华体会体育(中国)hth·官方网站美国创新生态系统为何放缓?美国创新正在破裂吗?数据表明:以创新为动力的美国生产率增长一直在减速。全要素生产率在20世纪中期有较大幅度的增长,但1970年开始放缓。这种缓慢的增长持续到今天,生产力低于100多年前。
这种生产力增长放缓是在科研投入增长的背景下发生的。美国国家科学基金会( National Science Foundation,NSF )数据显示,从1970年到2010年,美国在科学领域的投入稳步增长,研究投入是原来的5倍,培养的博士数量翻番,发表的文章是当初的7倍。为什么生产率增长没有显示这一趋势呢?
一种解释是,今天的科学根本不像以前那样具有开创性。然而,一些人对此提出了质疑,他们指出量子物理(量子计算)、等离子体物理(热电子转换)和分子生物学( CRISPR Cas-9)的进步。另一种解释是,今天的科学并没有转化为应用——换句话说,是某种东西使科学发现无法推动生产性创新。
我们的研究发现,自20世纪70年代以来,美国的创新生态系统出现了,企业科学和学术科学的使得基础科学发现的应用更加困难。分析还表明,风险投资( VC )支持的科学创业有助于弥合企业科学与学术界之间的这一差距——但仅限于几个部门。这些发现表明,如果我们想看到更大的生产率增长,我们需要探索将科学转化为发明的替代方法。
直到20世纪70年代,美国一些大公司对科学研究的投入达到了与大学研究相似——有时甚至超过——的程度。作为高分子化学的先驱者,杜邦公司的中央研究院在《美国化学会杂志》上发表的文章比20世纪60年代麻省理工和加州理工学院的总和还要多。AT&T的贝尔实验室是晶体管和信息论的发源地,雇员中更有14位诺贝尔奖获得者和5位图灵奖获得者。
到了20世纪80年代,股东压力、竞争加剧和公共失灵的共同作用导致企业削减了对科学的投资。企业反而开始把目光投向大学和小型初创企业寻求新的思路。1996年,贝尔实验室从母公司AT&T中分离出来,并归属于朗讯公司。施乐PARC于2002年被分拆为一家独立的公司。90年代中期,路易斯·格斯特纳领导下的IBM将研究转向更多的商业应用。杜邦公司于2016年关闭了中央研发实验室。
从上图中可以看出,大企业对科学的退出,使得美国研究(既有基础性又有应用性)占企业研发总额的比重从1985年的30%左右下降到2015年的20%以下。而基础研究(R&D的R)的数量在1990年至2010年的20年间停滞不前,行业总支出和开发活动专利稳步增长。
这种研究的下降也出现在科学出版物的数据中。一项针对4608家进行研发的美国上市公司的研究发现,1980-2006年间,每家公司的发文量以每10年20%的速度下降。这一趋势也出现在科学奖项的数据中:另一项研究发现,财富500强企业在1971年获得了41%的创新奖,但在2006年只有6%。
这标志着美国创新生态系统发生了重大转变。我们已经从一个大企业同时进行科学研究和开发的经济转向了一个分工更加严格的经济,企业专门从事开发,而大学专门从事研究。
与企业部门形成鲜明对比的是,大学一直在不断地扩大研究,这一趋势在二战后开始了。NSF数据显示,1980-2015年间,大学用于研究的支出增加了4倍多,从150亿美元增加到620亿美元。即使在最近几年,大学的同行评议科学出版物在2003-2016年间增长了37%,而企业的同行评议科学出版物却下降了12%。
尽管专业化意味着大学和企业可以更好地分别开展研究和开发产品,但这种创新劳动的分工使得创新研究向有用产品转化更具挑战性。大学科学与企业科学有着质的区别。企业可以获得大学往往无法轻易效仿的专业资源。例如,贝尔发明的霍姆德尔喇叭天线、谷歌发明的张量处理单元(TPU)、辉瑞公司使用的高通量筛选(HTS)工艺等都是大学或小企业难以完成的壮举。这些发明既需要规模,也需要范围,以至于大学中的个体研究者模式很难再现。
此外,企业和大学研究人员有不同激励模式,这可能会影响他们的研究成果可以转化的程度。大学科研人员因优先获得(谁先来)而获得奖励,企业科研人员因在发明(它工作吗)中的有用性而获得奖励。因此,大学研究更可能是新的,但不太可能像企业那样发挥作用。发明人似乎意识到了这一问题,最近的一项研究发现,大学研究团队发表的一项发现比企业研究团队发表的一项发现在专利中被引用的可能性低23%。
即使大学生产出相关的、适用的知识,企业也可能无法找到华体会体育。随着企业减少对基础研究的支出,他们更少研究人员跟踪和参与更广泛的学术社区。这暗示着企业将越来越失去在哪里寻找相关研究并加以应用的知识。
风险投资( VC )和创业企业已经成为解决上游大学研究与下游商业应用对接问题的解决方案。分子生物学、生物化学、集成电路和个人计算的新兴技术最初被大公司所回避,直到VC支持的初创公司开发出了工作产品,如微处理器( Intel )、合成胰岛素(基因科技公司)和麦金托什( Apple )。
风险投资支持的创业企业将大学科学与企业发明之间的鸿沟联系起来。VC经理往往持有所投资领域内高级学位,在职业生涯中积累的商业化经验。初创企业没有确认的商业模式,而是随着时间推移而确定下来,这使得老牌企业破坏性的想法。例如,来自施乐帕洛阿尔托研究中心的研究成果只是在与公司核心业务(如激光打印机)相关时才被Xerox成功商业化,而与核心业务相背离时( 如 GUI ,以太网)则没有成功商业化华体会体育。
然而,VC并非一个完美的解决方案,因为投资大多集中在生命科学和数字创新领域。根据普华永道的数据,在1995年至2019年期间,信息和通信技术( ICT )和生命科学初创企业获得了约83%的VC投资。这意味着,很少有资金用于对发达经济体至关重要的其他部门的创新,如能源,这些部门依靠材料科学和纳米技术的根本进步来提供更有效的电网和更安全的电力。
简单地说,技术不确定性是指给定的技术问题是否可以用所提出的方法来解决。商业风险是指准确评估拟议产品的需求所面临的挑战以及扩大和服务市场的可能成本。大多数软件项目的技术风险是有限的:关键问题是应该做什么,而不是如何完成。商业风险通过设定商业里程碑(例如用户数量,或者客户获取成本等)进行管理。当初创企业走过一个里程碑时,它便可以获得更多投资迈向下一个里程碑。生命科学面临重大的技术不确定性,但市场不确定性很低,因为新的医疗和设备的需求相对稳定。生命科学领域的项目也可以设计为特定的里程碑并进行相应的管理。当一个项目成功地实现了一个里程碑,投资者可以根据市场的可能规模来估计价值的收益。
对这两种类型的风险进行权衡可能会被证明是令人望而却步的,这可能解释为什么物理科学的初创企业获得的私人部门资金有限。能源部门提供了一个例子:热能发电是一种直接将热能转化为电能的方法,并有望对机械热机进行重大改进。这项技术最初是在20世纪60年代为卫星提供电力而探索的,因为技术上的挑战一直到最近都被投资者忽视——制造原型所需的微型制造工具并不容易获得。
能源领域的发明也面临着重大的市场风险,因为新技术采用通常需要改变现有的技术基础设施、消费者行为和政府监管。例如,风能和太阳能的清洁能源创新依赖于电网储能技术的发展。但这些技术的进步,如电池,取决于下游市场需求。正是由于这些风险,直到21世纪初华体会体育,汽车领域开始采用混合动力和全电动汽车之后,电池技术创业企业的风险投资才真正起步。
大公司往往能够比创业公司更好地管理这些商业和技术上的不确定性,因为他们有将产品从实验室转移到市场的经验,并且因为他们或他们的合作伙伴可以成为需求的来源。大企业还可以更好地协调价值链其他部分所需的变化,在应对监管挑战方面更有经验。
在被忽视的部门中,可以做些什么来连接科学和应用?一种解决方案是公共部门介入并资助在物理科学领域有前途的初创企业,同时专注于解决技术问题,希望私人资本能够介入以帮助应对商业挑战。例如,能源部的“小型企业创新研究计划”(SBIR)为可再生能源初创企业提供资金,并通过减少融资约束来增加专利、收入和成功退出率。更多的资本将有助于解决技术不确定性,允许在漫长开发周期中建造资本密集型的原型,并为潜在投资者验证业绩。例如,DARPA和ARPA-E等以使命为导向的组织继续资助诸如互联网、自动语音识别、语言翻译和全球定位系统接收器等基础创新。
一个并行的解决方案是培养科学的创业人才。伯克利实验室的回旋加速器之路( Cyclotron Road )和康奈尔大学的跑道( Runway )都为博士后科学家和工程师提供从发现到应用的研究资助。研究人员利用国家实验室和学术研究基础设施,在研究的基础上推进技术,并探索商业可行性。美国、加拿大和德国的其他研究机构也紧随其后。这些项目中科学家接受的的导师制和设备使他们更加适应消费者的需求,构建可行的商业模式,从而能够更有效地管理商业不确定性。
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