美國科技創(chuàng)新歷史專題研究從引入到創(chuàng)新、到引領(lǐng)全球

美國科技創(chuàng)新歷史專題研究-從引入到創(chuàng)新、到引領(lǐng)全球1.超越與領(lǐng)先：18世紀(jì)末至20世紀(jì)60年代1.1.早期階段：英國遙遙領(lǐng)先，實(shí)行封鎖，美國立足突破18世紀(jì)末19世紀(jì)初，大西洋對岸的英國掀起第一次工業(yè)革命的浪潮，大機(jī)器生產(chǎn)取代手工業(yè)，生產(chǎn)力得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。同時(shí)，英國還是全球的科技創(chuàng)新中心，大量發(fā)明創(chuàng)造誕生于此，例如1765年哈格里夫斯發(fā)明珍妮紡織機(jī)、1785年瓦特改良蒸汽機(jī)、1814年史蒂芬孫發(fā)明蒸汽機(jī)車、1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象并發(fā)明圓盤發(fā)電機(jī)。進(jìn)入19世紀(jì)中葉，受益于第一次工業(yè)革命引發(fā)的生產(chǎn)力變革，英國的金屬制品、棉紡織品產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的一半，造船業(yè)和鐵路業(yè)位居世界之首，而此時(shí)美國的工業(yè)實(shí)力落后于英法德，位居世界第四。但美國是英國紡織品最大的原料來源地，且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為發(fā)達(dá)，美國棉花產(chǎn)量長期穩(wěn)居世界前三。為防止技術(shù)外流美國，英國政府制定了一系列封鎖政策以保持本國的技術(shù)優(yōu)勢，例如禁止包括水力織布機(jī)在內(nèi)的機(jī)器設(shè)備的出口；禁止紡織設(shè)備相關(guān)的圖紙、模具和零部件外流；禁止紡織、機(jī)器制造、煤鐵冶煉等領(lǐng)域的工匠、技術(shù)人員移民他國。此外，英國利用英鎊霸權(quán)優(yōu)勢擠壓美元的生存空間，聯(lián)合法國等歐洲國家拋售美元，并將自己的殖民地封鎖于美元體系之外，同時(shí)對美國商品增收高額關(guān)稅。面對英國的技術(shù)封鎖，美國“明的一手”和“暗的一手”齊出，來突破技術(shù)難題。一方面，美國政府組建了科技情報(bào)網(wǎng)絡(luò)，軟硬兼施在英國發(fā)展了一批科技情報(bào)分析人員，從而獲取先進(jìn)技術(shù)的情報(bào)信息，并針對英國封鎖政策的漏洞將機(jī)器設(shè)備、設(shè)計(jì)圖紙等“引進(jìn)”美國。另一方面，美國通過“三步棋”

沖破英國的技術(shù)封鎖：一是提供政策支持，頒布《專利法》、成立專利局，明確專利的授予對象僅限于美國公民，并鼓勵(lì)本國人民在改良的基礎(chǔ)上發(fā)明新專利。二是鼓勵(lì)外國技術(shù)人員移民美國，制造輿論，向英國的工匠和專業(yè)技術(shù)人員宣傳美國的美好生活，展示美國對技術(shù)移民的優(yōu)厚待遇。1860年，世界各地移居美國的機(jī)械師達(dá)到40.7萬人。1三是建立一系列配套保障制度，擁有專利權(quán)的專業(yè)技術(shù)人才可享受土地租金、稅收等大幅減免的優(yōu)惠。這一時(shí)期，美國借助技術(shù)改進(jìn)的浪潮不斷引進(jìn)、改良先進(jìn)技術(shù)，蒸汽船、收割機(jī)、伐木機(jī)、升降機(jī)等實(shí)用發(fā)明源源不斷出現(xiàn)在美國，為美國之后的工業(yè)化進(jìn)程提供技術(shù)支撐。1.2.發(fā)展階段：英國固步自封，美國趁勢超越19世紀(jì)60年代，英國通過工業(yè)革命實(shí)現(xiàn)了財(cái)富集聚后，逐漸呈現(xiàn)出科技與生產(chǎn)相分離的趨勢，如英國在電磁學(xué)領(lǐng)域擁有創(chuàng)新性的科學(xué)成就，但在以電力為標(biāo)志的第二次工業(yè)革命興起時(shí)卻未能抓住先機(jī)，電機(jī)、變壓器、二極管等關(guān)鍵性技術(shù)發(fā)明源于英國，卻最終在美德等國得到廣泛的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。第一次工業(yè)革命使英國經(jīng)濟(jì)處于全球領(lǐng)先地位，大量國家資本用于海外投資，資源輸入、商品輸出和資本輸出的模式為英國帶來豐厚收益，資本家大多安于現(xiàn)狀，缺乏技術(shù)創(chuàng)新的動(dòng)力，國家對科技活動(dòng)的支持較為有限，缺乏系統(tǒng)性的政策支持和資金投入。19世紀(jì)70年代，美國抓住第二次工業(yè)革命的歷史機(jī)遇，大力發(fā)展以電力技術(shù)為核心的重工業(yè)，并與內(nèi)燃、冶金、石油化工等組成全新的技術(shù)體系，電力在生產(chǎn)部門的廣泛應(yīng)用和工業(yè)流水線的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)力質(zhì)的飛躍，例如1877年第一臺電話交換機(jī)誕生于波士頓、1879年愛迪生研制成功碳絲燈泡、1891年特斯拉取得高頻交流電發(fā)電機(jī)專利、1896年福特制造出第一輛四輪汽車并設(shè)計(jì)T型生產(chǎn)線、1897年特斯拉幫助尼亞加拉發(fā)電站制造水力發(fā)電機(jī)組。以電力和內(nèi)燃機(jī)為核心的科技進(jìn)步推動(dòng)生產(chǎn)力的提升，美國工業(yè)生產(chǎn)總值、GDP和人均GDP分別于19世紀(jì)80年代、1894年和1910年超越英國。21870-1913年，美國工業(yè)生產(chǎn)總值增長約8倍，3其中重工業(yè)增長尤為顯著，1880-1920年，美國鋼產(chǎn)量由126萬噸增至4280萬噸，生鐵產(chǎn)量由389萬噸增至3751萬噸，1880-1929年美國石油產(chǎn)量由2628萬桶激增至10億桶，1929年美國工業(yè)生產(chǎn)總值全球占比達(dá)48.5%，超過英、法、德、日四國總和。1.3.超越階段：戰(zhàn)爭刺激需求，開放環(huán)境提供沃土進(jìn)入20世紀(jì)，兩次世界大戰(zhàn)對美國科技發(fā)展起到強(qiáng)烈的刺激作用，工業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室和研究型大學(xué)成為美國國家創(chuàng)新體系的兩大支柱，開放多元的研究環(huán)境和對科學(xué)人才的引進(jìn)是美國科技實(shí)力騰飛的重要推動(dòng)力。首先，兩次世界大戰(zhàn)不僅未使美國遭受重大損失，反而刺激了科學(xué)技術(shù)的重大發(fā)展，催生了大量科技成果的出現(xiàn)。例如，香農(nóng)建立了基于通信工程的數(shù)學(xué)模型，為信息論的建立提供理論支柱；維納提出了應(yīng)用于通信和控制系統(tǒng)的控制論；奈奎斯特發(fā)現(xiàn)了應(yīng)用于確定動(dòng)態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷準(zhǔn)則；以奧本海默為首的科學(xué)家負(fù)責(zé)實(shí)施研發(fā)原子彈的曼哈頓計(jì)劃帶動(dòng)大批新興工業(yè)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。戰(zhàn)爭的客觀需求使科學(xué)技術(shù)在第二次世界大戰(zhàn)中的重要性被放大，政府的大力扶持成為這一階段美國科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新的核心，二戰(zhàn)爆發(fā)后美國聯(lián)邦政府成為研發(fā)投入的絕對主體。其次，美國工業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室如雨后春筍般涌現(xiàn)。工業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室是依照企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略、在企業(yè)內(nèi)部建立的研發(fā)機(jī)構(gòu)，旨在從事與企業(yè)主營業(yè)務(wù)高度相關(guān)的研發(fā)活動(dòng)。工業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室發(fā)源于19世紀(jì)末期的德國化學(xué)工業(yè)，美國的柯達(dá)、通用電氣、杜邦公司和貝爾系統(tǒng)分別于1893年、1900年、1901年和1907年建立起自己的工業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室。第三，研究型大學(xué)占據(jù)美國高等教育的主導(dǎo)地位，自主性、競爭性的高等教育體系推動(dòng)科技進(jìn)步。1876年成立的約翰霍普金斯大學(xué)把研究生教育和科技研發(fā)放在首位，開創(chuàng)了美國研究型大學(xué)的先河。1900年，12所美國大學(xué)聯(lián)合成立美國大學(xué)協(xié)會(huì)以加強(qiáng)科技研究，逐漸培養(yǎng)出大量本土科學(xué)家。隨后，科學(xué)研究在高等教育中的價(jià)值得到充分實(shí)現(xiàn)，研究型大學(xué)逐步占據(jù)美國高等教育的主導(dǎo)地位。此外，美國高等教育體系的兩個(gè)特點(diǎn)是推動(dòng)大學(xué)科技創(chuàng)新的重要原因。最后，美國引進(jìn)大量歐洲的優(yōu)秀學(xué)者和科學(xué)家人才。20世紀(jì)初，美國加大了對知識移民的支持力度。1920年，美國首次將“引進(jìn)人才的原則”寫入移民法案，明確將知識移民列入非限額移民范圍，科學(xué)家等知識精英不受移民數(shù)額限制。8二戰(zhàn)期間，大量科學(xué)家離開戰(zhàn)火紛飛的歐洲并移民美國，西方的科學(xué)知識中心從歐洲轉(zhuǎn)向北美。1900-1960年，移民到美國的杰出科學(xué)家、美國科學(xué)院院士和諾獎(jiǎng)獲得者分別約占全美總數(shù)的20%、22%和35%，9愛因斯坦、費(fèi)米、馮·諾伊曼等人對美國科學(xué)技術(shù)發(fā)展舉足輕重，而美國開放包容和相對穩(wěn)定的研究環(huán)境為科學(xué)家發(fā)揮創(chuàng)造力提供條件，助推美國在20世紀(jì)30年代成為世界的科技創(chuàng)新中心。2.高歌猛進(jìn)：引領(lǐng)全球的科技力量，20世紀(jì)60年代至今2.1.高通脹與制造業(yè)下行，倒逼美國科技創(chuàng)新20世紀(jì)60年代末期，日本和西歐快速發(fā)展，美國制造業(yè)在全球的領(lǐng)先地位逐步受到挑戰(zhàn)，貿(mào)易順差不斷下降，同時(shí)越南戰(zhàn)爭的干擾疊加擴(kuò)張性財(cái)政政策使得美國財(cái)政赤字連創(chuàng)新高，寬松的財(cái)政政策未能減緩經(jīng)濟(jì)內(nèi)生性下行的步伐，美國開始進(jìn)入衰退期。同期，由于國際石油壟斷公司掌握石油的定價(jià)權(quán)，通過瓜分市場、干預(yù)價(jià)格等方式使油價(jià)長期處于3美元/桶以下的水平，產(chǎn)油國對低價(jià)的不滿與石油壟斷公司的矛盾愈發(fā)尖銳。另外，阿拉伯國家試圖通過石油武器要求美國等西方國家放棄支持以色列，迫使以色列退出占領(lǐng)阿拉伯國家的領(lǐng)土。1973年10月，第四次中東戰(zhàn)爭的爆發(fā)導(dǎo)致第一次石油危機(jī)，美國公開向以色列提供軍事援助，歐佩克國家通過削減產(chǎn)量、石油禁運(yùn)等措施作為應(yīng)對，導(dǎo)致油價(jià)不斷飆升。美國進(jìn)口原油價(jià)格從1968年的2.9美元/桶飆升至1974年的12.5美元/桶，六年漲幅3.3倍。同時(shí)，美國石油進(jìn)口對歐佩克的依賴度較高，1977年達(dá)到峰值水平約70%。1978年底，當(dāng)時(shí)的全球第二大石油出口國伊朗爆發(fā)“伊斯蘭革命”，親美國王巴列維下臺，伊朗國內(nèi)局勢動(dòng)蕩導(dǎo)致石油供給嚴(yán)重不足。1980年底，受“兩伊戰(zhàn)爭”影響，產(chǎn)油設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞，第二次石油危機(jī)接踵而至，全球石油市場每天約存在560萬桶缺口，供需關(guān)系失衡，油價(jià)再次飆升。1978-1981年，美國原油進(jìn)口價(jià)格從14.6美元/桶升至37.1美元/桶，漲幅近154%。20世紀(jì)70年代初，美國采取寬財(cái)政、寬貨幣政策以保持經(jīng)濟(jì)高速增長。但受水門事件影響，美國政府對物價(jià)行政管控的有效性大打折扣，疊加過去兩年來的貨幣增量，以及美聯(lián)儲加息進(jìn)程緩慢，失控的通脹水平如脫韁野馬。前期貨幣政策紀(jì)律性不強(qiáng)帶來的“必然內(nèi)因”，加上水門事件后物價(jià)管控失效與石油危機(jī)的“偶然外因”，共同促使美國大通脹強(qiáng)勢啟動(dòng)，美國經(jīng)濟(jì)受到嚴(yán)重沖擊，深陷滯漲泥潭。1973年初到1974年底，美國CPI同比從3.6%升至12.3%，GDP同比增速由5.6%跌至-0.5%，失業(yè)率從4.8%升至7.7%，同期工業(yè)生產(chǎn)指數(shù)從同比增長9.75%跌至-8.44%，ISM制造業(yè)PMI指數(shù)由60.6下跌至30.9；大宗商品價(jià)格暴漲，有色金屬價(jià)格同比增速從3%飆升至50.5%；金屬制品價(jià)格同比增速從3.2%飆升至39.3%。1978-1980年，美國GDP同比增速由5.5%跌至-0.3%，CPI同比從6.4%飆升至12.5%，有色金屬價(jià)格同比增速從6.2%升至46%，失業(yè)率從6%升至7.8%，同期工業(yè)生產(chǎn)指數(shù)由同比增長5.1%跌至0.8%。為應(yīng)對高企的通脹水平，F(xiàn)OMC開始嚴(yán)肅考慮縮緊貨幣政策。1970-1982年美國共經(jīng)歷兩輪明顯的加息周期，分別是1972年2月-1973年7月，基準(zhǔn)利率從3.4%上調(diào)至11.2%；1977年3月-1980年4月，基準(zhǔn)利率從4.7%上調(diào)至19.9%。美國經(jīng)濟(jì)面臨的壓力不僅來自于內(nèi)憂，還有外患。20世紀(jì)60年代開始，日本經(jīng)濟(jì)保持高速增長，借助1964年東京奧運(yùn)會(huì)和1966年大阪世博會(huì)，日本向全世界展示了從戰(zhàn)敗陰影中復(fù)興的國家形象。從GDP全球占比來看，美國與日本、歐盟背道而馳。1970-1980年，美國GDP占全球比重從42.6%降至25.2%，同期日本從7.3%升至9.8%，歐盟從24.8%升至29.1%。鋼鐵、汽車等美國強(qiáng)勢的傳統(tǒng)制造業(yè)逐步衰退。1974-1982年，美國鋼鐵價(jià)格同比增速大幅度下滑，從高點(diǎn)的+43.8%跌至-3%；美國汽車年產(chǎn)量從960萬輛下降至500萬輛，而同期日本汽車年產(chǎn)量則逐年攀升，并于1980年突破1100萬輛，取代美國成為世界第一。經(jīng)濟(jì)增速下行、國內(nèi)通脹火熱、市場需求疲弱、歐日經(jīng)濟(jì)崛起等因素共同促使美國政府決定發(fā)展科技以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。2.2.促進(jìn)創(chuàng)新的政策措施與經(jīng)濟(jì)金融力量2.2.1.二十世紀(jì)后半葉的創(chuàng)新與發(fā)展美國科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的成功，可歸功于完備的科技創(chuàng)新制度和靈活的資本市場機(jī)制。其中，1980-2000年，美國宏觀政策轉(zhuǎn)向、產(chǎn)業(yè)重心轉(zhuǎn)移、融資結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)優(yōu)三管齊下，大力發(fā)展科學(xué)技術(shù)，促進(jìn)國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。1）宏觀政策方面。美國在20世紀(jì)50年代初就開始出臺針對中小企業(yè)科技創(chuàng)新的相關(guān)法律，以1953年的《小企業(yè)法》和1958年的《小企業(yè)投資法》為核心，1964年的《機(jī)會(huì)均等法》、1980年的《小企業(yè)經(jīng)濟(jì)政策法》和1982年的《小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新法》等一系列法案為補(bǔ)充。20世紀(jì)30年代大蕭條之后，美國宏觀經(jīng)濟(jì)以管理需求不足為主要目標(biāo)，但擴(kuò)大有效需求難以解決美國競爭力日益衰落的問題。1981年，里根政府摒棄需求管理思想，轉(zhuǎn)向供給管理思路，旨在優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、提高生產(chǎn)效率。改革內(nèi)容主要包括：大幅降低個(gè)人所得稅；壓縮政府開支，控制財(cái)政赤字；減少行政干預(yù)，放松運(yùn)輸、通信、能源等傳統(tǒng)保護(hù)領(lǐng)域的準(zhǔn)入限制，引入新興資本強(qiáng)化市場競爭；增加研發(fā)投入，頒布技術(shù)創(chuàng)新法律法規(guī)，扶持新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。特別是在技術(shù)創(chuàng)新方面，美國政府多措并舉合力攻關(guān)。2）產(chǎn)業(yè)重心方面。美國政府將發(fā)展科技提升至國家戰(zhàn)略層面，重點(diǎn)發(fā)展高端制造和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，日本、西歐經(jīng)濟(jì)逐步恢復(fù)，部分領(lǐng)域具有與美國相抗衡的實(shí)力。最初表現(xiàn)在鋼鐵和汽車方面，后來又?jǐn)U展到半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、生物醫(yī)藥等高新技術(shù)產(chǎn)品。20世紀(jì)80年代，日本經(jīng)濟(jì)連續(xù)趕超法國、英國和德國，成為亞洲第一、世界第二經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國，日本制造業(yè)產(chǎn)品遍布全球，甚至在電子、汽車、鋼鐵、造船等領(lǐng)域超過美國。同期，日本在半導(dǎo)體、電視、機(jī)械工具、機(jī)器人等美國優(yōu)勢領(lǐng)域進(jìn)行趕超。1980-1988年，日本集成電路廠家在世界中的市場份額從24%躍升至50%，而同期美國企業(yè)則由67%下降到38%。3）融資結(jié)構(gòu)方面。20世紀(jì)80年代美國大力發(fā)展股權(quán)融資，融資結(jié)構(gòu)的變化為產(chǎn)業(yè)升級提供強(qiáng)效支撐，其中利率市場化改革、養(yǎng)老金入市和機(jī)構(gòu)投資者走向成熟是股權(quán)融資助推產(chǎn)業(yè)升級的三個(gè)推動(dòng)力。第一，利率市場化改革。20世紀(jì)70年代中期，美國開始著手利率市場化改革。1980年，美國頒布《吸收存款機(jī)構(gòu)放松管制和貨幣控制法》，分6年逐步取消存款利率限制和貸款利率上限，存款利率走高導(dǎo)致居民財(cái)富從股市流入銀行，股權(quán)融資受此下挫，這一時(shí)期股權(quán)融資額占非金融企業(yè)融資總額的比例處于相對低位，1980-1984年股權(quán)融資比重下降約13個(gè)百分點(diǎn)（78%降至65%）。111986年4月，除住房貸款、汽車貸款等極少數(shù)例外情況，所有存款和貸款利率均無限制，美國利率市場化改革宣告結(jié)束。12此時(shí)銀行存款利率不再具有吸引力，資金從銀行體系流回資本市場，同時(shí)新興科技產(chǎn)業(yè)需要長期穩(wěn)定的資金支持，產(chǎn)業(yè)升級對融資結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提出新要求，股權(quán)融資比重就此回暖。1984-2000年，美國非金融企業(yè)股權(quán)融資占比從65%逐步攀升至約90%。從IPO數(shù)量來看，1980-2000年，美國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步偏向高端制造和消費(fèi)，金融、信息技術(shù)和可選消費(fèi)企業(yè)的IPO數(shù)量位列前三，分別為250家、197家和150家，而同期機(jī)械制造和能源設(shè)備企業(yè)的IPO數(shù)量僅為30家和11家。第二，養(yǎng)老金入市。1978年美國通過《國內(nèi)稅收法》，其中第401K條款規(guī)定企業(yè)為員工設(shè)立專門的401K退休賬戶，員工和企業(yè)每月拿出一定資金存入該賬戶，計(jì)入個(gè)人退休賬戶的資金在員工退休前不可領(lǐng)取，但可用于投資股票、債券等金融資產(chǎn)，員工可在企業(yè)提供的證券投資組合中任選一種，投資收益將直接影響員工的退休金數(shù)額。此外，之前養(yǎng)老保險(xiǎn)個(gè)人繳費(fèi)的部分需要納稅，而401K條款規(guī)定固定繳費(fèi)型養(yǎng)老金可享受稅收優(yōu)惠。養(yǎng)老金逐步成為美國資本市場最主要的資金來源之一，養(yǎng)老金資產(chǎn)持有股票市值占美國股市總市值的比重穩(wěn)定在25%-30%，其中共同基金管理的401K資產(chǎn)占401K計(jì)劃總額的比重從1994年的27.3%升至2004年的51.5%。第三，機(jī)構(gòu)投資者走向成熟。1980年以前，美國機(jī)構(gòu)投資者大多充當(dāng)被動(dòng)投資者的角色，很少在股東大會(huì)或董事會(huì)上投反對票，多以拋售公司股票來表達(dá)對公司發(fā)展的不滿。進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代中期，機(jī)構(gòu)投資者通過所持股份對應(yīng)的投票權(quán)參與公司治理活動(dòng)的風(fēng)氣逐步興起，美國股市中機(jī)構(gòu)投資者占比不斷提升，機(jī)構(gòu)投資者持股比例從1950年的7.2%升至2000年的46%，并于2003-2017年持續(xù)穩(wěn)定在60%上下，14機(jī)構(gòu)投資者的介入促進(jìn)了資本市場資金配置效率的提升。除融資結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)優(yōu)之外，連接科技創(chuàng)新項(xiàng)目與研發(fā)資金支持的底層制度是合作研究開發(fā)協(xié)議（CRADA）與技術(shù)授權(quán)許可辦公室（OTL）。CRADA是聯(lián)邦實(shí)驗(yàn)室與非聯(lián)邦機(jī)構(gòu)建立科研合作的常用工具，1986年國會(huì)通過的《聯(lián)邦技術(shù)轉(zhuǎn)移法》確定聯(lián)邦實(shí)驗(yàn)室與其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)、州和地方政府、大學(xué)以及企業(yè)之間可通過CRADA開展科研合作，擁有符合聯(lián)邦政府研究需求項(xiàng)目的主體可申請項(xiàng)目資助，聯(lián)邦政府擇優(yōu)選擇后與之簽訂CRADA提供研究經(jīng)費(fèi)資助。15OTL模式由斯坦福大學(xué)于1968年首次創(chuàng)立，該模式的目的是在高校內(nèi)部設(shè)立專門機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)本校發(fā)明的商業(yè)化運(yùn)作。1980年之前，美國大學(xué)發(fā)明的所有權(quán)基本掌握在聯(lián)邦政府手中，《拜杜法案》提出高校有義務(wù)申請專利并開展許可活動(dòng)，中小企業(yè)可優(yōu)先獲得許可并申請政府基金資助進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)。2.2.2.站在新的風(fēng)口，新世紀(jì)以來繼續(xù)高歌猛進(jìn)進(jìn)入21世紀(jì)，美國繼續(xù)從政策和資本兩方面支持高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展。政策支持方面，2005年，美國國家科學(xué)院發(fā)布報(bào)告《站在風(fēng)暴之上》，文中闡述了世界各國在科技創(chuàng)新領(lǐng)域的最新進(jìn)展，并提出振興美國科學(xué)的若干建議。面對來自其他國家在科技創(chuàng)新方面的激烈競爭，美國政府加大研發(fā)投入2006年1月，時(shí)任美國總統(tǒng)布什宣布通過“美國競爭力計(jì)劃”（以下簡稱“ACI”），該計(jì)劃旨在通過科技創(chuàng)新的方式使美國保持在世界經(jīng)濟(jì)中的領(lǐng)先地位，具有較強(qiáng)的前瞻性與時(shí)代意義。ACI計(jì)劃在十年間（2007-2016年）累計(jì)投入超1360億美元的研發(fā)經(jīng)費(fèi)，保持美國在創(chuàng)新領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。該計(jì)劃提出了若干量化目標(biāo)，例如創(chuàng)新研究投資10年內(nèi)預(yù)算翻一番；2015年前培養(yǎng)10萬名高質(zhì)量的科學(xué)教師；為中小學(xué)提供300余項(xiàng)撥款，用于改進(jìn)或開設(shè)基于研究的數(shù)學(xué)課程；每年向80萬勞動(dòng)者提供培訓(xùn)機(jī)會(huì)。為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，該計(jì)劃主要制定了四項(xiàng)針對性措施：完善中小學(xué)教育制度；加大關(guān)鍵性基礎(chǔ)研究投入；加強(qiáng)勞動(dòng)力培訓(xùn)；促進(jìn)私人部門研發(fā)投資。ACI實(shí)施的第一年（2007年），美國聯(lián)邦政府在研發(fā)領(lǐng)域的投資預(yù)算達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄水平，為1370億美元，相較2001年增加50%，對基礎(chǔ)研究的投資也增長32%。盡管ACI在2007、2008年的研發(fā)投入預(yù)算并未全部被國會(huì)通過，但關(guān)于科技創(chuàng)新的稅收整改措施受到了國會(huì)認(rèn)可。截至2009年末，聯(lián)邦政府研發(fā)投入增至1411億美元，較1999年增長約87.3%。美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）是ACI的核心落地執(zhí)行部門之一，肩負(fù)著提升美國科學(xué)競爭力的重任。NSF的投資重點(diǎn)是通過發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)原理以創(chuàng)造有價(jià)值、可應(yīng)用的技術(shù)，同時(shí)通過世界領(lǐng)先的設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)科學(xué)研究、改良研究方式。由于計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)工程（CISE）技術(shù)是提升研究效率、促進(jìn)研究方式改良的重要基礎(chǔ)，因此CISE成為NSF的核心研究領(lǐng)域之一。CISE主要負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究，維持并升級全球計(jì)算機(jī)和通信基礎(chǔ)設(shè)施，通過研究互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)革新發(fā)展新一代網(wǎng)絡(luò)信息體系，并不斷強(qiáng)化信息軟件安全、人工智能、設(shè)計(jì)高端軟件等能力。在ACI的促進(jìn)下，2007-2009年，NSF在CISE領(lǐng)域的預(yù)算投入逐年增加，分別為5.3億、5.7億和6.4億美元。從國家創(chuàng)新競爭力的角度回顧ACI，2015年美國在G20中排名第一。具體來看，2015年美國國家創(chuàng)新競爭力綜合得分為78.6分，是G20平均分的兩倍多，其中在創(chuàng)新基礎(chǔ)、創(chuàng)新投入、創(chuàng)新產(chǎn)出和創(chuàng)新持續(xù)四個(gè)方面美國均為第一。2008年發(fā)生的次貸危機(jī)雖使美國經(jīng)濟(jì)受到嚴(yán)重沖擊，但聯(lián)邦政府對研發(fā)資金的投入?yún)s未因此而顯著下降，主要原因在于奧巴馬政府提出的經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃的核心部分集中在科技投資上，特別是以清潔能源為主的綠色經(jīng)濟(jì)，主要包括：大規(guī)模改造聯(lián)邦政府辦公設(shè)施以提高節(jié)能水平；大規(guī)模投資公路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施；大規(guī)模升級學(xué)校硬件設(shè)施，安裝節(jié)能系統(tǒng)等。然而，從2011年開始，美國部分決策者極力控制財(cái)政赤字，政府研發(fā)資金有所降低，2012—2017年從1385億美元降至1190億美元。隨后重新保持上升勢頭，到2021年增至1795億美元。除ACI計(jì)劃外，美國圍繞創(chuàng)新競爭力還出臺了一系列支持政策。如2007年，美國參議院通過《美國競爭法》，把提高美國在創(chuàng)新領(lǐng)域的競爭力升至法律層面；2009年，美國發(fā)布《美國國家創(chuàng)新戰(zhàn)略》，重點(diǎn)提出三個(gè)創(chuàng)新戰(zhàn)略：創(chuàng)造高質(zhì)量就業(yè)并促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長、聚焦國家優(yōu)先突破點(diǎn)和建立創(chuàng)新型政府；2012年后，美國對大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)予以重點(diǎn)支持，先后發(fā)布《聯(lián)邦大數(shù)據(jù)研發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃》《國家人工智能研究和發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃》《為人工智能的未來做好準(zhǔn)備》《美國機(jī)器智能國家戰(zhàn)略》等政策，力圖構(gòu)建以開放創(chuàng)新為基礎(chǔ)，以促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型為目的的政策體系。資本助力方面，美國完善的多層次資本市場體系為科技創(chuàng)新提供助推力。從早期風(fēng)險(xiǎn)投資來看，2009-2019年美國整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)投資額占GDP比例整體呈上升趨勢。截至2019年，美國風(fēng)險(xiǎn)投資額占GDP的比例雖不到1%，但經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)投資后存活下來的企業(yè)所創(chuàng)造的價(jià)值約占當(dāng)年GDP的21%。美國的風(fēng)險(xiǎn)投資金額和交易數(shù)量不斷攀升，截至2021年三季度，美國風(fēng)險(xiǎn)投資交易金額已達(dá)2390億美元。2009-2021年，美國風(fēng)險(xiǎn)投資主要投資于軟件、制藥和生物技術(shù)、IT硬件等領(lǐng)域，有力支撐了美國的科技發(fā)展。從交易所市場來看，大致分為全國性交易所和地區(qū)性交易所兩個(gè)層次，前者主要包括紐約證券交易所和納斯達(dá)克證券交易所，后者則主要面向各地區(qū)或特定交易對象的交易所，如芝加哥股票交易所。在全國性交易所市場中，紐交所定位于傳統(tǒng)行業(yè)及成熟的大型企業(yè)；

納斯達(dá)克則主要服務(wù)于高成長性中小企業(yè)，特別是科技型企業(yè)，納斯達(dá)克為許多規(guī)模較小、盈利偏低甚至盈利為負(fù)的創(chuàng)新型中小企業(yè)提供直接融資機(jī)會(huì)，以解決企業(yè)發(fā)展初期面臨的資金困境。納斯達(dá)克證券交易所從2006年開始增設(shè)市場分層，采取不同的上市標(biāo)準(zhǔn)以吸引不同規(guī)模的企業(yè)，形成了納斯達(dá)克全球精選、納斯達(dá)克全球市場和納斯達(dá)克資本市場三個(gè)具有不同風(fēng)險(xiǎn)特征的市場板塊。作為美國上市公司數(shù)量最多的證券交易所，截至2021年，納斯達(dá)克上市公司數(shù)量超過5000家，主要分布在醫(yī)療健康、信息科技與電信和金融行業(yè)，培育了蘋果、微軟等一大批科技巨頭，凸顯了金融支持美國高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用。為應(yīng)對納斯達(dá)克帶來的市場競爭壓力，紐交所分別增設(shè)了供股票和ETPs上市交易的高增長板塊以及服務(wù)初創(chuàng)期、高成長企業(yè)的中小板塊，以加強(qiáng)對高科技企業(yè)和中小企業(yè)的融資支持，最終形成包含主板、高增長和中小板等板塊的多層次市場結(jié)構(gòu)。分層后，對于不符合主板上市標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)可先在中小板上市，一旦滿足條件后可直接轉(zhuǎn)至主板市場，從而吸引科技創(chuàng)新型上市公司資源。從場外市場來看，美國的場外交易市場主要包括公告欄市場和粉單市場。由于美國證券交易委員會(huì)強(qiáng)化了對公告欄市場的監(jiān)管，強(qiáng)制要求掛牌公司進(jìn)行信息披露，導(dǎo)致許多公司轉(zhuǎn)向粉單市場，進(jìn)而促進(jìn)了粉單市場的繁榮，粉單市場隨之更名為OTC市場集團(tuán)。后者被進(jìn)一步細(xì)分為可信任市場、注冊市場和粉單市場三個(gè)由高到低的層次，以更好滿足不同規(guī)模企業(yè)的融資需求。2.3.公共研發(fā)投入是驅(qū)動(dòng)美國經(jīng)濟(jì)增長的引擎從研發(fā)領(lǐng)域來看，二戰(zhàn)后美國政府最為重視的是國防領(lǐng)域的研發(fā)工作，用于國防領(lǐng)域的聯(lián)邦研發(fā)資金占比始終維持在50%上下，其次是衛(wèi)生健康、能源和航空航天，分別占比約25%、10%和7%。21范內(nèi)瓦·布什在《科學(xué)：無盡的前沿》中提出，科學(xué)發(fā)現(xiàn)的可能性是無限的，但科學(xué)無止境的前沿同時(shí)意味著探索成本的增加，而私營企業(yè)缺乏開創(chuàng)性研究的動(dòng)力，私營融資機(jī)構(gòu)也難以負(fù)擔(dān)資本密集型行業(yè)所需的巨額資金。第二次世界大戰(zhàn)后，美國公共部門填補(bǔ)了這一空白，公共部門持續(xù)不斷的研發(fā)投入成為美國經(jīng)濟(jì)增長的助推力。公共研發(fā)投資具有杠桿效應(yīng)。1988年，美國國會(huì)同意資助人類基因組計(jì)劃的研發(fā)工作，該項(xiàng)目于1990年正式啟動(dòng)，總額約30億美元的預(yù)算用于資助公共研究機(jī)構(gòu)和私營企業(yè)。1988-2012年，與人類基因組測序相關(guān)的直接和間接經(jīng)濟(jì)活動(dòng)支出高達(dá)9650億美元，2230億美元的公共投資撬動(dòng)了近320倍杠桿。2012年，人類基因組測序計(jì)劃共創(chuàng)造了28萬個(gè)就業(yè)崗位和190億美元的個(gè)人收入，同時(shí)基因組研發(fā)所支持的工業(yè)部門產(chǎn)生了近39億美元的聯(lián)邦稅收和21億美元的地方稅收收入，換言之，僅2012年的政府稅收收入已完全覆蓋人類基因組計(jì)劃過去13年的全部投資。此外，作為主要承擔(dān)美國醫(yī)學(xué)研究的官方機(jī)構(gòu)，美國國立衛(wèi)生研究院每增加1000萬美元的公共資金投入，私營企業(yè)將產(chǎn)生2.7項(xiàng)專利，且私營企業(yè)股票市值將多增3020萬美元；美國國立衛(wèi)生研究院對于藥品領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究每增加1美元，市場將追加投資8.38美元。研發(fā)驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)步具有溢出效應(yīng)。人類基因組項(xiàng)目的研發(fā)不僅局限于醫(yī)藥行業(yè)，還可應(yīng)用于糧食安全領(lǐng)域，例如通過將基因組研究與糧食作物相結(jié)合，確定合適的養(yǎng)分、殺蟲劑等投放劑量，可有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量并保障糧食安全。此外，生物技術(shù)、食品加工、維生素生產(chǎn)等領(lǐng)域的事例不勝枚舉。假設(shè)人類基因組研究計(jì)劃可為5000萬美國居民多提供一年健康，以2012年美國居民平均消費(fèi)支出3.63萬美元/年計(jì)算，則可直接創(chuàng)造近1.82萬億美元的經(jīng)濟(jì)增量，相當(dāng)于2012年美國GDP的11.2%。公共研發(fā)投資的增加可“帶動(dòng)所有的船前進(jìn)”，而不止是“快艇”。收入方面，1973-2015年，美國最富有20%的人年收入與最貧窮20%的人年收入之比從7.5上升至13.3，25盡管美國貧富差距呈逐漸擴(kuò)大之勢，但二戰(zhàn)后美國公共研發(fā)投資帶動(dòng)了社會(huì)整體收入水平的提高。1950-2019年，美國公共研發(fā)投資從15.2億美元增長至1266.67億美元，年均增長約6.52%；美國人均GDP同比年均增長約2.05%；美國家庭收入中位數(shù)從不足3400美元升至8.6萬美元，年均增長約4.76%。公共研發(fā)投資的增加提高了全要素生產(chǎn)率，基于生產(chǎn)效率水平提升的經(jīng)濟(jì)增長“帶動(dòng)了所有的船向前進(jìn)”。2.4.研發(fā)投入可獲得超額回報(bào)2.4.1.美國研發(fā)投入強(qiáng)度很大總量上，美國研發(fā)投入持續(xù)位居全球第一。從絕對值來看，1981年美國研發(fā)投入為727.5億美元，2020年升至7209億美元，四十年增幅近9倍；從研發(fā)強(qiáng)度來看，1981-2020年美國研發(fā)投入占GDP比重從2.27%升至3.45%，2020年OECD國家的平均水平為2.68%。結(jié)構(gòu)上，企業(yè)部門是美國研發(fā)投入的主體。從絕對值來看，1981年美國企業(yè)部門、聯(lián)邦政府、高校和非營利組織的研發(fā)投入總額分別為359.5億美元、347.8億美元、10.6億美元和9.7億美元，2020年則分別升至4776億、1448億、226.7億和240.4億美元，漲幅分別為12.3倍、3.2倍、20.4倍和23.8倍；從比重來看，企業(yè)部門研發(fā)投入占總投入的比例從1981年的49.4%升至2020年的66.3%。2008-2018年，美國企業(yè)研發(fā)支出總額中占比最高的是信息通信服務(wù)業(yè)，占比從17.2%升至24.7%，其次是藥品及制劑和電子元器件，2018年二者分別占比16.7%、7%。除了研發(fā)資金的持續(xù)投入外，美國研發(fā)人員數(shù)量也不斷增長，1981-2014年，美國研發(fā)人員總數(shù)從53.1萬增至135.2萬人。2.4.2.研發(fā)投入成果豐厚大量的研發(fā)資金和人員投入促進(jìn)了美國在科研領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，專利數(shù)量、獲諾獎(jiǎng)人數(shù)、發(fā)表論文數(shù)量等科技產(chǎn)出持續(xù)增長。從專利數(shù)量來看，1993-2021年，美國專利商標(biāo)局收到的專利申請數(shù)從18.8萬件升至65.1萬件，漲幅近2.46倍；獲批的專利數(shù)從10.7萬件升至37.4萬件，漲幅2.5倍。從獲諾獎(jiǎng)人數(shù)來看，1981-2021年，美國獲諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)27共145人，其中1990-2009年為美國獲諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)高峰期，共計(jì)81人，約占獲獎(jiǎng)總?cè)藬?shù)的60%。從科技類期刊發(fā)表文章數(shù)量來看，美國2000-2018年在科技類期刊發(fā)表的文章數(shù)量從30.5萬篇增長至42.2萬篇，其中2018年占全球比例約16.6%。此外，研發(fā)投入的增加驅(qū)動(dòng)企業(yè)業(yè)績持續(xù)向好，疊加行業(yè)需求大量釋放，共同帶動(dòng)納斯達(dá)克近20年長牛。2002-2019年，美國計(jì)算機(jī)與電子產(chǎn)品行業(yè)稅后利潤年平均增速達(dá)12.84%，而基本金屬、采礦和木制品則分別為-46.68%、-28.92%和11.33%。同期，納斯達(dá)克指數(shù)最大漲幅為709.83%，標(biāo)普500指數(shù)為378.92%，道瓊斯指數(shù)為337.53%。2.4.3.高研發(fā)帶動(dòng)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展研發(fā)資金的快速增長成為美國科技崛起的重要推動(dòng)力，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)生產(chǎn)方式變革，各產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率得到提升，美國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化升級。產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，計(jì)算機(jī)和電子產(chǎn)品行業(yè)增加值占GDP比重從1.8%增長至2.2%，傳統(tǒng)制造業(yè)例如機(jī)械行業(yè)增加值占GDP比重從2.4%下降至1.1%。1981-2000年美國人均GDP在此期間從12575美元上升到36330美元，二十年CAGR約5.5%，研發(fā)投入力度的加大使得高科技產(chǎn)業(yè)成為推動(dòng)美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎。2.4.4.研發(fā)投入與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)具有相當(dāng)高的相關(guān)性為展現(xiàn)美國研發(fā)投入對美國經(jīng)濟(jì)增長和制造業(yè)發(fā)展的影響，我們選取1967-2020年美國研發(fā)投入總額、研發(fā)投入占GDP比例、人均GDP、制造業(yè)增加值，以及1977-2020年三類行業(yè)增加值GDP占比等數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。根據(jù)測算，1967-2020年，美國研發(fā)投入總額與人均GDP、制造業(yè)增加值呈現(xiàn)較強(qiáng)的正向相關(guān)關(guān)系，且擬合效果較好，研發(fā)投入的持續(xù)增加或成為拉動(dòng)人均GDP和制造業(yè)增長的重要因素之一。其中研發(fā)投入總額與人均GDP的相關(guān)系數(shù)為0.95，擬合優(yōu)度為0.9；研發(fā)投入總額與制造業(yè)增加值的相關(guān)系數(shù)為0.97，擬合優(yōu)度為0.93。1977-2020年，研發(fā)投入總額與信息和數(shù)據(jù)處理服務(wù)行業(yè)增加值GDP占比的相關(guān)系數(shù)為0.96，而與機(jī)械制造、加工金屬制品行業(yè)增加值GDP占比的相關(guān)系數(shù)則分別為-0.81、-0.87，表明研發(fā)支出的增加與以信息服務(wù)為代表的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)增長密切相關(guān)，而傳統(tǒng)制造業(yè)則難以享受研發(fā)支出增加帶來的正面效應(yīng)。3.不同階段的代表性行業(yè)分析3.1.鋼鐵業(yè)技術(shù)進(jìn)步降低鋼材生產(chǎn)成本，鋼鐵行業(yè)的迅猛發(fā)展助推美國實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。19世紀(jì)后半葉，鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展是支撐美國經(jīng)濟(jì)崛起的關(guān)鍵點(diǎn)之一。英國作為現(xiàn)代鋼鐵行業(yè)的先驅(qū)，早在1709年英國人亞伯拉罕·達(dá)比通過改良后的高爐成功用焦炭煉出生鐵，焦炭煉鐵的成功成為英國鋼鐵業(yè)發(fā)展的起點(diǎn)。美國鋼鐵行業(yè)起步稍晚于歐洲，對處于起步階段的美國鋼鐵行業(yè)起到關(guān)鍵作用的是發(fā)生于19世紀(jì)中期的兩項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新：貝塞麥煉鋼法和西門子馬丁平爐煉鋼法。前者是由英國人貝塞麥于1855年實(shí)驗(yàn)成功，并由美國人凱利將其完善并應(yīng)用推廣；后者是由英國人西門子和法國人馬丁于1864年共同發(fā)明，并迅速從歐洲推廣至美國。冶煉技術(shù)的重大進(jìn)步有效降低了生產(chǎn)成本，美國原鋼冶煉成本大幅下降約80%，鋼軌價(jià)格從1865年的165美元/噸下降到1898年的18美元/噸，鋼材借助較低的成本優(yōu)勢和堅(jiān)硬、可塑等特殊性能優(yōu)勢很快取代鐵成為主要黑色金屬材料，新型鋼材、鋼梁及其他鋼制品大范圍應(yīng)用于各種生產(chǎn)設(shè)備、交通設(shè)備和大型建筑當(dāng)中。19世紀(jì)70-90年代，美國實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)力的爆炸性增長，鋼材產(chǎn)量從1870年的不足7萬噸增長至1890年的428萬噸，并于1910年增至2610萬噸，四十年間產(chǎn)量增長372倍，年均增長率達(dá)15.9%。1890年，美國鋼鐵產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的34.4%，超過英國的29.4%，成為世界鋼鐵生產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)者，并于1918年最高升至60%。鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展助推美國實(shí)現(xiàn)工業(yè)化轉(zhuǎn)型，1860-1894年美國工業(yè)制成品總值從世界第四躍居世界第一，1860-1914年美國制造業(yè)產(chǎn)值增長約18倍。進(jìn)入20世紀(jì)，幾項(xiàng)重大技術(shù)創(chuàng)新成果