【深度】美国创研三大主力：联邦政府,DARPA,私营部门（附案例）

2017-08-23 学术plus

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城市和地区是实现创新的物理场所，但如本报告中所述，创新是国家体系的产物，由多个相互作用的部分组成。这些组成部分包括通常由联邦政府资助并发生在美国境内的研究型大学和联邦研究实验室的稳健型研究与开发、地方级、州级和联邦级税收和监管政策、现有企业和初创公司中的私人投资和创业活动，以及一批可为国家创新引擎提供“润滑剂”中介机构的活动。中介机构包括近期加速器创造（自2005年起）和孵化器，进而便于私营部门技术型初创公司和技能培训活动（包括所谓的软件编码训练营）。

美国创新领域的研究与开发

美国在各种与创新相关的领域都拥有明显的优势。研发本身也是一个复数综合体，包括多元行为主体、不同时间轴、重叠的激励结构。行为主体包括政府、最主要的联邦政府、成百上千家独立的研究机构、特别是国家公立和私立研究型大学以及民营企业。

1. 联邦政府是研发综合体的最重要组成部分

联邦政府是研发综合体最重要的组成部分。尽管经常受到抨击，联邦政府在为商业创新作准备方面起着不可或缺的作用，尤其是自上个世纪中期以来。创造了原子弹的曼哈顿计划是政府研发产生非常具体并在此情况下极其重要的结果的生动示例。页岩革命（参考石油天然气钻探）是公共研究与发展投资如何取得突破性商用技术的典型示例。页岩技术使用超过十年的美国能源部研究与发展基金逐步发展获得，油气勘探的成熟技术驱使大胆、勇于冒险的企业家精神。事实上，多家联邦机构可为各种技术的创新打下基础，例如，美国国家卫生研究院在药物研究及其他医学领域。在某些情况下，已设立诸如国家纳米技术计划等跨部门项目以推动全新技术领域的基础研发。

二战末期，战后联邦政府在研发方面的“种子”由国家高级工程师兼曼哈顿计划组织者Vannevar Bush栽种。Bush的1945年7月的报告：《科学：无尽的前沿》为联邦政府在科学领域的持续投资提供了有力证据，尤其通过一套稳健的联邦为高校拨款系统。哈里杜鲁门政府接受Bush的建议，并建立一套可应用数十年的拨款资助系统。

图 2005 年内华达州普里姆 DARPA 挑战赛

2. DARPA的投入与产出

旨在促进战后美国创新的最卓越政府机构当属五角大楼的国防部高级研究计划局（DARPA）。虽然这只是一种稍微夸张的说法，如果没有DARPA富有远见的研发资金，可能世界上就不会有硅谷的存在。

前苏联在1957年发射人造卫星时，两个直接后果是国防驱动研发的飙升以及对美国STEM教育的短暂强调。DARPA建立于1958年，旨在驱动这一努力。在美国境内实验室进行的DARPA资助的基础研究产生了成为海湾地区基岩技术的集成电路笔半导体（即硅谷中的“硅”字）。DARPA的历史并不久远。最近，资助了称为“大挑战”的年度竞赛，旨在加速私营部门机器人、人工智能和无人驾驶车辆的开发。

当DARPA研究资金专注于军事技术时，大部分投资的回报都是社会经济性的，因为新技术的双重使用性质通常可促进商业化的实现。

20世纪60年代关于DARPA资助的半导体的研究以及后续政府采购可实现规模经济效益以及个人计算机的后期开发。20世纪60年代通过DARPA资金关联研究人员创建的阿帕网络逐渐演变成今天的互联网。同样，关于智能手机技术的重要组成部分——GPS的研究在20世纪50年代至70年代之间由美国海军执行。据估计，1977年至2006年期间88%的主要发明在某种程度上仰赖于公共资金的研究。

3. 美国政府与私营机构的科研投入

事实上，政府是产生并资助基础科学的唯一行为主体，着眼于长期社会、经济和国家安全回报。私营部门不具备扮演这一角色的能力，因为科学研究需经历数年成熟和完善且最后可能不会任何商业回报。通过DARPA，国立卫生研究院、国防部和能源部以及其他部门和机构、联邦政府会资助私营部门不会资助的基础和竞争前研发并承担私营部门往往不愿意接受的初始风险（即试商业风险）。这是因为政府具有持久的财务实力以长期进行风险投资；批判性来说，了解技术有助于获得广泛的应用，例如公共卫生或国家安全方向。

整体来说，美国在研发上的开销占GDP的2.8%，是自20世纪60年代以来的最高水平，也是全球各国的最高水平。1962年与2013年期间，联邦政府在绝对期间的研发费用翻了一番（从590亿美元到1320亿美元），这其中的大部分投资都用于军事相关的研发项目（54%）。在过去20年中，健康相关的研发（22%）也开始迅速发展，尽管其增长速度断断续续。

然而，作为美国GDP的一部分，联邦政府在研发上的投入已大大缩减，从1976年的1.2%降至2016年的0.8%（参见下图）。

图联邦研发趋势（占GDP百分比）

过去的几十年里，研发资金发生了逆转：即20世纪60年代，约总研发费用的 70% 由联邦政府资助，而其他30%由私营部门资助。现在，近70%的研发费用来自私营部门，只有 29% 的费用由联邦政府提供。

私营部门研究属于压倒性的应用研究，具有较短的时间轴（二至三年）以将技术转换为成功的商业产品。因此，69%的研发筹资水平会产生误解。私营部门的重点在于研究与开发中的“开发”，事实上也本应如此。私营部门擅长采用成熟技术或接近成熟技术并将其转换为具有商业利益的产品。而其在可实现长期回报的开发技术方面并不擅长，直接原因在于：最低风险太大，以致于无法在技术上投入可能（或不可能）在未来几年甚至几年年内还清的大量资金。这一逻辑以美元计算。鉴于约80%的公共研究费用应用于基础研发且20%应用于应用研究，而在行业中，情况正好相反：私营部门中80%的研究费用均应用在应用研究中。

由联邦政府资助的基础研发是美国创新引擎的基本组成部分且是冷战期间美国国家安全工作的核心内容。最近的预算削减意味着自2013年以来研发费用的适度减少，且联邦政府研发点0.89% GDP份额是自前苏联发射第一颗人造卫星之前的最低水平。政府资助需要作为国家的科学种子予以考量，因为其是一种将在未来发展成为可用技术的基本的竞争前研发资金。

研究案例：

小型企业创新研究/小型企业技术转让

计划：小型企业创新研究（SBIR）和相关的小型企业技术转让（STTR）。自1982年美国国会成立以来，SBIR/STTR政府资助已然成为国家创新体系的关键，每年为小型企业（不足五百员工）提供成千上万的资助，贷款总额约25亿美元。总之，基于计划的影响，这些资助中430亿美元用于大学研究，即提供资助以帮助建立以机构研究为基础的初创公司。

风险资本股权融资阶段

美国国会授权研究预算超过1亿美元的十一家联邦政府机构可为 SBIR/STTR资助分配2.8%的预算（2017年该分配率将为3.2%）。

在小型企业管理局的规定下，计划可在“第1阶段”期间提供种子资助（$100,000至$150,000），即涉及竞争筛选过程。每年，SBA和其他联邦机构都在该阶段获得大量资助金，资助率大约为申请人的15%至20%。
“第2阶段”资金是指显示商业化承诺的第1阶段项目，这些资助金通常在五十万至一百万之间。
“第3阶段”资金是最后一个阶段，在此期间成功企业会从风险投资公司和天使投资者寻求商业资金。

初创公司与小型企业有所不同。小型企业寻求即期收益和稳定的企业效应，而初创公司则致力于通过高价值回报获得长期投资发展（现行示例包括 Snapchat、Airbnb和Uber，所有价格都在数百亿美元）。SBIR/STTR 受补贴人包括 iRobot、23andMe、Qualcomm和Symantec Corporation，每家企业接受关键项目补助金以用于其核心技术的早期开发。

另外一个鲜为人知的示例是 Stratatech——一家位于威斯康星州的公司。Stratatech接受由国防部、卫生部和服务部以及美国国家科学基金会等资助的SBIR/STTR项目的资助金以用于其核心技术的开发，即再生皮肤技术。

在所有情况下，SBIR/STTR资助金旨在为可能造福社会的技术开发提供资金，以获得更大的经济收益。Stratatech技术就是一个完美示例，因为其可为严重烧伤患者带来福祉，例如战争中受伤的士兵。

SBIR/STTR项目是智能化公私合作的实践示例，有很多方式进行改进并建立其他激励措施以补充项目。美国罗德岛州实践了州政府与当地政府如何改进过程的方法。因此，州政府和地方政府可提供激励措施以补充SBIR种子（以及其他早期投资者的资金）。例如，如果新毕业大学生在州内初创公司就业，则政府可减少其贷学金。这类州级计划十分重要，因为公立研究型大学和医学医院研究项目往往很难留住人才，因为他们一般会选择离开。

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