institute of Standards and Industrial Research (SISIR),其性质与工研院相似,但自ASTAR成立后,其工业技术研究部分,并入ASTAR。
韩国政府于1966年成立Korea Institute of Science and Technology(KIST),以促进国家经济发展及制造工程技术之现代化。在成立十年内,成功开发了韩国的第一部掌上计算器、彩色电视机、迷你计算机等。1981年KIST与KAIS合并为KAIST(Korea Advanced Institute of Science and Technology),旋于1989年再行分出,专注于技术开发,并成为Korea Research Council of Fundamental Sciences and Technology,KRCF,之一成员。近年来于机电合一、超级计算机及应用、生物医学技术、纳米技术、太阳能、新材料等领域内,在韩国具领导地位。现有专业职工约1 800人。
2000年间亚洲经济泡沫破裂后,韩国许多大财团随之倒闭或重整,极多科技人员从大企业财团析出,无形中造就了一波重大的创业者,寻求新的生存及发展机会。政府对经济及教育的开放政策,更使韩国的创新潮流得到重大的鼓舞。以浦钢为基础的浦项科技大学,成绩斐然。三星,LG,现代等大企业,更向科技研发作出重大的投资。韩国在美国及欧洲各国,原存在大量的留学生,他们对全球化中科技企业的运作甚为熟悉,此时见国内情势丕变,纷纷回国寻找前程机缘。多种环境因素的相互激荡下,韩国在21新世纪初时,国家创新机制中产、政、学、研各成员的互动,已有重大的改进;故科技产业,已有大幅的成长。
澳大利亚在1926年成立Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization(CSIRO),以协助工业发展,促进社会进步为宗旨。现时CSIRO有职工6 600人,在全国有50个分支单位,技术领域包括:天文,地质,能源,食品,土地,用水,植物,材料科学与工程,制造程序与工程等。过去在农药、纺织、高分子、物理器材、无线通信等应用,已有特殊发明。
4)中国大陆
1949年中华人民共和国成立后,毛泽东强调以工农无产阶级当政,以共产主义理念治理国家。因此知识分子不被重视,科技活动阻力重重。“文化大革命”中,除了“两弹一星”工作幸得保存外,对教育、文化、科技事业造成灾难性的破坏。直到1976年“四人帮”瓦解,实行改革开放政策后,中国的科技发展才走上一个崭新的阶段。
邓小平在1978年提出他对科技发展的论点:第一,科技是第一生产力;第二,知识分子和科技工作者同是工人阶级,应受尊重;第三,经济体制和科技体制的改革,可以解放生产力。从此以后,科技发展是国家改革开放政策中的一个重要成分。政府对于科技发展,通过多种渠道,做了重大而持续的投资。
改革开放后全国经济快速成长,科技活动亦有重大的进展。我在1993年承哥伦比亚大学教授、诺贝尔物理奖得主李政道先生的安排,访问北京中国科学院及属下若干研究院所,深深感觉中国科学院较工业技术研究院历史悠久、规模庞大,然而在宗旨任务等方面,两院实有许多相似之处,可以相互借鉴协助。1994年,中科院院长周光召率领学部委员(院士)及科研领导等25人回访,并作学术报告。此项高层次互访,开海峡两岸科技交流风气之先河;此后两岸科技产业人员交流频繁,互访成为常态。台湾的科技企业逐步加速到大陆设立生产基地,产品营销全球。两岸以科技促成了解,互惠互利,此为明证。
1995年后,台资、港资、外资大规模地进入大陆,这些投资同时带来了产品、制造、市场和营运的技术。在全球化的时代洪流中,国际贸易迅速扩展,近十年来中国大陆乃逐渐成为世界工业产品最大的制造基地,大陆的经济实力因之获得重大的进展。
从1990—2010的20年中,中国大陆的GDP以年均10%的速度增长。到2010年时,大陆的GDP总额已达美元58 780亿,占全世界总经济力的8.68%,并超越日本,成为全球的第二大经济体。表1-3是根据瑞士洛桑国际管理学院“全球竞争力年报—2011”资料整理而得。
同表亦显示,在2010年时,台湾的GDP为美元4 302亿元,占全球的0.68%;香港的GDP为美元2 250亿元,占全球的0.36%。
中国大陆在投入科技方面的资源,每年有大幅度(~18%)的增加率,到2010年已达美元1 004亿元,居世界第三位,仅次于美国、日本;研究人员总数超过250万人,居世界首位。在研究产出方面,以研究论文计,为世界之第二位,在WIPO专利申请量,亦居世界前三名。
表1-3 经济观:2010年全球国家及地区国内生产总值(GDP) 单位:10亿美元
然而中国大陆出口的成长,主要是由于劳动力的贡献和资本的累积。目前中国的制造技术,一般的层次仍然落后,能源及物料消耗甚高,对环境污染程度甚大。在2007以后,以二氧化碳的排放来说,人均排放量以美国为首,而排放总量,中国已超过美国。
中国希望从制造“大”国,变成制造“强”国,技术的提升是一个必要的条件。显然,现时科技研发产业化的效率,与国家对科研的投入的力度相比,不甚理想。科技成果所可贡献于国家经济建设的升级者,仍有极大的空间。所以近年来政府对“自主创新”的要求,甚为迫切。
中国科研创新的现况和革新,是2008年经合组织(OECD)和中国科技部合作的“中国创新政策研究报告”的主题。此报告对中国创新体系的特征、积效与不足,及未来政策面所应努力的方向,有极详尽的论述(参考:薛澜、梁正、柳卸林、穆荣平等:《中国创新政策研究报告》,2011)。
由于政治框架、经济体制、社会组织、文化理念及历史背景的影响,中国大陆的国家创新体系,非常复杂。概略而言,现时有五大系统在平行运行中,即:
*中国科学院;
*中央政府各部委所属科研机构;
*地方政府所属科研机构;
*各高等院校;
*产业机构研发组织。
前四系统相互独立,互不相涉,但主要的经费来自政府,可以说兼具本章第1.6节所述第一模式(分离独立)及第二模式(集中整合)之若干特性;在一般状况下,存在诸多缺陷。
现行机制中最严重的缺点是每一系统,都有意从实验室推演到市场。所以科学院要从事研究,亦要营运产业。各高等院校要培育学生,亦要制造商品。政府机构制定政策,亦企图在市场一显身手。所以遍地皆工厂,个个要营商。
早期由于国家教育及科研经费的短缺,各科研机构除从事教育、基础研究、应用研究外,兼及制造销售及技术服务,自然难以避免,甚多相沿至今,理念难以改变。多种形式的国有企业、乡镇企业、中小型企业和合资企业也在进行多种类型的技术研发。20年来,各级政府建立了数以千计的技术产业开发区,或称科学园,或称高新区等,种类繁多,但实际上科技内涵亟须检讨。
这个涵盖产、政、学、研一贯作业的体制,庞大而复杂,动能极为巨大,然而无可讳言,它的运作潜存许多难题。若干瓶颈,如公有及私有财产权的分离、科研人员的任用及激励、技术的升级、企业的发展和竞争等,逐一浮显。
(参考资料:Dan Breznitz and Michael Murphree,“Run of the Red Queen:Government,Innovation,Globalization and Economic Growth in China,”Yale University Press,2011.)
现行繁复的创新机制运行的结果,除了在少数特定领域中可以保持竞争力外,长期来说,可能导致科学能力的延缓提升,生产技术的缺乏特色,市场营运的低廉竞逐,和政府功能的松懈腐败。学、研、产、政相互纠缠的结果,更可能引起资源浪费,效率低落,环境破坏等,这都是不可持续的创新。例如医学上的人类连体婴儿,时有所见,均为“生命共同体”,但极少能健康成长。
然而在20年的发展中,若干民营企业的产品研发,亦有优异的成绩。它们具备市场化导向、企业化经营、全球化竞争的理念,在科技创新上已创佳绩。目前在消费性机电、软件、通讯、网络上已能建立品牌,如阿里巴巴、百度、华为、方正、联想、中兴、海尔、腾讯等公司扬名国际,应是未来中国国家创新机制革新的重要范例。
无可置疑,中国大陆以政府的力量,促进科学、技术和教育的发展,积极鼓励高新企业的设立,并在实施中贯彻了这一政策,获得了相当可观的成果。然而要更上一层楼,冀求在科学研究、人才培育及技术创新上有更高的成就,只投入资源,不改革机制,是很难达成目标的。中国必须要能彻底检讨当前国家创新机制,把若干纠缠不清的产、政、学、研的“生命共同体”作适度的分离,赋予明确的定位,再投入资源,使能发挥各自的效能。若能如此,未来的研究院所、大学及企业才能各自成为具有国际地位的卓越组织,并对国家发挥综合的效益。
在创新机制运行模式中,“科学园”是结合产、政、学、研各方资源的典型环境,它的功能,例如加州硅谷的“斯坦福园”,伦敦剑桥的“剑桥科学园”和台湾新竹的“科学工业园区”等,对高新科技产业发挥了重要的触媒作用,因此逐渐为世界各地政府所重视。所以创设科学园,提供科技企业发展的优良环境,蔚成风气。
自1980年代起,中国大陆在科技部主导下,国家级的“高新技术产业开发区”陆续成立,到了1990年代,已有五十余所,分布全国各地。其中以北京的“中关村”,上海的“张江”两区,规模最大,发展迅速,最受瞩目。全国各地,由省、市政府所牵头成立的“高新区”、“开发区”、“科学园”、“孵化器”等,种类繁多,如雨后春笋。据非正式的统计,到了21世纪,全国可能有3 000所此等组织,但成果不一。
此等组织必须有相当的科技成分,其企业必须有充分的研究发展的活动,区内应有高等院校或研究院所为支撑,以保障高新技术及人才之源头活水,否则必将沦落为“加工区”,或等而下之,成为地产开发项目。由此之故,多种园区以优惠之条件,吸引院校研究所参与。然而若干院所,因定位不清,角色混淆,未能作详细规划,在区内以挂出招牌为满足,或美其名为“虚拟校园”等等,科学园区的效用,自不能彰显。
我在1997年到香港科技大学后,除极力呼吁香港政府增加科研及教育经费、扶助高等院校外,亦透过国际论坛、产学合作会议等方式,主张成立“香港科技园”及“应用科技研究院”,以为创新创业之触媒。并与霍英东基金会及广州市政府合作,在穗港之间虎门区域之南沙成立“南沙资讯科技园”,以培养人才,开发技术,鼓励创新为重点,使之成为新世纪中珠三角创新机制发展的典范。其后霍英东去世,工作之进行,颇受影响;香港科大之参与,亦勉强维持。所幸广州市政府继续努力,扩大投入,现时南沙已成为广东省“十二五”计划之一亮点。由此可见创新机制中“产、政、学、研”定位连结,通力合作之重要。
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