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当前，中国进入高质量发展新时代，创新成为引领发展的“第一动力”。当今国际竞争日益聚焦在科技创新领域，科技竞争的外在表现是关键核心技术竞争、高科技产品竞争等，实质上是国家创新体系的竞争。其中，创新体系是“母”，科技产品是“子”，创新体系竞争具有底层性、系统性和长期性特征。完善的国家创新体系是新时代中国应对外部科技封锁、抓住第四次工业革命历史机遇期、孕育更多自主创新高科技产品、掌握未来高科技产业主导权、提升国家整体国际竞争力的基础，具有重要现实意义和时代价值。
“国家创新体系”的研究基础是构建系统、直观、动态的创新体系结构，该结构框架下各创新要素的精准定位、作用发挥、充分互动等是分析体系运行机制的关键。但目前较少有学者从这一视角切入，或者有类似研究视角，但其构建的结构框架在系统性、动态性等方面尚存不足。为此，本文首先界定“国家创新体系”的概念，通过梳理已有文献提出聚焦的3个问题；其次，结合主要国家创新体系的结构特征，总结创新体系结构规律及运行机制；最后，对不同结构创新体系进行比较分析，提出中国创新体系优化建议。
围绕“国家创新体系”的研究需要明确两个问题：一是何为“国家创新体系”，概念应该如何定义；二是应如何界定体系内涵与外延，即创新体系包括哪些创新要素，哪些要素属于创新主体，哪些要素属于创新辅体。唯有明确以上两个问题，才能进一步构建科学、合理的创新体系结构框架，并分析其运行机制。
(1)何为国家创新体系？国内外学者较多使用“国家创新体系”的概念[1-2]，也有少数学者将其表述为“国家科技创新体系”[3]。理论上讲，“国家创新体系”内涵比较广泛，不仅包括科技创新，也包含国家治理创新、管理创新、文化创新和创新生态等内容，科技创新仅仅是国家创新体系的一个分支。通过文献梳理发现，虽然一些文献使用“国家创新体系”一词，但大多是从知识生产、扩散、技术开发、产业化整个过程出发，关注知识创新、科学探索、高科技产业发展[1] ，将“国家创新体系”聚焦于“科技创新”。但是，在政府工作报告中为避免概念泛化，常使用限定词缩小研究范围。据资料显示，在1997年政府出版的关于中国科技政策的英文报告[4]和1998 年出版的中文报告中，“创新”一词改成“技术创新”，通篇使用的均是国家技术创新体系、技术创新政策等概念[5]。
(2)自熊比特于1912年首次提出创新概念以来，创新内涵不断丰富，围绕创新的研究也在不断发展。国家创新体系理论基本分为两大流派：第一派是技术创新学派，以伦德威尔[6]为代表，认为知识生产者与技术使用者互动激励技术创新；第二派是制度学派，以美国纳尔森[2]和英国弗里曼[7]为代表，认为创新体系本质上是一种制度安排，制度设计决定创新体系运行效率。综合来看，国家创新体系被认为是由公共部门和私营部门共同组成的有机网络[8]。
(3)创新体系包含哪些要素？对创新体系构成要素的定义分为两派：第一派学者如李正风、曾国屏[9]认为大学、科研机构、企业是创新主体；另一派学者如路甬祥[10]、吴晓松[11]、柳卸林[12]认为大学、政府、科研机构、企业是创新主体。可以看出，两派学者的主要分歧在于：政府是不是创新主体？甚至有些学者关于这一问题的前后观点不一致，如陈芳等[13]在同一篇文章中先是提出“国家创新体系转型建设治理不仅要从制度、政策、组织因素角度考虑，更要把政府作为创新主体，充分开发、激励其创造性行为”，首先肯定了政府是创新主体，但在后文中却提到“政府作为重要创新主体，引导全社会科技创新与产业转型发展，明确各创新主体在国家创新体系中的功能定位，增进创新主体相互沟通、创新环节相互衔接”，强调政府的作用在于引导各创新主体相互协作及功能发挥，否定政府是创新主体。
基于以上研究，本文认为产生这种分歧的主要原因在于对创新主体的定义不清晰。笔者认为，创新主体是指在知识生产、技术开发、产业应用这一创新过程中，承担知识创新、技术创新等创新性活动的机构；创新辅体是指没有具体技术创新产出，但有创造性贡献且参与了创造过程的机构。笔者认同第一派学者观点，即政府并非创新主体，而是创新环境营造者、创新秩序维护者，是最重要的创新辅体。创新主体包括高校、科研机构、企业，聚焦于基础研究、应用研究、产业化研究；创新辅体包括政府机构、金融机构、知识产权中介组织等，聚焦于创新环境维护、政策法规实施、科研成果转化等。创新主体与创新辅体循环互动，共同促进知识生产、扩散与应用。因此，本文将“国家创新体系”定义为由企业、大学、科研机构三大创新主体和政府、技术转移中介等创新辅体通过协同合作，在知识生产、技术开发、产业化过程中形成的有机整体，体现出明显的系统性特征。
国内外关于国家创新体系结构的研究由来已久，国外研究起步较早。1987年，英国技术经济学者针对日本创新追赶经验提出“国家创新体系”理论基础，首次构建了直观的创新体系框架[7]，如图1所示；周毓萍、郭庆[14]针对中国创新特点构建了创新系统链条，如图2所示；波特尔构建了创新系统结构，如图3所示；柳卸林[15]构建了中国理想状态下的创新体系结构，如图4所示。
以上关于创新体系结构的研究或是基于一国实践经验而非广泛的国际比较，或是建立的结构框架过于简化，难以完全展现各主体与辅体的互动关系和体系运行规律。事实上，系统、直观、动态的创新体系结构框架是研究科技创新的基础，该结构框架下各创新要素的定位、作用、互动关系是分析体系运行机制和运行效率的关键，但当前缺乏针对创新体系结构框架的系统研究及结构规律的经验总结。
鉴于此，本文基于对已有研究的思考，提出3个重点研究问题：一是从中国现实问题角度看，“创新死亡谷”是如何产生的？即为何中国专利、论文等基础科研成果数量位居世界前列，但成果转化率低，关键核心技术长期依赖国外。这是否说明在中国创新体系中，学研机构基础研究与企业技术需求“相脱节”？二是从国际创新规律角度看，国家创新体系是否具有结构规律性，高校、科研机构、企业作为三大创新主体，从“知识生产”到“技术开发”再到“规模化应用”，三大创新主体之间是分工串联合作更高效？还是独立并联合作更高效？三是从优化中国创新体系角度看，在提炼国家创新体系结构规律的基础上，结合中国“三元结构”特征，提出中国应该如何优化创新体系，助推中国创新发展。
本文基于理论与实践研究，将科技创新的一般逻辑与国内外不同实践模式相结合，将科技创新体制具象运行与创新体系抽象结构相结合；围绕以上3个现实问题，通过理论推演，结合国内外实践经验，针对中国特点，构建创新体系理论框架并进行不同体系结构和运行机制比较，最后提出适合中国创新的政策建议。
图1 国家创新体系构成 图2 国家创新系统内部链条
图3 创新系统结构钻石模型 图4 理想状态下的国家创新体系结构
国家创新体系并非创新要素的简单叠加，产学研体系也很难展示出创新体系的内在逻辑。本文进行深入研究发现，国家创新体系结构框架具有多样性特征，因国别不同而不同，甚至同一国家的体系框架也会随时间变化而变化。但通过广泛的国际比较发现，总体上国家创新体系结构仍然呈现出一定的规律性，根据主体功能定位和分工协作方式不同，本文将创新体系分为“三元串联协同”和“三元并联互动”两种不同的结构类型。
“三元串联协同”创新体系的创新链条为：高校(基础研究为主)→科研机构(应用研究为主)→企业(产业化为主)，强调不同主体之间的分工与协同。如图5所示。在“三元串联协同”结构中，三元是指三大创新主体，即高校、科研机构、企业；串联协同是指三大创新主体分工明确、定位清晰且相互协作，构成一条完整的创新链。三大主体聚焦的研究阶段也有差异，如高校聚焦基础研究、科研机构聚焦应用研究、企业聚焦产业化。三大创新主体缺一不可，否则无法构成完整的产业链条，无法顺利完成创新过程。从图6可以看出，该结构最大的问题就是存在“创新死亡谷”，简言之即学研机构论文专利数量激增但转化率低、产业界关键核心技术仍依赖进口。但这并不说明“三元串联协同”创新体系效率低下，而是取决于政府主导下的产学研合作平台和技术转移中介能否发挥重要黏合作用。
事实上，很多发达国家高校、科研机构、企业三大创新主体之间并非明确的分工协同合作关系，而是保持一定的独立性。中国创新体系在最初设计上偏重于“三元串联协同”体系框架，但在近几年发展实践中，三大创新主体功能逐渐模糊，如中科院衍生出一批知识密集型企业、华为成立基础科学战略研究院支持科学家与工程师展开合作创新、高校依托科研成果创办校办企业等。这说明，三大创新主体能够构建各自独立、完整的创新链条，如图6所示。
在“三元并联互动”结构中，“三元”同样指三大创新主体；“并联”指三大创新主体各自独立完整的创新链条处于并行状态；“互动”指三大主体各自创新链条并非完全割裂，而是通过技术、人才、资金等要素交互实现流动。该结构模型的最大特征是每一创新主体都拥有独立、完整、高效的创新链条，且相互之间保持互动。
从以上分析看，两种创新体系有相同点，也有不同之处。
(1)相同点在于：①三大创新主体均为高校、科研机构、企业。不同国家三大创新主体地位有所不同，如英国、美国等发达国家，企业是核心创新主体，3/4的创新成果源于企业，绝大多数就业岗位来源于企业；在中国，因体制机制演化等历史原因，公立高校、公立科研机构等获得国家支持度更高，企业核心创新主体地位尚未确立。但不论如何，各大国家创新主体仍然是大学、科研机构和企业；②宏观创新逻辑相同。根据熊彼特的创新理论，技术创新过程是一条完整的创新链条，即从基础研究、应用研究到技术开发和产业化应用、规模化发展的全过程，如图7所示。无论是“三元串联协同”还是“三元并联互动”，整体上看，创新遵循“基础研究→应用研究→产品开发→商业实现”的逻辑，同时市场反馈对基础研究形成反向作用。
图5 传统“三元串联协同”国家创新体系
图6 “三元并联互动”国家创新体系
(2)不同点在于：①创新链条数量与功能不同。在“三元串联协同”结构中仅有一条创新链，三大创新主体位于同一创新链条中，分工明确又相互协作。在“三元并联互动”结构中存在3条创新链，三大创新主体各自拥有独立、完整的创新链条；②某一创新主体对其它创新主体的依赖度不同，如在“三元串联协同”结构中，三大创新主体处于同一创新链条中，相互之间依赖度更高；在“三元并联互动”结构中，三大创新主体因为拥有独立完整的创新链条，相互之间依赖度较低；③对创新辅体作用发挥的要求不同，如在“三元串联协同”中，三大创新主体协作与配合需要政府搭建产学研合作平台，需要中介机构促进科研成果转化；而“三元并联互动”结构则强调合作内部化，对创新辅体的要求较低。
图7 宏观创新逻辑
从国内外实践看，美国、德国、日韩等国的创新实践更接近于“三元并联互动”结构，中国、瑞典的创新实践更接近于“三元串联协同”结构，两种不同创新体系不分优劣，均有一定的科学性。
如上文所述，“三元并联互动”与“三元串联协同”创新体系相比，最大的不同之处在于创新链条数量和功能不同。“三元并联互动”体系中企业、大学、科研机构各自拥有一条独立完整的创新链条。三大创新主体之间的创新活动并非相互隔离，而是在研发、人才等方面广泛互动。
(1)以美国为例。美国创新体系是建立在“官产学”三螺旋结构基础之上的有机互动网络，在该网络中政府、大学、产业三者相互交织、相辅相成，共同构成高效运行的创新体系。企业在美国创新体系中扮演着主力军角色，是科研活动最大的投资者和执行者。在过去20年，企业研发执行经费(基础研发与应用研发)比重在68%～74%之间[16-17]。2017研发投入(2017 EU Industrial R&D Investment Scoreboard)排行榜对全球2 500家大型企业的研发支出进行排名，其中美国有6家企业位于世界前十，包括苹果、微软、强生、谷歌、亚马逊、英特尔。与此同时，高投入也带来了高产出，美国约75%的创新成果来自企业，同时雇佣了60%～70%的科研人员。除这些大企业外，美国支持中小企业参与竞争，中小企业研发人员占40%，创造的新增就业机会每年高达60%～80%，专利数占比60%。
美国研究型大学通过多种途径鼓励师生进行专利申请和转让：①允许教授每年有近两个月的时间担任企业顾问，如MIT(麻省理工学院)允许老师每周1天或假期中1/3的时间在企业承担研发任务；②几乎都拥有自己的技术转移办公室(Technology Transfer Office, TTO)，将大学基础研究与企业需求相链接；③由大学老师自己利用大学基础科研和技术优势成立高科技企业。20世纪中期以后，以MIT和Princeton university为代表的创业型大学受到风险投资机构和科技工业园等孵化机制的支持，涌现出大量创业行为。
由此可见，美国创新体系的最大优势在于：企业处在美国国家创新体系核心位置，在基础研究、应用研究和产业化等方面拥有完整的创新链条，且企业在研发阶段拥有主动权，可以根据市场需求与高校、科研机构、政府和中介机构展开良好的沟通及合作；同时，大学通过创新进行科技成果产业化，拥有自身独立的产业链；政府处于“弱干预”状态，各创新主体的独立性、自主性得到保障，使整个创新体系成为一个高效的网络系统。
(2)以德国和韩国为例。德、韩两国构建了完整的企业创新链，且具有大企业与小企业双中心特征，即大企业因财团制度完善具有强大的规模化生产能力，故聚焦于技术开发与产业化，如韩国三星、LG、现代，德国Audi、BMW、Mercedes-Benz、西门子等；与此同时，众多中小企业利用细分领域创新优势，与大企业形成稳定互补的合作伙伴关系。如韩国成立“中小企业扶持综合中心”，政府研发投入向中小企业倾斜，将风险较高的基础研发环节交由中小企业；德国大企业不仅拥有追求卓越的工程师研发团队和高质量的保障系统，更得益于众多专业化中小企业为大企业供应高标准、高质量零部件。通过大型企业与规模化小型企业间的合作形成稳定互补的合作伙伴关系，大小企业共同激发创新活力，从而构建完整的企业创新链条，提升创新体系整体效能。
德国科研机构也构建了完整的创新产业链条。马普学会定位于基础研究，主要聚焦于共性科学问题；莱布尼茨科学联合会定位于国际前沿、面向应用基础研究；弗朗霍夫学位定位于应用研究，主要聚焦于科研成果转化，注重与企业技术需求之间的链接；赫尔姆霍兹联合会定位于前瞻性高科技研究，如太空、环境、能源、健康等。
从理论视角下结构规律分析看，“三元串联协同”创新体系仅拥有一条创新链，强调企业、高校、科研机构三大创新主体间的明确分工与密切协作，以提升创新体系整体效率，中国和瑞典更接近于“三元串联协同”创新体系。
(1)以瑞典为例。瑞典创新体系的最大特点在于大学、产业、政府三者分工明确、合作高效。与美国政府“弱干预”相比，瑞典政府属于“强干预”，总体来看呈现出三边网络混合结构特征，如图8所示。
图8 三边网络混合结构创新特征
瑞典科技创新主体主要由3部分组成：大学、企业、公共科研机构。其中，大学和企业是研发任务的主要承担者。政府研发任务主要流向大学，用于开展基础研究和应用研究，目前瑞典有30所大学，这成为瑞典科研的主要力量[18]。许多大型企业拥有自己的研发部门，然而与大学相比，企业则主要聚焦于与产品开发相关的技术研究，较少进行基础研究。为弥补这一缺陷，企业会主动与大学合作，为大学提供资金支持，成果专利归企业所有。科研机构在瑞典居次要位置，数量少、规模小，甚至有些科研机构被置于大学校内，从而使大学具备除教学、基础研究之外服务产业发展的“第三种使命”。因此，三大创新主体之间有明确分工。
瑞典企业、大学、科研机构之间之所以能够高效协作，得益于瑞典政府顶层统筹下的产学研一体化模式，即成立专业政府部门——创新系统署(VINNOVA)作为科研成果转化的桥梁，将大学、科研机构基础研究和应用研究成果与企业需求紧密链接实现产业化和商业化。VINNOVA提供基金资助需求导向性基础研究，搜集企业和消费者需求，主动发起项目招标，由各科研主体结合自身优势，以市场需求为驱动开展研发工作，通过政府和市场的双重力量 [19]，将学研机构的创新意愿与企业需求进行精准匹配和有机结合，从而使创新效率大为提升。由此可见，瑞典创新体系之所以成功，在很大程度上得益于政府在创新活动中扮演了4个重要角色：创新政策制定者、基础研究资助者、创新环境营造者和创新利益保护者[18]。
(2)以中国为例。中国创新体系伴随着新中国的成立而产生，体系设计理念源于前苏联。创新体系设计的初衷是“三元串联协同”结构，即企业基本完全聚焦于试验发展，高校相对更多地从事基础研究，而科研院所介于两者之间，主要从事应用研究和试验发展(两项占总研发经费的87%)，且科研机构体系庞大、研发经费和人员占比高[20-21]，但在后期实践发展过程中也并非完全遵循设计初衷。
高校在中国拥有两大使命：一为国家培养高层次创新人才；二是基础研究的主要承担者及应用研究的重要力量。1992年，政府推出激励政策促进大学与企业合作，很多大学设立了校办企业，将基础研究、技术开发、商业化等创新过程聚合于同一创新主体，避免与外部企业交涉、谈判，浪费时间和金钱成本。这是高校首次尝试实践“三元并联互动”创新体系，构建基于高校的独立创新链。后来，这些校办企业有些成长壮大，如方正集团、娃哈哈集团等，但大多数后期转为独立运营。
相比于发达国家，中国企业基础研发实力薄弱，中小企业更是如此(李哲，2018)。这是因为：一方面，传统“三元串联协同”分工协作体系使企业无法从基础研究做起，而企业对市场需求感知最敏感，这一矛盾导致企业创新源动力不足；另一方面，作为核心创新主体，企业在基础研发方面的投入严重不足，企业基础研发能力薄弱。中国基础研究主要依靠政府投入，特别是中央财政投入占比超过九成。企业基础研究投入总量偏低，仅占投入总量的3.3%。同时，企业研发资金直接和间接投入基础研究的比例偏低，仅为0.1%。
综上所述，中国企业虽然近年来在实践中比较注重基础研发，且构建了自身完整的创新链条，如华为公司拥有全球性基础研发中心，招募培育了世界级数学家、物理学家等，但这样的企业毕竟是少数。同时，也有一些高校试图构建完整的创新链条，如一些校属企业或课题组或实验室基于自身技术优势创办企业，但也是少数。整体来看，中国从国家宏观制度层面仍然是“三元串联协同”创新体系，强调各主体间的明确分工与协作。
从近年来中国创新现状看，中国存在明显的“创新死亡谷”，即虽然在论文、专利等基础研究成果数量上位居世界前列，但关键核心技术攻克能力却未实现突破。这说明，中国创新体系存在学研机构基础研发质量低与企业基础研发薄弱等结构性失衡问题[22]，导致中国国家创新体系效率低下[23]、基础研究明显偏弱[24-25]，引发学者对中国创新体系的反思。
(1)“创新死亡谷”产生的深层次原因是创新体系结构失衡。首先，“三元串联协同”结构要求通过国家创新平台或技术转移中介加强三大创新主体之间的紧密合作，一旦这一平台或中介力量缺失，将导致“创新死亡谷”的产生，即本质上是由国家创新体系结构失衡所致。但并不是说“三元串联协同”创新体系必然会产生“创新死亡谷”。如瑞典和中国皆接近于“三元串联协同”结构，但瑞典并不存在“创新死亡谷”。瑞典人均拥有跨国公司数量排名全球第一，沃尔沃、爱立信、宜家、ABB等著名企业家喻户晓；心电图仪、人造心脏、人工合成血管等众多关键核心技术和发明也都来自瑞典；在通讯、医疗、机械、清洁能源等领域，瑞典也占据全球领先地位[26]。这主要是因为瑞典政府在顶层设计上更加完善，成立了创新系统署(VINNOVA)，推动企业、大学、科研机构合作，发挥了“桥梁”作用，不但将学研机构基础研究与企业商业化项目相结合，而且为科研成果产业化和商业化提供资金资助，从而促进市场需求导向型基础研究，有效提高了创新体系创新效率。
(2) 解决“卡脖子”难题，优化当前创新体系结构。“三元串联协同”和“三元并联互动”从效率上比较，两者不分孰好孰坏，均有其合理性，关键是要根据国情进行选择和设计。美国、德国可以采用“三元并联互动”结构实现高效创新，瑞典同样可以采用“三元串联协同”结构引领关键核心技术领域。那么，应该如何优化中国创新体系，助推中国高效创新？近年来，中国科技创新出现几组悖论：①论文专利等科研成果数量激增与关键核心技术对外依赖同时存在；②低端制造业产能过剩与高科技产业“卡脖子”问题同时存在。因此，中国应优化现有结构，在“三元串联协同”创新体系的基础上成立国家科技创新咨询委员会，有效支撑科技创新协同重大决策；同时，完善高校TTO(技术转移办公室)机制，弥补科技成果转移中介缺失的现状。通过以上两点加速研究成果跨越创新死亡谷，促进知识生产、扩散和应用。
(3)促进创新体系结构转型。创新体系结构优化对国家主导的科技创新平台和技术转移中介组织提出更高要求。解决关键核心技术“卡脖子”难题，促进科技成果转化，除优化当前结构外，还要实现创新体系结构转型，即由传统“三元串联协同”结构向“三元并联互动”结构转型。“三元并联互动”的结构优势在于三大创新主体位于并行的创新链条中，对彼此的依赖度降低、独立性提升，同时增加了各主体之间互动合作的自由度和能动性。与此同时，对企业这一核心创新主体提出更高的要求，如何引导企业加大基础研究投入是未来需要解决的关键问题。
本文基于理论和实践双维视角提炼国家创新体系结构，为后续创新体系运行研究提供了理论基础。然而，本文仍存在以下不足：①本文主要针对欧美、日韩等发达国家和地区，结合中国实践进行案例比较研究，后续可采集更多国家和地区样本，尤其是发展中国家样本，从而对本文研究结论进行检验和拓展；②“三元串联协同”和“三元并联互动”是理想状态下的两种运行模式，事实上，某些国家两种结构并不是非此即彼的关系，也可能两者共存，后续将对这种创新体系结构多元化情况进行重点讨论。
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