基礎研究投入的創新轉化：基于國家自然科學基金資助的證據

文/葉菁菁 周驍遙 陳實

引言

基礎研究是國家創新體系的源頭，是推動應用轉化的總機關。世界主要強國與地區都十分重視基礎研究在知識傳播鏈中所發揮的引擎作用，并將其提升至國家戰略需求層面。在過去的十余年間，我國基礎研究投入已由2002年的8.8億美元增長到2017年的145.7億美元，年均增長率達到17.6%，但其投入強度仍低于發達國家，并呈現出對下游產業發展支撐薄弱的問題。在這一背景下，本文重點關注了以國家自然科學基金（以下簡稱“自科”）為代表的基礎研究投入從激發上游高校主體基礎知識創新，到促進下游企業主體應用成果轉化過程中的效率，并對其轉化渠道做出具體刻畫。

為實現上述研究目標，本文構建了涵蓋中國168個城市7大類學科在1997—2009年間自科資助與專利情況的城市—學科—年份三維面板數據。其中專利數據分別根據其所有人信息劃歸至“高校/科研機構持有專利”（以下統稱為“高校專利”）、“校企共同持有專利”（以下統稱為“校企專利”）和“企業持有專利”（以下統稱為“企業專利”）。這一數據結構不僅可以直接刻畫各創新主體的專利產出和后續引用情況，還有利于通過控制城市、學科和年份固定效應，消除城市科研基礎、學科差異和其他年份政策沖擊等不可觀測變量給實證結果帶來的影響。

本文研究發現：第一，自科資助不僅提升了上游高校主體的知識創新，還會持續傳播至下游企業主體。隨著知識向下游傳播，基礎研究投入對創新的影響有所減弱。這一方面是由于不同創新主體的研究職能和目標差異較大，如偏重于在短期內產生高效益的企業，只會將其中符合市場需求的部分知識進行開發利用；另一方面，上游基礎研究投入也可能降低企業自身的研發成本和研發投資回報，使企業自主研發的動力下降。

第二，產學研合作是促進知識傳播與轉化的重要機制。實證結果表明，自科資助每增加1%，校企專利對應的申請數和被引用數分別增加0.065%和0.069%。這意味著通過產學研合作，上游的基礎研究投入也在知識傳播鏈的中游進行了轉化，企業通過校企合作的方式從中獲益。因此，產學研協同創新體系有效跨越了上游基礎研究和下游應用研發之間的需求鴻溝，進而增強上游科技成果對下游產業發展的支撐作用，這對實現我國核心技術的自主可控十分重要。

第三，在自科基金的分類資助體系中，為我國未來科技創新奠定人才基礎的人才項目系列，特別是其中的青年科學基金項目，在知識傳播鏈中的傳播路徑最長，向專利的轉化效率最高。人才項目系列與探索項目系列相比，對高校專利和校企專利的促進作用類似，但對企業專利申請數和被引用數的提升效果均增加了0.018%。根據自科基金的設置目標，探索項目系列旨在激發原創，基礎型研究成果的價值主要在于理論的創新和重大技術的突破，而并非追求向實用產品的高轉化率，因此向企業的外溢效果有限。而人才項目系列中的青年科學基金項目，旨在給予事業起步階段的青年科研人員及時、有力的支持。由于青年科學工作者處于事業起步期，缺乏科研資金和設備的支持，而獲取研究經費與相關資源是驅動科研人員參與企業研發項目的關鍵因素，因此他們更有動力參與到下游的創新活動中。

與現有研究相比，本文主要做出了三方面的推進：第一，將完整的知識傳播鏈納入研究范圍，既評估了自科資助對上游高校創新的直接影響，又考察了其向下游企業創新轉化的途徑和效果。而已有研究多考慮基礎研究投入對生物醫學等單個學科、制造業等單個產業以及高校或企業等單個創新主體的影響。第二，為隱性知識在創新主體間的傳播和轉化提供了實證證據。對于難以進行編碼或記錄的隱性知識，產學研合作一直被認為是其從上游傳播至下游最有效的渠道。然而囿于數據限制，相關研究止步于定性分析，鮮有文獻對其展開定量分析。第三，本文的研究成果對我國基礎研究資助體系的優化，具有重要參考價值。首先，研究結果表明，基礎研究投入有助于提高國家創新系統的源頭動力和活力，各創新主體均可從中大幅獲益。這一發現為穩定增加我國基礎研究投入提供了實證依據。其次，本文直接論證了產學研合作在高校基礎研究和企業應用研發間的橋梁作用，這有助于打通銜接基礎研究、應用開發、成果轉化和產業發展之間的各個環節，進而提高基礎研究投入向新產品和新技術的轉化效率。最后，對不同類型自科資助的異質性分析表明，在自由探索和需求導向并存的自科分類資助體系中，各類資金做到了“各司其職”，極具針對性。同時研究還發現青年科研人員在不同創新主體間的橋梁作用，這對提高上游科技成果對下游產業發展的支撐作用具有重要啟示。

我國基礎研究概述

自2006年以來，我國基礎研究投入增長迅速，于2015年達到206億美元，首次超過日本，躍居世界第二。然而，在資金規模高速增長的背后，基礎研究投入仍存在資助強度低、對下游產業支撐弱、科研管理體系尚不完善等問題。以2015年數據為例，我國基礎研究投入在科研總投入中占比僅為5%，遠低于法國、日本和美國等創新型國家15%～25%的水平，在GDP中占比僅為0.1%左右，不及法國、日本和美國的四分之一。此外，由于科研管理體系在頂層設計、統籌協調和分類資助等方面不夠完善，公共科研資金中廣泛存在著重復、分散、封閉和低效等問題。最后，多數產業領域尚未形成產學研緊密融合的鏈式創新體系，新興技術成果轉化的基礎成品難以融入市場。因此，充分發揮基礎研究的引擎作用，促進基礎研究、應用研究與產業化對接融通，以及全面實施預算績效管理是我國現階段科技改革的重要方向。

在我國科技發展歷程中，自科基金無論是扶持力度還是管理體系都走在了我國科研體系發展前列。到2017年，自科基金在基礎研究投入中的占比已達到27%，而美國同期的自科基金也只占聯邦政府對基礎研究總投入的24%左右。為進一步順應我國基礎研究發展需求，“十三五”期間自科基金委根據《國家創新驅動發展戰略綱要》等相關部署，將科學基金資助格局調整為探索、人才、工具和融合四大系列。

模型和數據

圖1所示的國家創新系統理論為人們理解基礎研究投入向應用創新轉化的過程提供了經典分析框架，其中實線部分為本文的研究內容，虛線部分尚未囊括在本文的研究范疇內。具體而言，國家創新系統主要包括政府、高校、科研機構以及企業這四大主體，各主體分工合作以實現知識創造、傳播和轉化為主線的知識資本化過程。在這一過程中，高校和科研機構位于知識傳播鏈的上游，主要開展基礎研究；企業位于知識傳播鏈的下游，對上游產生的研究成果進行開發和利用，最終轉化為符合市場需求的新產品和新技術。此外，各創新主體間以正式和非正式的方式發生頻繁地互動，可以促進知識的傳播與轉化。以文字或專利等形式存在的顯性知識，可以通過學習（引用論文、著作和專利等）或轉讓（技術授權轉讓等）的方式轉移至企業；除此之外的大量隱性知識極大程度上依賴于校企之間的合作、面對面的交流以及科研人員的流動等形式進行傳播與轉化。在實際經濟活動中，基于研究投入所產生的科研成果會降低企業自身的研發成本和研發投資回報，企業自主研發的動力下降。同時由于市場準入成本降低，市場競爭增加，企業應用研發投入的盈利空間縮減。因此基礎研究投入對企業創新的最終影響，尚待實證的研究和檢驗。

圖1 基礎研究投入的傳播與轉化

為實證檢驗基礎研究投入對各創新主體產生的影響以及知識傳播渠道，本文構建了涵蓋1997—2009年168個城市7類學科的自科資助金額和與之對應的高校專利、校企專利以及企業專利的申請數和被引用數。其中，自科資助數據來自該基金項目綜合查詢網站，并按照其所屬城市、資助學科和立項年份匯總；專利數據源于國家知識產權局的專利檢索及分析網站，也按照“城市—學科—年份”這一數據結構進行加總，我們參考文獻中通行的處理方法和筆者對中國專利分類情況的了解，提供了專利國際分類碼和自科8類學科的對應關系（可郵件向作者獲取）；最后通過“城市—學科—年份”這一相同的數據結構，將上述匯總的自科資助數據和專利數據匹配在一起。其中數理科學屬于基礎學科，沒有專利國際分類碼與之對應。為了克服專利引用數據中的截斷偏誤，樣本年份被設定為1997—2009年。城市控制變量來自全球統計數據/分析平臺（EPS）。

實證結果

本文主要有以下三點發現：第一，自科資助對各創新主體專利申請數、被引用數均具有顯著促進作用，且該效果從上游高校主體向中下游企業主體逐步遞減。具體來說，當期立項金額增加1%，高校專利、校企專利和企業專利相應的申請數分別增加0.135%、0.065%和0.055%，相應的被引用數分別增加0.147%、0.069%和0.077%。隨著知識向中下游傳播，基礎研究投入對創新的影響有所減弱，其原因在于：自科基金的首要任務是支持高校/科研機構的基礎性研究，因此自科基金對高校專利具有最直接最顯著的促進作用。相比之下，各創新主體的研究職能和目標差異較大，如下游企業以盈利為主要目的，偏重于在短期內產生高效益的應用研發，這意味著當知識傳播至下游時，企業只會將其中符合市場需求的部分知識進行開發利用，再加之上游基礎研究投入可能擠出下游應用研發投入，自科基金在各創新主體間的轉化效率自然降低了。

值得指出的是，對校企專利回歸的結果表明，通過產學研合作，上游基礎研究知識可以向中游校企共同研發專利轉化，同時也使企業在此過程中獲益。由此證明了產學研協同創新有效搭建起了上游基礎研究和下游應用研發間的橋梁，以協調各創新主體創新需求的方式，促進了基礎研究投入的資本化過程。

第二，自科資助向各創新主體專利的轉化主要發生在立項當期。相比之下，前期自科資助雖然對上游高校專利數量具有一定促進作用，但卻難以向知識鏈的中下游繼續傳播。造成這一結果的原因可能有三點。首先，多數研究者在立項前一年甚至更長的時間里，已經開展了部分相關研究。其次，由于技術進步等原因，科研投入會以較快的速率貶值。最后，我國約80%專利的研發周期在兩年以下，因此當期自科資助已經囊括了大部分的專利促進效果。

第三，異質性分析表明，人才項目對高校專利和校企專利的促進作用與探索項目相比無差異，但可進一步促進企業專利產出，其當期資助金額每增加1%，企業專利申請數和被引用數均增加0.018%。上述結論與不同類型自科資助的劃分目的相契合。其中，探索項目系列旨在激發原創，基礎型研究成果的價值主要在于理論的創新和重大技術的突破，而并非追求向實用產品的高轉化率，因此其向下游企業的傳播和轉化效率有限。而人才項目系列的優異表現，與其中資助青年科研人員（男性未滿35周歲，女性未滿40周歲）的青年自然科學基金項目密不可分。一方面，創新需要旺盛的精力、開放的思維以及包容的態度，年輕的年齡結構是影響創新的重要人口條件之一。另一方面，青年科學工作者處于事業起步期，缺乏科研資金及設備的支持，而獲取研究經費與相關資源是驅動科研人員參與企業研究項目的關鍵因素。

結論

本文以自科基金為切入點，考察了公共部門基礎研究投入在完整知識傳播鏈中的轉化效率及途徑。實證結果表明，自科資助最直接最顯著地促進了上游高校專利產出，隨后知識進一步向中下游傳播，在此過程中，由于各創新主體研究職能和目標存在一定差異，以及上游基礎研究投入對中下游研發投入的擠出作用，自科資助對校企專利和企業專利的促進作用有所減弱。綜合來看，各創新主體均可從自科資助中大幅獲益。值得指出的是，產學研合作可以有效協調各創新主體間的創新需求，進而顯著提高基礎研究投入向中下游企業主體創新的轉化效率。此外，不同類型自科資助的異質性分析表明，用以支持自由探索和激發原始創新的探索項目系列自科資助，對高校專利和校企專利具有顯著促進作用，而用于培養創新人才和團隊的人才項目系列自科資助還可以進一步促進企業專利產出。