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理想国译丛(全35册)

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前沿趋势预测系列(共9册)







[美] 安东尼·范·阿格塔米尔 等 著

徐一洲 等 译





中信出版社


目录


智能转型:从锈带到智带的经济奇迹



不会被机器替代的人:智能时代的生存策略



金融互联网化:新趋势与新案例



零边际成本社会:一个物联网、合作共赢的新经济时代



零工经济



人类2.0:在硅谷探索科技未来



失控的未来



智能浪潮:增强时代来临



智能数据:如何挖掘高价值数据






[image: cover]









智能转型

——从锈带到智带的经济奇迹





[美] 安东尼·范·阿格塔米尔 [美] 弗雷德·巴克 著

徐一洲 译





中信出版社


目录


引言 智带欢迎你



第一章 智力共享和智能制造

智力共享模式



生态系统:一个以联络者为纽带的网络



合作:不同参与者共享脑智力资源



专注与开放:信任的必要性



环境:吸引人才,催生理念



苏醒的睡美人:从沉睡到合作与专注



智能制造业与智能工厂如何运作



机器人:自动化消灭劳动力成本优势



3D打印:增材制造,无所不能



物联网:物物相连,处处相通





第二章 关键人物推动的变革

典型的智带挑战:物联网的崛起



奥尔巴尼:汇聚众智,联络者的重任



吸引人才的环境:扩展为区域中心



德国德累斯顿:昔日工业中心的复苏



创造平衡:萨克森硅谷的发展



荷兰埃因霍温:世界上最聪明的地方



传统供应链转型为价值链



缔造智带:协会和基金会





第三章 制造业的重生

俄亥俄州东北部智带:缔造阿克伦高分子谷



未来之路:发挥俄亥俄州东北部独有的创新潜能



三角研究园:围绕困境中的先行者形成的智带



研究集群不同于智力共享生态系统



瑞典隆德和马尔默:世界一流工具助阵材料研究



荷兰:煤矿区的重生



从纺织品到热塑性塑料





第四章 蓝领和白大褂

明尼阿波利斯:自力更生有时是合作的关键



企业作为生态系统的联络者和催化剂



波特兰:耐克创始人推动的智能革命



一笔大数据交易:“俄勒冈健康与科学大学-英特尔”合作项目



智力共享也需要基础设施



瑞士苏黎世:一种新型货币



生物萨克森:官方的支持激励民间的行动



芬兰奥卢:从手机制造到互联医疗



医疗设备领域的挑战与机遇





第五章 智能制造的五个关键领域

智能能源和气候变化:消费者变为生产者



无人驾驶和电动汽车的未来



近在咫尺的智能农场



智能城市:技术造福社区



数据:既大且智?



更多精彩,敬请等待





第六章 唤醒睡美人

创新政策和指导方针



衡量效率、生产率和创造力的新标准



智带的基础设施和环境



教育和培训



社区大学



半工半读模式



资金



基础研究和应用研究



风险投资



以收购促研究



私人资金



推动创新的三点建议



匹配智力共享的组织和文化





结语



注释



致谢



推荐语

这是一场引人入胜的欧美城市巡礼。昔日的传统制造业中心如今正在重塑自我,转变为创新中心。如果你想了解在地方层面如何实现经济转型,那么这是一部必读之作。

《金融之王》作者利雅卡特·艾哈迈德(Liaquat Ahamed)

本书凭借极为深入的研究,对发达国家正处于相对衰落这一传统观点发起了挑战。书中论证理据充分,内容条理清晰。

耶鲁大学首席投资官大卫·F.斯文森(David F. Swensen)

在介绍美国和世界经济各种大好趋势的著作中,本书是最具智慧的一本。

布鲁金斯学会主席斯特罗布·塔尔博特(Strobe Talbott)

大开眼界……权威人士不断向我们灌输这样的想法,未来不属于老牌资本主义国家,而是属于以亚洲国家为主的新兴大国。凡因此番言论灰心丧气者,均会因本书而重振精神。

《华盛顿邮报》前主编、作家罗伯特·G.凯泽(Robert G. Kaiser)

颠覆了关于全球经济运作方式和未来繁荣所在的传统观念。

布鲁金斯学会世纪学者、《大都市革命》合著者布鲁斯·卡茨(Bruce Katz)

见解深刻,令人叹服,剖析了企业和社区如何涅槃,走上硅谷之路。

波士顿咨询公司(BCG)高级合伙人哈罗德·L.西尔金(Harold L. Sirkin)



献给我的孙女维多利亚,

她将在本书所述的世界中长大

——安东尼·范·阿格塔米尔

献给弗朗西丝、萨姆和吉姆

——弗雷德·巴克




引言

智带欢迎你


逆转全球化的力量


昔日的锈带地区如今已获新生,正为美国和欧洲注入新的竞争力。本书的两位作者将围绕这一主题,从截然不同的角度为我们娓娓道来。
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安东尼就此话题听取了各方意见,在与众人交流的过程中形成了自己的看法,与联发科(Mediatek)首席财务官顾大为的谈话即为一例。时值2012年春,安东尼刚刚离开由他一手创建、持资数十亿美元的投资公司。卸下管理重任后,他开启了一段亚洲之旅。旅途中,安东尼与诸多政要和企业高管探讨了他们遇到的挑战。在全球市场中,亚洲在过去的许多年里曾经占尽竞争优势,但现在,这种优势受到了威胁。联发科是智能手机芯片设计领域的龙头企业,身为联发科首席财务官,顾大为既有高科技加工业背景,又兼具国际金融业从业经验。他带安东尼参观了公司在新竹的工厂。当安东尼问及全球市场的情况时,他答道:“你也知道,我们如今要再次面对美国更加强劲的竞争了。”安东尼让他说得更具体些,究竟是什么样的竞争?来自何处的竞争?于是,拥有伊利诺伊大学MBA(工商管理硕士)学位又十分了解美国市场的顾大为当即提到了总部设在圣迭戈(美国)的科技巨头高通公司(Qualcomm)。他以高通作为威胁的具体例子,解释道:“它的研发部门非常先进,远远领先我们。”安东尼看得出来,顾大卫着实在为这样的处境感到担忧。顾大卫表示:“它很可能会对我们构成威胁。”说罢,他便换了个话题。安东尼曾于1981年任职国际金融公司(International Finance Corporation,世界银行集团面向私营部门的附属机构)期间提出了“新兴市场”这一概念,他职业生涯的大部分时间都在关注亚洲,但至少有20多年了,他从没听过有任何亚洲商人抱怨受到美国竞争者的威胁。联发科只是反常现象?还是说这是大趋势的早期信号?难道说发达国家在设计与制造领域已取得了一定的优势,足以令亚洲的低成本生产商忧心忡忡?

就弗雷德而言,他关于上述问题的见解同样源于旅途中的见闻。弗雷德刚刚从荷兰财经大报《金融日报》(Het Financieele Dagblad
 )的主编岗位退休,旋即开启了“迷雾四国”(墨西哥、印度尼西亚、韩国、土耳其)之旅。旅途期间,他与商人、政治家、研究人员、企业家等各色人物畅谈,探讨全球商业的走向。弗雷德听到的意见与顾大为所言颇为相似。这些人对弗雷德说,过去的20年,借着廉价劳动力优势,“迷雾四国”的企业取得了增长,但这种优势正日渐乏力。凭借低廉成本在西方公司面前取得优势,如今再难奏效。低成本优势的好日子已经基本到头了。

此外,弗雷德发现,企业的工作方式也有所转变。2011年,荷兰城市埃因霍温被美国智库智慧社区论坛(Intelligent Community Foru)评选为年度“世界最智能地区”,这让弗雷德想起了几年前与飞利浦前首席执行官柯慈雷(Gerard Kleisterlee,又译为“赫拉德·克莱斯特雷”)的一次谈话。柯慈雷向他解释了这家电气巨头缘何将旗下一度蓬勃发展(堪与美国贝尔实验室齐名)的埃因霍温研究实验室变成了开放式创新园区,让来自不同企业、不同机构的研究者在此合作。想必是这类行动使得埃因霍温作为创新中心而声名远扬,成为地球上最智能的地方?

上述见闻与西方盛行一时的传统观点相左。举例来说,就在几年前,在荷兰的一次会议上,著名建筑师、敏锐的全球商业观察家雷姆·库哈斯(Rem Koolhaas)曾向与会者出示过一幅世界地图,可谓一石激起千层浪。在这张重构的世界地图上,业已衰退的美国位于世界的边缘,占据中心的则是新兴国家。彼时,经常会听到金融分析师哀叹说,欧洲很快就要沦为“世界的博物馆”了。

两人的旅行眼下均已告一段落。安东尼返回了华盛顿的住所,弗雷德也回到了阿姆斯特丹的家中。在一路见闻的驱使下,两人以各自的方式就这些想法进行了深入的探索。是否存在这样一种可能:一种基于先进的研发部门的新制造业模式正为发达国家带来某种新生?对发展中国家来说,廉价劳动力真的已经优势不再?创新与产品开发过程是否迎来了新的春天?

为了进一步了解情况,弗雷德踏上了新的旅程,此行主要在欧洲。旅途中最吸引他的是从几位首席技术官那里听到的有关研发过程的内容。他们对弗雷德说,他们正在逐步开展多方合作,合作对象往往是大学,甚至还有政府机构。之所以要合作,一是因为他们的公司再也无法独力承担研究成本,二是因为他们需要一些公司内部没有或不愿营建的特定领域的专业知识。安东尼也已经重新上路,考察各地的研究实验室和工厂,(鉴于工作期间曾常年穿梭于亚洲和拉丁美洲)此次行程主要在美国。他对旅途中所见的变化尤感兴趣,特别是科研在创造产品的过程中扮演的新角色,以及生产中采用的先进生产方式,例如机器人和3D打印。

2013年1月,当时我们正在就各自的想法展开独立研究,我们二人经一位共同的朋友引见而相识,在Skype(网络电话)上聊过之后便见了面,一连数日,相谈甚欢。尽管我们两人都曾相信(并且依然相信)全球经济的重心正转向新兴市场,但我们也一致认为,欧美企业在采取多年守势之后,它们的竞争力正在再次崛起。究竟如何崛起,为何崛起,我们尚不完全确定,但我们有一个理论:过去数十年间,我们近乎痴迷于制造尽可能廉价的产品,而接下来的数十年间,我们注重的将是制造尽可能智能的产品。未来的核心竞争优势是智能创新,而非廉价劳动力。苹果和谷歌等科技巨头已经证明了这一点。

我们的想法在不断地演进。弗雷德写过一篇文章,分析了他所了解的埃因霍温。安东尼将这篇文章给布鲁金斯学会都市政策项目的布鲁斯·卡茨(Bruce Katz)看过后,布鲁斯决定和弗雷德共赴埃因霍温,一探究竟。埃因霍温一行虽让布鲁斯感触颇深,但并非完全出乎意料。他认为,埃因霍温自有独到之处,例如供应链的革命性发展。美国也有类似的地方,如奥尔巴尼、纽约、俄亥俄州的阿克伦等。

证据越积越多。通用电气在美国选址新建了一座工厂,放在10年前,新厂的选址一般会在劳动力成本低的地区。
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 此外,这并非一座普通的工厂,而是用于生产下一代航空发动机的工厂,这是通用电气的核心业务。此例足以使人相信,美国的大公司正将它们最重要的制造业务迁回本土。尤为引人注意的是新设施的确切位置:一个名为贝茨维尔(Batesville)的密西西比小镇。为什么会选择那里?根据通用电气首席执行官杰夫·伊梅尔特(Jeffrey Immelt)的说法,因为贝茨维尔紧邻密西西比州立大学,在制造下一代超轻、超静音、超节能航空发动机所需的新材料方面,该校研究人员已经积累了大量知识。标志性跨国公司与名气不大的教育机构的此番合作取得了颇为喜人的成果。伊梅尔特信誓旦旦地宣称,将继续在其他尖端研究的温床附近选址,兴建更多的生产基地。

如果连通用电气这种世界上管理体系最专业的企业都将研发生产活动迁到了美国腹地,我们就不得不加以注意了。无论是贝茨维尔还是埃因霍温,都不太可能跻身世界上最成功的创新中心之列,这份榜单的榜首长期被智力资源惊人集中的加利福尼亚州硅谷和马萨诸塞州剑桥霸占。它们也无法像德国的斯图加特一样,被视为先进制造业的中心。但我们感觉,这些城市最终可能会榜上有名,而且很快就会上榜。我们还意识到,这些城市正引领着一股极其重要的风潮,这股风潮正兴起于与之相似的欧美城市和地区:这种地方在美国被称为“锈带”,这些昔日的工业重镇曾因离岸生产遭受重创,陷入衰退,但如今,它们正卷土重来,势头更胜以往。虽然欧洲人并不熟悉“锈带”一词,但这些地区的经历是相似的。这些地区正在自我改造,由失败者转变为创新中心和智能制造业中心,我们将其称为“智带”。

我们深知自己的理论还有待检验,为此我们需要更多的数据。于是,我们决定开展更多的实地考察,这一次我们要一同前往,旅程从纽约州哈得孙河谷(Hudson Valley)的奥尔巴尼和俄亥俄州的阿克伦开始。一路所见让我们激动不已。我们既看到了正在通力合作的智带工作团队,也看到了智带正在采用的新技术和新制造方法,还看到了智带正在创造的高附加值智能产品。各类活动正为城市和整个地区重新注入活力。

此行最终变为历时两年的长途旅行,其间我们在美欧两地一共寻访了10个地方。在欧洲,我们去了德国的德累斯顿、荷兰的埃因霍温、瑞典的隆德–马尔默、芬兰的奥卢以及瑞士的苏黎世。在布鲁斯·卡茨及其布鲁金斯学会同事的帮助下,我们在美国一路走访了五个地区:除了阿克伦和奥尔巴尼,我们还前往了明尼苏达州的明尼阿波利斯、俄勒冈州的波特兰,以及北卡罗来纳州的罗利–达勒姆。此外,我们还采访了许多其他地区的领导人,与世界各地来自不同学科、担任不同职务的人进行了无数次谈话,尽职尽责地做了调查研究——翻阅文献、核查材料、挖掘相关数据。

我们意识到,以大学为核心的智力中心还有很多,其中有些是昔日的锈带,有些则未曾植根于工业;有些已广为人知,有些才崭露头角。在美国,得克萨斯州的奥斯汀是最具发展潜力的新兴智带(信息技术、生物技术),虽然这里并没有工业背景。从20世纪90年代起,奥斯汀围绕着得州大学以及IBM(国际商用机器有限公司)、戴尔(Dell)、甲骨文(Oracle)等企业形成了名为“硅山”(Silicon Hills)的高科技区,现在这里至少有15家企业孵化器。
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 其他智带的例子还包括得克萨斯州的休斯敦(能源)、佛罗里达州的棕榈湾(航空航天)和盖恩斯维尔(生命科学),以及科罗拉多州的博尔德(航空航天和生命科学)。在欧洲,我们也看到了同样的现象,这些地方有:英国的剑桥,瑞典的斯德哥尔摩和哥德堡,德国的柏林和慕尼黑–斯图加特地区,法国的巴黎、格勒诺布尔和图卢兹,以及奥地利的格拉茨。美国和欧洲之外的地方有:韩国的首尔、新加坡、中国台湾的新竹、以色列的特拉维夫。

我们两人一位是经济学家,一位是记者,于我们而言,探索和创造的过程是一种奇妙的经历,我们穿梭于世界各地,试着了解正在发生的事情,逐步积累证据,不断打磨自己的观点。我们走访了大学和社区学院、大型企业和小型创业公司、实验室和工厂,与各色人等交谈:有西装革履的企业高管,也有穿着牛仔裤的创业者;有无尘室里的研究人员,也有阁楼里的匠人;有科技园的管理者,也有州议会大厦里的政府官员。他们为我们讲述了怎样进行创新,如何创造产品,其中涉及集体合作、开放式信息交流、产学合作、多学科项目,以及由一系列重要成员组成的生态系统,所有元素都在紧密配合,共同发挥作用。人们耳熟能详的创新模式——一位天才或两三极客(geek)在车库里搞发明——已经不再适应这个时代,现在新产品的开发过程纷繁复杂、成本高昂,需要多个学科的参与。智带采用的方式远远超出我们以往所见的合资或是基于项目的临时合约。我们将这种方式称为“智力共享”。


表 世界智带分布情况

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走访的地方越多,情况越明朗,我们确实在见证一种全新的现象,智力共享正兴起于十分冷门的地方,这些地方正在变为创新的热点地区。其中大部分城市和地区都曾在20世纪八九十年代的生产外包风潮中遭受重创,但随后它们又想出了新的方法,重新燃起了雄心壮志。它们正在通过智力共享实现的事情恰恰是亚洲和“迷雾四国”的竞争对手所担忧的:创造复杂的智能产品,这些产品让渡的价值远超过时的低成本模式创造出来的产品。

然而,智带要做的不仅仅是通过合作关系共享智力资源,还要实际地制造出产品。我们在贝茨维尔、埃因霍温等地所见的并非记者们常说的向传统制造业的“回归”,而是对传统制造业的再造。曾有一段时间,研发被企业搁置在次要位置上,此举带来了灾难性的后果。不过,随着企业将研发和制造结合在一起,研发又获得了新生,并且比以往更为智能。随后,低成本传感器的面世让研发有可能进一步整合所有元素——信息技术、数据分析、无线通信、新生产方法、新材料以及新发现。新的经济分支由此诞生,旋即开始蓬勃发展。这些智带中的企业既不打算重新启用旧设备,也无意把下岗工人聘回装配线。绝不!这些生产设施已经截然不同,如通用在贝茨维尔的工厂:智能、干净、灵活,生产过程实现了机电一体化。在工厂中工作的都是一个个专家和专业人员团队,有的人受过高级技能培训,有的人有博士学位,没错,还有些是接受过再培训的原流水线工人。这里出产的产品具有创新性、互联性、定制化、高品质等特点,既有喷气发动机这样复杂的产品,也有运动鞋这样看似简单的产品。这绝不是那种老掉牙的制造业——一会儿靠人工,一会儿用机器,反复交替,最终做出产品——而是智能制造业:在熟练的技术工人和掌握智能技术的专业人士的创造性互动间制造出智能产品。

因此,正是智力共享和智能制造的结合扭转了全球竞争的形势,让顾大为这样的人忧心忡忡,摇头叹息。廉价正让位于智能
 。新兴经济体的低成本制造商并无现成的应对之道,因为只有北美、北欧这样的“旧”经济体才具备现成的智带必备要素:具备深厚专业知识的研究机构、教育机构;政府对基础研究的扶持;诱人的工作、生活环境;资本;还有最重要的一点,充满信任、允许自由思考的氛围,这种氛围可以激发奇思异想,可以接受失败,将其视为创新的一部分。而亚洲和“迷雾四国”却不同,那里盛行的是等级森严与严苛管理桎梏下的思维。

这并不是说智力共享和智带的发展在欧美两地就看起来完全一样。事实上,在基础设施、历史和文化方面,两者存在根本上的差异。美国是一个拥有庞大国防预算的世界强国,其中有一部分预算通过美国国防高级研究计划局(DARPA)、美国国家航空航天局(NASA)等机构划拨给了研发项目。许多创新——包括互联网、无人机和无人驾驶汽车——都脱胎于国防高级研究计划局和国家航空航天局的项目。不仅如此,美国国立卫生研究院(NIH)也凭其资助的项目在基础医疗研究领域产生了重大影响。

美国还有许多创新是由创业公司主导的。这些企业由风险投资家提供资助,由私人持有。待到成长壮大、足够成功时,这些公司就会公开募股,或是被业内规模较大的知名龙头企业收购。

欧洲没有共同的国防预算。有些国家会开展战斗机和海军舰艇的研究工作,如法国和瑞典。但欧洲市场分散,国家预算占国内生产总值(GDP)的比例比美国小得多。欧洲一直生活在美国的安全保护伞下,因此高科技创新无法从军方那里得到大量支持。欧洲既没有欧盟范围内协调一致的医疗研究预算,也没有美国那样数目惊人的创业活动,不过这种情况正在慢慢改变。驱动欧洲创新的是国家级研究机构和资助机构,前者包括德国弗劳恩霍夫协会(Fraunhofer)、荷兰应用科学研究组织(TNO)、瑞士联邦材料科学和技术研究所(EMPA)等,后者有瑞典创新局(VINNOVA)、芬兰国家技术创新局(Tekes,隶属芬兰就业与经济部)。美国对此类组织机构还很陌生。然而,在合作时代,欧洲通过要求共同资助项目,创造性地利用了这种分裂局面。两种情况各有利弊,各种因素都在影响昔日锈带向智带转型的方式。

其中有些根本上的差异影响着我们的观点。安东尼在荷兰长大,不过自1968年以来,他基本生活在美国;弗雷德则在荷兰生活了一辈子,不过他也曾广泛游历,足迹遍及世界各地。我们智力共享的成果就是这本书,书中我们讲述了旅行中的见闻,也给出了我们研究的结果。我们认为,这些智带可以作为模型为其他地区提供借鉴,既有基本原理,又有具体实践。那些想要在全球竞争中取得优势的城市和地区,可以结合自身特点和有利条件对此加以利用。除此之外,随着对这一模型有了更好的理解,对其中的过程有了更明确的界定,那些处于衰退的地区将更快地获得新生,成为市场和行业内的创新成员。

因此,本书的核心思想是非常积极的:美国和欧洲北部等经济体正在恢复自己的竞争优势。它们不仅在重塑制造业,创造新的就业机会,振兴地区,还在开发新的产品和技术(这或许是最重要的一点)。这些产品和技术将改变我们日常生活的方方面面:车辆和运输、住房和城市、农业和食品生产、医疗设备和卫生保健。西方国家将重拾在服装鞋帽等日常用品生产领域的竞争力,这些产品穿起来更合身、看上去更好看、用起来更舒服、功能更多样、更有利于可持续发展,同时,它们的制造成本不会上涨,价格也不会更高。

最终,这种新模式所做的不仅仅是重振西方企业。没错,一段时间内,智力共享加上智能制造将让竞争优势重新转向发达国家,而发展中国家将要奋力缩小创新差距。但从长远来看,它会造福全世界,因为智能产品会帮助我们解决影响所有人的大问题。

有了这种创造智能产品的新方法,欧洲将免于沦为博物馆,美国不会被推到世界地图的边缘,创造21世纪的创新产品也不必是一场零和博弈。虽然硅谷和剑桥等公认的创新中心必将继续蓬勃发展,但未来几年,“地球上最智能的地方”名单将大为不同。

智带欢迎你。


第一章

智力共享和智能制造


“锈带”如何转型“智带”




20世纪60年代,我们经历过一场太空竞赛。如今,我们面对的则是一场机器人竞赛。


——丹麦技术研究院



关于智带地区,我们已经听到过很多,读到过很多,诸如贝茨维尔、埃因霍温,如此种种,不一而足。尽管如此,在我们踏上这段旅程时,坦白地说,脑海中仍是关于锈带的刻板印象。我们所期待的,是一睹工业遗址的残垣断壁,是驱车驶过衰败坍圮的街区,是路遇疲于奔命的民众,至于一杯美酒、一顿佳肴带来的愉悦享受,在这里只是奢望。

然而,我们在智带发现的却是智能制造及相关技术,是智力共享,是智带正在创造的产品,还有当地的美食。尽管这里的转型还远未完成,并且转型过程中往往会出现失意者和悬殊的贫富差距,但是我们的所见所闻早已将脑海中的那些印象一扫而空。例如,单是与时任阿克伦大学校长路易斯·普罗恩扎(Luis Proenza)的一席谈话,可能就足以改变我们的想法(然而我们进行过许多场这样的谈话)。普罗恩扎一直致力于推动阿克伦乃至整个俄亥俄州东北部的振兴,力图将其转变为新材料领域的卓越中心。我们和普罗恩扎还有他的外国同事在市中心的一家餐厅里共聚了一餐。市中心地区已然翻修一新,我们会面的餐馆同样装潢入时。在很长一段时间里,俄亥俄州的阿克伦一直是全球轮胎制造业的中心,然而,随着轮胎生产业务迁往国外,这里陷入了衰退。但普罗恩扎却对这片土地、这里的民众、这里的各类机构以及他们正在从事的事业满怀热忱,他看到了这里光明的前景。他自豪地对我们说,如今这里有1000家创业公司,它们雇用的员工,比制造业鼎盛时期的四大轮胎公司还要多。

我们在瑞典探访了隆德(Lund)及其附近的马尔默(Malmö),在20世纪80年代中期这里曾遭受严重打击,当时该地区最大的造船厂倒闭,成为亚洲及其他地区制造商低成本优势的又一受害者。为此,地方官员、企业家和隆德大学走到了一起,在隆德创建了斯堪的纳维亚地区首座科技园——易得用(Ideon)科技园。与多家制药公司一样,爱立信(Ericsson)也携其研究团队进驻科技园。如今,马尔默和隆德两市的领导定期举行会谈,隆德大学也已经成为推动企业分拆的原动力,这些分拆后的新公司为生命科学产业创造出了大量尖端产品。

我们还走访了北卡罗来纳州的三角研究园(Research Triangle Park)。研究园由达勒姆(Durham)、罗利(Raleigh)、教堂山(Chapel Hill)三座大学城市围绕而成,在美国首开此类研究园先河。三角研究园创建早期获得了极大成功,吸引了170多家公司,为4万多人创造了就业。但他们的工作方式仍遵循着当时的传统,在隐匿于林间的孤立建筑中秘密地开展工作,坚守着自己的想法,学科之间保持泾渭分明的界限。随着新兴经济体的逐步壮大,不可避免的事情发生了,三角研究园的优势变得越来越小。而我们在2013年发现的证据表明,恰恰是在三角研究园附近,智带模式正在振翅腾飞。达勒姆的杜克大学在好彩香烟厂旧址的翻新建筑里设立了孵化器。罗利的北卡罗来纳州立大学百年纪念校园已经成为全新型科研校区。无论是前景看好的创业公司,还是ABB(阿西布朗勃法瑞集团,瑞士—瑞典)、曼集团(Mann,德国)这样的大型企业,均在该校区设有实验室和办事处。它们与高校研究人员合作,围绕新材料、清洁能源、智能电网展开各类项目。年轻的创业者在此随处可见。

智力共享模式

毫无疑问,智带会关注苹果和谷歌、斯坦福大学和麻省理工学院这样的领导者,也会留意硅谷和剑桥这样的标志性创新区,借此寻求灵感和作为模仿对象。但它们的发展却又各自独辟蹊径。从为期两年的研究中我们了解到,包括那些我们造访过的和许多我们未曾踏足的智带在内,所有智带都有以下若干共同特征。


● 接受的挑战错综复杂、成本高昂、涉及多个学科,任何单一的参与者(个人或机构)都不可能独自应对。
 孤胆英雄式的创新者已然是过时的概念。

● 由联络者驱动。
 联络者可以是个人或团体,他们有远见、有关系、有精力,这些是创立和建设生态系统所需的主要特质。

● 在由诸多参与者构成的合作生态系统中运作,
 其核心是研究型大学,通常还包括创业公司、拥有先进的研究部门的成熟企业、地方政府、社区大学或类似的职业院校。医疗保健机构(例如教学医院)往往也是生态系统的一部分。

● 关注一个或少数几个特定的学科或活动。


● 乐于接受知识交流和专长共享。
 为了增进开放性,各机构纷纷打破门户之见。学术界、产业界、公共治理之间的壁垒已被推倒。学科间泾渭分明的界限(例如化学、物理、数学、生物)业已消弭。

● 包含实体中心,例如孵化器、创业空间。
 实体中心通常建于现代化工厂或仓储建筑群内部,可以接纳合作者并鼓励协作精神。

● 营造能够吸引人才的环境。
 这一区域不仅可以提供源自大学、研究机构及创业公司的既有人才库,还可以提供工作外的诱惑和福利,例如保障性住房、各类咖啡馆和餐馆、优质学校、各种休闲活动。

● 有资金可用。
 智带有充裕的资金可用于投资创业公司、衍生公司以及各类设施和孵化器。

● 承认威胁,了解威胁。
 以往的企业研究人员并不太担心外部的竞争力量。相反,智带的人们清楚这里曾经的遭遇,认识到他们可能还会再次受到威胁,因而具有强烈的身份认同感、地区荣誉感以及进行持续改进的意识。



生态系统:一个以联络者为纽带的网络

智带不仅仅是诸多实体择一良地怡然共处。每个智带都是由诸多参与者构成的联系紧密的协作生态系统,一般由研究型大学、社区大学、地方政府、拥有先进的研究部门的成熟企业、创业公司等组成,通常还有各类辅助者和供应商为其提供支持,包括风险投资人、律师、设计公司等。这些不同类型的实体彼此共享知识,互相影响,进而形成一个社区,不断壮大、完善。在此过程中,各实体间会建立起独特的同一性。

除了研究型大学,智带生态系统通常还包括一家大公司,即一家全球性企业,例如俄勒冈州波特兰市的英特尔公司。大公司可以为智带提供特殊且不可或缺的要素。因为与创业公司相比,大公司对全球竞争的风吹草动感知更为敏锐。当然,在这方面,大公司更远胜于地方机构和技术、教育机构。因此,智带的人们很清楚,要想取得竞争优势,区域合作往往至关重要。此外,英特尔等大型私企的研究人员深知,仅凭个人兴趣开展研究已无法继续立足,他们在产品开发过程中付出的努力必须换来适销对路的产品。他们不能再同以往一样,安身于资金充裕的研发孤岛,闭门造车,投入到各种令人痴迷但不能为企业创造任何价值的研究课题当中。现在他们将企业盈亏放在首位,研发预算也与以往不同。这些公司明白,企业的研发存在固有的官僚主义和等级制度,在提出突破性理念的过程中往往会受阻,正因如此,他们有必要与缺乏资金的外界成员以及国际性组织合作,以便把新产品推向市场,同时还可以减少学科壁垒和官僚主义问题。像英特尔这样的公司可以提供超高速计算,用以分析大学研究人员创造的新知识;反过来,大学研究人员可以为企业提供独有的海量数据集。

其结果是,那些此前可能在完全孤立中开展工作的大公司开始感到自身与智带地区真真切切地联系在一起。它们为智带的设施和人员投资,进一步增强公司及整个地区的实力。例如,英特尔在波特兰的园区中有该公司“在全世界最大、最全面的生产基地——全球半导体研究与生产中心,这是俄勒冈州的经济支柱。该公司在俄勒冈有近17 500名员工,是该州最大的私营雇主”。
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 在我们的旅途中,我们亲睹了跨国公司对我们所访问的各个智带来说是何等重要。

然而,大公司只是智带生态系统的参与者。智带生态系统一般都会有一位联络者,通常是个人,但有时会是机构。这些联络者有远见,有关系,有决心,有影响力,有外交手腕,有说服力,有精力,这些是促成多个实体间智力共享的主要因素。不同类型的联络者会将智带引向不同的发展道路。个人联络者有时是某位企业家,有时是某位科学家,有时是某位当地政治家或行政人员。无论联络者的背景如何,他们都对所在地区有远景规划,同时能以巨大的魄力来采取行动,将这一远景付诸实现。

以苏黎世为例,这里的联络者是德国凯杰公司(Qiagen)瑞士分公司首席执行官迈克尔·科拉修斯(Michael Collasius)。
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 苏黎世有多家从事实验室设备的企业,但它们彼此之间并无广泛合作,而且任何一家企业都无法通过独立开展研究而在该领域内脱颖而出,成为实验室设备领域的领导者。随着司法鉴定研究人员希望以更好、更快、更廉价的方式完成DNA(脱氧核糖核酸)相关工作,情况出现了转机。2003年,科拉修斯说服多家企业,联手成立了名为ToolPoint(器点)的研究机构。目前,已有超过30家企业参与到ToolPoint生态系统中,这些公司都集中于实验室设备制造的某一方面(然而它们并不是直接竞争对手)。ToolPoint的主任汉斯·诺泽(Hans Noser)告诉我们:“参与者彼此邻近,这提升了它们之间的信任度。”
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于是,随着大企业表现出兴趣,联络者将各个团队聚到一起,各个企业携手采取新的行动,一个社区开始形成。人们开始体悟到对于智带的身份认同感和自豪感。他们会以各种方式确定一系列明文规定或心照不宣的价值观和规则。智带的成员依据这些准则生活,因为他们知道,只有携起手来,才能取得成功。

有趣的是,社区的力量往往在某种程度上源于对威胁的承认。以往的企业研究人员并不太担心外部的竞争力量,与此不同,智带的人们清楚这里曾经的遭遇,认识到他们可能还会再次受到威胁。阿克伦、埃因霍温、波特兰以及其他地方的居民犹记得那些过往的美好时光,但也没忘记随之而来的忧愁岁月。随着事态好转,智带开始崛起,它们认为自己可以恢复元气,接受新的挑战。

合作:不同参与者共享脑智力资源

智带成员之所以形成相互关联的生态系统有其特殊的原因:为了应对各种错综复杂、成本高昂的挑战,这些挑战需要跨学科的研究方法,不可能由任何单一的参与者独自应对。这就需要一种深入的合作方式,远远超出我们以往所见的那种合资经营或项目合作。这类合作将来自学术界和企业界(大公司和创业公司)的各种组织和人员聚到一起,有政府机构参与其中,也有其他的参与者,如慈善家、风险投资人、律师事务所、设计工作室、文化机构、孵化器、公私部门的行业组织等。

学术界与商业企业间如此深入的合作是一个相对较新的现象,传统上学者与企业间并无来往。也有一些不容忽视的例外,最引人注目的是贝尔实验室、美国国家航空航天局(NASA)、美国国防部与企业在航空航天领域的合作。但一般来说学者都鄙夷企业家,而商界人士也不信任任何有公私合作之嫌的伙伴关系。

从20世纪70年代开始,这种情况有所改变。在欧洲,瑞士苏黎世联邦理工学院教授查尔斯·魏斯曼(Charles Weissmann)成立了百健艾迪公司(Biogen Idec),该公司是第一家成功的欧洲生物技术公司,如今已是世界第三大生物技术公司,总部位于美国马萨诸塞州剑桥市。而在美国,生物化学家赫伯特·博耶(Herbert Boyer)和风险投资人罗伯特·斯旺森(Robert A. Swanson)共同创立了基因泰克公司(Genentech),该公司致力于基因重组技术领域的工作。这些公司及其他企业为学术界呈现了一种新的模式:严肃的研究人员凭借企业家的直觉与魄力创立营利性企业,这些企业由研究驱动,专注于创造突破性产品。

美国西海岸的研究人员和企业家对东海岸制造业和金融业取得的优势钦羡不已,长期以来一直在伺机一展拳脚。终于,他们找到了突破口。当时,斯坦福大学的研究人员和自20世纪50年代起就开始担当联络者的该校工学院院长弗雷德里克·特曼(Frederick Terman)决定与科技创业者联手,共同开发晶体管、集成电路、微处理器、个人电脑、喷墨打印机以及互联网的前身。
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 当地企业家拉尔夫·韦尔斯特(Ralph Vaerst)和记者唐纳德·赫夫勒(Don Hoefler)于1971年创造了“硅谷”一词,用以描述旧金山与圣何塞之间的地区。在这片一度果园林立的土地上,硅半导体及诸多基于科研的相关产业逐步占据了主导地位,伴随其成长的还有在背后支撑起众多早期创业公司的风投巨擘。

硅谷的成功表明,由政府资助的科研项目产生的专利不应像以往一样被束之高阁。只要必要的激励措施能落实到位,政府、大学、企业家之间的紧密合作将促进创新理念的商业化。在1980年《拜杜法案》(Bayh-Dole Act)通过后,人们更是将这种理念奉为圭臬。该法案允许研究者和大学从政府资助的研究中获得经济利益,这使得硅谷模式以星火燎原之势传遍美国。

源自瑞士和硅谷的新模式颇费时日才得以站稳脚跟。科学研究始终被视为不容亵渎的,其商业应用则依然被视为对科学与商业间神圣边界的侵犯。然而,绘制人类基因图谱等科学新进展为商业应用带来了新的机遇,学术研究成果的实际应用也随之加速。工程师、计算机科学家、生物学家、化学家、物理学家开始逐步接受创业这一选项,他们的做法通常是专注于某项与其研究相关的活动,例如某种新技术、新药物或新材料。

在欧洲,法律法规的变化迫使各方接受此类合作。例如,1991年,瑞士政府颁布了一部引起强烈反响的新法,根据新法令的要求,包括联邦理工学院在内的各州立大学必须将研究应用于商业产品的开发中。研究者别无选择,只能寻求新的资金来源,与企业间的承包工程成了主要的资金来源。一个新趋势就此形成。欧洲其他国家的政府也纷纷开始削减由国家资助的教育机构的预算。

在大企业内部,首席技术官是企业与学术界及其他商业组织,特别是创业公司进行合作的推动力量。他们所在的企业千差万别,如壳牌(Shell)、飞利浦(Philips)、阿斯麦(ASML)、福克(Fokker)、荷兰皇家帝斯曼集团(Royal DSM)、施乐(Xerox)等等。这些企业的负责人告诉我们,对他们及其企业来说,与大学和创业公司的合作,特别是在产品开发早期的合作,如今已成常规,甚至是理所当然的。以总部位于海尔伦(Heerlen,荷兰南部城市)的帝斯曼公司为例,该公司是新材料研发领域的翘楚,公司首席技术官马塞尔·维博茨(Marcel Wubbolts)告诉我们,帝斯曼长期以来一直致力于开发一种不依赖化石燃料的能源。他说:“仅凭一己之力开发第二代生物燃料,任务太复杂,成本太高。”
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 帝斯曼与一家名为波伊特(POET)的美国小公司进行合作,于2014年初在艾奥瓦州埃米茨堡(Emmetsburg)开设了第一家(使用玉米废料而非玉米)生物燃料工厂。是时,相比于技术研发,该镇的赌场倒是更为知名。
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企业选择与外部伙伴进行合作还有另一个原因:及时了解本行业及相近活动领域的最新动态。如今,研究和创新活动数不胜数,无处不在,任何一个机构都不可能了解所有可能与之相关的行业的进展,其中有些进展还可能构成竞争威胁。随着默默无闻的创业公司和小公司数量激增,新技术的出现导致企业的自主研究成果时刻面临着被淘汰的危险。特别是制药企业,它们将此类通过合作进行的行业侦察视为必要之举。这就是为什么美敦力(Medtronic)、诺华(Novartis)和罗氏(Roche)纷纷在隆德、奥卢、苏黎世的科技园区开设办事处的原因。在这些科技园区中,它们可以密切关注数十个潜在的合作伙伴或竞争对手,其目的在于向那些没有足够资源用于测试新药的创业公司投资。反过来,它们也可以接触到小公司特定项目以外的知识与专长。

专注与开放:信任的必要性

在智带生态系统中,不同参与者间要想实现最有效的智力共享,就需要各个实体合理兼顾专注性与开放性。专注意味着它们将精力集中于某一特定学科或特定活动,开放则意味着开诚布公,彼此共享知识与专业技术。

共享并非典型的组织行为。那么对于那些将精力与资源倾注于创造新知识的个人或企业来说,是什么迫使其与他人共享其成果?有一个原因是显而易见的:必要性。共享是完成智带标志性的大型复杂项目的不二法门。相互依存的关系要求合作者彼此开诚布公。另一个原因则不甚明显:当一家企业的关注点高度集中时,其商业活动不会与合作伙伴有明显交集,因此知识共享不太可能会产生竞争威胁。

例如,在波特兰,俄勒冈健康与科学大学(OHSU)与芯片制造商英特尔就展开了合作研究项目,前者是公立的学术机构,而后者是完全营利性的实体,在波特兰地区拥有大量产业。该项目旨在分析俄勒冈健康与科学大学从世界各地收集到的大量癌症相关的病患数据。该校没有能力处理如此规模的“大数据”,也无意于培养这种能力。“大数据”一词是指庞大而复杂的数据集,这些数据通常是由不同来源产生的实时数据,因而不能用人脑或传统数据处理程序进行分析,而需要借助强大的数据处理能力、高级的分析方法、复杂的算法来产出专有的、可用的分析结果。英特尔并没有那种通常用于管理医学研究大数据的超级计算机,但它可以将多台计算机连接在一起,小批量处理俄勒冈健康与科学大学的数据,这种方式足以满足研究的需要。在这一特别的合作关系中,俄勒冈健康与科学大学将其存储的大量病患数据交付英特尔公司,作为回报,英特尔允许俄勒冈健康与科学大学进入其内部专属机房。二者都渴望进行合作,因为双方都需要对方的专长,而且全无陷入竞争之虞。除了上述实际的考量,对波特兰智带的自豪感和身份认同感、对主流价值观和规则的理解也是进行合作的原因。因此,合作的基石是商业的必要性和彼此间的信任。合作双方对于合作的立场非常坚定,毫不担心违约的可能性,以至在正式合约还没有敲定前,项目便已开始,这种情况在大宗技术交易中几乎闻所未闻。

可想而知,智力共享的重要性和开放的必要性已迫使学术机构和商业组织就其组织结构及工作关系进行变革。在阻碍合作与创新方面,两者有共通之处:本质上都有着森严的等级,部门之间各自为政(组织孤岛效应),竭力保护自己的知识产权。我们在智带发现,那些有核心任务的实体,如俄勒冈健康与科学大学和英特尔,非常乐于与其他有所侧重的伙伴和合作者共享知识。此外,它们在产品开发非常早的阶段便开始共享知识,而传统上这一时期它们通常会保持实验室大门紧闭。

创新过程的演变不仅改变了企业和学术机构对待彼此的态度,还促成了学术界内部各机构间合作方式的转变。贝尔实验室资深人士、伦斯勒理工学院现任校长雪莉·安·杰克逊(Shirley Ann Jackson)的说法是:“尖端研究现在完全是跨学科的,重大的新发现都出现在学科交叉处。”所以学科间的严格界线——如化学、物理、生物、数学、工程——正在消弭,并且随着新知识的获取,组织壁垒正“慢慢地自然死亡”。
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 随着壁垒的土崩瓦解,合作之花将会日益繁茂。

环境:吸引人才,催生理念

智带是一个由全然不同的实体组成的生态系统,内部各实体相互信任,深谙合作之道。但智带又不仅限于此,它还具有独特的环境,这种环境能如磁铁一般吸引人才和有核心业务的企业,并且能为它们的合作项目提供支持。

这类环境通常具备足以吸引人才的物质条件:科技园区、创业孵化器、公用工作设施、翻新后的工厂中的办公室。这些元素这里都有,有时这些物质条件会集中出现在创新区中。这样的环境可以吸引大量年轻并具有流动性和多样性的人才,诸如研究生、企业家、工程师、企业研究人员、风险投资家、设计师等等。除了工作环境本身,人们选择智带地区还因为这里提供了保障性住房以及工作外的福利和诱惑,从各种咖啡馆、餐厅到优质学校、各种娱乐活动。他们可以在各种非正式的场合中会面、互动,激发彼此的思维。

智带的环境一朝为外界所知,它便会开始迅猛发展——创业公司数量激增,大企业在此分立衍生公司,更多的商业计划被提交到潜在的投资人手中。相对于在硅谷和波士顿开展业务,昔日的锈带地区拥有触手可及的人才和相对低廉的运营成本,因而更具吸引力。于是,当地的跨国公司开始重新对锈带的人才和设施进行投资,甚至设立新单位,开启新的事业。被遗忘的城市中心地区也得到了开发和改善,新商铺纷纷开业,税基增加,本地服务质量也得以提升,服务范围扩大。随着企业取得成功,一些企业会被出售,新的财富由此创造出来,其中一部分财富又被重新投资于当地。随着合作的发展和信任的增进,当地企业开始领悟到,它们正涉身其中的事业有着非凡的意义。

行业领军者、楷模、地方英雄,各色人物纷纷涌现。企业家和研究人员留在当地,承担起各类新角色:导师、教练、投资者、顾问、董事会成员、合作伙伴、老师。有人投资培训项目,建立行业协会,也有人为智带的利益而担任代言人和说客的角色。他们为孵化器提供支持,建立科技园区。以苏黎世为例,当地科技园于1993年开园,如今已有超过300家创业公司在此落户,雇员超过2000人。已在此担任了五年首席执行官的莱斯利·施皮格尔(Lesley Spiegel)告诉我们,她现在大部分时间都用在指导创业者上。她指出,年轻人热情十足,但缺乏管理方面的知识技巧,“我会在他们开展业务的各个阶段与他们互动,向他们建议更好的方法,来吸引人才、与资助者接洽”。
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苏醒的睡美人:从沉睡到合作与专注

我们将成功的智带——所有我们走访过的智带都在此列——看作“苏醒的睡美人”。这是因为,正如童话故事里的睡美人一样,她们已经沉睡了许久——她们之所以陷入惰性状态,有的是因为毒咒一样的政策,有的是因为缺乏领导,有的是因为缺乏对状况的分析——并且企业家和投资者已对其失去希望。然而,她们一动不动地躺着并不意味着她们失去了一切,她们自身的优点仍在。那里仍然有精力、有技术、有知识、有人才、有潜力。

随后会出现转机,来唤醒这位沉睡者。在童话故事中,那是王子的吻。而对沉睡的智带来说,情况要稍微复杂些。美人的苏醒通常要等到某个人或某些人达到绝望的临界点,或是有新角色出场。尽管人们早已意识到这片土地正在沉睡,但他们毫无作为,只是希冀会发生什么事情,或许以政府援助的形式出现,或许是发现了某种未知的资源。最终,当人们逐渐清晰地看到不会有任何解决方案凭空出现时,某个联络者会决定由自己出面解决问题,而此时,大家早已做好了响应的准备。联络者将人们聚到一起,包括政治家、企业家、科学家、公司高管等,以明确当地的优势与资源,求得共识,共同订立宏伟的目标。

正如我们前文所述,不同的参与者开始逐渐学着合作,各自活动的关注点更为集中。其合作风格与合作性质赋予了每个智带鲜明的特色。它们依托现有资源——闲置多时的专长——并在此之上进一步拓展和延伸。例如,阿克伦、隆德、埃因霍温具备大量材料相关知识;奥尔巴尼、德累斯顿、埃因霍温有芯片和传感器方面的专长;苏黎世、德累斯顿、罗利主打生物技术和生物制药,波特兰在一定程度上也是如此;而在明尼阿波利斯、奥卢和波特兰,占主导地位的则是医疗设备。

合作逐步发展,随着时间的推移及早期目标的实现,智带成员的自我意识越来越强,力图界定自己的身份及社会地位。随着合作日益普遍,参与者之间逐步加深了解,智带的成员在彼此之间建立起了信任,相信自己有能力接受更复杂、更艰巨的创新挑战。

美人如今不仅已经醒来,而且比巫婆施咒前更加生机勃勃。醒来的美人着意培养起新的能力,特别是适应新环境、将其精力重新倾注于新活动领域的能力。在我们拜访过的智带中,有三个探索智力共享新概念的先驱。就隆德而言,20世纪80年代,爱立信的手提电话正是诞生于此地的易得用科技园中。当爱立信失去市场地位时,隆德也失去了重心。但该地区并未如先前一般再次陷入死寂。相反,隆德做出了调整,斥资3亿美元新建了一座粒子加速器,重新聚焦于新材料与制药领域。芬兰的奥卢也有相似的进展,这里的诺基亚也是苹果和三星智能手机成功背后的受害者。但企业家和当地政治家已经依托当地的无线技术专长,重新聚焦于可穿戴医疗设备。

苏醒的美人犹记得那沉睡的岁月,并且更加清醒地意识到可能面临的风险。在规避毒咒方面,她们正越来越游刃有余。

智能制造业与智能工厂如何运作

智带模式不仅涉及新的理念产生过程,它还彻底改变了将理念转化为产品和技术的方式。新的制造方法——尤其是机器人、3D打印和物联网(下文将一一道来)——使制造全新一代智能产品成为现实。与过去数十年来低成本、准时制的工厂不同,智能制造注重的是定制化、本地化、复杂性和品质。

传统制造业关注的是劳动者个体的生产率,而智能制造业强调的是团队成员间的智力共享。

如下表所列,“智能工厂”的外观与运作方式和传统工厂截然不同,表现在多个方面:设备、组织、流程、指标和心态。智能工厂高度自动化,并且通常是小型工厂。系统操作员、设计师和研究人员在此并肩工作。工厂的运营不再仅限于标准工作时间,而是全天候运营。客户订单、原材料、零部件供应商、生产、交付、维护全部由同一套信息系统掌控;尖端材料得以广泛应用,几乎没有废品废料;严密监控流程的每个部分,缺陷几乎完全被消除。与低成本相比,客户更需要的是量身定制、优良品质、交货快捷以及设计新颖。因此,产品采用定制设计的小批量生产而非大规模量产模式。智能工厂小巧而干净,可以安置于智带创新区的城市中心地带,负责运营工厂的技术人员和工程师乐于在此生活。


表 传统制造业与智能制造业的区别

[image: zn10]


未来智能工厂的转型将受三种关键技术的影响:机器人、3D打印、物联网。下一代智能、功能多样、移动性强、价格低廉的机器人将使自动化走进创业公司和小企业,为客户提供前所未有的个性化定制。使用3D打印技术将颠覆我们生产零部件的方式,大大减少浪费,同时带来前所未有的创造力。物联网将会带来一套新的系统,在这套系统中,机器、零部件、产品、生产商、供应商、客户以及几乎每个人和其他一切事物都可以相互通信。其目的不在于创造无止境的闲聊和无用信息,而是要缩短从订单到产品的时间,朝零缺陷、零停工时间迈进,杜绝所有系统浪费。

在我们造访过的各个智带和创新区中,我们有幸得以一瞥新的生产方式:智能、快速、廉价、有个性、有创造力,令人眼花缭乱、叹为观止。

机器人:自动化消灭劳动力成本优势

我们拜会反思机器人公司(Rethink Robotics)总裁斯科特·埃克特(Scott Eckert)时,
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 在位于波士顿的研究实验室里,
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 他向我们介绍了一位员工——巴克斯特(Baxter)。巴克斯特看上去和普通人类差不多,身高5英尺10英寸(1.78米),体重165磅(75公斤),还有类似人类不可或缺的眼睛、胳膊和大脑。当然,巴克斯特并不是人类,而是一台人形机器人,在三个摄像头、一个声呐、多个传感器以及其他技术的帮助下进行工作。巴克斯特能“看到”并“感知”周围的环境,即便物品挪了地方,它也可以找到。它可以抓取、握住、抬起、挪动物品。巴克斯特在工作中充当人类的助手,可以熟练地同时进行多项任务,因为它的两个手臂能分别做完全不同的工作。

巴克斯特不仅功能多样,而且购置费用、运营成本很低,每台售价22 000美元,可工作6500小时,相当于“时薪”3美元。这样的劳动力成本优势使得巴克斯特及同类机器人对小公司极具吸引力,对它们来说,时至今日,使用机器人进行生产还只是梦想。这些企业根本无力承受售价达六位数的机器人及此类机器人所需的大规模基础设施。就机动性、创新性和成本而言,埃克特将传统工业机器人比作大型机,巴克斯特则被比作个人电脑。

[image: ]
反思机器人公司创始人罗德尼·布鲁克斯与索耶和巴克斯特

图片来源:反思机器人公司



巴克斯特的设计者是前麻省理工学院教授、机器人领域的先驱、素有“搞机器人的坏小子”之称的罗德尼·布鲁克斯(Rodney Brooks)。巴克斯特是为智能工厂设计的智能机器人的代表。
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 已有十余家美国、日本、德国和韩国企业制造出了此类人形机器人,但直到最近,这些机器人基本上还只是用于研究或者军事用途。
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 由于越来越多的机器人成为工厂的工人,这些人性化的机器人正在改变工厂的概念。

机器人和自动化是智能制造的关键。随着机器人价格逐渐下降而发展中国家工资不断上涨,我们可以以同样的价格在消费者附近就近生产商品,此时再跨越半个地球进行生产就不太明智了。我们问耐克公司的创始人兼董事长菲尔·奈特(Phil Knight)是否可以在高收入国家使用机器人生产鞋,他断然答道“可以”。“实际上,奥运会上大多数的鞋已经采用了这样的生产方式。我可以预见,有一天每个人都可以使用3D设备测量自己的脚,然后完全定制自己的鞋,避免了鞋不合脚给人们带来的麻烦。”
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 衣服也是如此,从内衣到外衣都是。

巴克斯特证明了:与其先辈相比,这一代人形机器人功能更全、价格更低、更易于使用,也更加智能。这些智能机器人结合了人工智能、传感器以及采用廉价计算能力的大数据分析,它们可以不断地学习,而不是一遍又一遍地重复着同样的任务,它们的“大脑”可以扩展性能。机器人专家估计,机器人目前在工业加工中只表现出了最新一代机器人实际生产能力的10%,
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 因此,仍有巨大的潜力等待挖掘。

然而,要发挥这一潜能尚需时日。人形机器人这样的创新需要共同标准和操作系统的发展以及特殊元件的创新。然而,即使存在这些难题,自动化仍在逐渐成为新常态,并且智带的实体正在引领这一发展。

3D打印:增材制造,无所不能

智能制造的第二个基本元素是增材制造,又称3D打印。目前,3D打印已应用于研究实验室、创业公司、外层空间、手术室、博物馆和学校,并且正越来越多地应用于加工业。

传统制造中,制造物品的方式多种多样,包括注塑成型、机械加工、激光切割、焊接等。3D打印机则是通过逐层堆叠材料,最终塑成一个无接缝、无薄弱点的三维实体。数字设计模型(CAD文件,即计算机辅助设计文件)向打印机指示每一层的准确形状,进而形成最终的物品。
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我们在俄亥俄州扬斯敦(Youngstown)
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 的一间旧仓库中见到了工作中的3D打印机,这里是美国制造(America Makes,原名国家增材制造创新研究所)的所在地。奥巴马总统在2013年的国情咨文中宣布要建立15个这样的研究所,这里是第一个。
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 美国制造创新工厂的经理、前3D系统公司(3D Systems)雇员凯文·科利尔(Kevin Collier)带我们参观了工厂。他向我们讲述了过去四年间从快速成型技术到实际制造的巨大进展。他说:“每一天应用的数量和工序的种类都在增加,生产的速度也在提高。”翘曲以及如何使用两种不同材料进行打印等长期存在的问题也在逐步解决。汽车和飞机制造商已经开始采用3D打印技术制作样车和样机,他们还用它为日益普及的复合材料塑形。在医学上,3D打印已用于制造膝关节、髋关节以及战场伤员的替换器官。科利尔说:“进展一直在加速。”
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在我们走访北卡罗来纳州教堂山的时候,韦克菲尔德集团(Wakefield Group)管理合伙人、风险投资家史蒂夫·纳尔逊(Steve Nelson)勾起了我们的好奇心,他把一台设备上的布盖掀开一角,布盖下是一台崭新的3D打印机,从在实验室里设计原型到在工厂车间里将其转变为整体产品,这台机器可以承担整个生产流程。这套系统的发明人之一约瑟夫·德西蒙(Joseph DeSimone)正是打破学术孤岛,实现学术界与商界智力共享的代表人物。他身兼北卡罗来纳大学化学教授和北卡罗来纳州立大学化学工程教授两职,名下拥有350多项专利。德西蒙同时也是一位企业家,创办过多家公司。他选择了学术休假,以担任新公司碳3D(Carbon 3D)的首席执行官。公司开发的新系统与前代型号相比速度大大加快,最终速度可快1000倍之多,而且能够以极紧的公差加工产品。这种系统可以用于产品的“微加工”,譬如根据患者特殊的解剖结构定制的支架、用于疫苗和药物给药系统的可降解支架、高精度涡轮叶片等。“我们的工艺使任何人都能以足以改变行业格局的速度生产商品级的零部件。”德西蒙如是说。
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我们相信,3D打印将创造一种高效的加工模式,能在消灭缺陷与浪费的同时节约能源。最重要的是,从长远来看,3D打印极有可能解放创造力和想象力,进而带来我们迄今难以想象的产品。

物联网:物物相连,处处相通

智能制造的第三个要素是物联网。据世界银行统计,2015年,相比于约50亿的互联网使用人口,使用互联网的“物品”已达250亿,机器对机器无线通信的必要性正日益显现。在机器中嵌入传感器并时时分析其产生的数据可以减少计划外停机时间并在应维修时发出警告。未来它甚至可以允许在机器出故障之前就进行维修。在2013年的一场TED(泰德)演讲中,通用电气首席经济学家马尔科·安农齐亚塔(Marco Annunziata)将工业互联网称为“一场足以比肩工业革命的头脑与机器的联姻……它不是让机器变聪明,而是让机器变得绝顶聪明。”
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英特尔、思科、IBM、美国电话电报公司(AT&T)、通用电气等公司在意识到这场变革后,于2014年5月宣布成立工业互联网联盟,这是一个非营利的开放性会员组织,旨在建立共同标准,以便信息能在机器间自由流通。此类项目表明,至少有一些关键的、精于技术的美国企业正在认真对待工业互联网。西门子亦如是,西门子工业业务领域北美地区首席执行官赫尔穆特·路德维希(Helmuth Ludwig)称“智能制造业的未来就在眼前。这不亚于一场工业领域的范式转变:现实制造与数字制造正在融合。新科技正以振奋人心的方式将一度相互独立的产品设计、产品策划、生产工艺、生产执行、服务联系在一起”。
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西门子不仅认可智能制造的未来,而且已经应用了这些运作方式。在德国安贝格(Amberg)一个面积108 000平方英尺(10 033平方米)的智能制造工厂中,西门子生产着950种不同型号的SIMATIC控制器(年产5万件不同产品),生产中要使用来自250家供应商的超过16亿个元器件,涉及材料多达1万种,而生产的残品率仅为百万分之十五。部署在工厂中的触摸屏颇具战略意义,可以让机器操作员检视生产中的一切,大到整个生产线,小到个别零件。
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为了一探工业互联网在工厂内部如何运作,我们参观了通用电气在哈得孙河谷斯克内克塔迪市(Schenectady)新建的工业电池工厂。说来颇有讽刺意味,环绕这座工厂的正是通用电气曾经的灯泡工厂和发电机工厂的老建筑,这里是名副其实的锈带到智带的转型之作。在这座耗资1.7亿美元的工厂中,通用电气部署了自己的工业互联网,这是一个由传感器连接而成的先进系统,可以追踪并记录生产过程中从污染物、资源来源到温度、机位号的每一个参数,使任何潜在的不一致都可以采用数字方式追溯其源头并加以纠正。通用电气捐弃以往,重新建立了最先进的信息系统用于新的机器中,帮助识别哪里出现了错误、哪里可以提高效率。新系统还有助于将计划外停机时间减少到零以及在机器出现故障前进行维修。通用电气的工厂生动地体现了数字技术在传统制造业中日益重要的作用。
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就这样,上述三个元素——机器人、3D打印、物联网——共同支撑起了智能工厂中借由智力共享开发出的产品和技术。这种智能工厂有的已经存在于欧美各地的智带中,有的则正在兴起。

我们还看到了这一切智力共享和智能制造活动的成果:它们产出的产品和技术。正如我们在接下来的章节中将要看到的,这些成果主要集中在三个领域:芯片和传感器、新材料、生命科学(包括生物技术和医疗设备)。这些都是属于智带的活动,因为任何单个参与者都不可能以比肩智力共享的速度、效率和创造力完成这些活动,甚至根本开展不起来这样的活动。但幸运的是,这些活动正在那些让人意想不到的地方兴起,例如阿克伦、埃因霍温、隆德、德累斯顿。没错,甚至是昔日的锈带、经常大雪封路的纽约上州(即纽约州北部)城镇。


第二章

关键人物推动的变革


芯片与传感器的密集创新


在寻访欧美各地昔日锈带地区的旅程中,我们经研究发现,智带之间既有极为相似之处(历史、参与者的类型、联络者、智力共享的方式、对先进制造技术的利用),又存在着巨大的差异。所有智带都从事专业化的技术研究,工作具有高度的复杂性,都需要跨学科的合作,都要由各方分摊极其高昂以至于无法由任何一方独自承担的研究成本。尽管有上述共通之处,但每一处智带又都专注于一到两项界限分明的经济活动。例如,阿克伦和埃因霍温的主要关注点是聚合物;明尼阿波利斯和奥卢关注的是生命科学;奥尔巴尼和德累斯顿(以及埃因霍温)则关注芯片和传感器。智带与产业集群的区别在于,产业集群主要是由特定区域内地理位置相近的相关企业及其供应商组成的群体,而在智带中,大学是不可或缺的组成部分。智带各实体间不仅相互联系,而且彼此紧密合作。其科研人员的知识高度专业化,研究重点也非常突出,以至于他们不会感受到别人造成的威胁,因而可以随心所欲地形成紧密的伙伴关系,进行开放式合作,让所有参与者都更加强大、更具竞争力。智带偶尔也会出现不同地区间的竞争,但这些地区各自的专长并无交集,这使得智带的人可以在自己的位置上高枕无忧。

无论对于哪个行业来说,要实现这种专注性与开放性的独特结合,其基本要素都是相同的。但正如我们将要看到的,这些要素发挥的作用略有不同。在本章中,我们将关注以下内容:联络者的作用、物质环境的重要性、传统优势的力量、供应链转型为价值链,以及如何建立强大的社区,以推动芯片和传感器领域的突破性创新。

典型的智带挑战:物联网的崛起

智能手机如今连接着数十亿人口,并将海量信息送到我们的指尖上,但与物联网对我们生活的影响相比,就显得微不足道了。物联网可以使数千亿的机器、设备以及其他物品彼此相连,同时能对它们产生的大数据进行瞬时分析。城市、房屋、运输系统、通信网络、生产设施以及公共设施——想象一下这样一个世界,几乎所有的设备都可以通过互联网与任何其他设备相连,实时共享信息。物联网对我们的健康、生产力、粮食安全、教育乃至幸福感都有巨大的影响。例如,无人驾驶汽车有助于解决市区中的交通堵塞问题,减少交通事故伤亡;我们身体里的微型传感器可以帮助监测、管理自身的健康状况;智能电网可以让我们以惊人的效率和可靠性利用替代能源。物联网潜在的好处简直难以想象。(当然,还存在一些涉及安全和隐私的重要问题。)

上述种种潜在的好处要想落到实处,就要依赖这些装置内嵌的传感器以及用于连接传感器并处理它们收集到的大量数据的芯片,而首要问题就是它们的计算能力和存储容量。必须要让它们体积更小、功能更强大,而且还要不断降低生产成本。世界各地的技术创新者都有志于此,其中不只有那些知名的创新中心,还包括我们参观过的三个智带:位于哈得孙科技谷中心的纽约州奥尔巴尼、德国的德累斯顿以及荷兰的埃因霍温。

这些名不见经传的地区一直专注于芯片研发,为了追寻体积更小、功能更强大的芯片,它们展开了一场历时数十年的探索,如今正是这场角逐的最后冲刺阶段。它们主要专注于两个问题:其一是如何制造更大的硅晶片(用于制造芯片的半导体材料薄片),使单个晶圆片可以产出更多的芯片,进而降低成本;其二是如何缩小每个芯片上微型电线(电路)的间距,以使更小的芯片可以承载更大的处理能力。要解决这些难题,就需要在设计开发过程中进行智力共享,在生产中采用智能制造方法。

奥尔巴尼专注于采用纳米技术设计下一代大尺寸硅晶片(直径450毫米),即在原子和分子水平上处理物质。在德累斯顿智带,处于核心地位的则是制造工艺本身。而在埃因霍温,智力共享既适用于芯片设计过程,也适用于制造工艺的开发过程,特别是一种使用极紫外光刻(EUVL)的新方法,采用这种方法可以更可靠地制造精密度越来越高的芯片。

三个智带都是典型的“苏醒的睡美人”。通过对各个智带的共同要素进行幸运组合,这些地区已经从睡梦中苏醒过来。

奥尔巴尼:汇聚众智,联络者的重任

没有阿兰·卡洛耶罗斯(Alain Kaloyeros)的参与,奥尔巴尼地区就不会成为智带。卡洛耶罗斯是纽约州立大学理工学院纳米技术研究中心的负责人,该中心是纽约州立大学系统的一部分,全称为纽约州立大学纳米技术与工程学院,项目总投资200亿美元。卡洛耶罗斯在黎巴嫩长大,年轻时作为基督教民兵参与过黎巴嫩内战,曾在贝鲁特错综复杂、屡遭兵燹的街道中数次死里逃生。随后,他放弃了在城市中打游击战的生活,转身投向学术界。1987年,他从伊利诺伊大学获得了凝聚态物理学(实验物理)博士学位,并很快展现了自己作为一名物理学家的才能。尽管他堪当科研重任,但他既不是出身麻省理工或斯坦福的“技术宅”,也不是来自硅谷的“创业神童”。他具备一个联络者在促成锈带地区复兴时所需的最重要的技能,我们在全书中将一再提到这项技能的重要性。

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纽约州立大学理工学院院长阿兰·卡洛耶罗斯

图片来源:纽约州立大学理工学院



然而,必须要明白一点,智带联络者所起的作用比“社会”联络者更为复杂。社会联络者往往同时属于几个不同的社会团体,其作用在于为各类人相互接触创造条件,而一般来说,这些人已经有意要与当前圈子以外的人接触。相比之下,智带的联络者不仅要乐于为人牵线搭桥,具备相应的沟通技巧,然后付诸行动,还要具备足够的眼界,能说服其他人,让他们接受目所不及之事,接纳自己对远景的构想。联络者要激励人们相互接触,努力找到共同兴趣点,在舒适区外建立新的关系,继而将这种关系转化为持久性的社区。除此之外,联络者可能会经历初期的惨淡经营,因为他们想要联系在一起的人和团体本无意于此,甚至对联络者付出的努力持敌对态度。

卡洛耶罗斯是如何担起这一重要而艰难的角色的呢?1988年,他受纽约州州长马里奥·科莫(Mario Cuomo)之邀,前往奥尔巴尼主持纳米技术与工程学院。科莫和他周围几位志同道合的纽约州决策者确信,他们需要一个一劳永逸的解决方案,来解决纽约州锈带的夕阳产业引发的问题。有了IBM公司的支持和纽约州立大学的参与后,他们开始将精力集中于芯片制造。但他们还缺少一位强有力的领导者、能言善辩的代言人来推进这项工作,这个人既要有学术资质,又要有创业动力。几经寻觅,最终他们找到了卡洛耶罗斯。

2013年,在探访奥尔巴尼的过程中,我们第一次看到了纽约州立大学纳米科技研究中心。当时,我们俩(本书的两位作者)抱有同样的想法:这就是那种人们认为只有在亚洲才能见到的先进科研园区,比如说台北附近的新竹科学园区。人们绝不会想到,这样的园区会出现在奥尔巴尼市郊,因为这种美国城市理应正在挣扎度日。我们在纳米科技研究中心见到的是现代化的建筑群,建筑外部由玻璃和金属构筑,内部是由玻璃通道相连的办公室和实验室。

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纽约州立大学纳米技术与工程学院纳米技术研究中心的无尘室

图片来源:彼得·范·阿格塔米尔(Peter van Agtmael)/玛格南图片社(Magnum)



随后,我们见到了卡洛耶罗斯,他那迷人的风度和敏捷的思维给我们留下了深刻印象。这一刻他可能还在谈论汽车,说他开的是25万美元的法拉利458蜘蛛,加速到60英里/小时(96公里/小时)只需3秒钟。下一刻,他可能话锋一转,开始讨论下一代半导体的错综复杂之处。我们了解到,他是奥尔巴尼智带强有力的推动者,他的口号很简单:是时候挑战一下亚洲“世界芯片制造商”的地位了。我们还了解到,他具有过硬的学术资历和商业背景来说服世界顶级的半导体公司,让它们将前沿研究工作带到奥尔巴尼来。

我们没能立即明白的是,作为一名世界级的物理学家,他有着数不尽的机会,为什么选择了奥尔巴尼。诚然,其中有报酬的问题,但是吸引卡洛耶罗斯的远不止丰厚的报酬。他向我们解释说,他本可以在很多业界巨头或学术机构中谋得报酬颇丰的职位,但他却在奥尔巴尼看到了一个独特的机会,可以让他做一些更有挑战性、更有意义的事情,他可以参与到当今最振奋人心的行业当中,积累足够的科学与工程专业知识,然后唤醒睡美人。这位睡美人有朝一日可能会成为当今芯片制造业中心的劲敌,并改变长久以来由亚洲芯片制造商主导的竞争格局。

卡洛耶罗斯深知这一过程并不像把几个人聚在一起开一两次会那么简单。业界对聚集不同参与者共谋一事的可行性深表怀疑,他必须要打消业界的疑虑,还要在开放式创新过程中与它们保持合作,这种合作将会持续多年。

所幸纽约州州长和总部近在咫尺的IBM都深知这一地区形势岌岌可危,需要面对现实。州政府、州立大学系统以及该地区的公司深切地感受到了来自国外及美国其他地区的竞争威胁。纽约州立大学奥尔巴尼分校的领导迫切希望跟上先进制造技术最新发展的脚步,但他们知道道路是艰辛的,因为他们无法与麻省理工学院这样顶级的研究型大学竞逐一项又一项政府或企业的资助。与此同时,在纽约州东菲什基尔(East Fishkill)设有生产基地的IBM公司身为业内领先的半导体制造商,已开始意识到自己的创新过程——封闭、专制、孤立模式——已经过时,不会为公司带来立于前沿所需的突破性创新。没有一家公司可以做到投资数十亿美元以领先整个行业,即便是规模庞大、人才济济的公司也不行。

因此,卡洛耶罗斯看出,所有参与者都需要一些自身没有但可通过智力共享获取的东西。例如,纽约州立大学的全球先进制造中心高度依赖企业为其研究设施提供经费,企业则依赖学界为其提供基础研究。但是这种关系是以项目为基础的,既没做到很好地关注某一共同目标,也没做到更加开放。在这种情况下,他们取得的知识不会与项目参与者以外的人分享。

卡洛耶罗斯认定,他们需要的是一个新的智力共享环境,而营造这种环境的最佳途径就是兴建一处可用作孵化器和创新中心的设施。这正是纽约州立大学纳米技术研究中心创建背后的动力。这座卡洛耶罗斯称之为“巨无霸”的研究中心给我们留下了深刻的印象。

在那里,企业的研究人员可以与纽约州立大学的教员和研究生并肩工作。卡洛耶罗斯相信,拥有自己的研究机构并维持其运营可以激励工业企业不断创新。只要企业坚持这样做,大学就可以从合作中受益。受益的途径多种多样,包括签订承包项目、增强对人才的吸引力、创办创业公司或衍生公司、取得专利等。卡洛耶罗斯对我们说:“我们坚信,那些建造基础设施的人最终将收获技术进步的果实。”
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卡洛耶罗斯很清楚,他需要做的不仅仅是说服足够多的现有参与者到中心落户,还要吸引新的参与者。在创建全球450联盟(G450C)的过程中,他担当了推动者的角色,先后游说了英特尔、IBM、尼康、三星、台积电(TSCM)、格罗方德(GF)等世界各地的业界巨头将下一代研究活动落户奥尔巴尼地区。450毫米晶圆的研发活动在纳米科技中心进行,但格罗方德的半导体制造业务在纽约州马耳他城进行,三星和台积电则分别在首尔和台北附近进行研发活动,并且在当地设有制造设施。2015年8月,在奥尔巴尼进行后续访问期间,我们有机会进入了无尘室,看到了十几位正在努力工作的工程师,他们在测试运行世界首台450毫米制造设备。走到这一步花费了十余年时间,需要惊人的毅力、创造性思维以及严密的论证。
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为了创建全球450联盟,卡洛耶罗斯向这些骄傲的竞争者摆出了充分的理据。他支持这种史无前例的合作方式的第一个理由是:这种合作可以提高效率。智力共享比各企业和大学以往采用的方式更加高效,传统的合作方式组织松散且缺少重点,只是将各个项目、计划粗略地整合到一起。

第二,他强调智力共享方式具有重要的结构性优势。只有在大学的主导下,同业的竞争者才可以积蓄资源池、共享信息,而无须顾虑联邦政府的反垄断调查。作为合作内容的一部分,他们可以共同斥资数十亿美元,用于过于昂贵以致个别企业无力承担的先进设备和工艺,并且无须担忧被控勾结或价格垄断。如此一来,他们创造了一个开放性的平台,研究成果各成员利益均沾,参与者个体还可应用研究成果创造各自的专利产品。

第三,卡洛耶罗斯承诺,全球450联盟的参与者将能应对更大的挑战。挑战更大,成功的机会就更大,还有可能获得极大的回报。目前,在纽约州立大学纳米技术研究中心,3500位来自业界的科学家和工程师正与该校教师和研究生一道,参与一项耗资三四十亿美元的项目。他们夜以继日地工作,致力于解决制造下一代450毫米硅晶片的相关问题,其中包括极紫外光刻技术。日本尼康、荷兰阿斯麦(ASML)以及德国的镜片制造商蔡司(Zeiss)和激光领域权威通快(Trumpf)在此次合作中扮演着关键角色。
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纽约州立大学理工学院同时还与东纽约州天使投资集团合作,作为孵化器为当地创业公司和衍生公司提供服务。东纽约州天使投资集团通过两轮融资募集了390万美元,已分别为9家创业公司投资5万~25万美元。贝斯科技(Bess Technologies)就是其中之一,这家创业公司致力于开发更高效的电动汽车锂离子电池和容量更大、充电更快的消费性电子产品。
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卡洛耶罗斯认为,通过上述种种努力,半导体产业已为美国其他希望在复杂的技术创新中立于前沿的行业树立了典范。他说道:“过去人常言,通往奥尔巴尼的路必经IBM,而现在人们说,通往IBM的路必经奥尔巴尼。”他所说的奥尔巴尼,其意义不在于是州府所在地,而在于那里有纽约州立大学纳米技术研究中心。

吸引人才的环境:扩展为区域中心

奥尔巴尼智带的扩张已超出城市本身:纳米技术研究中心的成功仅仅是这里政府、学界、企业协同创新中的一例,如今这里已经被称为哈得孙科技谷。

科研重镇伦斯勒理工学院距奥尔巴尼仅20分钟车程,院长雪莉·安·杰克逊(Shirley Ann Jackson)坦言,纳米技术研究中心确实成功推动了纳米技术的发展,将半导体企业带了回来,并为整个地区创造了就业。她指出,同样重要的是,纳米技术研究中心的专家们掀起了一股全新的科研浪潮,这股浪潮将推动行业超越硅基半导体向更深层次发展。据她称,伦斯勒的研究人员正设法将纳米技术与生物技术结合,以完全克服硅生产的局限性,借此“尝试构想2020年以后的发展”。
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纽约州立大学纳米技术研究中心的影响范围已然超出了研究领域,涉及了制造业。我们从伦斯勒理工学院出发,沿着87号州际公路向北驱车20英里(约32公里)就到了马耳他城。世界第二大独立半导体代工厂格罗方德
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 在此斥资100亿美元兴建了一座先进的制造工厂,业界将其称为“fab.”(晶圆厂)。格罗方德政府关系总监迈克·鲁索(Mike Russo)告诉我们,这家工厂是美国大萧条以来最大规模的新建项目,它将成为世界上最先进、自动化程度最高的工厂。工厂一期于2012年投入运营,截至2015年,约有3200名员工在此工作。工厂全天候运营,身着白色工作服、佩戴蓝色防护镜的技术人员时时监控着设备。半数以上员工是化学工程师、电子工程师和机械工程师,他们来自世界各地。员工平均年薪9万美元,格罗方德每年为此支出3.5亿美元。

格罗方德早期在新加坡和德国德累斯顿已设有两家设施不够先进的半导体加工厂,又于2014年10月接收了IBM的半导体加工厂及相关知识产权。此次在马耳他城投建新的制造设施后,格罗方德在技术上
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 已经可以与台积电、三星等半导体行业内最大的制造商处于同一阵营。相比之下,格罗方德的规模还较小。

我们2014年8月拜访期间,晶圆厂二期正处于建设之中,5000名建筑工人每天都在那里施工。整个基地可以容纳4个晶圆厂,但三期工程和四期工程何时进行取决于市场增长的速度以及马耳他城的基础设施和环境对额外扩张的支持情况——税收优惠和充足的能源供应等情况。

不仅格罗方德自身将在奥尔巴尼智带部署大量业务,公司的许多主要供应商也都已迁入此地,其中包括应用材料(Applied Materials)、东京电子(Tokyo Electron)以及阿斯麦等公司。迈克·鲁索坚信,随着产能的提高,这里最终将形成一条全新的供应链。另一家制造商美施威尔集团(M+W Group,德国—奥地利)也在纽约州投建了一座总值14亿美元的高科技工厂,并且已将其总部由得克萨斯州奥斯汀迁至哈得孙科技谷。

于是,在纽约州州政府、州立大学系统与IBM三方合作的推动下,哈得孙科技谷如今已成为一片欣欣向荣的智带。受益的不仅限于那些参与技术创新的企业,区域内各种类型的企业均可获利,这是所有智带共有的特征。我们在萨拉托加温泉附近的一家餐厅吃晚饭时,服务员评论道,格罗方德在晶圆厂的投资创造了大量就业,使这座城市的市区重新焕发生机。来自中国、欧洲和印度的雇员为小镇的街道、店铺带来了新生。小镇风景如画,长期以来一直以其赛马场和夏季艺术节而闻名,如今则更以拥有世界上最先进的制造设施而闻名。

从伦斯勒理工学院穿过哈得孙河就是历史名镇瓦特弗利特(Watervliet),智带小镇的创业公司正在这里蓬勃发展。瓦特弗利特是典型的锈带城镇,19世纪,这里的联邦兵工厂制造出了1812年战争和美国内战中使用的大炮和弹药,现在这里依旧在为军方生产武器装备。瓦特弗利特还是美军主要科研中心本内特实验室的所在地。如今,这里已经成为从事半导体创新的新公司的首选之地,这些公司正如雨后春笋般涌现,它们与纽约州立大学纳米技术研究中心有着紧密的联系。现有20家小型高科技公司,包括克利夫兰聚合物技术公司(Cleveland Polymer Technologies)、固封技术公司(Solid Sealing Technology)、微创光刻公司(Vistek Lithography)的瓦特弗利特地区正在成为高科技制造带。

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瓦特弗利特兵工厂机器修复车间(1845)

图片来源:美国国会图书馆印刷品与照片部,美国历史工程记录

复制品编号:HAER NY,1-WAVL,1/14--10



奥尔巴尼之行让人大开眼界,我们由此开始领略智带的奥妙。就缔造这一切的联络者而言,我们感受到了卡洛耶罗斯的激情,见识到了他的技巧。我们了解到,至少对奥尔巴尼来说,实体设施是开展事业必不可少的基石。我们还了解了像“巨无霸”这样的项目如何能够成为吸引他人的磁石,又如何能促使研发活动在原有关注点的基础上拓宽范围。我们明白了像奥尔巴尼这样的智带何以成为其他地区、其他行业的典范。很显然,杰夫·伊梅尔特选择在密西西比的无名小镇建设通用电气超先进飞机发动机制造厂时,很清楚自己在做什么。我们看到,一种全新的制造业形式正在美国兴起,兴起之地让人意想不到,兴起之势让人激动不已。

德国德累斯顿:昔日工业中心的复苏

欧洲是否也是如此呢?我们已经造访过埃因霍温,但我们还需要更多的证据,以确定在各种各样的社区中,锈带是否都在向智带转型。飞机抵达德累斯顿时,我们发现很难想象风景如画的萨克森州州府(德国东部)在20世纪30年代竟会是世界领先的科学和工业中心,并以卓越而富有创造力的汽车、飞机、透镜制造业闻名于世。

数百年来,德累斯顿还一直是文化重镇,甚至约翰·塞巴斯蒂安·巴赫(Johann Sebastian Bach)最向往的就是能住在德累斯顿的王宫中,而不是莱比锡附近沉闷单调的城市里。德累斯顿再次成为工业重镇的历程想来也同样令人称奇。德累斯顿智带在芯片和传感器领域内完全可与哈得孙科技谷平分秋色。像奥尔巴尼和埃因霍温一样,德累斯顿的转型一方面得益于政治家不得不面对岌岌可危的制造业,另一方面得益于学术界和企业界再燃雄心壮志,意欲证明些什么。

德累斯顿及周边的萨克森地区如今已是高科技产业的中心。我们在奥尔巴尼初识的制造业巨头格罗方德
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 有很大一部分芯片制造业务正位于德累斯顿,英飞凌(Infineon)也在此有同样部署。
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 围绕着这两家公司,德累斯顿迅速形成了一个合作生态系统,系统中包括2000余家公司和51 000名员工。

这一切是怎么发生的?这是我们向贝蒂娜·福斯贝格(Bettina Vossberg)提出的问题,她是德累斯顿工业大学的孵化器“高科技跑道”(High Tech Startbahn)
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 的负责人。该校是德国同类型大学中最大的一所。她给我们讲了一段颇具启发性的历史。莱比锡、德累斯顿、耶拿(Jena)等城市均位于德国东部的萨克森州,这里在“二战”前曾是该国最早的工业与科研中心。“二战”后该地区处于民主德国治下,大多数企业家离开了这里,并在联邦德国的巴伐利亚州和巴登–符腾堡州落户。如此大量的人才流失导致萨克森州的工业陷入衰退,与之相伴而来的则是联邦德国的“经济奇迹”。

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1946年,有轨电车在前一年盟军德累斯顿大轰炸留下的废墟中穿行

图片来源:盖蒂图片社(Getty Images)/威廉·范迪维尔特(William Vandivert)



德累斯顿乃至整个萨克森州都进入了数十年的休眠期,直至1989年柏林墙被推倒,基督教民主党的库尔特·比登科普夫(Kurt Biedenkopf)于1990年当选萨克森州州长,情况才有所改变。12年间,比登科普夫在三任任期中,作为联络者起到了关键作用,在他的努力下,该地区重新拾起了科学与工业重镇的本色。比登科普夫认为,德累斯顿可以再次在技术创新中发挥重要作用。在他的影响下,一大批科研机构相继在此设立分支机构,包括从事基础研究的马克斯·普朗克研究所
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 、从事应用研究的弗劳恩霍夫协会
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 、致力于研究21世纪科学难题的亥姆霍兹联合会
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 以及继续资助民主德国智库出身的优秀研究项目的莱布尼茨学会
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 。这些机构带来了大量的智力资源。

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德累斯顿圣诞市场是德国历史最久、人气最旺的圣诞市场

图片来源:盖蒂图片社/马蒂亚斯·哈克尔摄影室(Matthias Haker Photography)



但是正如我们所见,智带不仅仅是建立在智力资源的基础上,萨克森州还需要大型的知名企业。在民主德国时期,扮演这个角色的是拥有3000名员工的半导体巨头泽恩帝(Zentrum Mikroelektronik Dresden,ZMD即“德累斯顿中央微电子”)。但该公司由军队控制,没有明确的市场定位,柏林墙倒塌后,公司随即失去了资金来源,走向破产。泽恩帝分裂为若干部分,其中一部分仍留在德累斯顿,如今为汽车制造业生产数模混合芯片,其他部分则并入第三方芯片制造商X-FAB(埃克斯)。

在复苏之际,德累斯顿得到了它所需的支柱企业。1994年,从西门子公司独立出来的英飞凌斥资逾30亿欧元在德累斯顿建起了工厂和无尘室,用于生产大晶圆和智能芯片。该公司致力于开发芯片和传感器软件,以使芯片和传感器更为智能,能理想地应用于汽车、信用卡和风车。在全球汽车制造业中,英飞凌目前在该领域内处于领先地位,占市场份额的25%。英飞凌已经成为汽车制造业供应链中一股不可忽视的力量,与同样来自德国的博世(Bosch)以及日本的电装(Denso)展开竞争。

正如我们在奥尔巴尼了解到的情况,一旦有一位成员站稳了脚跟,生态系统便会开始蓬勃发展,其他重要成员最终也会被吸引过来。虽然耗时多年,经历了多番艰苦谈判,但最终美国超威半导体公司(AMD)还是难抵诱惑,于1996年进驻德累斯顿。超威半导体在德累斯顿的业务取得大幅增长后,将旗下芯片制造业务出售给了阿布扎比酋长国(阿联酋最大的酋长国),这部分业务如今在格罗方德名下继续开展。目前,格罗方德通过位于德累斯顿、新加坡、哈得孙科技谷的芯片制造厂为多家科技公司制造芯片,其中包括超威半导体、博通(Broadcom)、高通、意法半导体(STMicroelectronics)等。格罗方德公司在德累斯顿的投资达10亿美元,已成为欧洲最大的芯片制造商。

格罗方德德累斯顿设计中心的负责人格尔德·特格(Gerd Teege)为我们讲解了他们在同时追求更大的晶圆、更小的芯片的过程中面临的挑战。他说,生产中有两个元素是不可或缺的:硅材料和光掩膜。光掩膜决定从光源射出的光线照在硅片的什么位置上,以此形成电路图案。为了供应上述材料,格罗方德与日本凸版光掩膜公司(Toppan Photomasks)共同创建了先进的掩膜技术中心
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 ,研究人员在此合作进行新型掩膜的技术研发,与双方母公司共享研究成果。该中心距离格罗方德仅一箭之遥。世界第三大硅晶片生产商德国世创电子材料公司(Siltronic)
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 长期以来一直在德累斯顿西南的弗莱贝格镇(Freiberg)设有生产基地,此外,公司还在俄勒冈州波特兰市设有分厂。2004年,世创电子材料在弗莱贝格开设了一家工厂,用于生产300毫米晶圆。目前,先进掩膜技术中心和世创电子材料都是德累斯顿智带创新生态系统的重要成员。

在重点企业蓬勃发展之际,创业公司也开始涌现出来,其中不少公司是由几近倒闭的泽恩帝的前雇员创建的,譬如专门从事无尘室空气净化的戴思公司(DAS)
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 。还有其他创业公司,如HAP公司
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 专注于芯片生产的自动化技术;AIS软件公司
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 主要开发实现物联网世界所需的软件;DERU建筑公司
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 侧重无尘室的设计与施工。

创造平衡:萨克森硅谷的发展

在上述活动积极向前发展的同时,出现了一个很有趣的现象。尽管智带需要一家具有相当规模的知名企业,但它也需要在大企业的影响力与小企业、配套企业的贡献之间保持平衡。英飞凌和格罗方德甫一入驻该地区并扩大规模、施展影响力,规模较小的私人公司即感到有必要联手创造一种制衡力量,以应对这些大芯片制造商。

此时智带需要一位领导者,一位精于智力共享之道的联络者。企业家们找到了曾受雇于泽恩帝的物理学家吉塔·豪波尔德(Gitta Haupold)。豪波尔德从20世纪90年代离开公司起就一直在指导创业者。她明白,需要建立一个组织来聚拢各创业公司,为它们的利益服务。豪波尔德接受了联络者的重任,并于1998年创建了名为“萨克森硅谷”(Silicon Saxony)的组织。“萨克森硅谷”的提法借自一位《金融时报》记者,这名记者曾在一篇关于德累斯顿现象的文章中使用过这一说法。

如今,萨克森硅谷已经是一个拥有300多个成员、年预算80万欧元的私营实体,大部分资金来自占组织成员80%的中小企业,但酒店和银行也有所贡献,组织年会也会带来收益。虽然与许多行业协会相比,萨克森硅谷的规模很小,但它表明,在重获新生的萨克森地区,智力共享已经迈出了第一步。

吉塔·豪波尔德认为,萨克森硅谷使智力共享变得更容易、更高效。她表示:“现在的政治家、科学家、企业家都知道如何能联系上对方。”与此同时,她也承认萨克森硅谷费了好大的劲儿才取得了应得的关注和影响力。她坦言:“我们还没有获得德国首都柏林和欧盟总部布鲁塞尔的关注。”
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 2014年,萨克森硅谷在这方面向前迈进了一步,此步虽小,却意义重大。当时,英飞凌被选中负责牵头欧盟的“eRamp”研究计划。
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 该项目为期三年,耗资5500万欧元,由来自6个欧盟国家的26个研究伙伴共同参与。研究的目的在于探索如何借助芯片和传感器提高能源效率。萨克森硅谷展示了致力于促进智力共享、打造品牌形象的地方组织如何能在地区层面、国家层面乃至超国家层面发挥作用,吸引竞争激烈的资金。就这种公私合作制度化的进程而言,美国要远远落后于欧洲。

要说服布鲁塞尔的政治家投资支持德累斯顿及其他地方的芯片制造业,仍然任重而道远。为此,埃因霍温(荷兰)、鲁汶(比利时)、格勒诺布尔(法国)、菲拉赫(奥地利)等四个欧洲领先智带与萨克森州联手,创建了名为“欧洲硅谷”(Silicon Europe)的组织。
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缔造了萨克森硅谷的联络者弗兰克·博森贝格(Frank Bösenberg)为创建欧洲硅谷开展了大量游说工作。博森贝格的本职是土木工程师,他于2005年加入德累斯顿工业大学,成立了一个部门,专门向欧盟申请合作资金补助。根据欧盟收集的统计数据,萨克森州被列为欠发达地区,因此有资格获得“结构基金”,用于基础设施项目及相关研究。

博森贝格和同事将手头资源优先放在确保这些政府补助上,随后逐步转向欧盟其他的资金来源,例如由“展望2020”计划(Horizon 2020)提供的创新补贴。“展望2020”计划由欧盟发起,旨在激励欧盟各国的创新。博森贝格的部门名为“欧洲项目中心”
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 ,拥有40余名员工,以在德国的大学中拥有最多的项目而著称。根据最新统计,他们已取得了270项第三方资助项目。博森贝格最终离开了大学,创办了自己的公司,这是一家专门为中小企业融资提供指导的公司。他还在萨克森硅谷兼职,在欧盟大力倡导打破各国、各部门间的壁垒,营造关系紧密的欧洲经济体。

自走出战后阴霾以来,德累斯顿作为技术创新合作中心已取得了长足进展,即使如此,它仍在奋力前行。2008年,贝蒂娜·福斯贝格初迁至此,当时她眼中的德累斯顿仍是一位睡美人,充满潜力,只待唤醒。福斯贝格在家乡科隆的应用技术大学取得MBA(工商管理硕士)学位后,并未急于谋划前程,而是先为多家德国跨国公司服务,穿梭于世界各地。当她看到萨克森州时,这里高质量的生活、良好的基础设施、文化的吸引力(包括顶级歌手和演员在当地各类演出场所演出)、世界一流的教育和研究条件给她留下了深刻的印象。

福斯贝格受聘于德累斯顿工业大学,负责制定孵化器方案,甫一上任,她就看到当地的一些不足之处。一方面,这里缺少足够的创业榜样,例如,2013年以2.6亿欧元被三星收购的诺瓦(Novaled)LED(发光二极管)公司迟迟没有担起导师和榜样的角色,发挥积极作用。另一不足之处是,在德累斯顿开展业务的跨国公司要听命于位于其他城市的总部。西门子和英飞凌的高层领导都在慕尼黑,格罗方德的各项政策则由加利福尼亚方面制定。福斯贝格就曾在与西门子打交道时受挫。“他们的反应很积极,也点头答应了,而且他们有兴趣了解新产品开发过程中的创新。”福斯贝格说道。但一旦涉及向德累斯顿的创业公司投资,钱来得就没那么容易了。
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福斯贝格表示,上述障碍并非独见于德累斯顿,可能是德国文化的通病。那些年营业额在5亿~50亿欧元的家族企业,即所谓的德国中型企业(Mittelstand),其文化都非常传统、封闭。福斯贝格告诉我们,“它们只在企业内部搞研发”,它们对智力共享不感兴趣,“不会发起创业公司也能参与其中的联合研究计划”。另一个障碍是,德国人倾向于规避风险,认为失败是一种耻辱。但要以智力共享的方式进行技术创新,对失败的宽容是必不可少的,事实上,失败是这一过程的重要组成部分。福斯贝格正在逐步铲除这些障碍,她的想法也传达给了相关人士和机构。为了让学生了解各种创业的可能性,福斯贝格发起了一项备受推崇的训练项目,指导学生如何提出新的商业计划。萨克森州政府接触到这一理念后也发起了一项名为“未来萨克森”(futureSAX)的商业计划竞赛,
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 以帮助该地区的创业公司打响知名度。想要创业的人可以提交他们的商业计划,入选者会在一场盛大的赛事中展示自己的商业计划。那些最具前景的计划的提出者可以得到萨克森州政府的支持,帮助他们创业。

福斯贝格的理念还以其他方式带来了变革。她发起的“高科技风险投资日”(Hightech Venture Days)是一个关于投资者与风险投资的项目,该项目将来自德国东部及欧洲其他国家的高科技创业公司、成长型企业负责人与积极参与德累斯顿关键技术投资的国际投资人聚到一起,为他们牵线搭桥。源自该地区的创新技术正越来越多地被应用于新产品和新服务项目的开发中,应用领域涉及生命科学、环境与能源工程、汽车制造业、物联网等。

当地设计了多项以大学为依托的创新项目,例如旨在促进知识转化的“德累斯顿存续”(Dresden Exists)项目。
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 这些项目的设计旨在提高学生和研究者对创业的兴趣,继而为他们提供概念设计和业务规划方面的帮助。此外,成功的德累斯顿创业者已经认识到担任榜样的重要性。作为一名创业者和多家创业公司的合伙人,罗兰·肖尔茨(Roland Scholz)发起了一项名为“德累斯顿引路人”(Sherpa Dresden)的项目,
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 旨在训练创业者,为他们的创业公司提供帮助。肖尔茨是最合适的人选:他是土生土长的德累斯顿人,毕业于当地的德累斯顿工业大学,从事软件行业,是多家当地企业的董事会成员,其中包括已于2007年成功上市的GK软件公司。

福斯贝格希望德累斯顿能成为公认的世界一流智带,为此,她正着手解决风险投资问题。她想要提高投资者集会的频率,从每年一次提高到每月一次,并最终实现每周一次。福斯贝格进行此番尝试是受麻省理工学院成功做法的启发,在那里,创业者和金融家每周相聚一次。然而,要实施如此大胆的计划就需要有资源,而这些资源又要求有大量资金的支持,该地区目前难以获得这样的资金。福斯贝格希望“高科技跑道”在过去五年中提出的方案能最终将风险投资人吸引到德累斯顿来,对当地进行长期投资。

虽然福斯贝格认为,德累斯顿可以成为技术投资的中心,但她知道想要实现这一目标就要面对巨大的挑战,因为柏林是当前风险投资的中心,而柏林主要关注应用程序的创新,既新潮,所需的资金又少,还不需要过多的等待。制造高级芯片是一项更为复杂的工作,需要大量投资,并且需要更长时间的投入。企业通常需要在其发展中进行多轮融资,从种子基金到上市前的融资,这可能要花费几年时间。

回首过去的25年,德累斯顿走过了漫长的道路,虽然尚未恢复往昔作为德国首屈一指的工业中心时的辉煌,但它已经在稳步向前,走向另一番光景——世界上最先进的芯片制造智带。

荷兰埃因霍温:世界上最聪明的地方

我们乘火车到了荷兰埃因霍温。走出中央火车站时,任谁都无法无视飞利浦电子公司创始人之一安东·飞利浦(Anton Philips)的雕像。在近百年的时间里,飞利浦家族及其治下的飞利浦电子公司主宰着埃因霍温地区(位于荷兰南部)商业、社会、文化的方方面面。随后,面对20世纪90年代的全球竞争,飞利浦大幅减少了公司的制造业务,裁减了35 000个岗位。(当时埃因霍温只有20万人口,因此影响甚大。)埃因霍温的另一位主要雇主达夫卡车(DAF Truck)也同时陷入困境。短短几年之内,埃因霍温便如那些一度繁荣但终被掏空的工业中心一样,陷入典型的休眠期。

然而,不同于其他挣扎数十年才再度觉醒的锈带地区,埃因霍温这一觉睡得并不长。如今,埃因霍温被称为技术领域内开放式合作研究的中心。或许其最大的不同就在于,这里有我们见过的延伸最广的价值链。此外,这里也是创业公司和雄心勃勃的创业者的首选之地,有来自世界各地的19 000多位研究者在此工作。这就是埃因霍温被美国世界政策研究机构智慧社区论坛评为“世界上最聪明的地方”的原因。
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飞利浦和达夫卡车削减当地的产量时,初看之下,埃因霍温似乎将沦为永久的锈带。当飞利浦把生产线迁往亚洲时,人们普遍担心当地的知识也会随之不复存在。但正如许多辉煌一时的地区面临衰退时的情况,埃因霍温只是没落了,却并未出局。埃因霍温及周边地区有丰富的人才储备,人们从多年的工业生产活动中获得了广博的机械相关知识。

随后,埃因霍温开始觉醒。此前,许多人的职业生涯都是在飞利浦和达夫的庇护下,甚至是在与世隔绝的环境中度过的。如今他们别无选择,只能寻找新的机会,很多人决心单干。倏忽间,这里出现了前所未有的一大批创业者。当地的知识并未流失。

多年来,飞利浦一直运营着一处名为“物理实验室”(NatLab)的研究机构。尽管公司已经关闭了绝大部分产能,但该实验室还在继续运作。飞利浦物理实验室一直是一个传统的企业实验室:私有、孤立、封闭。然而在2002年,飞利浦将其更名为埃因霍温高科技园区,向世界敞开了大门,为外界提供服务,积极寻求与需要创新研究的企业、学术机构进行合作。

到目前为止,埃因霍温高科技园区
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 已经取得了惊人的成功。现已有包括英特尔、IBM、ABB、阿斯麦、飞利浦等跨国公司在内的100多个组织将研究或部分研究活动落户在园区内,同时有来自60多个国家的8000多名研发工程师受雇于此。除了大企业,这里还为创业公司和中小企业预留了6000平方米的工作区域,成果非常显著。2014年,园区内的研究人员提交的专利申请占荷兰总申请数的50%以上。

2005年,霍尔斯特中心的成立标志着园区的开放式创新达到了全新的高度。
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 该中心由总部位于比利时鲁汶的IMEC(校际微电子研究中心)
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 与荷兰的公共应用研究机构TNO(荷兰应用科学研究组织)联合创建,得到了荷比两国政府的资助。霍尔斯特中心的宗旨是在高校的知识库与企业之间围绕专业知识的需求架起智力共享的桥梁。中心重点关注两大领域:无线传感器技术和柔性电子技术。霍尔斯特中心有180名员工,其中包括35位博士生和40位在此居住的研究人员。该项目年预算4000万欧元,其中一半以上由合作企业提供,随着政府的参与度逐步减少,它们还将承担起更多的经费。

像奥尔巴尼的纳米技术研究中心一样,霍尔斯特中心为企业、研究者和国际知名科学家提供了中立的集会地。参与者在此共享从研究中获得的知识,有时候某一实体会通过签署协议取得某项创意或创新的专属权。越来越多的公司希望参与到这些项目中,因为凭企业自身的生产设施难以达到霍尔斯特中心这样的研究能力。霍尔斯特中心将各种各样的实体汇聚一堂,它们彼此合作、共同创新,拓展知识以取得新技术、新产品。
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高科技园区和霍尔斯特中心都是飞利浦变革的产物,当然,这一变革并非偶然。2001年就任飞利浦首席执行官的柯慈雷主导了物理实验室的转型
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 ,他为飞利浦引入了新的思维方式和新的关注点,以应对老龄化、饥饿、健康、安全等重大的全球性社会问题。但他知道,飞利浦无法凭一己之力解决这些问题。这些问题需要涉及多个学科的综合性解决方案。

开放式创新已经成为飞利浦的口号,而对物理实验室进行重新定位是推动智力共享关键的第一步。飞利浦史无前例地邀请了竞争对手进入自家研究设施参加联合研究计划。有朝一日可能会成为竞争对手的创业公司也获准进入飞利浦的研究设施,接触公司的国际人才网络。飞利浦证明了其开放式创新理念绝不是砸几亿欧元搞项目来装装样子。

渐渐地,该地区的其他成员也开始欣然接受飞利浦的口号。2002年,前IBM荷兰总裁阿曼杜斯·伦德奎斯特(Amandus Lundqvist)被任命为埃因霍温理工大学董事会主席。他是柯慈雷提出的开放式合作创新的拥护者,全力支持大学和高科技园区之间的合作创新项目。他还加强了和德国亚琛工业大学以及比利时鲁汶的众多高科技研究机构之间的联系。2003年当选的新任埃因霍温市市长亚历山大·萨克尔斯(Alexander Sakkers)也和他一样,是开放式创新的积极倡导者。他与地方政府、商界领袖和各知识中心取得联系,向他们宣传高科技园区这块“璞玉”。

由于飞利浦公司、埃因霍温理工大学以及埃因霍温市本身都在竭力宣传开放式创新这一理念,智力共享的魅力开始吸引重要的新成员加入阵营,其中有一位关键成员——阿斯麦公司。
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阿斯麦公司从20世纪80年代早期开始就一直在该地区开展业务,当时阿斯麦从飞利浦公司分离出来,专门生产光刻设备。正如前文所述,光刻设备是制造芯片的关键设备。阿斯麦已经超越了日本竞争对手佳能和尼康,目前是这一市场的领导者。

由于追求更小芯片和更低制造成本的竞争日趋激烈,阿斯麦意识到,自身无力承担开发下一代芯片制造设备所需的巨额经费。此时,它开始将目光转向其供应商,以寻求对研究的资助。阿斯麦公司董事会成员马丁·范登布林克(Martin van den Brink)发表了公开声明,阐述了探索老牌公司与供应商的新合作方式的重要性。他在接受采访时指出:“新的合作形式是一个供应商也要负责部分研究任务的过程。”
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2000年互联网泡沫破灭后,经济危机随之而来,危机之中,制造商与供应商之间的智力共享取得了意想不到的发展。亚洲的大型芯片生产设备制造商削减了它们的研究预算,而阿斯麦却大胆地增加了研究经费。虽然当时这看似一场冒险的赌博,但研究催生了可以生产更大尺寸晶圆的新设备(实现了直径从200毫米到300毫米的跨越),这是芯片生产的关键元素,是重大的技术突破。

今天,阿斯麦还在不断创新,公司正进一步改良设备,以期用可接受的成本产生出更强大、更高效的芯片。这意味着要创造450毫米硅晶片,开发极紫外光刻技术。

这些技术创新过于复杂、成本太高,以至于阿斯麦还需要与合作伙伴协作,寻求在供应商网络中无法获得的资源和专业知识。阿斯麦向世界最大的芯片制造商(也是该公司最大的三个客户)——英特尔、三星、台积电——寻求资金支持。三家公司承诺5年内为其投资14亿欧元,作为回报,三家公司取得了阿斯麦23%限制表决权的股份。

即便有这样大量涌入的资本,阿斯麦仍然面临艰巨的挑战:寻得足够人才以成此大业。公司预计需要1200名专家级技术人员,但放眼荷兰乃至整个欧洲,根本没有这么多人才可用。于是阿斯麦在全球展开猎头工作,从远在韩国的科技大学——韩国科学技术院招聘员工。

传统供应链转型为价值链

随着阿斯麦不断扩张芯片制造设备相关业务,同时飞利浦将重点由制造转向研究和营销,我们可以清楚地看到,开放式创新和合作研究需要一种新型的辅助者和供应商网络。适应这一需要,埃因霍温的供应链已逐渐转型为价值链。二者有何区别?在传统的产业供应链中,制造商要设计出产品,写清该产品各部件的规格,与供应商合作按时按预算生产出符合规格的产品部件。而在价值链中,供应商还承担着合作研发的责任,它们在生产流程中参与得更早,在产品设计中贡献自己的知识,合作制订最优制造方案。换言之,供应商将变为整个生产过程价值创造的合作者。

汉斯·杜伊斯特斯(Hans Duisters)见证并推动了这场变革。杜伊斯特斯曾经多次创业,他有技术、能创新、善沟通,同时还肩负一项使命:将高度竞争的企业紧密地结合在一起,形成一个网络,以此网络重新定义“创新”一词。他对我们说:“我的梦想就是和其他创业者、科学家一道,在埃因霍温缔造一个能够提供全世界最好的精密工程高端设备的高科技产业。”
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杜伊斯特斯已在这条道路上取得了令人瞩目的成就。1996年,杜伊斯特斯首次创业,创办了苏公司(Sioux)
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 ,这是一家跨学科企业,业务覆盖技术软件、机械电子工程、电子设计、供应链管理中的工业数学等多个领域。但在苏成立伊始,公司的主要业务是为飞利浦和帝斯曼这两家大客户制造零件。前者在埃因霍温保留了扫描仪和医疗设备制造业务,后者主要生产用于制造晶圆的高精度工业机械。最初,苏会先收到规格要求,再提交报价,然后遵照客户的指示进行生产。

“后来逐渐出现了一种新的合作关系,我们会自己做些研发工作。”杜伊斯特斯如是说。此类合作始于电子显微镜制造商FEI公司董事罗布·法斯特诺(Rob Fastenau)的一次造访,他与杜伊斯特斯商谈了一个想法。FEI与飞利浦合作开发了一款小型显微镜,但并未将它推向市场,主要因为这是一款针对低端市场的显微镜,而FEI面向的主要是专业研究人员的高端市场,公司不愿扰乱这一定位。于是,苏与恩特斯(NTS,一家总部位于埃因霍温的机械电子工程企业)、FEI及多家当地企业合作,进一步开发、完善了这款显微镜,并最终将其生产出来,推向市场。它们成立了一家新公司来销售产品。新成立的飞纳世界(Phenom-World)由FEI、苏、恩特斯三家公司共同持有。
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 2006年至今,公司已取得了不俗的业绩。

苏自此被视为创新企业,并着手开发其他产品,其中一项产品涉及将复印机领域中的技术应用于3D打印机。喷墨复印机运用了一项技术,在打印一张图片时可喷涂多达15层墨。复印机制造商佳能奥西(Canon Océ)考虑,是否可以将这项技术用于印制计算机印刷电路板或智能手机芯片的内层和外层,以取代当时标准流程中的第三步——一种与之相似的工艺。佳能奥西提出了开发这种新型3D打印机的可能性,但公司认为,在投身开发之前,需要先试一下水。苏与这种打印机的多位潜在用户进行了交流,他们都表示感兴趣并愿意提供支持,其中一位甚至提出到时候可以负责新产品的营销。

基本确定3D芯片打印机会有市场之后,苏设计出了原型
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 ,又花费了五年时间进行密集的评估、测试、改进。开发过程得到了布拉班特发展署(Brabantse Ontwikkelings Maatschappij)
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 的资金支持,这是一个旨在推动北布拉班特省(荷兰南部省份)经济创新的公私合作机构。印刷过程中,任何一滴喷料都不容有失。佳能奥西的研究人员成功开发出了一种极其可靠的喷头,错误率仅为十亿分之一。这听起来似乎还不错,但打印机每秒喷出5000万滴墨,这就意味着,每20秒就会出现一处错误,这是芯片制造中无法接受的错误率。这个问题已经通过使用一款名为“Predict”(预测)的软件得以解决。Predict可以在错误造成印刷电路板印刷缺陷之前就将其识别出来并加以修正。商业论证完毕后,苏公司和奥西技术公司(Océ Technologies)与布拉班特发展署建立了合作伙伴关系,合作以MuTracx公司的名义进行。第一批打印机已于2014年初发货,品牌名称为“月食”(Lunaris)。

苏和其他供应商已经证明,它们不仅能生产零件,还可以成功地为市场带来全新的产品。这进一步改变了整个行业的规则,“供应商”的概念也在不断演变。大大小小的企业和科研机构同属于一个生态系统,在此系统中,智力共享是承担技术研发费用、应对高科技制造业复杂挑战的不二法门。

在杜伊斯特斯看来,阿斯麦、飞利浦医疗保健、FEI、达夫、佳能奥西等在国际市场上大放异彩的企业将越来越重视生产链的首端(研发、原型、概念论证)和末端(产品销售和市场营销)。高度专一化的老牌企业将负责制造“第一层”零件,正如德国镜片生产商蔡司为阿斯麦所做的。但产品研发和工业化的中间阶段——涉及设计、制造原型、结构化生产、整合各个不同生产阶段——将由其他企业负责,例如苏这样的企业。“这样一来,供应链就演变成了价值链。”杜伊斯特斯说道。

缔造智带:协会和基金会

随着供应商在埃因霍温智带发挥越来越重要的作用,他们得出了一个与德累斯顿等其他地区的中小企业相同的结论:他们需要一种新型协会,既能帮助他们不断完善智力共享过程,又能代表各公司的利益。于是,汉斯·杜伊斯特斯等人成立了智港工业协会,
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 协会的宗旨是为成员提供帮助。绝大多数成员都位于埃因霍温地区,来自人事、技术、市场战略等领域。智港工业协会的首要任务就是增进协会成员与埃因霍温理工大学的关系。协会通过举办与关键技术课题相关的联席会议和定期会议来实现这一目标。

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埃因霍温市市长兼智港基金会主席罗布·范海索

图片来源:荷兰高度图片社(Hollandse Hoogte)



以埃因霍温为代表的智带,成员之间荣辱与共,整体事业欣欣向荣,足以在相关产业内发挥更大作用,将影响范围扩大到本地区以外。正因如此,2004年,这里成立了埃因霍温智港基金会,由埃因霍温市市长罗布·范海索(Rob van Gijzel)担任基金会主席。基金会的宗旨有两个:一是为外来者游览埃因霍温智带提供帮助,二是与其他志同道合的创新中心和欧洲资助者建立工作关系。

范海索跟我们谈到了他所扮演的两个角色——市长和基金会主席。在埃因霍温时,范海索表现出的是企业家的一面,致力于协调基金会成员间的智力共享工作,成员包括21座周边城市、高科技公司以及大学。而当他在外旅行时,展现出的则是地区使者的角色。范海索曾身为议员,因此对该国政治中心海牙十分熟悉。他还频繁前往布鲁塞尔,为埃因霍温及周边地区奔走游说,如有必要,他还会敞开智带的大门,为欧盟资助智带的创新事业行方便。

尽管我们目前认为智力共享是一种区域性活动,更确切地说,这种现象多见于发达经济体。但未来的智力共享必定是全球性的,会延伸到各类创新活动中。

苏公司的创始人汉斯·杜伊斯特斯认为,硅谷、以色列、新加坡等地的公司将会前来埃因霍温,探讨它们正在开发的高端精密产品能否实际制造出来,以及它们如何能改进设计以实现最优化制造。

杜伊斯特斯很清楚该地区经历过的考验以及仍需面对的威胁,但他为这里已取得的成就感到自豪,也十分看好埃因霍温的未来。我们问杜伊斯特斯工作的动力是什么,当时,他站在火车站外,指着飞利浦电子公司创始人安东·飞利浦的铜像说:“如果有朝一日他们为我在此塑像,我必深感荣幸。”


第三章

制造业的重生


新材料开发,一段精彩绝伦的故事


我们通常认为,智带就该如我们以往所见,有随处可见的咖啡馆和酒吧,有改作他用的仓库,有极其先进的实验室,还有自动化晶圆厂。然而,当我们第一次踏上美国的锈带,俄亥俄州的阿克伦就以其不寻常的表现引起了我们极大的关注。

彼时,阿克伦市中心已然翻修一新,我们在闹市中一间装潢入时的餐厅落座,与我们在一起的是阿克伦大学校长路易斯·普罗恩扎(此次会面后不久,他便于2014年退休,改任名誉校长)。普罗恩扎并非独自前来,而是邀请了几位资深顾问和同事,一道参与这场席间之谈。这些人的文化背景将我们脑海里过时的锈带形象一扫而空。我们原本连想都没想,便认为要见的应该是一群土生土长的俄亥俄人,但这顿饭的主角们却来自世界各地,墨西哥人有之,希腊人有之,印度人有之,美国人亦有之。我们本以为只是随意聊几句,说实话,我们觉得在智带这股新兴力量方面,我们都快成为专家了。然而,呵呵……普罗恩扎的团队做了周密的准备,他们带着文件和数据,并且对我们参观过的或正要研究的智带了若指掌。毋庸讳言,一顿饭的时间里,我们受益良多。

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阿克伦大学名誉校长路易斯·普罗恩扎

图片来源:北京论坛(2009)



正是阿克伦让我们真正了解了唤醒睡美人的情感基础和社会动力。普罗恩扎为我们讲述了阿克伦如何从荣耀之地沦为鬼城,又如何重拾其荣耀。阿克伦地区曾一度是美国的工业重镇,地处纽约与芝加哥之间的战略要地,因而既是底特律汽车制造业供应链中的关键环节,又是许多美国产品极为重要的集散中心。这里是费尔斯通(Firestone)、固特异(Goodyear)、普利司通(Bridgestone)等世界轮胎巨头的大本营,同时也是该地区谷物运输的铁路枢纽。当地的谷物有相当大一部分存储在桂格燕麦公司(Quaker Oats)的筒仓中。

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一位员工正在阿克伦的一家轮胎制造厂里工作(1945)

图片来源:盖蒂图片社/卡斯通(法国)



像我们描述过的其他智带一样,20世纪下半叶,俄亥俄州的一切都改变了。当时,几大轮胎公司极为强势,长期统治着整个行业,以至于它们开始与世隔绝,各自为政,故步自封。它们几乎毫不理会国外日益激烈的竞争,在通过自动化降低成本方面也作为甚少。等它们意识到威胁的时候,为时已晚。大部分供应链已经迁往国外,确切地说,迁往了墨西哥和中国。随着世纪之交的临近,阿克伦城受创日益严重。轮胎工厂被废弃,桂格燕麦公司的筒仓失去了原本的用处,货运列车也不再在此经停。

这些年来,阿克伦一直在苦苦挣扎。普罗恩扎告诉我们,用于发展的资金是有的,但驱动人们用这笔钱做事的力量却不足。他坦言:“几乎没有人愿意承担风险,失败的记忆让人们一蹶不振。”
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 然而,与我们在德累斯顿看到的情况一样,阿克伦和扬斯敦地区仍有很多有才智、有技术的人,对其中许多人来说,如果风险在所难免,那么他们愿意承担风险。他们开始创办自己的公司,并且通常会依托自己多年来在橡胶和钢铁产业中练就的技术能力。

先是蹀蹀而行,旋即突飞猛进,就这样,俄亥俄东北部最终卷土重来。如今,这里的智带已是美国排名前五位的产业市场,有一万余家制造企业(其中1/4是出口企业)、390万名员工。这一切得以开始是普罗恩扎的功劳,但真正让此地起死回生的是企业、教育机构、政府机关之间的智力共享,是突出而有价值的传统专长。这里的专长就是聚合物科学。

深耕某一学科往往会拓宽研究的视野(正如我们在奥尔巴尼所见,纳米技术的研究工作正在朝半导体领域发展,有助于该领域取得新突破)。阿克伦的聚合物研究已经拓展至更广阔的研究领域——由多种分子组成、呈现出各种形态的新材料,包括各种纤维、复合材料、涂层、粉末、液体、薄膜、晶体、塑料等等。这些新合成材料将会引发产品的变革,带来各种各样的应用,包括油漆、医疗设备、航空航天零部件等,如此种种,不一而足。伴随材料创新而来的是前沿研究中的新发现和新的制造工艺,尤其是3D打印技术。

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阿克伦大学聚合物研究中心

图片来源:凯文·奎恩(Kevin Quinn)



本章中,我们将拜访四个智带,它们以不同的方式参与到材料研究中。阿克伦是美国的聚合物之都,专攻用于发电系统、医用敷贴及钢铁抗腐蚀涂层的材料。在北卡罗来纳州的三角研究园智带,材料研究活动与我们关注的三大领域中的另一领域——生命科学息息相关,那里正在研制的材料将应用于尖端纺织品、高效能源以及纳米医疗领域。在纳米医疗领域内,新材料可用于制造预防、治疗疾病的疫苗和药物。在瑞典南部的隆德–马尔默地区,移动通信领域的先驱爱立信公司停业后,当地失去了最大的企业,不得不转向材料研究领域。然而,当地采取的路线与其他智带大相径庭,它选择专攻一项设施(与卡洛耶罗斯在奥尔巴尼的做法如出一辙)——MAX IV粒子加速器。这是瑞典最浩大、最具雄心的研究项目。得益于此,研究人员将能开展史无前例的研究项目,探索材料、气体、表面、生物物质的特性及相互作用。此外,我们还将参观“欧洲的阿克伦”——荷兰东部地区。荷兰之于欧洲,恰如俄亥俄之于美国聚合物市场。阿克伦依靠橡胶轮胎制造业的悠久历史和专业知识树立起了自己的声誉。与此相似,荷兰在新材料领域依托的,一方面是当地在航空领域长期钻研积累下的经验;另一方面是壳牌、阿克苏、帝斯曼、陶氏化学等企业在战后积累下的专业知识。

我们会看到,在我们的日常生活中,智能新材料将无处不在。我们穿的衣服,我们乘坐的汽车、飞机,我们在医疗手术中替换的关节、移植的器官,甚至包括我们创造的艺术作品,所有这一切都会发生变化,而转变的根源正是在昔日橡胶之都、钢铁之都展开的智力共享活动。

俄亥俄州东北部智带:缔造阿克伦高分子谷

俄亥俄州东北部是锈带变智带的典范,阿克伦市中心的桂格燕麦大楼正是这段转型故事最生动的写照。曾几何时,这家业务兴隆的企业用这里连片的巨大筒仓贮存着燕麦,随时准备由铁路发往全国各地,此番光景持续了许多年。然而,随着企业迁离此地,留下的设施已于20世纪70年代陷入荒废,此后,地产开发商将它改造成了一家酒店。这正是我们访问期间下榻的地方,在我们访问后不久,筒仓就被再度改造,变成了阿克伦大学的学生宿舍。那里矗立着的筒仓,不仅以有形的方式提醒着人们往事,更标志着未来:桂格广场中心如今汇聚了各色商店、餐厅、写字楼、公寓,充满市井生活的气息。

和奥尔巴尼的情况相同,大学在唤醒阿克伦这位睡美人的过程中起着主导作用。但路易斯·普罗恩扎又与卡洛耶罗斯不同,后者只专注于纽约州立大学理工学院纳米技术中心,而普罗恩扎在考虑阿克伦大学的作用时,有着更广阔的思路。1999年普罗恩扎初到阿克伦大学时,他立誓要将该校变为地区重塑的主力,并当即着手制订了一份书面计划,他将计划命名为“阿克伦模式:大学作为经济增长的引擎”。
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 在计划中,他指出大学不应该是一座象牙塔,而应该是开放的知识资源,是公私实体间的联络者,大学有必要并且有条件成为所在地区的推动力量。阿克伦大学成功地扮演了这样的角色,并且与材料研究可谓天作之合:该校多年来一直是聚合物研究领域的领导者,培养了数以千计的科学家和工程师。其中许多人毕业后即进入大轮胎企业的研究实验室工作。由于这些实验室储备了大量人才,积累了丰富的专业知识,这些企业在转移制造业务时并未将它们关闭。因此,普罗恩扎很清楚,阿克伦地区具有雄厚的知识基础,其中大部分知识涉及轮胎制造中所用的材料:橡胶、合成材料、钢铁。人们需要做的只是再度唤醒这些宝贵的知识并另作他用,将其应用于那些21世纪迫切需要的适销产品。

目前,阿克伦大学的工学院和高分子科学与工程学院共有120名教职工、超过700位研究生和博士后,已经成长为美国最大的聚合物学术研究机构,同时也被公认为全球最重要的聚合物专业知识中心。两所学院的研究人员正致力于开发耐高温陶瓷、复合材料、新型金属合金等先进材料。这些材料正在改变汽车工业、航空航天工业乃至国防工业。

根据普罗恩扎的描述,阿克伦模式是“以大学为中心的”,然而,他的意思并不是大学必须掌控或领导所有的行动,他要表达的仅仅是这些活动和项目会以大学为中心向外辐射,并且其中往往涉及对知识的求索。奥斯汀生物创新研究所就是此类项目中的一例。该所由阿克伦大学、阿克伦儿童医院、第一能源公司(First Energy)、奈特基金会和苏马卫生系统(Summa Health System)合作创立于2008年,其宗旨是“集结最聪明、最具创造性思维的人才”以解决医疗问题,通过“结合创业精神与科技创新取得丰硕成果”。
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高级聚合物是奥斯汀生物创新研究所的重要研究课题,这种材料在医疗设备和生物医学领域有着极为重要的应用。这里进行的研究可能相当异想天开,例如发光涂料、自愈涂层以及能根据佩戴者胰岛素水平改变颜色的隐形眼镜材料。

此外,普罗恩扎也没有说以大学为中心的活动总是以阿克伦大学本身为中心。同样,位于阿克伦附近的肯特州立大学也有自己的聚合物研究项目。该校的格伦·H.布朗液晶研究所以液晶显示技术(LCD)发明者的名字命名,也是如今随处可见的液晶显示材料的诞生地,这种材料正越来越多地运用于高级材料和传感器中。俄亥俄州立大学位于阿克伦以西150英里(约240公里)处的哥伦布(Columbus),在那里,科学家同样也在进行聚合物的深入研究,他们重点关注的是聚合物与纳米技术之间的联系。
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 俄亥俄州立大学莱特中心集结了6家教育机构和60余家企业合作伙伴(包括固特异、通用电气、波音、杜邦、巴特尔、本田),同时还在多家新公司的创建过程中起到了关键作用。
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随着这些项目中的研究工作开始以新知识的形式产出成果,普罗恩扎看到,以大学为中心的模式还需要一个元素:学术界与产业界之间的桥梁。不能理所应当地认为研究人员就该在研究出新材料后与企业开放共享知识,然后在前期投入转化为盈利产品时被冷落一旁,分毫不取。这种想法大有旧时代的痕迹,那时学者染指商业仍是一种禁忌。有鉴于此,普罗恩扎创立了一个独立的研究基金会,为州立大学的教授们提供了一个平台,让他们可以从自己的发明中取得经济收益。

在实施与阿克伦模式相似的各类计划时,州政府同样有所作为。2002年,俄亥俄州州长鲍勃·塔夫脱(Bob Taft)斥资21亿美元发起了一项名为“俄亥俄第三前线”(Ohio’s Third Frontier)的计划,旨在“创造以新技术为基础的产品、企业、产业和就业岗位”。
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 在当时,这是美国各州政府发起的同类计划中最大的一个。“第三前线”计划的宗旨于2010年进行了更新,致力于为俄亥俄州的科技企业提供资金支持,帮助它们联系大学及非营利研究机构。

在“第三前线”的资助下,阿克伦大学的两位教授弗兰克·哈里斯(Frank Harris)和程正迪(Stephen Cheng)创办了阿克伦聚合物系统公司(Akron Polymer Systems)。他们聘请到了12名博士和多位来自当地的科学家,这还要归功于阿克伦巨大的聚合物专业人才宝库。他们的任务是开发可弯曲液晶屏的特殊薄膜、太阳能电池以及医疗和航空航天领域都会用到的可弯曲液晶屏。他们的研究成果取得了经营许可,多年来销售额已达10亿美元。
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专注于材料领域的创业公司已经蔚然成风,阿克伦聚合物公司仅仅是这新生代中的一员。它们能从轮胎制造业的废墟中崛起,要感谢普罗恩扎富有远见的工作、重整旗鼓的研究活动、各种商机以及政府的支持。以阿克伦表面技术公司(Akron Surface Technologies)为例,这是一家创业公司,由坐拥50亿美元资产的制造商铁姆肯公司(Timken)
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 和阿克伦大学合作创立。为了便于开展合作研究,铁姆肯公司将部分实验室搬到了大学校园里,双方在此共同研究抗腐蚀、传感器和涂层。如此布局兼顾了开放式知识共享和专有研究。铁姆肯公司保留了在特定领域(例如轴承领域)内的独家商业权利,但允许其他人在生物医学、航空航天等其他领域运用这些知识。

采取商业行动的并非只有创业公司和大轮胎企业留下来的实验室。阿克伦地区其他的大型老牌企业认为,它们也能从阿克伦模式中获益。总部位于阿克伦的高品质特种塑料生产商舒尔曼公司(A. Schulman)即为一例。尽管舒尔曼已在墨西哥、亚洲、欧洲等世界各地设有工厂,但它还是选择在阿克伦新建了一座塑料加工厂,就因为这里有以大学为中心的环境。舒尔曼公司董事会主席兼首席执行官约瑟夫·M.金戈(Joseph M. Gingo)称“自家后院有一家顶尖的聚合物研究机构”,公司从中看到了巨大的价值。于是,舒尔曼公司从阿克伦大学招聘实习生,并雇用了大量该校毕业生,供职于阿克伦当地及世界各地的工厂。
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阿克伦大学工学院的乔治·哈里托斯(George Haritos)和阿贾伊·马哈詹(Ajay Mahajan)表示,俄亥俄州的企业从智力共享中受益良多,并且矢志不渝地坚守此道,现在它们正大范围地分享各自的知识。它们教给其他公司如何检测并减少污染,如何利用传感器来开发清洁能源,如何用聚合物生产燃料电池组件。

正如前文所述,钢铁行业是这种智力共享的受益者之一。阿克伦已经在利用聚合物领域的专业知识为当地的钢铁生产商研制抗腐蚀涂层,这些钢铁企业因此得以生产下一代性能更佳、抗锈蚀性更强的产品。新一代钢材还可以最大限度地减少轴承的磨损。这是一个鲜为人知的问题,一些分析师估计,每年由轴承磨损造成的经济损失可达美国GDP的1%。
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铁姆肯公司时任技术和运营副总裁汤姆·史汀生(Tom Stimson)始终对合作创新和智力共享充满热情,笃信不疑。他为我们讲述了铁肯姆公司和阿克伦大学的研究人员开展合作研究的过程。他们的研究目标是开发特殊聚合物基轴承涂层,这种涂层的抗磨损性和抗腐蚀性比普通涂层高40%。公司为此投资500万美元建立了铁姆肯表面处理实验室,这是一所与阿克伦大学合资共建的实验室。历经18个月的艰辛谈判,双方才就知识产权问题达成协议,但由此产生的解决方案正变为美国知识共享的典范。

抗腐蚀涂层是一个鲜为人知的领域,但阿克伦在此领域取得的突破却对许多行业都具有重要意义,其影响不仅限于汽车产业,从发胶、唇膏等个人护理产品到外科手术设备的抗菌表面,聚合物基涂层广泛应用于各种产品当中。这项研究具有的巨大商业价值,我们前文提到过的阿克伦大学独立研究基金已经开始将其变现。人工支架生产商波士顿科学公司(Boston Scientific)为获取该校在涂层方面取得的研究成果支付了500万美元,美国国防部也对这一领域非常感兴趣,赞助了该校的一个项目,以进一步开发抗腐蚀涂层。

未来之路:发挥俄亥俄州东北部独有的创新潜能

“俄亥俄的制造业还在运转。”扬斯敦企业孵化器的首席运营官芭芭拉·尤因(Barbara Ewing)如是说。那些未能由旧模式过渡到新模式的企业已经被甩在后面,而那些转型成功的企业已经变得更聪明,并且找到了新的成功之路。尤因说:“人们又变得乐观了,我们不再认为自己无力与中国人一较高下。”
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 这印证了中国人自己对我们说过的话,也再次证实了这段旅程中我们在其他智带听到过的内容。奥尔巴尼的纳米技术研究中心和格罗方德证明了在半导体研究和制造方面输给亚洲只是暂时的;在北卡罗来纳州的三角研究园,科锐(Cree Inc.)这样的公司深信,LED领域的持续创新意味着照明领域的未来不在中国;通用电气、苹果、卡特彼勒(Caterpillar)这样的大公司也正在回迁部分业务。

从普罗恩扎提出阿克伦模式的构想算起,阿克伦已经活跃了15年,这段辉煌岁月取得的成果就是,俄亥俄州如今是公认的美国聚合物之都。在美国各州中,俄亥俄州是最大的聚合物和橡胶制品生产地、第二大塑料生产地,聚合物生产是这里的主导产业。
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 同时,俄亥俄州也是公认的全球聚合物和特种化工行业领导者,拥有约1300家公司,员工超过8.8万人。

阿克伦有一个最大的优点,这就是它能敏锐地意识到,一个一度辉煌的工业区可能转眼间就会发现自己正面临着生存危机。同样重要的是,当地的高校管理者和政府官员已经认识到,借助智力共享,这种威胁是可以化解的,整个区域也可以成功转型。阿克伦可能永远都不会再体验到昔日世界轮胎之都享有的那种牢不可破的安全感和优越感了,在竞争异常激烈的当今世界,这无疑是件好事。然而,阿克伦人已经摆脱了汽车泡沫破裂后曾盛极一时的自我否定和风险规避之风。据普罗恩扎介绍,目前,阿克伦众多小型聚合物企业雇用的员工比大型轮胎企业鼎盛时期还多。

这不仅仅是一次觉醒,更是一次复兴。

三角研究园:围绕困境中的先行者形成的智带

当我们的飞机靠近北卡罗来纳州罗利–达勒姆国际机场时,映入眼帘的是一派苍松林立的田园风光。但真正吸引我们注意力的是这里的建成环境,特别是阳光照耀下的现代化航站楼,顶棚高耸,俨然一道气势惊人的大门,通往那些一度苦苦挣扎的城镇。这些城镇如今正演变为该地区的知识创新中心。

半个世纪以来,北卡罗来纳州皮德蒙特地区经历了翻天覆地的变化,谱写了一段与其他智带相似的故事,但这相似之中又有殊异之处。20世纪50年代,北卡罗来纳州基本上还是一个农业州,在美国最穷的州中排名第三。它是城镇化锈带州的乡村版:就经济上的重要性而言,纺织、烟草、家具制造之于罗利–达勒姆–教堂山,恰如钢铁、汽车等重工业之于中西部地区。这些产业一如北方地区的经济支柱产业,面临着充满挑战的未来,不少已经开始衰败。州政府官员和商界人士明白,如果没有新的收入来源,当地的经济将有存亡之虞。北卡罗来纳大学化学教授威廉·利特尔(William Little)直言:“过去我们相当墨守成规。”
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利特尔等人偶然间提出了一个惊人的新想法:创建美国第一个完整意义上的科技园区。拟建的园区将依托本地三大高校的力量——杜克大学(达勒姆)的医疗保健专业、北卡罗来纳大学(教堂山)的教育专业、北卡罗来纳州立大学(罗利)的材料研究和农业研究——在一个以科研为基础的经济区内,建立起统一的研究社区。利特尔称,这样做的目的不是要“抛弃我们的传统产业”,而是要增进产业的多样性。

创建三角研究园是一项浩大的工程,需要各方的参与,其中包括三所高校、连续几任州长及其他州政府官员、银行家、投资者以及北卡罗来纳州内外的企业和房地产开发商。研究园并没有立即出现在达勒姆那块7000英亩(约2833公顷)的土地上。乔治·辛普森(George Simpson)回忆道:“一开始,我们还只是虚张声势。”他是三角研究园委员会首任主任,也被普遍视为研究园的灵魂人物。辛普森和追随他的同事走访了200余家公司,以争取它们的支持,鼓励它们参与进来。四处走访时,他们会带着一本宣传册一样的东西,上面三所高校标志性的钟楼图案为它罩上了一层诱人的常青藤盟校光环。
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研究园的招租过程持续了十余年。随着租户的增加,园区声名日盛,博得了一些美国顶尖企业的关注。1965年,三角研究园取得了一项重大突破,IBM决定在此投资建厂,生产最新推出的System/360大型计算机。“蓝色巨人”(IBM绰号)认真考量过工厂的选址,提出了非常严苛的要求:实力雄厚的大学;高品质的生活;政府、学术界、企业之间良好的协作关系;勤劳的职工;不参加工会的工人。三角研究园提供了这一切,于是IBM决定在此扎根。System/360取得了巨大的成功,这至少在一定程度上归功于IBM在北卡罗来纳的业务。同时,System/360的成功也为此项投资正了名,《财富》杂志
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 就曾将其称为一场“50亿美元的豪赌”。对有些人来说,冒险看起来纯粹就是赌博,但IBM看到了三角研究园的潜力,做出了明智的选择——此举与数十年后通用电气在贝茨维尔(Batesville)做出的明智决断颇为相似。

IBM投身三角研究园所产生的影响远不止其计算机系统取得的成功。此举开辟了通向未来智力共享的道路,对企业、政府以及以往封闭孤立的学术研究机构来说,这是一种新的合作方式;同时,此举也在美国正式确立了研究园区这一概念。

研究集群不同于智力共享生态系统

三角研究园如今已不再垄断罗利–达勒姆地区的创新活动。郊区的景致、郁郁芊芊的草木、与世隔绝的环境,这些东西在五六十年代足以吸引来最优秀的人才,但在今天,它们并不能吸引到年轻的研究者。如我们所见,年轻的研究者如今更喜欢热闹的城市氛围、开放的工作空间、小餐馆和咖啡馆,这样的环境可以促进日常交际活动,方便开放式合作创新。

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翻修前的美国烟草园区

图片来源:本·凯西(Ben Casey)



罗利–达勒姆地区让人感兴趣的地方在于,智力共享环境兴起之地就在三角研究园附近,包括罗利的百年纪念校园和达勒姆的一些场所、设施。2010年,距三角研究园仅数里之遥的好彩香烟厂旧址重新开放,变为美国烟草园区的一部分。整个园区占地100万平方英尺(约92 900平方米),被美国烟草公司称为北卡罗来纳州“有史以来最具雄心、规模最大、影响最深远的历史遗迹保护和改造项目”。
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 杜克大学校长理查德·布劳德海德(Richard Brodhead)说:“现在,那里才是施展拳脚的地方。”
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焕然一新的美国烟草园区

图片来源:美国烟草公司



然而,三角研究园的管理层也非常清楚这种由新创新方式引领的文化转向,他们正在努力提升园区环境,以便园区能与周边新的活动密集带互通并从中受益。三角研究园中的许多企业都在投资材料研究。举例来说,我们拜会了LED半导体制造商科锐公司(Cree)的首席执行官查克·史沃博达(Chuck Swoboda),这是一个精瘦结实、热情开朗的男人。史沃博达从1993年公司上市起就一直在此任职,他办公的总部办公室就在公司生产与研发基地隔壁。史沃博达称,获取新知识在科锐是头等要事,公司之所以会选址在北卡罗来纳州附近,就是因为这里的研究人员专注于LED关键制造材料的发展。
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从早期率先在世界上推出蓝色激光开始,科锐公司走过了一段漫长的道路。当时,大多数研究者认为使用LED照明的想法太过疯狂。但随后,产品开发中出现了意外的突破口。时任大众公司首席执行官费迪南德·皮耶希(Ferdinand Piëch)的妻子厄休拉·皮耶希(Ursula Piëch)在匆匆一瞥间,看到了蓝光LED,发现了那灯光的迷人之处。不久后,蓝光LED就装点在了新款大众甲壳虫汽车的仪表盘上。

当时,北卡罗来纳地区的企业界已经具备了雄厚的实力,但没有三所创始成员大学以及其他附近教育机构的共同参与,这里绝不会成为智带。

以北卡罗来纳州立大学为例,该校拥有全美第四大的工学院,
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 同时还设有顶尖的纺织品专业。纺织品是世界上最古老的材料之一,也是一种极具发展前景的材料。但在纺织品制造商迁离这一地区后,其他大学大多放弃了这一学科。北卡罗来纳州立大学的工学院和管理学院还依托学校的百年纪念校园提供了一项创业联合培养项目。百年纪念校园身兼大学校园、工业园区、研究设施、企业孵化器等多项功能,是三角研究园的升级强化版。

在促成高校、创业公司、研究型公司的合作(通常是同地合作)方面,斯坦福和麻省理工遥遥领先。尽管如此,百年纪念校园是唯一一个由州立大学主导的此类项目。北卡罗来纳州立大学校长兰迪·伍德森(Randy Woodson)在谈到百年纪念校园时说:“这里是真正适合生活、学习、娱乐的环境”,园区内有多达64家企业。“你可以早上去上课,在世界一流的图书馆里自习,下午去实习,毕业后找一家公司工作,完全不必走出校园。”
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不仅有许多企业迁入百年纪念校园,还有些企业就是在这里诞生的。材料是这里的主要研究热点。以匙花公司(Spoonflower)为例,公司创建于园区的一栋宿舍楼内,这栋宿舍楼被昵称为“车库”,以此致敬美国创业者最青睐的创业地点。我们认为匙花公司最值得关注的地方在于,它和许多智带企业一样,依托的是该地区的某项传统优势,具体而言,它依靠的是纺织业。公司生产的产品由客户自行设计的墙纸、织物和礼物包装。

然而,更多的活动还是关于不太熟悉的材料的。以百年纪念校园内的非织造研究所为例,该所重点开发的是足以令人吃惊的先进新材料。这些材料通常具有独特的性质:抗菌;可滤除紫外线;耐化学品(包括用于武器的化学品);耐热。从尿不湿到防护服,所有这一切都会受此研究影响。恒适(Hanes)等大型纺织公司和军方都对这里的研究抱有很大兴趣。该所研究成果卓著,名声显赫,以至于总部位于斯图加特的曼胡默尔集团(Mann+Hummel)在2013年将旗下的过滤技术研发中心搬到了百年纪念校园内。

从研究设施到各种餐馆,百年纪念校园不仅为企业提供了智带环境的一切好处,它还有一些新特色。百年纪念校园1/4的科研经费来自企业,远高于美国主要研究大学平均5%的比例。作为回报,投资者有机会接触到开拓性的研究项目,还可以取得对项目中产生的创新成果进行商业化的权利。为使上述过程顺利进行,北卡罗来纳州立大学制定了一份标准合同,企业因此可以不必再就每一笔交易协商新的协议。
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 合同中明确规定,企业实体将保留创新成果商业化的全部权利,但是知识产权价值一旦超过2000万美元这一临界值,公司就需要付给大学一定的费用。这样的协约避免了繁文缛节,节省了时间,确保了合作关系的一致性,实现了由研究成果到热门技术、适销产品的转化过程。

如今,这一地区正发展为成熟的智带,这里有百年纪念校园,有尖端制造设施,有全州教育机构组成的各类协会,还有好彩香烟厂这类改造过的废弃设施。原来的三角研究园也随之发生了变化。园区内的5个孵化器培育出了80家创业公司和早期公司,其中超过四成企业只有不到10名雇员。三角研究园总裁鲍勃·乔勒斯[Bob Geolas,即Robert Geolas(罗伯特·乔勒斯) ]从这些企业身上看到了研究园的未来。其中有些公司有一个显著的新特征:生产规模小,所需资金少。前IBM制造业务负责人迪克·多尔蒂[Dick Daugherty,即Richard Daugherty(理查德·多尔蒂)]将其称为由年轻企业主导的“手工艺作坊式制造业”,这些企业仅雇用少量员工,根据需求生产小批量、高质量的零部件。

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三角研究园总裁兼首席执行官鲍勃·乔勒斯

图片来源:三角研究园



总而言之,三角研究园的当前目标是,比重新利用传统制造工厂的残迹更进一步,创造一种全新的模式,将学术界、国际商务、纳米产业、政府、社会工程等诸多要素统统收纳于当地的环境中。这里依旧以群山起伏的风光而闻名,但更有名的是,这里有智力共享。乔勒斯说:“要想让这里活力永驻,持续吸引勇于创新的青年才俊,我们就要坚持高度合作,做到独一无二、值得信赖,还要能激发人们的创造力。”
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 做到了这些,当地就可以在数十年来积累的知识(多数与材料科学相关)的基础上再接再厉,将这些知识投入到未来的应用当中。

瑞典隆德和马尔默:世界一流工具助阵材料研究

每个锈带都需要一位联络者,他们或动之以情,或晓之以理,最终促成了锈带的转型。阿克伦有路易斯·普罗恩扎,隆德和马尔默则有尼尔斯·赫耶尔(Nils Hörjel)。20世纪80年代早期,瑞典正经历经济衰退。赫耶尔当时是瑞典南部地区的一位省长,他确信,造船业等重工业走向衰落的同时,整个地区也会随之沦为锈带。

远在斯德哥尔摩的政府各部部长试图采用传统的凯恩斯主义政策措施来解决这场全国性的经济危机,与此相反,赫耶尔思路一转,为他治下的城市描绘了另一种未来。他所构想的新经济结构有两大支柱:一是计算机和电子产业,二是化学和生物技术学科,这两项如今依然是隆德大学的重点研究领域。

赫耶尔认为,第一步是要建立一座科技园,营利性企业可以在此与非营利性大学的研究人员合作。按赫耶尔的构想,科技园将激励、扶持研究创新和商业创新,最终为当地塑造出新一代大规模知识型产业。赫耶尔在为商界人士和学者牵线方面起到了良好的作用,以前的同事形容他是一位非典型政治家——既是公务员又是企业家。
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 他是爱立信等多家瑞典公司的董事会成员,因此,他在公私经济部门都建有广泛的人际关系网络,是一位成功的联络者。

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瑞典马尔默考库姆造船厂中一艘在建的油轮(1961)

图片来源:盖蒂图片社/温菲尔德·帕克斯(Winfield Parks)



赫耶尔为科技园选中了一个既靠近大学又方便企业的好位置,但这片区域早已被划为居民住宅区。于是,他与隆德地方政府共同努力,改变了这片区域的指定用途,随后又获得了宜家(IKEA)创始人英格瓦·坎普拉德(Ingvar Kamprad)的资金支持,买下了这块土地。接下来,赫耶尔召集了多位当地建筑公司和地产开发公司——其中不乏互为竞争对手的企业的领导,赫耶尔与他们展开合作,组成了企业联盟,共同开发园区。

赫耶尔与当地的商界领袖商讨了园区内活动的商业重点应该是什么,是芯片,还是医疗设备?赫耶尔与一位出身瑞典望族瓦伦贝里家族的爱立信董事会成员非常熟悉。在一场在其家族城堡中举办的董事会晚宴上,瓦伦贝里在董事会同僚面前提出了有力的理据,指出隆德的产业重点应该是移动电话,并且爱立信急需年纪轻、有技术的工程师,因此应该把公司的研究中心落户在赫耶尔正在开发的新科技园中。这样,爱立信也许能及早进入市场,取得领导地位。

短短两年时间,科技园(现名为“易得用”)就取得了成功。和北卡罗来纳州的三角研究园一样,科技园的诞生是多方共同努力的结果,涉及开发商、企业家、当地政治家、知名企业以及附近的大学。隆德大学或许只能算是一所地方院校,但它是斯堪的纳维亚地区最大的大学,拥有48 000名学生,占隆德城市人口的一半。该校是世界百强研究型大学之一,翻开学校的创新史,超声诊断、人工肾脏、蓝牙技术、尼古丁药物力克雷(Nicorette)等赫然在列。

爱立信首席技术官马茨·林多夫(Mats Lindoff)是爱立信易得用科技园团队的早期成员。当时,林多夫的上司尼尔斯·鲁贝克(Niels Rubeck)给他看了一部手机原型机,告诉林多夫,他们的任务就是要把这部笨重的原型机从“大如砖块”变到“小如火柴盒”。随着项目势头日盛,爱立信每周要招聘多达20位工程师,先是从瑞典招,后来又从世界各地招。在研发活动的巅峰时期,爱立信雇有4000位工程师。爱立信与隆德大学的科学家有着密切的合作,其中著名无线电技术专家斯文·奥洛夫·厄尔维克(Sven Olof Orvik)院士为爱立信做出的贡献尤为突出。他和他的得意门生们在科研过程中解决了多项最棘手的技术难题,这些学生一毕业就加入了爱立信的实验室。

在爱立信手机研发活动的带动下,隆德及周边地区形成了一个由合作商和供应商组成的广泛的生态系统。爱立信每雇用一位研发工程师,就会相应地有十几位工程师在附近的供应商或其他移动技术公司工作。由于对手机的需求激增,爱立信力图将产量提升至年产100万部。然而,即使有高度自动化的生产线,公司仍然无法达到生产目标。公司考察了从中国进行采购的能力,随即发现,在那里公司可以以更低的价格生产出质量更好、可靠性更高的手机。于是,从1999年起,爱立信开始在中国进行生产。虽然此举能使公司迅速提高产量,但它有一个严重的缺点:它将工程设计从制造中分了出来。由于各学科独立运作,泾渭分明,爱立信无法从多学科的合作中受益。因此,当智能手机开始兴起时,爱立信的工程师否决了涉足这块市场的主张,因为他们看到有太多的技术壁垒摆在面前。林多夫说:“因为过多地从工程设计角度进行考虑,我们丧失了在手机领域的主导权。” 
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接下来的事已经载入史册。2007年,苹果公司推出了iPhone(苹果智能手机),而到2009年,爱立信移动事业部已经归入索尼旗下。不过,正如我们在其他智带所看到的,由于隆德拥有强大的研究专长,索尼保留了爱立信在易得用科技园的研究中心,目前仍有2500名工程师在那里工作。

隆德智带的成员开始考虑采取新的举措。赫耶尔一开始就提出过新经济结构的两大支柱:电子与计算机科学、化学与生物技术。从全球来看,生物技术的前景一片光明,因此,它们决定将努力的方向重新聚焦于生命科学。

2014年,阿斯利康公司(AstraZeneca)整合了旗下的研究部门,将研发人员由隆德迁往哥德堡(Göteborg),腾空了紧邻易得用科技园的研究基地——医药村(Medicon Village)。隆德和瑞典、丹麦的参与者联手,在这里启动了新的生命科学项目——医药谷(Medicon Valley)。如今,谷内已有多家领先的制药企业,其中包括:全球糖尿病研究领导者、斯堪的纳维亚地区最大的制药企业丹麦诺和诺德公司(Novo Nordisk),巴沃温特公司(BioInvent),从事免疫类药物开发的活性生物技术公司(Active Biotech),卡穆鲁斯公司(Camurus),著名医疗器械制造商金宝公司(Gambro)也在这里。此外,谷内还有数百家其他小型生物技术创业公司,这些创业公司有望使医药谷成为世界一流的生物技术园区。谷内目前有4万名工作人员,分别占丹麦、瑞典两国生命科学从业人员的90%和20%。即便生命科学领域内的风险回报率不容乐观,他们仍愿意奋力一搏。进入临床试验阶段的药物只有1/15能取得成功,其中能在市场上热销的更是极少。

易得用科技园接纳、孕育的企业涉及多个科技产业,包括清洁技术、软件、新材料、电信和生命科学。科技园孵化器负责人里卡德·莫塞尔(Richard Mosell)是一位专利律师,也是一位发明家的儿子,他对我们说:“创新大多出现在交叉领域。我们在易得用创造的环境可以让工程师与创新人才和创业者进行交流。”莫塞尔表示,造船、轮胎等锈带产业的研发过程中存在严格的等级制度,智力共享过程与此截然不同,“它更像是在拍一部电影”。
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智力共享还催生了一个了不起的项目,一个你可能只有在电影里才能见到的项目——耗资3亿美元的Max IV粒子加速器。Max IV粒子加速器呈环形结构,大小与体育场相当,看上去绝对是瑞典有史以来最大的研究项目,事实上也是如此。Max IV很可能会引起世界粒子研究重心的转移。它的用户不仅包括大学教授,还包括那些从事新材料研究、希望研究纳米级分子的企业。据负责管理加速器与企业用户关系的化学家卡塔琳娜·诺伦(Katarina Noren)介绍,Max IV“胜过几乎所有”美国、欧洲、日本最先进的加速器。
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这台超级先进的设备内部是如何工作的?诺伦解释道:“我们提供的东西是光。我们将电子加速至接近光速,利用磁场引导电子沿圆形轨道穿过狭窄的管道,进而发出光。这种光的光强是普通日光的1000倍。”Max IV可以产生从紫外线到红外线光谱内的所有光,科学家可以借此研究各种气体、表面和生物材料。研究人员可以探索原子和分子混合在一起时彼此间如何相互作用,他们甚至可以微调它们的结构,以产生具有特殊性能的新材料。诺伦称:“Max IV将成为在纳米水平进行新材料研究的标准方式。”

你可能会猜想,在这样的设施中取得的知识会被赞助它的企业小心翼翼地保护起来,就像旧日里的研发活动一样,大家大门紧闭,遮遮掩掩。然而,面对Max IV,企业有两个选择:如果它们同意分享从实验中获取的知识,那么它们就可以免费使用设施;不同意则必须付费。但有些类型的研究,非如此口径的加速器绝不可能完成,企业很可能会乐于为这种项目支付一大笔费用,而这笔钱将会用于支付管理费用、改善设施,反过来惠及所有用户。

荷兰:煤矿区的重生

荷兰南部的煤矿区是一位典型的睡美人,她正在寻觅一位能释放其潜能的王子。20世纪60年代初期,荷兰北部地区发现了欧洲储量最大的天然气田,随后,政府关闭了煤矿区。最初,矿区的关闭被视为一场灾难,尤其是从就业上看,因为煤矿的所有者帝斯曼是当地最大的雇主。然而,帝斯曼转向了生产基础化学品,生产基地就位于废弃的矿区附近,在很多年里为该地区提供了很多就业岗位。但到90年代,帝斯曼决定再次转型,此次转为生产维生素和生物基材料。工会和地方政府担心这位当地最重要的雇主如今将要离去,就业岗位也会随之一去不返。但2007年出任帝斯曼首席执行官的谢白曼(Feike Sijbesma)让所有相关人士相信,他的公司不仅将留在当地,而且会在这里发挥更大的作用。如何做到这点?谢白曼提出要建立一个研究园区,各公司及研究人员可以在此推动生物基材料领域的发展,并且园区的选址就在帝斯曼原来的化工生产基地上,靠近马斯特里赫特市(Maastricht)。

长期以来,荷兰在新材料开发领域一直处于领导地位。近一个世纪以前,荷兰政府就成立了国家航空航天实验室
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 ,以便与两位合作伙伴共同开展研究。这两位伙伴分别是荷兰皇家航空公司(Royal Dutch Airlines)和福克公司(Fokker),前者是全世界最早的商业航空公司之一,后者是飞机制造业的先驱。它们的研究目标是提高飞机的效率和可靠性,而对此影响最大的因素就是飞机材料的性能。20世纪80年代,材料研究的焦点是合成纤维。荷兰的两家化工企业——阿克苏和帝斯曼分别推出了特瓦纶(Twaron)和迪尼玛(Dyneema),这两种材料与杜邦公司研制的凯芙拉(Kevlar)相似,但更为牢固。这些纤维已成为汽车和航空航天产业普遍使用的热固性复合材料的关键成分。

自20世纪90年末代以来,谢白曼一直是南方地区的联络者。他最大的贡献在于消除了各工会和各地地方政府普遍持有的怀疑态度。他总是在思考如何解决问题,而不是只想着问题本身。因此,他能够创造条件,最终将马斯特里赫特大学、地方政府和他所在的公司聚到一起,形成平等的伙伴关系,继而在研究园区中展开合作,聚焦生物基材料研究。开放式创新已经成为它们的口号,在原化工生产基地上兴建起来的园区也被命名为“切梅洛特”。“切梅洛特”(Chemelot)一词由chemical(化学的)和Camelot(卡梅洛特)两词组成,后者是传说中亚瑟王和他的骑士们所在的城市。

最终,有超过50家公司搬入了切梅洛特,创造了超过1100个高质量的就业机会。这些公司中包括由壳牌石油公司分立出来的阿凡田公司(Avantium)。
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 该公司专门从事催化剂研究,服务对象包括英国石油、壳牌、帝斯曼、可口可乐等企业。阿凡田的研究人员凭借催化剂方面的知识,发现了如何使用PEF(聚乙烯呋喃酸酯,一种植物基可再生材料)替代目前塑料瓶普遍使用的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。2012年,阿凡田在可口可乐、达能(Danone)、阿普拉(ALPLA,一家奥地利包装企业)等合作伙伴的支持下,在切梅洛特园区内建起了试点工厂,随后,商业生产设施也于2015年开建。

同样位于切梅洛特的QTIS/e是一家创业公司,定位是开发卫生保健领域的新材料。
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 公司的两位生物工程师——米丽娅姆·鲁本斯(Mirjam Rubbens)和马丁·科克斯(Martijn Cox)——正在进行一项关于活体心脏瓣膜的突破性研究。他们与材料专家密切合作,开发出了一种可生物降解聚合物,并取得了相关专利。这种聚合物可以与健康的人体细胞融合,制造出新的血管和瓣膜组织。新组织会逐步接替原身体组织的机能,聚合物则逐渐溶解。这项成果有一个巨大的优势:患有先天心脏缺陷的幼儿(每年仅在欧洲就有4000例)可以仅用一次手术就解决问题,而不必像使用其他塑料心脏瓣膜一样,需要两到三次手术。新技术已经通过了动物测试,并且已有10位人类患者成功接受了治疗。科克斯现在是公司的首席科学家,他表示,2016年将有更多心脏病患者接受临床测试。他说:“如果这些测试取得成功,瓣膜将于2018年开始投入市场。” 
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地方政府、大学、私营企业之间的合作是切梅洛特出现并取得成功的关键因素。近年来,马斯特里赫特大学先后将一些硕士专业开设在切梅洛特,并且研究和教学都在与园区内企业的紧密合作中进行。十年间,切梅洛特得到了慷慨的资助,还从财力雄厚的林堡省(荷兰)取得了6亿欧元的投资,已足以吸引顶尖人才。彼得·彼得斯(Peter Peters)教授就是其中一位。他原本就职于阿姆斯特丹自由大学和著名的安东尼·范·列文虎克(AVL)肿瘤医院。后来为了主持新成立的纳米显微研究所,他从阿姆斯特丹搬到了马斯特里赫特。彼得斯和他的团队将探索癌症和某些传染病是如何产生的。在帝斯曼的资金支持下,他们在工作中将用到专门的显微镜。
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 另一位学术大家克莱门斯·范布利特尔斯瑞克(Clemens van Blitterswijk)——被称为荷兰最有企业家精神的教授——也携其团队离开特文特大学来到了马斯特里赫特大学。该团队由20名研究人员组成,专攻组织工程学。
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 他们利用干细胞来创造可以重建组织、修复骨骼的智能材料。除了自己的研究项目,范布利特尔斯瑞克还有一个目标,那就是与帝斯曼和其他切梅洛特的企业紧密合作,共同创造一个“衍生公司池”。

从纺织品到热塑性塑料

正如我们所见,俄亥俄州的聚合物研究并没有止步于阿克伦地区,而是经由该地区向外扩散,在不同地区、不同机构间形成了紧密的联系。荷兰也是如此。除了南部原矿区的锈带,荷兰东部与德国交界地区的特文特(Twente)也进行了大量材料生产活动。特文特的纺织业曾辉煌过上百年,但与马斯特里赫特的遭遇相同,20世纪六七十年代,南欧国家廉价劳动力带来的竞争对当地就业造成了灾难性的影响。位于特文特的昙卡(TenCate)公司一直致力于制造热固性复合材料,但这种材料难以制造且不可回收。经过十多年的努力,一位昙卡的工程师取得了一种新加工工艺的专利,这种工艺可用于生产一种名为“Cetex”的材料,这是一种柔韧性更好的热塑性复合材料,可以轻易地加工成各种形状。

Cetex的生产工艺与之前的热塑性塑料相似,都是基于该领域内长期采用的传统织造方法。第一步是将极细的合成纤维编织在一起。昙卡公司首席执行官勒克·德弗里斯(Loek de Vries)解释说,编织细丝而不出现断裂是一门艺术。
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 凭借织造方面的专长,他们创造出了强韧、高度耐冲击的热塑性材料。不仅如此,通过喷涂一种专利涂层,这种材料还可以做到防潮、防火。

昙卡将Cetex的应用领域锁定在三个全球性利基市场上:国防和安全、汽车和航空航天、人造草皮(美式足球和英式足球的运动场地以及中东等炎热地区的公共草坪)。昙卡如今已在人造草皮领域处于世界领先地位,公司还在继续与合作伙伴共同努力,以使材料更柔韧、更坚固耐用、更安全。

昙卡已凭其热塑性塑料在航空航天零部件市场占据了有利位置。航空航天零部件要求材料必须能在极端条件下工作,一旦出现故障,可能会引起灾难。材料必须能承受-55℃~45℃的大范围温度波动。在极端寒冷的条件下,纤维不能变得太脆弱以致断裂或粉碎;而在高温条件下,材料又不能变得过于柔软或者达到熔点。材料还必须能承受飞行器在起飞、降落、颠簸中经受的强烈外力。

昙卡一直在工作中与客户保持智力共享关系,荷兰福克公司就是其中一位。1996年,福克公司经历了破产,随后公司变为一家零部件企业,专攻机身、机翼部件和起落架。
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 福克公司首席技术官维姆·帕斯特宁(Wim Pasteuning)向我们解释了他们在产品所用热塑性塑料的研究中与昙卡进行合作的重要性。他们要求昙卡对材料进行频繁地测试,以取得在航空航天领域应用所需的认证。帕斯特宁对我们说:“即便他们知道我们的订货数量不会太多,他们还是准备这么做。”
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 而在昙卡公司看来,此举可以改善它们的产品,使其达到最高标准,同时还可以逐步扩大公司的商业活动范围,以便进军利润颇丰的汽车市场。

多年来,昙卡和福克还与国家航空航天实验室以及代尔夫特(Delft)、特文特两地的理工院校保持着密切合作。2009年,上述合作伙伴与波音公司在热塑性复合材料研究中心展开了智力共享,该中心位于特文特大学校园内,就在昙卡公司总部附近。

目前,昙卡正凭借其航空航天材料方面的专长,将热塑性塑料的应用领域扩展至汽车产业。2013年,昙卡与瑞士汽车零部件生产商克林格兰(Kringlan)签署了合作协议,共同生产汽车轮毂等模塑复合材料部件。德国汽车制造商宝马公司早在2011年就购入了克利夫兰17.5%的股份。宝马公司希望能以更轻便的复合材料代替钢制轮毂,而克林格兰是第一家能量产复合材料轮毂的公司。复合材料轮毂将比钢制轮毂轻30%~40%,因而将降低油耗、减少二氧化碳排放。

昙卡与克林格兰分别分享了自身的材料专长和制造技术,再结合双方在汽车产业和航空航天产业的丰富知识,必定有助于制造新一代更安全、更节能的汽车和飞机。


第四章

蓝领和白大褂


医疗设备产业和生命科学产业的跨界合作


并不是每个智带都由锈带转变而来,也并不是每段故事中的灵魂人物都契合联络者的形象,像阿兰·卡洛耶罗斯或北卡罗来纳和马尔默的执政者一样,卓尔不群,一身传奇色彩。以明尼阿波利斯(Minneapolis)为例,当地最为显要的是大型企业美敦力(Medtronic)。这里没有人独担联络者的角色,倒是有几位医生、研究员、企业家和风险投资家。他们是各类人才中的领军人物,在他们的努力下,明尼阿波利斯–圣保罗地区成为以医疗设备为重点的生命科学智带。

长期以来,明尼阿波利斯一直是美国医疗保健产业的中心,这在很大程度上要归功于一位关键人物(如果说他不是完整意义上的联络者)——克拉伦斯·沃尔顿·李拉海(C. Walton Lillehei,1918—1999),一位独行其是又善于自我推销的医生。他是一位杰出的外科医生、一位才华横溢的明尼苏达大学教师,更是心脏直视手术技术、设备的开拓者,在针对先天性缺陷患儿的手术方面贡献尤多。
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 换言之,他是一位多面手:医生、学者、创业者。但他并不完全是构建生态系统的具体实施者——这些人后来才会出现。(李拉海还以“骄奢的生活”以及与美国国税局的纠纷而闻名,这些细节使他的人物形象更加丰满,但与我们的故事不太相关。)

20世纪50年代,心脏手术需要依赖一种笨重的电动设备来维持手术期间病人的心跳。1958年的一天,正当李拉海在为一个孩子手术时,医院停电了。设备停转,病人的心脏停止了跳动,最终孩子死在了手术台上。

李拉海不想让这样的悲剧再次发生。恰逢他手下的一名护士嫁给了一位名叫厄尔·巴肯(Earl Bakken)的电气工程师。巴肯经营着一家公司,专门为明尼苏达大学医院修理医疗设备。于是,李拉海请巴肯设计一种由电池供电的小型便携设备,以此替代由电力驱动又不便移动的旧设备,这种旧设备正是让那位年轻病人殒命的罪魁祸首。巴肯根据李拉海在餐巾纸上勾勒的草图,对一种节拍器(可以帮助学音乐的学生保持稳定节拍的机器)的构造进行了改造,做出了机器原型。当时美国食品药品监督管理局的时代尚未到来,因此,李拉海不必受到限制,第二天便拿着小工具做起了测试,测试效果很好。在对设备进行了多番改进,并让持怀疑态度的外科医生相信其工作效率和可靠性之后,这种最终设备成了美敦力的拳头产品。如今的美敦力已经是世界领先的心脏起搏器品牌。

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“心脏直视手术之父”李拉海医生

图片来源:明尼苏达大学李拉海研究所



在李拉海创新成就的鼓舞下,当地建起了由医生、科学家、医院、大学构成的网络,正是这个网络将明尼阿波利斯塑造成了以医疗设备为核心的生命科学产业中心。

生命科学是智力共享活动中最前沿、发展最迅速的领域,包括生物科学、生物技术、生物医学和医疗设备。生物技术领域的探索活动最早可追溯至公元前7000年左右的啤酒发酵,但“生物技术”(biotechnology)一词直到1919年才由匈牙利工程师卡罗伊·埃赖基(Károly Ereky)提出。他认为,发酵工艺可用于开发包括药品在内的多种产品。
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 确实如此。20世纪40年代,发酵工艺不仅为我们带来了类固醇和激素,还给我们带来了青霉素。多年来,青霉素拯救了数百万人的生命,并为各制药公司贡献了数十亿美元的收入和利润。

自此,我们目睹了生物技术多年以来取得的巨大进展和突破。20世纪60年代,在分子生物学研究
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 的推动下,终于相继出现了一批生物技术公司,例如基因泰克(Genentch)、百健(Biogen)、安进(Amgen)等。从90年代起,人类基因图谱绘制工作和免疫疗法取得的进展促进了新药物的开发,尤其是癌症治疗药物的发展。
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 研究还在继续深入,向克隆、干细胞、基因修饰发展。在过去的10年里,计算科学和数据分析已经成为生命科学研究和产品开发的重要组成部分。

针对霍乱、肺结核、疟疾、性病、艾滋病等诸多传染性疾病,我们在20世纪已经取得了巨大进展,开发出了许多治疗手段。因此,当今世界最大的健康难题应该是慢性疾病——癌症、糖尿病、心脏病、中风、肥胖。死于这些疾病的人数占全球死亡总数的60%以上,用于治疗这些疾病的费用占医疗支出的75%以上。
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 该领域的新产品、新技术开发要依赖智力共享,临床研究费用之高、过程之复杂、涉及学科之多,令任何一个参与者都无力独自开展研究——和我们在芯片、传感器和新材料领域看到的情况如出一辙。大型制药和生命科学企业已经削减了自己的研究活动,尤其是在新领域和风险较大的领域,它们宁愿把重点放在少数几个更有信心的项目上。但它们仍需要能够创造新知识的研究,因此,它们越来越多地通过购买取得研发中的“研”,同时又与创业公司保持着密切合作。这些创业公司的创始人通常是探索奇思异想的教授和学生。这样的小公司往往缺少足够的人才(尤其是管理人才)、必要的技术或充裕的资金,因而无力开展它们想要做的研究。于是,它们会反过来寻求与大企业合作,以便获取开发过程所需的资金,同时与大企业共同管理一个概念从早期实验阶段到落实为适销对路产品的全过程。大企业有时会入股或直接收购较小的合作伙伴。

眼下生命科学领域最激动人心的活动中,有些就出现在医疗设备行业,如今这已是一个总值3000亿美元的产业。这些设备将引起医疗规范和医疗程序的重大变革。传感器将收集比以往更为有用的医疗数据,进而排除诊断中大部分的猜测成分。此外,传感器还能监测药物和治疗措施的效果。外科医生将会依靠可植入的一次性传感器来准确定位并监测植入物。

内嵌传感器的可穿戴设备,例如手表、衣服、臂章,将会监控、追踪各种身体器官及身体机能,分析其性能,提供健康警报。正如便携式心脏起搏器取代了手术室中的机器,这些体积小、不显眼的可穿戴设备将取代以往只有医生诊室和医院病房才有的独立检测设备。它们可以向你的医疗保健服务提供商、设备制造商、监管机构无线传输大量数据。(安全和隐私问题现正处于热议之中。)强生公司首席执行官亚历克斯·戈尔斯基(Alex Gorsky)告诉我们:“不久后,所有的医疗设备都将能收集实时信息,哑巴产品的时代已经过去,远程医疗的时代即将到来。”
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本章中,我们将会前往:世界心脏起搏器之都明尼阿波利斯;俄勒冈州的波特兰,那里是大数据的天下;瑞士的苏黎世,那里有一座非凡的科技园;德国的“生物萨克森”地区(BioSaxony,萨克森州生物技术产业集群);以及芬兰的奥卢,一个在手机产业残迹上兴起的生命科学智带。

明尼阿波利斯:自力更生有时是合作的关键

多年来,明尼阿波利斯–圣保罗地区经历过经济上的起起落落,但在开始崛起为智带之前,这里从未像阿克伦、马尔默等城市和地区一样沦落为锈带。明尼阿波利斯长期以来一直是谷类加工业、啤酒酿造业和伐木业的中心。虽然这些产业的活动步伐放缓,但明尼阿波利斯避免了毁灭性的衰退,这是因为,几家总部长期坚守在“双子城”(明尼阿波利斯和圣保罗两市周边地区)的《财富》100强企业——包括3M、通用磨坊(General Mills)、嘉吉(Cargill)——没有抛弃这一地区。此外,由于研制出世界首台超级计算机的控制数据公司(Control Data)就位于此地,明尼阿波利斯在早期计算机产业中也占有一席之地。该公司连同多家由其分立出来的新公司为明尼阿波利斯吸引来了风险投资公司和信息技术人才,后来当地的医疗设备企业多得益于此。

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明尼阿波利斯金牌面粉厂前的铁路调车场(1940)

图片来源:科比斯图片社(Corbis Images)



明尼阿波利斯能成为以医疗设备为重点的生命科学智带,是各方面因素共同作用的结果。20世纪40年代末,有数据显示美国心脏病发病率在逐渐升高,为此,美国国立卫生研究院提高了对心脏健康及相关医疗程序研究的资助。这笔资助在明尼阿波利斯及美国其他地区催生了一个由医疗设备开发者构成的家庭手工产业。此外,这笔资助还激励了像李拉海一样有开拓精神甚至是冒险精神的外科医生。

诺曼·丹恩(Norman Dann)是20世纪50年代明尼阿波利斯的一位风险投资家,他一直关注着这些外科医生,看着他们变为他所说的“山大王”。这些有创业精神的医生手握着研究经费,还完全不需要与官僚主义做斗争。他们痴迷于医疗技术,在具备最新性能的新设备上一掷千金。反过来,他们的花费促成了小型新兴医疗设备制造商的崛起,而这些企业又将大部分利润投入进一步的研究当中。

明尼阿波利斯智带的建立还离不开知名医院和重点教育机构。该地区有多家世界一流的创新型医院(包括梅奥诊所)参与到了智带的建设之中。同样参与其中的还有明尼苏达大学及该校的学生和外科医生。

事实证明,当地“谨慎的冒险精神”文化也非常适于开发复杂的、革新性的、生死攸关的产品,例如医疗设备。这种态度在一定程度上植根于北欧移民的工作伦理。北欧移民都是天生的修补匠、自力更生的发明家,他们非常吝惜手头的资源,更愿意自己动手修理东西,而不是找修理工或者买替换品。

企业作为生态系统的联络者和催化剂

虽然李拉海在明尼阿波利斯早期的故事中有着举足轻重的地位,但在这里,真正可以被视为联络者这一关键角色的,却是一座围绕一家企业形成的人才库,这家企业就是美敦力公司。

1949年,厄尔·巴肯和他的姐夫在一间车库中合伙创立了美敦力公司,专门生产心脏起搏器。正是巴肯为李拉海制作了第一个心脏起搏器的原型。美敦力公司如今已经成长为全球领先的医疗设备和植入物制造商,但它最重要、盈利最高的产品仍然是心脏起搏器。与巴肯当初按照李拉海提的规格要求拼装出的小工具相比,如今的设备要小得多、可靠得多,但它们仍然价格高昂,售价为1万~2.5万美元,这还不包括住院费和手术费。全球每年售出约150万台心脏起搏器,其中40%是美敦力公司的产品。事实上,美国几乎垄断了起搏器制造产业。
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 美敦力还利用自身在起搏器方面的专业知识生产其他医疗设备,包括支架、除颤器、脑刺激器、脊柱刺激器以及胰岛素泵。
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美敦力公司在成长为全球制造业领导者的同时,还激发了大规模的知识创新。我们向美敦力公司战略副总裁埃莉·皮多(Ellie Pidot)问及“美敦力大学”(University of Medtronic)——有人说美敦力大学的贡献能够比肩甚至超过明尼苏达大学——她拒绝在二者之间区分高下,只是回答说:“明尼阿波利斯方圆50英里(80公里左右)内取得的心脏相关研发创新,比在世界其他任何地方都多。”
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两家机构始终坚持相互合作,创新成果在两者间双向流动。例如,明尼苏达大学开发出了一款胰岛素泵,而这款胰岛素泵的商业化则由美敦力负责。这只是明尼苏达大学医疗设备中心开发出的诸多技术中的一例。该中心是一座创新工坊,这里的科研人员已研发出超过125项专利。此外,学校还教授如何创业,并且赞助了“明尼苏达杯”创业大赛。“明尼苏达杯”是美国最大的州级创业竞赛,自2005年以来,已吸引了超过8000名有抱负的创业者。
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美敦力、明尼苏达大学及其他智带参与者的合作取得了极大的成功,创造了大量商业项目。2000年,明尼阿波利斯周边共有450家生命科学企业(主要集中在医疗设备领域);到2014年为止,这一数字已上升至2500家。世界最大的心脏瓣膜制造商圣犹达公司(St. Jude)和心脏起搏器公司(Cardiac Pacemakers)
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 都是由原美敦力研究人员创立的。其他几家支架和植入物制造商(包括CVRx、EV3
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 、SurModics)的创始人也是在当地的起搏器制造商那里开始的职业生涯。由于明尼阿波利斯医疗设备产业的活动极为密集,创业公司既可以利用这里丰富的人才资源,又可以获取风险投资,还可以向那些学识广博、长期关注这一产业的学者、企业家拜师学习,从他们那里得到反馈。

收购拥有创新团队的小型研发公司是美敦力公司智力共享战略的关键部分,这样做的生命科学企业并不少见。例如,2014年,美敦力公司收购了荷兰创业公司Sapiens SBS(Steering Brain Stimulation,定向脑部电刺激),这家公司专攻神经调节,将电脉冲信号和药物靶向传输至神经系统中的特定位点。公司同时还在开发拥有多达40个触点的下一代脑深部电刺激术。Sapiens首席执行官扬·克尔特延斯(Jan Keltjens)解释说,他们的融资出现了困难,于是,为了让产品顺利跨过“终点线”,他们有必要向美敦力寻求帮助。
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大型传统企业进行此类收购,主要是因为小型研究型企业拥有它们无法比拟的创新精神,它们依靠收购来的公司进行大部分创新性研究工作,这样做通常收效更好,成本也更低。如今已80多岁的诺曼·丹恩对早年的经历记忆犹新,他表达了和许多人一样的观点:“最优秀的研发工作都是由一小群不受等级制度约束的研究人员完成的。他们可以迅速纠正错误,其所处的文化环境也理解他们,研究中出错是在所难免的。”
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 大型企业往往封闭、迟缓、等级森严,在那里,研究人员不会因为错失良机受罚,倒是会因为犯错受罚。曾任职于通用电气医疗集团(GE Healthcare)的美敦力公司首席执行官奥马尔·伊什拉克(Omar Ishrak)认为,即便收购了一些小公司,公司的研发产出仍然太低,于是,他解雇了数千名公司内部的研究人员。
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 然而,当涉及组织大规模临床试验和构建支持系统时,美敦力这样的大公司在专业知识、影响范围、资源等方面仍具有压倒性优势。

原美敦力副总裁、后来担任生命科学小巷(LifeScience Alley,又译为生命科学联盟,明尼阿波利斯的一家行业协会)
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 总裁的戴尔·瓦尔斯特龙(Dale Wahlstrom)表示,除了美敦力公司和明尼苏达大学所做的贡献,专业研究和培训机构、专利律师、监管专家、风险投资家和当地政府在塑造“整体文化”的过程中也扮演着重要角色。瓦尔斯特龙告诉我们:“我在私营企业做科研时,完全不知道公私合作能做些什么。”但他现在已经意识到,企业和大学必须联合起来,共同开发新想法,与监管部门接洽。他说:“我现在(对公私合作)坚信不疑。”这正呼应了我们在世界各地智带的所见所闻。
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波特兰:耐克创始人推动的智能革命

波特兰与明尼阿波利斯不同,这里曾经历过锈带时期。俄勒冈州的经济曾以林业、炼铝业、造船业、汽车装配业为主,这些产业随后被服装企业和科技企业取代。围绕着测试测量设备制造商泰克公司(Tektronix),俄勒冈形成了一个广泛的供应商和经销商网络。1974年,美国政府要求英特尔公司在不易受地震影响的地区建设备用设施,于是,该公司在波特兰建造了一座芯片加工厂作为加利福尼亚制造业务的补充。在州长巴巴拉·罗伯茨(Barbara Roberts,任期1991——1995)的带领下,俄勒冈州为企业提供了减税优惠,鼓励企业根据双方商定的目标在此投资建厂。通过这种方式,俄勒冈州还吸引了其他高科技企业。

智带有时需要一位局外人来将各方聚到一起,即便他们已经比邻而居多年,情况也是如此。波特兰就属于这种情况,在那里,知名学府的研究人员与半导体巨头英特尔的企业人员长期在同一地区工作,但他们之间没有任何合作。促使人们走出组织孤岛的是菲尔·奈特(Phil Knight),他是当地另一家著名企业、运动服饰行业的标志——耐克公司(Nike)的联合创始人兼董事长。在奈特朝着这个目标努力的过程中,2013年9月的一晚迎来了关键的一刻,他在一场表彰布莱恩·德鲁克尔(Brian Druker)的筹款活动中成为众人的焦点。德鲁克尔是奈特癌症研究所主任,也是该所最杰出的研究员,他有句名言:“我们可以战胜癌症,这是毋庸置疑的。战胜癌症需要的是知识。一旦我们知道是哪里出了问题,我们就可以修复它。”德鲁克尔还应该再补充一点,获得战胜癌症所需的知识有两个先决条件:一是要有充裕的资金,二是生物科学界与高科技制造业要紧密合作。

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耐克公司和奈特癌症研究所创始人菲尔·奈特

图片来源:保罗·莫里吉(Paul Morigi)



奈特研究所隶属于俄勒冈健康与科学大学,重点关注早期癌症的研究。五年前,奈特向研究所捐赠了1亿美元,自此,研究所以他的名字命名。事实证明,这笔早期捐赠是波特兰地区的一个分水岭:有了充盈的资金,奈特研究所进入了美国顶尖癌症研究中心之列。这笔资金也让波特兰生命科学研究界与医学研究领域外的重要伙伴合作更加紧密。要想取得成功,俄勒冈健康与科学大学还需要智能制造业的参与,需要像英特尔(芯片制造商)和FEI(电子显微镜制造商)这样的企业。反过来,英特尔也迫切需要合作,因为它正致力于开发下一代芯片,这种芯片对基因组研究至关重要,芯片研发过程中需要使用大规模的病人数据集。FEI也看到了完善自家显微镜的机会,有了更完善的显微镜,癌症研究人员就可以更好地观察细胞以及细胞与药物间的相互作用。

经济衰退时期,俄勒冈州的生物技术产业并没有遭到冲击,陷入衰退,这在一定程度上要归功于奈特2008年的捐赠。事实上,在过去10年间,生物技术产业的就业还增加了31%。
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 然而,即便在那段艰难的岁月里波特兰的生命科学产业取得了成功,2010年,这一地区还是迎来了新的财政挑战,美国国家癌症研究所(隶属于美国国立卫生研究院)开始减少资助的规模和数量。

于是,2013年的那一晚,奈特加大了对波特兰地区的投资力度,同时,他还激励其他人效仿此举。他承诺,只要未来两年内奈特研究所能募集到5亿美元,他将做出等量的捐赠,而这样的目标,2015年6月即可实现。

奈特的捐赠额度确实可观,但相较于波士顿和圣迭戈,波特兰的生命科学智带仍相对较小,不过它满怀雄心壮志,正在快速成长。如今,俄勒冈州的生物科学产业总值已达40亿美元,拥有15 000名从业人员,其中医疗设备行业占40%,制药行业占26%,俄勒冈州在生物医学制造领域已在美国各州中处于领先地位。
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 随着波特兰产业格局的改变,俄勒冈健康与科学大学也在成长、转型。这所大学成立于1974年,原名俄勒冈大学健康科学中心,中心成立后汇集了多个州立的专业项目,包括牙科学、医学、护理学。2001年,该校合并了俄勒冈科学技术研究生院。大学现有教职工2500名、在册学生3000人、年科研预算3.5亿美元。此外,校园内的三所医院每年接诊近100万名患者。
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 俄勒冈健康与科学大学是旧金山和西雅图两地之间唯一一所美国国家癌症研究所指定的癌症中心,也是美国公认的顶尖医科大学研究中心。

以英特尔为代表的高科技产业不断成长,加之俄勒冈健康与科学大学稳步发展,落实了建立波特兰生命科学智带所需的两个基本要素:智能制造业和强大的学术力量。然而直到千年之交,科技界和生命科学企业才凝聚到一起,形成了戴尔·瓦尔斯特龙在明尼阿波利斯提到的那种“整体文化”。2001年,俄勒冈州政府力图通过加强生命科学生态系统的建设来拉近两者之间的距离,因而提出了“俄勒冈机遇”计划。计划发行2亿美元债券,以此提供资金,用于开发新的生物医疗研究设施、招贤纳才。提案以压倒性优势获得了通过,当地的慈善家随即又为项目追加了3.75亿美元。

在“俄勒冈机遇”计划的激励下,当地的活动和成就出现了爆炸式增长。在此新成立的研究中心不是一家,而是三家,同时,当地还设立了一处孵化器空间。研究人员取得了超过4亿美元的资助,先后有50余家生物医学创业公司涌现出来,其他生物医学企业也纷纷迁居至此。基因泰克公司在波特兰邻近的希尔斯伯勒(Hillsboro)斥资4亿美元兴建了一座工厂,主要生产两种抗癌药物:阿瓦斯汀和赫塞汀。制造出世界首批无线心脏起搏器的德国百多力公司(Biotronik)
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 也在波特兰南部的奥斯威戈湖(Lake Oswego)附近设立了一家最先进的工厂。萨姆医疗产品公司(SAM Medical Products)的创始人萨姆·沙因贝格尔(Sam Scheinberg)是一位战地创伤外科医生,他开发出了新一代的轻型夹板,可以替代他在越战期间使用过的既笨重又不合身的夹板。美多拉克实验室(Medolac Laboratories)是一家人类母乳库,公司的业务是先从一个庞大的女性网络中收集母乳,再将母乳分发出去,用来哺乳早产婴儿。

此外,波特兰还快速闯入了远程医疗监护领域,这需要软件工程师与医学研究人员进行跨学科智力共享,还需要将无线技术和分布式计算结合在一起。我们参观了从事这一领域的ReelDx公司的办公地点,公司所在地原为一家钢绳厂,现在则是60余家创业公司的大本营。ReelDx公司首席执行官比尔·凯利(Bill Kelly)是哈佛商学院的毕业生,也是一位连续创业者
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 ,他和俄勒冈健康与科学大学小儿急诊医学负责人大卫·斯皮罗(David Spiro)共同创立了ReelDx公司。他们的目标是借助医护人员佩戴的智能手机或GoPro相机(一种运动相机)记录病人的治疗情况。尽管按照最初的构想,他们的产品将用作医学院学生的教学工具,但他们很快就认识到,其产品有可能用在救护车上或是用于临床试验中,还可能用于监护残障病人和老年病人。他们计划借助一个安全可靠、符合《健康保险携带和责任法案》(HIPAA)规定的云平台实现视频共享,降低医疗成本,提高医疗效率。

一笔大数据交易:“俄勒冈健康与科学大学-英特尔”合作项目

波特兰地区学术界与制造业的智力共享中,最有代表性的项目可能要数俄勒冈健康与科学大学与英特尔的合作。该项目能成功上马,玛丽·斯滕泽尔–普尔(Mary Stenzel-Poore)
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 功不可没。斯滕泽尔–普尔是俄勒冈健康与科学大学医学院主管科研的高级副院长,她是一个会用“美味可口”来形容复杂问题的人,此外,她还将国立卫生研究院减少资助视为一种良性发展。为什么她会这样想?因为这会迫使大家共享智力资源。正如我们在其他许多智带见到过的情况,之所以会出现团队科研、跨学科合作和知识共享,往往是因为人们迫于无奈。斯滕泽尔–普尔告诉我们:“人们无法独自实现目标时,就只能与人合作。”但她表示,这种迫于无奈而建立的关系可能需要面对大量“硬骨头”,并且他们知道,他们需要一位联络者,一位“能够化腐朽为神奇的牵线人”。

这正是他们在乔·格雷(Joe Gray)身上看到的特质。乔·格雷是俄勒冈健康与科学大学生物医学工程系主任,也是一位兼具工程和核物理背景的科学家,拥有80余项专利。乔·格雷声称,俄勒冈健康与科学大学的目标是建立一套“癌症的谷歌地图”,将数十亿癌细胞内部突变的显微视图与整个癌症系统的宏观分析结合起来。
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 如此规模的数据可视化需要极其强大的计算能力,因此格雷找到了英特尔公司,并与时任英特尔首席技术官斯蒂芬·帕夫洛夫斯基(Stephen Pawlowski)取得了联系。
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 帕夫洛夫斯基认为,此次合作将兼具双方的优势,英特尔在“开发高能效、超大规模计算解决方案”方面具有优势,俄勒冈健康与科学大学则具备解读并可视化复杂生物信息的能力。
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 目前,“俄勒冈健康与科学大学–英特尔”合作项目已聚集了众多计算机科学家、生物学家以及生物物理学、信息生物学、基因组学方面的专家,他们每天都在并肩作战。英特尔方面还派出了20位工程师驻扎在俄勒冈健康与科学大学校园内。

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俄勒冈健康与科学大学生物医学工程系主任乔·格雷(右)

图片来源:俄勒冈健康与科学大学



合作双方都将这种智力共享视为前进的方向。就英特尔而言,医疗保健是未来的一个关键市场,公司希望创造下一代高性能芯片,从而在这一市场上占据领先地位。它的目标是能以几十美元的成本在数小时内完成单个DNA的分析工作,而不再是耗时数周花费几千美元。俄勒冈健康与科学大学为英特尔提供了所需的病人数据,作为回报,该校可以提升治疗能力,进而更高效地治疗患者。格雷表示,要想发挥个体化医疗的潜力,就必须收集数百万患者的数据,以此确定哪些细胞与你所医治的患者的细胞相似,了解各种不同治疗方法的结果。只有采取合作,研究人员才能按需深入了解病情,更好地帮助患者;也只有采取合作,芯片制造商才能取得所需的专业知识,生产出性能更强的医疗设备用芯片。

此类合作让波特兰地区的科学家看到,要想取得企业的资助,就必须具备将研究转化为适销对路产品的能力。(在波特兰和其他智带,目前仍有旧时产学分割的痕迹。)但科研项目错综复杂,监督管理障碍重重,这些都是医疗保健产业必须克服的困难,它们可能导致研究向产品转化的过程进展缓慢。不过,据俄勒冈健康与科学大学技术转让办公室主任安德鲁·沃森(Andrew Watson)介绍,俄勒冈健康与科学大学已向营利性企业授予了84项许可,授权这些企业对该校科研人员开展的研究进行商业化。此外,学校还在以每年3~4家的速度派生出创业公司。(斯坦福或麻省理工这样长期遥遥领先的学校每年会派生出多达20家创业公司,相比于此,俄勒冈健康与科学大学的开局并不算坏。)该校派生出的创业公司大多位于俄勒冈州,因此,这些企业既有助于当地的经济发展,又为学校带来了每年多达300万美元的授权费。
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成功的案例俯拾即是。例如,Orexigen治疗剂公司推出了适合糖尿病和肥胖症患者的减肥药Contrave。MolecularMD公司对该校的一项专利技术进行了商业化,这项技术可以检测出对格列卫(Gleevec,一种治疗慢性白血病的药物)耐药的癌变。还有一家创业公司正在测试由理查德·万普勒(Richard Wample)设计的第一款无泵心脏,可能有助于解决心脏捐赠不足问题。
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各实体、各学科之间的智力共享是这一切活动的关键所在。乔·格雷告诉我们,他上学的时候,学校里的生命科学课程没有一门能涵盖所有相关学科。他说:“现在我们知道了,你需要进行跨学科合作,因为这些纷繁复杂的问题仅凭一个人的头脑根本不够用。”

智力共享也需要基础设施

创业公司需要的不只是杰出的科学人才。事实上,年轻企业还需要市场知识、基础设施,以及创造这一切的资金。就这方面而言,由菲尔·奈特主导的大规模慈善事业在波特兰起着举足轻重的作用,为当地生物医药产业基础设施建设提供了所需的资金。除了奈特的贡献,丹尼尔·路德维格(Daniel K. Ludwig)、比尔·盖茨(Bill Gates)、保罗·艾伦(Paul Allen)等人
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 的捐赠在建设基础设施、促进智力共享方面,同样功不可没。以奈特癌症研究所的新楼为例,新建筑将紧邻市中心地区,而不是位于市郊大学校园内的山顶上。如此一来,俄勒冈健康与科学大学的癌症研究活动将渗入创业公司生态系统和生物科学企业孵化器当中,还能与周边其他高校的化学专业和工程学专业互通有无。

俄勒冈健康与科学大学的生命科学合作大楼也将落成于市区,成为市内校区的重要组成部分,同时,这栋大楼将成为与英特尔公司开展合作的中心。在那里,课程中融入了工程学和计算机科学。建筑的设计也符合相关要求,足以安置最先进的医疗相关设备。例如,上部建筑采用了“浮动”地板(浮筑地板),以便消除环境振动,因为环境振动可能会干扰极为敏感的显微镜的操作。最重要的是,包括乔·格雷在内的俄勒冈健康与科学大学主要研究人员都在该建筑内拥有办公室。格雷给我们看了一张照片,是办公室窗外几年前的景象,可以看到威拉米特河,以及曾在那里运营了数十年的船坞的遗迹。

如今,窗外的景象已大为不同。据天使投资人埃里