中國網/中國發展門戶網訊 科學儀器是人類感知認識世界主要的手腕和東西，可有用促進科技經濟深度融會。新一輪科技反動和產業變革正加快演進，嚴重科學發現和技術衝破越來越離不開嚴重科技基礎設施（以下簡稱“嚴重設施”）與先進科學儀器的支撐。世界重要國家將科學儀器的發展晉陞到國家戰略高度，樹立了較為完美的國家級資助治理體系。american不僅占據科學儀器領域的技術窪地，且占據儀器制造和行業市場的主導位置。同時，為支撐科學前沿問題的研討，嚴重設施可創造更高能量、更年夜密度或更高強度的極限研討條件，建設運行過程中產生的衝破性技術可衍生出高端科學儀器。
科學儀器的創新是指以應用需求為導向，通過研發構成新道理、新方式和新技術，應用工程技術手腕構成新的儀器產品，并可將其投放到市場獲取經濟效益的過程。本文借鑒殷雪梅提出的產品創新價值鏈概念，結合科學儀器創新流程的特點，將科學儀器創新價值鏈劃分為基礎研討階段、概念化階段、產品化階段、商業化階段。近年來，歐盟為晉陞創新競爭力，加速衝破性技術向衝破式創新轉化，提出一種貫通科學儀器創新價值鏈的項目資助形式——ATTRACT項目。該項目旨在聯合歐洲嚴重設施運行治理機構、學術界、工業界，配合研發下一代探測和成像技術及相關產品，彌合基礎研討與市場需求之間的差距。深刻分析ATTRACT項目標創新舉措與治理資助特點，將有助于加快嚴重設施先進技術轉化、優化科學儀器研發和資助形式，進步我國科學儀器自立創新才能和國際競爭力，為解決我國高端科學儀器研制面臨的相關問題供給啟發和思慮。
基于科學儀器創新價值鏈的項目資助特點剖析
將衝破性技術轉化為衝破式創新直至轉化為產品進進市場，凡是需求跨越“逝世亡之谷”（圖1），時間周期較長。例如，american物理學家西奧多·梅曼于1960年研制出全球首個可運行的激光器原型，距愛因包養斯坦提出量子電磁輻射理論已過往43年。為識別和支撐具有市場應用潛力的衝破性技術和創新，歐盟理事會決定于2018年設立ATTRACT項目，加快推動嚴重設施研建過程中的先進探測和成像技術向科學儀器產品的轉化。該項目具備鮮明的技術轉化和市場導向的特點。隨著該項目標勝利實施，歐盟委員會樹立了歐洲創新理事會（EIC），ATTRACT項目資助形式已被推廣應用到其他EIC項目與技術領域中。
分階段迭代資助，助力新技術跨越逝世亡之谷
作為資助東西，ATTRACT項目采用分階段的資助方法。這與american國防高級研討計劃局（DARPA）資助顛覆性技術類似，分歧的是，ATTRCT項目強調2個階段間及分歧領域技術間的迭代與融會，實現從識別、培養源于嚴重設施基礎研討的衝破性技術向衝破式創新轉化的連續循環（圖2）。今朝，ATTRACT項目已完成探測和成像技術領域2個階段的項目資助（2018—2022年），于2023年將該資助形式擴展至地球觀測領域。
源于嚴重設施基礎研討從“0”到“1”的原創性衝破
嚴重設施是前沿科學與先進技術的結合，不僅為科學研討供給了先進的實驗平臺，還是科學儀器創新和發展的主要源泉。為獲得更高辨別率、更高靈敏度、更高精度的實驗觀測手腕，嚴重設施的研建過程有用推動了先進資料、成像技術和探測技術等領域的發展，進而促進科學儀器的研制和創新。例如，同步輻射光源所應用的X射線探測技術，已勝利用于多種剖析儀器中，包含X射線衍射儀和電子顯微鏡等。此外，應用嚴重設施開展的科學研討進一個步驟促進先進資料和高機能器件等的研發，還將催生一系列創新技術。這些新技術在晉陞現有科學儀器機能的同時，為研制新型儀器供給了能夠。
ATTRACT計劃正包養網是基于此，由歐洲核子研討中間（CERN）提出倡議，目標是將源自嚴重設施基礎研討的衝破性技術發展成為滿足未來社會需求的衝破式創新，如先進傳感器和探測器、高端顯微鏡等。參與該計劃的歐洲嚴重設施運行治理機構除CERN外，還有歐洲同步輻射光源（ESRF）公司、歐洲X射線不受拘束電子激光（EuXEFL）公司、勞厄-朗之萬研討所（ILL）、歐洲分子生物學實驗室（EMBL）、歐洲南邊地理臺（ESO）。
種子基金實現從“1”到“10”的概念驗證
ATTRACT項目第一階段旨在識別衝破性技術，接收工業界初始投資風險。該階段通過促進工業界、嚴重設施運行治理機構及其相關用戶一起配合，識別有助于應對社會挑戰所需求的衝破性技術計劃。與傳統路徑比擬，該方式能有用縮短技術的迭代周期（圖3）。具體而言，該階段以種子基金資助高風險高商業價值的探測和成像技術概念驗證，將其技術成熟度（TRL）從TRL 1—2進步至TRL 4。概念驗證位于科學儀器創新價值鏈的前端，也是技術結果轉化跨越“逝世亡之谷”的第一個步驟。該階段執行周期為12個月，這與科學儀器研制項目開發概念原型所需時長基礎分歧，研討標的目的包含傳感器、數據采集與計算系統、軟件開發與軟件集成、前端/后端電子學4個方面。該階段共資助170個項目（總提案數1 211個，通過率約14%），每個項目資助經費為10萬歐元，經費由歐盟“地平線2020”（Horizon 2020）計劃供給。
規模融資實現從“10”到“100”的產品研制
ATTRCT第二階段項目采用規模融資方法，引進市場資本，持續資助經過第一階段檢驗、最有技術轉化潛力的衝破性技術概念，以及為研制嚴重設施開發的、具有工業應用潛力的相關技術概念，進一個步驟進步技術成熟度。該階段可視為公共金融東西，應用財政資金資助下降轉化風險，使得資本市場能夠無力承接進而跨越衝破性技術“逝世亡之谷”。該階段研發與創新包養項目分為示范系統（demonstrator）和工業系統（industrial system）2種資助形式，提案均請求技術成熟度至多達到TRL 3，可交付結果為技術成熟度為TRL 6—7的完全原型系統，包含實際操縱所需的關鍵效能（如數據處理、壓縮、傳輸和存儲），且需有明確的市場應用場景。前者請求能夠證明在項目結束后技術成熟度可達到TRL 5—6，資助金額最高為50萬歐元。后者請求能夠證明在項目結束后技術成熟度達到TRL 7及以上，資助金額最高為200萬歐元。該階段資助了18個項目（總提案數68個，通過率約26.5%），資助總額約為2 500萬歐元，研討標的目的觸及量子信息、環境監測、太赫茲成像/測距、高效光子探測系統等。
促進創新鏈與產業鏈深度融會的協同創新形式
A包養TTRACT項目以配合創新作為一起配合和競爭的均衡機制，將供給創新思惟的各主體有機結合，構建協同創重生態。除嚴重設施運行治理機構及相關用戶外，工業界（歐洲工業研討治理協會EIRMA）、商業創新治理專家（阿爾托年夜學、西班牙ESADE商學院）等多方好處相關者積極參與此中。該協同創新形式打破傳統的采購——賣方形式（procurer-buyer model），即衝破性技術由嚴重設施傳遞至企業、企業被動接收。該形式提出從創新價值鏈最開始階段，將創新價值產生者（嚴重設施及其用戶群體）和創新價值捕獲者（工業界）置于統一起點，通過強無力的一起配合實現“技術—產業”雙贏（圖4）。
同時，ATTRACT項目請求申請主體必須是聯合體，即至多包含2個實體機構，且請求機構間必須開展實質性一起配合，不得為多個項目標捆綁，技術可實現商業化應用。項目申請者需向專家咨詢委員會供給詳細的分工協作計劃，闡明聯合體的性質、單位構成、協作方法與流程、本錢、風險及好處分派等情況。
項目遴選與結果評價重視創新潛力和社會影響力
情勢審查后，ATTRACT申請提案由獨立研發委員會（IC）和項目咨詢委員會（PAC）評估。前者重要負責評估項目技術價值，由來自學術界、工業界和私家投資者中探測和成像技術領域的頂尖專家組成；后者重要負責評估項目標商業價值，由歐洲公營機構、私營機構代表組成。
從項目遴選評價標準來看，除評價基礎項目執行要素（如研討目標、實施步驟和經費預算等）外，2個階段對項目標篩選側重各有分歧。第一階段，旨在從分歧角度識別、評價、剖析探測與成像技術領域能夠具有衝破式創新潛力的新思惟、新概念、新技術，遴選標準既強調項目技術程度又強調創新潛力，如擬開發技術可否增添相應的學科知識、促進新的產業應用等（表1）。第二階段，項目提案請求器具體、可量化的術語描寫項目將實現的影響力，包含科學技術影響和產業化影響。該階段遴選標準尤為關注項目提案影響力的評價，包含技術示范案例與學術界和產業界能否相關、預期的產業應用可否填補主要市場空缺、能否進行需要且有興趣義的宣傳任務等6個方面（表2），評分權重占比50%。
從項目評價標準來看，判斷ATTRACT項目勝利與否不僅考核項目自己能否實現預定技術目標，更重視其可否創造經濟社會價值，產生廣泛影響力。具體來說，ATTRACT項目評價標準包含：能否進步歐洲嚴重設施投資回報率；能否加強工業界對嚴重設施科學研討和技術研發才能的應用；包養網排名能否有用地下降技術開發風險，能否吸引更多風險投資者投資高風險、高回報技術；能否促進學術界、工業界研討團隊之間的技術創新與知識流動；能否更好天時用年夜學、商學院中跨學科創新潛力。
高效靈活的組織治理運行機制
ATTRACT采取扁平化治理組織架構，包含治理協調層和實施執行層兩部門（圖5）。焦點治理和決策單元是項目聯合委員會（PCB）委員，其重要職責為確定獨立研發委員會和項目咨詢委員會成員、同意由前者供給的資助項目清單。專職治理單元為項目行政辦公室（PAO），重要負責協調聯絡任務，成員重要是國際年夜科學計劃/年夜科學工程治理專家。
多個彼此關聯的任務組（WP）保證ATTRACT項目組織實施，它們的側重點分歧。此中，任務組WP2和WP3分別負責聯系工業界和學術界，以識別能夠具有衝破式創新潛力的技術思惟。任務組WP5負責監測資助項目執行周期內的科學和技術進展，過程中及時通報出現問題的項目。任務組WP7負責評估項目執行情況，重點關注項目運行機制有用性，觸及項目征集過程、技術結果轉化、所開發的技術預期影響等。根據評估結果進一個步驟改進項目運行形式，使其成為可持續、摸索高風險衝破性項目概念的協同創新模子。
上述治理運行機制能確保所開發的探測、成像技術的可用性，支撐嚴重設施的未來技術升級計劃，與用戶群體樹立更緊密的一起配合關系；同時支撐中小型企業的創新發展，使其可儲備開發、制造、銷售用于科學研討和技術發展的科學儀器。
我國科學儀器項目組織現狀
科學儀器資助現狀與成效
當局作為創新體系的規劃者、引導者、培養者，發揮著戰略規劃、組織動員、資源保證、政策引導的主要感化，在促進科學儀器行業發展方面有著不成替換的感化。經過多年摸索，我國構建了科學儀器道理創新、關鍵技術和焦點部件研發、工程化和產業化的國家資助體系，在科學儀器設備研制的支撐和治理方面獲得明顯成效。
自20世紀90年月以來，國務院及國家發展和改造委員會、科學技術部、國家天然科學基金委員會、財政部、中國科學院等有關部門先后出臺多項政策法規推動科學儀器的發展，對科學儀器研制進行了全方位的資助（表3），包含科學儀器基礎研討、研制與開發、結果轉化及產業化、升級和改革。2011年，中心財政初次在科學儀器研發領域投進約13億元，同時啟動“國家嚴重科研儀器研制”和“國家嚴重科學儀器設備開發專項”。2021年，“十四五”國家重點研發計劃設立“基礎科研條件與嚴重科學儀器設備開發”重點專項，圍繞國家基礎研討與科技創新嚴重戰略需求，重點支撐高端科學儀器工程化研制與應用開發。總體上，我國科學儀器研發投進呈現增長趨勢，2022年中心財政資助經費約15億元，很是重視高端科學儀器自立創新，以期為實現高程度科技自立自強供給支撐。
有需要加速制訂我國科學儀器自立研制戰略規劃，集中優勢氣力加強關鍵科學儀器、基礎軟件等攻關，使科學儀器產業能夠獲得更快發展，盡快擺脫關鍵技術、高端儀器受制于人的局勢。隨著國家層面科學儀器資助專項的深刻實施，部門重點領域高端科學儀器設備慢慢實現國產替換，部門國產科學儀器已達到國際先進程度進進國際市場。
科學儀器資助項目存在的缺乏
在國家層面科學儀器專項實施過程中，國家天然科學基金委員會和科學技術部根據科學儀器發展現狀，聚焦國家戰略需乞降長遠發展，適時調整國家嚴重科研儀器研制項目申報指南，集中氣力攻堅關鍵技術與高端科學儀器。整體來看，我國科學儀器資助形式已基礎買通從“0”到“1”基礎研討階段和從“1”到“10”概念化階段，但對從“10”到“100”產品化階段的資助力度較低，良多科學儀器相關技術與原型樣機仍逗留在實驗室階段，未能跨越產業化的“逝世亡之谷”，成為真正意義上的儀器產品。具體而言，今朝存在的一些問題包含以下4個方面。
高風險原創性項目受資助比例較低。研制高端科學儀器要樹立在新道理、新方式和新技術的基礎之上，是一個從基礎研討出發不斷“試錯”的過程，研發周期長、風險性高。後期基礎研討缺乏是阻礙我國高端科學儀器發展的主要原因。高端科學儀器國產化需求更多的“容錯”“試錯”機會。近年來，我國也對高風險項目標資助方法和評議機制進行了摸索。例如，國家天然科學基金委員會通過設立小額摸索項目、主任基金、原創摸索項目及專家推薦創新性強的非共識項目，已初步樹立了原創性基礎研討項目標很是規資助機制，鼓勵科研人員挑戰高風險性基礎研討，但仍未改變資助數量和資助金額較低的整體局勢，科學儀器研發相關項目占比則更低。據統計，國家天然科學基金委員會原創摸索計劃項目2020—2022年資助329項，項目直接經費為7.07億元，占總資助項數比例約為0.23%，占總經費比例約為0.77%。2021—2022年資助151項不受拘束類國家嚴重科研儀器研制項目，占總經費比例約為1.94%。總體而言，國家資助以競爭性項目為主，采用同業評審機制，部門申請者為獲得項目經費所提交的項目研討計劃原創性存在缺乏。守舊穩健的資助傾向形成高風險性科學儀器研發項目資助相對單薄。
項目結果應用缺乏后續資助，商業化市場化後果有待晉陞。科學儀器創新結果滿足具體的科學研討需求，可否進一個步驟推廣應用是影響其性命力的主要原因。科學儀器從基礎性研討、技術研發、產品研制到產業化所需資金投進比約為1∶10∶100∶1 000。同時，高端科學儀器的機能改進需在實際應用中通過高頻迭代來實現。今朝，已受資助的科學儀器項目產生一批具有應用推廣價值的產品原型，但因缺乏應用研討與推廣的持續資助，工程化開發和結果轉化進程緩慢。同時，國家在嚴重設施研制方面投進了大批經費，勝利研制出一批高質量、高機能的專用實驗儀器，但其離市場化、產業化仍有較長的距離。今朝，國內此類設備原型市場化機制欠佳，尚未充足發掘釋放嚴重設施關鍵技術的產業和市場潛力。
產學研用一起配合效能未被充足釋放，創重生態系統需完美。依托科學儀器從創新鏈到產業鏈的持續資助，我國在慢慢構建高校、企業和科研院所等創新主體多方參與的科學儀器創重生態系統。自2016年起，“國家嚴重科學儀器設備開發專項”在項目申報指南中就明確提出“所設項目均由有條件的企業牽頭申報”，進一個步驟明確了企業的創新主體位置，并鼓勵與科研院所和高校開展一起配合。但凡是一個項目由4—5個子課題組一起配合承擔，課題組織形式相對松散，深度一起配合有待加強。今朝已出現共建新型研發機構如企業聯合實驗室等摸索形式。鑒于高端科研儀器研發的高風險性，產業界和社會的投進比例相對較低，私營企業等對創新價值鏈前端環節參與度有待進步，尚未實現當局統籌和市場化資源設置裝備擺設的有機結合。
項目監理軌制尚不完備，未構成統一標準。今朝，國家級科學儀器研制項目具有參與主體多、資助體量年夜等特點，項目監督治理正在成為資助機構規范化管理的主要手腕。國家天然科學基金委部門推薦類國家嚴重科研儀器研制項目與科學技術部嚴重科學儀器設備開發專項已實施監理軌制，由項目組織部門成立項目監理組對項目實施過程進行監督。國家天然科學基金委不受拘束類國家嚴重科研儀器研制項目暫未實施監理軌制，由項目依托單位跟蹤和推動項目實施，監督力度缺乏。整體來看，科學儀器研制項目標監理標準不統一，沒無形成規范化的軌制約束和授權，存在監督檢查不到位的情況。
啟示
基于對ATTRACT項目組織形式剖析，提出4點思慮以供探討，以期有助于優化我國現行的科學儀器項目資助治理形式，推動我國科學儀器全創新價值鏈發展。
促進嚴重設施技術創新的結果轉化。嚴重設施作為原創性、引領性科技結果的策源地，其技術應當轉化為促進經濟和產業發展的動力。今朝，我國嚴重設施技術結果轉化已獲得必定成效，如依托蘭州重離子研討裝置，中國科學院近代物理研討所勝利研發高壓變壓器型（DG）電子加快器，其整體結構緊湊、電能轉化效力高，在輻照加工領域實現產業化應用；研發出首臺醫用重離子加快器——碳離子治療系統并實現臨床應用，使我國高端醫療器械裝備國產化邁出了新的程序。但是，多數技術還缺少有用的市場化路徑，有待進一個步驟推廣。從機制層面引導和加強我國科學儀器研發機構和企業與嚴重設施建設運行機構的緊密一起配合，設置面向嚴重設施創新技術商業應用孵化基金，為衝破性技術向衝破式創新的轉化供給支撐，助力新興產業培養和傳統產業升級。
國家層面加強對原創衝破性技術研發的支撐。原創衝破性技術具有市場不確定性，在其構成可銷售的產品之前需求大批“沉沒本錢”的投進，對于具有極年夜市場不確定性技術開發的沉沒本錢應當由國家承擔或國家和企業共擔。可考慮在現有基礎上，進一個步驟加年夜由國家投進種子基金對科學儀器相關新概念、新道理、新方式、新技術等原創性研討的支撐力度。由于科學儀用具有明顯的技術、工程和市場屬性，項目評審在重視儀器研制的原創性和科學價值的同時，還應特別關注其商業價值。可考慮樹立由科學家、儀器制造商和風險投資機構等構成的跨領域、跨學科的評估團隊，以有用識別具有高風險但能夠帶來嚴重衝破的科學儀器相關技術。著力塑造包涵掉敗、激勵創新的科研生態環境，增強科研人員挑戰未知領域的信念，區別對待因項目自己的高風險性而導致的不確定性與因學術不端行為導致的研討掉敗，確保對科研人員的公平評價。
分階段迭代資助，下降創新技術轉化風險。科學儀器從價值創造到價值獲取周期較長，觸及道理、方式、技術、市場、政策各方面。今朝，我國科學儀器研制項目覆蓋創新價值鏈分歧環節，但都請求在短時期內結項（凡是不超過5年），定位針對性不強，目標差異化不明顯，未能有用銜接。可考慮采用分階段迭代資助方法，積極吸納創新價值鏈上可供給創新思惟的參與者，充足應用各創新主體優勢，加強從“0”到“1”原創性衝破、“1”到“10”科技結果轉化、“10”到“100”科技結果產業化的有用銜接。同時，在結果產業化關鍵階段盡力吸引有實力的企業、風險投資機構的資金，深化產商研用一起配合機制，構成完美的創新體系和傑出的創重生態環境。
優化項目監理機制，晉陞科研投資效益。有用的項目監理和監督機制對于優化資源設置裝備擺設，及時識別和應對項目實施過程中的潛在問題和挑戰至關主要，有助于確保項目能夠依照既定計劃推進并達成預期目標。是以，可考慮聘請第三方專業監理機構進行全過程監督指導，樹立完美的咨詢評估架構，對項目進展進行持續監控并按期檢查項目標關鍵里程碑，確保項目從立項、實施到結題對一切好處相關者公開通明。同時，可考慮邀請嚴重設施治理專家和技術專家對儀器研制單位的項目治理體系給予指導，進一個步驟進步項目治理效力和後果。此外，需重視科學儀器研制項目標后評估任務以跟蹤項目標長期影響和績效，根據后評估結果不斷完美和調整項目治理流程，以確保科研投資的效益最年夜化。
（作者：董璐、李宜展、李澤霞，中國科學院文獻情報中間 中國科學院年夜學經濟與治理學院；陳娟，中國科學院科技基礎才能局嚴重設施處；王郅媛、孫月琴，北京科技創新促進中間。《中國科學院院刊》供稿）
