揭開德國科技轉化的神秘面紗 | 弗勞恩霍夫模式探索（下）_風聞

（本文探討了弗勞恩霍夫研究的轉化機制，分為上下篇。本文為下篇）

研究院越多，轉化越厲害

弗勞恩霍夫研究院對於德國各州的經濟增長，影響巨大。

圖1 研究開發科技轉化之對比（F=研究，E=技術開發，U=企業轉化）

上圖是2009年貝塔斯曼基金會對德國各聯邦州研究，開發和企業對研發成果的技術轉化比例條件的統計對照表(可惜最近幾年的研究對照表沒能找到)，排在前五名的分別是：

圖2 德國各聯邦州技術轉化比例統計

而研究開發和企業轉化條件得分高的地區，經濟發展和工業水平普遍也更高。這是一個正相關的對照。

弗勞恩霍夫研究院及研究機構在德國各地分佈圖。一是星羅密佈，覆蓋全境，74家弗勞恩霍夫研究所及其分支機構，遍佈全德國，弗勞恩霍夫研究所都設立在經濟相對發達，工業和產業比較集中的地區和城市。

圖3 弗勞恩霍夫的分佈圖（來源：官方網頁）

最集中超過20個研究院和分支機構的四個地區分別是：巴伐利亞州擁有42家，主要分佈在慕尼黑、紐倫堡、奧古斯堡、維爾茨堡等地；北威州34家，主要分佈在亞琛、波恩、多特蒙德、明斯特、帕特伯恩、比爾弗萊德等地；薩克森州擁有33家，主要分佈在德累斯頓、萊比錫、開姆尼茨、哈勒等地；巴登符騰堡州23家，主要分佈在斯圖加特、弗萊堡、海爾布隆、曼海姆等地。

研究機構最集中的城市是德累斯頓，該地區的工業優勢明顯。而且一個城市集中了12家研究所和研究機構。且主要集中在材料、納米、有機電子、光電半導體、光子微系統、陶瓷、機牀設備和成型技術等，從而形成了一個材料、裝備、電子配套的產業集羣。同時附近城市羣也有德累斯頓工業大學，萊比錫大學，哥廷根大學等著名理工科院校作為科研體系支撐和人才儲備供應的大本營。薩克森州首府德累斯頓（Dresden意為“河邊森林的人們”）是一座古老的城市，德國十大主要城市之一，東部僅次於首都柏林的第二大城市。化工製藥興起於19世紀末，世界上最著名的藥物阿司匹林就誕生於此，位於德累斯頓的薩克森血清工廠屬於葛蘭素史克擁有，是世界領先的疫苗生產廠家。而創新和尖端技術在德累斯頓地區發揮了極其重要作用；信息技術和納米電子學在經濟和科技領域地位舉足輕重，也因此被稱為“薩克森硅谷”技術中心。藥品、化妝品、機器、車輛和工廠工程、食品、光學工業、服務、貿易及旅遊為德累斯頓創造了巨大附加值。德累斯頓的半導體工業建立於1969年，在德累斯頓的GDP中佔很大比重，德累斯頓成為“歐洲硅谷”的核心。主要企業有AMD、英飛凌、ZMD、Qimonda等，德累斯頓及其周邊地區已發展成為涵蓋電子和微電子領域，擁有近800家企業的產業集羣，歐洲最大的微電子技術中心。

巴登符騰堡州以斯圖加特的製造技術和自動化IPA研究院為龍頭的8家研究機構，結合能源，信息技術和移動鏈接解決方案應用中心，構成的研究組合，與當地強大的汽車產業集羣，為上下游產業鏈提供了從材料，到設備工藝產線，軟件系統集成，自動化和智能工廠建設規劃形成技術支撐合力。德國聯邦經濟能源部和巴登符騰堡州經濟部科技部共同投資資助,由IPA和IAO等斯圖加特研究院與德國龍頭企業40多家單位共建的未來工作中心：未來工作實驗室“Future Work Lab”，專門向工業界產業界展示數字化工具和工業4.0最新研究成果。

北威州的亞琛集合了5家研究機構：分子生物和應用生態研究院，激光技術研究院，製造技術研究院，和2家應用信息技術研究分支機構形成的生產設備和工藝硬件技術中心。量身定製的光源和組件-弗朗霍夫激光研究所ILT的科學家與德國和國際頂級研究人員一起，正在為新量子技術開發廣泛的解決方案組合。德國EdgeWave公司，是高端創新激光器產品的供應商，是世界尖端技術InnoSlab技術的先驅和當今世界這個新激光技術領域的領先者。而最能體現德國電動汽車初創先鋒性的企業，e.GO Mobile AG是從亞琛工大和弗朗霍夫製造技術研究所共同孵化出來的亞琛電動汽車製造企業，也是北威州乃至德國智能製造領域工業4.0工廠的典型案例，該公司成立於2015年，於2017年3月推出了e.GO Life其首個系列型號。而GrünenthalGmbH是亞琛最大的公司，擁有約5,500名員工。這家制藥公司成立於1946年，主要是因為它在德國推出了青黴素藥物而聞名。

波恩則是人工智能的老巢，附近10家研究機構，在信息技術領域獨樹一幟。

一衣帶水，研究院緊鄰大學而建

德國有106所綜合性大學、207所應用技術大學、2455所職業專科學校，科學研究型、高技術和職業技能型等各種層級的人才培養，井然有序，分佈均勻。而弗勞恩霍夫研究院始終保持和大學及高等院校的緊密合作，和大學的硬件設施協同使用，實驗室和實驗設備共享。

這些連接與合作通過大學基礎研究資源進一步完善，同時從大學獲得科研人才。弗勞恩霍夫與大學的緊密合作獲得一種雙贏成果。大學通過與弗勞恩霍夫實踐導向的培訓，以及與實際應用相關的研究主題的協同配合獲得其所需成果。這一合作最明顯的標誌就是通過研究院和大學共有教授席位，大學教授同時擔任研究院院長和負責人的方式協調一致。在某些前言研究領域和年輕研究人才培養方面，弗勞恩霍夫和馬克斯普朗克學會也會展開多方面合作。

最與眾不同的是，研究院院長通常都同時兼任大學教授，既要給大學上課，又要在研究院招收博士研究生，為大學和工業同時培養研究型人才，博士研究生學位是大學授予的。研究院招收的博士研究生，主要時間和精力要以項目為重，項目之外有時間才能開展博士研究工作和準備研究論文。當然，參與開發性研究工作，也可以作為博士研究工作的一部分。

這種方式，非常容易形成應用導向的人才梯隊。弗勞恩霍夫研究院的人才培養原則也充分體現產學研緊密相連的原則，工作人員要能夠獨立承接工業項目。而無論是國家創新研究，還是針對工業界量身定製的特定技術難題合同委託開發研究，都必須能夠解決技術難題。而公共基金研發項目，則起到了這種指揮棒的作用。

大學是基礎學術研究和人才培養的公地，而弗勞恩霍夫研究院則通過自身直接承接工業項目的經驗，把基礎研究成果最高效率轉化為應用技術。一種漂亮的雙連發，總是精確地擊中目標。

研究院的聯合組成研究網絡

德國弗勞恩霍夫研究院，會按照相同相近領域和行業，或產業上下游鏈條上的研究院之間建立固定聯盟機構。採用研究集羣網絡，或者項目機制下的聯合攻關小組，形成多樣化的組合方式。通過分工協作的方式，各自發揮所在研究組特長。74個研究院和研究機構在德國各地開展工作。這樣的話，對外與優秀研究夥伴交流，而對內，則建立了跨學科的大聯盟，形成合縱聯合研究機制。

這一點跟美國製造創新研究院非常類似。這個後來更名為“製造業USA”的共性技術體系，最早命名就是“美國製造創新網絡NNMI”，非常強調創新院之間的網絡連接關係，也鼓勵這些創新院，跟既有的院所、企業形成更加緊密的合作關係。

研究院所有研究院和機構按照行業特徵，工業門類，學科方向和研究重點組合成8個集團大軍：

圖4 8個集團大軍

通過研究聯盟的強大組合，承接弗勞恩霍夫前沿研究主題。通過初步研究影響有前景的新技術的開發和應用，為未來市場提供超前3-5年的技術和產品解決方案。這個時間是概率，原則是引領市場，為企業提供戰略指導。

這種研究院層次的分散式戰略規劃形式，研究小組內部的協調機制，是規劃研究院研究活動的重要成功因素。因為越來越多的技術和科學上的挑戰，只有通過幾個學科共同努力和協同公關才能夠實現。使用單一的技能，單個學科，甚至單個研究院不太可能掌握全部系統的解決方案或複雜的應用程序。很少有構造物只有一種材料組成，幾乎所有產品都是由幾個，幾十個，幾百個，幾千個部件組成，如今的生產系統幾乎都是依靠信息和通信技術來完成。這也正是弗勞恩霍夫研究院要提供的獨特戰略所在：必要時，研究院各項核心競爭力能夠快速高效地彙集在同一屋檐下，協同攻關，一種在弗勞恩霍夫前沿主題範圍內進一步發展的集團軍力量，能夠充分展示內部協同效應。

弗勞恩霍夫分析宏觀趨勢，並確定將在迎接未來挑戰中扮演着特別重要角色的研究領域，如氣候變化，正在減少的資源和預防保健領域。弗勞恩霍夫打算為這些解決方案做出積極的貢獻，提供前沿主題，在初步研究中投入它自己的資源並連接它的分散式的研究攻關技能以便促進行業的對接。在推行這些前沿主題的同時，弗勞恩霍夫正在加強其作為在德國的應用研究驅動器的作用。它也正在提高其工業的研究和發展的吸引力，在未來的市場中打通新的商業機遇。

作為重要的八大支柱之一，“材料-組件”聯盟整合了弗勞恩霍夫研究院所有以材料科學為導向的研究院綜合能力。材料科學和工程涵蓋了整個生產價值鏈：從新材料開發，現有材料和材料的改進，到準工業規模的適配製造工藝，特性表徵和使用實踐評估。材料聯盟共有19個研究所：

圖5 19個研究所

這些聯盟會形成廣泛的合作，在實驗室，中試工廠，以及中試工廠進行實驗研究之外，還優先使用數據模擬和建模方法，使之適用於所有規模，從分子到組件再到複雜系統和過程仿真。這是一種驚人的生態，為了為工業開發一種新材料，從材料製備工業，到使用材料的零部件，到生產工藝，以及質量控制參數等全部過程，都可以聯合完成。這得益於在弗勞恩霍夫材料網絡涵蓋了由可再生原材料以及半導體材料製成的金屬等所有範圍。近年來，混合材料和複合材料越發重要，研究院就會通過戰略預覽來支持未來材料和技術的研究和開發。

如汽車在汽車輕量化製造，利用碳纖維合成新材料製造輪轂、車橋、發動機複雜部件等，從碳纖維製備、新型合成材料製備、生產設備設計和工藝設定，到部件組件製造過程，質量測試，到成品裝配到整車上的質量和安全測試全部過程，在聯盟各個研究所配合下及委託企業的參與全部完成。

圖6 2016材料聯盟的11個機構 （當時生產聯盟 7個研究院，3個研究機構和一箇中心的分佈圖）

通過聯邦和州政府制度性的研究經費的支持，弗勞恩霍夫也開展戰略研究項目。

目前，弗勞恩霍夫不僅遍佈全德國，在北美，南美，歐洲，亞洲等國設立的代表處，使其當今和未來科學和經濟領域在世界各地都有了窗口。合同制研究70%來自於工業項目委託，應用技術研究目標是直接為客户創造價值。

創新研究與工業價值的循環反哺

德國的研究與創新應用，給全世界留下了深刻的印象。根據德國科學教育部BMBF《2018年研究和創新報告》，2016年全世界最多引用的科學出版物12.2%來自德國；2015年每百萬居民世界市場相關專利登記371個是在德國；2016年產品創新為德國經濟貢獻了7190億歐元銷售額；2016年全球與深度研究開發的產品11.6%來自德國。

工業支撐，沁入骨髓。弗勞恩霍夫各個研究院的研究項目，幾乎涵蓋了所有工業門類的所有細分領域。每個研究所和每個聯盟，研究集羣都有細分領域的項目，數百數千個。很多都是跨學科跨行業跨研究機構的合作項目，就像排列組合一樣。猶如工業的毛細血管，技術深入骨髓，到處流通。對於工業的技術能量供給和輸送猶如為工業母體輸送血液。而且始終要求保持動態的生機勃勃的生長。這一條件的滿足來自於弗勞恩霍夫著名的運營原則，即所有研究和開發項目約70%要直接來源於工業。2019年弗朗霍夫研究院通過參與聯邦科教部共同推進高科技論壇以及創新對話，為保證和促進可持續發展戰略和2025高科技戰略目標的實現。德國2018年達到173億歐元的投入，2019年183億歐元。至2025年對科學研究和科技開發的投入要達到和實現國內生產總值的3.5%的目標。

這樣的運營模式敦促研究人員始終和市場保持同步，不僅要解決企業在市場上遇到的技術難題，同時也要引領企業超前佈局，搶佔市場和技術高地。這些舉措，無論從技術積累和保障，通過持續不斷創新提升和保持競爭力，對於德國的中小企業始終是強心劑，對大企業也是巨大幫助。儘管大企業都會擁有強大的研發部門，但是任何大企業也無法保證在所有科技領域開展研究。為了解決自身研發部不能解決的技術難題，也始終會和研究機構，尤其是如弗勞恩霍夫研究院這種應用技術導向的機構進行協同攻關。大企業再大，也無法做到像研究院這樣無孔不入，也很難做到深度探索。高精尖技術的研發，需要協同攻關，發揮研究集羣的整體實力。

無論是公共研究項目還是工業項目，運營收入又會大量反饋反哺投入到新一輪的研究開發領域中。例如通過專利許可費，技術轉讓，孵化企業退出機制等獲得的收益，成為研究院自身投入新的研發項目的資金支持。

由於各個研究院，走在工業前沿技術開發，其創新速度和轉化效率非常高。無論是來源於政府和非營利等研究基金的公共委託研發項目，還是工業委託項目，在提供技術解決方案的過程中都會產生大量專利技術、創新產品。研究院本身設立有創新孵化基金，加之政府公共孵化基金，以及私募孵化投資基金的支持，專利和科技創新多數都能夠第一時間在研究院孵化成立公司，從孵化器到急速工廠逐步走向市場，形成一股良好科技孵化機制。例如激光技術研究院20年之間孵化出30多家公司，而生產製造和自動化研究院IPA僅僅在2017-2019三年，就孵化了20多家創新公司。儘管研究院也是非營利機構，但以上成果也是應用基礎科研機構本身的價值所在。

如何確定主題方向？弗勞恩霍夫專注於具有市場引領和重大戰略技術儲備的前沿課題研究。主要來自三個方面，研究院本身每年都會根據全球技術發展狀況提出的挑戰，規劃技術路線，制定戰略研究方向；同時，也有歐盟，德國聯邦政府和地方政府根據產業前沿提出的研究任務委託。而最重要，當然還是來自於工業和市場領域提出的深度技術挑戰。

小記

弗勞恩霍夫研究院作為一家應用技術為主的科研機構，其組織結構和運營模式鼓勵工業企業和研究部門緊密合作，構建了產學研金三角的全生態，成為產業集羣的高效粘合劑。跨學科、跨行業、跨地域的細分研究機構，加上靈活地交叉組織、集羣攻關，形成了協同作戰的合力優勢。

作者

倪道鈞：中德工業技術有限公司，佛勞恩霍夫製造技術和自動化研究所IPA、無損檢測研究所IZFP合作伙伴

林雪萍：南山工業書院發起人，北京聯訊動力諮詢公司總經理