【中国科学报】深圳先进院何以引领创新链产业链双向融合

  

   

   

  ▲2021年深圳市新一代信息通信产业集群展现场

   

  ▲深圳先进院

   

  深圳市工程生物产业创新中心

  编者按 

  习近平总书记在深圳经济特区建立40周年庆祝大会上指出,“要围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链”。在应对世界百年未有之大变局和新一轮科技和产业变革方兴未艾之时,加强创新链和产业链对接是发挥创新引领作用、构建科技与经济良性互动的现实基础和必然要求。如何促进创新链与产业链“双环耦合”,是当前亟须思考的问题。

  近年来,我国涌现出一批新型科研机构,打破了传统科研机构的体制机制和管理模式,成为推动科技创新发展的“排头兵”,中国科学院深圳先进技术研究院正是其中的典型。它以“创新”为名,历经15年发展,通过探索“楼上楼下”综合体、创新联合体、“强链补链”的集群效应等创新模式,寻找疏通基础研究连接产业化的“快车道”,拆除阻碍产业化的“篱笆墙”,促进创新链与产业链双向融合,为我国科技创新发展探索出了“深圳经验”。

  2006年筹建伊始,中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称深圳先进院)领导班子即敏锐意识到,既要面向世界科技前沿,又要支撑国家重大需求,还要与区域发展紧密相连、相辅相成。如何才能找到一个突破口?深圳先进院在中国科学院党组和深圳市委市政府的指导支持下,秉持“穷理以致其知,反躬以践其实”的知行合一理念,抢抓机遇、乘势而为,不断创造和加强科技供给,服务粤港澳大湾区经济社会发展。15年的创新发展,探索了从工业园到科学城的技术突破与源头创新路径;15年的科技行动,打通了产业链痛点与创新链堵点;15年的科教融合、产教融合,锻造了科技成果“沿途下蛋”的高效转化机制,组建了战略科研平台与行业领先企业的“创新联合体”,形成了产业链“全链条、矩阵式、集群化”发展的“深圳经验”。

  构建“楼上楼下”综合体跨越转化“死亡之谷” 

  创新是一个从想法到研发到量产再到销售的完整链条和连续过程。技术开发与产业转化作为其中的关键环节,直接影响和决定着创新过程实现与否。然而,理想的关键环节在现实中往往“脱节”,让产业难以拥抱科技,甚至产生令业内望而生畏的鸿沟,即科技应用的“死亡之谷”。

  如何破解这道世界性难题?在深圳先进院院长樊建平看来,打通科技成果转化的最后一公里,重在探索科技触碰产业的创新模式,寻找成果高效转化机制,如深圳先进院合成生物学研究所(以下简称合成所)正在探索的“楼上楼下”创新创业综合体,为跨越科技成果转化“死亡之谷”提供了新的解题思路。

  合成所迎新科技风口而立,先行先试、大胆探索、精益创业,创立了融汇科技创新与产业孵化“双环耦合”的“五位一体”高效运行模式,建立了“楼上楼下”创新创业综合体和科技成果“沿途下蛋”高效转化机制,变以往从“基础研究”到“应用研究”的线性模式为行动实践“发明—发现循环模式”,让深圳合成生物学全过程创新生态链的成效得以显现,让科学和产业的“两双巨手”,在科技创新环与产业孵化环“环环紧扣”的链接支撑下,跨越“死亡之谷”,紧紧握在一起。

  强有力“抓手”,为突破“0到1”保驾护航 

  在深圳市光明科学城,依托深圳先进院的合成生物研究重大科技基础设施(政府批复金额7.2亿元)正在紧锣密鼓的建设中,建成后将为合成生物学研究提供硬件基础、创新平台和转化支撑;同时,深圳合成生物学创新研究院(政府批复金额7.5亿元)在机制保障、人才引培、原始创新上提供保障,“大设施+研究院”同步建设、相互促进,反哺和催生合成生物基础研究“0到1”的原始创新,不断增强创新链与产业链衔接韧性,辅以中国科学院深圳理工大学(筹)合成生物学院源源不断的青年人才供给,不断深化教育链与人才链的双促双融,进一步夯实“四链融合”发展模式,充分释放合成生物技术在生命健康领域的巨大潜力,引领生物经济迭代腾飞。

  源头创新,为产业化增添“源动力” 

  深圳先进院合成生物学团队在基础理论研究方面扎实推进。如:刘陈立团队在Nature上以定量公式揭示了合成生物的构建原理,在Nature Microbiology、PNAS等期刊上揭示了细菌细胞分裂的全新机制;Jay Keasling、罗小舟团队在Nature发表文章,通过改造酿酒酵母用工业化方式酿出大麻素,相关初创企业估值已超过2亿元;钟超团队利用光响应生物被膜和仿生矿化,开发了自修复活体梯度复合材料,成果发表于Nature Chemical Biology 上,团队受邀在Nature综述期刊Nature Reviews Materials发表观点论文,首次定义材料合成生物学新兴交叉领域。在机制保障、设施平台与人才支撑的加持下,基础研究能够扎实推进,为后续产业化源源不断输送优质成果。

  “楼上楼下”,搭建科研与产业双车道 

  在合成所牵头建设的深圳市工程生物产业创新中心,“楼下”为产业提供需求,为生物类初创企业提供拎包入住的共享实验平台及智库支撑;“楼上”科研人员开展原始创新活动,解决基础科学问题,支撑产业进行核心技术攻关。“穿白大褂的”和“穿西装的”在一栋楼里,打破科学与产业在地理位置上的空间限制,打通合成生物创新生态链重要环节,有效解决初创企业缺乏设施和技术平台的瓶颈,极大缩短原始创新到产业转化的时间周期,架起科研服务产业、产业反哺科研的“双向车道”。截至目前,工程生物产业创新中心开展6次企业遴选,通过遴选企业30余家,成功入驻企业13家。现已集聚了包含合成所孵化企业在内的臻合智造、中科碳元、厚存纳米、柏垠生物等高成长性企业。

  目前,深圳先进院已形成一支多学科交叉汇聚、以“海归”为主、体量800余人的全球最大合成生物学团队,其中院士10人(含8人双聘)、“杰青”“优青”等国家级青年人才30余人,团队骨干分别来自于哈佛大学、耶鲁大学、麻省理工学院等著名学府,背景横跨生物、物理、化学、信息等学科,研究方向涵盖理论(S)、技术(T)、工程(E)、应用(A)。STEA有机统一和高效运转,有利于打通原始创新到产业转化,有利于深圳合成生物产业生态率先建立。此外,深圳先进院还牵头发起成立国际合成生物设施联盟(GBA)、亚洲合成生物学协会(ASBA)、中国工程生物学会合成生物学专业委员会及深圳市合成生物学协会等各级合成生物学组织。如今,深圳已成为全球合成生物学领域的核心节点。

  组建创新联合体整体穿越“达尔文之海” 

  从0到1是科学要干的事,从1到100是产业孵化和工业应用能做到的事,科学和产业是相互联系的,但两者之间有被称为“达尔文之海”的鸿沟。想要跨越这片“达尔文之海”,却不是一件容易的事。

  2020年3月2日,习近平总书记在北京考察新冠肺炎防控科研攻关工作时指出,要加快补齐我国高端医疗装备短板,加快关键核心技术攻关,突破技术装备瓶颈,实现高端医疗装备自主可控。

  围绕“面向人民生命健康”的战略导向和高端医疗设备的重大需求,深圳先进院汇集产业链上下游优势力量,联合开展基础原材料、关键零部件和重大创新产品攻关,突破从原理技术到材料器件再到整机系统的共性关键技术瓶颈,提升我国医疗器械产业自主可控水平,打造贯通创新链、产业链、资本链的创新生态系统,牵头组建从前沿共性技术研发到转移扩散再到首次商业化应用的跨界型、协同型创新联合体。

  面向需求,破解“两张皮”根本问题 

  目前,有关数据表明,我国科技成果转化率不足30%,远低于先进国家70%以上的转化率,致使我国科技研发成果与市场需求脱节,长期存在“两张皮”问题。

  “解决这一根本问题应以国家和产业需求为核心出发点,切实做好创新链上游下游的衔接,稳步落实科研与实践需求紧密结合,培养一批既懂科研、又懂得技术产业化的综合型人才,避免研发成果跌入‘死亡之谷’,助力更多科研成果走向产业化。”樊建平表示。

  在融通创新方面,深圳先进院做了诸多探索,为推动我国自主知识产权新工业的建立做出了重要贡献。深圳先进院通过牵头搭建联合实验室、检测服务平台,集聚创新人才和团队,提升技术创新与技术转化,探索创新战略联盟、创新大会大赛等行业生态建设,在国家创新体系和区域源头创新活动中起到了骨干引领作用。在破解“两张皮”根本问题上,深圳先进院作为主要股东单位之一的国家高性能医疗器械创新中心(以下简称国创中心),于2020年4月由工业和信息化部批复组建,并成立深圳高性能医疗器械国家研究院有限公司进行实体运营,同时与迈瑞、联影、先健、哈工大、中国医学装备协会等产学研联合的股东团队建立了较为稳固的长期合作关系。国创中心初步构建了研发设计、中试熟化、创业孵化等专业的科技成果转化支撑服务体系;建立了面向行业的公共服务平台,实现了研究开发、技术咨询、技术服务有机结合,为产学研各方提供真实有效的技术供需信息,促进科研成果产业化。

  集智攻关,突破共性核心关键技术 

  现阶段,我国基础研究、原始创新和关键核心技术“卡脖子”问题仍比较突出,关键零部件、重大装备受制于人,产业链供应链安全问题凸显。深圳先进院坚持面向国家重大需求、面向国民经济主战场,积极发挥学科交叉优势,培育集成创新优势,联合高校、企业、行业协会等开展协同集智攻关,建设了106个国家级、省部级和市级创新载体。同时,对领域内共性核心关键技术进行深度梳理,形成产业“卡脖子”技术全景图。深圳先进院与迈瑞医疗、上海联影等行业龙头企业协作聚焦攻关,产出多项突破性、引领性科研成果,超声剪切波弹性成像关键技术获2017年度国家技术发明奖二等奖,高场磁共振医学影像设备获2020年度国家科技进步奖一等奖。在低成本健康、医用机器人与功能康复技术等方面取得系列重要突破,国家自然科学基金委重大科研仪器专项超声神经调控仪器研制成功,“超声神经调控技术”进入产业化快车道;成功研制介入手术机器人整机系统,关键技术指标通过第三方测试,产业化工作稳步开展;研制出偏瘫患者辅助机器人系统,实现了脑卒中患者早期康复的辅助介入。

  高端引领,提升医疗器械国产化率 

  医疗器械是保障人民健康的关键工具,我国产业规模不断增长,产品普及需求与升级换代需求并存,近年来的增长速度高于世界平均水平。在产品竞争力方面,我国医疗器械市场以中低端产品为主,高端产品如超高端彩超、检验仪器、超高场磁共振设备等产品进口占比均在80%~90%,高端医疗器械的国产化率严重不足。

  国创中心作为国家在医疗器械领域布局的唯一重大国家科技产业创新平台,全面围绕预防、诊断、治疗、康复等领域的高性能医疗器械需求,聚焦高端医学影像、体外诊断、先进治疗等重点方向,扎实推进医疗器械领域创新,加快国产替代步伐。在基础材料方面,针对植介入材料、生物医用高分子膜材料、体外诊断生物原材料进行集中攻关;在核心部件方面,聚焦超声换能器、X射线探测器以及体外诊断精密移液组件开展技术攻关;在创新产品方面,新型脑卒中微创治疗仪、分子诊断POCT设备以及世界首创磁共振引导超声脑神经调控治疗装备即将进入产业化阶段。同时,国创中心采用“公司+联盟”的方式,有效整合医疗器械产业龙头企业和高校科研院所、行业协会等创新资源,打造服务于高性能医疗器械全行业和重要应用领域的开放型创新服务平台,多层次全方位搭建试验验证、检验检测、知识产权协同运用、人才培训、信息服务等平台,解决产业发展和生产实践中的“卡脖子”问题,提升国产医疗器械产品的国产化率,提高医疗器械领域“产业链+创新链”的整体效能。

  跨界织网引领产业集群协同创新 

  创新链与产业链的双向融合,离不开链条中各个环节互融互通,产业集群作为连接产业上下游的“路由器”,为打通产业合作的“壁垒”、推动跨界合作发挥了重要作用。

  新一代产业集群作为数字经济基石,以新一代信息技术打造数字经济底座并探索典型应用场景,引领数字产业化,支撑产业数字化,着力培养细分产业,构筑集群网络化共生生态,促进先进制造业高质量发展。

  深圳先进院作为深圳市新一代产业集群总促进机构和枢纽平台,依托研究单元和产业联盟协会,通过跨界织网,“携龙头,促中小,建联盟,享资源”,在共同承担国家及地方产业项目、强化产业链创新能力的同时,着重发挥“平台的平台、联盟的联盟”的产业协同价值,构建开源共享的“竞争者合作”机制,推动建立“头雁引领雁群”“大手牵小手”产业生态,实现产业集群化发展。

  2019年以来,集群总促进机构共成立了超过84个企业联合实验室,企业委托合作到款金额超过2.8亿元,成为集群产业链企业创新发展的重要资源;已向近千家企业提供科研技术服务,开放共享总价值超过7.7亿元的科研设备,服务集群内外企事业单位,总共享机时超过140000小时;承担深圳市政府投资15亿元,建设近百家企事业单位参与的粤港澳先进电子材料技术联盟;获工信部2019年先进制造业集群竞赛全国第一名。

  穿针引线,支撑强链补链 

  通过部署推进“基于自主研发的鲲鹏及昇腾全栈智能大数据平台”“砷化镓、氮化镓芯片的先进基板封装技术开发”“面向超薄芯片制造的临时键和胶材料”“超大尺寸的POA曲面技术的开发”“面向智慧城市的超大规模分析的关键技术研发及产业化”“基于人工智能技术的金融风控系统的关键技术”六大实体项目,扶持华为等龙头企业开展自主创新与产业发展,通过建设深圳先进电子材料国际创新研究院,围绕华为产业链开展协同创新,为5G和集成电路相关企业进入华为供应链创造技术条件。同时,集群总促进机构积极打造鲲鹏生态链,推进“鲲鹏生态研究院”的筹建,通过跨界合作与华为公司、蜂群产业服务集团协同共建华为生态,并与知名知识产权数据共享企业智慧芽合作,成立“人工智能与知识产权创新联合实验室”,围绕新一代产业集群科技创新情报分析,细分产业链知识图谱技术,为集群企业创新赋能。

  跨界合作,探索应用场景 

  通过跨产业探索典型创新成果的应用场景,优化拓展集群内多产业链跨界整合,并积极推动示范应用。例如:与商汤科技共同开拓的“5G+8K+AI”跨界融合应用示范项目,以疫情防控和安全监控为场景,结合8K超高清技术与5G、人工智能、计算机视觉,实现远距离、大视角下场景的智能分析,精准把握全局安全态势,并对异常事件做出预警。该项目在深圳市海岸城进行了技术验证,并与深圳新一代信息技术产业园等形成示范意向;自主开发“智能网联汽车整车在环测试系统”与比亚迪紧密合作,搭建可以满足智能驾驶车辆的在环测试系统,大幅提高自动驾驶系统测试效率,已获得中科院体系及广东省高校与科研机构中的首个自动驾驶公开道路测试牌照;与深圳北斗院合作,充分利用智能大数据、物联网、人工智能、数据共享等技术手段,积极研发并发布疫情防控系统,全面掌握疫情数据,实时监测异常情况,实现防控全过程管理,在抗疫中起到了助力疫情防控的积极作用,受到了省市地方政府的表彰;同时,与龙头企业合作开发拥有核心技术的应用系统,如中广核核电厂多模态人机交互系统、长江电力水电站液压启闭机活塞杆检测机器人、中国商飞穿戴式无动力下肢外骨骼系统等,为新一代信息技术不断拓宽示范和应用边界。

  跨域交流,对接国际资源 

  在引领国内业内交流融合的基础上,积极加强国际合作交流对接,助力域外资源获得。如与国际媒体龙头Aspencore持续开展合作,联合主办国际AIoT生态发展大会,在国际论坛上设立大湾区新一代信息通信产业奖项,有力提升了深圳市新一代信息通信产业集群知名度;进一步拓展与德国先进制造集群、法国微纳集群等国外产业集群的合作对接,积极围绕园区建设、联合人才培养、峰会论坛、跨境创新孵化等方向探讨深入合作;将中科创客学院作为对接平台和重要抓手,与法国格勒诺布尔AQUILARIS、新加坡科技研究局、澳大利亚布里斯班ACIC、英国EGG孵化器合作布局建立“海外创业中心”,不断深化拓展国际产业合作。

  好风凭借力!善于发现新科技风口,深圳先进院围绕智能与生物技术融合的IBT领域,前瞻布局七大前沿科技研究,率先抢占科技制高点。善于把握新科技风口,深圳先进院不断夯实“基础研究+技术攻关+成果产业化+科技金融+人才支撑”全过程创新生态链的各个关键环节,着力提升生命健康领域科教融合与产教融合的深度与广度,倒逼和加速原始创新,全面推动科学、技术、产业、资本、人才和市场要素的创新组合。善于运用新科技风口,深圳先进院把财富变成知识而“花钱”的科研创新过程和知识再变成财富而“赚钱”的产业创新过程有机统一,主导“花钱”和引领“赚钱”在过程中不断发生“化学反应”,使科技创新向产业链前端延伸,产业创新向高科技含量、高附加值的创新链后端延伸,实现创新链、产业链“双向融合”与“闭环发展”。

  (刘云达 韩汶轩 丁宁宁 刁雯蕙) 

  《中国科学报》 (2021-12-27 第3版 专题)