美国国家科学基金会与企业联合资助基础研究的经验及启示

巫 英 张古鹏

1.上海科技政策研究所，上海，201899；2.中国科学院大学公共政策与管理学院，北京，100049

美国国家科学基金会（National Science Foundation，United States，简称“NSF”）是美国独立的联邦机构，成立于1950 年，其任务是通过对基础科学研究计划的资助，改进科学教育，发展科学信息和增进国际科学合作，促进美国科学的发展。近几年来，NSF 对于应用技术研究的关注程度呈现进一步上升态势，相较于以前似乎更加强调将基础与应用研究的网络连续贯通起来。在2020 年5 月由美参议院民主党领袖查克·舒默牵头提出的《无尽前沿法案》中提议将NSF 重组为NSTF（National Science and Technology Foundation），即国家科学与技术基金会，并且每年增加数十亿美元预算用于支持应用导向的科学研究。

NSF 不仅专注于资助高校和各类研究机构从事基础研究，更与美国产业界有着较广泛的合作关系，尤其是与一些高科技公司开展了多种形式的深入合作，包括在一些技术研发占比较高的基础研究领域（如信息通信技术等）以及企业关注程度较高的前沿基础研究领域（如量子计算等）。美国的科研项目资助体系为企业参与基础研究营造了良好的创新环境，这使得美国企业非常愿意参与基础研究。据统计，2015 年，美国企业所持有的基础研究经费占美国全部基础研究经费比重高达28.2%。在美国基础研究领域扮演重要角色的NSF 较为重视资助企业参与基础研究，并在这方面有一系列的制度设计。[1]自2019 年开始，NSF 为了让基础研究更加关注前沿技术的发展，保持美国在技术创新方面的领导地位，又率先在多个方面推出了重要改革举措。

一、文献综述

当前，有关介绍和分析NSF 运作机制和资质内容等方面的研究成果较为丰富，如朱迎春研究提出，NSF为保护科学家单纯进行科学研究的积极性，将大量经费投向以自然科学基金为代表的自主类基础研究项目，在投入领域方面几乎涵盖所有自然科学领域。[1]王保成等对NSF 于2018 年提出的新一轮5 年战略进行了研究和分析。[2]陈强等研究发现，NSF 专门设立小额探索基金（Small Grants for Expioratory Research，简称“SGER”）对各个学科领域小型的、探险性的、高风险的研究进行支持。[3]张雪等采用量化分析方法研究NSF资助项目的学科交叉度演化规律及影响因素，发现从项目整体资助特征来看，NSF 资助数理科学学部项目最多，其次为工程。[4]武晨箫等研究认为，NSF和中国自然科学基金在政策提议的主体、希望解决的问题等方面存在差异，是两国深层社会结构的折射，NSF 强调“理念先行”，并提出政府应在保障科学研究自由探索的前提下资助基础研究，研究的成果将自动带来技术的进步与社会的福祉。[5]

专门研究NSF 如何与产业界展开合作，如何让基础研究为产业前沿技术发展提供更有力的支撑，以及如何资助企业，尤其是科技型小微企业开展基础研究的相关成果还较为少见。鉴于此，笔者选取NSF 资助企业开展基础研究的一些先进做法和经验作为研究对象，对其进行详细介绍和剖析，总结其典型做法，提炼可供国内参考借鉴的经验和启示。

二、美国国家科学基金会与企业联合资助基础研究的经验

（一）资助企业仪器设备与学术界共享

美国很多高科技企业设有高校和研究机构的研究人员需要的高端运算平台。为促成这些运算为学术界所用，NSF 出资设立了许多项目专门资助高校和研究机构的科研人员直接使用高科技公司的先进仪器设备展开研究，而研究团队、研究人员与研究项目筛选过程完全按照NSF 的评审机制来完成。例如，由于量子计算在私营部门发展迅速，并在基础研究中展现出巨大研究潜力，2020 年4 月10 日，NSF 同亚马逊、国际商业机器公司（IBM）和微软联合推进量子云计算平台建设，以推进量子领域的研究。NSF 计划设立单个项目最高5 万美元的补充基金（Supplemental funding），用以资助研究生使用亚马逊、IBM 和微软的量子云计算平台，专门从事量子算法及其实验实现，量子编译器和运行时基础设施设计，量子模拟、优化，密码学和机器学习等量子相关领域的研究。通过与首席科学家签订互惠协议，亚马逊等公司研究生及相关科研人员使用其量子云计算平台不收取任何费用，但其研究成果需要尽可能惠及为其提供科研帮助的公司和研究机构[6]。随着学术研究对计算机运算能力要求越来越高，在研究过程中花费的运算成本也变得日益昂贵，仅仅依靠科研项目资金的支持往往无法承担。为了缓解这个问题，2007 年10 月，谷歌和IBM 创建了一个由大约1600 个处理器组成的大型计算机集群，并于2008 年2 月25 日同NSF 签订了战略合作协议CluE（Cluster Exploratory）program。协议规定，通过NSF 评审的研究团队可以使用谷歌和IBM 的大规模分布式计算集群设备实验和测试新的理论和想法[7]。2010 年2 月4 日，微软公司和NSF 签订了一项协议，微软公司将为通过NSF 评选过程选出的研究项目提供为期3 年的访问Windows Azure 云计算平台的权限，同时还将提供一个支持团队，帮助研究人员将云技术快速集成到他们的研究中。[8]

（二）与企业联合设立合作研究项目

为了加强同产业界的联系，NSF 还和众多企业联合设立了研究项目。例如，先进无线研究平台（Platforms for Advanced Wireless Research，PAWR）就是由NSF 同一家私人行业财团共同设立的，该财团是由Juniper、Ericsson、Nokia Bell Labs 和Interdigital 等领先网络供应商，三星、英特尔和高通等设备制造商，以及无线运营商AT&T、Sprint、T-Mobile 和Verizon 联合建立的。早在1997 年，NSF就和朗讯公司联合资助了18 个项目用以推进工业生态学这一新兴领域研究，鼓励企业将污染防治实践纳入日常运营。[9]与NSF 联合提供过资助项目的还包括英特尔、埃森哲、亚马逊、谷歌等众多企业。[10]

（三）面向初创企业设立专门的培育基金

NSF 设有专门的种子基金，专供初创企业申请。NSF 的小微企业创新研究计划（Small Business Innovation Research Program，SBIR）和小微企业技术转移计划（Small Business Technology Transfer Program，STTR）专注于将科学研究发现转化为具有商业潜力或社会效益的产品和服务。与专注于科学和工程发现本身的基础或基础研究活动不同，SBIR 重点关注将基础科学和工程从实验室转移到大规模市场的过程，专门资助“进行深度科技风险投资”的初创企业和小企业，为这些处在技术开发早期阶段的企业提供融资和创业支持。[11-12]在新冠肺炎疫情暴发之际，NSF 种子基金专门发起了两阶段资助计划，总计资助了120 家生物医药类小微企业从事COVID-19 的检测、预防、疫苗等研究工作。NSF 种子基金由来已久，自STTR 和SBIR 设立至今已有40 多年时间，每年为初创企业提供的基金资助的金额规模为2 亿美元，占NSF每年总资助金额的2.35%。

综合以上分析可得，NSF 与产业界确实有着密切的合作关系，而且这种合作关系由来已久。在一些企业投入大量资金的前沿技术领域（如量子计算、量子通信等），NSF 与产业界的联系尤为密切。此外，NSF通过与一些高科技企业达成合作协议，促成了产业界的一些关键研发资源为学术界所利用，产出的科技成果反过来又会惠及产业界，从而在产业界与学术界形成了优势互补的局面。

三、我国企业参与相关基础研究的现状

在国家创新体系建设过程中，企业参与基础研究是其重要组成部分。[13]中国要完成从科技大国向科技强国的华丽转身，缺少国际一流的高科技企业是无法实现的。十三届全国人大四次会议审议通过的《关于国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》明确提出，“鼓励企业加大研发投入，对企业投入基础研究实行税收优惠”。企业在带动智能制造、新能源和新材料等诸多高科技领域的基础研究实现整体性突破，带动中国基础研究迈向更高水平方面是责无旁贷的。企业对于技术前沿有着最深刻的感受，对于产业技术未来的走向有着最精准的判断。企业作为中国科技创新的主体，在中国未来的基础研究工作中必须发挥更重要的作用。中国的国家创新体系中该环节极为薄弱，大部分企业在基础研究领域投入不足。相关研究文献显示，企业自身的综合研发实力对其是否愿意参与基础研究起到决定性作用。[1，14-16]从外部因素来看，科研院所在促进企业开展基础研究方面发挥着重要作用，包括产学研合作模式，创建联合实验室模式以及开展创新联合体模式等。[16-19]但是，我国的国家创新体系中该环节极为薄弱，大部分企业在基础研究领域投入不足。[14，20]眭纪刚等学者提出，要改革现有科技计划和项目管理制度，更多地吸引有能力的企业参与各种基础研究计划和项目的申请。[21]

综上所述，国内企业参与基础研究的总体比例偏少，国家层面相关财政扶持资金引导企业参与基础研究的制度设计也偏少。究其原因，一方面是由于基础研究投入周期长、成本高、见效慢，导致绝大部分企业投入意愿不强；另一方面是由于当前政府相关部门的财政扶持资金和制度设计中对鼓励和引导企业参与基础研究部分内容偏少。统计结果显示，在我国相关政府部门资助的基础研究项目中，企业参与度非常低。

与NSF 相比，从在我国基础研究领域发挥着重要作用的的国家自然科学基金委员会（National Natural Science Foundation of China，简称“NSFC”）资助的项目清单来看，由企业研发人员主持，或由高校、科研院所与企业联合主持的基础研究项目非常少。基础研究有着强烈的公共物品属性，作为以营利为根本目的的企业，对投入和参与基础研究本身有着“天然惰性”。NSFC 是中国基础研究的最主要资助机构，在帮助企业克服“天然惰性”、建立行之有效的企业参与基础研究的模式方面要发挥关键作用。

NSFC 与产业界的联系极为有限，虽然NSFC 近些年与产业界有一定合作，如同部分国有企业（如中国国家铁路集团有限公司）联合发布资助项目、设立企业创新发展联合基金等，但无论是从深度上还是广度上看，距离NSF 仍有较大差距，仍有进一步提升的空间。

四、启示与建议

未来企业将在中国基础研究领域发挥重要作用。作为中国支持基础研究的最主要机构，NSFC 在未来的工作中需要加强同产业界的联系。具体来说，需要做到以下几点：

（一）进一步加强与产业部门的合作与联系

NSFC 可以考虑与一些企业联合会、行业协会等联合发布面向产业技术需求层面的资助项目。利用产业组织对于产业技术需求信息的精准掌握，NSFC 可以利用项目方式充分调动高校和科研院所科研人员参与产业技术研发，更为精准地在企业、高校与科研院所的研发合作方面实现无缝对接。

（二）加强与高科技企业的联系

鼓励高科技企业参与NSFC 项目申请指南的制订，就有关研究主题征求企业的意见。当前，NSFC 在制订项目申请指南时未充分汲取产业界的意见。由于高科技企业（如华为、中兴等）对于国际技术前沿及其发展趋势的了解更为及时与深刻，在NSFC 项目申请指南的制订中，尤其是一些重大突破性研究方向的选择方面应充分汲取高科技企业的意见，这有助于实现NSFC 资助的基础研究与企业界的科技创新有效互动与优势互补。

（三）设立定向资助项目

设立专门面向企业开展基础研究、从事科技成果市场化的资助项目。当前，NSFC 还尚未设立专门面向企业开展基础研究的项目，而随着企业在中国基础研究领域扮演着愈加重要的角色，设立专门面向企业开展基础研究的项目成为NSFC 接下来的重要突破点。

（四）鼓励校企联合申请

就基础研究领域的一般项目，鼓励高校、科研院所与企业联合申请。当前，中国高校、科研院所同企业的合作与交流互动仍然极为欠缺。而NSFC 可以在促进企业、高校与科研院所开展科研合作方面发挥关键作用。NSFC 可以专门设立一些企业与高校和科研院所联合申请的项目来促成三者之间的合作与互动。

（五）加强产业界与学术界的交流合作

我国可以仿照NSF 设立专门的研究基金，支持高校和科研院所的科研人员使用企业的大数据和云计算平台，进而加强产业界与学术界之间的交流合作。诸如华为、阿里巴巴、腾讯等国内众多高科技企业拥有大量可供高校和科研院所使用和借鉴的科研资源，通过设立专门的研究基金支持研究机构的科研人员到企业中实习、研究，并使用其大数据和云计算平台，可以进一步促进两者之间的合作与良性互动。