一、加州制造业创新生态系统建设及其成效
加州是美国第一大制造业就业州，经济多样化及创新优势造就了制造业的持续发展。互联网时代消费者对在尽可能短时间内获得定制服务或产品的需求变化、中国等制造业大国劳动力成本上升等诸多因素，正在推动美国制造企业回归。加州处于制造业回流的有利位置，源于加州的3D打印、机器人和大数据（物联网）等新兴技术、创客运动以及政府的研发政策调整等因素正在重塑其制造业。从食品饮料到高科技产品的加州制造业与创新生态系统深度融合、相互促进，形成了富有综合竞争优势的加州制造业创新生态系统。
（一）加州制造业创新生态系统的突出特点
加州制造业创新生态系统是制造业企业与高技术企业、研究型大学与社区学院、国家实验室、研究机构密切互动合作的产物，致力于从基础研究突破、新构想，到原型产品设计、本地生产，直至新产品入市等创新全流程的顺畅高效运转，实现基于创新驱动的全产业链竞争优势。在此过程中，金融机构、政府、非营利性组织等积极参与，成为创新的重要推动者。
一是制造环节与研发环节的针对性合作。加州不仅是众多从事先进生产工艺、技术和设备开发的高技术企业、实验室和研究中心的大本营，也是大型和多样化的制造业基地，包括从食品、饮料到高技术产品在内的加州制造业，都深度融入了加州创新生态系统。大学、国家实验室、私立研究中心等机构与不同类型的制造企业形成了极具针对性的合作创新关系。处于初创期的制造业企业通常会邻近某一公司的研发设施布局，以便于工艺经理在新产品开发和完善过程中能与相关研究人员进行有效互动。非初创生产商则通过与当地技术公司和研究中心的密切合作，在全球市场保持竞争力。加州的美国国家实验室、研究型大学和私立研究中心等机构在促进材料和技术进步的同时，主动与制造商合作来改进其产品和工艺效率。例如，实验室和大学可通过提供昂贵的设备和设施来支持制造商；利用实验室或大学的建模和仿真能力，帮助生产商加快新产品的原型设计和测试等。分布于州内各地的研发型企业、机构为生产企业的工艺进步提供设备和工具。例如：思科公司提供网络设备；通用电气提供家电、医疗器械、生命科学与制药、汽车等行业的工业互联网数据系统与分析服务；谷歌为制造商提供云办公套件，合作进行新产品设计和供应链管理，谷歌应用程序引擎能让用户设计基于特定工艺的软件以快速满足新产品需求；惠普为生产企业的供应链监控和管理提供软件和数据存储系统；IBM提供销售和运营规划、客户分析、智慧供应链管理等众多领域的分析解决方案；劳伦斯利弗莫尔国家实验室聚焦于生物安全、反恐、国防、能源、智能、核技术和武器工业的研发；美国电力标准实验室专业从事电能质量测试与认证，是全球电力工程信息中心。此外，还有一大批行业领先的3D打印、工业设计、供应链管理、电子测量等大型高技术企业和研发机构，为制造商及制造业初创企业提供先进的设备、技术与工艺服务。
二是信息和通信技术在制造业中的应用。加州在工业互联网领域处于领先地位，信息和通信技术在制造业中得以广泛应用。对生产过程中的数据收集和分析提高了材料、用时、能耗等多方面效率，改进了工艺和产品质量控制。通信、传感器、人工智能和分析等技术的应用创造出智能电网和智慧农业等全新的产品类别。大量新数据源的产生为特斯拉这样的生产商创造了新的服务模式，它们在销售后收集产品数据以便进行持续改进。加州的通用电气、IBM、思科等行业巨头引领了工业物联网浪潮，但大量的初创企业在其中也发挥着重要作用，而金融界则不断增加对工业技术企业的投资。2010-2015年，物联网初创企业在全球吸引了74亿美元的风险投资，对工业物联网初创企业的年投资额从2011年的1.82亿美元增加到2015年的10.45亿美元，仅在2015年就实现同比增长83%，特别集中在工业物联网基础设施、无线射频识别供应链传感器、工业机器人领域。
（二）加州基于创新生态系统促进制造业发展的主要举措
加州适合发展的制造业包括时间敏感型产品、地方特色产品，如食品和饮料以及研发密集型的先进技术产品。随着生产要素的变化，一些制造商寻找更接近最终市场，或接近创新中心、供应链网络和劳动力市场的区位。加州充分发挥制造业创新生态优势，弥补制造业发展中的短板，在促进现有制造企业发展的同时，积极培育初创企业、吸引外来制造业投资。
一是基于集群战略激励研发成果产业化。（1）建设产业公用联盟。区域集群战略是加州制造业发展的重要政策工具。州内形成８个区域产业集群，并着力促进集群成员间的网络联系。其举措之一是重建产业公用联盟，即将知识资产和基础设施集中布局，生产企业与材料、零部件和生产设备供应商以及研发机构共享。该举措得到联邦政府的支持，美国国会2014年拨款3亿美元用于制造业创新国家网络工程，促进先进制造工艺从基础研究到实施的转化。在其支持下，加州2015年在圣何塞成立了柔性混合电子制造创新研究院（Next Flex），致力于促进包括国防、汽车、通信、消费电子、医疗器械、医疗保健、交通运输、农业等在内的产品开发与市场开拓。（2）连接研发与制造。联邦政府对加州的研究投入居各州之首，2013年高达163亿美元，具有突出的公立科研优势。基于该优势，加州于2010年推出创新中心（iHUB）项目，以努力利用和提升加州创新网络。创新中心通过激励围绕特定研究集群的伙伴关系和就业机会的创造来提高州竞争力。创新中心充分利用研究园区、孵化器、大学和联邦实验室等现有资产为初创企业、经济开发机构和业务团体提供创新平台。截至2015年底，加州已建成16个创新中心，采取各具特色的研究和产业活动协调模式，如与国家实验室伙伴关系支持模式、与大学建立协作关系支持技术成果的产业化模式、初创企业培育与服务模式等。
参照创新中心模式，80多家电池技术公司在能源存储领域成立了加州公私合作伙伴关系——CalCharge，致力于加州的电池制造业发展，支持电池企业将理念转化为原型直到最终产品，相关企业包括行业外的企业可以利用合作伙伴实验室从事研发，由此减少了行业进入障碍、企业初始成本，加快了创新进程。该组织协助初创企业在湾区布局，实现工程创新与制造业之间的密切邻近，而这对于高技术的能源存储行业至关重要。
2013年成立的生物医学制造网络，则是大学和政府协同在连接研发与制造两大环节实践中的另一代表性举措。它由加州大学伯克利分校及由美国商务部、能源部、劳工部、美国小企业管理局和国家标准与技术研究所（NIST）资助设立的“美国先进制造业就业与创新加速器挑战”项目联合组建。湾区生物制造业集群中的700多家生物医药制造企业参加了该网络，提供商务服务并安置实习生。它维护着一个大学及联邦实验室1000多项技术成果数据库，这些技术可被转移到企业，并发布生物医学产业领域的人才、制造技术与产业化报告。
二是为先进制造业发展提供人才。技术进步改变了制造岗位的性质，从业人员中日益以机械师、工具和模具制造者、机器人操作员和技术人员等为主。先进材料、化学、生物技术、物理学等领域的博士、科学家正在日益向制造业集中。在此背景下，加州培养拥有先进制造技能工人的教育系统滞后，制造业面临日益增长的人才缺口。加州努力开展与制造业企业需求相匹配的技能培训活动。
（1）加州社区学院经济和劳动力开发计划。“加州社区学院经济和劳动力开发计划”聚焦于更好地利用社区学院系统，开启学生制造业职业生涯。其中，各地区的部门导航员协调特定行业的劳动力服务，使社区学院和其他劳动力开发资源与产业部门的需求相一致。先进制造业是该计划的十大优先领域之一，致力于借助产业合作伙伴来识别和填补社区学院的课程空白，吸引更多学生进行制造等技术领域的职业前景人生规划等。
（2）职业技术教育途径倡议。“职业技术教育途径倡议”旨在提升各级培训机构的联系，增强中职学生接受高等教育的意愿，提高高等教育培训成功率。在其资助下，地方和区域职业技术教育系统得以有效发展，如湾区社区学院联盟同8所学院及28个制造业合作伙伴携手开发新课程，以增强培训方案与区域内工业需求的协调性，还在6家湾区企业内创设了以工作为基础的学习机会。
三是为制造业企业提供融资便利与税收优惠。集群和劳动力培训举措的制造业促进效应需要一定时间，资本可得性对企业能力成长的关键作用更为紧迫，财税优惠对制造商的区位选择及投资决策一般会产生重大影响。加州企业所得税税率8.84%，位居美国第10位，其7.5%的销售税税率则高居全美第1位。内华达、华盛顿和德克萨斯等州则没有企业所得税。为帮助制造商扩大其在州内的业务或吸引外来投资，加州推出了一揽子激励措施。
（1）实行税收抵免。税收抵免额度由前往加州投资或在州内发展的企业跟州长商业与经济发展办公室谈判确定。减免数额取决于将在加州创造的就业人数以及企业的投资额。（2）推出新就业信贷激励措施。2014-2020年，雇用全职雇员的纳税商可获得新的就业信贷。该政策要求员工从事的工作必须发生在州政府基于就业和贫困水平而指定的经济发展管理区，企业必须在加州净增全职雇员数。（3）发行免税工业发展债券。债券由地方当局发行，并由加州工业发展筹资咨询委员会核准，加州制造商可通过该范式融资，降低购置、重建或新建制造设施的融资成本。四是实行制造设备购置销售税抵免政策以吸引制造商。2014-2022年，制造商可享受4.1875%、最高额度2亿美元的销售税抵免，范围包括基本生产制造设备以及食品加工和生物技术研发设备。
四是降低制造业企业的营商成本。加州营商成本居全美第43位，其中汽车制造业成本高出西部各州27%。这对加州创新经济一体化程度较低的那部分制造商造成明显的成本压力。加州早在1980年代出台工业区政策，保护不断被住宅用地所侵占的工业用地，赋予制造商扩建项目快速审批、特别融资等特别权利。
目前，加州采取了规划建设工业优先走廊、混合兼容用地、增加密度和空间集聚等办法，非营利组织、大学等通过共享设施、创办创客空间等方式为制造活动提供空间，并促进初创企业成长。“旧金山制造”就是为旧金山发展制造业提供支持的非营利机构，通过房地产项目，与市政部门、私人开发商合作创建可负担得起的制造空间。其首个项目是一个5.6万平方英尺的“制造工厂”，包括3栋建筑，1个被用于小企业和初创制造企业，其他两栋建筑的第1层设为工业空间，并与楼上的办公室兼容使用。另一家开放获取的创客空间——技术商店在加州拥有8个运营点（3个在湾区），提供共享的工业空间，配有激光切割机、塑料和电子实验室、机床、木材和金属加工车间、纺织部门和焊接站，并在每个领域提供全面的指导。加州大学尔湾分校的非营利机构——“快速技术”，拥有50个3D打印机等设备，企业可用来快速设计产品并实现可视化，同时还对社区学院和大学的学生进行技术技能方面的培训。加州大学戴维斯分校创建了名为“52区（”的创客空间，提供实验室、设备齐全的机器车间、风洞、复合材料店和计算机实验室，以降低初创企业新产品的开发成本，并为寻求先进制造技术技能的学生提供职业课程。
（三）加州制造业创新发展成效
加州制造业从2010年开始走出金融危机阴影，技术研发与生产制造快速融合，加州成为第3次工业革命的重要发源地之一，基于本地创新生态系统促进制造业进入稳步增长通道。
制造业就业人数持续增长。1990-2010年，全球生产网络重构及制造环节外迁导致加州制造业就业人员数下降35.6%，在17个制造业行业部门中，只有饮料制造业、杂项制造业、化学制造业（含医药制造）3个行业实现了就业增长；交通运输设备制造业，家具及相关产品制造业，木材及纸制品制造业，计算机及电子产品制造业，非金属矿物制品业，石油及煤炭产品制造业，服装、纺织、皮革制造业等7个行业就业下降幅度超过了40%。但2010-2016年，加州制造业就业增长了6.8%，持续创造新的就业岗位。只有石油和煤炭产品制造业，服装、纺织、皮革制造业，印刷业及原生金属制造业4个行业负增长。
制造业增加值居全美第１位且持续增长。加州制造业增加值居美国各州之首。2011-2016年，其年均增长率达到5.9%，远高于美国GDP增长率（2.2%）。其中，2012年、2014年分别同比增长8.3%和7.3%。2016年，加州制造业增加值达到2915.57亿美元，同比增长3.0%，比2010年增长了30.9%。
制造业创新能力突出并呈区域专业化集聚态势。2013年，位于加州的创新主体共注册了36193项专利，约占美国专利注册总数的10%。自1990以来，这一数字增加了4倍。其中，31%属于计算机、数据处理和信息存储领域，年均增长率为15.2%；通信和卫生领域年增长率分别为13.5%和9.4%。制造业另一个高增长领域——运输／车辆领域的专利数量也在上升。这几个领域专利活动占该州专利活动的近3/4。加州注册专利数的增长与该州强劲的制造业活动密切相关。加州在加工、装配和处理领域的专利注册数量居第2位。在2006-2009年间，加州专利注册总数下降了40%以上，从2010年开始回升。加州专利活动高度集中在占全州总量61.3%的湾区，湾区在计算机、数据处理与信息存储，通讯，电力、制热／制冷，化学处理技术，测量、测试和精密仪器，化学和有机化合物／材料，加工、装配和处理，建筑材料8个专利注册领域在全州7个地区中遥遥领先，实现了高度专业化，但加州其他地区也开始呈现出特定产业专业化集聚趋势，形成各自的特色创新竞争优势。
二、优化制造业创新生态促进上海制造业高质量发展的对策建议
2008年金融危机后，加州制造业重塑的关键在于制造企业与研发创新机构、制造业产业链与创新链的耦合发展，形成高效的制造业创新生态系统，发挥不同类型大学、研究机构、大型企业、初创企业、非营利机构的优势功能，并实现相互之间的互动、协同，加快新理念产生、产品设计、原型产品制造、新产品推出和完善等各个环节的效率。借鉴加州经验，我们认为，急需通过以下3个方面的精细化创新治理，优化制造业创新生态，促进上海制造业高质量发展。
（一）提升不同类型创新主体的创新能力
2016年，上海共有2706家有研发活动的单位。其中，研究机构111家、高校114家、企业2344家（规模以上工业企业1982家）。需要聚焦这些创新驱动发展的主体力量及其创新比较优势，将以研究机构、高校为主体的知识创新体系与以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系有机结合起来。
1.大力支持大学、研究机构创新引领作用。党的十九大报告强调，要“强化基础研究，……加强应用基础研究，拓展实施国家重大科技项目，突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新”。上海拥有众多一流大学、一流学科、高水平研究机构等基础研究和应用基础研究优势。应毫不动摇地支持“双一流”大学建设、中科院在沪研究机构、国家实验室发展，加快张江综合性国家科学中心建设步伐，由此形成强大的创新策源地。从研究机构和高校在上海研发经费内部支出总额所占比重来看，2000年、2010年、2015年、2016年分别为43.02％、31.38％、37.53％、35.55％，鉴于上海的研发优势及全球科创中心建设目标，该指标需要稳定保持在35％的水平上。
2.分类加强企业自主创新主体地位。针对上海工业企业科技人才数量不多、研发投入强度偏低、新产品产值率低等短板，需要聚焦于重塑企业的自主创新主体地位。一方面，要通过财税政策激励促进企业内部研发投入，吸引新材料、化学、生物技术、物理学、机械工程等领域的研发人员向制造业集聚；加快工艺和产品创新步伐，通过先进制造业发展创造技术密集型就业岗位，提高制造业创造就业的能力，争取在2020年实现制造业就业净增长；鉴于上海规模以上工业企业中只有22％的企业有研发活动的不利局面，急需引导企业有序开展内部研发活动，提升企业自主创新的积极性和主动性。另一方面，针对不同类型的企业采取差别化政策，促进其创新驱动发展。2016年上海规模以上工业总产值中，内资占38.46６％，其中私营企业占11.57％；港澳台投资企业与外商投资企业分别占13.67％和47.87％。在此背景下，对国有、集体以及国资控股的股份制企业，可通过创新业绩考核等方式促进其推行开放式创新模式，与高校、研究机构等创新主体建立创新伙伴关系进行协同创新；对私营企业，宜采取产业链合作创新、产学研合作创新、创新外包和购买激励等政策措施；对港澳台投资企业与外商投资企业，宜基于国民待遇原则，聚焦于跨国公司在沪研发机构的能级，提升其在全球创新网络中的地位，增强创新的本地溢出效应；另外，提升占规模以上工业企业总产值51.99％的中小企业的创新能力。通过分类综合措施，尽快改变上海规模以上工业企业新产品产值率长期在21%-23%徘徊不前的不利局面，力争在2020年达到30％以上。
3.优化创业生态系统，促进制造业初创企业发展。截至2016年底，上海的国家级众创空间集中于电子商务、企业服务、游戏动漫、金融等行业领域，面向制造业的孵化器和众创空间少之又少，尚未有效发挥上海在人才、科技、金融、市场等方面的优势。应借鉴加州非营利机构、大学通过共享科研设施、创办创客空间等方式为制造活动提供空间，促进初创企业成长，通过科技成果及时转化从增量上促进新工艺、新产品、新企业的发展壮大，为上海高端制造业发展提供源头活水。积极为初创企业邻近大中型企业、高校、研发机构布局创造条件，以便于初创企业工程技术人员能高效实现与这些机构的科技人员进行密集互动。研究表明，实验室、研究机构等科学设施的创新溢出效应具有强烈的空间尺度敏感性。因此，今后要以大学、研究机构以及张江综合性国家科学中心为核心，在其周围布局先进制造业企业孵化圈，开辟先进制造业初创企业蓬勃发展的局面。要努力优化上海制造业大中小企业结构比重，力争从2016年51.99:21.22:26.90的比重结构逐步改善为40:30:30的结构。
（二）构建制造业创新网络
上海可重点围绕新一代信息技术、智能制造装备、生物医药与高端医疗器械、新能源与智能网联汽车、航空航天、海洋工程装备、高端能源装备、新材料、节能环保等上海重点发展的战略性新兴产业，在现有产业技术创新联盟基础上，实施“上海制造业创新中心”工程，充分利用园区、孵化器、大学、研究机构、国家实验室打造创新平台，形成各具特色的研发活动与产业活动间的协调互动模式。
（三）加快先进制造业人才培养
2016年《德勤全球制造业竞争力指数报告》显示，制造商将人才列为制造业全球竞争力的最重要驱动因素。面对信息化、智能化、绿色化、柔性化引领下的先进制造业发展新形势，上海的教育培训系统亟须改进，以满足先进制造业发展对新型人才的需求。
1.支持大学与企业合作开发新课程。借鉴美国加州职业技术教育路径计划，支持大学尤其是理工科大学、职业技术学院与企业合作开发新课程，开展合作培训项目、学徒制项目，将课堂培训和工作实践结合起来。通过政策激励，切实发挥那些设立大学生学习实践基地企业的作用。例如可借鉴南加州每年为每名学徒提供1000美元税收优惠的政策。
2.提供可持续资金资助。2015-2016年加州财政预算中的职业技术培训扶持项目，将在未来3年分别提供4亿、3亿和2亿美元的竞争性扶持资金，以鼓励学区、大学和企业间合作。这些资助将要求1:1的资金匹配，且要求在学生毕业率、课程完成率和学生获得行业认证资格证书数量方面有一定的条件。上海比加州拥有更便利的制度优势，亦可为先进制造业职业技术培训提供可持续性的资金支持。
（撰稿：滕堂伟 华东师范大学城市与区域科学学院副院长、教授）
