粤港澳大湾区基础研究协同机制研究

杜 丹，李 奎

(1.华南理工大学工商管理学院；2.华南理工大学经济与贸易学院，广东广州 510006)

基础研究是国家创新能力的基石，是中国形成强大竞争优势的基础条件。粤港澳拥有一批在全国乃至全球具有重要影响力的高校、科研院所、国家大科学工程，是中国基础研究体系的重要组成部分。《粤港澳大湾区发展规划纲要》（以下简称《规划纲要》）提出要完善区域创新协同体系，集聚国际创新资源，推进大湾区重大科技基础设施、交叉研究平台和前沿学科建设，着力提升基础研究水平，建设具有全球影响力的国际科技创新中心。但长期以来，由于粤港澳客观存在“一个国家、两种制度、三个关区、三种法律体系、三种货币”的现实，粤港澳在基础研究方面协同不多，香港、澳门的世界一流大学与国际高校的基础研究协同程度反而要远远高于与内地高校、科研院所的协同。随着《规划纲要》的发布，关于粤港澳协同机制的研究成为学术研究热点，但围绕三地基础研究协同机制方面的研究文献仍有所不足。因此，围绕粤港澳基础研究的协同创新机制问题开展研究具有重要的理论及现实意义。

1 文献综述

Haken［1］系统论述了协同理论，该理论近年来已经发展成为系统理论的重要理论分支，认为各个系统间存在着相互影响而又相互合作的关系，如不同单位间的相互配合与协作、部门间关系的协调、企业间相互竞争的作用以及系统中的相互干扰和制约等；Feranita 等［2］研究认为可以从战略理论、交易理论、关联理论3 个维度去理解协同创新，强调如何有效建立协同创新网络；Yan 等［3］研究认为协同创新网络可以增加创新主体互补性资源，有利于交换各主体掌握的隐性和显性知识，提高研发成功率。

随着《规划纲要》的发布，国内关于粤港澳大湾区协同机制研究的文献开始大量涌现，在中国知网（CNKI）以“粤港澳”“协同创新”作为关键词进行检索，直接相关的文献共有40 篇。其中，广东外语外贸大学粤港澳大湾区研究院课题组［4］按照空间、产业、制度、联通4 个维度提出了粤港澳大湾区协同发展的理论分析框架；林卓玲等［5］基于省级区域高校面板数据，对区域的基础研究、科技基础设施与专利产业关系进行了实证研究，认为基础研究与科技基础设施之间存在显著的协同效应；陈穗丽等［6］从协同时序特征、协同区域特征、协同技术领域特征、协同主体特征等维度对粤港澳大湾区技术创新协同发展进行了全方位分析；李文辉等［7］采用社会网络方法对粤港澳大湾区技术创新协同关系进行实证研究，并提出了一套评价指标体系，但其仅从专利角度进行分析具有一定局限性；陈杰等［8］研究了粤港澳大湾区人才协同发展机制，提出了深化人才协同机制的政策建议，但其分析缺乏理论建模，属一般性统计分析。

综上所述，学界关于协同创新、创新网络方面的研究较为丰富，相关理论体系较为完善，但更多是从区域创新系统、企业协同创新等方面进行研究，针对区域基础研究的协同研究较少；国内围绕粤港澳大湾区协同创新方面均有大量文献，但多为定性分析，在理论建模、数据实证等方面较为薄弱。

2 粤港澳基础研究协同基础分析

2.1 粤港澳科技创新资源总体情况

粤港澳大湾区具有丰富的科技创新资源，无论是在R&D人员还是R&D经费方面均处于全国前列。从表1 中可以看出，粤港澳大湾区研发人员众多，深圳、广州、香港都有数量庞大的研发人员；R&D经费方面，R&D 经费占地区生产总值（GDP）比重是国际上衡量创新水平的通行指标，广州、深圳、东莞、佛山、珠海、中山、惠州的这一指标均超过了2%，香港只有0.80%，显得有些不足；从R&D经费构成来看，高校科研机构的R&D 经费占比香港超过了50%、广州为18.88%，而其他城市的R&D经费大多数为企业投入，企业的R&D 经费占比均超过95%以上。

表1 2017 年粤港澳大湾区各城市科技创新资源总体情况

2.2 拥有一批基础研究能力强的世界知名高校

高校不仅是创新人才培养的载体，也是基础研究和应用研究的主要力量。粤港澳拥有国内顶尖的研发资源，基础研究具备良好的学科基础和科研人才。广东拥有4 个一级学科、26 个二级学科为国家重点学科；ESI 全球排名前1%的学科超过60 个，全球ESI 排名前1‰的学科包括华南理工大学的化学、农业科学、工程学、材料学，中山大学的临床医学和化学等［9］。此外，港澳地区学科基础扎实，享誉海外，根据2017 年QS 世界大学排名，香港有5 所大学进入世界前100 名，香港科技大学和香港大学的数学系、医学系、化学工程学系、化学系、计算机科学、天文及物理进入全球专业排名前50 名，澳门的大学的计算机科学、工程学、药理学与毒理学、临床医学等学科则排名全球前1%（见表2）。

表2 2018 年粤港澳大湾区主要基础研究机构情况

2.3 科技创新载体与基础研究平台不断完善

国家重点实验室是国家科技创新体系的重要载体，是国家级基础研究的重要力量。根据《广东统计年鉴2019》《香港统计年刊2019》和澳门《统计年鉴2019》，截至2018 年，粤港澳大湾区共有48 家国家重点实验室。粤港澳大湾区内，广东拥有312 家省重点实验室和28 家国家重点实验室，香港拥有16 家国家重点实验室伙伴实验室、6 个国家工程技术研究中心香港分中心，澳门拥有4 家国家重点实验室。研发机构方面，香港6 所高校在粤设立了8个研发机构，其中7个被认定为新型研发机构（见表3），这些新型研发机构依托于香港母校科研资源，由香港高校教授主导，围绕广东省产业需求，在生物医药、新材料、智能制造等领域开展基础研究和应用研究，并积极承担了国家的“863 计划”、“973计划”、自然科学基金等重大技术攻关项目，已累计承担了约1 100 项国内省内重大课题，获得支持资金超过7 亿元，为粤港澳大湾区科技创新提供有力支撑。依托于香港高校设立的研发机构，结合本地人才等资源，通过合作等模式，相继组建了约70多个科技创新成果转化平台，如香港城市大学深圳研究院建立了广东省脑科学及疾病与药物研究重点实验室等。

表3 2019 年香港高校在粤设立研发机构主要情况

2.4 基础研究投入及占比不断提高

得益于较高的市场化程度，广东省企业的科技创新一直走在全国前列，但广东省的基础研究和原始创新能力却一直相对较弱，为了补充基础研究和原始创新不足的短板，广东省近年来加大了基础研究投入力度，并于2019 年专门成立了副厅级别的广东省基础与应用基础研究基金委员会。根据《中国科技统计年鉴2019》数据显示（见图1），广东省基础研究投入从2009 年的13.03 亿元增加至2018年的115.18 亿元，多年在全国排名前三。2018 年，广东省基础研究经费占全社会研发经费投入总量的4.26%，保持稳定增速。

图1 2009—2018 年广东省基础研究R&D 经费投入总量及占比

3 粤港澳基础研究协同机制理论模型

3.1 “基础研究”概念界定

陈劲等［10］提出，基础研究包括纯基础研究和应用性基础研究，一般体现为揭示自然规律的重大科学发现、推翻旧科学传统的重大理论突破、提出基础技术原理重大技术发明3 种类型。从研究主体来看，粤港澳从事基础研究的主体主要是高校、公益类研究机构及龙头企业。从协同创新类别看，可以分为区域协同、政产学研协同、企业内部协同等。本文主要研究粤港澳高校、科研机构、企业在基础研究方面的区域协同问题；同时，考虑我国地市层级相对而言较少考虑基础研究问题，因此将从省级层面重点研究广东省、香港、澳门三大区域之间基础研究协同问题。

3.2 协同创新的特征及模式

协同创新具有获得性、生态性、共享性、持续性的特征。获得性是指创新需要各种创新要素的投入，具有较大的研究难度和不确定性，需要将各类参与主体、创新要素高效配合，实现资源的优势互补。生态性是指协同创新系统是一个开放性、多样性、生态化的创新网络，各创新要素有机聚合并产生化学反应，创新主体共同发展、创新系统不断优化，各创新主体相互促进、彼此依存、良性互动，形成一个生态化的创新网络。共享性是指各参与主体要通过学术会议、专利许可、项目培训、人员交流等方式实现各类显性和隐性知识的共享，加快知识的传播。持续性是指各创新主体基于共同的目标愿景和规避风险的意识，在相互协作配合的基础上保持长期稳定、互惠互利的协作关系［11］。

Santoro 等［12］根据合作关系的紧密程度，将基础研究协同模式分为正式协同创新模式和非正式协同创新模式，正式协同创新模式包括共同研发、创新联盟、并购、专利许可等，非正式协同创新模式则包括设备共享、学术交流等。Schartinger 等［13］则根据知识协同的正式化程度、人员接触方式、隐性知识传播等，将协同创新划分为联合研发、正式学术会议、非正式研讨、项目培训、人员交流、专利许可等16 种模式。

3.3 粤港澳基础研究的协同创新概念模型

3.3.1 粤港澳基础研究的协同创新主体

从参与基础研究的创新主体来看，可以将其分为政府部门、高等院校、科研机构及龙头企业。

（1）政府部门。一是国家层面基础研究布局的国家职能部门，包括科技部、国家自然基金委、工信部、教育部、中国科学院等，这些国家相关职能部门负责国家层面在基础研究方向选定、科研经费、科研制度、大科学装置等方面的工作，是粤港澳基础研究的重要顶层设计部门。二是负责地方基础研究资源投入的粤港澳地方政府部门，包括广东省政府、香港特区政府、澳门特区政府，地方政府决定了地方高校、科研机构的基础研究方向、科研经费投入。

（2）高等院校。粤港澳属地所在的高等院校是基础研究的核心主体单位，特别是香港大学、香港科技大学、香港中文大学、香港理工大学、中山大学、华南理工大学、南方科技大学等世界知名大学，是粤港澳基础研究的主体。

（3）科研机构。科研机构的研究内容既包括基础研究，也包括应用基础研究和研发开发，也是粤港澳基础研究的重要参与单位。从单位属性来看，可以分为政府类科研机构和新型研发机构。政府类科研机构包括中科院、广东省科学院、广东省农科院、香港四大研发中心等，新型研发机构则包括华大基因研究院、光启理工研究院、东阳光研究院等。

（4）龙头企业。从国外经验来看，世界500 强等龙头企业也会参与到基础研究特别是应用基础研究中。由于企业代表了产业发展方向和研发需求，龙头企业的参与使得基础研究不仅是停留在认识世界和理论发现方面，更能有效促进基础研究与社会应用、产业应用的结合，因此龙头企业也是基础研究重要的参与主体之一。

3.3.2 粤港澳基础研究协同利益分配的博弈分析

粤港澳基础研究参与主体众多，要实现有效协同，关键是要建立科学合理的利益分配机制，而博弈论分析是对不同参与主体存在不同利益诉求情况下寻找最优策略的有效方法。大学和科研机构具有同质性，可视为博弈的一方（以下简称“学研方”），参与基础研究的企业可以作为博弈的另一方。企业希望通过学研方的基础研究储备抢占前瞻性技术，并从中获得技术垄断收益；学研方希望通过基础研究一方面获得研发经费，另一方面也获得学术成果、学术地位及成果转化的回报。由于基础研究具有非常大的不确定性，无论是企业还是学研方都无法独自承担研发风险投入，因此，本文从企业生产成本理论出发构建协同创新的成本协调博弈模型，寻求博弈双方的均衡利益分配点。

为便于理解，假设存在某家广东省龙头企业A要开展某项5G 应用技术的基础研究（以下简称“5G技术研发”），邀请香港某著名高校B、广东省某著名理工大学C协同参与该研究。在协同创新过程中，参与主体均符合“理性经济人”的假设，并提出基本模型的有关假设如下［14］：

假设1：企业A的最大生产能力为Q，且Q保持不变，通过5G 技术研发可降低单位产品生产成本为。

假设2：完成5G 技术研发的R&D 投入为I，假设研发投入r为研发投资参数，由于R&D 投资存在规模不经济，R&D 投资函数为凸函数，因此假定γ=2，R&D 投资函数为

根据上述假设，我们可以计算参与协同创新的主体A、B、C可获得的新增收益，结果显示协同创新体系所创造的收益增量要大于独自研发所创造收益的总和增量。协同创新体系创造的总净收益为：

（1）委托开发模式的利益分配机制。所谓委托开发模式，是指企业A委托B和C（视为学研方，下同）开展应用基础研究并支付给B、C固定额度的报酬以获得研发成果。假设A愿意支付固定研发费用为W，则各方净收益分别为：

满足式（4）条件的固定研发费用W是可能被各方接受的协同方案，符合鲁宾斯坦（Rubinstein）轮流出价博弈模型［15］，A方、B和C方对协同创新所获得新增收益进行分割，并就分割比例进行轮流出价博弈。假设和分别代表A方、B和C方的贴现因子，假设s为A获得的新增受益分配比例，则1-s为B和C方获得比例（0＜s,1-s＜1）。按照轮流出价博弈可知A方获得的最大份额为：

B和C方获得的最大份额为：

从上述推导可知，A方、B和C方通过轮流出价进行博弈，双方获得的分割比例取决于各自的耐心程度，A方可获得最大份额为，B和C方可获得最大份额为

（2）利益分享模式下的分配机制。由于基础研究的风险较大，离市场化应用较远，企业往往不愿意通过委托开发方式与高校、科研机构进行研发合作，粤港澳高校、科研机构开展基础研究也更多会采用利益分享模式，即参与各方分担研发费用投入、共同承担研发风险，同时也共同分享研发成果收益。本文按新增收益分成方式来分析各方利益分配机制。

假设A方、B和C方采取合约方式约定，按照s和1-s的比例分享协同创新成果新增收益，则A方、B和C方的净收益分别为：

方式一：企业方不承担研发成本但按比例分享研发市场收益。由于基础研究离市场化有一定距离，企业与学研方开展基础研究合作不愿意承担早期研发投入，希望在基础研究熟化或产业化后通过市场收益分成来吸引学研方参与合作。在此种情形下，各方的博弈可分为两个阶段：一是A提出共享收益分配比例，吸引B和C方参与协同创新；二是B和C方根据收益分配方案决策最优研发投入。本文将按逆向归纳法求出博弈模型均衡解。首先，B和C方选择最优投入程度，实现最大化收益，即可得：

分析表明，企业方不承担研发成本但按比例分享研发市场收益的协同创新模式可以有效激励研发投入，同时对A方、B、C方都可以增加净收益，该种方式是一种有效的协同方式。此时，A方、B和C方在增量收益的最优分配比例为各占50%。

方式二：企业分担部分研发成本同时按比例分享研发市场收益。在企业完全不承担研发成本的情形下，高校和科研机构如果没有获得政府基础研究项目或基金支持则不仅要承担研发风险和早期投入成本，还要承担市场风险，因此，如果企业希望提前锁定部分前沿技术、保持技术领先优势，在承诺给予学研方市场分成的同时，也需要向其提供必要的基础研究经费支持。龙头企业资助高校、科研机构、实验室开展前瞻性基础研究的做法非常普遍，在该模式下，A参与一定的R&D 工作并承担一定比例（t）的R&D 经费，则协同创新总收益及各方的净收益分别如下：

首先是B和C方选择最优R&D 投入，由可得：

B和C方最优R&D 投入水平为t的增函数，即A承担投入比例越高，B和C方愿意投入的研发投入也越高。A方需要选择适当承担比例t实现自身收益最大化，由可得：

将式（16）（17）代入式（13）（14）（15）可得：

由此可以看出，在企业A承担部分R&D 投入的情况下，协同创新的总净收益得到了有效提升。对于A方、B和C方而言，各方共同承担R&D 投入并共同分享市场分成的净收益要大于采取固定酬金和单纯市场分成的方式。将方式一中变量加下标1，给方式二变量加下边2，对两种方式进行比较：由由此可知，A方、B和C方选择方式二开展协同创新的条件是A方要求在新增市场收益中分配比例满足

（3）博弈结果分析。如果龙头企业与学研方的基础研究合作采取委托研发模式，则双方获得的分割比例取决于各自的耐心程度，A方可获得最大份额为B和C方可获得最大份额为；如果基础研究采取企业方不承担研发成本但按比例分享研发市场收益的协同创新模式，可以有效激励研发投入，企业方和学研方都可以增加净收益，双方增量收益的最优分配比例为各占50%；如果基础研究采取企业方和学研方共同承担R&D 成本，则共同分享市场分成的净收益要大于采取固定酬金和单纯市场分成方式，但要达成协议的条件是企业方的收益分享比例不能超出的区间。因此，企业与高校、科研机构共同开展基础研究，由双方共同承担研发成本（高校、科研机构的投入可能来自政府项目资助）、共同分享市场分成收益将是双方利益最大化的合作方式。

3.3.3 粤港澳基础研究协同机制设计

通过上述博弈模型分析可知，粤港澳开展基础研究协同创新，采取成本分担和利益分享策略是最优的协同创新模式。从执行层面来看，要建立粤港澳基础研究的协同机制，首先要研究清楚基础研究在哪些方面的实现需要协同。从基础研究的全链条构成来看，可以将粤港澳基础研究的协同细分为目标协同、资源协同、过程协同及成果协同（见图2）。

（1）目标协同。开展基础研究首先要有明确的研究方向和研究领域。由于粤港澳高校、科研机构所处的制度环境不同、管理体制机制不同，三地的基础研究机构在研究方向的选择上也存在较为明显的不同。例如，内地的基础研究更多服务于国家战略及产业需要，这从国家自然科学基金等偏基础研究的有关项目申报指南和立项情况可以看出；而港澳的高校由于大多采用理事会制度，科研人员较为国际化，基础研究的方向大多瞄准世界前沿基础理论，更偏理论性和自由探索性。粤港澳要在基础研究上进行协同，首先需要在研究目标、研究方向上实现协同，比如，可以通过在国家层面制定专门面向粤港澳基础研究合作的专项，研究方向由合作方共同提出，甚至可以由粤港澳三地进行联合资助。

（2）资源协同。粤港澳基础研究协同的关键在于如何实现三方研究资源的协同，如大科学装置、重大科技设施、关键实验材料仪器、研发人才等。港澳高校、科研机构由于国际化程度高，拥有全球化的基础研究人才资源，如香港大学、香港科技大学、香港中文大学等位列世界一流大学，在众多基础研究领域和学科上处于世界前列，而广东省作为我国改革开放的先行地，国家在广东省布局了大量全球领先的大科学装置，包括国家超算中国心、散裂中子源、强流重离子加速器等，粤港澳基础研究的协同需要建立基于三方优势资源的协同共享机制。

（3）过程协同。实现了目标的协同、资源的协同，还需要粤港澳基础研究机构在研究过程中实现协同。比如，粤港澳基础研究机构可以开展共同研究、联合攻关等紧密型的过程协同，也可以通过定期举办学术论坛、学术交流等方式实现相对松散的过程协同；也可以通过共建研究平台来实现三方在基础研究过程中的协同，如共建协同创新平台、国家重点学科、研究院等；此外，还可以通过联合申报国家基础研究专项、共同承担专项任务的方式实现过程的协同。

（4）成果协同。研究成果的协同共享也应是粤港澳基础研究协同机制的重要组成部分。粤港澳基础研究机构可以通过合作发表学术论文、合作申请专利等方式实现三方研究成果的协同共享，例如，定期举办学术交流会议、实施专利相互许可以及最新学术成果信息的快速交互共享等，研究成果的共享协同，将有利于实现三地基础研究机构共同提高研究能力和水平。

图2 基于研究全链条的粤港澳基础研究协同机制

4 结论与建议

粤港澳拥有较多高水平的基础研究机构和丰富的研发资源，开展基础研究具有良好的协同创新基础，粤港澳地区的政府、高校、科研机构、龙头企业等是基础研究的参与主体，三地要实现基础研究协同，关键是要建立健全的利益分配机制。本文通过建立协同创新的成本协调博弈模型，研究认为在委托开发模式下企业和学研方获得收益的分割比例取决于各自的耐心程度；在利益分享模式下，如果企业不承担研发成本，企业方和学研方的增量收益最优分配比例为各占50%；如果企业承担部分研发成本，企业方要求在新增市场收益中的分配比例满足一定条件。根据本文建立的全链条下粤港澳基础研究协同机制模型，以下按照“目标协同—资源协同—过程协同—成果协同”分别提出相应的政策建议。

4.1 通过政府资助引导粤港澳机构现实目标协同

从全球来看，基础研究离不开政府的资助，建议通过政府资助来引导粤港澳基础研究机构在研究方向和研究目标上实现协同。目前，国家基金委、科技部、工信部、广东省科技厅都设立了一些面向粤港澳联合资助的专题计划，鼓励港澳机构联合内地机构共同申报。但目前此类协同仍较为单向，主要是国家和广东省面向港澳开放，但香港创新及科技局、澳门科学技术发展基金等并未有类似的粤港澳协同专项。由于香港、澳门拥有一批世界一流大学，在很多学科的基础研究中处于全球领先地位，建议进一步引导港澳高校在国家自然科学基金、国家科技专项的指南编制、方向凝练等方面发挥更大作用，并以此推动港澳高校与内地高校科研机构的目标协同。

4.2 着力破解影响粤港澳资源协同的制度性障碍

鉴于目前仍然存在诸多制约粤港澳资源协同的制度性障碍，建议：第一，进一步破解制约粤港澳科研基础设施及大型科研仪器开放共享的制度性障碍，探索建立粤港澳大科学装置和大型科研仪器开放共享机制，鼓励国家超算中心（广州、深圳）、东莞中国散裂中子源、深圳大亚湾中微子实验站、江门中微子实验站、强流重离子加速器等国家大科学装置面向港澳高校、科研机构开放共享，并以此为基础加强三地联合开展协同创新；第二，着力解决财政科研资金跨境流动使用，针对财政科研资金无法跨境使用这一制约粤港澳开展联合科研的主要障碍因素，2019 年年底广东省修订的《广东省自主创新促进条例》规定面向港澳建立省级财政科研资金跨境使用机制，鼓励港澳高等学校、科学技术研究开发机构承担财政科研资金设立的自主创新项目，但该规定较为原则性，要真正实现财政科研资金跨境使用，建议在国家层面上通过相关法律法规予以明确。

4.3 加强粤港澳机构基础研究的过程协同

目前，广东省高校、科研机构与港澳高校、科研机构都有较为成熟的学术交流互动机制，但真正开展共同研究和联合攻关的“强协同”仍然不足，建议从共同研究、联合攻关、创新联盟、共建平台、联合申报等5 个方面加强基础研究的过程协同。共同研究和联合攻关方面，建议现行国家重大科技计划全面向港澳高校、科研机构开放，港澳高校、科研机构可以享受与内地高校、科研机构同等待遇，鼓励港澳高校、科研机构与内地科研机构开展联合申报、共同开展科技攻关；与此同时，鼓励内地高校、科研机构、个人积极参与港澳高校的基础研究课题，国家、省级基础研究专项资金可给予立项支持。共建平台方面，建议支持粤港澳高校、科研院所瞄准全球基础研究前沿领域，共建专业领域基础研究协同创新平台吸引全球基础研究顶尖人才，培养基础研究后备人才；支持粤港澳高校、科研院所共建省实验室和国家实验室，重点开展关键技术领域基础研究和核心技术攻关。

4.4 加强粤港澳基础研究成果共享协同

由于基础研究具有很强的知识性和公开性，粤港澳基础研究成果应该实现高度的共享。建议粤港澳在学术成果发表、专利相互许可、学术交流合作等方面建立稳定的共享协同机制，使得三地的基础研究成果能够实现便捷、高效共享，以及成果相关信息能够及时、充分交换；同时，对基础研究和应用基础研究成果开展进一步的工程化、产业化研究开发，推动研究成果的转化和产业化。