技经观察丨探究：前沿科技领域政策评估路径与策略——以美国“国家纳米计划”评估历程为例

纳米科学与技术属于基础类研究，该领域突破与发展，直接带动半导体、量子信息、mRNA、下一代能源等领域颠覆性创新。美国国家纳米计划始于2000年，至今美总统科技顾问委员会（President's Council of Advisors on Science and Technology，PCAST）已就国家纳米计划开展了7次全面性政策评估，为美政府阶段性制定和修改具体实施计划提供了有力支撑，极大促进了美国纳米产业发展，辐射并带动多个前沿领域技术突破。本文全面分析了PCAST针对国家纳米计划的历次评估，从评估设计、问题发掘、政策执行等角度对美国纳米技术领域政策评估路径与策略进行分析总结，以期带来新的思考和启示。

一、PCAST对国家纳米计划评估的设计与管理

在面对大型研发计划时，政策设计与管理的合理性成为各利益相关方的最大关切。特别是，美国家纳米计划（National Nanotechnology Initiative）在创立之初，全球纳米领域研究方兴未艾，多数技术研究更是处于“无人区”探索阶段。对此，美国国会在2004年批准了针对该计划的外部咨询申请，要求总统指定建立国家纳米计划咨询小组。同年7月，时任总统布什签署行政令，指定PCAST设立咨询小组，牵头开展对国家纳米计划评估。

（一）评估重点围绕“技术资助”

回望美国科技发展史，美国国家纳米计划是为数不多的历经五届美国政府持续资助的国家级研发计划。截止2023年，美政府对该计划累计投入已突破400亿美元。面对如此长期且大量的政府资金投入，PCAST对国家纳米计划技术资助领域的评估结果及建议具有标杆意义，备受美国历届政府关注。

PCAST重点分析资金“投入与产出”的合理性，既评估技术资助在全球排名，也分析技术投资对产业促进。PCAST细致调研了世界各国围绕纳米领域规划与投资，在2005年首份评估报告中做出关键判断：“国家纳米计划投资有助于美国保持全球科技领导地位”。2005年，全球围绕纳米领域的研发总投资约为40亿美元，美国政府在纳米领域投资约为10亿美元，占全球纳米领域总投入的四分之一，远高于其他国家对纳米技术的资金投入。同时，PCAST判断，美国政府投资也带动了全国纳米产业的快速发展。

据PCAST分析结论，美国国家纳米计划产出远超“发起之初设想”。2023年8月，PCAST发布第七版评估报告显示，美国家纳米计划在2022年对美经济增长贡献超过420亿美元，已超过该计划历史累计投入资金。美国家纳米计划确立了美在纳米研究领域的全球领导地位，直接带动6项诺贝尔奖诞生，推动美生物医药、量子信息、先进芯片等多个新兴产业快速发展。

（二）评估重点围绕“技术发展”

国家科技计划的重中之重是促进技术发展，PCAST评估也紧紧围绕技术发展目标，全面分析美纳米领域政策布局。

其一，关注技术发展的“成长性”。美国家纳米计划在发起时，全球尚无针对纳米领域成熟的研发路径。2000年1月，美总统克林顿在纳米倡议的演讲中就提到“全球纳米技术刚刚起步，后续可能需要二十年甚至更长时间的研究投入，才能真正实现纳米技术的价值”。对此，PCAST为评估政策设计的合理性，将评估的首要任务放在“分析纳米技术的趋势”。PCAST单独成立了技术咨询小组，邀请美国家实验室、大学、科技企业等机构不同领域的顶尖科学家参与其中，围绕美国家纳米计划政策设置是否符合技术的趋势展开战略性调研和评估。

综合来看，PCAST按照纳米技术发展规律与技术成熟度，以十年为一个周期，综合国家纳米计划与其年度战略实施计划目标，分别确定了不同发展阶段的技术目标。

具体如下：

 2001年—2010年，PCAST认为，该发展阶段为“发现纳米尺度新现象、特性、功能；创新研究工具；通过简单纳米级组件来改进现有产品”；

 2010年—2020年，PCAST认为，该发展阶段为“要将纳米技术学科研究提升为纳米科学与工程；大规模使用纳米技术；更为复杂的纳米系统”；

 2020年—至今，PCAST认为，该发展阶段为“纳米技术研发与其他新兴领域技术紧密衔接；创造新的学科、工程领域、制造范式”。

图1：美国纳米计划发展阶段与设计

其二，关注技术发展的“关联性”。纳米技术属于基础领域研究，其创新势必带动新的应用领域技术发展。因此，PCAST将纳米技术对其他应用领域的促进作为评估重点。

对此，PCAST单独评价纳米技术促进新兴领域效果。从2008年第二版评估开始，PCAST在评估中均单独评价纳米技术对其他领域创新促进，以此来证明美政策设计对新兴技术成长性的帮助。PCAST分析涉及生物医药、新兴材料、工业制造等行业。

在下一轮国家纳米计划战略制定时，美政府会参考PCAST评估结论和建议，关注交叉领域政策设计，进而促进纳米研究成果快速赋能新兴领域发展。该评估导向非常有益于新兴领域发展，成果也非常显著。例如在2020年，美国家纳米技术倡议委员会联合美国国家材料和制造委员会等机构对国家纳米计划成果进行回顾性调研时发现：“美国国家量子计划在很大程度上是美国国家纳米计划的产物”。

其三，关注技术发展的“安全性”。PCAST重点调研前沿技术“发展与安全”的合理性。在评估中，PCAST高度重视前沿技术领域突破对社会安全的影响。故此，PCAST在首次评估中就设立了“环境、健康和安全”部分，成为历次评估的必选项，回应了美国社会关于纳米材料与技术发展的安全风险担忧。例如，在2012年开展的第四版评估中，PCAST建议由美国国家科学技术委员会（NSTC）下属国家纳米科学、工程和技术小组委员会（NSET）牵头，建立联邦政府对于纳米技术“环境、健康和安全”领域的高层次、跨机构、负责任的治理架构。一方面，供政策制定者了解纳米计划成果对“环境、健康和安全”影响；另一方面，供联邦机构开展纳米产业的“环境、健康和安全”治理能力提升，更好的促进纳米技术成果赋能可持续发展。

此外，PCAST在评估中也提出将纳米技术“环境、健康和安全”融入纳米产业生态。2017年，PCAST提出设立多方利益评估机制，建议设立纳米材料与纳米技术产品市场化的“环境、健康和安全”标准。白宫科技政策办公室（OSTP）接纳了本项提议，在下一版修订的《国家纳米技术计划战略规划》中，把“支持将负责任的发展原则纳入纳米材料和纳米技术产品的研发和商业化”纳入其中。

（三）评估重点围绕“项目管理”

科研项目有效管理是推动技术发展的关键。PCAST评估高度关注美政府机构间合作、协同等科研项目管理环节存在的问题。

一方面，评估国家纳米计划管理机构设计合理性，避免职能交叉导致资源浪费。PCAST在评估中非常关注国家纳米技术顾问小组（NNAP）与国家纳米技术协调办公室（NNCO）、白宫科技政策办公室（OSTP）等机构管理职权划分。

NSTC旗下设立国家纳米科学、工程和技术（NSET）小组委员会、纳米技术环境与健康影响（NEHI）工作组。

图2：美国国家纳米计划组织架构

例如，领导管理方面，PCAST提出，国家纳米科学、工程和技术小组委员会（NSET）应由白宫科学技术政策办公室纳米技术助理主任和该计划参与机构之一的领导轮流担任联合主席，避免职权集中化。白宫科技政策办公室纳米技术助理主任应确保纳米计划中“重大技术挑战”的项目领导者均参与国家纳米科学、工程和技术小组委员会（NSET）管理；成果管理方面，PCAST提出，国家纳米科学、工程和技术小组委员会（NSET）应将“重大挑战”作为导向，与各联邦机构合作，设立相应阶段里程碑奖励，指导联邦研发人员开展项目成果攻关，白宫科技政策办公室应提供相关支持。

另一方面，评估国家纳米计划执行机构配合，为跨机构间合作奠定基础。PCAST在评估过程中发现，随着纳米技术不断发展，对于美国国家科学技术委员会(NSTC)统筹规划研发难度加大，需进一步加强联邦机构合作，将纳米技术逐渐融入各个联邦机构创新计划中。

例如，智能制造方面，PCAST建议由纳米科学、工程和技术小组委员会（NSET）牵头，确定纳米科学与纳米技术领域具有创新潜力的制造业研发机构与企业，将其纳入“国家制造创新网络计划”，便于纳米计划成果快速转化至制造业领域；成果转化方面，PCAST建议国家纳米技术协调办公室（NNCO）和商务部等机构合作发起一个以“纳米技术”为重点的年度发展论坛，以商务部产业创新网络为基础，将学术研究人员、风险投资、行业管理者（如生物、能源、农业等）集聚在一起，推动纳米技术成果商业化发展。美国在举办“Nanotech”年度会议基础上，由北卡罗来纳州商务部牵头，新增纳米技术商业化论坛（Nanotech Commercialization Conference），为科研人员和企业搭建展示尖端研究、产品和技术的平台，服务纳米技术企业融资、生产许可和业务发展。

二、评估的客观性与执行力是持续推动美纳米技术发展的关键

在大型研发计划发布后，执行情况客观反映了政策制定的合理性。连续、全面、客观的数据收集与分析既是评估政策的关键基础，也是下一步政府制定政策的主要依据。

数据收集层面，PCAST力求客观，全面收集该计划执行的数据情况。

一是PCAST在历次评估中全面对标了全球其他国家研发数据，从各国投资、战略设计、核心专利、标准制定等维度考量美国纳米技术发展情况。例如，在2008年，第二版评估中，PCAST调研了美国能源部所属阿贡国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、布鲁克海文国家实验室、橡树岭国家实验室、洛斯阿拉莫斯国家实验室等机构就纳米技术项目对外合作情况，包括：初创企业、工业企业、国外实体等，以此评估纳米领域国家实验室资源使用效率。此外，PCAST在评估中会横向对比其他国家技术进展，以此评估美国纳米技术发展情况，特别是关注中国等纳米技术发展迅猛的国家。

图3：2014年第五版评估中全球主要经济体纳米论文发表情况对比

二是PCAST在历次评估中非常关注对民众、企业、大学等实体的调研情况，分析各类纳米研发实体与行业对该计划的看法与建议，产出非常有指导性和前瞻性的行业建议。例如，PCAST在2014年评估中经过广泛的行业调研后首次提出：纳米领域重大技术挑战中应涵盖3D打印材料设计。此举切实引导了美国各机构在纳米领域围绕3D打印材料方面的项目研发。

三是PCAST在历次评估中客观搜集了各个实验室开展实验情况。从第二版评估开始，PCAST就开始分析全美纳米实验室及实验设施研发数据，并将其作为重要政策评价依据。在最新的第七版评估中，PCAST技术咨询小组为分析纳米技术研发趋势，调用并分析了2022年全美研究人员在国家纳米技术基础设施网络(NNCI)中16个主要设施的近100万小时设施使用记录。

政策执行层面，PCAST定点跟踪每次评估建议落实与各类政策执行情况，力求厘清执行偏差。

在评估建议落实方面，PCAST重点评价前一版评估建议执行与落实，特别是对标评估间隔期中历年预算分配与纳米战略计划，以此为基准核定评估建议是否落实落地。例如，为落实PCAST评估建议“加快推动纳米研究成果商业化”，美能源部启动了工业合作伙伴计划、商务部牵头设立先进制造联盟、美国国立卫生研究院将纳米技术成果纳入国家转化学科中心、NNCO设立行业和国家联络员职位。美国纳米技术成果转化由此加速，在PCAST第四次、第五次评估中，PCAST发现商业化产品显著增加。PCAST横向对比了2010-2015年间商业化情况，显示美国纳米商业化效率进一步提升，为美国发展下一代、可持续的纳米产业创造了良好基础。

政策建议层面，PCAST经过详实的分析，其评估建议直指美国家纳米计划发展面临的问题。

一是明确提出多学科交叉创新不足。PCAST在第五版评估中，针对纳米计划进入第二发展阶段时面临的问题进行梳理，发现白宫科技政策办公室并未有效组织和开展针对纳米领域的重大调整攻关，因此建议由白宫科技政策办公室牵头遴选一批纳米领域研发的重大挑战项目，组织多机构、跨学科研发攻关。

二是明确提出纳米领域人才培养不足。PCAST在历次评估中，针对美国在纳米领域的教育设计与人才培养提出了诸多有益建议，成功推动美国纳米领域人才培养。例如，在第五次评估中建议美国各级研究机构松绑研发团队，鼓励纳米领域科学家创业，并将纳米领域技术成果纳入国家制造创新网络计划；在第六次评估中，为有效衡量和把握美国纳米领域人才情况，建议由商务部牵头，设计一套指标评估体系，动态量化评估纳米领域各类人才培养情况。

三是大胆提出前瞻性举措，服务美国政府制定下一年度纳米计划预算与年度纳米技术战略计划。在PCAST评估中，不乏具有前瞻性的大胆建议。2023年第七版评估中，PCAST第一项政策建议即为“建议总统与国会合作，大幅修订或废除《21世纪纳米技术研究与发展法案》”。而2003年由时任总统布什签署的《21世纪纳米技术研究与发展法案》正是美国国家纳米计划执行的根本依据。PCAST提出该项建议，并非无稽之谈。PCAST在第七次调研后认为，美国家纳米计划确切推动该技术发展，定义和开创了诸多新兴领域，但现阶段美国纳米技术已臻成熟，并不需要再像前20多年一样，依靠国家层面大幅培植，可以进一步放权和简化该法案，由国家层面转型至各机构层面，弱化国家层面围绕纳米计划的管理成本支出。

并且，简化或大幅修改该法案并不等于美国放弃纳米研究，PCAST在此建议基础上，也提出由白宫科技政策办公室与国家科学技术委员继续合作，依托国家科学技术委员会旗下的纳米科学、工程和技术委员会开展纳米技术的战略规划与协调。

三、启示

回首PCAST在2005年至2023年间对国家纳米倡议连续七次的评估历程，美国纳米计划执行过程中存在不少问题与弊端，PCAST建议在落实过程中也出现了不少曲折，但不可否认，PCAST的科技政策评估促进了美国国家纳米计划的实施与成功落地。

探究美国PCAST纳米计划的评估历程发现：

一方面，客观、连续、落地的政策评估可以有效促进技术发展，切实推动了美国纳米科技产业发展成为具有全球影响力的顶尖产业集群，也加速了纳米产业对外拓展与成果转化的步伐，有效推动了半导体、生物医药等领域发展。

另一方面，面对前沿技术领域发展和探索，没有一成不变的发展定势，循序渐进式的评价可以有效斧正发展路线，一定程度避免技术发展的不确定性或路线误判风险。

参考文献：

[1] National Nanotechnology Initiative at 20 years: enabling new horizons [EB/OL]. https://link.springer.com/article/10.1007/s11051-023-05829-9 

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[12] Nanotech Commercialization Conference.[EB/OL] https://www.nano.gov/node/728 

[13] NNI 2011 Environmental, Health, and Safety (EHS) Research Strategy .[EB/OL] https://www.nano.gov/2011EHSStrategy 

作者简介

白路 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究一室

研究方向：科技战略、科技安全

联系方式：[e-mail]

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编辑丨郑实

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国际技术经济研究所（IITE）成立于1985年11月，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构，主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题，跟踪和分析世界科技、经济发展态势，为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号，致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见。

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