芯片破壁者（二十二）：政府與半導體間的“美國往事”_風聞

美國半導體產業，從誕生之初，就和美國政府有着千絲萬縷的關係。

在二戰前，美國政府出於軍事科技的需要，就開始為企業和大學提供科研資金的支持。半導體產業初期，美國政府除了提供研發資金外，還扮演着最主要的採購方的角色，可以説最初生產晶體管的企業正是靠着軍方的訂單才存活和壯大起來。

現在，國家科學基金（NSF）、國防部高級研究計劃局（DARPA）在支持基礎科學研究和具有軍用潛力的技術研究上面仍然扮演着“投資者”的角色，為美國半導體產業的基礎研究提供着“把脈”和“輸血”的支持。

在技術創新上，“市場和政府到底誰才起着更重要作用”，這一問題還存在着諸多爭論。但是具體到半導體產業這一高投入、高風險，根本上關係國家安全命脈的科技創新領域，政府扮演的角色則至關重要。

回看半導體產業戰爭史，由於六、七十年代，美國半導體產業轉向民用領域和海外市場，日本政府就在這一次產業轉移的夾縫中抓住了生存空間，舉國之力進行半導體技術的引進、研發及製造，使得日本幾大企業在十年之間抓住這一機遇期，隨後在80年代中期超過美國，一度成為全球半導體產業的頭號玩家。

也正是日本半導體的這次崛起，直接刺激美國政府高舉貿易保護的大棒和產業扶持的大旗，對外施壓日本開放市場，對內親力親為培養新技術路線，使得日本半導體僅僅經歷了十幾年的短暫繁榮，又在九十年代末盛極而衰，至今再也無力挑戰美國的半導體的一哥地位。

那麼，美國政府在美國半導體產業的再次崛起中，究竟扮演了哪些角色？

在美國半導體產業的基礎研發上，美國政府仍然發揮着“幕後大金主”的角色，在半導體產業乃至一切高科技產業的外部競爭中，其又充當“裁判員”角色，甚至還會直接下場充當“運動員”的角色，動用國家權力來壓制他國政府和企業，一如當年的日本和如今的華為。

不過，還有一個角色會被我們忽略。美國半導體產業之所以能夠在長達70多年的激烈競爭格局中保持領先，來自於其技術創新的先導性，而其技術創新優勢又來自於美國政府對基礎科學研究的重視，而這一產業技術基礎得益於美國政府通過產業政策和法律的基礎手段，所扮演的“教練員”角色。

我們將從二戰後美國政府先後幾次出台科技創新的政策和法律體系説起，來透視美國政府所起到的“教練員”的“守芯”之責和美國半導體產業始終“基業長青”的基礎優勢。

無盡前沿的科學：鋪就美國科研政策的基石

在前面章節，我們已經細數了半導體技術萌芽的多個歷史瞬間和半導體產業發展的清晰脈絡。但是一直以來有一條草蛇灰線一般的線索無人抓取，或者説我們都將其當作理所當然的歷史背景來看待。這個線索轉化成一個巨大的問號就是：為什麼半導體技術的突破一定是在美國出現？

回到70多年前，就在貝爾實驗室誕生出第一個半導體晶體管之前，美國政府正在為這場即將到來的新技術革命，鋪就着基礎科學技術研究的政策基石。

1944年11月，美國總統羅斯福給時任戰時科學研究與發展局的局長萬瓦尼爾·布什寫信，要求他對“如何把戰時的科學技術經驗應用到和平時期”這一問題給出建議。在信中，羅斯福提到“在我們面前需要一個用聰明才智開拓的新邊疆（New frontiers of the mind）”。

（羅斯福寫給萬尼瓦爾·布什的信件）

要知道，在二戰之前，對於科學技術的支持只是美國聯邦政府職能和政策中處在邊緣位置的一種存在，政府對美國科研經費的資助的貢獻還很小。而在二戰中，美國最優秀的科技人才和機構被動員到軍事領域，正如布什就是原子彈計劃的“曼哈頓工程”的核心推動者一樣，科學技術為美國贏得戰爭發揮了重要作用。二戰後，羅斯福政府更是開始意識到把戰時建立的科學技術的力量應用於和平時期的建設，而布什報告就為此後美國政府、學術機構、產業界通力合作促成科學技術的進步提供了思想基礎。

（萬尼瓦爾•布什（1890—1974）

八個月後，布什用這一極富深意的概念撰寫了這份名為《科學：無盡的前沿》（Science: The Endless Frontier）的報告，來完整回答了羅斯福提出的問題。

布什報告可以説奠定了二戰後美國科技政策的核心基礎，其基本思想是：基礎科學研究對於國家安全、人民健康和社會福利是必不可少的；政府要在推動科學研究、人才培養上承擔相應責任，但同時又要確保科學家在科研探索上的自由。

布什報告直接促成了國家科學基金會（NSF）的成立，也推動了現代美國研究型大學的繁榮，也最終促使政府增加對科學研究的資助力度。據統計，政府科研經費從四十年代到六十年代，增長了10倍以上。美國R&D經費在1957到1967 年的十年間，以每年 15% 的速度大幅增長，達到 150 億美元。

實際上，這份布什報告最重要的意義在於為政府和科研之間訂立了一個長期“契約”：政府對大學等機構進行基礎科研的資助，但又保持科學家的探索自由。正是這樣能夠支持創新又不干涉創新的原則確保了美國科學技術始終保持領先的底層保障。

在冷戰時期，美國政府為應對蘇聯的軍事挑戰，同樣也將美國科技政策和經費投向軍事領域。這一過程中，美國政府一面充當出資人，大幅經費投入到基礎研究中，一面又充當採購人，按照像“阿波羅登月計劃”這樣的國家認為來發展先進技術。

正是有這些巨大投入，美國的大學科研機構、企業實驗室在電子、計算機、材料科學等基礎研究的突破給這些國防軍事項目提供了核心技術支持，而政府的採購，又使得企業掌握這些先進技術後再投入到商業開發和民用市場上。比如，通過政府訂單，如仙童、得州儀器、摩托羅拉、IBM等一系列科技企業才能將半導體產業以及此後的計算機產業生根和壯大。

不過，隨着在聯邦政府支持下，美國各大學、科研機構所取得的基礎性科研成果和技術專利越來越多，可以説布什報告的一大願景達成，但是這些科技成果的所有權和商業化落地問題又擺到了美國政府的面前。

誰研發，誰受益：《拜杜法案》的終極奧義

1980年12月12日，美國國會通過了由參議院Birch Bayh和Robert Dole兩人聯合提交的一項名為《Patent and trademark Amendments of 1980 P.L.96-517》的提案，這就是今天被人們津津樂道的《拜杜法案》。

當時的人們不曾想到，這一提案是由美國中北部的印第安納州的一位大學老師向兩個參議院反映的問題，竟然成為改變整個美國技術專利市場格局，推動美國再一次技術騰飛的歷史關鍵點。

《拜杜法案》的價值，簡單來説，就是讓大學、研究機構能夠享受由政府資助的科研成果的專利權和收益權，此後極大地推動了全美的科學技術發明進行商業成果轉化的進程。

而在《拜杜法案》出台之前，美國政府所資助的大學、企業以及非營利組織等機構的基礎研究成果，遵循着一條“誰出資，誰擁有”的原則，而這也是布什報告未能解決的一個“細節問題”。而美國聯邦政府也沒有對因其資助而產生的科技成果的專利歸屬問題沒有制定出統一的政策法律，只是按照常規做法默認政府成為事實上的專利所有者和轉化實施的主導者。

但問題在於，政府中不同機構的資助主體和各自為政的政策導致很少的發明專利能夠被實際使用，造成美國大學等機構中產生的大量科研成果，大多都被束之高閣。

根據當時的一項統計，所有權歸屬聯邦政府的科研成果，其轉化率非常低。在1980年美國聯邦政府持有的28000件專利中，通過技術轉讓被民間使用的不足5%，而所有權歸屬民間的專利，雖然數量不多，但是轉化使用率卻高達30%。

這些統計結果為《拜杜法案》的提出提供了參考依據。但當時更為直接的刺激是美國政府已經意識到日本、德國在許多產業領域有趕超美國的苗頭。面對這種挑戰，時任美國總統的卡特在1979年發表的Innovation Message這一產業創新政策，提出促進科技成果轉化、緩和反壟斷法、扶持新型技術企業的戰略。由此我們不難理解，國會通過的《拜杜法案》正是與政府戰略相呼應的一部“審時度勢”的法律。

《拜杜法案》的推出，使得美國的大學和科研機構開始代替政府成為這些科研成果的所有者和執行者，奉行的核心原則變成了“誰研發，誰使用，誰受益”。有利可圖的前景使得這些大學和研究者們願意積極推動新技術研發、研究成果的專利申請和商業化轉化。

在此後二十年的時間裏，美國徹底擺脱“自己獲諾貝爾獎，別人佔領市場”的尷尬局面。

根據美國大學技術經理人協會（Association of University Technology Managers Inc）從1991年開始的一項調查報告統計，1991到2000年的十年間，技術轉讓的累計成長率高達100%，技術轉讓收入也從1991年的1.22億美元增加到2000年的9.47億美元。另據統計，從1980年以來，大學的科研成果共誕生了3376家高科技企業，僅在2000年美國大學等機構的技術轉讓和新設立企業共創造了26萬多個就業機會和400億美元的經濟效益。

可以説，《拜杜法案》的推出，再一次為美國的科技創新注入了活力，成為我們理解80年代之後美國半導體產業政策的最重要“背景牆”。從《拜杜法案》之後，更多的法律政策出台，來加速推進政府的技術成果向商業化轉化。

同一年，國會通過《史蒂文森-懷德勒技術創新法》，提出了合作研發協議(CRADA)機制，建立起聯邦實驗室加快向企業進行技術轉移的核心機制。1982年，通過《小企業創新發展法案》，規定聯邦機構需要拿出一定比例的經費支持技術轉移。1986年，通過《聯邦技術轉讓法》，建立聯邦機構與公司、大學和非盈利機構達成合作研究與開發協議的發展機制。在1985 和 1987 年，國家科學基金會分別啓動建立了工程研究中心和科學技術中心，以促進大學和企業在重要技術領域的合作。

在這些政策法律影響下，美國半導體產業領域的一大成果就是，1987年美國半導體制造技術聯盟Sematech的出現，這是由美國半導體產業界發起，聯合14家居領先地位的半導體公司成立，DARPA代表聯邦政府每年出資1億美元支持的技術聯合組織。

Sematech的初衷是共享研發資源，減少重複研發投入，提高半導體技術研發數量，改善半導體生產技術。經過兩年實踐，Sematech的研究中心從半導體制造技術轉向了半導體制造設備技術的研發，重新塑造美國半導體產業上下游的良性發展。到1996年，DARPA給Sematech的補貼全部退出之時，美國半導體產業已全面恢復國際競爭力，特別是在半導體制造設備領域，美國的主導地位至今牢不可破。

老大哥的隱憂：《無盡前沿法案》能撐起下一個75年嗎？

時至當下，美國的科技主導地位又迎來了新的一次挑戰。從技術演進上面，全球科技產業正在迎來以人工智能、量子計算、合成生物等為代表的現代新興技術的湧現，美國需要提出新一輪的科技產業政策；從外部挑戰上，美國也在應對全球日益激烈的科技競爭，特別是中國大陸的科技研發、人才和產業實力的崛起。

2019年5月，一家由美國的先進企業、商業協會、研究型大學協會和科學學會組成的聯盟機構——美國創新研究工作組（TATI）發佈了名為《2019年基準：美國第二名？——美國科學領導地位面臨越來越大的挑戰》的報告。該報告從研發投資、知識創造、教育、勞動力和主要高科技部門評估這五個基準類別來説明美國正在失去其競爭優勢，特別表示了對中國在迅速增加對研發和知識勞動力方面的投資以獲得全球領導地位的擔憂。

這份報告主要倡議，美國要通過一項新的國家戰略，來支持增加對科學研究和人力資本的資助，以及對新項目的定向投資，以增長、吸引和留住美國國內和國際科技人才，將保持美國的巨大技術優勢作為國家的優先事項。

也正是在特朗普政府執政的後面兩年中，美國重新開始重視對科研的投入，包括在2018年推出太空、生物、網絡等多項科技計劃，同年12月通過《國家量子倡議法案》，2019年2月啓動國家人工智能倡議。2019年2月，特朗普政府任命的第一位總統科學顧問、白宮科學技術辦公室主任德羅格梅爾在第一次公開演講中再提《科學：無盡的前沿》，也提出美國要再次進入科學技術新邊疆的探索時代。

（特朗普總統科學顧問德羅格梅爾）

在2020年2月26日，在美國科學、工程和醫學學院召開的紀念萬尼瓦爾•布什《科學：無盡的前沿》發表75週年研討會上，指出美國政府在對基礎科學研究上的資助正在減少，更在意眼前短期效果，最終一致建議制定一個長期的聯邦科學計劃。

（“無盡的前沿：下一個75年的科學”大會圖標）

5月21日，美國兩黨兩院的四位議員在參眾兩院聯合提出《無盡前沿法案》（Endless Frontier Act）的議案，提議在美國國家基金會設立技術學部，賦予它特定的使命和職權，在5年內提供1000億美元用於戰略性地推進科技研發，以及100億美元用於在全國各地建立區域性技術中心，以啓動新公司、重振美國製造業、創造新的就業機會，推動當地社區的發展。

這一法案議案可以看作是1945年布什報告的升級，其目的仍然是確保美國科學技術在本世紀中葉仍能保持全球領先地位。而從《科學》雜誌的解讀來看，這一法案議案是專門針對中國科技的強勢發展而提出，可以成為一部《領先中國法案》。

從這些技術政策的目標來看，該議案仍然延續了以往的政策方向，包括主張發揮政府的經費資助，增加大學研究經費和人才培養，促進技術轉移、區域性技術中心建設等，同時，該議案也有以下政策創新，包括創建一個有特殊職權和鉅額資金分配權限的科技部門，集中投資在像人工智能、高性能計算、先進半導體、量子計算、先進通信技術、生物技術等10個戰略性技術領域。

現在，儘管美國共和、民主兩黨幾乎在所有施政綱領上都存在意見分歧，但是在對待如何保持美國在科技領域的領導地位，如何遏制像中國這樣的極富潛力的超級對手的崛起上，則保持了相當一致的態度。所以，無論這部議案是否會在美國政府換屆後得到國會的通過，但是這部法案傳遞出來的一個明確信號，就是再次強調政府在科技研發尤其是關鍵技術領域的重點投入，將成為美國政界、科學界的共識。

啓示：如何做好一名科技創新的“教練員”

我們從美國科技政策演化的歷史中，截取了開端、中間和當下的三個關鍵時間點，來展示美國政府是如何通過一系列科技產業政策和法律體系來推進美國的科技研發和成果轉化，最終保持美國在科技產業領域，特別是半導體產業領域的主導地位。

在一開始，我們就提到美國政府在全球半導體產業競爭中的幾種角色，這些角色需要在半導體產業技術創新突破、激勵市場競爭、鞏固國家技術安全優勢等方面取得一種平衡。也就是需要政府出錢的時候出錢，出力的時候出力，內部有少數獨大的苗頭就反壟斷，一致對外的時候就搞聯合。但根本上，美國政府扮演這些角色的時候，都離不開“教練員”的角色，那就是通過制定政策和法律將自身要遵守的規則明確下來，並以此來指導政府其他角色和這些場下選手的動作。

我們看到在“教練員”的角色扮演下，美國政府成功做出了以下的成績：

第一、通過綱領性的科技產業政策，美國政府在支持科技研發上就有了清晰的邊界，能夠在投入研發經費的同時，又保持科研探索的自由，避免“外行指導內行”的情況出現。

第二、通過應時而變的科技成果轉移的立法，加速了國家投資而產生的科研成果向企業的商業化應用轉移，推動了基礎科研與應用技術的產業融合。

第三、通過立法方式設立專門支持科研的機構，給予足夠的科研資金，能夠聚集大學、產業界的科研力量，進行集中性的技術創新攻關，克服企業單打獨鬥、重複研發投入的弊端，在半導體產業遭遇技術創新危機時實現整體產業的集體突圍。

最重要的是，我們看到一向標榜堅持以自由市場為導向的美國，從始至終都未放鬆在科技產業政策上的有力掌控和傾力扶持。儘管不同政府時期有着輕重緩急的不同科技產業政策，但是美國政府一直在追求對先進科技方向的主導和對政府投入的科技成果轉化的效率提升。

我們也要看到，政府的支持和科技的創新、產業的發展，除了有相互促進、成長的可能，也會有相互掣肘、制約的可能。

科技創新始終是一個非常需要靈活性、平衡性的活動，政府通過政策之手、法律之規，在伸手幫助科技創新、產業突圍的過程中，則務必要保持長遠眼光和因時而變的調節能力。

有所為有所不為，這是我國未來的科技產業政策和半導體產業政策，可以從美國的“教練員”角色中學到的寶貴經驗。

參考資料：

1、美國促進科研成果實用化的《貝赫-多爾法》，《借鑑與參考》：日本東北大學經濟管理學院，作者：李宏舟

2、二戰以來美國技術政策的演變，《中國科學院院刊》2020年第8期，作者：樊春良

3、《科學：無盡的前沿》誕生75年後，留給我們哪些啓示？作者：知識分子