面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場的科研模式探索*

包云崗

中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所 北京 100190

面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場的科研模式探索*

包云崗

中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所 北京 100190

“面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場”是中科院新時期辦院方針中“三個面向”之一。本文分析科技力量與國家發(fā)展之間的聯(lián)系，指出科研要“面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場”離不開學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的密切合作。在介紹國外的主流科研合作模式基礎(chǔ)上，文章陳述了中科院計算技術(shù)所與華為公司在過去 5 年中科研合作模式探索方面的實踐經(jīng)驗與教訓(xùn)。

國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場，科研模式，學(xué)術(shù)界，產(chǎn)業(yè)界

為適應(yīng)新的改革形勢和發(fā)展要求，中科院確定了“三個面向”“四個率先”的新時期辦院方針，即“面向世界科技前沿，面向國家重大需求，面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)”。辦院方針調(diào)整明確提出“面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場”，是基于當前國家改革發(fā)展形勢的準確判斷，也是基于對科技力量與國家發(fā)展之間聯(lián)系的深刻認識。

1 科技力量的服務(wù)對象

一個國家的科技力量究竟應(yīng)該為什么服務(wù)？一般而言，可分為3種狀態(tài)。

（1）特殊時期科技以國家戰(zhàn)略需求為主導(dǎo)。例如被稱為“計算機科學(xué)之父”的英國科學(xué)家圖靈，在“二戰(zhàn)”期間即參與了密碼破解任務(wù)，立下赫赫戰(zhàn)功。

（2）民生需求崛起，與國家戰(zhàn)略需求不相一致甚至沖突，二者爭奪科技資源。美蘇兩國在“冷戰(zhàn)”期間均屬于此狀態(tài)，但這是一種極不穩(wěn)定狀態(tài)，處理不當則會影響國家發(fā)展與社會穩(wěn)定。

（3）國家戰(zhàn)略需求與民生需求基本一致，形成需求互補、相互轉(zhuǎn)化，提高科研資源效率。

以美國為例，便經(jīng)歷過上述 3 種不同的狀態(tài)?！岸?zhàn)”期間的美國處于第一種狀態(tài)，許多大學(xué)教授紛紛投入武器研制，包括哈佛、耶魯?shù)软敿鈱W(xué)校也不例外，當年哈佛大學(xué)的教授就為美國海軍研制了新型魚雷。據(jù)統(tǒng)計，1941年美國政府資助了約 6 000 位科研人員參與軍事研究，而到 1945 年“二戰(zhàn)”結(jié)束時，這一數(shù)字上升到 3 萬人?！岸?zhàn)”結(jié)束后，美國經(jīng)濟復(fù)蘇，社會民生需求快速發(fā)展，于是轉(zhuǎn)入第二種狀態(tài)，一直延續(xù)到 20 世紀 70 年代。在此時期，哈佛、耶魯?shù)却蠖鄶?shù)大學(xué)回歸到為社會民生服務(wù)，而少數(shù)大學(xué)如麻省理工學(xué)院和一些國家實驗室則仍然為國家戰(zhàn)略需求服務(wù)，包括“阿波羅計劃”“半自動地面防空系統(tǒng)計劃（SAGE）”等。但這種狀態(tài)并不穩(wěn)定，20 世紀 60 年代的美國也是社會矛盾突出，群眾運動四起。不過在各種社會力量的作用下，美國較順利地實現(xiàn)了從國家戰(zhàn)略需求主導(dǎo)向日益繁榮的民生需求的過渡。在麻省理工學(xué)院，師生們暴發(fā)了多次游行抗議，迫使學(xué)校將軍事項目從校園里撤出；IBM 則主動從做軍方項目為主轉(zhuǎn)到面向民用市場，開創(chuàng)計算機租賃服務(wù)、研制面向企業(yè)的 System 360 機等。20 世紀 70 年代以后美國逐漸轉(zhuǎn)入第三種狀態(tài)，很好地平衡了國家戰(zhàn)略（軍事）需求與國民經(jīng)濟發(fā)展需求之間的科技力量投入比例，形成了以“硅谷模式”為代表的科研創(chuàng)新之路。

2 美國學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界合作模式

科技力量為國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場服務(wù)離不開學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界之間的合作。以信息技術(shù)為例，2003 年美國科學(xué)院的一份報告《信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新》（Innovation in Information Technology）便揭示了學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界在基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)推廣上的密切互動（圖 1）。

這種緊密的合作是美國學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界以及政府三界不斷努力探索才發(fā)展起來。

（1）美國學(xué)術(shù)界辦學(xué)理念的轉(zhuǎn)變。一直以來，大學(xué)注重的是基礎(chǔ)學(xué)科和純粹學(xué)術(shù)的研究，離社會民生需求較遠，在普通大眾看來大學(xué)是十分經(jīng)典和高雅的地方，因此被稱為“象牙之塔”。但是斯坦福大學(xué)在“二戰(zhàn)”期間率先調(diào)整了辦學(xué)理念，認為大學(xué)不應(yīng)當是不食人間煙火的象牙塔，而應(yīng)該是為社會公眾與產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)的機構(gòu)。如今很多世界著名大學(xué)的理念發(fā)生了轉(zhuǎn)變。2011年，哈佛大學(xué)校長德魯·吉爾平·福斯特教授在哈佛建校 375 周年之際曾接受媒體采訪，談到了哈佛的新治校理念。福斯特校長認為，“終生的學(xué)問始于學(xué)校，終于社會”，大學(xué)不再是象牙之塔，而應(yīng)該服務(wù)于社會。

（2）美國學(xué)術(shù)界積極探索建立符合企業(yè)需求的教學(xué)科研與人才培養(yǎng)體制。以斯坦福大學(xué)為例，在其調(diào)整辦學(xué)理念后，推出了一系列新的措施（表1）。這些改革措施為斯坦福大學(xué)的崛起奠定了堅實的基礎(chǔ)，而硅谷的企業(yè)和斯坦福大學(xué)也實現(xiàn)了深層次融合。哈佛大學(xué)也通過一系列措施來踐行服務(wù)社會的理念，創(chuàng)建了一個新的工程和應(yīng)用科學(xué)院，加強應(yīng)用技術(shù)研究；2011 年又籌建了創(chuàng)新實驗室（i-lab），鼓勵教授、學(xué)生參與創(chuàng)業(yè)。

（3）美國產(chǎn)業(yè)界也發(fā)展出多種與學(xué)術(shù)界合作的模式。根據(jù)筆者觀察，主要存在以下幾種模式。

① 企業(yè)設(shè)立一些面向大學(xué)教授的研究資助項目，大學(xué)教授們可以向企業(yè)提交項目申請，在通過評審后便能獲得資助。

② 企業(yè)將一些最先進的產(chǎn)品免費捐贈給大學(xué)實驗室使用，希望實驗室能基于這些產(chǎn)品開展研究。

③ 企業(yè)面向大學(xué)招收實習(xí)生，讓學(xué)生在企業(yè)實習(xí)的過程中可以直接接觸企業(yè)的前沿需求，從而反饋到學(xué)術(shù)界。

④ 成立類似自然基金委的非盈利組織，收集來自企業(yè)的研究需求，反饋到大學(xué)。企業(yè)以交納會員費的形式加入，大學(xué)教授根據(jù)研究興趣申請經(jīng)費。

圖1 學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的密切互動推動信息技術(shù)發(fā)展

表1 斯坦福大學(xué)的改革措施

⑤ 企業(yè)定向資助模式，一般都是若干公司聯(lián)合起來，直接資助某個大學(xué)的實驗室，資助的力度達數(shù)百萬甚至上千萬美元。

⑥ 企業(yè)主導(dǎo)開源社區(qū)模式，吸引學(xué)術(shù)界參與到開源項目的完善和優(yōu)化中，實現(xiàn)雙贏。

（4）美國政府出臺多項政策鼓勵知識產(chǎn)權(quán)與人才在學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界之間流動。1980 年美國政府頒布了《拜杜法案》，允許大學(xué)保留由聯(lián)邦政府資助的研究項目所產(chǎn)出的專利所有權(quán)，這極大地提高了科研成果的技術(shù)轉(zhuǎn)化率，加快了科研成果的產(chǎn)業(yè)化步伐。1985 年開始由美國總統(tǒng)為技術(shù)進步作出卓越貢獻的科技人員頒發(fā)國家技術(shù)創(chuàng)新獎?wù)拢∟ational Medal of Technology and Innovation）。值得一提的是，國家技術(shù)創(chuàng)新獎?wù)芦@得者與美國科學(xué)院院士、美國工程院院士一樣，很大比例來自產(chǎn)業(yè)界。例如，1985 年第一屆獲得者就有蘋果公司創(chuàng)始人喬布斯與沃茲尼克。這種學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界無差別的榮譽授予機制，促進了兩界之間的人才流動與合作。

3 中科院計算所科研合作模式的轉(zhuǎn)型實踐

通過上述合作模式，美國的學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界形成一種融洽氛圍，既有相互尊重又有互惠互利，既有分工又有合作，共同推動了技術(shù)的發(fā)展。相比而言，中國的學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界之間卻存在明顯的隔閡。如何消除這種隔閡、形成中國學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界良好合作模式成為科研面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場必須解決的問題。

中國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，面臨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級的壓力，這要求更多科技力量投入到為“國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場”服務(wù)，事實上，中國的產(chǎn)業(yè)界對前沿技術(shù)的需求也越來越強。以華為公司為例，2016 年營業(yè)額高達 3 900 億元、凈利潤 370 億元，研發(fā)投入達到 600 億元，已經(jīng)成為世界級科技公司，一些技術(shù)處于全球領(lǐng)跑者的地位，這使華為有更強的掌握前沿核心技術(shù)的需求。國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也是擁有與國際一流企業(yè)相當?shù)?30% 左右的高利潤率，具備了探索前沿新技術(shù)的經(jīng)濟基礎(chǔ)。

3.1 中科院計算所與華為公司合作進展

在這樣的時代背景下中科院計算技術(shù)所（簡稱“計算所”）在孫凝暉所長的帶領(lǐng)下又一次率先走上了轉(zhuǎn)型之路，積極探索面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場的科研模式。2011 年 9 月，計算所與華為簽訂了為期 5 年的“計算所-華為聯(lián)合實驗室”戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，旨在 ICT（信息通信技術(shù)）領(lǐng)域開展長期戰(zhàn)略合作，引領(lǐng)中國的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這是計算所歷史上與企業(yè)最大規(guī)模的合作，也是華為歷史上與學(xué)術(shù)界最大規(guī)模的合作。因此，雙方其實也肩負著探索中國學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界合作新模式的重任。

經(jīng)過 5 年的合作，計算所-華為聯(lián)合實驗室取得了一系列成果，包括產(chǎn)生了 300 余族專利，圍繞第三代數(shù)據(jù)中心（DC 3.0）的核心技術(shù)，在系統(tǒng)架構(gòu)、軟件定義體系結(jié)構(gòu)、消息式內(nèi)存、一體化存儲、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、異構(gòu)/并行編程等方面進行了專利布局，為華為積累了一批核心技術(shù)，一些技術(shù)已經(jīng)在華為產(chǎn)品中應(yīng)用落地。聯(lián)合實驗室在計算機系統(tǒng)研究方面發(fā)表 70 余篇國際論文，兩次聯(lián)合向全球發(fā)布白皮書，推動華為融入國際學(xué)術(shù)界；同時也為華為輸送 40 余位高水平人才，包括近 30 位博士畢業(yè)生。聯(lián)合實驗室的成果得到華為內(nèi)部各方的認可。因此，在第一期戰(zhàn)略合作結(jié)束后，雙方于2016 年底又續(xù)簽了新一輪 5 年的“計算所-華為聯(lián)合實驗室”戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。

3.2 學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界合作模式探索

然而，計算所與華為的合作并不是一帆風順，而是經(jīng)歷了多次挫折與困難才逐漸尋找到彼此能接受的方式。在合作初期，彼此預(yù)期都很高。但在實際推進中，由于雙方在組織方式、單位文化等方面都有較大的差別，導(dǎo)致合作過程中分歧越來越大，主要體現(xiàn)在兩方面。一方面，計算所的定位為面向中長期的研究，對于這一點華為高層非常認可。任正非曾在多個場合強調(diào)公司要“加大研究經(jīng)費投入，面向長遠，圍繞創(chuàng)新方向重新開辟新的合作模式，鎖定教授長期合作”。于是聯(lián)合實驗室一開始的目標是面向 5—10 年的中長期研究為主。但是華為內(nèi)部流程和考核機制尚未做出相應(yīng)的調(diào)整，仍然是結(jié)果導(dǎo)向。因此，華為的中層與基層員工對短期可交付的合作結(jié)果更看重，更希望看到有短期效果的合作研究。另一方面，雙方對研究成果的價值判斷存在不一致。例如，在專利申請方面，由于雙方人員在背景知識、前沿動態(tài)、業(yè)界需求等方面各有長短，往往會導(dǎo)致對同一件專利的價值存在不同的看法。計算所的科研人員認為一些創(chuàng)新性想法屬于高價值專利，但華為人員從企業(yè)需求角度出發(fā)不予認同，經(jīng)常導(dǎo)致雙方在專利評審過程中各持己見、僵持不下。

這些分歧導(dǎo)致聯(lián)合實驗室在運行 3 年后，不得不在 2015 年 4 月暫停所有研究項目。之后，雙方用半年時間總結(jié)與反思合作過程中存在的問題，最終提出三點調(diào)整方案。（1）調(diào)整項目預(yù)期產(chǎn)出周期。項目設(shè)置 80%為演進技術(shù)型項目（3 年見效果）、20% 為顛覆型項目（5—10 年出成果）。而此前聯(lián)合實驗室設(shè)置 5—10 年的顛覆性技術(shù)為主，增加了華為對接方的內(nèi)部評審壓力。（2）調(diào)整技術(shù)組織模式。按照系統(tǒng)和產(chǎn)品維度來組織研究內(nèi)容，充分利用華為現(xiàn)有系統(tǒng)或產(chǎn)品，攻克其中的一些關(guān)鍵點技術(shù)。相比而言，此前聯(lián)合研究按“973”項目形式組織，學(xué)術(shù)化慣性大，各課題都追求顛覆式創(chuàng)新，且課題之間相互依賴，這也導(dǎo)致整體進展未能達到預(yù)期。（3）調(diào)整資源整合方式。華為內(nèi)部重新調(diào)整，形成跨部門項目組，擴大合作項目在公司內(nèi)部的資源調(diào)動能力。而此前除了與計算所直接接口的部門，華為內(nèi)部其他部門對合作項目了解不夠，需求和技術(shù)的對接不充分。

2015 年 10 月，調(diào)整后的計算所-華為聯(lián)合實驗室啟動新一輪7個研究課題。如今這一期研究課題已經(jīng)完成第一輪驗收，華為各方對調(diào)整后的合作模式與研究產(chǎn)出均非常認可，這也促成了華為與計算所簽訂新一輪 5 年的聯(lián)合實驗室戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。

4 結(jié)語

縱觀歷史，學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界合作過程產(chǎn)生矛盾，也許是合作過程中的必經(jīng)之路。事實上，斯坦福大學(xué)與硅谷企業(yè)密切聯(lián)系也是在經(jīng)歷了多次失敗的探索后才逐漸發(fā)展起來。20 世紀 30 年代末，斯坦福大學(xué)曾經(jīng)和企業(yè)有過一次不成功的合作，當時斯坦福大學(xué)物理系教師發(fā)明了微波電子管，美國斯佩里公司看中了其市場前景，支付經(jīng)費聯(lián)合產(chǎn)業(yè)化。但在合作過程中，公司完全掌控了實驗室，粗暴干涉實驗方向、強制加快實驗速度、甚至限制教師學(xué)術(shù)論文的發(fā)表，最終雙方不歡而散。這樣的例子給我們很多警示與啟發(fā)。

在經(jīng)歷了調(diào)整后，計算所-華為聯(lián)合實驗室已經(jīng)煥發(fā)新的活力，但也遠未達到理想模式，雙方在合作過程中仍有很多地方需要磨合與改進。不過，經(jīng)歷了此前的總結(jié)反思過程，雙方管理層建立了一條有效的溝通渠道，相信能更好地應(yīng)對未來合作中遇到的問題。最后，希望我們的經(jīng)驗與教訓(xùn)能為其他單位在中國探索更好的學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的合作模式提供一些啟發(fā)與幫助。

包云崗 中科院計算技術(shù)所研究員，博士生導(dǎo)師，先進計算機系統(tǒng)研究中心常務(wù)副主任，計算所-華為聯(lián)合實驗室執(zhí)行負責人/技術(shù)委員會主任。2003年本科畢業(yè)于南京大學(xué)，2008年獲中科院計算技術(shù)所博士學(xué)位，2010—2012年普林斯頓大學(xué)博士后。研究方向主要是計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研制的訪存監(jiān)控系統(tǒng)、DMA優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)在Intel、華為、Hynix等國內(nèi)外企業(yè)應(yīng)用。在云計算數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的軟件定義服務(wù)器新架構(gòu)（PARD）研究作為華為全球合作五個代表性成果之一入選華為2015年報，并受邀參加2015年國際計算機頂級Dagstuhl Seminar（達堡論壇）。在計算機系統(tǒng)國際頂級會議期刊發(fā)表一系列論文，曾兩次獲中科院計算技術(shù)所優(yōu)秀論文一等獎，獲2013年“CCF-Intel青年學(xué)者”獎，2016年中國計算機大會（CNCC）特邀講者。中國計算機學(xué)會理事，普及工作委員會主任。E-mail: baoyg@ict.ac.cn

*修改稿收到日期：2017年1月7日

編者按創(chuàng)新的事業(yè)呼喚創(chuàng)新的人才，青年科技人才是未來建設(shè)世界科技強國的主力軍和中堅力量。2011年6月，中科院正式成立“青年創(chuàng)新促進會”，這是中科院對全院35歲以下的青年科技人才進行綜合培養(yǎng)的創(chuàng)新舉措，旨在通過有效組織和支持，團結(jié)、凝聚全院的青年科技工作者，拓寬大家的學(xué)術(shù)視野，促進相互交流和學(xué)科交叉，提升科研活動組織能力，培養(yǎng)造就新一代學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人。5年多來，“青促會”會員已將近3 000人，成為全院青年科研人員的核心骨干力量，許多青年科技人員不僅在科學(xué)研究方面取得了較大成績，也對科技進步和國家發(fā)展等有著較深入思考。在中科院人事局的指導(dǎo)下，《院刊》與“青促會”合作，從2017年1月起開設(shè)“新青年·新思想”欄目，從科學(xué)前沿、科技政策與體制、人才成長等多方面，展現(xiàn)我院優(yōu)秀青年科技人才的所思、所想。

DOI10.16418/j.issn.1000-3045.2017.01.012