科学技术产业化的S—T—E—M创新链模型及其应用

摘要：文章根据科学技术推动经济发展的历史实践，提出了科学技术成果产业化的S-T-E-M创新链模型，该模型认为，科学研究（Science research）、技术开发（Technology development）、工程开发（Engineering development）和市场化（Marketing）是科学技术产业化的四个核心环节，产业化需要实现从科学到技术、从技术到工程和从工程到市场化三次大的转化。根据S-T-E-M创新链模型，中国在实施创新驱动经济发展战略过程中，在国家层面应将创新链重心前移、在城市层面应围绕创新链优化创新生态环境、在企业层面应升级创新层次再造竞争新优势。

关键词：S-T-E-M创新链模型；新科技革命；科学技术产业化；产业升级；创新驱动型

一、 S-T-E-M创新链模型的提出

“科学技术是第一生产力”是中国建设创新型国家，实施创新驱动发展战略的理论基础。然而，科学技术并不能直接等同于生产力，更不会自动转化为经济优势。要有效促进科学技术成果转化为经济优势，就需要对科学技术成果产业化过程的机制进行分析。首先，有必要通过人类科学技术和经济发展的历史来考察这个问题。

1. 历史呈现S-T-E-M创新链。16世纪以来，世界范围共发生了两次科学革命和三次技术革命。以牛顿力学为中心的经典力学体系的创立，奠定了近代科学的基础，实现了第一次科学革命；相对论和量子力学的创立，构建了全新的物理学体系，实现了第二次科学革命。第一次技术革命依托于第一次科学革命，以蒸汽机发明和铁路建设为标志，使人类社会进入蒸汽时代，催生了大量使用机器的第一次产业革命。第二次技术革命直接利用了19世纪末电磁学的一系列科学成果，以电气技术和内燃机的使用为标志，将人类社会带入电气时代，催生了大规模生产的第二次产业革命。而第三次技术革命以第二次科学革命为基础，以半导体技术和信息技术为标志，将人类社会带入信息时代，催生了第三次产业革命。

纵观世界科技发展和经济发展的总体历史，可以清晰看到一条科学革命带动技术革命，技术革命带动工程突破，最终实现科学技术成果产业化的发展链条，本文将其命名为S-T-E-M创新链模型。

2. S-T-E-M创新链模型的内涵与特点。S-T-E-M创新链模型中的S是指科学研究（Science Research），主要任务是揭示客观世界的规律，回答客观世界是什么和为什么等问题，凡是发现科学原理和创立科学理论的活动都属于科学研究范畴。科学研究成果不是发明而是发现或者再现，不能申请专利，不受专利保护，一旦公开发表，任何人都可以无偿使用。T是指技术开发（Technology Development），是人们解决问题的方法。技术开发的主要任务是找到解决新问题的方法或用更高效和更低成本的方法解决已有问题。技术成果可以申请专利，在专利有效期内，只有权利人可以使用。E是指工程开发（Engineering Development），是人们综合使用各种技术、资源制造出某种物质或实现某项任务的可操作的系统。工程开发的结果是产出某种有形产品或无形服务。M是指市场化活动（Marketing），是将工程开发所产出的产品或者服务提供给客户的系列活动。市场化活动的任务是让工程开发出的产品或服务有市场，从而能够形成一个不断循环发展的产业。自从第一次科学革命、技术革命和产业革命以来，科学技术已经成为世界经济发展的第一推动力量。而在科学技术驱动经济发展的过程中，存在科学研究到技术开发、技术开发到工程开发、工程开发到市场化三大转化过程。科学技术驱动经济发展的整个过程存在以下五个特点：

（1）S-T-E-M创新链的三大转化不是一个连续的过程，存在一定时间差。例如，第二次技术革命中，电动机从发明到应用用了65年，电话用了56年，无线电用了35年，第三次技术革命中，真空管用了31年，电视机用了12年，集成电路用了2年。可以看出，科学技术成果转化的周期呈现出越来越短的趋势，但时间差始终存在，而且不是所有科学研究成果都会连续依次完成市场化的转化。

（2）S-T-E-M创新链的三大转化可能在任一环节出现中断。有的科学成果在转化为技术的过程就产生中断，有的技术成果在转化为可制造产品的工程环节出现中断，有的工程成果在市场化过程中出现中断。例如，1998年投入运营的铱星项目，耗资57亿美元，建立了一个由66颗低轨道卫星组成的全球通讯网络，技术先进，可以为海上、极地和偏远地区提供通讯服务，但由于使用成本太高，没有足够的市场需求而陷入巨额亏损，最后宣告失败。铱星项目失败是由于在创新链的最后一个大转化过程中出现了中断。一些看起来非常美好的技术，如果不能以适当的价格满足客户的需求，没有人愿意买单，最终会中断市场化的进程。

（3）S-T-E-M创新链的三次转化的主体可以分离。虽然将人类社会作为一个整体考察，可以发现科技在推动经济发展过程中遵循S-T-E-M创新链模型。例如，世界核电产业诞生过程中，首先，由爱因斯坦提出E=mc2这一革命性的科学成果，告诉人们物质内部蕴藏着巨大的能量，随后，有了浓缩铀等技术，有了制造原子弹的曼哈顿工程、有了实验核电站的工程技术，最后，出现了民用的核电产业。事实上，在S-T-E-M创新链的四个环节和三次转化过程，其中任何一个环节都可以在不同国家、地区或组织中分别进行。特别是作为科学研究的S环节，可以在任何一个国家进行。在全球化时代，已经实现了科学研究在第一个国家、技术开发在第二个国家、工程开发和生产制造在第三个国家，而市场销售在第四个国家的情况。这种创新链各环节主体可以分離的情况，也提供了在全球范围内整合产业创新发展要素的可能性。

（4）并行工程越来越多应用于S-T-E-M创新链的三大转化过程中。在历史上，从科学研究到技术开发、从技术开发到工程开发、从工程开发到市场化这三次转化曾经存在较长的时间差，但近几十年，特别是近年来，创新链的三次转化周期越来越短，原因是并行工程方法被广泛应用于创新过程。并行工程的特点是，前一个环节尚未完全结束时，下一个环节就已经开始。例如，当一项科学研究成果还没有完全定型的时候，技术开发就开始了，而当技术开发没有完成的时候，用于制造产品的工程开发就开始了，进而，当工程开发还没有完成时，市场化活动就已经开始。并行工程的兴起，极大加快了科学技术成果产业化的进程，让更多的科学与技术成果在极短时间内迅速转化为生产力。

（5）市场因素是S-T-E-M创新链成败的决定性力量。铱星项目失败的教训告诫人们，要使科技成果成功实现产业化，必须深入研究市场的需求，单纯的技术观点往往会导致失败。而科学技术产业化的最高境界是挖掘潜藏于人们内心的需求，甚至创造出新的需求。已知需求如人们的衣、食、住、行需求，是看得见的需求，满足已知需求的市场必然是竞争异常激烈的红海。要创造属于自己的蓝海，就要见人之未见，并系统筹划，占得先机。微软开发出世界上以前并不存在的操作系统，苹果公司开发出超出一般人想象的智能手机等，就是通过科技创新手段挖掘和满足人们新需求的成功典型。

二、 S-T-E-M创新链模型对三个典型经济现象的解释

1. S-T-E-M创新链模型对中国尚非经济强国的解释。中国自1978年改革开放以来经济飞速发展，2010年，超越日本成为世界第二大经济体，被称为“世界工厂”。中国经济发展的成就被广泛称为中国经济奇迹。三十多年来，中国的科学技术发展水平也得到了快速发展。但从全球范围来看，源自中国的原创性基础科学成果并不多。多数中国企业首先积极引进与生产相关的工程系统（Engineering），结合中国廉价的劳动力优势，生产出有竞争力的产品，行销全世界。目前，中国已经是名副其实的经济大国，但还不是经济强国，最主要的原因是在S-T-E-M创新链中，在原创性科学研究（S）和源頭性技术创新（T）方面，在多数领域中国尚未处于引领世界的水平。由于中国在S-T-E-M创新链中主要处于工程开发和市场化的后端环节，导致中国企业多数处于全球产业链的中低端，而处于创新链前段附加值高的环节基本为发达国家的大公司所占据，中国企业辛苦但不赚钱。一个国家的产业在全球创新链中所处的位置直接决定这个国家的产业在全球产业链中的位置。世界经济强国无一例外在创新链中占据前端环节，在原创性基础科学研究和源头性技术创新方面拥有雄厚实力，从而在全球产业链中占据高端位置。

2. S-T-E-M创新链模型对深圳经济奇迹的解释。深圳从沿海的一个小渔村发展成为中国经济最发达的城市之一，用了不到四十年时间，被称为深圳经济奇迹。从科学技术是第一生产力的一般规律去分析，似乎很难解释这一现象。如果用S-T-E-M创新链模型，则可以更为合理地解释深圳经济奇迹。深圳在创新链四个环节中，在科学研究（S）方面并不占有优势。与北京、上海等拥有众多著名高校和研究机构的城市相比，深圳的科学研究力量几乎可以忽略不计。但深圳在技术开发和工程开发方面力度非常大，取得了巨大的成就。以最能代表技术开发和工程开发水平的指标——发明专利授权量来看，2015年，深圳取得的发明专利授权量共16 956件，高居全国各城市的首位。从企业角度看，在国家知识产权局公布的2015年国内（不含港澳台）发明专利授权量排名前十位的企业名单中，五家为深圳企业，其中，中兴通讯、华为、华星光电、腾讯和比亚迪分别占据了第二、三、六、九和十位。主要是企业而不是高校和科研机构拥有专利是深圳的显著特点，这个特点保证了技术开发主体和技术产业化主体的统一，使深圳的技术成果转化为市场化产品和服务的过程变得顺畅和高效。

3. S-T-E-M创新链模型对“陕西现象”的解释。陕西西安拥有63所高等院校，包括8所211高校和3所985高校，在全国名列前茅；同时，西安还拥有数百家科研院所，综合科研实力长期排名全国第三。2015年，西安发明专利授权量为5 992件，居全国城市第8位。如果简单按照科学技术是第一生产力的理论去推论，在以GDP为主要经济指标的经济实力排名上，西安也应该名列前茅，但事实是，西安的GDP排名连续多年处在全国城市20名以后。这种科研实力与经济实力不匹配的现象被称为“陕西现象”。

用S-T-E-M创新链模型去分析“陕西现象”，就会发现由于受体制机制的影响，西安的科技力量与市场力量处于分割状态，限制了从技术开发到工程开发和从工程开发到市场化的转化。与深圳的专利成果主要来自企业不同，西安的专利多为高校和科研院所拥有，这就导致了技术成果向市场化转化过程中，转化的主体在组织上、空间上和时间上出现了分离和中断。事实上，西安的许多技术开发成果在外地实现了市场化转化，这样就没有发挥本地科技成果带动本地经济发展的应有作用。

三、 S-T-E-M创新链模型在落实创新驱动发展战略中的应用

我国正处于经济转型期，科技创新将是我国未来经济发展的根本动力。创新驱动主要在国家、城市和企业三个层面进行，因此，基于S-T-E-M创新链的策略应在三个层面展开。

1. 国家层面应实施创新链重心前移战略。世界科技与经济发展的历史显示，产业革命以来的世界经济强国都是技术强国，也是科学强国。当今的美国、日本、德国、法国和英国这些西方发达国家就是这样。这些国家不仅有发达的产业，有发达的技术，也有将技术转化成为工程，从而制造出产品的能力，同时，这些发达国家也都有强大的科学研究能力，以衡量科学成就最有代表性的诺贝尔奖获奖情况看，美、德、英、法、日等国占据了绝对优势。就是以小而强著称的以色列，也表现出强大的科学研究和技术开发实力。

中国要从经济大国发展成经济强国，就必须在S-T-E-M创新链中将重点前移，加强科学研究（S）和技术开发（T）两个环节，特别是要加强突破性的原创科学研究和源头技术开发。只有取得原创性的科学成果和源头性的技术成果，中国各类产业才能够在国际上取得引领性的地位。为此，国家出台了一系列科技创新规划，规划了重点突破的科学研究领域和技术开发领域。从国家战略部署上，我们还可以看出，国家密切了从科学研究（S）到技术开发（T），到工程开发（E）和市场化（M）四个环节的衔接。最典型的例子是，我国在量子理论研究和量子技术开发应用方面部署了完整的科技产业化创新链，在这个领域走在了世界的领先位置。在未来，随着我国经济基础和科技发展水平的进一步增强，我国应在更多领域开展原创性的基础研究和源头性的技术创新，以实现建成科技创新强国和经济强国的目标。

2. 城市层面应围绕创新链优化创新生态系统。城市是区域创新的中心，作为中观层次的创新体系，上承国家创新战略，下接企业创新业务。作为城市政府，要激发本地的创新活力，就需要围绕S-T-E-M创新链，营造创新生态系统。例如，深圳作为国家自主创新示范区和首个国家创新型城市，致力于全面打造综合创新生态系统。第一、支持企业建设工程实验室、重点实验室、工程中心和企业技术中心等创新载体；第二、在移动互联网、机器人、基因、北斗卫星导航等领域建立了45个“产学研资联盟”和10个“专利联盟”，推进共性技术和关键技术攻关；第三、大力培育风险投资机构，为科技创新型企业的发展提供资金保障。通过围绕创新链打造创新生态系统，深圳迅速发展成为中国最有科技创新活力的城市，而科技创新驱动经济发展已经成为深圳最明显的城市特征。

3. 企业层面应升级创新层次再造竞争优势。改革开放以后，一大批中国企业充分利用中国拥有的庞大市场优势，走“贸工技”（M-E-T模式）的发展路子，从代理销售国外企业的产品起步，逐步到自己生产产品，再到掌握核心技术，最终发展成为世界著名企业。例如，联想创立之初主要代理销售IBM等公司的电脑产品，而华为起步于代理销售境外的电话程控交换机。联想和华为刚创立时从事的是市场（Marketing）工作，在逐步掌握了生产工程技术（Engineering）后做出了自己的产品，最后有了自主研发的技术（Technology）。“贸工技”是处于追赶期的中国企业的一种非常明智和有效的发展模式。但当一个企业已经处于行业领先地位，前方已经没有领跑者的时候，就必须转变发展模式，以S-T-E-M创新链模型为基础，从源头上开展基础理论创新和源头性技术创新，以实现对行业的引领。

华为目前已经实施了基于S-T-E-M创新链模型的升级创新层次的战略，在全球成立了几十个研发中心，不仅研发与现有产品相关的技术和工程手段，而且对科学领域内的一些基础前沿课题进行研究。华为开始致力于通过基础理论的突破带动技术的突破，进而实现工程的突破和新市场的开拓。华为采取的升级创新层次的战略，也应该成为许多业已在全球市场处于行业领先地位的中国企业所采取的创新战略。

四、 结论

中国要建设创新型国家，实现新旧经济动能的转换，从世界经济大国转变为世界经济强国，必须从国家、城市和企业三个层面实施新的创新策略。在国家层面，必须在S-T-E-M创新鏈的四个环节中，将重心前移到原创性的科学研究和源头性的技术创新两个前端环节上；在城市层面，要以提升经济发展质量为导向，围绕S-T-E-M创新链优化创新生态系统；在企业层面，应该基于S-T-E-M创新链模型，转换企业发展动力，通过升级创新层次再造市场竞争新优势。

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作者简介：王世英（1964-），男，汉族，陕西省眉县人，广州市社会科学院副研究员，中山大学管理学博士，研究方向为产业经济与企业管理、人力资源管理。

收稿日期：2017-05-14。