基礎研究是中國產業核心技術創新的源泉

柳卸林,何郁冰

(中國科學院研究生院管理學院,北京 100190)

基礎研究是中國產業核心技術創新的源泉

柳卸林,何郁冰

(中國科學院研究生院管理學院,北京 100190)

本文提出,中國存在經濟快速發展,科技投入不斷增加但產業核心技術能力仍然不高的困境。而加強企業基礎研究是提升中國產業核心技術創新能力的關鍵。政府如何分配研發經費的投入,如何提高政府和企業在基礎研究活動的投資并優化投資結構,是我國有效實施自主創新政策所面臨的一大挑戰。本文認為,隨著產業競爭日益依賴于技術競爭,中國基礎研究投入的結構性“比例失調”對中國產業核心技術創新產生了消極影響。為了提高中國產業的核心技術創新能力,應該推進政府計劃與市場機制在資源配置上的互補,加強產業驅動型基礎研究。企業應該改變過于依賴大學研究機構提供基礎研究成果的格局,通過持續的對基礎研究的投資,以實現產業核心技術的突破。

基礎研究;核心技術;自主創新

一、引言

本文的研究始于對這樣一個現象的觀察：在過去的 10多年中,自主創新戰略促發了中國研發投入的大幅度增長。2000-2009年,中國研發經費從 895.66億元增長到 5802.1億元,研發投入占GDP比重 (研發強度)由 0.90%上升到 1.70%,研發人員全時當量從 92.21萬人年提高到 229.1萬人年。中國企業也逐步把創新投入從技術引進轉向了技術研發,2009年全國工業企業 R&D經費為3775.7億元,占全國研發投入 (5802.1億元)的比重達到 65.07%。但實際上,在這一時期,持續增長的 R&D投入并未帶來中國產業核心技術創新的顯著進步,在許多技術革命頻發的基礎性行業(如集成電路、基礎軟件、汽車發動機、液晶面板)中,核心技術仍然嚴重依賴外國,中國經濟仍舊依靠成本驅動,企業利潤率偏低,內資企業高新技術產品出口額在全國高新技術產品出口總額的比例在 2009年下降到 15%(程鵬和柳卸林,2010)[1]。改革開放 30多年來,中國產業依靠技術引進后的消化吸收再創新尤其是低成本制造,成功地扮演了全球創新追隨者的角色,奠定了“世界工廠”的地位,在某些領域造就了如海爾、華為、聯想、北大方正、格蘭仕、中集等一批具有世界級競爭力的企業。但整體而言,中國企業并沒有形成與制造能力相對稱的技術創新能力 (柳卸林,2002)[2]。這構成了中國自主創新進程中的一個悖論：研發投入的快速增長并沒有帶來產業核心技術創新能力的同步增長。

今天,在國內市場需求呈現爆炸性增長的大環境下,受短期利潤的驅使,眾多中國企業至今仍然埋頭于在國外企業已經開拓的產業技術軌道上進行大量的漸進創新。一旦國外企業在某一個產業領域實現突破性創新,進入一個新技術軌道,中國企業就會陷入“引進—落后—再引進”的困境。一個突出的例子是家電產業。盡管中國企業在國際家電產業向發展中國家的轉移中獲得了學習國際先進家電技術的機會,但由于中國企業普遍關注市場細分和價格競爭,盲目地相互貼牌,忽視了在半導體芯片、磁控管、壓縮機等方面的基礎研究,導致在新一輪家電技術發生突破性進展后,造成了嚴重的產能過剩①引自《2007中國行業年度報告系列之家電》,資料來源：中國經濟信息網 (http：//www.cei.gov.cn/)。,企業又再次進入了引進學習的階段。

中國長期地加大研究開發投入,高強度地進行技術引進,為什么沒有使中國企業走上創新的大道?其中一個重要的原因是沒有能夠正確理解基礎研究在產業核心技術能力提高中的作用。大量的核心技術背后是長的基礎研究的積累。從國外引進技術的先進和復雜程度越來越高,很多先進技術背后有大量的基礎性原理。從整體上看,中國企業創新仍然是跟著市場走,缺乏培育一個新技術產業的產業驅動型基礎研究,也很少有引領下一代技術的企業研發規劃,中國的液晶面板工業在產業技術升級換代中整體下滑就是一個典型例子。長期以來,我國科技戰略過于強調以應用為導向,無論政府或企業,傾向于投資試驗發展和應用研究。基礎研究是對國家未來的投資,如果中國不能解決長時間以來忽視對基礎研究投入,沒有轉變基礎研究的投入和使用機制,產業創新能力低的局面就難以得到徹底改變。

基礎研究與產業創新的關系并不是一個新話題,許多文獻指出了基礎研究是應用研究的先決條件和催化劑,是技術創新的根本驅動力 (Bush,1945)[3]。但是在到底由誰來投資與開展基礎研究、發展中國家的產業是否以及如何開展基礎研究等問題上,爭論頗多。如新古典經濟學家認為基礎研究的產出是一種公共物品,必須由政府來投資才能解決“市場失靈”(market failure)問題(Nelson,1959[4];Arrow,1962[5]),但也有部分學者認為靠政府計劃不能完全解決基礎研究的效率問題 (Rosenberg&Birdzell,1990[6];基萊 ,2002[7])。不少人認為,既然基礎科學知識是一種公共品,發展中國家不必自己做基礎研究,完全可以通過吸收發達國家的研究成果進行創新。然而基礎研究并不是免費的,科學知識不是一種易于擴散的信息(Pavitt,2001)[8],如果沒有相應的背景知識和技能資源,企業不可能理解和利用別國基礎研究的成果尤其是所包含的隱性知識 (Callon,1994)[9],企圖通過免費搭車來獲取發達國家的科學知識無益于中國產業實現核心技術突破。還有一種觀點認為,中國產業的自主創新關鍵在于有信心,只要中國企業有勇氣,自主創新完全可以實現 (高旭東,2006[10];路風,2006[11];葛滬飛等,2010[12])。但實際上產業核心技術創新有其客觀規律,是一個知識積累的過程,不是單單靠信心和熱情就能成功。與商業模式創新不同,核心技術的突破與創新大都基于科學原理,只有企業深入了解自然現象,掌握產業技術的核心原理,才能實現技術突破。由于中國企業長期以來忽視基礎研究,導致在越靠近基礎研究的產業技術領域 (如生物醫藥),中國企業的創新能力越薄弱。提高中國產業核心技術創新能力,關鍵在于加強基礎研究。溫家寶在 2009年 11月 3日向首都科技界發表的《讓科技引領中國可持續發展》講話中指出“基礎研究相當重要,因為原始創新源于基礎研究”,“中國要搶占未來經濟科技發展的制高點,就不能總是跟蹤模仿別人,也不能坐等技術轉移,必須依靠自己的力量拿出原創成果”①參見溫家寶.讓科技引領中國可持續發展.新華網,2009-11-23。。

本文的出發點是分析基礎研究與產業核心技術創新能力之間的關系,提出了產業核心技術突破與創新來源于持續的基礎研究的投入的核心觀點,并提出,基礎研究能力的整體性薄弱已成為中國產業自主創新的瓶頸。使中國產業核心技術創新建立在更為有效的科學知識基礎之上,是建設創新型國家中的重要環節,也是當前面臨的巨大挑戰。文章最后提出了相關的政策建議。

二、基礎研究對產業核心技術創新的影響及資源配置機制

(一)基礎研究的內涵及其分類

一般認為,基礎研究 (或根本性研究)是一種無國家邊界、由好奇心驅動和不受資助資金、應用前景等現實狀況所干擾的科學研究領域 (Calvert,2007)[13],沒有明確的、可預見的產品或工藝用途或效用,旨在探索新的科學原理,了解某種現象和試驗的潛在基礎 (Bush,1945[3];Dearborn et al.,1953[14];OECD,2010[15])。與基礎研究具有低程度的獨占性而且志在長期回報 (熊彼特效應)不同,應用研究旨在將產業共性技術知識進行特定的市場應用,專用性強且能產生短期回報 (達爾文效應 )(Calderinia&Garroneb,2001)[16]。

OECD科技政策委員會在 2003年的研究報告Governance of Public Research中將基礎研究分為由心中無特別用途的純好奇心驅使的基礎研究(純學術研究),以及商業用途激發 (盡管準確的產品或工藝用途還不得而知)的基礎研究 (應用導向的基礎研究)。我國《國家中長期科學和技術發展規劃綱要 (2006-2020)》則強調發展基礎研究要堅持服務國家目標與鼓勵自由探索相結合。根據Calvert(2007)[13]區分基礎研究、應用研究及試驗發展的三個標準 (推動研究的目的、研究人員的自主性、研究本身的認識論特征),目前中國的基礎研究主要受三種力量驅動：(1)科學家好奇心驅動(curiosity driven),這是由科學家們為了自己的研究興趣而去獲取新知識的研究,注重科學研究的自主性、探索性和超前性,主要由自然科學基金支持;(2)政府計劃驅動 (government program driven),這是國家為了從戰略發展需要,通過科技計劃的方式開展的基礎研究,這類計劃關注國家層面的宏觀需求,以滿足國家需求為己任,是一種自上而下的推動模式。(3)產業需求驅動 (industry demand driven),這是根據產業發展和市場需求進行的技術研發,服務于解決產業發展的關鍵瓶頸,主要由產業進行投資。產業需求驅動型基礎研究類似 Stokes(1997)[17]提出的巴斯德象限 (效用驅動型基礎研究),與波爾象限 (純基礎研究)和愛迪生象限 (純應用研究)不同,巴斯德象限在開始時既不是面向應用也不是以純理論為目的,即研究有一個目標導向但是以一種基礎研究的方式推進。產業驅動型基礎研究需要多方組織的互動,Leydesdorff&Etzkowitz(1996)[18]提出“大學 /研究機構 -產業 -政府”三重螺旋模型被認為是基礎研究的組織聯結機制,他們認為國家需要通過各種組織機構的交互聯結來開展基礎研究。

(二)基礎研究對產業創新的影響及路徑

基礎研究與經濟發展的關系受到創新經濟學家們的長期關注。許多文獻認為,基礎研究對經濟發展的貢獻顯著,不管是直接的還是間接的(Salter&Martin,2001)[19]。基礎研究不僅是顯性信息的源泉,而且創造了新的技術機會,對促進產業創新績效非常重要。

Mansfield(1991[20],1998[21])基于美國 7個產業調查數據的實證分析,明確了基礎研究對產業創新的貢獻。他發現,如果沒有學術研究,約有15%的新產品和 11%的新工藝無法被開發出來(在沒有潛在延誤的情況下),而沒有相應的基礎研究就不會產生的創新產品或服務占到企業銷售額的 5%,基礎研究到產業界應用的時間滯后周期已經縮短為 6年。Beise&Stahl(1999)[22]對德國企業的類似研究也發現約有 5%的新產品產值與基礎研究密切相關,基礎研究對產品創新的影響比工藝創新大,但他們的研究沒有考慮到產業差異對“基礎研究 -產業創新”關系的影響。Marsili(1999)[23]綜合考慮產業內和產業間企業的差異,認為基礎研究與產業創新的關系是復雜的,企業從公共基礎研究中獲取知識的方式也不同。隨著學術研究和產業實踐之間的關聯日益緊密,基礎研究開始從純學術研究轉向更多的應用研究和短期性項目,大學/科研機構與產業的互動也日益加強 (Mansfield, 1998)[21]。 Salter & Martin(2001)[19]認為公共研發對經濟增長的六個貢獻：增加有用的知識的存量、訓練出有技能的學生、創造新的科學規則和方法、形成網絡并推動社會互動、提高科學和技術問題的解題能力、創造新企業。現實中,基礎研究對產業發展的貢獻的路徑是復雜的,有直接和間接的路徑,也有隱性的和顯性的路徑,而且這種貢獻在不同的產業和不同的時期也是不同的 (Pavitt,2001)[8]。

盡管基礎研究最終會產生重大創新,但需要經歷從原理到實驗室技術實現再到工業化產品的漫長而又痛苦的過程。其中的核心是開發相關的知識基礎和技能,以解決用戶的實際問題。只有當使用者具備理解信息的能力時,信息才能變成有用的知識,缺乏對這些知識積累的長期投資,企業就無法應用所獲得的科學知識尤其是其中的隱性知識 (Rosenbeg,1990[24];Pavitt,1998[25])。因此,基礎研究是一國產業通向世界知識庫的“門票”,它使得一國企業有能力有效地嵌入到全球知識網絡中,吸收和利用其中的知識和技能 (Salter&Martin,2001)[19],一個在基礎科學新知識方面依賴于他人的國家,將減緩它的工業發展速度,并在國際貿易競爭中處于劣勢 (Bush,1945)[3]。因此,后發國家的產業技術政策需要考慮三個關鍵問題：自主研發、引進先進技術、國際性技術合作(Lim&Song,1996)[26]。Beesley(2003)[27]指出 ,由于科學家缺乏將學術研究商業化的創業技能,好奇心驅動型基礎研究的商業化意識很低,本身不能保證企業獲取所需的技術。創新沿著基礎研究、應用研究到產品開發的“線性模式”(Bush,1945)[3]不足以描述創新的真實過程,因此加強研究者與產業的協作關系非常重要 (比如通過建立聯合研發中心來消除大學和產業的文化鴻溝)。

(三)基礎研究的資源配置：政府計劃與市場機制的力量互補

通過政府支持公共研發以促進重大科技創新進而獲得經濟效益的思路,可追溯到 Bush(1945)[3]在《科學：無止境的前沿》中對政府投資基礎研究的合理性的論證,以及 Nelson(1959)[4]和Arrow(1962)[5]有關基礎研究產出具有公共物品性質的觀點。Bush提出的“科技推動創新”線性模型 (基礎研究—應用研究—技術創新)被認為是美國聯邦政府支持基礎研究的理論根據,并促發了美國科學基金會 (NSF)于 1950年成立,開創了政府計劃驅動型基礎研究的先河。Nelson和Arrow從基礎研究所具有的公共品屬性或知識溢出效應出發,認為自由市場體制不能使研發投入的資源配置最優化,市場失靈使企業不可能全力投資于基礎研究。由于基礎研究的產出是一種具有公共品屬性的信息 (Arrow,1962)[5],企業不管是通過技術秘密或知識產權都無法從自身的基礎研究中獲得全部的收益 (Nelson,1959)[4]。由于研發活動的風險性極高,企業大多不愿意投入基礎研究,因此理應由政府投入進行公共研發 (Beise&Stahl,1999)[22]。在這些學者的影響下,區別基礎科學和應用科學成為了美國和大多數工業化國家公共研發的一個范式。人們普遍認為企業沒有投資于基礎研究的動力,大企業在規避風險和追逐短期利潤的觀念下,不可能把巨額經費投入到結果高度不確定的研發活動,而且受制于資本市場的信息不對稱性,企業也很難對研發計劃進行投融資,角逐于利基市場的小企業通常也無力構建大型研發實驗室 (Joglekar&Hamburg,1983)[28]。當然,也不乏贊同市場機制有利于企業基礎研究的觀點。Rosenberg&Birdzell(1990)[6]在研究“西方奇跡”時就提倡,自由市場經濟有利于產業創新對科學知識的吸收和利用。英國學者基萊 (2002)[7]認為企業的基礎研究與利潤是正相關的,政府資助的學術研究由于遠離工業,將產生低效,并對私人或企業投資科學產生替代作用,因此政府對科學研究資助的效果是負面的,科學的繁榮主要靠市場。“基萊”模式似乎具有一定的合理性,比如美國政府對企業創新活動就是奉行間接干預方式,很少直接給企業提供資助或貸款。

從世界各發達國家來看,政府大多都是基礎研究資助的主體。發達國家 (如美國、日本、法國)和新興的發展中國家 (如韓國)一直將高達 12%-30%的研究開發經費投入于基礎研究。這些研究為產業界的創新打下了堅實的基礎。如美國的 IT和生物產業的興起,主要得益于政府對相關領域基礎研究的支持。在追趕階段的日本和我國的臺灣地區,盡管基礎研究的投入相比較而言也較低,但在總的研究開發投入中,基礎研究的比例在持續上升。且在一些優勢產業領域,如化工領域,它們的基礎研究投入較高。

在美國,上個世紀 50年代至 80年代,是美國基礎研究的黃金時期。企業的研究開發有很大一部分投入到基礎研究中,使得美國產業的基礎研究領先于世界,造就了美國產業創新能力稱霸世界。而相反,進入開放創新時代,美國產業的統治力在下降。

由于我國一直缺乏持續、穩定的企業基礎研究支持機制,如何看待政府計劃與市場機制在促進中國產業基礎研究中的作用,是一個有意義的話題。實際上,由于產業基礎研究具有面向市場需求的特質,因此單純依靠政府計劃或市場機制進行基礎研究的資源配置都是不夠的,二者應該是一種互補的關系。在一些科學原理復雜度高、超前性強的基礎研究領域,要企業全力投入是不現實和低效率的,這時要發揮政府的作用,而在一些與產業技術演化密切相關的基礎性研究,可以通過市場機制促使企業投入基礎研究,使企業能在技術演化曲線發生突變時快速實現技術突破。

而在我國,由于認為企業的基礎研究能力低下,導致與產業相關的核心技術供給需要政府來投入解決,而政府主導的重大科技計劃往往又缺乏產業需求互動的機制,并不能有效支撐產業的自主創新。這也是研究開發經費不斷增長,但產業創新能力增長緩慢的重要原因之一。實際上,面向市場的創新本來不需要政府的過多投入。目前我國形成的以政府投入為主的研發模式主要是因為企業開發能力特別薄弱,造成政府與企業角色倒置,政府為企業的發展著急,不斷為企業的發展增加科技投入。在有些時候,政府非常希望企業能夠參與重大項目研發,利用政府投入強化企業自身的研發實力。但由于企業缺少研發基礎,本來應該投到企業的錢流向了高校和科研院所,其結果是企業無奈、政府苦惱。OECD在關于中國創新政策的研究報告中指出,中國需要更多的自下而上的決策制定,賦予私營部門更重要的作用,以及機構之間更多的協調來推動創新 (OECD,2008)[29]。

(四)忽視產業基礎研究,過于強調開放創新,影響了美國的產業競爭力

基礎研究是對未來的投資,是幫助中國產業獲得更多的突破性創新的根基。歷史上,基礎研究對某一企業或產業的全要素生產率 (TFP)都產生了顯著的積極影響,而且這種影響要超過應用研究帶來的效應 (Mansfield,1980)[30]。盡管從短期上看,應用研究和試驗發展能為企業帶來較高的市場份額和產品利潤,但這種競爭優勢是不可持續的,因為這種績效的提高是以犧牲企業從事根本性研究和創造基礎知識的資源投入為代價的,甚至對整個產業也是有害的 (Calderinia&Garroneb,2001)[16]。在全球化環境下,市場競爭日趨激烈,企業變得越來越浮躁,注重短期市場份額而不是長期優勢成為一種趨勢,即使是長期重視基礎研究的美國企業也是如此。

20世紀后 10年,美國的科學研究出現了重大轉向,過度開放的創新模式導致企業太注重對外部技術源的監視、識別和獲取,基礎研究在美國大型企業研究實驗室里的地位有所下降,包括朗訊、IBM、施樂、AT&T、埃克森 (Exxon)、杜邦等以前對基礎研究樂此不疲的科技型公司,也開始將研究使命重新聚焦于短期應用的有利可圖的研究上,許多企業明顯地將發展重心從“藍色天空”(基礎研究)降到了“地球”(實驗發展)①Blue Sky Research ComesDown to Earth.BusinessWeek,July 3,1995。,美國產業的基礎研究和開發研究投入一度低于 20%。比如,貝爾實驗室停止了在物理學上的大部分長期性研究,將注意力放在滿足用戶的當前需求上,惠普、IBM等公司曾經要求研究人員專注于可能產生財務收入的務實性構想和計劃。然而,日本產業在這一時期卻普遍表現出對長期性科研項目的重視(將近 50%的研發經費投在基礎研究和開發研究)(Payson&Jankowski,2000)[31]。柯達在磁盤膠片相機上的失敗,部分是因為公司將過多的精力放在了漸進性技術創新上,而競爭對手索尼則通過長達 15年的基礎研究成功地開發出無膠片相機(filmless camera),一舉成為了行業新領袖 (W illiams et al.,1983)[32]。盡管眾多新興的科技企業通過高強度的基礎研究彌補了這一缺陷,但企業基礎研究弱化對美國創新能力的負面影響仍然讓學者們感到擔憂 (Rosenbloom&Spender,1996[33];Hicks et al.,2001[34])。2009年 6月 15日的《商業周刊》以“美國缺乏創新”作為當期封面,認為美國在過去 10年中創新顯得不足,大多數前期突破性科技進步的商業化進程遠低于人們預料,如基因治療方法未在美國獲得使用許可,遠郊社區人們仍無法使用 10年前就開發成功的衛星互聯網,替代能源的經濟性無任何實質進展,生物科技業雖仍在增長,但與前期投入的巨額資金的努力相比,醫療健康改善結果令人沮喪等②http：//finance.sina.com.cn/money/20090609/10176323577.shtml。。為扭轉創新乏力的困境,美國在 2006年提出的《競爭力計劃》中鼓勵所有經濟領域的創新,提出要在基礎研究方面領先世界的戰略目標,計劃對基礎研究進行加倍的投資。

三、中國基礎研究投入的兩個結構性“比例失調”

研發活動 (R&D)包括基礎研究、應用研究和試驗發展。自上個世紀 90年代初,我國開始實施“穩定地加強基礎研究”的發展戰略。近 10年來,得益于國家自然科學基金、973計劃、863計劃、知識創新工程等科技計劃對基礎科學和高技術的支持,中國研發投入總量和比例穩定增長,基礎研究經費逐年增加 (見表1)。但在中國研發投入的三大模塊中,大量的經費投在應用研究和試驗發展,基礎研究比例一直沒有突破 6%,而且起伏較大。總體來看,中國基礎研究投入呈現兩個明顯的結構性“比例失調”：

(1)基礎研究、應用研究、試驗發展的比例失調。我國研發經費投入絕對值的增長速度較快,但相對比例的增長速度緩慢,結構也不合理,主要是基礎研究活動經費比例過低 (見圖1)。2009年,中國基礎研究、應用研究、試驗發展的投入比例為 1∶2.7∶17.6,2008年美國的這一比例為1∶1.3∶3.5,法國為 1∶1.6∶1.6,意大利為 1∶1.6∶0.9,日本為 1∶1.7∶5.4,韓國為 1∶1.3∶4.3,俄羅斯為 1∶0.9∶3.7(見圖2)。盡管 2007年 OECD發布的一份研究報告稱,中國研發投入總量已超過日本成為全球第二,但中國的大部分科研資金都用于產品開發,以及根據快速增長的中國市場進行產品調整,并非基礎性的科研工作。近年來,跨國公司從其全球戰略出發,紛紛在華設立獨資研發機構,不斷提高從事基礎研究活動的規模和強度 (溫珂和李樂旋,2007)[35],這對我國企業形成巨大壓力。

(2)企業基礎研究在企業研發投入中的比例和在國家基礎研究中的比例失調。盡管我國企業正逐步成為研究與開發的主體 (企業 R&D支出占全國 R%D支出總額的比重由 2000年的 59.96%上升到 2008年的 73.26%),但企業的基礎研究不僅投入總量偏低,投入結構也不合理,企業投入的研發資金主要用于現有產品和技術的完善,直接和間接投入基礎研究的比例偏低。2009年,我國的基礎研究資源有 94.75%集中在高校和研究機構,企業基礎研究經費只占全國基礎研究經費的5.25%。而在 1991-1998年,美國企業界對基礎研究的投入占全國基礎研究總投入的平均比例就達到了驚人的 25%左右 (Payson,1998)[36]。

圖1 2000年 -2009年中國 R&D的投入結構

表1 2000年 -2009年中國 R&D投入變化

圖2 部分國家 R&D經費支出的結構比較

為了提高企業的競爭力,中國政府非常注重自主創新,一直強調通過國家科技計劃來推動科技進步,但這種方式是否真正推動了產業技術創新?盡管這一方式有一定的作用,但產業核心技術供給不足的局面并沒有有所轉變。因此,是加強政府對科技的干預和投入,還是更應該發揮企業自主的創新積極性,或是更加重視對國外技術的購買和 FD I,目前仍存在很大爭議。盡管目前中國企業的研發投入占總研發投入的比例達到 70%以上,已接近發達國家水平,說明以我國企業作為研發主體的地位在不斷加強。但總體而言,中國企業的研發能力還比較低,研發投入主要用于當期的產品開發,中長期投入很少,往往市場上流行什么企業就生產什么,產品創新缺乏技術積累。據統計,2009年全國開展 R&D活動的工業企業36387個,僅占規模以上工業企業的 8.5%,這表明只有不到十分之一的大中型企業在從事研發活動,而且約 2/3的大中型企業沒有科技機構。盡管國家通過自主創新政策促進了企業技術創新,但企業對研發的重視程度仍然不高,2009年工業企業研發活動經費占主營業務收入的比重僅為0.71%,新產品銷售收入占主營業務收入的比重只有 12.1%①數據來源：《第二次全國 R&D資源清查數據公報》。,科技對企業發展的支撐作用仍然較弱。目前中國企業研發經費主要用于完善現有產品和技術,僅 1/3用于創新范疇的新產品開發和基礎研究,企業研發經費的 33%用于改進工藝從而提高效率和降低成本,31%用于以完善現有技術和拓展產品用途為目的的開發研究,24%用于完全新產品/新工藝開發 (估計 3年內能實現商業化),用于基礎研究 (至少 3年內不實現商業化)的不到 9%②數據來源：國家統計局于 2006年 10月 22日發布的企業創新專項調查結果。。

目前,我國大學和研究機構仍然是基礎研究的主要承擔者,政府的研發支持也主要針對研究所和大學,而且研究所和大學的科研工作大部分都是在沒有企業參加的情況下獨立開展的,企業參與國家基礎研究項目較少,基礎研究領域的產學研合作較弱。如從國家自然科學基金面上項目資助單位的分布和承擔國家“973計劃”項目負責人的單位性質來看,企業參與國家基礎研究項目太少,而且主要是少數幾家國有企業唱主角③2004-2010年的國家“973計劃”中累積有 20個項目有企業參與,幾乎全為國有企業,其中中國石油天然氣集團公司 7項,中國石油化工集團公司 5項,國家電力公司、中國核工業集團公司、大慶油田有限責任公司、中國航空工業第一集團公司、中國商用飛機有限責任公司各 1項。。2003年,政府投入研發經費共 461億元,其中分配給研究機構和高校的研發經費分別為 320億元和88億元,兩者占全部政府研發經費支出的 88.5%,而企業僅獲得 48億元的政府研發經費支持,占10.4%。隨著跨國公司加快了在華研發的布局,出現了越來越多的外資研發機構,研發戰略也逐漸由產品的本土化研發向基礎和應用研究轉變,高校、科研機構與跨國公司在基礎研究領域的合作進一步加強,在一定程度上對本土企業形成了擠出效應 (溫珂和李樂旋,2007)[35]。

基礎研究的不足導致了中國產業自主創新能力的薄弱。在高技術領域,中國自主的核心技術一直缺乏。據統計,中國高技術領域中絕大多數發明專利來自外國企業和外資企業,信息技術領域的 90%、計算機領域的 70%、醫藥領域占60.5%、生物領域的 87.3%、通信領域的 92.2%的發明專利全為外國企業所有。2005年,我國高技術產業增加值占制造業比重為 8%,遠低于發達國家的 40%,高技術產品出口中有 90%來自“三資”企業,幾乎全部的光纖制造裝備、集成電路制造裝備的 85%,石油化工制造裝備的 80%、數控機床的70%、醫療裝備的 95%依賴進口。多年來,中國汽車摩托車、農用機械、電池、電視、手機、整機及芯片、化工材料、醫藥、食品、文具等行業紛紛遭遇涉外知識產權糾紛。例如,由于中國在 DVD方面缺乏核心專利技術,國外廠商已從中國企業出口全球的DVD播放機中收取了總數高達 30億元的專利費用,數字電視中使用的音頻、視頻解碼技術也正面臨類似情況。

由上述分析引申出兩個問題：第一,中國企業基礎研究強度偏低是中國產業技術追趕過程中不可避免的現象嗎?第二,中國產業自主創新需要堅持什么方向的基礎研究?如何權衡好奇心驅動型、產業驅動型和政府驅動型基礎研究?如何權衡政府計劃和市場機制在基礎研究資源配置的作用?

對于第一個問題,我們持否定答案。實際上,日本、韓國等在技術追趕過程中就非常重視基礎研究,基礎研究強度從未低過 10%。日本研發強度在 50年代中期達到 1%的時候,其基礎研究強度就已經達到 20%,甚至在 1965年達到 30.3%,1985年下降到 12.9%,之后開始提升,最高曾達到35%。韓國在 1983年研發強度為 1%的時候,其基礎研究強度為 18%,其后雖然下降,但是最低的1995年也達到 12.5%。而同樣處于轉型時期的我國,卻長期保持著低于 6%的基礎研究比例,這主要因為中國在技術追趕過程中過分強調市場導向,使企業和政府往往更關注試驗發展,甚至認為可以采取先試驗發展、后基礎研究的原則。但是,這個原則被事實證明是非常錯誤和危險的,基礎研究偏低并不是經濟高速發展期的特定產物,不論是技術追趕還是技術跨越,基礎研究都具有舉足輕重的地位。

對于第二個問題,我們認為中國自主創新需要更多地關注和加強產業驅動型基礎研究。企業的市場性質決定了只有產業需求驅動型基礎研究才是企業的方向 (巴斯德象限而非波爾象限),政府計劃型基礎研究和好奇心驅動型基礎研究由于偏離了產業需求方向,企業無法從中獲取更大的收益。歷史上,發達國家通過產業驅動型基礎研究保持了持續的產業領導力。盡管目前美國產業已經改變了依靠大公司構建大型研發實驗室的創新模式,但是美國產業的基礎研究強度仍然保持在一個理想的范圍。完成了經濟追趕的日本企業也在近十幾年中加大了對產業驅動型基礎科學的投資,幫助日本實現了科學競爭力和產業競爭力的雙贏(一個明顯的例證是日本科學家在近幾年中多次獲得諾貝爾科學獎)。在全球化的科技、產業競爭環境下,中國產業通過廉價的土地和低成本優勢謀取市場地位的傳統模式已經陷入困境,這不僅是因為中國原材料、土地、勞動力成本的快速上漲,更因為諸如柬埔寨、越南等低成本優勢更明顯的地區已經更具制造吸引力,如果沒有強大的產業驅動型基礎研究作后盾,中國產業自主創新尤其是突破性創新是難以成功的。

四、基礎研究是中國產業核心技術創新的關鍵

產業驅動型基礎研究緊密聯系著企業的創新過程。企業在產品創新中遇到的問題往往需要通過基礎研究來解決,如抗生素、晶體管、原子能等重大創新都直接源于基礎科學知識的突破。近 10多年來中國強調了高技術領域,創造了許多新的科技成就,但總的來說,對產業影響有限。例如,2004年中國的南車和北車公司都從國外引進 200公里 -300公里的高速列車技術,而且除了少數金屬部件需要進口外,已經能夠獨立制造高鐵車輛。然而高鐵是一個非常復雜的綜合性技術,屬于復雜產品系統,企業逐漸意識到,如果不從事基礎研究,將不能很好地吸收外部知識。如果不能解決產品背后的基礎科學原理,一旦國外的高鐵技術升級換代,中國高鐵產業可能又要走上引進、落后、再引進、再落后的怪圈,這也是中國液晶面板工業曾經遇到的問題。

中國企業需要總結面向產業核心技術創新的基礎研究管理規律。施樂公司曾作為一個反面典型被管理學家們告誡企業不要過分注重內部技術研發而導致創新失敗。由于施樂的科學家們并沒有很好地扮演公司科學家的角色,而是把自己當作那些由好奇心驅動的科學家,沉醉于科學發現而不是技術創新,這種與公司戰略和產業發展相脫離的基礎研究,使施樂公司一方面擁有大量的技術發明和專利,另一方面企業競爭力在不斷下降。因此,企業無論是直接參與基礎研究,還是間接參與基礎研究,都需要將基礎研究戰略與企業戰略匹配。在產業驅動型基礎研究模式下,企業的大量介入增加了對基礎研究成果應用前景的關切程度,使科學突破與產業技術發展的關系更加密切。在這種情況下,從國外獲取技術的企業,往往提出的是產業需求,然后或者通過國家行為,或者通過企業和大學、研究院所的合作,歸納科學問題,產生若干課題,最終形成核心技術。過去的幾年,中國企業從國外引進技術的先進和復雜程度與國外主流技術越來越接近,很多先進技術背后的基礎性原理,特別是涉及到與中國國情有關的基礎性研究,國外已經沒有先例供我們參考,需要中國自己去完成。例如中國研發和制造的高速列車,既要適應南方潮濕的環境,又能適應北方寒冷的氣候,這些產業需求的背后,必然促使企業產生對基礎研究的需求。可喜的是,在戰略性新興產業發展中,例如太陽能、高速列車、物聯網等,中國一些高技術的企業已開始承擔基礎研究項目。

產業技術創新是一種不確定性的活動,企業基礎研究不能采用計劃的思維模式。盡管大學和研究所在新興產業的發展中可以發揮重要作用,但產業創新最終還得靠企業。產業驅動型基礎研究不僅提高了企業研究基礎科學的積極性,而且由于緊密聯系產業趨勢和市場需求,也極大地保證了研究的效率和對產品 /工藝創新的支撐,因此是一種有效的研究模式。在這方面,日本企業的經驗值得借鑒。從 20世紀 80年代開始,日本企業集體性地加大了產業驅動型基礎研究的力度,約有四分之三的日本企業從事基礎研究,包括為解決某種產品研究問題所作的基礎知識探索、為提高現有材料或工藝性能及降低成本的探索、掌握新技術、研究超越現有專利的技術、掌握基礎與支撐技術、研究測試技術和分析方法、探索可能利用的現象和物質等。日立、東芝、佳能、NEC等公司設置或加強了基礎研究實驗室,強調資助那些預計不能以某種方式立即應用的研究。日本電話電報公司 (NTT)明確規定基礎研究面向長期目標,是公司財政開支的優先領域 (Calderinia&Garroneb,2001)[16]。日本企業長期加強那些與產業高度相關的關鍵性基礎科學與技術,大多數都與公司的技術強項相關聯,所探索的科學現象緊密聯系所在產業的未來方向,比如日本化工企業的化學研究水平相當高,因為這跟產業技術趨勢是緊密相關的。醫療器械和分析儀器制造商島津制作所曾經因培養出世界級科學家田中耕一 (2002年獲得諾貝爾獎)而聞名于世,公司長期致力于通過基礎研究實現生命科學診斷設備方向的技術突破,以便于隨時把最新的研究成果轉化為商品儀器。這種基礎研究導向不僅吻合國家發展目標,更主要是夯實了企業生存與發展的根基。這種產業驅動而非好奇心驅動的基礎研究,幫助日本公司在科學實力得到提高的同時,也顯著增強了公司競爭力,避免了當初施樂公司犯下的錯誤。

中國企業應該學習微軟公司培育的面向未來的基礎研究文化。盡管微軟面臨的財務壓力越來越大,但公司堅持認為基礎研究關系到公司的命運,強調探索一些尚無應用前景甚至在 10年或 20年內都不能實現的東西。為此,公司對微軟研究所的近千名科技人才給予了很大自由,沒有對他們的研究方向提出業務支持上的限制,這種不加限制的“無心插柳柳成蔭”的研究文化使微軟一直引領行業的科技方向 (比如,微軟新近推出的 Natal游戲系統,就是在研究所設在英國劍橋的實驗室取得的研究成果基礎上開發而成的;必應 (Bing)搜索引擎則包括了微軟研究所的某些創新成果)。最近的研究表明,隨著基礎研究實力的增強,微軟對在機器人、醫療保健、安全和隱私等領域中取得重大進展充滿信心,這為微軟計劃推出突破性的新產品做好了準備。

中國企業往往將基礎研究寄托于公共研發,但公共研發是否能承擔起滿足產業基礎研究的使命,到目前為止仍然沒有明確的答案。試圖用國家的公共研發來替代本該企業作為核心主體的產業驅動型基礎研究,不僅不現實,資源配置的效率也不高。Coase(1974)[37]的觀點表明,如果企業從基礎研究中獲得的收益顯著地超過支付成本和溢出成本,那么企業仍然愿意獨立 (或聯合)從事具有公共產品性質的基礎研究活動。我們不能套用公共品思維衡量企業基礎研究的合理性,將非獨占性 (inappropriable)和易轉移性(transferable)作為企業忽視投入基礎研究的借口,因為符合產業發展方向和未來市場需求的、經過精心篩選和前景預測的產業驅動型基礎研究項目,其間接的產出和潛在效應將具有高度的專用性和異質性,這種知識是不易轉移的。這樣看來,即便假設公共研發能有效替代企業內部基礎研究,但公共研發所產出的間接結果既不能輕易地轉移到產業中去,也難以內化為單個企業的科技能力。

近 10多年來,從基礎研究向應用研究和試驗發展過渡的周期大大縮短,促使發達國家企業開始在基礎研究領域加大投入 (溫珂和李樂旋,2007)[35]。中國企業不僅要通過應用研究和實驗發展“知其然”,更通過基礎研究“知其所以然”,因為應用研究中包含的許多科學原理也需要由基礎研究來解決。企業需要合理運用開放式創新模式,因為對外部知識的使用并不能取代企業自身的知識創造,企業對基礎研究活動的投入越大,就能更好地吸收公共研發的成果并將之付諸于產品 /工藝創新。Cohen&Levinthal(1990)[38]認為企業需要通過內部研發來構建吸收能力,以有效地將外部知識整合到新產品 /工藝開發中,他們將內部研發費用作為吸收能力的解釋變量,強調基礎研究在企業學習中的關鍵作用,是企業消化和利用外部新知識的能力 (吸收能力)的基礎。研究表明,內部基礎研究投入水平高的企業能更愿意和更有效地從外部知識溢出中受益,與那些研發密度低的企業相比,基礎研究強度高的企業能更頻繁地引用那些遠離自身的公共研發結果 (Beise&Stahl,1999)[22]。許多創新領先型企業即使在與大學進行研發合作后,還仍然保持很高的內部研發投入水平 (Berman,1990)[39]。

為了解決中國產業的核心技術創新困境,需要思考三個方面的問題：一是中國產業創新應該跨越基于國內市場細分的創新戰略。中國企業應通過挖掘國內市場和開拓國際市場的“兩棲”戰略,提高自主創新的全球影響力,而不能僅僅關注一個國家的市場 (如華為、中興通訊已有 70%的市場份額來自海外)。二是中國產業創新應該堅持自主研發為主的創新戰略。建立一流的研究開發實驗室是突破性創新的組織保障。目前,中國企業從事基礎研究的比例非常低,有一流開發設施和人才的企業更少,應該加強超過兩年以上需求的技術前沿研究,告別“拿來主義”。三是中國產業創新應該堅持合理的開放式創新戰略。企業應加強與科學院和大學的技術合作。由于中國大量企業過去從事 OEM,是被動地響應市場需求,缺乏原創的動力,通過加強企業之間以及與大學和科研機構的國際性合作,能突破市場的短視行為,為企業提供突破性創新的技術路線,幫助企業獲得更多的政府支持。

五、結語與建議

基礎研究是中國產業核心技術突破性創新的關鍵。盡管中國企業已經通過漸進性創新完成了多個產業領域的技術追趕,但隨著專利和標準日益主導產業發展,后發優勢被先發優勢取代,后發企業技術追趕的難度加大,基于科學創造的突破性創新成為競爭新規則。如果中國產業的發展繼續忽視基礎研究,就只能在新興技術產業發展中再次回到技術追趕的道路。為此,我們需要對目前支持基礎研究的方式進行重大調整,完善面向自主創新的企業基礎研究投入結構和投入機制,加大對產業驅動型基礎研究的投入并且優化資源配置。

(1)在研發資源配置上,更好地發揮政府計劃和市場機制的互補作用,誘導中國企業增加基礎研究投入。當前,中國長期以來的科技計劃型產業創新模式遭遇挑戰。中國受計劃經濟和前蘇聯的影響,對科學地位的認識要早于對市場經濟重要性的認識,已經形成了科研院所和大學主導的創新體制,把科技作為稀缺的資源,通過專門的體制給以保障,使大量科技資源向科研院所和大學集中,企業的創新能力受到限制。近 30年來,中國基本采用以科技為基礎的創新道路,包括通過科技計劃實現的科技成果產業化、高技術產業化、技術轉移等。受“兩彈一星”影響,把科學技術與國家安全聯系在一起 (突出國家戰略需求高于產業和市場需求),這一觀念也影響至今。如果所有行業都需要國家來進行共性技術研究,又回到了計劃經濟思維模式。盡管近年來我國以科技為基礎的創新取得了一定成就,但以大學研究為主導的技術轉移和創新的效率較低、產業創新能力增長較緩、成果轉化缺乏動力、各方利益沖突等問題仍然亟待解決。只有最近的國家中長期科技發展規劃才有所改變,強調促進企業的創新能力,啟動以大飛機為主的重大專項等。

(2)中國的大學和科研院所在進一步提高學術型基礎研究能力的同時,應加強產業驅動型基礎研究。缺乏關注產業發展的需求和未來趨勢的純基礎研究 (盡管這是國家科學能力的基石),很難提高中國產業的核心技術創新能力。中國的大學和科研院所在基礎研究上有兩個弊端：一方面,一些大學教授和研究人員過多地考慮了研究的商業利益,做了太多能快速商業化的開發研究和試驗發展,不愿做與理論相關的枯燥和不可預期的基礎研究,角色錯位現象嚴重。另一方面,盡管國家每年加大了對純基礎研究的投入,但中國的創新和成果轉化機制 10多年來沒有根本性轉變。由于基礎研究績效的評價仍然是論文和專利,許多大學教授和研究人員樂于做有資金保障的純基礎研究,不愿意做應用性基礎研究,從而導致了新一輪的“回歸象牙塔”現象,導致許多科學研究脫離企業需要。我國的論文水平已經排到世界第二(納米等一些學科已經成為世界第一),但真正走向產業化的非常少。如果中國的大學和科研院所只關注 R&D的后端 (開發研究和試驗發展),或者置產業需求于基礎研究之外,那么中國產業的核心技術發展就會一直受制于外國競爭者,就不能實現真正的自主創新。比如高速鐵路,中國依靠大量引進國外最先進的技術實現了跨越式發展,而一旦國外已無最新技術可以引進,中國高鐵產業的技術發展就會失去方向,因為中國缺乏了解高鐵的基礎性科學原理。

(3)應該通過政策引導、優化外部環境等措施,著力推進中國企業成為產業驅動型基礎研究的主體。總體上看,中國企業的優勢在于低成本,能力是市場細分,大多企業處于世界產業價值鏈的低端,大多沒有對基礎研究的需求。而且隨著中國加入WTO,外部競爭力壓力劇增,企業即使認識到基礎研究的重要性,但在“不創新等死、創新找死”等觀念,以及將技術快速商用化及提高利潤空間的浮躁心態的驅使下,許多企業最終還是選擇繼續強化低成本優勢和市場挖掘能力,普遍缺乏研發投入的動力和精力。國家自主創新政策的一個重要導向就是要激發企業研發的動力,著力培養企業的應用類基礎研究能力,這就要求政府有新的機制體制,因為盡管政府支持的基礎研究成果對產業研發具有溢出效應,但不能期望科技計劃型基礎研究能有效解決中國產業的核心技術問題,這在中外都是如此。在科技創新及產業發展政策上,政府應該通過財政政策、經濟杠桿和管理體制創新,引導企業從事面向產業需求的基礎研究,因為只有企業自己最清楚所在產業的技術發展趨向。絕大多數產業化應用技術研發項目來源,要從目前由高等院校、科研單位申報、政府主管部門審批下達為主,改為由企業提出需求并招標,高等院校和科研單位通過競標獲得,國家視項目的重要性提供必要的條件和政策支持。在產業應用領域,要真正建立以企業為主體的創新體系,資源向產業升級和市場導向的創新傾斜。

(4)中國企業可以實施以自主研發為主的開放式創新模式,通過整合全球知識來提高基礎研究能力。對于中國企業而言,全球化開啟了難得的向全球領先企業進行網絡學習的機遇,但開放式創新應該建立在自主研發的基礎之上。脫離了內部基礎研究的開放式創新,不僅不能吸收到最新的科技創新知識,反而容易成為跨國公司進行全球創新和生產布局的資源提供者。中國企業應避免忽視內部技術儲備的過度開放的創新模式,因為獲取和學習知識的條件在于企業內部的知識基礎。對關乎產業核心技術發展的基礎研究,中國企業一方面要加強內部研發能力建設,在基礎研究、開發研究和試驗發展上保持動態平衡。另一方面要加強與大學科研院所的研發合作,充分利用全球創新資源加快技術研發和產品創新。

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(本文責編：潤 澤)

Basic Research Is the Source of Industrial Core Technological Innovation in China

L IU Xie-lin,HE Yu-bing
(M anagement School,Graduate University of Chinese Academ y of Sciences,Beijing100190,China)

In China,there is a dilemma that industrial core technological capability lags behind the pace of economic growth.Based on the American experience,we find that basic research is the key for industry innovation.But after the national strategy of indigenous innovation in 2006,the growth of the input for basic research has been still slower than that of applied and experimental research.We argue that thisphenomenon can be negative to indigenous innovation.The conclusion of the paper is this：government should spend more money on this kind of basic research that has strong implication of industrial innovation and large companies should spend more money on basic research to target the breakthrough of the core technology.

basic research;core technology;indigenous innovation

G311

A

1002-9753(2011)04-0104-14

2011-01-05

2010-03-30

國家自然科學基金重點項目“全球化,突破性創新與產業領導力研究”(70932001)。

柳卸林 (1957-),男,浙江衢州人,中國科學院研究生院管理學院教授、博士生導師,研究方向：科技政策與創新管理。