1.2 科技基础设施的内涵、分类与特征

1.2.1科技基础设施概念的形成与发展

基础设施又叫基础结构，是指为工业、农业等生产部门提供服务的各种基本设施。它包括铁路、公路、运河、港口、桥梁、机场、仓库、动力、通信供水及教育科研卫生等部门的建设。基础设施概念作为经济术语出现在20世纪的西方，最早由大西洋公约组织在研究战时动员时提出，后被世界各国采用。之后，基础设施这一概念被广泛应用到许多学科和领域，其中就包括科技领域。由此可见，科技基础设施就是指为科技活动服务的各种基本设施。

科技基础设施是一个逐步发展而来的概念，大体呈现基础设施——科学基础设施——技术基础设施——科技基础设施——条件平台的序列演化过程。

布施（Vannvar Bush,1945）在《科学——无止境的前沿》中首先提出了科学基础设施的概念，认为技术是企业经济活动的资产，是纯粹的私人物品，不需要政府干预或支持，可基础科学应当是一种公共物品，应当由政府承担，并认为这不仅是政治和军事上的需要，也是经济与社会的需要。因此，科学基础设施更应当由政府来提供。这一思想导致了美国政府对科学基础设施的大量投资，也导致了美国国家自然科学基金的创立和上百个高水平的联邦实验室的建立。

20世纪80年代，Weis和Birnbaum（1989）提出了技术基础设施的概念。在此基础上，Tassey（1991,1992,1995,1996,1997,2000,2003,2005,2007,2008）对技术基础设施做了进一步的研究，认为技术基础设施包括基本技术设施和共性技术设施，包括支撑科学研究与技术开发研究的环境条件。

20世纪90年代，Knut Blind等开始应用科技基础设施概念（science and technology infrastructure）（Knut Blind,1999），指出科技基础设施概念基于科学基础设施、技术基础设施而形成，包括用于科技研发的各种硬件（实验材料、仪器、设备、设施等）和软件（计算机软件、数据、文献等），及其技术支撑、服务与研究空间等物质条件和信息条件。

进入21世纪后，科技基础设施概念的内涵和外延均有了很大的发展。学者们认为，它不仅包含共性技术和基础研究，也包含“科技条件平台”，并更加强调其共用性。同时，针对全球化和信息化的发展，国际科创中心作为集聚科技基础设施的载体和具有国际影响力的科技创新平台，成为科技基础设施的综合体。

尽管科技基础设施的内涵十分丰富，外延也很大，但科技基础设施的核心部分是实验室和大型的仪器设备，它是科学研究、技术创新的必备条件。它折旧快，直接收益差，外部性强，具有明显的对资金、人力资源的支撑需求，具有明显的公共物品特征。

1.2.2 科技基础设施的分类

按照不同的分类标准，可以将科技基础设施进行分类，以满足不同的研究、管理应用需要。具体而言，至少可以从如下几个方面对科技基础设施分类。

（1）科学基础设施与技术基础设施。这一分类将科技基础设施分成为科学基础研究提供支持的设施和为技术研究提供支持的基础设施两部分。前者支持基本理论和自然规律的认知和解构，后者支持技术研究的开发与市场应用。

（2）基础理论研究基础设施、应用基础研究基础设施、应用开发基础设施。根据研发生命周期和进化过程，研发活动可以分为基础理论研究、应用基础研究、应用开发，相对应可以分为基础理论研究基础设施、应用基础研究基础设施、应用开发基础设施。

（3）硬件基础设施与软件基础设施。按照基础设施的性质，可以将科技基础设施分为硬件和软件两类。前者是指大型仪器设备、实验室、实验基地等；而后者是指文献数据、基础理论方法、知识库，等等。

（4）基于外部性与排他性特征类型划分。根据外部性、排他性的特征，可以将科技基础设施分为典型的完全公共物品型的科技基础设施，准公共物品型的科技基础设施、俱乐部类科技基础设施和私人物品型科技基础设施（见图1-1）。

市场机制的作用可以富有效率地提供具有竞争性与排他性的私人物品性科技基础设施。如果一种物品具有非竞争性、排他性，我们可以称之为收费物品。收费物品可以转变为“俱乐部物品”，也就是一群具有共同利益和共同兴趣的居民以共建共享的方式形成的公共物品。由于排他在经济上是可行的，现实中私人供给者可能会主动提供此类商品。在这种情况下问题不在于供给本身，而来自另外两个方面：第一，私人供给者不可能有效地为其提供的设施定价；第二，私人供给者不大可能为了使社会剩余最大化而提供正确的设施规模。科技基础设施中的许多类型是收费物品，许多科技基础设施如仪器设备等，都属于这一范畴。此类物品的技术共性是某种形式的封闭性导致了排他性的可行。在收费物品中，拥挤的设施具有收费的合理性，存在社会资本进入的空间。

如果一种物品具有非竞争性、非排他性，我们称之为纯公共物品。当这些物品不拥挤时，它们便是纯公共物品。纯公共物品绝不能由市场供给，因为私人供给者无法将那些不付费的人排除在外。长期以来，许多科技基础设施如仪器设备、实验室等属于国有资产，而具体管理与应用需要委托给某些依托单位，这一过程机制中，出现科技基础设施的产权模糊、零收费、管理粗放，表现为公共物品的性质。

还有一些科技基础设施具有竞争性、非排他性，我们称之为开放性进入资源、公共财产资源和免费物品，这种物品的消费是竞争性的。也就是说，一个人的使用会使他人的利益下降，但排他性在经济上是不可行的。通常认为开放性进入就是新使用者的非限制性进入。然而，开放性进入还包括固定数量的已经进入的个人的非限制性使用。在开放性进入资源中，新进入者的威胁有效地消除了自治的可能性。以自由进入的资源是公共的，但利用资源可以增加个人的私利，这是开放进入资源的核心问题，最后演变的就是所谓“公地的悲剧”。

1.2.3 科技基础设施的特性

科技基础设施，是进行科技活动的重要物质基础条件，是科技研究开发的物质、信息保障。科技基础设施涉及科技活动中所需设施的提供和运行以及信息和数据的获取、使用和处理，是科技实现有效支持能力的基础物质技术条件平台。科技基础设施薄弱，直接影响科技活动的产出水平。

科技基础设施具有某些普通基础设施的特性，也具有自身特征，这些特征主要有：

1）外部性与风险性

许多科技基础设施具有公共品或准公共物品特征，具有很强的外部性特征，表现为企业、科研机构、学校或个人向市场以外的其他人强加的成本或利益，其效用扩展于他人的成本为零，因而无法排除他人共享，因此许多科技基础设施可以使许多人低成本或免费使用，其对社会的价值远远超过对设施投建人的潜在价值，能够为社会公众带来收益。由于科技基础设施的种类、数量不同，其外部性也有着很大差异。由于科技基础设施与科技成果并不一定呈正比，它对科技创新的作用具有外缘推动性，加上其作用机制的复杂性，因此，其发展具有很大的不确定性和风险性。

2）系统性、层级性

科技基础设施是一个系统概念，它需要有核心设施，也需要有辅助设施。科技基础设施的功能呈现出不同等级，如主要服务于县区或者省区、全国或者具有面向全球的服务等。

3）更新性、成长性

随着人类科技发展，研发产业飞速增长，科技基础设施的规模也在不断更新中发展壮大。而且随着知识经济与经济全球化迅速发展，这种更新成长性日趋强劲。

4）空间集聚性

根据2004年国家重点实验室报告，科技基础设施的需求因区域研发人员、历史状况、经济发展程度、自然区位的不同情况而呈现不同的布局特征。总体而言，科技基础设施呈现区域积聚特征。如2004年正在运行的国家重点实验室中，有46个分布在北京，24个分布在上海，其他如湖北、江苏各11个，陕西9个，辽宁9个，浙江8个；2012年正在运行的国家实验室6个，院校国家重点实验室260个，企业国家重点实验室99个，军民共建实验室14个，港澳地区和伙伴国家重点实验室14个，省部共建实验室105个，这些实验室多数分布在北京、上海、杭州、天津、武汉等高校云集的地区。根据国家重大基础设施管理平台的统计，当前我国重大科技基础设施主要集中在北京、上海、青岛、武汉、合肥、广州、兰州等地（见图1-2）。而就仪器设备制造来看，则主要集中在以上海为中心的长三角地区，以大连、长春为中心的东北地区，以北京为中心的渤海湾地区和以深圳、广州为中心的珠三角地区。

5）强大的资金支持需求

科技基础设施需要大量的投资，如一台设备需要几百万、几千万元或者更多，而且还需要很多辅助设施投资和维持投资。同时，科技基础设施的折旧和贬值非常快，需要投入大量资金更新和换代。如此大量的资金需求往往不是私人能够完成的，特别需要政府的投资和经营。

6）与科技人员“共生”，且风险大

科技基础设施需要有匹配的科技人员才能显示其价值和效能。所以，科技基础设施可以适度超前，吸聚研发人才使用，促进创新活动，进一步促进科技基础设施的规模与先进度的提升。由于科技基础设施的投入产出不明确、周期长、成果产出的不确定性因素很大，科技成果的商业化与产业化也面临着很大不确定性。因此，科技基础设施投资具有很大风险。

7）不同类型的科技基础设施具有明显的区别

不同类型的科技基础设施具有不同的特征，如风险性、外部性依公共物品—准公共物品—俱乐部产品—私有物品系列呈现逐步减小趋势。而直接收益则正好相反。基础研究类科技基础设施的公共物品性特征最强，应用研究类科技基础设施的私人物品性较强，共性技术类科技基础设施更加表现为准公共物品特征（见表1-1）。