日本政府以“科技創(chuàng)造立國(guó)”為出發(fā)點(diǎn)，制定實(shí)施的“先進(jìn)測(cè)量分析技術(shù)與儀器開發(fā)計(jì)劃”為其擺脫對(duì)國(guó)外先進(jìn)科學(xué)儀器的依賴奠定了堅(jiān)實(shí)的研發(fā)基礎(chǔ)。本文利用案例分析法、文獻(xiàn)計(jì)量法、社交網(wǎng)絡(luò)分析法等對(duì)該計(jì)劃的出臺(tái)背景、管理架構(gòu)、領(lǐng)域分布、經(jīng)費(fèi)投入和實(shí)施成效等進(jìn)行了深入分析，同時(shí)通過對(duì)比我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金的管理流程發(fā)現(xiàn)，我國(guó)科研項(xiàng)目在頂層策劃和部門間科研項(xiàng)目的貫通上與日本有較大差距，設(shè)立的項(xiàng)目平均經(jīng)費(fèi)額度較日本高且數(shù)量較少，在產(chǎn)學(xué)研結(jié)合和科研成果商業(yè)化上的力度較日本弱。結(jié)合我國(guó)國(guó)情，提出強(qiáng)化科學(xué)儀器領(lǐng)域項(xiàng)目頂層設(shè)計(jì)、增強(qiáng)經(jīng)費(fèi)投入、推動(dòng)關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)、優(yōu)化項(xiàng)目評(píng)價(jià)體系、促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作和科技成果轉(zhuǎn)化落地等建議，助力我國(guó)在先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展。
關(guān)鍵詞：日本；先進(jìn)測(cè)量分析；科學(xué)儀器；項(xiàng)目管理
科學(xué)儀器是指一系列用于包括研究自然想象和理論研究的科學(xué)目的的裝置或工具，如用于實(shí)驗(yàn)、計(jì)量、觀測(cè)、檢驗(yàn)、繪圖等設(shè)備裝置或工具。先進(jìn)科學(xué)儀器則指具有先進(jìn)原理、創(chuàng)新技術(shù)的中型科學(xué)儀器設(shè)備，其作為科學(xué)研究活動(dòng)中的主要組成部分，在國(guó)際前沿科學(xué)問題研究中具有舉足輕重的地位。先進(jìn)科學(xué)儀器是科學(xué)儀器行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，其在世界各國(guó)的科技及經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略性地位美國(guó)、歐盟、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)對(duì)先進(jìn)科學(xué)儀器的自主研發(fā)、創(chuàng)新性研發(fā)非常重視，并制定了具有戰(zhàn)略性的重大科技計(jì)劃，通過支持發(fā)展先進(jìn)科學(xué)儀器來推動(dòng)一流的科研工作，以保持其在科技前沿領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
日本在1995年就制定了《科學(xué)技術(shù)基本法》，并強(qiáng)調(diào)了“技術(shù)創(chuàng)造立國(guó)”的目標(biāo)，明確了技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的具體目的。日本的先進(jìn)科學(xué)儀器資助計(jì)劃分為儀器共享平臺(tái)建設(shè)型、科學(xué)儀器研發(fā)型、儀器研發(fā)與共享平臺(tái)建設(shè)型三類項(xiàng)目，其中“先進(jìn)測(cè)量分析技術(shù)與儀器開發(fā)計(jì)劃”（Development of Advanced Measurement and Analysis Systems，簡(jiǎn)稱“先端計(jì)劃”）屬于科學(xué)儀器研發(fā)型計(jì)劃，由隸屬于日本文部科學(xué)省的日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)（Japan Science and Technology Agency，JST）主管。日本為我國(guó)鄰國(guó)，傳統(tǒng)文化背景較為相近，其“先端計(jì)劃”的實(shí)施對(duì)該國(guó)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展起到了較為深遠(yuǎn)的影響，因此本文以為“先端計(jì)劃”為研究對(duì)象，對(duì)其出臺(tái)背景、經(jīng)費(fèi)投入和實(shí)施成效等進(jìn)行了系統(tǒng)分析研究，挖掘項(xiàng)目承擔(dān)機(jī)構(gòu)間的研發(fā)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，總結(jié)其先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)科學(xué)儀器領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展提供參考。
1 出臺(tái)背景
日本資助科學(xué)儀器的計(jì)劃最早可追溯至1965年，當(dāng)時(shí)以其科學(xué)研究經(jīng)費(fèi)資助業(yè)務(wù)中所實(shí)施的“試驗(yàn)研究”項(xiàng)目支持測(cè)量分析技術(shù)和先進(jìn)科學(xué)儀器開發(fā)，該項(xiàng)目在2001年停止公開招募。同年，日本制定的第2期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃中提出了“推進(jìn)測(cè)量、分析、測(cè)試、評(píng)價(jià)方法和與之相關(guān)的尖端設(shè)備等戰(zhàn)略體系整備”的科技戰(zhàn)略。2002年，日本科學(xué)家田中耕一與美國(guó)科學(xué)家約翰·芬恩共同發(fā)明的“對(duì)生物大分子的質(zhì)譜分析法”獲得了該年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，促使日本對(duì)先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域的科技發(fā)展更為重視。在21世紀(jì)初，日本認(rèn)為，最先進(jìn)的研究數(shù)據(jù)和原始研究數(shù)據(jù)只能從先進(jìn)的測(cè)量分析技術(shù)及機(jī)器上獲取，而這些技術(shù)及儀器絕大多數(shù)仍掌握在美、德等發(fā)達(dá)國(guó)家手中。為擺脫對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)與儀器高依賴的局面，培養(yǎng)國(guó)內(nèi)優(yōu)秀科研人才、厚植原創(chuàng)研發(fā)的土壤，從而提升其在先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域的全球影響力，2003年6月，日本文部科學(xué)省制訂了先進(jìn)測(cè)量分析技術(shù)和設(shè)備自主研發(fā)項(xiàng)目的支持措施，選定對(duì)尖端分析計(jì)算測(cè)量?jī)x器要求高、有望產(chǎn)出重大科研成果的研究領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)支持，并于2004年由JST啟動(dòng)了“先端計(jì)劃”（圖1）。
2 主要任務(wù)與目標(biāo)
2.1 主要任務(wù)
日本“先端計(jì)劃”的主要任務(wù)是開發(fā)“世界獨(dú)一無二”“世界第一”的測(cè)量分析技術(shù)和儀器設(shè)備，減少日本先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域的科研活動(dòng)對(duì)國(guó)外先進(jìn)科學(xué)技術(shù)或科學(xué)儀器設(shè)備的依賴程度，推動(dòng)相關(guān)企業(yè)的發(fā)展。
2.2 頂層設(shè)計(jì)
為推動(dòng)先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域的可持續(xù)性發(fā)展，2015年，日本政府開始系統(tǒng)梳理先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用場(chǎng)景，積極推動(dòng)“先端計(jì)劃”融入先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域創(chuàng)新全鏈條（圖2）。該計(jì)劃的主要發(fā)展方向?yàn)椋?）新原理、新發(fā)現(xiàn)、新方法廣泛利用，創(chuàng)造出世界一流且全球最暢銷的獨(dú)創(chuàng)型測(cè)量分析系統(tǒng)；2）面向社會(huì)需求解決重要課題，支撐科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的創(chuàng)造；3）先進(jìn)測(cè)量分析領(lǐng)域象征透射電子顯微鏡（Transmission Electron Microscope，TEM）、掃描透射式電子顯微鏡（Scanning Transmission Electron Microscope，STEM）、核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）、質(zhì)譜（Mass Spectrum，MS）的品牌機(jī)重點(diǎn)開發(fā)；4）構(gòu)建先進(jìn)測(cè)量分析領(lǐng)域的需求調(diào)查功能和成效評(píng)價(jià)功能；5）推動(dòng)與先進(jìn)測(cè)量分析領(lǐng)域知識(shí)產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)化國(guó)家戰(zhàn)略項(xiàng)目相銜接；6）發(fā)展核心基地，促進(jìn)整體發(fā)展。該計(jì)劃的具體目標(biāo)是解決日本國(guó)家層面的科學(xué)問題和提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
在基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)方面，構(gòu)建TEM、NMR、MS、X射線衍射儀（X-Ray Diffractometer，XRD）等子平臺(tái)和世界標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別的共享平臺(tái)，開展世界前沿的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和系統(tǒng)集成研究，其目標(biāo)是獲得諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)別的研究成果。在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景方面，該計(jì)劃主要聚焦在綠色能源、生命科學(xué)、基礎(chǔ)設(shè)施和裝置認(rèn)證等領(lǐng)域，不斷推進(jìn)科技成果產(chǎn)業(yè)化。該計(jì)劃通過系統(tǒng)化、導(dǎo)向化的實(shí)施，逐漸引導(dǎo)、培養(yǎng)出良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)體系，最終實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造高效、安全可靠且可持續(xù)性發(fā)展的社會(huì)（圖2）。由于日本對(duì)TEM、STEM、NMR、MS等技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域給予了重點(diǎn)支持與培育，日本這些方面的技術(shù)一直處于國(guó)際一流的地位，我國(guó)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方面，如針對(duì)較有優(yōu)勢(shì)的、較為先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)、重點(diǎn)培育，有望可進(jìn)一步或快速提升相關(guān)的科學(xué)技術(shù)水平。
3 實(shí)施體系
3.1 管理架構(gòu)與推進(jìn)體制
“先端計(jì)劃”在JST的運(yùn)營(yíng)成本補(bǔ)貼范圍內(nèi)實(shí)施，具體如何實(shí)施由JST決定，JST建立了以開發(fā)主管為中心的開發(fā)推進(jìn)體系，管理整個(gè)業(yè)務(wù)和開發(fā)問題，以高效、有效地管理整個(gè)項(xiàng)目?！跋榷擞?jì)劃”的管理系統(tǒng)由開發(fā)顧問、項(xiàng)目推進(jìn)委員會(huì)、綜合評(píng)價(jià)會(huì)等構(gòu)成。2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者田中耕一研究員作為該計(jì)劃的開發(fā)顧問，負(fù)責(zé)進(jìn)行先進(jìn)測(cè)量研發(fā)領(lǐng)域的技術(shù)指導(dǎo)與建議。項(xiàng)目推進(jìn)委員會(huì)負(fù)責(zé)總結(jié)整個(gè)計(jì)劃，并以綜合方式募集、采納和評(píng)估發(fā)展問題。綜合評(píng)價(jià)會(huì)由項(xiàng)目總監(jiān)管理項(xiàng)目主管，并由項(xiàng)目主管管理相關(guān)的項(xiàng)目職員（圖3），負(fù)責(zé)對(duì)“先端計(jì)劃”的一般項(xiàng)目進(jìn)行篩選和評(píng)價(jià)，對(duì)重點(diǎn)開發(fā)領(lǐng)域進(jìn)行事后評(píng)價(jià)等工作?！跋榷擞?jì)劃”的研發(fā)系統(tǒng)由具有創(chuàng)造能力的研究團(tuán)隊(duì)、多家擁有尖端技術(shù)的企業(yè)、大學(xué)、研究所等推動(dòng)，同時(shí)需要有中小企業(yè)和研發(fā)企業(yè)的參與其中。
該計(jì)劃的研發(fā)分為三個(gè)階段進(jìn)行推進(jìn)：第一階段是應(yīng)用研發(fā)、核心技術(shù)開發(fā)（多方案競(jìng)爭(zhēng)）；第二階段是選擇最優(yōu)方案的原型制造階段；第三階段是通過原型進(jìn)行演示、驗(yàn)證和數(shù)據(jù)采集（世界標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，利用多臺(tái)原型儀器驗(yàn)證并進(jìn)行性能改善）。選題原則為競(jìng)爭(zhēng)性資助，資助那些在研發(fā)期內(nèi)可完成的、具有創(chuàng)新性\原創(chuàng)性、現(xiàn)實(shí)中科研活動(dòng)中有強(qiáng)烈需求、預(yù)計(jì)可滿足未來多樣化需求、可大幅改良測(cè)量技術(shù)或儀器性能的項(xiàng)目，旨在開發(fā)可滿足最新科研需求的創(chuàng)造性、原創(chuàng)性的先進(jìn)測(cè)量分析技術(shù)和儀器系統(tǒng)。我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)負(fù)責(zé)我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的設(shè)置、評(píng)審、立項(xiàng)、資助、監(jiān)督等工作，其設(shè)立的科學(xué)部專家咨詢委員會(huì)，職能類似于“先端計(jì)劃”開發(fā)顧問的職能，主要由相關(guān)領(lǐng)域的戰(zhàn)略科學(xué)家組成，但“先端計(jì)劃”是由諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者參與技術(shù)指導(dǎo)與建議，鑒于我國(guó)缺少先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域諾貝爾獎(jiǎng)項(xiàng)獲得者，且先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域該類級(jí)別獎(jiǎng)項(xiàng)的獲得者也難以被引入，因而我國(guó)推進(jìn)體系在此方面難以達(dá)到日本或歐美的水平。
3.2 項(xiàng)目評(píng)價(jià)體系
日本科技評(píng)價(jià)體系通過具體的制度將科技評(píng)價(jià)融入到日常的科技管理中，從而提高了管理成效和科技創(chuàng)新力度。日本“先端計(jì)劃”的評(píng)價(jià)流程主要有事前評(píng)價(jià)、中期評(píng)價(jià)和事后評(píng)價(jià)三個(gè)流程，先進(jìn)科學(xué)儀器開發(fā)項(xiàng)目的事前評(píng)價(jià)根據(jù)項(xiàng)目是否具有新穎性/獨(dú)創(chuàng)性，是否能應(yīng)對(duì)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的需求，是否有發(fā)展前景，是否已制定可實(shí)施的研發(fā)計(jì)劃和實(shí)施體制，擬開發(fā)技術(shù)或設(shè)備是否能產(chǎn)生更大效應(yīng)等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。與我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金重大科研儀器研發(fā)項(xiàng)目的事前評(píng)價(jià)的依據(jù)基本相同。中期評(píng)價(jià)的目的是促進(jìn)研究人員加快研究進(jìn)展，日本中期評(píng)價(jià)關(guān)注研發(fā)目標(biāo)達(dá)成度、性能、市場(chǎng)性、技術(shù)成熟度和文獻(xiàn)發(fā)布情況，我國(guó)項(xiàng)目的中期評(píng)價(jià)除這些方面外，更重視項(xiàng)目是否有真實(shí)開展，以及經(jīng)費(fèi)是否合理使用等，反映了我國(guó)先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域科研活動(dòng)存在偽開展、經(jīng)費(fèi)使用不當(dāng)?shù)葐栴}，而這些問題會(huì)影響了我國(guó)先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域科研成果的產(chǎn)出。該計(jì)劃的后期評(píng)估是對(duì)取得成果的最終總結(jié)，一般在項(xiàng)目結(jié)束后一年之內(nèi)進(jìn)行，亮點(diǎn)是所開發(fā)的原型機(jī)是否能獲得最先進(jìn)的科技數(shù)據(jù)，是否形成了具有戰(zhàn)略性布局的知識(shí)產(chǎn)權(quán)（表1），反映出日本對(duì)其開發(fā)的先進(jìn)科學(xué)儀器的科技水平及開拓相關(guān)市場(chǎng)的戰(zhàn)略要求。與之相比，我國(guó)項(xiàng)目后評(píng)估的依據(jù)評(píng)估依據(jù)較為籠統(tǒng)，對(duì)項(xiàng)目開發(fā)的先進(jìn)水平要求并不高。
3.3 項(xiàng)目在線展示平臺(tái)
為了更好地推廣所資助項(xiàng)目研究成果的應(yīng)用，“先端計(jì)劃”構(gòu)建一個(gè)項(xiàng)目在線展示平臺(tái)，主要展示了該計(jì)劃資助項(xiàng)目的成果開發(fā)成功的重要信息，和如獲獎(jiǎng)信息、權(quán)威論文、論著的發(fā)表等的一般信息，以及項(xiàng)目成果重要推廣活動(dòng)等的詳細(xì)信息；其中成果開發(fā)成功的信息展示了共123條（圖4），顯示了所資助項(xiàng)目的研究進(jìn)展及相關(guān)成果成效的追蹤信息。
我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金資助科研儀器展示傳播平臺(tái)的主要功能是推進(jìn)研究成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，平臺(tái)里展示了2006-2020年的144項(xiàng)項(xiàng)目研發(fā)成果信息，且均涉及到研發(fā)機(jī)構(gòu)尋求成果轉(zhuǎn)化渠道或?qū)で筚Y金投入繼續(xù)研發(fā)的信息，但并未為這些研發(fā)成果提供成果轉(zhuǎn)化的資金資助。這也反映出其中的短板：一是我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助的是科研儀器的研發(fā)，而對(duì)于研發(fā)成果商業(yè)化的助力較少；二是主持或參與設(shè)備開發(fā)項(xiàng)目的企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)的自身，并沒有足夠的能力去實(shí)現(xiàn)其所開發(fā)設(shè)備的商業(yè)化。這些短板直接影響了我國(guó)研發(fā)的科研儀器成果的轉(zhuǎn)化率。
3.4 項(xiàng)目投入
日本投入了大量經(jīng)費(fèi)以促進(jìn)其先進(jìn)測(cè)量分析技術(shù)與先進(jìn)科學(xué)儀器開發(fā)的進(jìn)度，據(jù)統(tǒng)計(jì)（圖5），“先端計(jì)劃”共投入的總經(jīng)費(fèi)約550億日元（約28.6億元人民幣，以2022年4月份匯率計(jì)算），占同時(shí)期日本科研費(fèi)總額近3%，至2016年資助項(xiàng)目數(shù)量共1165項(xiàng)，平均資助金額約0.47億日元（約244萬元人民幣），并產(chǎn)生了許多較權(quán)威的論文、專利和商品化成果。而我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金重大科研儀器研發(fā)項(xiàng)目（自由申請(qǐng)）在2004—2016年期間，共投入經(jīng)費(fèi)22億元，占同時(shí)段國(guó)家自科基金資助總額的1.32%，資助項(xiàng)目數(shù)573項(xiàng)，平均資助金額約386萬元。我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金重大科研儀器研發(fā)項(xiàng)目（自由申請(qǐng)）與日本該計(jì)劃相比，投入經(jīng)費(fèi)總金額為日本的76.9%，資助項(xiàng)目數(shù)量為日本的49.2%，項(xiàng)目平均資助金額為日本的158.2%，可見我國(guó)項(xiàng)目的平均資助額度雖遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于日本，但在總投入和資助項(xiàng)目數(shù)量上均弱于日本。
具體經(jīng)費(fèi)投入方面，日本2004—2009年經(jīng)費(fèi)投入逐漸增加，2010—2016年期間，經(jīng)費(fèi)投入發(fā)生波動(dòng)，2013年后投入減少，主要原因?yàn)?011年發(fā)生的東日本大地震對(duì)日本經(jīng)濟(jì)的沖擊，以及生命科學(xué)領(lǐng)域的項(xiàng)目于2014年移交至日本醫(yī)療研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（Japan Agency for Medical Research and Development，AMED），隨后該計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)投入大幅降低。而我國(guó)經(jīng)費(fèi)投入從2004年的990萬元開始逐年增加，自2014年起，經(jīng)費(fèi)投入開始劇增至4.55億元以上，反映出我國(guó)開始加大力度發(fā)展先進(jìn)科學(xué)儀器，以期盡快攻克卡脖子技術(shù)、提高我國(guó)先進(jìn)測(cè)量技術(shù)與儀器水平的決心。
3.5 研究領(lǐng)域的演化
日本“先端計(jì)劃”的實(shí)施時(shí)間是2004—2020年期間（2016年度為項(xiàng)目最后的選題立項(xiàng)年，計(jì)劃實(shí)施結(jié)束的實(shí)際時(shí)間為2021年3月31日）。按研發(fā)對(duì)象的類型，其資助項(xiàng)目可分為科學(xué)儀器零配件或關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、科學(xué)儀器整機(jī)研發(fā)、研究成果活用、科學(xué)儀器實(shí)證研究和科學(xué)儀器軟件開發(fā)等5類項(xiàng)目，按儀器所屬學(xué)科領(lǐng)域分為生命科學(xué)、材料科學(xué)（納米技術(shù)）、環(huán)境科學(xué)、放射線測(cè)量和綠色能源等5類，資助項(xiàng)目受日本國(guó)情及科技需求變化而改變，如2007年之前主要為非特定領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備開發(fā)，2007年開始，“先端計(jì)劃”為之前所研發(fā)的、有前景的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備增設(shè)了科學(xué)儀器的實(shí)證驗(yàn)證資助，并在2009年增設(shè)了相關(guān)的軟件開發(fā)項(xiàng)目、2011年增設(shè)了研發(fā)產(chǎn)品普及推廣的資助項(xiàng)目以支撐產(chǎn)品順利商業(yè)化，至此“先端計(jì)劃”的資助形成了從技術(shù)研究至設(shè)備成品商業(yè)化的全鏈條式資助。
在學(xué)科領(lǐng)域演化方面，東日本大地震前，“先端計(jì)劃”資助的項(xiàng)目主要分為非特定領(lǐng)域和重點(diǎn)領(lǐng)域；但在大地震發(fā)生后，為支援災(zāi)后重建，放射線輻射污染的解決成為日本科研攻克的首要課題，為此，該計(jì)劃于2012年開始重點(diǎn)支持了綠色能源、放射線測(cè)量和生命科學(xué)領(lǐng)域的項(xiàng)目研究，日本大地震復(fù)興特別委員會(huì)投入38億日元資金以支持放射線測(cè)量領(lǐng)域的研發(fā)活動(dòng)。2014年，由于日本科技戰(zhàn)略需要，該計(jì)劃的生命科學(xué)領(lǐng)域的項(xiàng)目被移交至AMED，同年，戰(zhàn)略性創(chuàng)新創(chuàng)造項(xiàng)目開始推動(dòng)孵化器的形成，2014—2015年，共投入資金3億日元（圖6）?？梢姡跋榷擞?jì)劃”是根據(jù)日本國(guó)情來決定對(duì)相關(guān)研究方向的資助力度，確保經(jīng)費(fèi)用在“刀刃”上。
4 項(xiàng)目成效
4.1 SCI論文產(chǎn)出
“先端計(jì)劃”的實(shí)施，促使日本大批量的論文和專利的產(chǎn)生，僅在2004—2013年的10年間，日本該計(jì)劃資助的研發(fā)活動(dòng)共發(fā)表了2774篇論文，專利申請(qǐng)1048件，并獲得了多項(xiàng)權(quán)威獎(jiǎng)項(xiàng)。
利用該計(jì)劃及我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金重大科研儀器研發(fā)項(xiàng)目（自由申請(qǐng)）的項(xiàng)目名稱、基金機(jī)構(gòu)名、國(guó)家所在地等信息，在Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫的SCIE數(shù)據(jù)庫里檢索出2004—2021年期間日本發(fā)表的SCI論文共1558篇，Top10的研究方向依次為化學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)、工程、科技及其他項(xiàng)目、生物化學(xué)分子生物學(xué)、光學(xué)、儀器儀表、光譜學(xué)和核科學(xué)技術(shù)；共有14篇高被引論文，化學(xué)方向高被引論文有7篇（占日本總高被引論文數(shù)量的50%），科技及其他項(xiàng)目4篇（28.57%），物理學(xué)方向2篇（14.29%），材料科學(xué)2篇（14.29%），天文學(xué)/天體物理學(xué)和晶體學(xué)各1篇。中國(guó)相應(yīng)時(shí)間段檢索出SCI論文共1793篇，Top10的研究方向依次為化學(xué)、工程、光學(xué)、科技及其他項(xiàng)目、生物化學(xué)分子生物學(xué)、生物技術(shù)應(yīng)用微生物學(xué)、核醫(yī)學(xué)成像、生物物理學(xué)、核科學(xué)技術(shù)和神經(jīng)科學(xué)等；共有高被引論文11篇，化學(xué)方向高被引論文有4篇（占中國(guó)總高被引論文數(shù)量36.36%），物理學(xué)方向2篇（18.18%），材料科學(xué)2篇（18.18%），科技及其他項(xiàng)目3篇（27.27%），神經(jīng)科學(xué)2篇（18.18%），能源燃料、工程、海洋學(xué)、公共環(huán)境職業(yè)健康和熱力學(xué)方向各有1篇。與日本該項(xiàng)目的研究方向相比，我國(guó)對(duì)應(yīng)用微生物學(xué)、核醫(yī)學(xué)成像、生物物理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)儀器研究較為重視。
高被引論文（被ESI數(shù)據(jù)庫收錄的論文）方面，日本化學(xué)方面的論文高被引論文數(shù)量較多，影響力較大，科技及其他項(xiàng)目、物理學(xué)、材料科學(xué)、天體物理學(xué)等方向均有一定的影響力。相比之下，我國(guó)化學(xué)方面的高被引論文數(shù)量較日本少，但物理學(xué)、材料科學(xué)和科技及其他項(xiàng)目等方向高被引論文數(shù)量跟日本相當(dāng)，神經(jīng)科學(xué)、能源燃料、工程、海洋學(xué)、公共環(huán)境職業(yè)健康和熱力學(xué)方向上的高被引論文數(shù)量較日本高，說明我國(guó)這些研究方向的影響力較日本該計(jì)劃產(chǎn)出的同研究方向論文的影響力高。
為了解日本該計(jì)劃資助項(xiàng)目和我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金重大科研儀器研發(fā)項(xiàng)目的執(zhí)行研發(fā)機(jī)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性，將上述檢索出的SCI文獻(xiàn)導(dǎo)入Gephi分析工具進(jìn)行可視化分析，發(fā)現(xiàn)獨(dú)立研究活躍度強(qiáng)的日本作者單位依次為東京大學(xué)（285篇）、日本東北大學(xué)（98篇）、大阪大學(xué)（158篇）、京都大學(xué)（144篇）和名古屋大學(xué)（104篇），主要專注于化學(xué)、核科學(xué)技術(shù)、測(cè)量技術(shù)等研究方向上；合作方面，最值得關(guān)注的是日本名城大學(xué)與韓國(guó)梨花女子大學(xué)緊密合作，共同發(fā)表的SCI論文數(shù)量達(dá)40多篇，占總排位在第18名（圖7）。對(duì)比之下，我國(guó)研究也類似于日本，以中科院為首要單位的研發(fā)活動(dòng)極為活躍（383篇），其次為清華大學(xué)（183篇），也偏重于獨(dú)立研究，合作活躍度并不大（圖 8）。
4.2 代表性開發(fā)成果/產(chǎn)品
據(jù)2012年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，日本分析計(jì)測(cè)類儀器中表面分析相關(guān)的日本企業(yè)占據(jù)了全球30%的市場(chǎng)份額，這也間接說明“先端計(jì)劃”對(duì)日本先進(jìn)科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)升級(jí)的帶動(dòng)作用顯著。該計(jì)劃實(shí)施至今，生命科學(xué)領(lǐng)域已成功商業(yè)化的成果共18件，材料測(cè)量領(lǐng)域的共19件，環(huán)境測(cè)量領(lǐng)域的5件和放射線測(cè)量領(lǐng)域的9件，部分成果在全球先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域市場(chǎng)上具有一定的地位。如2019年東京大學(xué)與日本日本電子株式會(huì)社（Japan Electronics Co., Ltd.，簡(jiǎn)稱為JEOL）開發(fā)的無磁場(chǎng)球差校正掃描透射電鏡MARS機(jī)型為全球第一臺(tái)原子分辨率電子顯微鏡，其測(cè)角臺(tái)內(nèi)觀察到800μm×800μm×200μm空間磁場(chǎng)分布，分辨率達(dá)143pm，多種用途設(shè)計(jì)使其將擁有巨大的應(yīng)用前景，有望助力于磁體、鋼鐵、半導(dǎo)體器件和量子技術(shù)等尖端材料的開發(fā)。該設(shè)備雖仍未上市，但在2022年2月，該研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用該設(shè)備成功直接觀察了原子磁場(chǎng)并詳細(xì)觀察磁性材料的原子，展示其科技水平處于世界頂端。
此外，大阪大學(xué)與島津制作所于2017年開發(fā)并已商業(yè)化的Nexera UC Prep半制備型超臨界流體色譜系統(tǒng)，可應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域生物標(biāo)志的探索、藥品分析、毒性評(píng)價(jià)、食品領(lǐng)域機(jī)能性成分分析和環(huán)境領(lǐng)域污染物分析；可實(shí)現(xiàn)節(jié)省等待時(shí)間的連續(xù)制備和高回收率制備，如通常需要1周左右的500種殘留農(nóng)藥檢查，通過該產(chǎn)品僅需50分鐘即可獲得檢測(cè)結(jié)果。該產(chǎn)品獲得了2015的Pittcon Editors’Award金獎(jiǎng)及2019年第一屆日本公開創(chuàng)新大獎(jiǎng)農(nóng)林水產(chǎn)大臣獎(jiǎng)。島津制作所研發(fā)的成像質(zhì)量顯微鏡iMScope于2013年成功商業(yè)化，可應(yīng)用疾病相關(guān)標(biāo)記物發(fā)現(xiàn)、藥物動(dòng)力學(xué)觀察等；在研究團(tuán)隊(duì)的努力下，iMScope已經(jīng)發(fā)展出iMScope TRIO、iMScope QT等型號(hào)，其中iMScope QT具有可融合形態(tài)學(xué)圖像，又可實(shí)現(xiàn)高速、高靈敏度和高空間分辨率分析等優(yōu)異性能。先進(jìn)科學(xué)儀器設(shè)備的開發(fā)，提升了日本先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域的全球競(jìng)爭(zhēng)力，也促進(jìn)日本經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展。
將“先端計(jì)劃”已商品化的47件代表性產(chǎn)品的研發(fā)機(jī)構(gòu)進(jìn)行科研合作網(wǎng)絡(luò)可視化分析（圖9）發(fā)現(xiàn)，研究活躍度最強(qiáng)的東京大學(xué)，其雖與京都電子工業(yè)公司、島津制作所、濱松醫(yī)科大學(xué)、濱松光子學(xué)公司等在電磁敏感性（Electromagnetic Susceptibility，EMS）和光電探測(cè)方向上有一定的合作，但其自主研究的活躍度顯得更強(qiáng)一些，較專注于探針、影像軟件、分析儀等方向的研究上。名古屋大學(xué)、京都大學(xué)和東京醫(yī)科齒科大學(xué)與東京大學(xué)類似，均偏向于自主研究為主，與企業(yè)有一定的合作，總體研究活躍度弱于東京大學(xué)。合作研究活躍度較強(qiáng)的合作單位主要有廣島大學(xué)和集成系統(tǒng)公司、氧化物公司與自然科學(xué)研究機(jī)構(gòu)分子科學(xué)研究所、千葉大學(xué)與雄島試劑公司、北海道大學(xué)與系統(tǒng)儀器公司、筑波大學(xué)與大美公司等。綜上可見，該計(jì)劃傾向與知名大學(xué)以自主研究為主，知名度較弱的大學(xué)與企業(yè)合作研發(fā)為主的方式來推進(jìn)其項(xiàng)目研究的順利實(shí)施。
5 啟示與建議
近年來，我國(guó)越來越重視科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中提出“以關(guān)鍵核心技術(shù)和部件自主研發(fā)為突破口，聚焦高端通用和專業(yè)重大科學(xué)儀器設(shè)備研發(fā)、工程化和產(chǎn)業(yè)化，研制一批核心關(guān)鍵部件，顯著降低核心關(guān)鍵部件對(duì)外依存度，明顯提高高端通用科學(xué)儀器的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，大幅提升我國(guó)科學(xué)儀器行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力”，2021年3月出臺(tái)的《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確指出加強(qiáng)高端科研儀器設(shè)備研發(fā)制造，聚焦傳感器等關(guān)鍵領(lǐng)域，加快推進(jìn)裝備材料等研發(fā)突破與迭代應(yīng)用；布局國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，包括精密重力測(cè)量研究設(shè)施、多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像、硬X射線自由電子激光裝置等。地方政府也積極推動(dòng)科學(xué)儀器的研發(fā)，如廣東省制定了《廣東省培育精密儀器設(shè)備戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)計(jì)劃（2021—2025年）》，強(qiáng)化科學(xué)測(cè)試分析儀器等六個(gè)子領(lǐng)域的精密儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，上海市2022年發(fā)布了“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”科學(xué)儀器領(lǐng)域項(xiàng)目申報(bào)指南。這些政策的部署對(duì)于促進(jìn)我國(guó)高端科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展、打破國(guó)外先進(jìn)儀器設(shè)備壟斷、提高先進(jìn)科學(xué)儀器國(guó)產(chǎn)化率等方面具有特別重要的戰(zhàn)略意義。在這方面，日本“先端計(jì)劃”做出了較好的探索，給我國(guó)科學(xué)儀器領(lǐng)域發(fā)展的啟示如下：
1）強(qiáng)化項(xiàng)目頂層設(shè)計(jì)，聚焦社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求
日本是站在科技創(chuàng)造立國(guó)的高度對(duì)“先端計(jì)劃”進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，最終是為了擺脫其對(duì)境外先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的依賴，支撐“第五期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”中提到的超智能社會(huì)的實(shí)現(xiàn)。技術(shù)研發(fā)產(chǎn)出的定位明晰，著眼于開發(fā)可解決國(guó)內(nèi)社會(huì)相關(guān)領(lǐng)域重點(diǎn)難題的原創(chuàng)技術(shù)，開發(fā)和大幅度優(yōu)化儀器設(shè)備的同時(shí)，瞄準(zhǔn)了諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)別的一流技術(shù)產(chǎn)出，并在此基礎(chǔ)上統(tǒng)籌考慮知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局和標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略，逐步推動(dòng)在先進(jìn)科學(xué)儀器領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力構(gòu)建。因此，我國(guó)在設(shè)立類似的項(xiàng)目時(shí)應(yīng)加強(qiáng)宏觀設(shè)計(jì)，通過類似于日本對(duì)社會(huì)企業(yè)、高校、研究所等進(jìn)行定期、多次問卷調(diào)研、實(shí)地調(diào)研的方式廣泛調(diào)研社會(huì)需求與建議，優(yōu)先攻關(guān)社會(huì)最急需、最有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵核心技術(shù)。在保證項(xiàng)目技術(shù)對(duì)標(biāo)國(guó)際前沿的同時(shí)，兼顧儀器國(guó)產(chǎn)替代化發(fā)展，確保我國(guó)科研人員的儀器自主可控，助力我國(guó)高水平科技自立自強(qiáng)。
2）加大科研經(jīng)費(fèi)投入，推動(dòng)項(xiàng)目“投早、投少”
日本把科學(xué)儀器的研發(fā)作為提升本國(guó)科研競(jìng)爭(zhēng)力的重要舉措，所以投入的經(jīng)費(fèi)也相對(duì)比較高，2004—2016年“先端計(jì)劃”經(jīng)費(fèi)的投入量占該國(guó)科研費(fèi)的近3%，高于我國(guó)2004—2016年投入經(jīng)費(fèi)占同時(shí)段國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助總額的1.32%，我國(guó)與日本科研資助強(qiáng)度相比還有一定的差距。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)90%以上的科學(xué)儀器被國(guó)外企業(yè)長(zhǎng)期壟斷，我國(guó)每年上萬億科研投資經(jīng)費(fèi)中，用于進(jìn)口儀器設(shè)備的固定投入就高達(dá)60%。因此加強(qiáng)先進(jìn)科學(xué)儀器的研發(fā)就顯得尤為重要。建議我國(guó)加大對(duì)科學(xué)儀器領(lǐng)域的研發(fā)投入，借鑒日本的做法，通過“投早、投少”的方式資助盡可能多的初創(chuàng)項(xiàng)目，同時(shí)引導(dǎo)企業(yè)的投資方向，通過多元化經(jīng)費(fèi)的投入助力企業(yè)解決技術(shù)研發(fā)難題；采用“揭榜掛帥”、“賽馬制”等方式遴選出優(yōu)秀的原創(chuàng)研發(fā)及國(guó)產(chǎn)替代化團(tuán)隊(duì)，形成多點(diǎn)開花、良性競(jìng)爭(zhēng)的局面。另外，建議在項(xiàng)目立項(xiàng)前對(duì)承擔(dān)主體進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，評(píng)估擬立項(xiàng)項(xiàng)目承擔(dān)主體的實(shí)際完成能力，進(jìn)一步保證項(xiàng)目的可實(shí)施性。
3）瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿領(lǐng)域，推動(dòng)關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)
“先端計(jì)劃”支持生命科學(xué)、材料科學(xué)（納米技術(shù)）、環(huán)境科學(xué)、放射線測(cè)量和綠色能源等領(lǐng)域的先進(jìn)測(cè)量分析技術(shù)和儀器的開發(fā)，項(xiàng)目以原始創(chuàng)新、創(chuàng)新技術(shù)作為研究出發(fā)點(diǎn)，為滿足日本國(guó)家社會(huì)、科研和行業(yè)發(fā)展的當(dāng)前需求及未來需求，做出了巨大貢獻(xiàn)，在TEM、NMR、MS、XRD等關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)上取得了不少成果。隨著經(jīng)濟(jì)和科技的高速發(fā)展需要，建議我國(guó)瞄準(zhǔn)TEM、NMR、MS、XRD等的關(guān)鍵核心技術(shù)的研究，以加速我國(guó)在世界科技競(jìng)爭(zhēng)競(jìng)技場(chǎng)上的實(shí)力，促進(jìn)我國(guó)科學(xué)儀器領(lǐng)域的研究和行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。
4）優(yōu)化項(xiàng)目評(píng)價(jià)體系，聚焦高水平科研產(chǎn)出
在立項(xiàng)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)上，日本傾向于儀器使用產(chǎn)出數(shù)據(jù)的先進(jìn)性、產(chǎn)品商業(yè)化前景和知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略布局，而我國(guó)則傾向于科研成果的創(chuàng)新性、先進(jìn)性、應(yīng)用前景和經(jīng)費(fèi)使用的合理應(yīng)用。盡管同屬于基礎(chǔ)研究類項(xiàng)目，日本的評(píng)價(jià)體系對(duì)科技成果的轉(zhuǎn)化提出了更高的要求，其市場(chǎng)導(dǎo)向更為明顯。因此，建議根據(jù)實(shí)際情況，相對(duì)提高我國(guó)項(xiàng)目評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化我國(guó)科學(xué)儀器領(lǐng)域基礎(chǔ)研究類項(xiàng)目高水平論文和高價(jià)值專利產(chǎn)出，加強(qiáng)科研項(xiàng)目全過程的知識(shí)產(chǎn)權(quán)評(píng)議與布局，加大對(duì)科技職務(wù)賦權(quán)改革中成果轉(zhuǎn)化的評(píng)價(jià)力度，增強(qiáng)對(duì)儀器零部件國(guó)產(chǎn)化率的評(píng)價(jià)，使得科研成果經(jīng)得起市場(chǎng)檢驗(yàn)，并形成核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。
5）引導(dǎo)創(chuàng)新全鏈條發(fā)展，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化落地
“先端計(jì)劃”在十年間孵化的47件產(chǎn)品中，其所涉及的研究項(xiàng)目中有30件是由企業(yè)牽頭，高校和研究機(jī)構(gòu)參與研發(fā)，通過加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作加速科技成果轉(zhuǎn)化效率提升，形成良好的產(chǎn)業(yè)技術(shù)孵化育成生態(tài)體系，促進(jìn)科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。例如，日本筑波大學(xué)、富士膠片株式會(huì)社、日本拓普康等2006年合作研制的光學(xué)相干斷層掃描儀（3D OCT-1000），當(dāng)時(shí)是世界上第一個(gè)融合光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)（Optical CoherenceTomography，OCT）和無散瞳眼底照相機(jī)的三維眼底圖像攝影裝置，目前已開發(fā)出3D OCT-1 Maestro和3D OCT-1000等產(chǎn)品，該系列產(chǎn)品在眼科應(yīng)用性強(qiáng)，進(jìn)入市場(chǎng)后，2016年JST對(duì)該項(xiàng)目成果的成效追蹤顯示，OCT系列產(chǎn)品銷售已突破了10000臺(tái)。該產(chǎn)品是日本產(chǎn)學(xué)合作的成果，銷售臺(tái)數(shù)也是JST對(duì)其項(xiàng)目成果的推廣最終所獲得的數(shù)據(jù)信息。
因此，我國(guó)在制定科學(xué)儀器基礎(chǔ)研究類項(xiàng)目時(shí)可以適度往創(chuàng)新鏈后端延伸，突出企業(yè)的創(chuàng)新主體地位，重點(diǎn)攻關(guān)“卡脖子”技術(shù)、顛覆性技術(shù)，注重高校、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)的合作研發(fā)及重點(diǎn)研究領(lǐng)域的培育，加大對(duì)項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化的支持及項(xiàng)目結(jié)束后的成果轉(zhuǎn)化成效追蹤，并促使相關(guān)信息對(duì)公眾透明化，加強(qiáng)科技管理部門同工信部門、知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理部門的項(xiàng)目布局銜接與聯(lián)動(dòng)，通過科技創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)邁向全球價(jià)值鏈中高端，助力產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
