
内容摘要:中试是科技创新的关键环节,也是从科技研发走向商业化过程中风险最高的核心阶段。在现行体制下,中试已成为我国创新体系的瓶颈,其根源主要在于我国中试投入缺乏、中试主体缺位和中试机制缺失。对此,本文分析多国的中试政策,包括将中试纳入国家级创新基础设施,通过公共平台与数字仿真、共享网络,分析其成功经验,为我国提供启示。在此基础上,本文提出多元共投与政府中试采购,建设公共中试平台以及完善人才储备、政策优惠等具体对策。
01我国中试现状与问题所在
中试指在实验室概念验证与原型样机两项创新前端步骤完成之后、量产与市场化两项创新后端步骤进行之前,对技术进行有关工艺验证与市场验证的活动集成,其核心是通过试点与示范两项创新中端步骤,在接近真实的应用环境中,对技术可行性、工艺稳定性、质量一致性、经济性与市场契合度进行系统评估与优化。中试位于科研实验室(创新前端)与产业市场化(创新后端)的中间阶段,因此得名“中试”。在创新过程链条中,中试处于承上启下的关键中端位置:一方面连接基础知识产生与技术性突破的前端,另一方面对接工业应用与商业采纳的后端,发挥中端的桥梁作用。
在科技创新流程中,最为关键、却常被忽视的步骤就是中试所在的中端阶段,体现为广为人知的创新“死亡谷”现象(即科技研发与商业化之间的高风险阶段)。这表明“中试”缺陷所导致创新成果在商业化转化过程中容易夭折。此外,中试绝非单纯验证实验室科研成果,而是对其开展二次创新。
中试环节成为我国创新体系中的一个超级瓶颈。中试缺陷问题是全球普遍存在的问题,但在中国尤其严重。首先,中美两国的科技研发成果转化率数值分别为6% 和50%,而以“科技研发成果转化效率”指标衡量则差距进一步拉大,两国相关数值分别为6% 和100%。这与是否重视中试密切相关。首先,发达国家科技项目中试率高达70%,而中国中试率只有3% 左右。其次,科技研发成果经过中试, 产业化成功率可达80%,而未经中试, 产业化成功率低于30%。因此,中试环节的滞后与缺失已经成为中国科技研发成果商业化的核心障碍。有关核心原因主要来自三个方面:
其一,我国中试投入缺乏。国际上通常遵循“科研—中试—量产”1:10:100的投入结构,我国普遍约为 1:0.7:100,中试环节投入显著不足。在此结构性缺口下,中试难以完成工艺放大、可靠性与一致性验证、合规与成本测算等关键任务,直接导致科研成果产业化成功率偏低、穿越创新“死亡谷”难度加大。
其二,我国中试主体缺位。除了企业、高校、科研院所为“中试”环节的核心参与主体之外,还有政府、风险投资机构、中介机构等辅助参与主体。在这个体系中,目前严重缺失的就是企业、高校、科研院所等核心参与主体的新型产学研协同创新模式,即三方共同组建紧密耦合的新“研”机构,以此替代独立的科研院所,同时替代企业与高校的松散耦合模式。据《科技日报》报道,依托高校和科研院所建立的中试平台,大多由政府主导建设,缺乏高校与企业联合紧密运营的中试主体。国家知识产权局《2020年中国专利调查报告》指出,企业有效发明专利产业化率44.9%,科研单位11.3%,高校仅3.8%,大量专利沉睡。这反映了高校、院所与企业需求的系统性脱节,也是主体缺位的可观测后果之一。此外,目前国内尚无真正聚焦投资中试的风险基金,也鲜有企业、高校、科研院所担当中试平台的主体。从体制根源上看,高校和科研院所在成果转化中的动力不足也是重要原因。科研单位考核更注重立项和论文,缺乏成果转化激励;加之专业化技术转移人才和中介服务匮乏,企业也缺少与科研协同创新的内生动力,导致产学研之间缺乏有效纽带,共同投入中试的机制难以形成。
其三,我国中试机制缺失。目前不少地区开始推行初步性政策,例如上海市、山东、福建、浙江省等,但中试前、中、后各环节整体赋能制度仍不完善。首先,前端与中端脱节,缺少把概念验证、工程化放大、场景示范打通的标准与流程。其次,风险防范缺位,长期缺乏覆盖中试关键风险点的保险、共保体与分担机制。再次,产权与收益规则不清,在多主体协同中试中,成果权属、收益分配、技术秘密与合规管理缺少统一可执行的合同范式与制度清单。以上问题的核心原因在于现存政策缺乏系统设计,堵点尚未打通;政策倾向于宏观引导,但缺乏实操细节指导。以上两大原因导致政策碎片化、执行路径不明两大弊端。
02国际经验可供借鉴
国际上,部分国家对中试环节进行摸索,已经取得创新周期显著压缩、成本明显下降、成功率大幅提升等成效。他们通过中试纳入国家级创新体系,由政府引导与公共平台承载,面向产业集群与中小企业建立以中试服务为核心功能的新型科研机构。这些成功经验可供我国参考借鉴。
首先,世界主要各国均将中试纳入国家战略性创新体系,其扶持政策包括政府投资分担中试风险、政府引导建设公共中试平台、构建开放共享的中试网络、利用最新人工智能赋能中试过程。
第一,政府投资分担中试风险。例如,美国能源部依托17个国家实验室构建专业化中试网络,而由美国国防部资助的“生物工业制造和设计生态系统”中试平台取得显著成效,参与企业通过共享中试生产线降低了50%的研发成本,并将产品周期压缩至18个月以内。日本经济产业省设立“绿色创新基金”,计划未来投入2万亿日元支持氢能中试项目。日本筑波研究中心的超临界二氧化碳发电中试平台,通过热力学循环优化,将系统效率提升至48.5%,为日本2050碳中和目标提供关键技术支撑。
第二,政府引导建设公共中试平台。德国联邦经济和技术部的“工业联合研究”项目支持12家汽车零部件企业通过共享中试平台,成功开发出轻量化铝合金底盘,推动德国电动汽车成本下降18%。材料和光束技术研究所的增材制造中试平台,通过激光熔覆工艺优化与在线质量监控系统,将航空航天部件试制周期缩短60%且成本降低35%。此外,欧盟聚焦生物制药领域的中试平台,包括欧盟 Pilots4U 覆盖全欧洲的中试设施网络,以及欧洲生物基地中试工厂(BBEPP)专注于将生物基产品从实验室规模转化为工业规模。
第三,通过人工智能赋能中试过程。英国政府通过“弹射中心计划”,系统性重塑了国家技术转化生态。其中,高价值制造弹射中心为劳斯莱斯提供航空发动机叶片的中试验证服务,应用数字孪生技术模拟极端工况,将试制周期从24个月压缩至14个月,同时良品率提升至99.3%。剑桥大学与阿斯利康共建的生物医药中试平台则实现从靶点发现到临床试验的一站式转化,其孵化的肺癌新药研发项目较传统模式提前9个月进入商业化阶段。
其次,全球最为著名的两大创新范例机构正是以中试服务为其核心业务功能。
成立于1949年的德国弗劳恩霍夫协会是由政府资助的非营利机构,也是欧洲著名的大型应用研发及中试机构,为政府和企业客户特别是中小型企业提供技术成熟、商业可行的产品和服务。除了面向原型样机的研发与改良、生产工艺的开发与优化之外,也涉足新技术推广(产品性能测试、企业人员培训等)、科技市场评估(产品市场调查、产业趋势分析、经济环境评价等),以及资金筹集、企业认证等。
台湾地区于1973年成立的工业技术研究院是东亚地区享誉盛名的共性技术研发及中试组织,主要定位于推动以产业需求为导向的共性技术研发,协助当地中小企业开展技术研发及引进,设置小型实验工厂以推动中试服务,以及为新技术、新产品进行市场分析及经济评估等服务。
03政策建议
我们建议围绕投入、主体、机制三端同步发力,并为机构和企业提供配套政策。在投入上推进多元共投、将部分科研经费转为中试采购;在主体上推动产学研耦合,建设公共中试平台;在机制上以工程师队伍培育和人工智能模拟仿真为抓手,配套税收优惠、统一合同等规则,尽快形成可复制的协同新模式。
第一,我国中试投入比例严重失调的解决方案需要多方协作,包括政府、高校、企业、科研院所、风投基金等主体的参与。
1.风投基金,尤其是政府主导或参与的风投基金(例如深圳政府“中试创新基金”),应该积极参与中试投入,扮演核心作用。例如,通过A轮投资与中试紧密耦合。
2.中试平台需要由国家投资逐步转向多主体联合投资。除了尖端前沿技术和国家支柱产业技术的中试平台需要国家投资支撑之外, 必须尽快改变目前所有中试平台基本采用政府作为投资主体的方式,通过有效激励措施方面的制度创新,激发其他主体转化科技成果的愿望,鼓励高校与企业共同联合构建新“研”机构,使其成为中试平台的综合性主体。
3.政府应用性科研经费资助需要由资金资助转为中试采购。应用性科研项目可由新“研”机构申请立项,经过政府与专家共同审核筛选后纳入资助对象,其核心部分就是中试研发经费,实施政府中试采购, 为企业采用新颖技术的中试平台服务买单。
第二,我国中试主体缺位的解决方案应以科技价值与市场价值共创、共享为目标,以产学研协同系统为主体,以中试基地为雏形,以产业集群为抓手(包括集群的链主企业与行会),构建准公益服务性中试平台(可以采用平台会员制,为所有参与会员提供有偿服务)。
1.以多家企业与多家高校联合为共同主体的产学研一体化新型中试平台。彻底改变传统科技研发与市场开发隔离的运营模式,转向由企业与高校紧密耦合、共同构建的新“研”机构模式。由新“研”机构为轴心开展实验室研究、中试和规模化生产三个环节的运营衔接, 形成科技研发链与产业供应链的整合,共同构成创新生态系统。
2.以新“研”机构扮演的准公益服务性中试平台,需要是独立法人机构,以市场导向为机制,独立运营。同时,新“研”机构可以附设研究所和试验厂。
3.中试平台需要力争国际合作。对接国际标准与测试认证,开展联合中试与成果互认,在关键赛道(材料、医药、高端装备等)实现中试能力开放共享与规则对齐,放大平台赋能效应。
第三,我国中试机制缺失的解决方案应以工程师人才体系培育和人工智能模拟仿真为抓手,配套税收优惠与绿色通道,建立规范化中试合同、风险分担与知识产权认定、分配机制,以市场化方式提升平台赋能、降低成本与不确定性。
1.为了提升中试平台的赋能能力,需要特别重视中试人才的储备与培养。由于工程师对于中试至关重要,中试人才储备与培养的关键在于工程师团队。这是因为中试的重中之重在于工艺技术的创新,而后者需要优秀的工艺工程师团队。此外,工程师人才需要是既懂技术,又懂市场的“杂家”。为此,政府可以制定“中试工程师高端人才”职称认定政策,并配置福利补贴等激励政策,大力储备与培养工程师团队。
2.大力提倡利用人工智能,充分发挥人工智能的模拟仿真功能开展中试,大大降低中试的风险与成本。
3.政府需要对中试平台给予政策优惠。在税收方面对中试活动予以支持,中试风险是影响新“研”机构成为中试主体的最大障碍, 政府税收支持有助于缓解中试风险的压力, 尤其需要鼓励赋能产业集群的准公益服务性中试平台。
4.政府需要制定统一规范的中试合同,建立市场化中试合作机制。政府应制定中试规范性合同, 在中试内容、责任、义务、技术归属等方面明确合作各方权益与职责。在知识产权方面强化认定与保护,加强中试知识产权认定机制, 保护中试各方的合法权益。中试成果产权可以根据中试过程对原有技术进行创新性二次开发的程度而定。凡是在中试过程中对原有技术进行创新性二次开发, 中试成果产权应归原有技术提供方和中试提供方共同所有,其方式可以采用不同知识产权形式,包括专利与诀窍。
5.需要进一步优化中试投资方与技术提供方的产权分配比例。投资方与技术提供方之间合理的产权分配规则需要合理制定。根据有关研究表明, 技术提供方的产权比例在20%~40%之间较为妥当。
6.需要设置便于中试平台在证券市场上市的“绿色”通道。
作者:
李平,东北财经大学特聘教授;
郑文全,东北财经大学工商管理学院院长、教授。


