关键核心技术产学研协同创新...研究——以芯片光刻技术为例_张贝贝.pdf

关键核心技术产学研协同创新机理研究 以芯片光刻技术为例张贝贝1,李存金1,尹西明1,2(1.北京理工大学 管理与经济学院,北京 1 0 0 0 8 1;2.清华大学 技术创新研究中心,北京 1 0 0 0 8 4)收稿日期:2 0 2 2-0 1-0 7 修回日期:2 0 2 2-0 4-1 8基金项目:国家自然科学基 金 青 年 项 目(7 2 1 0 4 0 2 7);中 国 博 士 后 科 学 基 金 面 上 项 目(2 0 2 1M 6 9 0 3 8 8);北 京 社 会 科 学 基 金 重 大 项 目(2 1 L L G L A 0 0 2);北京理工大学科技创新计划“北理智库”推进计划重大问题专项(2 0 2 1 C X 1 3 0 0 3)作者简介:张贝贝(1 9 9 1),女,河南商丘人,北京理工大学管理与经济学院博士研究生,研究方向为技术创新管理;李存金(1 9 6 2),男,内蒙古土默特左旗人,博士,北京理工大学管理与经济学院教授、博士生导师,研究方向为技术创新管理、技术经济;尹西明(1 9 9 1),男,河南平顶山人,博士,北京理工大学管理与经济学院助理教授,清华大学技术创新研究中心兼任副研究员,研究方向为技术创新、数字创新管理与学术创业。本文通讯作者:尹西明。摘 要:产学研协同创新是突破关键核心技术“卡脖子”问题、实现科技自立自强的重要途径,但鲜有研究揭示面向关键核心技术创新的产学研协同机理。基于复杂系统管理理论,构建关键核心技术产学研协同创新机理系统框架,揭示产学研非线性互动协同创新规律,并以芯片光刻技术为例,借助社会网络分析法实证解析该框架。研究发现:资源整合主体交互系统涌现是基于复杂系统管理视角提升产学研协同网络成效、加快关键核心技术突破的有效途径;主导者桥梁辅助者权力分配规则能够有效促进多元主体在交互过程中通过嵌入性社会关系推动关键核心技术创新的价值增值;模块化松散耦合的网络结构能够消除主体间交互障碍、最大化结构红利,是产学研协同复杂网络在系统结构层面涌现的关键核心技术创新突破规律。最后,通过芯片光刻技术专利合作网络实证解析关键核心技术产学研协同创新机理,提出强化面向关键核心技术产学研协同创新、助力高水平科技自立自强的对策建议。关键词:科技自立自强;关键核心技术;产学研协同;芯片光刻技术D O I:1 0.6 0 4 9/k j j b y d c.2 0 2 2 0 1 0 3 6 2 开放科学(资源服务)标识码(O S I D):中图分类号:F 1 2 4.3 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 1-7 3 4 8(2 0 2 3)0 1-0 0 0 1-1 10 引言后疫情时代,国际政治经济形势复杂多变,以科技创新为核心的大国竞争日益激烈;同时,随着技术复杂性和融合性的加剧,面向高水平科技自立自强的产学研协同创新成为突破关键核心技术“卡脖子”问题的重要路径。中共十九届五中全会和国家“十四五”规划提出“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”,强调要“打好关键核心技术攻坚战”,到2 0 3 5年之前“关键核心技术实现重大突破”。“十四五”规划在优化科技资源配置时明确强调“推进科研院所、高等院校、企业科研力量优化配置和资源共享”的重要性,深入探究和揭示面向关键核心技术创新的产学研协同机理对于布局产学研合作实践、突破关键核心技术“卡脖子”问题以及强化国家战略科技力量具有重要理论价值和现实意义。高度复杂性是我国关键核心技术的共同特征,如航空动力装置技术、芯片制造技术、数控制造技术、高端医疗设备技术以及高端软件系统技术等1,对应关键核心技术创新的产学研协同也属于复杂的系统工程2,是典型的非线性复杂系统管理活动,不仅要从系统科学观点出发进行研究,还要充分考虑关键核心技术产 学 研 协 同 网 络 结 构 的 复 杂 性 特 征。盛 昭 瀚 等(2 0 2 1)基于钱学森复杂系统思维与范式提出具有中国特色的复杂系统管理理论,将复杂系统、管理科学和中国管理实践情景相融合,认为复杂系统是具有层次性结构、要素之间非线性关系以及特定功能的有机整体,呈现“整体上有,局部没有”的复杂性系统形态,是以系统网络化结构为分析基础的复杂性系统科学3。复杂系统管理理论为剖析我国关键核心技术产学研协同创新机理提供了理论依据和实践基础。当前,产 学 研 协 同 创 新 机 理 研 究 多 围 绕 资 源 整合主体互动两个层面展开讨论,在强调系统观的同时忽视了协同结构的复杂性特征,对协同网络复杂结构创新规律的探讨较少,无法为我国关键核心技术突破提供有效理论支撑;而且,已有研究不够重视协同主体间嵌入性关系的创新效用。因此,为响应“加强国家战略科技力量理论性研究”的呼吁4,本文从复杂系统管理理论视角,从协同网络结构层面,面向我国关键核心技术创新突破构建资源整合主体互动系统涌现协同机理框架,深入探索产学研协同推动关键核心技术创新的内在规律,并以典型“卡脖子”领域芯片光刻技术为例进行实证解析,与王海军等5-7的研究相呼应。1 文献回顾与述评1.1 产学研协同创新内涵协同最早出现在哈肯8的 社会协同学 一书中,主要研究一个由大量子系统以复杂方式相互作用所构成的复合系统,一定条件下子系统间通过非线性作用关系产生“1+12”的协同效应,使系统形成有一定整体性功能的自组织结构。随后,协同学被引入社会生产系统领域,如技术创新活动中的组织协同。国内外学者从不同视角对组织协同创新内涵进行界定,究其本质在于打破创新主体之间的壁垒与障碍,使创新主体围绕共同目标协同运作,最终产生“整体大于部分之和”的合作剩余效应。大部分学者认为,产学研协同创新是在自主创新、开放式创新基础上发展而来的一种更加复杂的网络创新范式,即通过国家引导和制度安排,整合大学、企业和科研机构等创新主体的互补性资源,将合适的资源在合适的时间传递给合适的组织,旨在实现知识增值的非线性交互过程9-1 0。陈劲等9将协同创新的主要特点归纳为整体性和动态性两种。其中,整体性指协同是各种创新主体的有机集合,而并非简单加总,协同创新方式、目标、功能都表现出整体性;动态性指协同创新生态系统不断动态变化。1.2 基于不同视角的产学研协同创新研究现有研究主要从资源基础观、价值创造、交易成本、系统科学等视角对协同创新机理展开分析。协同创新本质上体现了系统科学思想在创新系统领域的应用,是从封闭转向开放的必然结果1 0。何郁冰(2 0 1 2)从系统视角提出战略知识组织 协 同 创 新 理 论 框架,探究企业、大学和科研机构等创新主体之间知识资源互动、共享与集成过程;叶伟巍等(2 0 1 4)基于系统视角构建要素能力绩效协同创新机理框架,借鉴复杂系统理论中经典的“B-Z”反应模型,在实证研究产学研协同静态机理的基础上构建L o g i s t i c 动态分析模型,用以探索产学研协同创新动态演进机理;项杨雪等1 1以价值创造为视角,构建高等院校协同创新理论分析框架,并以浙江大学煤炭资源化利用发电技术协同创新中心为案例,从效率、互补性、锁定效应和新颖性4个维度分析浙江大学协同创新中心的价值创造过程;O k a m u r o等1 2、M a c h e r等1 3从交易成本视角揭示协同创新机理发现,当企业内部技术开发成本过高或创新不确定性加剧时,协同创新能够分摊创新成本,降低企业创新风险,提高创新主体研发能力,这与陈劲等9的观点相呼应;B a l d w i n等1 4从资源基础观视角出发,认为专利开发协同合作有利于促进知识流动、加快资源交换和共享;李久平等1 5基于提出协同创新过程中的进化适应、协同旋进、择优弃劣、互补相容、利益分配、相互信任六大机理;解学梅(2 0 1 3)将不同创新主体纳入都市圈协同创新网络,基于创新主体协同、资源要素协同、协同方式和空间协同4个维度构建都市圈协同效应模型,归纳出协同网络运行机理。综上所述,现有研究存在以下不足:关键核心技术产学研协同创新是一项复杂系统工程,复杂性和系统性缺一不可。现有研究多围绕资源整合主体互动两个层面展开,强调协同要素的全面性和完整性,忽视了协同网络结构的复杂性,无法为关键核心技术创新过程中的产学研协同规律提供有效理论支撑;协同创新主体之间的互动是已有文献讨论的重点,但主要侧重于互动过程与创新效果,较少关注协同创新主体之间嵌入性关系的创新效用。为此,本文基于复杂网络系统管理理论,从资源整合(协同主体)主体互动(协同关系)系统涌现(协同结构)3个层面构建关键核心技术产学研协同创新机理框架,致力于剖析创新主体间互动协作规则以及探索复杂网络系统结构涌现的创新规律。2 关键核心技术产学研协同创新机理2.1“纯粹理性实践理性技术”知识整合机理组织是技术协同创新网络的基本要素,主要由产、学、研3类组织构成。其中,技术知识是与市场最接近的知识,主要来自企业组织;技术创新的基本原理被称为“纯粹理性知识”,主要来自大学;科研机构提供的知识为实践知识和原理知识的混合体,以实践理性知识指代1 6。(1)知识势差有利于促进信息交流。知识势差是不同类型知识进行转移和再造的前提,能够有效促进知识主体之间的信息交流。一切知识都存在位势比较,势差遵循“高位扩散、低位汲取”的转移原则,组织知识位势越高,向外界进行知识转移的能力就越强1 7。在产学研协同网络中,来自大学的纯粹理性知识主要为技术创新提供基础原理,对应较高的知识能量;企业知识大部分来自创新实践,最接近实践应用,所对应的知识位势最低;而来自科研机构的实践理性知识是基本原理与技术实践的结合体,其所处的知识位势处于两者之间。产学、产研与学研之间的知识位势差异促进产学研合作网络知识转移和流动,为新技术的诞生提供创新土壤。(2)异质性知识能够激发企业创造力。异质性知识是产生新思想、激发创造力的重要源泉1 8。产学研异质性知识相互整合,能够帮助协同主体摆脱既定认知惯性约束、寻求技术创新机遇1 9。纯粹理性知识和实践理性知识有助于企业打破自身思维障碍及认知局限,从中突破创新停滞危机2 0;反之,企业技术知识通过技术创新实践对创新原理产生反馈作用,学研机构2科技进步与对策 2 0 2 3年根据企业反馈的技术知识修正和调整创新原理知识。产学研异质性知识交互能够触发更多信息交流2 1,增强不同创新主体对前沿技术和外部环境的敏锐性2 2,实现更多技术创新。2.2 主导者桥梁辅助者协作机理协同创新网络本质上是一种嵌入社会关系的复杂网络,主体之间的正式契约关系对协同效率的优化作用有限,契约关系之外的嵌入性社会关系发挥重要补充作用2 3。协作只有与一定的权力分配相协调时,才能有效促进知识获取、转移、共享、重构和再生(周景坤等,2 0 2 0)。因此,本文基于权力分配理论解析嵌入性社会关系对协同效率的补充作用。权力是存在于社会关系中的基本力量,体现为对有价值资源的控制,与网络角色概念密不可分,权力分配能够有效提升网络要素协同交互效率2 4。就产学研协同而言,不同类型组织针对同一技术问题相互合作,在错综复杂的交互关系中,不同主体具有不同程度的联系权力和信息权力,产生相应的权力分配,表现为产学研协同网络系统中不同的角色分类。其中,联系权力基于与有影响力或重要人物的联系,拥有重要连接能力的主体会诱导其他主体顺从2 5;信息权力是指拥有或掌握对他人有价值信息的能力2 6。借鉴余维新等(2 0 1 7)对知识主体的分类,结合资源控制能力差异,本文将产学研协同网络交互主体划分为主导者、桥梁和辅助者3类。其中,主导者同时具备较强的联系权力和信息权力,从而引领技术标准和创新走向;桥梁组织具有较强的联系能力,但信息权力不显著,主要起传导作用;辅助组织对资源的控制能力较弱,主要配合、追随前两者开展创新活动。2.3 模块化松散耦合机理(1)模块化能够消除交互障碍。模块化从复杂产品开发设计理念逐步发展成为一种新型组织交互模式2 7,它按照“最小化模块之间的依赖性、最大化模块内部的关联性”原则,将协同创新网络中的协同主体分解成多