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吴汉明：《构建创新体系，不可或缺的3个要素》

来源： 名家讲堂 日期：2025-11-02 点击：1032 属于：大咖观点

作者：吴汉明（中国工程院院士，浙江大学集成电路学院院长）

创新是推动人类社会进步的基石，与社会繁荣息息相关。创新是我国新质生产力发展和未来经济增长的内核和源动力，是国家强盛的关键，也是当今世界各大强国竞争最激烈的领域。经过四十多年的发展，我国亟须构建一个高效的创新体系与生态。

一、创新过程的真相

20 世纪美国最伟大的科学家和工程师之一、美国政府科学研究和发展办公室主任、麻省理工学院副校长、模拟计算机的开创者范内瓦·布什，在二战结束后向美国政府提交了一份影响极其深远的报告《科学：无尽的前沿》。从后来的历史发展来看，这份报告事实上定义了美国战后国家科技政策。基于这份报告的理念，美国的国家创新体系普遍采用一种先有科学发现然后才有技术开发的“线性单向”的科技创新模式。
但这样的历史叙事记录掩盖了真正创新过程中的混乱程度和错综复杂特性，没有真正揭示出创新过程中真实发生的内在机制和底层逻辑。而且从投资收益的角度来看，这种模式也是失败的。真实发生的创新过程是“技术要素”“市场要素”和“实施要素”这三者之间进行反复迭代的过程。“技术要素”包括使得一个创新在市场中成功实现的任何新的或现有技术。“市场要素”是市场对创新的需求以及使用创新的客户。“实施要素”包括将技术要素和市场要素连接起来所需要做的一切，包括商业模式、生产过程、产品交付方法等。这三种要素之间的迭代需要同时进行，因为任何创新都需要找到合适的技术要素，以合适的实施要素方式，去满足合适的市场要素需求。但这三种要素各自都存在大量的不确定因素，而且三者之间相互制约，因此三个要素之间需要进行一次又一次的不断迭代，以逐步减少不确定因素。只有通过不断迭代，才能日渐改进萌芽中的创新，才能逐渐找到最终方案，才能将创新想法变成能够在市场上真正盈利的业务。因此，创新的真正内在机制不是单向的（从科学到技术），更不是线性的，而是创新的三种要素之间错综复杂地（甚至混乱地）相互交织、相互制约，并且逐步交叉迭代，并最终收敛成具有市场化商业价值的最终创新形式的过程。

二、创新的类别及创新过程

对于不同的创新其程度各不相同，可以采用一个以创新程度进行标定的“连续谱”进行分类，“连续谱”的两端分别定义为“渐进式创新”和“颠覆性创新”。
“颠覆性创新”是指那些或者创造了一个全新的商业业务种类，或者以一种原本不可能的方式颠覆性地扩展了现有业务的重大创新。颠覆性创新需要在技术要素、市场要素和实施要素三者之间进行很多次完整的迭代才能实现。晶体管和集成电路技术的发明以及集成电路产业的创建就是一个典型的颠覆性创新例子，这一颠覆性创新为人类文明带来了电子信息技术革命，人类从此进入了一个全新的时代，这个革命性的时代常常被“摩尔定律”范式所描述。
“渐进式创新”则是那些对已经存在的事物进行微小或渐进的改进，在技术要素、市场要素和实施要素之间可能只需要很少迭代或不怎么需要迭代的创新。这种渐进式创新的一个例子是上述“摩尔定律范式”早期几十年的迭代创新，比如集成电路微处理器芯片从Intel 286到386的进步等，这期间微处理器芯片的市场是固定的，商业模式、供应链等也是基本固定的，技术的性质基本上也变化不大。
一个创新基于在技术要素、市场要素和实施要素方面不确定性程度大小和创新程度大小的不同，可能处于上述“连续谱”空间两个极端之间的任何一个位置。比如处于“连续谱”中间位置的创新，可以称之为“中等程度的创新”。从创新迭代过程所需的时间来看，处于连续谱“颠覆性创新”一端的创新，它从实验室科研成果到产品成功入市所需的时间跨度往往需要 10 年以上；而处于连续谱“渐进式创新”一端的创新，往往很快就能进入市场。对人类社会来说，像集成电路“摩尔定律范式”这样的“颠覆性创新”，其影响都是伟大的、革命性的，也是人类所追求的。
为了实现革命性的颠覆性创新，既需要科学家和发明家，也需要创新者、创业者、投资者，更需要一个完善的创新生态和国家创新体系。纯粹的发明家是指创造出新技术的人。与纯粹的发明家不同，创新者在市场要素、技术要素和实施要素这三个领域之间进行迭代工作，目的是将其收敛成一个实用的有商业价值的创新。创新者是推动创新迭代的关键，创新者个体需要获得市场要素、技术要素和实施要素的技能和经验，并且具备整合这三大要素的能力，成为一个跨学科和跨界人才，才能在三个要素之间有效推进迭代创新过程。
创新者的核心技能包括（1）很强的跨领域学习能力；（2）高效的、准确的抽象能力；（3）既能从高处鸟瞰各部分连接关系，也能从底层细节确保事情的正确无误，同时还能在两者之间进行快速切换的能力；（4）在面对各种不确定性时做出高质量决策的能力。发明家如果与市场互动起来，并整合其他技术以制造出可行的新产品，同时根据现实中的实施过程反馈信息去进一步修改发明，那么这样的发明家也是一个创新者。范内瓦·布什于 1942 年就提出过，好的工程师“不只是一位物理学家、商人或发明家，而且是能够从上述每个领域中都获得一些技能并能够成功地大规模开发和应用新设备的人”。这样的工程师就是本书描述的创新者。创业者则是指创立和发展新企业的人，主要关注采用什么样的商业机制来实现上述目标。
在执行迭代创新过程中，创新者必须具备上述多种技能。尤其是颠覆性创新和中等程度创新，对创新者在所有领域的能力都提出了很高要求。由于同时拥有所有能力并能够在所有三个领域运作的通才很少，由多人组成一个团队可以更好地执行迭代创新过程。团队中的每个人首先需要在技术要素、市场要素和实施要素之中的至少一个领域具有天赋和经验，同时也需要对其他领域有一定的了解。他们也需要具备相互沟通讨论并共同推进迭代过程的能力。如果团队成员之间缺乏足够的知识重叠，无法在同一个现实框架下有效地沟通，他们将无法有效地执行成功的创新迭代。因此需要避免由非跨学科个体组成的那种由纯粹创业者、纯粹发明家和纯粹运营者组成的三人创业团队。理想的早期项目应该由跨学科、跨界团队成员组成，这些成员的过去经验已经证明他们能够同时理解所有三个领域并能够共同组成一个团队。这同时带来额外的团队优势：他们相互间可以进行批判性的辩论。即使在这样的团队中，仍然需要一个跨界跨学科的创新者，他不仅拥有技术背景，而且拥有市场要素和实施要素领域的经验。对于投资者，也要求具有跨学科的背景，才能识别出上述这样的能够使创新成功的潜在团队，并持续地与他们进行富有成效的互动。

三、美国创新体系的演化

美国的创新体系经历了多个阶段的发展演进，从美国独立之后的“前沿”探索阶段，到 1930—1950 年科技的国家聚焦阶段，到 1950—1980 年“官僚资本主义”时代的“非竞争创新”阶段，再到 1980—2000 年“创业资本主义”崛起中的“创新吸收”阶段。但在 20 世纪末尤其是进入 21 世纪之后，由于美国风险资本已习惯了过去几十年“摩尔定律范式”中获得的高利润投资回报，导致了一个又一个虚假创新泡沫的形成，包括互联网泡沫、生物医药技术泡沫等。美国创新体系因此在进入 21 世纪之后陷入混乱和崩塌之中。人们虽然提出并在实践中尝试了很多解决方案，但遗憾的是这些都是零碎的方案，无法解决创新体系中存在的系统性问题。美国许多地区为了区域经济发展试图激励人们成立初创公司。但如果美国创新体系无法源源不断地催生出新的颠覆性创新来支撑这些新公司，这种激励也就不会有太大的帮助。如果不认真思考未来创新者需要知道什么和能够做什么，只是在大学里投入更多资金是不会有太大效益的。因此，如果不做出重大改变，美国的创新体系将会进一步崩塌，无法满足社会未来发展的需求。

四、如何构建全新的、更好的国家创新体系

基于此，美国应该建设一个新时代所需的全新创新体系，并阐述了应该如何构建，这分为“研究和教育侧”及“自由市场侧”两个方面。研究和教育侧关注创新的起点，主要涉及大学和政府科研经费机构。自由市场侧关注创新进入市场的过程，主要涉及创新者个体、投资者、企业。大学的研究通常会展望未来 10~15 年的科技，甚至更前沿的科技。但很少有企业和投资者会投资需要 3 年时间以上的研究项目。因此，在自由市场侧与研究和教育侧两者之间留下了一个从 3~10 年跨度的“创新鸿沟”。为了推动真正颠覆性的创新，必须在这个“创新鸿沟”的 3~10 年时间跨度中也开展创新迭代。
在研究和教育侧，政府的科研经费机构应该成为颠覆性创新早期阶段的投资者，帮助创新迭代过程跨越“3~10 年跨度的创新鸿沟”。最终无论是哪家企业或机构将这些创新推向市场并获得盈利，创新带来的所有经济增长贡献都会成为国家经济的一部分。
大学在建设全新创新体系中既担负着研究使命也担负着教育使命。当前，颠覆性创新研究在大多数大学中很难迭代下去，因为大学不具备创新迭代所需的真实市场要素和实施要素知识。为了让自己从事更多的颠覆性创新，大学需要重新评估和调整其在创新过程中的角色。大学可以在新教师的聘用标准中增加市场要素或实施要素方面的产业经验，而非目前普遍要求的学术职业连续性。可以在终身教职评估标准中增加将市场要素和实践要素知识应用于研究问题所取得的进展。同时大学的教育课程也需要改进。传统的教育模式依赖于设计好的课堂讲解、教科书、练习题及案例分析等方式，但这种模式无法培养出对创新和跨领域实践有深刻理解的学生。正如 20 世纪的贝尔实验室所证明的，培育年轻创新者的唯一真正有效方法是在真实的创新实践过程中由有经验的创新者对年轻学者进行指导。从实践经验中学习，从执行迭代创新过程的失败和成功中学习，是获得这些跨越技术要素、市场要素和实施要素领域的复杂技能的唯一途径。大学可以采用不同创新参与程度的创新教育或培训项目：面向所有学生的创新普及课堂教育，为学生提供首次迭代创新经历的课堂项目，由企业人员指导的学生短期实际创新项目，以及适用于博士生培养, 持续多年的颠覆性创新研究课题。
创新体系的建设在自由市场侧也提出了宏观要求，自由市场侧需要为创新企业创造一个良好的创新环境，其关键宏观要素包括（1）个体流动性，包括职业流动性和学习交换知识的便利性；（2）机构进行组织架构变革的容易程度；（3）从创新活动中获得收益的能力；（4）法治和他人遵守法律的意愿（例如从专利技术转让中共享收益等）。
优秀的创新者对创新迭代过程起到至关重要的、不可取代的作用。对于一个有技术创新想法的创新者来说，最重要的任务是以与市场要素和实施要素方面的可能性进行互动，以此方式开始迭代创新过程，才有可能在“3~10 年跨度的创新鸿沟”中进行颠覆性创新。
当代社会已进入一个需要投资者以创新为重点而不是以技术为重点的时代。创新的投资者对投资组合的选择应该基于优秀创新者的创新所能创造出来的“颠覆性”价值，而投资组合所涉及的迭代创新过程就是其最有效的投资模式和投资理念。
因此，投资取决于投资者对迭代创新过程的理解程度，优秀的创新投资者需要具备能力在任何时候都能清楚地阐述创新迭代过程，以及市场要素、技术要素和实施要素方面所面临的挑战和不确定性。展望未来，那些有能力深入理解迭代创新过程的投资者将会取得惊人的投资回报率。一类新的跨领域人才，科学 - 工程 - 商业 - 金融跨界人才，会形成一个新的高回报率投资社群。这一社群的活动将促进新的创新体系的形成。
成功的企业应该积极参与到新的创新体系中，并为处于“3~10 年跨度的创新鸿沟”中的创新过程提供关键知识贡献。成功的企业应该采用创新投资者的心态，应该谨慎地对小公司里或者大学里正在发展中的创新进行投资和培育，并找到适当的方式或者将其整合到自己的业务中，或与其合作将其推向市场。

作者介绍：

吴汉明：微电子技术（集成电路制造）专家，中国工程院院士，浙江大学求是讲席教授、博士生导师，浙江大学集成电路学院院长，浙江大学绍兴研究院战略咨询委员会委员，浙江省半导体行业协会名誉理事长。曾任英特尔主任工程师、中芯国际集成电路制造（北京）有限公司副总裁、顾问；吴汉明院士长期工作在我国集成电路芯片产业。主持、参加了包括国家重大专项在内的0.13微米至14纳米七代芯片大生产工艺技术研发，攻克了包括刻蚀等一系列关键工艺难点；用理论模型支持我国首台大生产等离子体刻蚀机研发;创建了设计IP核技术公共平台，支持芯片制造产业链协同发展;建立的非平衡低温等离子体混合模型/整体模型作为教案被世界著名大学教科书采用；担任973项目首席科学家负责“量子点存储器和磁存储器技术研发”。国内外主流刊物和会议上发表论文100多篇，申报发明专利84项，其中24项是国际专利。作为主要负责人，四次获省部级一等奖，包括三次国家科技进步二等奖。曾获得“北京学者”“十佳全国优秀科技工作者” 和“全国杰出专业技术人才”等荣誉。曾任“中国半导体技术国际会议（CSTIC）”大会主席。

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