關鍵核心技術產學研協同創新機理研究
——以芯片光刻技術為例

張貝貝,李存金,尹西明，2

(1.北京理工大學 管理與經濟學院，北京 100081；2.清華大學 技術創新研究中心，北京 100084)

0 引言

后疫情時代，國際政治經濟形勢復雜多變，以科技創新為核心的大國競爭日益激烈；同時，隨著技術復雜性和融合性的加劇，面向高水平科技自立自強的產學研協同創新成為突破關鍵核心技術“卡脖子”問題的重要路徑。中共十九屆五中全會和國家“十四五”規劃提出“堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐”，強調要“打好關鍵核心技術攻堅戰”，到2035年之前“關鍵核心技術實現重大突破”。“十四五”規劃在優化科技資源配置時明確強調“推進科研院所、高等院校、企業科研力量優化配置和資源共享”的重要性，深入探究和揭示面向關鍵核心技術創新的產學研協同機理對于布局產學研合作實踐、突破關鍵核心技術“卡脖子”問題以及強化國家戰略科技力量具有重要理論價值和現實意義。

高度復雜性是我國關鍵核心技術的共同特征，如航空動力裝置技術、芯片制造技術、數控制造技術、高端醫療設備技術以及高端軟件系統技術等[1]，對應關鍵核心技術創新的產學研協同也屬于復雜的系統工程[2]，是典型的非線性復雜系統管理活動，不僅要從系統科學觀點出發進行研究，還要充分考慮關鍵核心技術產學研協同網絡結構的復雜性特征。盛昭瀚等(2021)基于錢學森復雜系統思維與范式提出具有中國特色的復雜系統管理理論，將復雜系統、管理科學和中國管理實踐情景相融合，認為復雜系統是具有層次性結構、要素之間非線性關系以及特定功能的有機整體，呈現“整體上有，局部沒有”的復雜性系統形態，是以系統網絡化結構為分析基礎的復雜性系統科學[3]。復雜系統管理理論為剖析我國關鍵核心技術產學研協同創新機理提供了理論依據和實踐基礎。

當前，產學研協同創新機理研究多圍繞資源整合—主體互動兩個層面展開討論，在強調系統觀的同時忽視了協同結構的復雜性特征，對協同網絡復雜結構創新規律的探討較少，無法為我國關鍵核心技術突破提供有效理論支撐；而且，已有研究不夠重視協同主體間嵌入性關系的創新效用。因此，為響應“加強國家戰略科技力量理論性研究”的呼吁[4]，本文從復雜系統管理理論視角，從協同網絡結構層面，面向我國關鍵核心技術創新突破構建資源整合—主體互動—系統涌現協同機理框架，深入探索產學研協同推動關鍵核心技術創新的內在規律，并以典型“卡脖子”領域芯片光刻技術為例進行實證解析，與王海軍等[5-7]的研究相呼應。

1 文獻回顧與述評

1.1 產學研協同創新內涵

協同最早出現在哈肯[8]的《社會協同學》一書中，主要研究一個由大量子系統以復雜方式相互作用所構成的復合系統，一定條件下子系統間通過非線性作用關系產生“1+1>2”的協同效應，使系統形成有一定整體性功能的自組織結構。隨后，協同學被引入社會生產系統領域，如技術創新活動中的組織協同。國內外學者從不同視角對組織協同創新內涵進行界定，究其本質在于打破創新主體之間的壁壘與障礙，使創新主體圍繞共同目標協同運作，最終產生“整體大于部分之和”的合作剩余效應。大部分學者認為，產學研協同創新是在自主創新、開放式創新基礎上發展而來的一種更加復雜的網絡創新范式，即通過國家引導和制度安排，整合大學、企業和科研機構等創新主體的互補性資源，將合適的資源在合適的時間傳遞給合適的組織，旨在實現知識增值的非線性交互過程[9-10]。陳勁等[9]將協同創新的主要特點歸納為整體性和動態性兩種。其中，整體性指協同是各種創新主體的有機集合，而并非簡單加總，協同創新方式、目標、功能都表現出整體性；動態性指協同創新生態系統不斷動態變化。

1.2 基于不同視角的產學研協同創新研究

現有研究主要從資源基礎觀、價值創造、交易成本、系統科學等視角對協同創新機理展開分析。協同創新本質上體現了系統科學思想在創新系統領域的應用，是從封閉轉向開放的必然結果[10]。何郁冰(2012)從系統視角提出戰略—知識—組織協同創新理論框架，探究企業、大學和科研機構等創新主體之間知識資源互動、共享與集成過程；葉偉巍等(2014)基于系統視角構建要素—能力—績效協同創新機理框架，借鑒復雜系統理論中經典的“B-Z”反應模型，在實證研究產學研協同靜態機理的基礎上構建Logistic 動態分析模型，用以探索產學研協同創新動態演進機理；項楊雪等[11]以價值創造為視角，構建高等院校協同創新理論分析框架，并以浙江大學煤炭資源化利用發電技術協同創新中心為案例，從效率、互補性、鎖定效應和新穎性4個維度分析浙江大學協同創新中心的價值創造過程；Okamuro等[12]、Macher等[13]從交易成本視角揭示協同創新機理發現，當企業內部技術開發成本過高或創新不確定性加劇時，協同創新能夠分攤創新成本，降低企業創新風險，提高創新主體研發能力，這與陳勁等[9]的觀點相呼應；Baldwin等[14]從資源基礎觀視角出發，認為專利開發協同合作有利于促進知識流動、加快資源交換和共享；李久平等[15]基于提出協同創新過程中的進化適應、協同旋進、擇優棄劣、互補相容、利益分配、相互信任六大機理；解學梅(2013)將不同創新主體納入都市圈協同創新網絡，基于創新主體協同、資源要素協同、協同方式和空間協同4個維度構建都市圈協同效應模型，歸納出協同網絡運行機理。

綜上所述，現有研究存在以下不足：①關鍵核心技術產學研協同創新是一項復雜系統工程，復雜性和系統性缺一不可。現有研究多圍繞資源整合—主體互動兩個層面展開，強調協同要素的全面性和完整性，忽視了協同網絡結構的復雜性，無法為關鍵核心技術創新過程中的產學研協同規律提供有效理論支撐；②協同創新主體之間的互動是已有文獻討論的重點，但主要側重于互動過程與創新效果，較少關注協同創新主體之間嵌入性關系的創新效用。為此，本文基于復雜網絡系統管理理論，從資源整合(協同主體)—主體互動(協同關系)—系統涌現(協同結構)3個層面構建關鍵核心技術產學研協同創新機理框架，致力于剖析創新主體間互動協作規則以及探索復雜網絡系統結構涌現的創新規律。

2 關鍵核心技術產學研協同創新機理

2.1 “純粹理性—實踐理性—技術”知識整合機理

組織是技術協同創新網絡的基本要素，主要由產、學、研3類組織構成。其中，技術知識是與市場最接近的知識，主要來自企業組織；技術創新的基本原理被稱為“純粹理性知識”，主要來自大學；科研機構提供的知識為實踐知識和原理知識的混合體，以實踐理性知識指代[16]。

(1)知識勢差有利于促進信息交流。知識勢差是不同類型知識進行轉移和再造的前提，能夠有效促進知識主體之間的信息交流。一切知識都存在位勢比較，勢差遵循“高位擴散、低位汲取”的轉移原則，組織知識位勢越高，向外界進行知識轉移的能力就越強[17]。在產學研協同網絡中，來自大學的純粹理性知識主要為技術創新提供基礎原理，對應較高的知識能量；企業知識大部分來自創新實踐，最接近實踐應用，所對應的知識位勢最低；而來自科研機構的實踐理性知識是基本原理與技術實踐的結合體，其所處的知識位勢處于兩者之間。產學、產研與學研之間的知識位勢差異促進產學研合作網絡知識轉移和流動，為新技術的誕生提供創新土壤。

(2)異質性知識能夠激發企業創造力。異質性知識是產生新思想、激發創造力的重要源泉[18]。產學研異質性知識相互整合，能夠幫助協同主體擺脫既定認知慣性約束、尋求技術創新機遇[19]。純粹理性知識和實踐理性知識有助于企業打破自身思維障礙及認知局限，從中突破創新停滯危機[20]；反之，企業技術知識通過技術創新實踐對創新原理產生反饋作用，學研機構根據企業反饋的技術知識修正和調整創新原理知識。產學研異質性知識交互能夠觸發更多信息交流[21]，增強不同創新主體對前沿技術和外部環境的敏銳性[22]，實現更多技術創新。

2.2 主導者—橋梁—輔助者協作機理

協同創新網絡本質上是一種嵌入社會關系的復雜網絡，主體之間的正式契約關系對協同效率的優化作用有限，契約關系之外的嵌入性社會關系發揮重要補充作用[23]。協作只有與一定的權力分配相協調時，才能有效促進知識獲取、轉移、共享、重構和再生(周景坤等，2020)。因此，本文基于權力分配理論解析嵌入性社會關系對協同效率的補充作用。

權力是存在于社會關系中的基本力量，體現為對有價值資源的控制，與網絡角色概念密不可分，權力分配能夠有效提升網絡要素協同交互效率[24]。就產學研協同而言，不同類型組織針對同一技術問題相互合作，在錯綜復雜的交互關系中，不同主體具有不同程度的聯系權力和信息權力，產生相應的權力分配，表現為產學研協同網絡系統中不同的角色分類。其中，聯系權力基于與有影響力或重要人物的聯系，擁有重要連接能力的主體會誘導其他主體順從[25]；信息權力是指擁有或掌握對他人有價值信息的能力[26]。借鑒余維新等(2017))對知識主體的分類，結合資源控制能力差異，本文將產學研協同網絡交互主體劃分為主導者、橋梁和輔助者3類。其中，主導者同時具備較強的聯系權力和信息權力，從而引領技術標準和創新走向；橋梁組織具有較強的聯系能力，但信息權力不顯著，主要起傳導作用；輔助組織對資源的控制能力較弱，主要配合、追隨前兩者開展創新活動。

2.3 模塊化—松散耦合機理

(1)模塊化能夠消除交互障礙。模塊化從復雜產品開發設計理念逐步發展成為一種新型組織交互模式[27]，它按照“最小化模塊之間的依賴性、最大化模塊內部的關聯性”原則，將協同創新網絡中的協同主體分解成多個具有相對獨立功能和標準化接口的模塊[28]。在關鍵核心技術產學研協同創新網絡中，模塊是相對獨立、完整、專注于特定技術功能的子系統或子群體，模塊內部知識資源差異較小，能夠消除因顯性、隱性信息不對稱和主體差異性因素而觸發的交互阻隔問題，節約管理成本，消除創新主體與利益相關者的摩擦，進而提升企業協同交互效率[5-7]。

(2)松散耦合有利于最大化釋放結構紅利。適當的連接模式是實現子模塊之間高效配合、系統整體效果最優的保障。松散耦合理論最早用于生物學和心理學領域，20世紀80年代被學者Weick引入組織行為學領域，為分析復雜網絡中個體、組織、系統間交互模式提供了新思路。松散耦合系統被描述為由多個具有異質性、結構化慣例所組成的聯合結構[29]。其中，耦合指系統慣例要素之間相互聯系，而松散指各慣例要素相對獨立和變化，系統在維持一定確定性的同時又具備一定程度的不確定性。網絡系統整體特征與要素特征同時存在，系統不因功能分散而失去核心，要素也不因融于系統而失去獨立性，要素之間的交互作用介于被控制和不受影響之間(李會軍等，2015)。松散耦合系統結構有利于最小化信息冗余，降低機會主義風險，提高系統靈活性和可擴充性，提升要素可重用性，節約管理成本，增強對外部環境變化的敏感性，有效隔離子系統風險[30]，提升子系統間交互效率，進而促進產學研協同網絡創新效率提升。

2.4 關鍵核心技術產學研協同創新機理框架

基于上述分析，本文構建關鍵核心技術產學研協同創新機理框架，如圖1所示。本研究認為，面向關鍵核心技術創新的產學研協同機理內涵是指在技術研發實踐活動中，來自產學研等創新主體的知識資源相互補充與整合，協同主體之間按照一定規則互動協作，將合適資源在合適時間內傳遞給合適組織，協同復雜網絡結構涌現創新規律，旨在實現技術創新的非線性過程。從協同主體—協同關系—協同結構出發，對應分析資源整合—主體互動—系統涌現3個層面關鍵核心技術產學研協同創新機理。其中，協同主體層面技術創新動力主要來自勢差作用下異質性知識資源整合，協同關系層面主導者—橋梁—輔助者權力分配規則能夠有效提升創新主體交互效率，協同結構層面模塊化—松散耦合結構有助于揭示關鍵核心技術協同研發過程中的創新規律。

3 實證分析

芯片光刻技術是事關國家安全的典型“卡脖子”技術。中共十八大以來，習近平總書記在多個場合強調提升關鍵核心技術自主創新能力、加快突破“卡脖子”技術的迫切性。習近平總書記2021年5月28日在兩院院士大會和中國科協全國代表大會上明確指出要從國家急迫需要和長遠需求出發，“在高端芯片等方面關鍵核心技術上全力攻堅，堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰”?？梢?，芯片光刻技術是我國關鍵核心“卡脖子”技術的典型代表。而專利是衡量技術創新成效的重要指標，也是關鍵核心技術突破的重要體現，專利合作網絡是組織協同創新的具體表現形式之一。因此，本研究以芯片光刻技術合作專利為分析對象，實證解析關鍵核心“卡脖子”技術創新過程中的產學研協同機理。

3.1 數據收集

本文中的專利數據(2000—2020年)來自德溫特創新索引數據庫(DII)。鑒于芯片光刻技術的復雜性，根據某幾類IPC國際專利分類號檢索難免出現紕漏。所以，本文在參閱芯片光刻技術相關資料[31-32]的基礎上，通過專家訪談設置芯片光刻技術檢索式，如表1所示。經過清洗、字段分割和去重后，得到有效專利數據27 118條，進一步刪除專利權人中包含個人的數據，最終獲取2 743條合作專利。

圖1 基于復雜系統視角的關鍵核心技術產學研協同創新機理框架Fig.1 Industry-university-research institution collaboration mechanism framework of key and core technology innovation from a complex system perspective

表1 芯片光刻技術專利檢索式Tab.1 Patent search formula of chip lithography technology

3.2 研究方法

本文以芯片光刻技術合作專利數據為例，運用社會網絡分析法實證解析技術創新協同機理。首先，構建2000—2020年協同創新網絡，識別不同類型知識協同主體；其次，按照聯系權力和信息權力大小，對參與協同創新的組織進行分類，解析組織間協作機理的權力分配原則；最后，測度技術創新協同網絡模塊化程度，以及子模塊之間的連接模式。

3.2.1 協同網絡構建

本文借鑒劉國巍等[33]的做法，首先從芯片光刻技術合作專利中提取“專利權人”目標字段，構建共現矩陣Matrixp，如公式(1)所示；其次，運用社會網絡可視化工具進行分析，得到芯片光刻技術協同創新網絡。

Matrixp=

(1)

其中，pi、pj分別表示第i個和第j個協同主體，Mij表示協同主體pi和pj之間的共現強度，該值越大，表明兩要素之間的協同作用越顯著。

3.2.2 組織角色識別方法

(1)主導者—橋梁—輔助者角色識別?；跈嗔Ψ峙淅碚摚瑢a學研合作網絡中擁有不同資源控制能力的節點劃分為主導者、橋梁和輔助者3類，其中主導者進一步劃分為局部主導者和全局主導者。如圖2所示，縱軸表示信息權力大小，橫軸代表聯系權力。當兩種權力值較大時，為全局主導者；當信息權力較大而聯系權力較小時，為局部主導者；當聯系權力較大而信息權力較小時，為橋梁；當兩種權力值均較小時，為輔助者。

本文選取產學研合作網絡中點度中心性與接近中心性的綜合值度量對應節點信息權力大小[34]，選取中介中心度值度量聯系權力大小[35]。信息權力測度公式如下：

(2)

(3)

(4)

聯系權力測度公式為：

(5)

其中，njk表示節點j與節點k間測地距離的路徑數量，njk(Ni)表示j和k之間經過節點i的路徑條數[38]。相關研究表明，一個復雜網絡中主導節點比重應介于6%～12%之間[39]，故本文選取10%反向確定信息權力和聯系權力的取值范圍。

圖2 組織角色定義Fig.2 Definitions of organization role

(2)橋梁角色分類。借鑒Gould等[40]的研究，將橋梁劃分為圈內協調人(coordinator)、聯絡官(liaison)、守門人(gatekeeper)和圈外協調人(itinerant broker)4種類型。如圖3所示，節點b為橋梁節點，當節點a和c屬于同一類型時，b被稱為圈外協調人；當三者均不屬于同一類型時，b被稱為聯絡官；當b與a或c節點屬于同一類型時，b擔任守門人角色；當三者同屬于一種類型時，b為圈內協調人。

圖3 4種橋梁角色Fig.3 Four bridge roles

4種橋梁角色量化公式分別如(6)～(9)所示，其中Brokerageb表示節點b擔任橋梁的次數，Ta、Tb、Tc分別表示節點a、b、c的組織類型。

(6)

(7)

(8)

(9)

3.2.3 模塊化—松散耦合狀態測度方法

協同創新網絡結構測度方法分為子模塊識別和整體網絡模塊化程度測度兩個步驟。首先,借鑒王海軍等[5]的做法，統計創新主體專利技術領域分布情況，根據國際分類號(IPC)比重識別創新主體所專注的技術子領域。在此基礎上，從組織間最佳聚類情況反向調整模塊分類，最終得到內部聯系緊密的相對專業化技術子模塊,如圖4所示。IPCpq表示第p個組織所專注的第q個技術子領域，Wpq表示第p個組織所專注的第q個子領域占自身涉獵子領域總量的比值。

本文采用逐輪啟發式Louvain社區聚類算法[41]測度協同網絡模塊化程度以及子模塊之間的松散耦合狀態，子模塊內部聚集情況運用平均聚類系數描述，整體網絡松散耦合狀態由模塊化程度Q值反映，聚類系數CC和模塊度函數Q測度公式如式(10)。

圖4 模塊化測度流程Fig.4 Modular measurement process

CC=2ei/[ki*(ki-1)]

(10)

其中，ki表示節點i的度，ei表示節點i與相鄰節點之間實際存在的邊數。

(11)

(12)

(13)

其中，Aij表示節點i與節點j之間邊的權重，ci、cj分別表示節點i和節點j所在的模塊類別。Q取值范圍為[—1/2,1)，Q值越大，表明協同創新網絡松散耦合結構特征越明顯。上述統計指標計算代碼詳見https://github.com/weimingdiit/wm/tree/master/wm—zbblea

rn/src/main/java/Louvain。

3.3 芯片光刻技術產學研協同創新機理

3.3.1 純粹理性—實踐理性—技術知識整合機理

據統計，在芯片光刻技術領域產學研協同創新網絡中，企業占總體協同主體的比重最大(83.5%)；科研機構次之，占比9.6%；大學最少，占比6.9%。由表2可知，前10名企業分別為荷蘭阿斯姆公司、日本索尼電子、韓國三星電子、中國臺積電、日本佳能、日本東芝電子、日本富士公司、日本松下電子、韓國海力士電子和美國豪威科技公司；前10位科研機構分別為日本半導體能源實驗室、日本國家高級工業科技研究所、韓國電子通信研究院、韓國漢陽大學工業合作社、韓國先進科學技術研究院、中國中科院微電子所、東京技術研究院、德國弗勞恩霍夫協會、中國臺灣工業技術研究所和美國帕洛阿爾托研究中心；前10位大學分別為中國清華大學、華中科技大學、復旦大學和華南理工大學，日本靜岡大學和東北大學，美國麻省理工學院和加州大學，以及韓國延世大學。

綜上所述，芯片光刻技術創新所需知識來源于荷蘭阿斯姆公司、日本索尼電子等企業的技術知識，日本半導體能源實驗室、日本國家高級工業科技研究所等科研機構的實踐理性知識，以及中國清華大學、日本靜岡大學等大學的純粹理性知識。首先，產學研3類協同創新主體之間及其內部知識都存在一定程度的知識勢差，這種勢差加速了協同網絡中的信息交流和資源流動，為技術創新提供了條件和土壤；其次，3類協同創新主體之間、每種類型內部知識的異質性能夠有效提升網絡成員對外界技術的敏感度，打破自身認知障礙，激發自身創造力，降低創新成本和風險，最終促進芯片光刻技術創新。

表2 產學研協同主體占比排名Tab.2 Ranking of industry-university-research institution collaborators

3.3.2 主導者—橋梁—輔助者協同機理

基于權力分配理論，芯片光刻技術產學研協同創新網絡中的要素被分成全局主導者、局部主導者、橋梁和輔助者4種角色。如圖5所示，韓國三星電子(SMSU-C)、美國克羅斯泰克公司(CROS-C)和美國愛特梅爾公司(ATML-C)分別為典型的全局主導者、局部主導者和輔助者，日本昭和大學(UYSH-U)、美國麻省理工學院(MASI-U)、日本拓普康公司(TOKI-C)和中國南京師范大學(UYNA-U)為典型的圈外協調人、聯絡官、圈內協調人和守門人角色。

圖5 芯片光刻技術主導者—橋梁—輔助者協作框架Fig.5 "Leader-bridge-helper" collaboration framework of chip lithography technology

在芯片光刻技術產學研協同創新網絡中，同時具有較大信息權力和聯系權力的全局主導者主要包括韓國三星電子、日本東芝電子、日本松下電子、美國國際商業機械公司、荷蘭阿斯姆公司；具有較大信息權力但聯系權力較弱的局部主導者主要包括日本日立高技術公司、比利時微電子中心和美國克羅斯泰克公司；日本大阪大學、昭和大學、靜岡大學、德國弗勞恩霍夫協會、韓國先進科學技術研究所、日本羅姆半導體、美國英特爾和中國聯華電子扮演橋梁角色；西比克微電子公司、艾比根公司和惠普公司扮演輔助者角色。

圖5(1)中協同主體為韓國三星電子公司，與其具有直接合作關系的組織數量有30個，且其是到達整個網絡中剩余節點平均路徑最短的節點，擁有較強的引領能力；其次，該節點共擔任了860次中介角色，具有較強的傳導能力，所以其是典型的具有顯著引領能力的全局主導者角色。圖5(2)為美國克羅斯泰克公司，其擁有7個直接合作伙伴，具有一定的引領能力，共擔任過18次橋梁，同時也發揮一定的信息傳導作用。該節點的引領作用和傳導作用較全局主導者弱，為芯片光刻技術領域產學研協同網絡中的局部主導者。圖5(3)為4種橋梁角色。其中，日本昭和大學在韓國三星電子、日本富士通等公司之間起信息傳遞作用，日本昭和大學擔任企業圈外協調人角色；美國麻省理工學院將路易斯安那州立大學、哈佛大學和科學研究實驗室聯系起來，在不同組織類型之間傳遞信息，擔任芯片光刻技術協同創新網絡聯絡官角色；日本拓普康公司將東芝電子、日本電氣等公司連接起來，在同類別群體內擔任信息傳遞和資源圈內協調人角色；中國高校南京師范大學在同類要素日本奈良大學和異類組織中國泰州海陵一馬商務信息、法國泰雷茲科技等公司之間發揮信息交流及資源共享的橋梁作用，擔任守門人角色。圖5(4)為協同網絡中的輔助者要素類型。其中，美國愛特梅爾公司在協同網絡中僅擁有英國E2V半導體公司一個直接合作伙伴，未表現出顯著的引領作用和傳導作用，輔助芯片光刻協同網絡中的主導者要素和橋梁要素，共同完成芯片光刻技術創新。

3.3.3 模塊化—松散耦合機理

考慮網絡主體的聯系緊密度和技術類別，本文將芯片光刻領域產學研協同創新網絡劃分為11個技術子模塊，如圖6所示。其中，w表示子模塊中組織數量占總體數量的比重，cc表示子模塊的平均聚集系數，箭頭上方文字為對應子模塊技術關鍵詞。由于有76.89%的芯片光刻領域專利數據都包含H01(基本電器元件)這一技術關鍵詞，因此為避免對子模塊分類產生干擾，對該技術關鍵詞作刪除處理。

圖6 芯片光刻技術產學研網絡模塊化結構Fig.6 Modular structure of industry-university-research institution collaboration network of chip lithography technology

在芯片光刻領域子模塊中，組織數量較多的子模塊包括：關鍵詞為“電記錄術、有機高分子化合物技術”的模塊7、關鍵詞為“有機化學、聲學技術”的模塊3和關鍵詞為“電通信技術、信息存儲技術”的模塊4，分別占比17.20%、12.95%和10.83%；參與組織數量較少的為模塊10(顯示技術和光學技術)和模塊2(印刷技術和基本電子電路)，分別占比4.46%和5.52%。內部聚集程度較高的模塊包括：關鍵詞為“拋光劑材料和測量測試”的模塊9和關鍵詞為“測量測試技術和表面化學處理技術”的模塊8，聚集系數分別為0.69和0.59；內部聚集程度較低的子模塊包括：模塊10(顯示技術和光學技術)和模塊6(電通信技術和醫學衛生學技術)，聚集系數分別為0.21和0.26。經計算，整體網絡模塊化指標Q值為0.251，表明芯片光刻技術產學研合作網絡整體結構呈現出一定程度“內部連接緊密，外部連接松散”的模塊化松散耦合特征。

4 結論與啟示

4.1 研究結論

本研究基于復雜系統管理理論，面向關鍵核心技術創新構建協同主體(資源整合)—協同關系(主體互動)—協同結構(系統涌現)產學研協同機理框架，并以芯片光刻技術專利合作網絡為例，借助社會網絡分析法解析該框架，得出如下結論：

(1)純粹理性—實踐理性—技術知識整合機理通過協同主體間的知識勢差和異質性知識激發創新主體創造力，是關鍵核心技術創新的有效途徑。在關鍵核心技術創新過程中，需要對來自產學研協同主體的技術知識、純粹理性知識、實踐理性知識進行解剖、吸收和重構，不同協同創新主體間的知識勢差能夠加速知識資源共享，知識之間的異質性能夠激發協同主體的創造力，從而降低創新成本和風險，促進關鍵核心技術的誕生。

(2)主導者—橋梁—輔助者權力分配規則能夠有效闡釋協同創新主體交互過程中嵌入性社會關系推動關鍵核心技術創新的價值增值過程。關鍵核心技術產學研協作系統內各主體之間按照主導者—橋梁—輔助者權力分配規則有意識地進行交互，在主導者組織的引領作用、橋梁組織的傳導作用以及輔助組織的輔助作用下自動形成有序結構，通過不斷協調交互主體之間的關系，使主體間分散的行動目標融合成合作網絡的共同目標，以提升交互效率、規避交易費用和成本，最終促使系統產生“整體大于部分之和”的效應，推動關鍵核心技術創新。

(3)模塊化—松散耦合網絡結構能夠消除主體之間的交互障礙、最大化釋放結構紅利，是產學研協同復雜網絡在系統結構層面涌現出的關鍵核心技術創新突破規律。具體而言，關鍵核心技術產學研協同復雜系統內部具有異質性功能的子模塊在相對獨立的基礎上與其它模塊進行交互作用，使整個協同系統具有穩定性的同時保持一定的靈活性，子模塊之間按照松散耦合原則相互連接，從而最小化信息冗余，減少沖突，降低機會主義風險，提高系統靈活性和可擴充性，提升要素可重用性，節約管理成本，提升整個系統合作效率，最終推動關鍵核心技術創新。

4.2 理論貢獻

(1)面向關鍵核心“卡脖子”技術創新構建純粹理性知識—實踐理性知識—技術知識整合、主導者—橋梁—輔助者主體協作和模塊化—松散耦合產學研協同機理框架，為堅決打贏關鍵核心技術“卡脖子”問題攻堅戰、加快實現高水平科技自立自強以及促進經濟高質量發展提供了理論啟示。

(2)將復雜系統管理理論引入協同創新研究，構建協同創新主體—關系—結構復雜系統管理框架，從復雜系統結構層面發展協同創新理論，從權力分配理論視角豐富了協同關系層面產學研互動機理，并從專利視角拓寬了其應用范圍，為技術創新過程中的產學研合作提供了理論支持和實踐指導。

(3)關鍵核心技術產學研協同創新不僅是技術研發活動，更是相應制度引導下國家創新發展戰略的體現，是具有中國特色的創新實踐活動。其中，網絡結構層面涌現的模塊化—松散耦合創新機理是復雜系統管理理論“整體上有，局部沒有”特征的典型表現，完善了具有中國特色的復雜系統管理理論應用場景。

4.3 實踐啟示

根據上述研究結論，本研究得出如下啟示：

(1)評估自身資源組合，有目的地尋找合作伙伴。企業應在明確自身發展階段的前提下，評估自身所擁有的知識資源，積極尋找符合自身戰略需求的異質性資源，主動、有目的地與目標主體建立聯系，努力提升自身創新能力。我國芯片光刻技術目前處于“大而弱”、核心關鍵技術受制于人的發展階段，參與國際產學研協同研發是提升我國自主創新能力的有效途徑。芯片光刻領域企業和科研機構應充分評估自身資源，通過大學機構的聯動作用，參與國際產學研協同創新活動，積極尋求滿足自身戰略需求的互補性資源。

(2)明晰網絡定位，提升協同創新能力。企業應對自身在協同創新網絡中的位置具有清晰認識，有針對性地制定發展規劃和戰略，提升自身掌握核心資源的協同能力，逐步向能夠引領關鍵核心技術發展走向的網絡主導位置靠攏。研究發現，在國際產學研協同創新網絡中，占據主導位置的創新主體大多來自日美韓德等國家，所以相關企業應明確自身定位，定向提升自身協同能力，掌握關鍵創新資源，提升在國際競爭中的話語權。政府應重點培養、扶持我國光刻技術領域世界一流創新主體，以科技領軍企業帶動該領域國家戰略力量提升。

(3)聚焦關鍵技術子模塊，有效連接內外部資源。國家層面，政府應根據我國當前發展階段和基本國情，適當引導、設置技術專業化模塊發展方案，體現積極推進、扶持或均衡關鍵核心領域發展的國家意志，有效利用行政手段汲取國內外優勢資源。研究發現，“顯示技術和光學技術”子模塊和“電通信技術和醫學衛生學技術”子模塊領域內部聚集程度較低，模塊內部協同創新主體之間的聯系較弱，“顯示技術和光學技術”子模塊和“印刷技術和基本電子電路”子模塊組織參與程度較低，因此政府應加強政策引導，加速系統結構創新紅利的實現。企業層面，關鍵核心技術企業應以“補短板、鍛長板”為原則設置技術子模塊戰略。在薄弱模塊領域，積極連接外部資源，取他人之長補自身之短；在優勢子模塊領域，蓄力鍛造具有核心競爭力的子模塊，提升自身在專業化細分領域的引領能力和話語權。

(4)完善相關法律法規，為協同創新順利進行提供制度保障。首先，政府應基于系統觀視角完善產學研合作制度創新和激勵政策體系設計，從產學研合作參與主體、非線性交互關系和系統結構3個層面強化國家戰略科技力量，加快構建和完善關鍵核心技術基礎研究和原始性產學研協同創新體系；其次，持續完善相關產權分配制度，為產學研聯合攻關與突破性創新提供良好的利益分配制度保障，激勵形成關鍵核心技術攻關的合作氛圍和文化環境；再次，企業應積極營造開放、融合、包容、韌性的企業文化，為全面提升企業協同創新能力和自主創新成效提供制度條件，使企業成長為有效支撐高水平科技自立自強的世界一流企業、科技領軍企業或專精特新創新型中小企業。