硅谷是如何炼成全球科技创新中心的 | 附一网打尽“硅谷”专题
本文由三思派（ID:Science-Pie)授权转载，作者：杜德斌、胡曙虹（华东师范大学城市与区域科学学院）
摘要：分析一个地区的创新情况，首先需要理论利器，而目前为止，三螺旋理论和创新生态系统理论可能是这方面最好的理论。在这篇文章中，我们将总结和提炼三螺旋理论中大学、企业、政府三类创新主体在全球科技创新形成过程中的作用，并借鉴创新生态系统理论解析各创新主体及要素的特征及创新环境的重要性，从而为下篇深入探究硅谷这一独特、高效且持续引领创新发展的全球科技创新中心的建构过程和机理做好准备。
知识经济和全球化时代，科技创新正成为全球城市的重要标志功能，将“科技创新”定位为城市的核心功能或核心竞争力的主张得到了愈来愈广泛的认同，未来的全球城市必然同时也是具有全球影响力的科技创新中心。积极打造全球科技创新中心，成为越来越多国家和地区提升综合实力和应对新一轮科技革命的重要举措，例如纽约、伦敦、新加坡、东京、首尔等先后提出了建设全球或区域创新中心的目标，并出台了相应的战略规划。
全球科技创新中心这一概念最早于2000年由美国《在线》杂志提出，杜德斌（2015）在借鉴相关概念的基础上，将其定义为：科技创新资源密集、科技创新活动集中、科技创新实力雄厚、科技成果辐射范围广大，从而在全球价值链中发挥价值增值功能并占据领导和支配地位的城市或地区。
建设全球科技创新中心是一个系统工程，不同动力来源和要素组合建构的科技创新中心往往在等级和发展程度上存在较大差异。据麦肯锡公司（Mckinsey & Company）2006年发布的全球创新热图，全球科技创新中心的成长路径和形态类型多种多样，主要包括政府扶持型、市场导向型和大学驱动型等，代表性城市或区域分别有台湾新竹、印度班加罗尔、美国硅谷等；但目前也仅有硅谷等少数区域形成了完善且可持续发展的创新生态系统，并竞相成为其他城市或区域效仿的对象。
位于美国加利福尼亚州北部，旧金山湾区南部的硅谷，自20世纪50年代以来，持续引领半导体、个人电脑、互联网及绿色科技等革命性技术与新兴产业的交替发展，成为全球新技术、新产品、新工艺最为重要且经久不衰的创新源地，吸引了世界各国经济界人士和政策制定者的目光。“到底是什么造就了硅谷”，一直是学术界关注的热点，已有学者从创新网络、创新集群、创新文化与环境等不同视角解构硅谷创新体系的特征；而硅谷的形成是一个复杂且不断变化的过程，已有研究的视角显得较为单一，很难全面解析硅谷创新体系的发展历程。
自1912年经济学家熊彼特提出“创新”这一概念以来，关于创新理论的研究经历了由简单到复杂的演变过程，逐渐形成了线性（技术拉动、市场推动等）和非线性（链联系、集成、系统整合与网络等）两种模式，三螺旋理论和创新生态系统理论都属于非线性创新模式的分支。三螺旋理论一经提出便在美国、日本等发达国家受到重视，并在各类研究中心、孵化器和科技园的规划与实践中彰显出了强劲的生命力。21世纪以来，各国学者纷纷利用创新生态系统概念，探索如何通过营造良好的创新生态来提升区域或国家创新能力，如欧盟于2006年提出“里斯本战略”，构建欧洲创新生态系统。本文试图基于上述两个创新理论，以硅谷为例，深入探究全球科技创新中心的建构模式和主要特征，以期为其他城市或区域培育及建设全球科技创新中心、实现城市功能升级提供理论指导及实践经验。
三螺旋理论
美国学者亨瑞•埃茨科瓦茨和勒特•雷德斯道夫于1995年将起源于DNA研究中的三螺旋模型用来分析大学—产业—政府之间关系的动力学，认为三螺旋理论应是超越国家创新系统理论的关于创新研究的新范式。该理论的主要论点是：以知识为基础的大学、产业和政府之间的相互作用是改善创新活动的关键所在，其中谁是创新主体不是固定的，三者“交叠”并互相作用，才能推动创新螺旋式上升。根据该模型，区域内的创新主体由三个部门组成，三者的传统职能分别是知识创造、财富生产和政策协调，各部门之间的互动还衍生出一系列新的职能，最终孕育了以知识为基础的创新型社会。
（1）以大学为代表的知识生产机构。
自19世纪初德国教育家威廉•冯•洪堡将科学研究引入大学以来，现代大学，特别是研究型大学成为集知识传授和知识创造于一体的高等教育机构，不仅是杰出人才培养的摇篮，也是科学研究特别是基础研究的重镇和重大科技成果的诞生地。现代大学以新的形式把教学与研究功能结合起来，同时还参与了科技成果的转化与应用、技术转让、科技服务、国际科技交流与合作等活动，成为新公司、尤其是高技术领域新公司形成的来源。大学所创办的衍生企业（也被称为“大学里的公司”），其形式主要有高校教师、学生创办的高技术企业、技术转让产生企业、高校员工乃至高校持股企业等。这些企业的诞生使得人才在高校和企业间频繁地流动，促进科技知识理论与实践在更深的层次达到契合。
（2）高科技创业公司、大型企业集团和跨国公司等产业（或企业）部门。
创新是指生产要素的重新组合，这一过程只能通过市场激励企业来完成。三螺旋模型中，以知识为基础的企业吸纳了大学和政府的要素，并建立在与这些机构相关联的基础上，是一种新型的产业组织；与传统意义上的企业相比其更具开放性，如公司与大学研究群体等非公司实体合作过程中的组成部分也属于企业的范畴。此外，有些企业还兼具教育功能，例如一些孵化器公司通常要花2-3年培养刚毕业的大学生使其更顺利地走上职业道路。
（3）不同层级的政府部门。
在创新发展的不同阶段，不同国家（地区）的政府所起的作用不尽相同，且没有具体的标准。例如，墨西哥、新加坡等国的政府在创新中的作用相当显著；东欧国家由于社会经济制度的改变使得政府作用削弱，但在科技创新政策制定方面政府仍承担重要角色；美国虽一直对强烈反对政府直接介入产业进行干预，但产业政策形成的内在轨迹却创造了横跨机构范畴的网络和创新行动，形成间接的政府创新政策。对比自上而下、自下而上等不同的政府政策，发现政府推动区域创新的具体方式主要是通过“直接”或者“间接”创新政策来确保产业、大学之间稳定的交流和相互作用，其最终目的是营造一个更为合适的创新环境。
三螺旋理论在区别三个主体及其不同目标的同时，强调了学术界、产业界和政府的合作关系，认为在公共与私立、科学和技术、大学和产业之间的边界是流动的，超越了大学—产业、大学—政府、产业—政府的双螺旋关系模式。该模型很好地刻画了创新主体之间的互动过程并提出了区域创新过程的动力学解释，但对创新系统内除大学、企业、政府之外其他创新要素及创新环境的重要性关注较少。
创新生态系统理论
创新生态系统这一概念孕育于20世纪90年代，该理论的提出又一次体现了创新研究范式的转变，表现为由关注系统中要素的构成转向关注要素之间、系统与环境之间的动态过程。创新生态系统的概念来自于生态学中生态系统的类比，包括了与创新活动相关的各类物种、种群、群落等要素及创新生态环境，其主要目的是在可持续发展的理念下促进创新持续涌现，实现高质量的经济增长。
基于生态学的基础理论与方法，创新生态系统的构成要素具体包括：
（1）创新主体及各类支撑要素。
创新主体主要指大学及研究机构、企业，创新支撑要素则包括政府政策、风险资本、专业性服务机构、各种行业协会和非正式社交网络等。大学创新系统的知识和人才来源；企业则通过应用和开发研究推动产品和服务的生产与交付，并实施技术推广；创新支撑要素则为创新生态系统内的创新活动提供政策、信息、技术、服务等多方面的资源，从而保证系统的健康运转。
（2）创新种群。
是指创新主体或要素在一定的地域空间内集聚所形成的产业（或企业）的集合。随着技术的不断升级演化，创新生态系统会形成以不同核心技术为主导的产业（或企业）种群，种群内的引擎企业通常可代表该区域技术的领先水平；由于存在外溢效应、分担风险等优势，种群内中小企业通过协作能克服在创新中缺乏研发资金、技术等劣势，从而加快创新步伐。
（3）创新群落。
在创新种群的形成过程中，成功的企业就像“领头羊”，能集聚并带动更多企业跟进，从而在一定地域空间内形成由不同规模具有异质性和互补性的创新型企业及关联机构密集的群落。不同创新群落在创新活动的内容、创新产出的能级等方面都存在着较大的差异；一般来说创新群落的密度、丰富度、亲和度等数量特征可以反映创新生态系统的活跃程度[18]。
（4）创新生态环境。
主要是指为创新生态系统中各组成部分的正常运行提供必要的物质、精神及制度保障，其涵盖的内容既包括社会制度、法律体系、社会习俗与文化、社会网络等软性因素，也包括基础设施、技术与经济存量等硬性因素。这些因素会直接或间接影响创新活动的进行，因此，创新生态环境的选择、适应及改造对创新主体、群落及整个创新生态系统发展演化都至关重要。
综上所述，该理论的主要内涵是指一个区域内各种创新主体及创新支撑要素、创新种群、创新群落及其与创新环境之间，通过物质流、能量流、信息流的联结传导，形成共生竞合、动态演化的开放、复杂创新系统，具有多样性共生、自组织演化和开放式协同等特征；而该理论存在的弊端或问题是创新主体的作用不突出，没有很好地明确创新系统的动力来源。
对比来看，三螺旋理论的基础在于创新过程的非线性本质、多主体特征以及创新边界的模糊重叠，多强调创新过程的动力学解释；而创新生态系统则更多考虑系统的协同、稳定、健康、整合，同时还重点关注创新环境的重要性及要素与环境之间的相互关系。
下文中，我们将用这两种理论，解释硅谷何以从美国加州的一个城郊区，演变为今日之硅谷——全球科技创新中心。
根据三螺旋理论和创新生态系统理论，本文认为硅谷形成了由政府部门、大学教师及学生、科研机构研究人员、企业家、风险投资家以及各类中间机构、非正式社区组织等创新要素构成的两个层次的复杂社会经济网络：一是由企业、大学、政府等创新主体及其形成的创新群落构筑的创新核心网络层；二是由创新基础设施、创新文化、专业性服务机构、风险资本、各种行业协会和非正式社交网络构成的创新环境支撑层（如图1）。本文对硅谷地区各创新主体、创新要素及创新环境的功能做如下解析：
图1 硅谷创新生态系统示意图
世界一流大学源源不断地为硅谷创新网络输送创新人才和知识成果
作为创新核心主体之一，大学在硅谷创新体系中的主要作用便是为系统中各主体输送人才和知识，从而实现知识、信息、资源等在网络中流动和传递。
斯坦福大学和加州大学伯克利分校每年要向硅谷输送几千名高级人才，主要从事创新领域的研发工作。斯坦福大学工学院的博士、硕士毕业生，基本都在学校50公里内就业；据统计，斯坦福校友创立的公司每年盈利达到2.7万亿美元，1930年后共创造540万个工作机会。加州州立大学圣荷塞分校、加州大学圣克拉拉分校等培养出大量的优秀工程师，他们精通各种专业设计，善于把新想法转化为实际产品。此外，还有加州大学圣克鲁兹分校、丘陵学院（Foothill College）、迪•安萨大学（De Anza College）和凤凰大学（University of Phoenix）等一流的专科院校培养了大批善于解决实际问题的技术人员。
除了为硅谷大量供应一流的工程师外，斯坦福大学和加州大学伯克利分校两所大学作为硅谷地区的知识生产中心，持续不断地为该地区输送最新的研究成果，许多半导体和计算机科学等领域的技术发明，如喷墨印刷术、光盘记录仪、鼠标输入器和计算机用户界面等都被硅谷的企业吸收、应用，并最终形成产品。
硅谷地区的大学与政府的联系较弱，但同当地企业之间建立起了紧密的合作纽带。以斯坦福大学为例，其致力于加强大学与企业之间的联系主要表现为：一是成立了斯坦福大学研究所（SRI），其主要功能是从事和国防相关的研究并帮助发展硅谷的公司；二是通过“荣誉合作项目”向当地的公司开放课堂，鼓励电子公司的工程师直接参与研究生课程或者通过特别的电视教育网络在公司的教室里学习斯坦福大学的课程，加强公司和大学之间的联系，使工程师们既能同新技术保持同步，又能建立专业联系；三是斯坦福工业园区成立后，园区内的公司常常请斯坦福大学的教授担任顾问，并聘用斯坦福大学的研究生为雇员，同时这些公司也会参与同公司业务相关的斯坦福大学的科学研究项目。
此外，硅谷6所社区大学所提供的技术培训项目极大地促进了大学和企业之间的联系。社区大学对地方商业的需求反应极为灵敏，他们与当地公司订立合同，为其雇员专门授课。作为回报，地方技术公司派出顾问，帮助当地大学改进电子学教材，同时也为教师提供兼职工作的机会。
以“引擎”企业为中心构筑了硅谷的创新网络并实现区域创新种群的不断演化
硅谷创新体系中最活跃的便是由各类企业形成的开放的、相互竞争与协作的企业创新网络。企业创新网络不受任何一个大公司或几个大公司的控制，而是“引擎”企业、中小企业和初创企业通过物质流、信息流、技术流而形成竞争和合作共存的创新网络（如图1）。
“引擎”企业是创新网络的核心，除具有较大的研发投入和产出、拥有核心技术并主导行业发展外，“引擎”企业对周边地区的开放性很强，通过不断研发向市场推出新产品、新技术，同时也不断培养创新人才；中小企业作为“引擎”企业的供应商，通常也拥有细分领域的核心技术，成为企业创新网络中不可缺少的部分；初创企业多数由应届毕业生或辞职创业工程师等创新型人才创办，常常能发现市场上的空白领域，并通过出卖产品、技术、企业或上市等手段获得成长。理论上讲，硅谷地区大量的小型专业化公司之间会产生相互拆台的竞争；而硅谷的辅助性社会机构、学校和大量合作实践为企业间的学习和调整提供了基本体系，使得工业分化并没有导致竞争脆弱和经济衰退，反而有助于增强企业创新网络的弹性和适应性，提高了该地区的技术水平并实现可持续的创新发展。
20世纪50年代至今，硅谷地区经历了数次大的技术变革，每一次技术变革都会导致该地区新的企业和创新集群的形成，同时也会孕育新的“引擎”企业，成为新的产业和创新种群发展的引领者（如表1），创新种群的升级演化也在不断重塑着硅谷的创新体系。
表1 硅谷创新生态系统中“引擎”企业为代表的创新种群及演化路径
资料来源：根据《世界硅谷模式的制度分析》和《硅谷百年史──伟大的科技创新与创业历程:1900-2013》的相关内容整理形成
奋发有为的政府为硅谷创新系统的形成提供各类规制保障
政府的职能主要在于营造公平、自由的竞争环境，提供有利于长期投资的税收结构，并运用政府采购的手段给予支持。硅谷虽然不是政府计划的产物，但政府的政策支持，特别是政府采购和对企业低息贷款对促进硅谷发展起到了至关重要的作用。
首先，联邦政府投入了大量资金扶持大学在国防、航天、通信、信息以及材料领域进行大规模的基础研究，由此源源不断地产生世界一流的技术和发明，培养世界一流的科技人才，催生出从国家实验室走向硅谷进而扩展至全球的商业成功模式。冷战时期，联邦政府向斯坦福大学和加州大学伯克利分校进行大笔拨款，全力发展高科技，政府对大学的大量科研投入使得大学能专注于基础研究，从而为科技创新提供持续发展的动力源泉。
同时，不同层级的政府通过出台不同政策以鼓励硅谷的创新活动，并为创新的持续发展提供保障。例如，美国联邦政府在促进技术创新方面的政策主要有：建立知识产权保护和专利制度；建立风险投资基金；直接提供研发经费；增加对教育的投入，以培养更多高素质的科技人才；通过税收制度鼓励向研发活动进行投资；对某些行业进行保护，以避免受到国外公司不公平竞争的损害，直至它们能够在技术上自立；放松反托拉斯政策，使厂商充分利用其创新成果等。而州政府和地方政府致力于硅谷基础设施建设，兴办各类职业与技术类教育，为企业培养各梯级的人才。
总之，联邦及州政府通过各种直接或间接的方式为硅谷地区的创新发展提供包括资金、法律法规、政策等方面的支持，为硅谷地区营造和培育了良好的创新环境。
创新支撑要素是创新活动持续稳定进行的催化剂
（1）风险资本。硅谷有着世界上最密集的风险投资基金，紧邻创新企业，形成了外界不易观察到的“生态循环”。20世纪70年代末、80年代初，风险投资逐步取代国防军费，成为硅谷创业者的主要资金来源；据调查2014年，硅谷总共收到了145亿美元的风险投资，占全美风险投资总额的比例高达43%。同时，风险投资者也成为当地社会及职业系统的中心人物，风险资本产业也成为硅谷崛起的经济引擎。
（2）专业性服务机构。硅谷的工程师与企业家们建立了一种灵活的行业系统，该系统不是围绕单个企业，而是围绕这一地区及其专业技术网络而建立的。硅谷通过积极发展人力资源服务机构、技术转移服务机构、金融资本服务机构、管理信息咨询服务机构、财务服务机构和法律服务机构等多种类型科技中介，形成了完善的科技中介服务体系，加强了科技创新专业技术网络的构建，促进了硅谷创新要素的整合，提高了硅谷创新产出的效率。
（3）各种行业协会和非正式社交网络。商业协会、行业会议、商品展示会及各种俱乐部等一系列正式、非正式的聚会是硅谷地区人们交换信息的场所，从中可以获知有关竞争对手、顾客、市场和技术最新进展。硅谷地区的社会关系网和专业人员网并不局限于传播技术和市场信息，同时也是有效的求职招聘网络。为鼓励公司间的信息交流，西部电子制造商协会（WEMA，美国电信协会的前身）经常举办各种研讨会和教育性活动，如经营管理培训，主要课题包括从公司融资、营销技巧到生产管理和出口辅助等，这些培训对于在技术方面极具实力而在管理方面毫无背景的许多中小公司管理者而言极具价值。
完善的创新基础设施和开放包容的创新文化培育硅谷的创新土壤
硅谷的成功并非仅仅源于各创新主体及要素简单地糅合在一起，而是为其营造合适的创新环境，培养自主创新的氛围并使其繁荣。美国经济学家Porter和Stern于200年首次明确提出创新基础设施这一概念，认为其主要包括公用的创新基础设施及特定集群的创新环境，并且是区域创新系统建构的重要组成部分。
硅谷地区完善的创新基础设施主要包括科技基础设施和城市公共基础设施。大型科学工程、实验基地、大型科学仪器设备、自然科技资源等科技基础设施为开展创新活动提供了基础保障；公共基础设施，如能源供应系统、供水排水系统、交通运输系统、邮电通讯系统等则为创新主体提供了基础生活条件。
同时，创新活动需要与之相适应的创新文化要素作支撑，真正具有创新力的城市（或区域）一定具有深厚的文化土壤。创新文化的特质是崇尚冒险、宽容失败、激励草根、包容异端。硅谷的企业家们勇于创新和冒险、崇尚开拓进取以及敢于承受失败的精神支撑着硅谷地区企业的推陈出新。在硅谷，人们通常认为初创公司不是技术公司，而是一部学习机器。硅谷的开放性则体现在该地区移民比例非常高，并且移民来源地多种多样。据统计，初创企业中约1/4的创始人至少有一个是在中国或印度出生，约1/3的科学家与工程师并非在美国本土出生，这表明硅谷当地文化融合了世界各地文化。在硅谷这个创意的大熔炉里，有着不同母语、不同文化背景的工程师、科学家和企业家成为联结硅谷与其母国科技中心的纽带，使得硅谷的企业能接触到其它地区的技能、技术和市场，这是硅谷始终保持创新活力的重要源泉。
结论和启示
本文借鉴三螺旋和创新生态系统理论，以硅谷为例，对全球科技创新中心的形成进行深度解析，突出了大学、企业、政府三类创新主体作为驱动要素在科技创新中心形成过程中的重要作用，认为风险投资、专业性服务机构、行业协会等要素是科技创新中心持续稳定创新不可或缺的支撑条件，完善的基础设施和开放包容的创新文化则是不断孕育创新的土壤。基于硅谷创新体系的建构过程，本研究认为其他城市或区域谋划并建设全球科技创新中心应从以下几方面努力：
一是着力建设一批创新型、研究型大学，增加区域内知识来源和人才供给。作为科技创新中心的知识源泉和人才库，大学应将关注目光更多投向基础研究和产业共性技术的开发和创新人才培养，大力提高科学研究能力和水平，持续不断地为期注入创新活力。同时应积极推进大学的科研活动与企业、与市场的结合，进一步加强产学研联系。
二是努力培育本土创新“引擎”企业，引领科技产业发展。一个城市只有成长出一批世界级的创新“引擎”企业，才真正称得上是具有全球有影响力的科技创新中心。而“引擎”企业的形成是以大量中小企业的存在为前提的，因此要给小微企业足够生长空间，为民营企业提供良好的发展环境，充分发挥市场竞争机制，尊重市场规律，让大量中小企业能在自由竞争的环境里自然发展，通过自然生长、残酷竞争、大浪淘沙、优胜劣汰，最终培育出有代表性的企业。
三是积极营造浓郁创新氛围，改善创新的生态环境。改革政府管理模式，优化政府公共服务，促进资金、人才等要素的集聚和融合，为企业成长和产业发展营造良好“生境”，放松和解除对投资与融资的管制，提高对承担风险的激励，保护产权特别是知识产权，创造开放与宽容的社会氛围。培育和倡导车库文化、创客文化等创业文化认同，将奇思妙想、创新创意转化为实实在在的创新创业活动。
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