顛覆性技術多元投入機制研究
中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 2023年12月,中央經(jīng)濟工作會議在北京舉行,強調“要以科技創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,特別是以顛覆性技術和前沿技術催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新動能,發(fā)展新質生產(chǎn)力”。顛覆性技術(disruptive technologies)是指對某個應用領域或行業(yè)產(chǎn)生顛覆性效果的技術,由美國哈佛商學院教授克萊頓?克里斯坦森在1995年首次提出,隨后得到了政府、學術界和企業(yè)界的廣泛關注。面對全球科技創(chuàng)新、大國格局和經(jīng)濟發(fā)展的深刻變化,顛覆性技術作為實現(xiàn)先發(fā)優(yōu)勢和技術突襲的先導力量,正逐步向國家戰(zhàn)略引領的高度發(fā)展,成為世界科技強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劃局(DARPA)為牽引,多元主體參與的顛覆性技術常態(tài)化投入和培育機制,誕生了互聯(lián)網(wǎng)、隱形飛機、全球定位系統(tǒng)(GPS)等“改變游戲規(guī)則”的顛覆性技術。受DARPA的啟發(fā),日本推出了顛覆性技術創(chuàng)新計劃(ImPACT),旨在通過發(fā)展顛覆性技術和顛覆性創(chuàng)新推動國家工業(yè)和社會發(fā)展,實現(xiàn)革命性變化。為應對其他國家正在部署顛覆性技術的現(xiàn)實需要,俄羅斯成立了先期研究基金會,以支持顛覆性技術的探索并推動顛覆性技術的儲備。歐洲發(fā)表了《歐洲聯(lián)合顛覆性倡議》,以鼓勵進取和突破性的觀念,以期重新獲得技術領先地位。中國也高度重視顛覆性技術,習近平總書記在江蘇調研時強調,“現(xiàn)在信息技術飛速發(fā)展,顛覆性技術隨時可能出現(xiàn),要走求實扎實的創(chuàng)新路子,為實現(xiàn)高水平科技自立自強立下功勛”。然而,如何發(fā)展和培育具有變軌性、不確定性和高風險性的顛覆性技術創(chuàng)新,國家層面應該如何投入適應顛覆性技術特性、推動顛覆性技術創(chuàng)新,是政策制定者和學術界關注和探討的焦點問題。
投入是技術創(chuàng)新最重要的驅動力。現(xiàn)代科學分化細密,全球創(chuàng)新密集活躍,技術綜合化、創(chuàng)新復雜化現(xiàn)象日益突出,任何個人、企業(yè)甚至國家都不可能壟斷性地占有全部科學技術知識和完成技術創(chuàng)新全過程。多元投入作為資源集聚、風險分擔的有效模式,已經(jīng)成為當前技術創(chuàng)新的主要手段。但是作為一個全新的概念,顛覆性技術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遇,探索顛覆性技術多元投入機制,提升顛覆性技術創(chuàng)新效率,是當前中國發(fā)展顛覆性技術面臨的重大戰(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成長過程和技術特性,從實踐出發(fā),以案例研究為支撐,解析投入實踐,總結投入模式,實現(xiàn)了從顛覆性技術創(chuàng)新機理到創(chuàng)新實踐的多元投入機制的系統(tǒng)構建。
創(chuàng)新視角下顛覆性技術多元投入機制的理論認識
創(chuàng)新視角下顛覆性技術多元投入的內涵認識
顛覆性技術投入的最終目標是實現(xiàn)顛覆性技術創(chuàng)新,在技術創(chuàng)新過程中認識技術投入對提高投入效率、促進技術創(chuàng)新具有重要的指導意義。技術創(chuàng)新的提出起源于熊彼特的創(chuàng)新理論,熊彼特認為“創(chuàng)新”是新生產(chǎn)函數(shù)的建立。此后,國內外眾多學者從不同層次和不同視角對技術創(chuàng)新進行了研究,逐漸形成了技術創(chuàng)新理論。該理論認為技術創(chuàng)新是一個過程,從基礎科學研究開始,歷經(jīng)應用研究、技術開發(fā),直至商業(yè)產(chǎn)品的示范和部署。顛覆性技術創(chuàng)新是技術軌道的轉換,并非現(xiàn)有技術延長線上的創(chuàng)新,其創(chuàng)新過程既符合一般技術的創(chuàng)新理論,但又有其特殊性。結合技術的成長特性,顛覆性技術創(chuàng)新過程需要經(jīng)歷原理驗證、工程驗證和商業(yè)驗證3個階段(圖1);一項顛覆性技術從早期的原理驗證到通過工程驗證,再到大規(guī)模的商業(yè)驗證等一系列的活動通常需要不斷擴大投入規(guī)模;以政府為主的公益性支持和以社會為主的營利性支持是技術投入的2個主要方面,投入的性質和投入的數(shù)量隨著顛覆性技術的演進階段而不斷地動態(tài)調整和變化。政府的公益性支持主要集中在原理驗證階段,社會的營利性支持主要集中在商業(yè)驗證階段,工程驗證階段的投入稍顯薄弱,容易出現(xiàn)技術創(chuàng)新的“死亡谷”(圖1)。
原理驗證階段。顛覆性技術創(chuàng)新原理驗證階段重點是驗證顛覆性技術原理是否可行,包括概念萌芽和概念驗證2個步驟。概念萌芽是通過“科學突破”“應用牽引”“創(chuàng)新思維”等顛覆性技術的產(chǎn)生途徑找到下一個軌道的起點。概念驗證則是要驗證顛覆性概念在技術原理上的可行性,包括主導技術、支撐技術、輔助技術的原理可行性。與一般技術相比,顛覆性技術原理驗證階段更加復雜和具有挑戰(zhàn)性,通常涉及創(chuàng)新、前沿或尚未被證明的概念。
工業(yè)驗證階段。一旦顛覆性技術的基本原理得到驗證,接下來進入原理轉化為可實施的工程方案的工程驗證階段。該階段包括實驗室內生產(chǎn)和具備原型機生產(chǎn)能力2個步驟,重點是確保顛覆性技術在實際環(huán)境中的可靠性、穩(wěn)定性和可擴展性。在這個過程中,顛覆性技術需要開發(fā)全新的技術架構或解決技術工程化面臨的問題,如缺乏價值鏈相關主體、生產(chǎn)體系的配套等問題。與一般技術相比,顛覆性技術工程驗證階段面臨更大的技術挑戰(zhàn)。
商業(yè)驗證階段。顛覆性技術在商業(yè)驗證階段需要創(chuàng)造全新的市場或改變現(xiàn)有的市場規(guī)則,該階段的重點是驗證市場需求、商業(yè)模式的可行性。作為一個全新的軌道,顛覆性技術在商業(yè)驗證階段所需的商業(yè)模式、商業(yè)支撐條件、商業(yè)配套設施均不具備或不完善,面臨更多的風險和不確定性。相比之下,一般技術通常更加專注于改進現(xiàn)有技術或解決特定問題,在商業(yè)化過程中面臨較少的不確定性。總之,顛覆性技術創(chuàng)新從原理驗證到商業(yè)驗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,一般技術更多的是現(xiàn)有技術延長線上的創(chuàng)新,更側重于對現(xiàn)有技術的改進和優(yōu)化,以提高效率、降低成本或增加功能,目標是增量式的改進而非徹底的變革。
根據(jù)以上創(chuàng)新過程理論,結合創(chuàng)新要素,筆者認為多元的概念有3個方面內容:投入主體的多元,即包括政府、高等院校、科研院所、傳統(tǒng)金融機構、風險投資、科技孵化平臺等多個投入主體;投入要素的多元,即資金、人才、信息、數(shù)據(jù)、管理、基礎設施等多種創(chuàng)新要素的協(xié)同組合;投入機制的多元,顛覆性技術創(chuàng)新需歷經(jīng)多個階段,階段不同,特性和需求不同,因此需采用不同的投入機制。顛覆性技術多元投入機制是根據(jù)顛覆性技術階段和需求,調動多種投入主體,協(xié)同組合多種創(chuàng)新要素,并以合適的機制和方式作用到研發(fā)團隊、初創(chuàng)團隊、微小公司、創(chuàng)新公司等創(chuàng)新主體中,實現(xiàn)技術創(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,最終達到科學、技術、經(jīng)濟和社會等諸多領域的有效互動(圖2)。
創(chuàng)新視角下顛覆性技術的投入機理
顛覆性技術投入隨著原理驗證、工程驗證、商業(yè)驗證的階段不同、技術特性不同、需求不同而不斷地變化。投入過程中需要注意的是,現(xiàn)實情況中顛覆性技術非常復雜,并不是一個從原理驗證,到工程驗證,再到商業(yè)驗證的線性過程。顛覆性技術來源廣泛。作為以效果定義的技術,顛覆性技術既來源于科學原理的突破,也孕育在應用驅動之中,更易出現(xiàn)在問題導向的設計之中。顛覆性技術復雜多變。顛覆性技術是一個集群概念,具有復雜的內在結構。在組成上,顛覆性技術包含核心技術、輔助技術、支撐技術,具有跨學科、多領域、發(fā)展不同步的特性。在發(fā)展上,顛覆性技術是非連續(xù)性的技術,發(fā)展過程伴隨著大量的技術轉移、技術集成和二次創(chuàng)新,生長過程沒有路徑依賴,無法預演,更無法預判,過程充滿了突變性。因此,顛覆性技術實際上是一個在創(chuàng)新階段中各組成部分相互作用、相互交織而形成的復雜動態(tài)演化系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的投入需要多種創(chuàng)新要素匯聚、融合、試錯、收斂,推動形成原理驗證階段以知識的流動為核心、工程驗證階段以技術的流動為核心、商業(yè)驗證階段以資本的流動為核心的顛覆性技術創(chuàng)新(圖3)。
創(chuàng)新視角下顛覆性技術多元投入機制的案例研究
案例研究是探究某一特定社會現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展原因和機制的一種重要方法。多案例分析能夠呈現(xiàn)出類似于試驗研究的分析框架,有利于創(chuàng)新動態(tài)演化過程的對比分析。本文根據(jù)顛覆性技術階段分布,調研了多種不同類型的創(chuàng)新主體,以完善顛覆性技術多元投入機制的構建。
在案例的選取中,結合顛覆性技術創(chuàng)新階段,主要從技術和投入主體2個層面綜合考慮,旨在突出“顛覆性”和“多元化”2個方面。在技術層面,按照顛覆性效果顯現(xiàn)的時間維度,選取了3類研究對象:為顛覆性技術的未來發(fā)展提供持續(xù)的動力和支撐的原創(chuàng)科學思想,如美國霍華德?休斯醫(yī)學研究所(HHMI);當前正在對傳統(tǒng)相關技術領域引發(fā)顛覆性變革的金屬增材制造技術、人工智能技術和物聯(lián)感知技術的顛覆性應用;已對傳統(tǒng)汽車領域產(chǎn)生顛覆性效果的新能源電動車技術領域,如中國新能源電動車案例。其中,金屬增材制造技術、人工智能技術、物聯(lián)感知技術的顛覆性應用分別以西安鉑力特增材技術股份有限公司(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”)和西安天和防務技術股份有限公司(以下簡稱“天和防務”)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)等多類主體。隨后,本文進一步選取了北京新曦顛覆性技術創(chuàng)新基金會(以下簡稱“顛覆性技術基金會”),中科創(chuàng)星科技投資有限公司(以下簡稱“中科創(chuàng)星”)、杭州光學精密機械研究所(以下簡稱“杭光所”)3個科技孵化平臺,研究相關案例在顛覆性技術領域有相關投入的主體,以進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、技術特征、投入需求和作用形式4個方面深入研究不同技術的投入機制,分析投入模式,并結合創(chuàng)新過程從橫向和縱向2個維度進行對比,總結同一階段投入價值導向和投入歷程的演化,以實現(xiàn)從階段到過程的投入系統(tǒng)的構建。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、雜志的二手數(shù)據(jù),其中,內部訪談數(shù)據(jù)和公開的二手數(shù)據(jù)是主要數(shù)據(jù)來源。
顛覆性技術原理驗證階段投入案例研究
原理驗證是從科學原理的突破、拓展,到實現(xiàn)概念驗證的階段。這一階段研究周期長、未知性強、探索性高,投入面臨時間長、風險大、投入產(chǎn)出比無法保證、過程無法干預等挑戰(zhàn)。在這種階段特性和投入挑戰(zhàn)下,形成了支持原創(chuàng)科學思想的“投人”模式,鏈接主體、匯聚資源的項目匯聚模式,培育生態(tài)的投機構模式等多種投入模式。
支持原創(chuàng)科學思想的“投人”模式
原創(chuàng)的科學思想是技術創(chuàng)新的靈魂,也是顛覆性技術創(chuàng)新的源頭。原創(chuàng)科學思想投入機制的研究是對顛覆性技術創(chuàng)新科學源頭的探索,屬于構建顛覆性技術多元投入機制系統(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多位諾貝爾獎得主,資助的研究在基因編輯、光學成像和生物成像等技術領域取得了重大突破,如CRISPR-Cas9技術、DNA顯微鏡技術,為基因編輯技術等重大顛覆性技術的產(chǎn)生奠定了重要的基礎。深入研究HHMI原創(chuàng)科學思想的投入機制對顛覆性技術多元投入機制系統(tǒng)的構建具有重要意義。
HHMI作為美國最大的私立非營利性醫(yī)學研究機構之一,成立的宗旨是以公益性方式資助基礎醫(yī)學相關領域重大原始創(chuàng)新和科學難題的持久攻關。基于原創(chuàng)思想偶然性強、關鍵靈感在于人等特性,HHMI在投入過程中強調“人”在原始創(chuàng)新中的重要作用,形成了獨特的“投人”模式(表1)。HHMI首先確立了“人,而非項目”(people, not project)的資助理念,主要資助創(chuàng)新、敢于冒險、有開拓精神的一流科學家,而不是某個具體的研究方案。圍繞這一理念,HHMI以公益性的方式投入了大量的資源、充足的時間和充分的自由度,并制定了一系列唯原創(chuàng)性的評審準則及相應的保障機制,確保研究人員能夠心無旁騖地開展高風險的、不可預估的原創(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、匯聚資源的項目匯聚模式
顛覆性技術并不是一個單一的技術,而是一個由主導技術、支撐技術和輔助技術組成的技術群。與主流技術相比,顛覆性技術的支撐技術和輔助技術均不成熟。這導致顛覆性技術發(fā)展初期難以嵌入現(xiàn)有的技術體系,且缺乏目標場景的牽引。因此,在原理驗證階段,顛覆性技術不僅需要長期持續(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、收斂來實現(xiàn)技術的協(xié)同發(fā)展和潛在應用場景的互動。作為金屬制造領域典型的顛覆性技術,鉑力特的金屬增材制造技術在發(fā)展初期形成的項目匯聚的投入模式便是解決上述挑戰(zhàn)的良好實踐(圖5)。
鉑力特的金屬增材制造核心技術源于西北工業(yè)大學黃衛(wèi)東教授團隊激光熔覆式成型技術(LMD)的研究。鉑力特成立之前,LMD技術的研究主要在西北工業(yè)大學進行,政府財政的公益性投入是該階段技術發(fā)展的資金來源,主要以科技項目的方式投入。但是單一的科技項目不足以支持長期的研究,因此技術發(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)等多個主體多個科研項目的支持,呈現(xiàn)出項目匯聚的投入模式(圖5a)。在多個項目的支持下,LMD技術與相關技術的優(yōu)勢單位、潛在的應用場景(醫(yī)學、航空)建立了聯(lián)系,實現(xiàn)了資源的匯聚和主體的鏈接(圖5b)。通過技術與技術、技術與場景之間的不斷試錯、收斂,金屬增材制造相繼實現(xiàn)了核心技術(激光定向凝固等相關技術)、支撐技術和輔助技術(原材料、工藝、設計和裝置)的突破,于2007年成功制備了一臺原型樣機,完成了原理驗證階段的技術儲備(圖6)。
培育生態(tài)的投機構模式
顛覆性技術的投入機制不僅受到階段的影響,與技術特性也息息相關。北京市發(fā)展人工智能技術的投入方式就深受其技術特性的影響。作為引領未來的戰(zhàn)略性技術,人工智能被認為是將引發(fā)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術,人工智能技術投入機制的案例分析是顛覆性技術多元投入機制系統(tǒng)構建的重要部分。人工智能技術滲透性強、協(xié)同性高,具有極強的工程融合和場景應用能力,發(fā)展過程極大地依賴生態(tài)的支持。針對以上技術特性,為進一步促進人工智能技術原理驗證階段的創(chuàng)新發(fā)展,北京市政府成立了智源研究院,以機構為載體、以技術特性和需求為導向,在人工智能領域投入了多元的創(chuàng)新要素,包括靈活的政策、充足的資金、先進的基礎設施、多元的應用場景等(圖7)。同時,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用場景投入了大規(guī)模、高質量、多元化的數(shù)據(jù),建立了全球最大預訓練語料庫WuDaoCorpora、“一帶一路”多語言數(shù)據(jù)集和中阿雙語數(shù)據(jù)集在內的開放數(shù)據(jù)集FlagData。在機構的牽引下,以上投入要素相互鏈接、相互作用,為人工智能技術的發(fā)展打造了良好的生態(tài),在實踐中形成了培育生態(tài)的投機構模式。在以上投入模式下,智源研究院建立了靈活的運行機制,包括快速的決策機制、績效為主的評價機制、支持科技成果轉化的產(chǎn)權激勵機制、負面清單管理機制和開放共享的資產(chǎn)管理方式。機制的優(yōu)勢加之以上資源的匯聚使得智源研究院能夠充分調用經(jīng)費、人才、設施等各方資源,形成了行業(yè)應用、算法模型和軟硬平臺的協(xié)同發(fā)展的格局,并取得了一系列量質并重的成績。
顛覆性技術工程驗證階段投入案例研究
工程驗證是顛覆性技術工程化的階段,也是技術產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化必經(jīng)的一個中間規(guī)模的生產(chǎn)試驗和營銷試驗過程。這一階段存在生產(chǎn)風險和市場營銷等多重風險,具有極大的工程不確定性,面臨主體增多、風險增大、需要技術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、社會資本參與的“公私結合”模式、風投機構的“科技生態(tài)雨林模式”和社會資本為主的“信任股權”模式等多種投入模式。
政府引導、社會資本參與的“公私結合”投入模式
在工程驗證階段,技術逐漸脫離科學的公益化屬性,呈現(xiàn)出技術資產(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,顛覆性技術基金會提供了一個良好的實踐案例。顛覆性技術基金會是由科學技術部和北京市政府成立的公益性基金會,旨在幫助顛覆性技術跨越技術創(chuàng)新的“死亡谷”。針對技術屬性過渡的階段特點,投入資金由政府和社會資本共同組成,呈現(xiàn)出政府資金引導、社會資本參與的投入模式(圖8)。在以上投入模式下,基金會設立了一套由明確的資助范圍、規(guī)范的篩選機制、靈活的動態(tài)支持、全生命周期的投后管理和寬容失敗的評價準則等組成的投入機制,以提高技術轉化的成功率。
社會資本為主的“信任股權”投入模式
顛覆性技術工程驗證階段是中間規(guī)模的生產(chǎn)試驗和營銷試驗階段。資金需求量大,投入主體類型多,既需要科學家,也需要政府和企業(yè)家。然而,在技術工程轉化過程中,政府、科學家和企業(yè)家三者認知不一,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行工程轉化;科學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,工程驗證階段風險重重、矛盾重重。在應對以上困難中,鉑力特的投入模式頗具代表性。在成功售出國內第一臺大型金屬3D打印商用化設備后,2011年黃衛(wèi)東教授著手成立了“前鉑力特”,金屬增材制造進入了工程驗證的發(fā)展階段。面對資金需求、生產(chǎn)風險和思維矛盾,鉑力特以信任為紐帶鏈接多種投入主體。鉑力特初始成立時的資金主要由技術創(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分配保障技術的誠信交易,形成了“信任股權”的投入模式。在以上投入模式下,鉑力特完成了工程驗證階段的生產(chǎn)試驗和營銷試驗,開始逐漸向商業(yè)化發(fā)展。
科技生態(tài)雨林投入模式
早期的投資機構和科技孵化平臺是顛覆性技術工程驗證階段的重要投入主體,也是促進人才、資金等要素與技術深度融合的重要推動力。這類機構的投入模式對工程驗證階段多元投入機制的構建極具價值。中科創(chuàng)星和杭光所是國內“硬科技”投資、孵化的領先機構,專注于“硬科技”領域天使輪、A輪及以后的技術投資和孵化。中科創(chuàng)星和杭光所不僅在“硬科技”領域投入成效顯著,在量子科技、智能制造、人工智能等顛覆性技術領域也孵化了如本源量子計算科技(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),是國內科技孵化平臺的典型代表。經(jīng)過實地調研和案例研究,總結了這類機構“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個方面(圖9):以商業(yè)價值篩選投資賽道,“硬科技”投資門檻高,要有洞察技術長期趨勢的能力,需要由既懂科技又懂產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新型人才從商業(yè)價值出發(fā)選準賽道,這是“硬科技”投資的關鍵。個性化培育,根據(jù)技術所處階段不同,洞悉技術發(fā)展痛點,提供“資本+服務”多元化組合,解決技術成長過程中的關鍵難題。“授人以漁”式的創(chuàng)業(yè)培訓,科技成果轉化需要從科研思路轉化為產(chǎn)業(yè)思路,創(chuàng)業(yè)培訓能夠讓科學家盡快地實現(xiàn)思路的轉化,培養(yǎng)科學家創(chuàng)新思維,讓科學家和企業(yè)家實現(xiàn)同頻共振,促進技術的信任交易。
顛覆性技術商業(yè)驗證階段投入案例研究
跨過工程驗證階段的“死亡谷”,技術的不確定性降低,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,進入了商業(yè)驗證階段。這一階段社會資本的投資意愿增強,創(chuàng)新主體以企業(yè)為主,政府作用逐漸弱化,還權于市場,主要目標是服務客戶,面臨的核心挑戰(zhàn)是市場風險。在以上階段特性和投入挑戰(zhàn)下,形成了資本社會化、研發(fā)社會化和政府引領等多種投入模式。
資本社會化的投入模式
隨著鉑力特的金屬增材制造技術日趨完善,技術發(fā)展進入商業(yè)驗證階段。在這一階段,鉑力特市場份額不斷增加,技術發(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化成廣泛的社會資本,形成了資本社會化的投入模式。在社會資本的支持下,鉑力特圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈,建立了涵蓋設計、研發(fā)、制造、檢測、質量監(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,實現(xiàn)了快速的商業(yè)驗證和商業(yè)迭代,推動技術的商業(yè)化進程。
研發(fā)社會化的投入模式
作為從邊緣到主流的技術,顛覆性技術從開發(fā)全新的技術架構到匹配價值鏈主體再到形成自主完整的研發(fā)生產(chǎn)體系、面向市場進行商業(yè)驗證,往往需要很長的時間。很多大型企業(yè)具有充足的資本和資源,有時會根據(jù)技術特性和市場需求,利用資金或其他資源優(yōu)勢,選用研發(fā)社會化的投入模式,縮短自主研發(fā)時間,從而快速靈活地應對市場變化。在研發(fā)社會化的投入模式中(以谷歌和天和防務為例),企業(yè)會根據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略或市場變化確定投入目標和方向,隨后在社會上尋找優(yōu)勢技術和人才,以投資、并購、合作或購買等方式對核心技術和人才進行整合,融入到企業(yè)的創(chuàng)新鏈或發(fā)展戰(zhàn)略中,最終實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新,投放市場,獲取經(jīng)濟利益(圖10)。谷歌在發(fā)展人工智能技術時就以巨量現(xiàn)金的優(yōu)勢收購了DeepMind、DNNresearch、Emu、Jetpac、Timeful等人工智能領域的多個初創(chuàng)企業(yè),并與麻省理工學院、牛津大學、劍橋大學、HHMI等全球頂尖高校和科研機構開展系列合作,以逐漸完善其在人工智能領域的戰(zhàn)略布局。天和防務在開發(fā)物聯(lián)感知技術在安全領域的應用時就以投資、合作等方式整合西安及其他高校的優(yōu)勢技術和人才資源,以逐漸完善其在物聯(lián)感知技術領域的戰(zhàn)略布局。以上投入模式的核心是以社會化的研發(fā)縮短創(chuàng)新周期,從而實現(xiàn)快速的技術迭代和市場驗證,通過短期的試錯實現(xiàn)長期的收益。
政府引領的投入模式
商業(yè)驗證階段創(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,政府引領的投入模式往往會加速整個商業(yè)驗證階段的推進,實現(xiàn)技術的快速商業(yè)應用。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和多元投入(圖11)。2009—2012年,政府確立了電動汽車的發(fā)展戰(zhàn)略,隨后通過研發(fā)投入和直接補貼,在全國多個城市引入新能源汽車試點項目,優(yōu)先在公共領域推廣部署,加速了技術在應用場景中的更新迭代。2013—2017年,隨著空氣質量、能源安全與汽車產(chǎn)業(yè)振興目標的多重驅動,電動汽車的產(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)補貼階段向激勵與法規(guī)標準相結合的模式轉變,進一步釋放市場潛力。在整個投入過程中,頂層設計、戰(zhàn)略確立是核心,產(chǎn)業(yè)規(guī)劃是引領,試點項目、激勵政策和法規(guī)標準等制度投入是主要驅動力。隨著以上投入模式的進行,我國擁有領先的量產(chǎn)動力電池技術且不斷創(chuàng)新,迅速成長為全球最大的新能源汽車市場。
顛覆性技術多元投入機制的系統(tǒng)構建
顛覆性技術是一個從原理驗證,到工程驗證,再到商業(yè)驗證的過程。從早期原理驗證到大規(guī)模的商業(yè)驗證過程中,技術投入由公益性支持到營利性支持進行不斷動態(tài)變化,并根據(jù)階段特性、投入挑戰(zhàn)和社會條件衍生出許多不同的投入機制。因此,顛覆性技術多元投入機制的構建應以宏觀的創(chuàng)新視角,遵循科技創(chuàng)新的基本邏輯,同時要結合自身的特征和演化規(guī)律,從實踐出發(fā),實現(xiàn)從創(chuàng)新機理到創(chuàng)新實踐的顛覆性技術多元投入機制構建(圖12)。
原理驗證階段。求是、求真是該階段的價值導向,即要認識事物的本質,拓展人類認知的邊緣;技術發(fā)展呈現(xiàn)點式突破,研究過程具有周期長、未知性強、偶然性高等特點,投入面臨目標無法明確、收益無法保證,過程難以干預等挑戰(zhàn)。在以上特性和挑戰(zhàn)下,原理驗證階段形成了“投人”模式、項目匯聚模式和投機構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)定的投入支持高風險原創(chuàng)科學思想的產(chǎn)出;項目匯聚的模式的核心是實現(xiàn)資源的匯聚和主體的鏈接,促進技術的快速試錯和迭代;投機構模式的核心是依據(jù)具體技術的特性和需求,培育適應技術發(fā)展的創(chuàng)新生態(tài)。
工程驗證階段。工程有效是該階段的價值導向,即要實現(xiàn)技術原理的工程化,實現(xiàn)技術原理在實踐中的應用;技術發(fā)展呈現(xiàn)綜合集成的特點,該階段存在生產(chǎn)風險和市場營銷等多重風險,具有極大的工程不確定性,投入面臨主體增多、風險增大、需要技術和市場的綜合判斷等挑戰(zhàn)。在以上特性和挑戰(zhàn)下,工程驗證階段形成了“公私結合”模式、“信任股權”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,“公私結合”模式的核心是政府引導、社會資本參與,逐步實現(xiàn)技術由公益性支持向營利性支持的轉化;“信任股權”模式的核心是“朋友圈”融資,以人的信任為基礎,建立技術的信任交易體系,緩解資金需求、認知矛盾,實現(xiàn)風險共擔;科技生態(tài)雨林投入模式的核心是針對工程風險和投入挑戰(zhàn),集資源、人才于一體,打造促進科技發(fā)展的生態(tài)雨林。
商業(yè)驗證階段。經(jīng)濟實用是該階段的價值導向,即要短時間內獲得技術的商業(yè)價值,實現(xiàn)技術變現(xiàn);該階段的不確定性由技術轉向了市場,投入面臨的挑戰(zhàn)是市場風險。在以上特性和挑戰(zhàn)下,商業(yè)驗證階段的投入呈現(xiàn)“八仙過海、各顯神通”的局面,典型的代表模式有資本社會化模式、研發(fā)社會化模式和政府引領模式等,以上模式的核心均是以快速的技術迭代和商業(yè)驗證,短期內實現(xiàn)商業(yè)利潤。
結語與啟示
顛覆性技術來源廣泛、結構復雜、路徑多變,既屬于技術的范疇,更蘊含著管理和變革的本質。在創(chuàng)新機理和創(chuàng)新目標的作用下,不同階段的顛覆性技術具有不同的技術特性、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創(chuàng)新視角,深入創(chuàng)新過程,剖析創(chuàng)新機理,從特性和挑戰(zhàn)出發(fā),總結了原理驗證階段支持科學原創(chuàng)思想的“投人”模式,鏈接主體、匯聚資源的項目匯聚模式,培育生態(tài)的投機構模式;工程驗證階段政府引導、社會資本參與的“公私結合”模式,社會資本為主的“信任股權”模式,科技生態(tài)雨林模式;商業(yè)驗證階段的資本社會化模式,研發(fā)社會化模式和政府引領模式。在主體上,涵蓋了政府、科研院所、高等院校、科技孵化平臺、企業(yè)等多個投入主體;在要素上,囊括了資金、人才、政策、基礎設施、信息、數(shù)據(jù)等多種創(chuàng)新要素;在模式上,凝練了“投人”、投機構、培育生態(tài)等多種模式,由此構建了多主體、多要素、多模式的顛覆性技術多元投入機制,以更好地認識和推動顛覆性技術的原理驗證、工程實現(xiàn)和商業(yè)落地,跨越技術創(chuàng)新的“死亡之谷”,提升顛覆性技術創(chuàng)新。
總之,顛覆性技術創(chuàng)新需要構建良好的生態(tài),形成主體鏈接、要素協(xié)同、場景融合的創(chuàng)新局面。當前,我國迫切需要加強政策環(huán)境供給,通過制定更加開放和包容的政策法規(guī),為顛覆性技術創(chuàng)新提供更廣闊的舞臺和更可持續(xù)的發(fā)展環(huán)境;同時,積極引導企業(yè)加大對技術研發(fā)和創(chuàng)新的投資力度,培育更多的創(chuàng)新型企業(yè)和項目;進一步發(fā)展壯大風險投資,為顛覆性技術創(chuàng)新提供更多的資金支持和風險保障,以共同促進顛覆性技術的涌現(xiàn)與應用,科技與經(jīng)濟深度融合,推動我國科技創(chuàng)新不斷實現(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,北京應用物理與計算數(shù)學研究所。《中國科學院院刊》供稿)