盤點政府研發投入,評估公共研發效果

2020年6月，美國國際戰略研究中心（CSIS）發布《盤點政府研發投入，評估公共研發效果》報告。報告指出，政府面臨的問題不是是否為研發提供資金，而是如何提供。若管理不當，政府主導的研發可能會帶來扭曲市場、壓制小企業創新、由于政治利益造成支出浪費等問題。

政府研發投資具有溢出效應，可促進企業增加研發投入，提高生產力、創造更多就業機會、增強競爭力。美國聯邦政府在研發上每投入一美元，就會刺激企業研發投入增加30美分。研發可促進生產率，企業研發投入每增加1%，生產率提高0.05%至0.25%，投資回報率達20%至30%。此外，研發資本存量每增加1%，就業率增加0.8%至0.9%。

然而，增加研發資金并不是萬靈藥，如果管理不當，可能造成的問題比解決的問題更多。例如，有可能造成對一些企業的“偏袒”，扭曲市場，壓制小企業的創新。而政府也有可能投資于錯誤的項目，并導致產生兩種風險：一是政治利益可能使投資難以改變方向，導致某些浪費性開支；二是反對者可能會因此抓住某個糟糕的項目不放，以此作為未來削減類似項目支出的理由，這將阻礙政府在經濟領域的廣泛投資。因此，僅僅擁有良好的研發意愿是不夠的，創新政策需要以結果為導向。

《盤點政府研發投入，評估公共研發效果》（Taking Stock of Government Involvement in Research and Development，Assessing Public R&D Effects）報告梳理了美國、中國、日本、韓國、德國等國家政府研發和企業研發的投入及成果，研究了政府參與研發等活動的若干案例，并向美國政府提出政策建議，包括將聯邦研發資金的投入擴大到戰略層面，聯邦研發支出（尤其是關鍵技術的基礎研究）不應一次性全部增加，需加強公共機構和私營部門的溝通等。

白宮的研發預算重點

從白宮每年的研發預算重點優先項可一瞥美國政府的公共研發支出。白宮在一份備忘錄中概述了2019財年研發方面的預算重點，軍事和安全研發被列為優先事項，目標是投入足夠的資金來維持美國在武器裝備方面的優勢，并增加打擊網絡安全威脅的投資。白宮還呼吁為創造就業機會和促進經濟發展提供研究資金，這些項目包括自動化系統、生物識別、能量儲存、基因編輯、機器學習和量子計算等。備忘錄還將能源和健康技術列為研發投資的重點領域。

為支持這些研究領域，白宮的目標是提高政府研發支出的效率，投資于初級階段項目和基礎研究項目。政府呼吁改善美國工人獲得技術培訓的機會，實現隨著技術進步勞動力的技能現代化，并優先考慮與更新升級后的研究基礎設施合作。

政府研發與企業研發

美國政府和企業幾十年來在研發方面的投入超過了任何其他國家。2017年，美國繼續以4 830億美元的研發支出領先，中國以4 440億美元緊隨其后。在過去幾年里，中國的研發增長趨勢最為顯著。2000年至2010年，中國每年平均增長速度為20.5%，2010年至2015年為13.9%。從2012年到2017年，中國的研發總額增長了近70%，同期，美國只增長了25%。美國占全球研發份額從2000年的37%下降到2015年的26%。如果目前的趨勢保持不變，中國有望成為研發支出的主導國，在未來十年內將超過美國。

圖1 按國家劃分的研發總支出

以下為美國政府研發支出的一些具體統計數字，2017年美國政府研發支出1 160億美元，約占GDP的0.6%。與私人研發支出相比，大多數（64%）政府研發資金用于基礎科學和應用科學研究?；A研究致力于發現科學原理，而應用研究的重點是特定的實用型目標。

圖2 按美國政府機構劃分的研發支出單位：百萬（美元）

2017年美國政府研發支出分配情況為：510億美元（40%）的聯邦研發支出用于國防項目；聯邦政府在衛生研發方面的支出達340億美元，其中大部分資金由美國國立衛生研究院（NIH）接收，用于癌癥、傳染病和其他健康問題的研究；另外200億美元用于一般的科學和技術研發，包括美國宇航局（NASA）的項目（如天文臺和太空任務），國家科學基金會（NSF）的支出主要用于物理科學和工程等領域的研究。研發支出的其余部分分別用于農業、交通、自然資源、環境以及能源等領域。

自1980年以來，美國政府研發投資占GDP的比重一直停滯不前，而企業研發投資幾乎增長了兩倍。如今，企業研發投資占研發資金的65%。然而，雖然企業增加了對研發的投資，但大部分增長主要投向了應用研究，而大多數應用研究集中于商業化產品，溢出效應少。雖然基礎研究可以帶來重大突破，但在許多情況下，突破成果在短期內并不具備商業可行性。因此企業傾向于在應用研究上投入更多，這被認為是一個更安全的選擇。

研發投資相關的風險引發了人們的擔憂：政府專注于資助那些認為可行的項目，而不是那些可能獲得更高回報但風險也更大的項目。一項審查發現，國立衛生研究院的撥款原則上更多基于“可行性”而非創新。國防部高級研究計劃局（DARPA）近年來的投資也越來越傾向于規避風險。一些企業擔心，如果他們投資于基礎研究，他們的發現可能會被競爭對手利用和開發，而其競爭對手則可在不必花費資金的情況下獲得初步研究的回報。如果沒有政府的資助或激勵措施，企業會選擇將大部分研發資金用于能夠更快轉化為利潤的應用研究。

目前很多私人研發支出來自科技公司、制藥公司和汽車制造商。這些研發集中于無人駕駛汽車和電動汽車、半導體、健康等領域。2018年，全球研發支出排名前25的企業中，美國為16家，德國3家，瑞士和日本分別為2家，法國和韓國分別為1家。其中，亞馬遜在研發上的投入是所有公司中最多的，主要投資于亞馬遜網絡服務、Alexa網站和計算機視覺項目。英特爾和高通等公司投資于5G技術和新型半導體技術。許多汽車公司投資于無人駕駛汽車和電動汽車研究。

2018年全球研發支出企業排名

拜杜法案1980年的《拜杜法案》是關于聯邦政府研發資金投入的一項立法。該立法涉及政府資助的研究所產生的知識產權。在《拜杜法案》之前，由聯邦政府資助的研究人員有義務將他們發明的專利所有權轉讓給政府。該法案通過后，允許大學、小企業和非營利機構保留聯邦資助發明的專利權?！栋荻欧ò浮返耐ㄟ^加速了創新成果從公共研究向私營企業的擴散，以促進其發展。在這項法律出臺之前，政府擁有的專利為公司有機會購買非排他性許可證提供了條件，但一些企業不愿意購買這些許可證，因為它們的競爭對手也可以很容易地使用相同的技術?！栋荻欧ò浮饭膭罴夹g轉讓和新發明的開發。大學和其他機構可保留其發明權，并且擁有許可決策權，可為機構創收。企業也可通過排他性協議購買發明，以激勵產生更多發明。《拜杜法案》通過后，授予大學的專利數量大幅增加。據估計，每年300億美元的經濟活動可歸因于學術機構中誕生的技術。隨著《拜杜法案》的通過，與大學研究領域相關的產業也在增長，就業率增加了1%。一些人則對《拜杜法案》持批評意見，稱該法案的通過導致大學研究人員選擇從事應用研究而不是基礎研究，以便從專利申請中獲得更高版稅。其他批評意見涉及生物醫學、政府資助的研究。自《拜杜法案》通過以來，生物醫學研究領域的投資顯著增加，批評人士認為，允許大學保留生物醫學發明的專利，不利于發明最終轉化為產品，因為最終產品可能需要公司進行額外的研發，并支付專利授權費。

經合組織和中國研究機構的專利申請經濟合作與發展組織（簡稱“經合組織”）的一項研究發現，經合組織國家和中國的專利申請自1992年以來大幅增加。該報告將最初的增長大部分歸因于美國通過的《拜杜法案》。1992年至2014年期間，產學研合作發明的占比也在增長，占2014年大學和公共研究機構所有專利申請的29%，高于1992年的17%。然而，與行業相比，研究機構在專利申請總量中的相對份額仍然較低。在歐洲，產業與大學的地理相鄰性與專利申請的數量呈正相關，這意味著鄰近一所大學會對當地產業的專利申請產生積極影響。

外商直接投資由于開放的投資政策，美國吸引了大量的外國研發投資，是外國投資的首選目的地。2017年，外資企業的美國子公司在研發上投資了626億美元。2018年，美國五大外國直接投資存量來源分別是英國（5 970億美元）、加拿大（5 880億美元）、日本（4 890億美元）、德國（4 740億美元）和愛爾蘭（3 850億美元）。在擁有至少10億美元投資的市場中，增長最快的外國直接投資來源是阿根廷、中國、泰國、愛爾蘭和智利。盡管目前的外國直接投資流入量仍高于金融危機后的幾年，但自2015年以來，外國直接投資的年流入量下降了46%。

盡管美國的對外直接投資居世界領先地位，但2018年美國的資金流出凈額為-640億美元。這是自收集數據以來，首次發現美國的對外直接投資為負，這也是有記錄以來下降幅度最大的一次，2017年對外直接投資總額為凈3 000億美元。下降主要歸因于2017年末進行的稅收改革以及隨后在美國境內對收益的再投資。

從2018年的對外直接投資存量來看，美國投資者的六大市場分別是荷蘭、英國、盧森堡、愛爾蘭、加拿大和百慕大群島。從美國流出的外國直接投資中，增長最快的是以色列、巴巴多斯、瑞士、愛爾蘭和中國。國際貨幣基金組織（IMF）2019年的一份報告發現，僅占全球經濟3%的7個國家占了全球外國直接投資的40%，美國的資金外流數據也反映了類似趨勢。

政府資助研發取得突破的案例研究

英國和美國的雷達技術開發第二次世界大戰前，航空和雷達技術沿著兩條平行軌道發展。1922年，美國海軍研究實驗室（NRL）在波托馬克河上的一次航行實驗時首次觀測到雙基雷達效應。直到開發了以天線作為接收器和發射器的單基雷達，并于1939年在紐約號軍艦上進行了首次演示，雷達才開始被應用于軍事。與此同時，由于在安全上似乎越來越受到德國威脅的緊迫感，英國人于1935年也開始了類似的研究。在英國政府的無線電研究站，羅伯特·沃森-瓦特（Robert Watson-Watt）于1938年開發的雷達監測網絡系統為德國的空襲提供了完整的早期發現雷達技術，使得英國皇家空軍能夠實現對國防資源的戰略性分配。

在這些情況下，美國和英國當局認定，某種國家安全威脅可以通過技術研究加以解決，并進行了成功的投資。一些外部因素，如戰爭威脅，往往促使政府撥出更多資金用于研發，并引導資金投向最相關的技術領域。如果沒有對雷達基礎研究的公共投資，很難想象美國和其他結盟國家在?？辗烙Ш胶透櫡矫鏁腥绱丝斓膭撔滤俣?，更不用說一大批的非軍事應用，比如氣象、商業航船、漁業生產，以及用于緊急制動和自動駕駛汽車的新型雷達系統與攝像頭結合的技術。

全球定位系統全球定位系統（GPS）源自20世紀60年代美國海軍定位核潛艇位置的衛星系統。美國國防部試圖擴大這項技術的應用，1978年發射了第一個帶有定時和測距功能的衛星導航系統，并于1993年形成了一個可操作的24個衛星組成的衛星群。國防部為安全考慮保留了自己的專用頻率，但GPS大部分用于美國政府提供的免費公共事業。GPS技術的出現促進了導航、跟蹤、數據挖掘、機器人和制圖等領域內的技術進步，成為信息時代不可或缺的重要工具。

互聯網的根基美國國防部的另一項衍生成果是互聯網。1969年，國防部啟動了高級研究項目代理網絡，旨在確保政府的通信安全性和大學實驗室之間信息傳輸的暢通。溫特·瑟夫（Vint Cerf）和羅伯特·卡恩（Robert Kahn）是如今普遍使用的TCP/IP數據協議的開發者，他們通過政府撥款為代理網絡的體系結構做出了貢獻。代理網絡不能在大學計算機網絡之外進行通信，但TCP/IP協議可在今天的因特網上進行集成網絡通信。

宇航局的衍生技術自1964年的技術轉讓計劃實施以來，美國宇航局在推動創新經濟方面發揮了重要作用。與公眾分享美國宇航局科學家和工程師的突破性成果，已促進產生了數千種商業化產品和服務。通過技術轉讓計劃，在網上共享美國宇航局的專利技術，公眾可以免費獲得許可。這些技術的再申請、再運用變得頻繁，以至于自1973年以來，美國宇航局每年都會出版一份《衍生技術》出版物，對當年的特色創新進行分類。各種各樣的技術，如激光視力矯正手術（LASIK）、耳蝸植入、假肢、改良的子午線輪胎、防火材料、冷凍干燥和水凈化等，都源自美國宇航局或相關實驗室的首創技術。

人類基因組計劃從1990年至2003年，美國能源部（DOE）和NIH領導了人類基因組計劃（HGP），其任務是解碼人類全部基因，以用于生物和醫學的研究和應用。成功完成測序后，國際人類基因組測序聯盟立即將基因組指定為公共領域。HGP的研究不僅為家譜學等學科提供了新的工具，同時也創建了基因健康和藥物基因組學等全新領域。

研究人員提前兩年完成了這個項目，項目開支低于預算3億美元。在考慮生物技術帶來的收益后，投資回報十分可觀。塞萊拉基因公司、因塞特醫療公司和人類基因組科學公司等初創公司都對基因組項目的后期部分做出了貢獻，但如果沒有51億美元的公共投資，這些私人合作伙伴所用的數據可能永遠不會出現，公眾也不會有免費使用這些數據的機會。

人工智能聯邦政府資助的三個學科的基礎研究：機器人學、神經網絡和符號系統，促成了今天人工智能（AI）領域的發展。機器人學可以追溯到艾薩克·阿西莫夫理論，NSF在20世紀70年代贊助的項目則為配備計算機視覺和傳感器的工業機器人鋪平了道路。幾十年前，弗蘭克·羅森布拉特（Frank Rosenblatt）在海軍研究辦公室的支持下，開始探索使用神經網絡對機器學習建模。符號系統理論，即復制人類決策邏輯流程的發展，都要歸功于DARPA資助的諸多項目計劃。如果沒有這些公共資助項目的核心突破，美國私營部門也不可能將以上各項關鍵技術結合起來并運用于人工智能的應用開發中。

螺旋蟲研究計劃20世紀40年代，美國農業部的科學家發現了如何利用輻射殺滅螺旋蟲的方法，螺旋蟲是一種對美國和世界農業生產造成巨大危害的牲畜寄生蟲。農業部農業研究局的昆蟲學家愛德華·尼普林（Edward Knipling）和雷蒙德·布什蘭（Raymond Bushland）觀察到，X射線輻射可以在不影響螺旋蟲交配行為的情況下使其絕育。這項研究應用導致北美洲和中美洲的螺旋蟲被消滅，給美國農業帶來了極大好處。此外，在非洲熱帶地區，輻射消毒繼續用于防治寨卡病毒和采采蠅等害蟲。

太陽能發電：一個毀譽參半的研究領域太陽能電池技術的發展是一個備受爭議的政府干預行業的例子。太陽能技術作為一項研究是成功的，但其具體應用的失敗卻也備受關注。自20世紀70年代中期以來，太陽能發電的成本已下降了99%。從1980年到2001年，成本下降的主要原因是設備及其材料成本的下降，基礎科學研究有助于產生更好的太陽能面板設計，提高效率，降低成本。2001年之后，成本繼續下降，這一次主要得益于工廠的規?；a，上網電價等刺激市場的政策也有助于提高太陽能發電的規模經濟效益。盡管公共研發的投入導致了成本降低，但太陽能發電一直難以達到與化石燃料對等的成本競爭力。如果沒有足夠的價格信號，太陽能發電市場將舉步維艱，但如果沒有政府的支持，其處境可能會更糟。

建議

美國必須將聯邦研發和資助擴大到戰略層面，并再次強調對創新的承諾。公共資助的研發項目規模、部署、評估時間線和具體方法都必須進行調整，否則美國將落后于競爭對手。

從過去資金大量涌入的經驗教訓來看，聯邦研發支出，尤其是關鍵技術的基礎研究，不應一下子增加。與其遵循“雙倍政策”（即在一定時間內將研發支出翻一番），不如制定一個研發目標，使其占GDP一定比例，這樣會更有成效。這種方法可限制由于資本涌入研發市場而造成的市場混亂。此外，為了建立一支更具可持續性的創新隊伍，年輕的研究人員應該獲得比目前更多的研發資金。

公共機構和私營部門之間的溝通至關重要。澳大利亞的Data和英國的Digital Catapult是兩個國際性的創新網絡。Data通過共享數據和網絡專業知識進行基礎和應用研究，它具有在“沙箱”環境中工作的靈活性，參與獎勵創造性解決方案的挑戰性項目。而Digital Catapult則選擇了少數目標技術和行業，同時與學術界、產業界和投資者合作。在這兩個例子中，政府參與私營部門的創新，但不會通過嚴格的指導方針來阻礙其發展。

小企業創新研究計劃和小企業技術轉移計劃需要改革。首先，出資人在投資一個僅僅是有希望的想法之前，應對企業由律師、營銷人員和工程師組成的員工進行全面審核。第二，聯邦當局應該鼓勵技術轉讓辦公室在扶持新創公司方面發揮更大作用，而不是只選擇與大公司建立伙伴關系。第三，政府應關注整個風險投資市場，避免蠶食私募資金。

如果可能的話，美國必須朝著開放數據存取的模式邁進。為保護商業機密，一些私營部門的數據集仍將受到限制，但公共部門的數據應廣泛提供給公眾使用。公開資源將產生一個競爭性的創新環境，企業傾向于與同行合作，而不是向同行隱瞞數據。它還將允許數據在相關的地方被重新使用，增加其經濟效用。這樣的模式并非首創，來自英國開放門戶網站的數據已被用于構建Transport API等在線平臺。隨著政府數據的可訪問，還應努力提高對數據隱私和倫理道德問題的公信度，只有如此數據市場才能蓬勃發展。與此同時，各國政府應對數據所有權問題保持敏感。數據的流動性導致很難確保一個國家的數據所產生的利益不被鄰國所獲得。美國應尋求合作解決方案，以確保各國能夠分享國家政策激勵下的數據流輸出。

作為一項指導原則，創新政策應以結果為導向。即設定預期成果的宏觀性目標，而不是專注于某些特定技術的開發，以形成更具創新創業精神的環境。DARPA是這一理念的典型代表，其挑戰性計劃促進大學團隊開發出功能性無人駕駛汽車。無人駕駛汽車的開發在一個新興的領域內促成了演進式的多項突破，DARPA的最佳實踐值得其他機構仿效。

資料來源 CSIS