1、形成和确保代际优势美国生物技术产业集群的发展和组织状况中国生物工程杂志 China Biotechnology, 2006, 26(1):97101李志能 1 苑波 2 陈波 1(1 国务院发展研究中心北京 1000102 美国俄亥俄州立大学医学院)摘要美国的生物技术产业已在世界上形成了代际优势。产业集群是美国生物技术产业组织的主要形式。美国生物技术产业集群模式的四大核心特征是，世界一流的研究机构是前提，风险投资网络是关键，新创企业是首要，龙头企业是支柱。这些集群依托巨额的联邦基础研发投入、及时规范的立法、实力超群的资本市场和竞合充分的产业氛围等国家竞争优势，已经为美国今后继续确保生物技术产业
2、的代际优势奠定了基础。关键词生物技术产业集群代际优势中图分类号 Q81收稿日期：20051219 修回日期：200500 当前生物技术的发展已彻底改变了世界科技、经济和军事竞争的格局。生物医药技术与计算机信息、组合化学合成、纳米技术等高技术领域迅速融合，产业发展空间日益广阔，将是无可争议的“21 世纪第一支柱产业” 。生物医疗技术能开发出崭新的疾病预防和医疗保健技术，大大降低国家保障国民健康和社会福利水平的成本。生物技术还广泛用于防控生物物种的减少、食物和水源的短缺、传染性疾病和瘟疫的流行和生态环境污染的灾害。生物技术已是世界各国谋求战略性技术储备和发展的制高点，各国纷纷从生物国防和生物安全的
3、角度开展研究，国家安全的思维也从传统的基于武器的战略转向现代基于技术能力的战略。美国一直把生物技术作为一个基础性和战略性产业加以支持，是现代生物技术产业的发祥地和领导者。因此，研究美国生物技术产业的发展和组织状况，具有特殊的意义。1 美国生物技术产业已形成代际优势通过大规模投入生物技术开发和产业化，美国发动生物科技革命，将生物技术变成生物技术产品和药品发明的“发动机” ，从欧洲手里抢走了生命科学领域的传统霸主地位。首先，从就业、收益、上市公司数量和市值来看，美国生物技术产业都是欧洲的 3 倍左右，而且这一差距正在不断扩大。根据美国安永的统计，2000 年美国生物技术公司有雇员 174 000
4、人，欧洲只有 61 000 人；美国公司的销售收入为 250 亿美元，欧洲只有大约 80 亿；美国有 339 家上市公司，欧洲只有 105 家；公司市值美国有 3 300 亿，欧洲只有大约 685亿。日本的生物技术产业规模比欧洲更小。2001 年 BioCentury 只数出 20 家日本企业，很多还刚成立不久。而且，美国的生物科技、生物医疗和医药行业培养和雇佣了世界上 75%以上的生命科学领域的博士。其次，从生物技术基础研究开发投入的角度看，美国仅联邦的资金投入 2005 年就达到 300亿美元，约为欧洲国家投入的 10 倍，日本的 20 倍。如果再考虑非赢利性组织、风险投资、慈善捐赠、企业
5、研发的配套投入，这一差距会更大。第三，从知识的产出看，当前 Nature 和 Science 等世界最权威的自然科学杂志中，90% 的文章是关于生命科学研究的。在这些生命科学研究文章中，90%是美国研究机构产出的，剩下的 10%中还有很多是美国研究机构培养的科学家的研究成果。第四，从研究方法和研究领域看，人类在 19701980 年代完成了从原始生物科技到以重组DNA 技术和分子克隆为标志的第一次生物科技革命。当世界上其他国家还刚开始推广和应用基因工程技术时，美国已完成了从个体基因到以生物系统为研究对象的转变。今天，美国更是已提前进行了一个以各种前沿科技融合为标志的第三代生物科技革命。美国的生
6、物技术产业已经与计算机技术、生物芯片技术、组合化学合成技术、纳米技术、高通量筛选技术等迅速融合，开辟了很多全新的领域。除了干细胞技术等少数领域，美国由于法律伦理约束和政治争论而发展受限外，美国几乎占据了所有的生物技术前沿领域。以上分析可知，美国生物技术产业已在世界上确立了绝对优势，已不在一个层面水平上与其他国家进行生物技术产业的竞争。事实上，美国生物技术产业发展的国家战略归结为一句话，在世界上形成并确保生物技术产业的代际优势，即比最接近的竞争对手在技术和产业发展上要至少先进两代以上。2006, 26(1)李志能 等：形成和确保代际优势美国生物技术产业集群的发展和组织状况中国生物工程杂志 Chi
7、na Biotechnology Vol.26 No.1 20062 集群是美国生物技术产业组织的主要形式由于生物知识和技术还处于摸索阶段，还没有形成完整的体系，美国生物技术产业的集群倾向异常明显。美国的生物技术产业主要集中在九大都市区：波士顿、旧金山、圣地亚哥、北卡三角研究地带、西雅图、纽约、费城、洛杉矶、华盛顿-巴尔的摩等。在这九个生物技术集群中，东海岸有 5 个，西海岸有 4 个。从表 1 可知，从生物技术产业相关活动的活跃程度看，这九大生物技术产业集群是美国其他 42 个城市的生物产业难于望其项背的。除了美国卫生科学研究院（NIH）的资助额度以外，九大生物技术产业集群的相关平均活动水平
8、都至少是其他城市相应数字的 10 倍以上。从发展趋势看，生物技术研究活动开始稍微趋于分散化。例如，9 大生物技术集群在 1980年代获得的 NIH 资助的比例为 63%，获得专利的比例为 71%；在 1990 年代，相应的比例分别变为 59%和 68%。但是生物技术商业化活动的群集趋势却进一步在加强。9 大生物技术集群在 1980 年代获得风险投资的比例为 81%，建立 R&D 联盟的比例为 89%，建立新创企业的比例为 61%；在 1990 年代，相应的比例分别增加到 86%、96%和 77%。生物技术产业集群倾向明显的主要原因，一是生物技术产品和服务创新的成本昂贵、风险大、周期长、充满不确
9、定性。一个成功的生物技术产品一般要花 20 年才能完成商业化，一个典型的生物技术公司总是要亏损经年，需要不断融入资金来延续自己的研究经营。二是由于生物技术产业还远未达到临界状态，新知识、新方法、新领域层出不穷，相关人员必须相互学习，才能保证知识及时更新。三是生物技术企业之间也经常需要通过分工配套、合并重组来进行定位和增强竞争力。产业集群化是一种有效的避险机制和竞争利器。表 1 美国生物技术产业的平均活跃程度*九大生物技术产业集群平均水平其他 42 个城市的生物技术产业专利数量（个）2641263NIH 的资助（百万美元）812104 风险投资金额（百万美元）95727 生物风险投资公司的数量（
10、个）474R&D 联盟（个）108911 新创企业数（个）352.3大企业数量（个）241.5*根据 2003 年鉴不完全统计3 美国生物技术产业集群模式的核心特征 31 世界一流的研究机构是前提美国九大生物技术集群成功聚集生物科技的必要条件，是因为它们都离世界一流学术研究机构很近。例如，哈佛、MIT、波士顿大学、Mass 综合医院、Beth Israel Deaconess 医学中心、新英格兰医学中心，都分布在波士顿环剑桥地区。这使波士顿地区成为美国获取NIH 资助和建立 R&D 联盟最多的地方。旧金山是斯坦福大学和加州伯克利分校所在地。圣地亚哥的生物技术企业都聚集在加州大学圣地亚哥分校、
11、Salk Institute 和 Scripps 研究学院周围。西雅图最好的研究中心包括 Fred Hutchinson 癌症研究院和华盛顿大学。在华盛顿-巴尔的摩成为“世界基因之都”要归因于 NIH 和 Johns Hopkins 大学。北卡州的生物技术公司排列在三角研究地带、北卡洛莱纳大学、杜克大学周围。生物技术是一个建立在学术研究名誉和血统上面的产业。生物技术企业创始人的学术名誉和所拥有专利的实力，是投资者最为看中的降低投资风险的法宝。和化工等产业由大公司主导 R&D 不同，生物技术企业都以学术研究机构为起点。而且，生物技术企业和产业集群保证顺利发展的关键，是研究机构在新发现的领域迅速批
12、量生产博士和博士后的能力。生物技术公司选址的第一考虑因素就是人才池（Talent Pool）的大小。Craig Venter 是绘出人类基因组图谱的 Celera Genomics 公司的创始人。他认为：“真正聪明的人就是生物科技公司的煤和铁” 。32 风险投资网络是关键旧金山生物技术产业最明显的优势，是云集在斯坦福大学旁 Sand Hill 路的风险投资公司。在与波士顿 128 公路竞争谁能成为美国高科技活动的主导者的比赛中，风险投资产业帮助硅谷取得了胜利，同样也为硅谷的生物科技革命提供了资金。目前硅谷的生物风险投资产业实际投资规模比居第二的波士顿的数据要高出 50%以上。西雅图没有像三藩市
13、、波士顿和圣地亚哥那么集中的风险资本，但微软的财富效应带动了生物科技的冒险精神。微软的创始人盖茨和保罗有意识地在美国西北地区积极支持生物科技的发展。2004 年，微软在西雅图成立了旨在以破解大脑功能为最终目标的全神经系统RNA 表达谱研究所，今年，微软在欧洲建立了生物信息研究院。盖茨捐赠华盛顿大学，将著名的基因科学家 Leroy Hood 吸引到了西雅图，后者创立了好几个生物科技公司和一些研究机构，包括系统生态学研究院。保罗通过他的 Vulcan 风险投资公司，为 DNDN、SGEN 和Rosetta Inp 等公司提供资金。NIH 每年约有 10% 的预算花在了华盛顿和巴尔的摩一带。如此集中
14、的花费已证明是在Bethesda、Rockville 和其他 Maryland 地区建立生物科技公司的强大刺激。人类基因组项目就是 NIH 计划产业化的例子。Craig Venter 在创立 Celera Genomics 公司的前身 TIGR之前都是在 NIH 从事寻找基因的工作。技术不能自动变成产业，风险投资家在生物技术商业化过程中的功劳不可磨灭。由于生物技术开发投入大、风险大、耗时长，没有不畏失败、勇于冒险、根植于当地文化的风险资本家，生物技术企业根本不可能起步。追溯到 1953 年 DNA 结构发现之初，英国剑桥大学研究人员是 DNA 研究的先驱，MIT 是孕育 DNA 科学的温床。但
15、是，全球第一家生物技术企业Genetech 却在 1976 年创建于硅谷，完全是因为硅谷有世界上最肥沃的风险投资环境。Genetech 的由大学教授和风险投资家联手创办企业的模式，至今仍是生物技术创业的基本模式。33 新创企业是首要新创生物技术企业往往代表研究成功的新方向，不断为生物技术产业集群注入新的活力。因此，新创企业的数量是衡量一个生物技术产业集群活力的重要标准。根据最近安永的一份研究表明，2000 年旧金山海湾地区有 76 家生物技术上市公司，在生物技术新创企业数量方面具有明显的优势，显然得益于强大的风险投资行业。包括波士顿在内的新英格兰地区有 48 家，圣地亚哥有 31 家，西雅图有
16、 19 家，华盛顿-巴尔的摩地区有 20 家左右，北卡州有 13 家，等等。与大医药企业相比，新创生物技术企业在创造性、敏捷性和成长性方面具有突出的优势，与研究机构风格相近、趣味相投。生物医药商业化产品的最新发现，主要依赖于创造力、集中力和知识更新速度。相比之下，规模对创新能起的作用相对有限，规模是创造力起作用的结果，而不是创造力起作用的原因。前些时间，Amgen，Genetics Institute，Genetech 等最大的生物技术企业纷纷削减研究的规模，转而与一些新创的生物技术企业建立联盟关系。更有意思的现象是，一些大名鼎鼎的生物技术行业泰斗，常常离开生物技术巨头的 CEO 或董事长位置
17、，转而去从头创办新企业。Amgen 的一个创始人离开 Amgen 后先后创办了两个企业。34 龙头企业是支柱在当前美国主要的生物技术产业集群中，都至少有一个商业化相当成功的龙头企业。硅谷有 Genetech 和 Chiron。不久前与另一家企业合并的 Biogen，是波士顿地区生物技术公司的王牌。圣地亚哥的龙头企业是 IDEC 医药，它和 Genetech 公司合作创造了世界上第一个单克隆抗体药物 Rituxan。西雅图最大的生物技术企业是 Immunex，之前则是Amgen。Celera 和人类基因组科学公司（Human Genomics Science）曾是华盛顿和巴尔的摩基因产业集群的领
18、袖。在把著名研究机构周围的一群新创企业，转变成为一个真正的地区性生物技术产业集群方面，一个有着巨大成功故事的龙头公司起着画龙点睛的作用。许多地区都有优秀的科研中心，但是，只能靠运气，才能得到一次商业的巨大成功，真正带出一个地区性的产业。生物技术产业知识效应明显，龙头企业往往“赢者通吃” 。生物技术领域的企业规模优势非常明显，通常一个生物技术子领域的领袖，其规模在研究阶段是追随者的 5 到 10 倍，在商业化阶段可以是追随者的 30 到 100 倍。正是这种规模效应为一个地区性产业集群吸纳和配备了一些关键性的资源，如产业化必须的工艺和管理人才以及支持配套性产业。成功的地方企业跃居领导地位，是最好
19、的榜样。这些企业的部门领导和中层经理经常自己开创或经营新公司。在世界生物科技产业起源的加州北部，Genentech 和 Chiron 公司就这样的角色：前 Genentech 公司的科学家和管理者创立或经营了近 30 家生物技术公司，与Chrion 公司有关联的人在 15 家生物技术企业中扮演同样角色。波士顿地区的Biogen、Vertex 和 MP 公司也如此。生物技术是一个管理者人格和声誉能直接影响股价的产业。对投资者而言，管理团队和新领导人的生物技术企业血统，如在知名企业的工作资历背景，是生物技术公司成立以后的成功保障之一。例如，加州的生物技术企业 Scios 之所以能用 20 年时间成
20、功开发出第一个药品，是它聘用了一位来自 Genentech 的高级管理者作为新任 CEO。这个人的经历帮助公司顺利完成了药品的临床试验和建立销售网络把新药推向市场。以上美国生物技术产业集群的基本特征，本质上是规避产业投资风险的最佳工具，是生物技术和知识的内隐性质决定的，是生物医药产业发展选择的结果。这些特征在各个美国生物技术产业集群中的表现形式和作用大小是不同的。在美国的生物技术产业集群中，波士顿的研究最雄厚，华盛顿的政府关系最近，纽约和新泽西是美国最大的传统医药产业中心，旧金山则依靠最活跃的风险投资和最具冒险精神的创业者群体。值得强调的是，至今为止的生物科技发展的历史表明，生物技术产业成功最
21、终取决于金融，而不是科学。加州风险资本的实力使旧金山比波士顿在生物技术方面超前了 20 多年时间。4 国家竞争优势是美国生物技术产业集群发展的根本保障虽然美国各地的生物技术产业集群可谓争奇斗艳，但更重要的是都一脉相承于美国的文化、法律、金融和政策等。这一切为生物技术产业集群的形成和确立优势提供了根本保障。如果说美国生物技术产业集群是世界生物技术产业的一座座雄奇壮美的山峰，那是因为它们座落在美国优越的文化、法律、金融和政策构成的高原上。41 巨额的联邦基础研究资助NIH 拥有的庞大联邦研究网络，支持从衰老到心脏疾病、癌症和精神疾病等各个方面的研究，保证生物技术领域研究的开放性和多样性。现在 NI
22、H 每年大约 300 亿美元的花费中，大约 80%的钱每年共资助 25 000 个研究项目，通过竞争性研究津贴的形式分发到主要大学的科学家手中。NIH 的这些资金，通过学术研究机构的渠道，使新化合物、试验性药品和研发工具源源不断地开发出来，并授权给全国生物科技公司使用。这是生物科技群集于著名大学周围的原因。如前所述，生物技术产业完全起源于学术研究。美国通过 NIH 资助大学和研究机构，基本承担了整个生物技术产业的基础研究，从学术基础研究环节入手为整个生物技术产业的发展铺垫了庞大的基础。相比之下，欧洲大多通过从已有的传统大医药企业中分拆的方式创办生物技术企业，日本早期的生物技术企业从传统的酿酒、
23、印染企业中诞生。42 及时规范的立法1980 年代初，美国就通过了“贝多尔法案” ，允许研究机构将用联邦资助基金开发的产品或技术申请专利并享有收益，对美国生物技术产业发展产生了极为深远的积极影响。 “贝多尔法案”的核心，就是将联邦资金资助的研究成果归属权，从原来出资的联邦政府机构转移到包括公立和私立大学在内的研究机构手上。由于高技术的成功商业化几乎不可能离开最了解相应技术的高技术企业家， “贝多尔法案”改变了过去高技术企业家和知识产权分离的局面，大大增加了研究机构在形成知识产权、推动技术转移和商业化方面的积极性。在风险投资的帮助下，从非盈利性研究机构中出来的高科技创业者将各种技术直接推向市场，
24、研究机构直接站在产业竞争的前沿地带，产学研之间从此水乳交融。相比之下，德国在 20 世纪 90 年代中期醒悟过来，搞了补贴措施和一些知识产权改革。英国起步早但产业形成速度慢。法国由于法律禁止科学家利用自己的发明在公司拥有股份，生物技术产业远远落后，到最近才有措施允许科学家将自己的发明授权给公司使用以获利。又如，2003 年美国 FDA 通过了一系列关于个性化药物（Personalized medicine）的规定，开始受理为有独特基因或生理特征的病人量身定做的药物。这为生物技术产业开辟了一个全新而庞大的市场，大大拓展了本已是世界最大的医药保健市场。而欧洲是世界绿色运动的中心，德国等国家到 19
25、90 年代中还对生物技术抱有敌意，明确反对转基因食品，限制了生物技术产品市场的规模。43 实力超群的资本市场金融服务业是美国在世界上最具竞争优势的产业。资本市场是风险投资的主要退出渠道，对需要连续亏损多年并持续不断融资的生物技术企业发展至关重要。与欧洲的金融市场相比，美国金融市场更方便企业上市，规模更庞大，成交量更大，流动性更强，更加敏捷和能够容忍风险，资本形成非常快。美国金融市场完全暴露风险但没有太多限制，上市申请只要求企业在说明书中列尽所有可能的风险。美国和欧洲前 10 名生物科技企业的市值差别很大。美国有很多市值过 10 亿美元的生物技术上市公司可供投资者选择，而欧洲仅几家。从实际情况看
26、，美国金融市场有力地促进新企业家融通资本形成一系列的新产业，如从芯片到宽带通讯到现在的生物技术产业。欧洲一直试图建立能和美国抗衡的泛欧洲资本市场，一直未能如愿。1997 年，德国曾搞了 Neuer 市场，但到 2002 年 9 月，德国政府不得不关闭 Neuer 市场。44 竞合充分的产业氛围生物技术新创企业的长处是能紧跟基础研究的新思想、新知识、新技术，能创造新的药靶和药物分子以及提供动态的个性化服务。而历史悠久的大型制药公司具有雄厚的资本和知名品牌，在药品剂型开发、临床试验、药检审批、以及市场运作和售后服务等方面很有经验。近年来，迫于竞争压力，大多数生物技术新创企业放弃了平台技术的开发，剥
27、离非核心资产和业务，集中转向新药物的开发，并力求在短期内能够实现新药销售。同样，大型传统医药企业由于原有的处方大药专利到期，自有的生物和基因新品开发受挫，急于寻找新产品充实其市场渠道。因此，制药企业与生物技术公司纷纷形成战略联盟。目前的趋势是由生物高技术公司做前期的研发，当产品具有一定的发展前景时，大制药公司介入。这推动形成了生物技术产业大企业和小企业间一种优势互补的双赢格局。总体上，虽然当前生物技术产业还处于“扔钱”阶段，新技术模式正在探索之中，成功的药物也还局限于少数蛋白质药物，总体产业规模还相对有限，何时发展为支柱产业仍不确定。但是，美国的生物技术产业集群经过近 40 年的发展，已在世界
28、上形成了代际优势。世界一流的研究机构、活跃的风险投资、富有创造力的新创企业、已窥堂奥的龙头企业，是美国多个初具规模的生物技术产业集群的核心特征。这些集群依托美国巨额的联邦基础研发投入、规范及时的立法、实力超群的资本市场和竞合充分的产业氛围，已经为美国今后确保在生物技术产业的代际优势奠定了坚实的基础。参考文献1 Abate TThe biotech investor：How to profit from the coming boom in biotechnology Henry Holt and Company, LLC，20032 Carlsson BTechnological system
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30、nd Business Support. 2003. http:/www.bio.org广告索引东胜创新生物科技有限公司（封面） ，大龙医疗设备有限公司（封二） ，德国赛多利斯公司（彩 1） ，北京科诺德流体设备有限公司（彩 2） ，爱思进生物科技（杭州）有限公司（彩3） ，冷泉港生物科技股份有限公司（彩 4） ，镇江东方生物工程设备公司（彩 5） ，GE 公司(彩 6)，长沙开发区湘仪离心机仪器公司（彩 7） ，第十届中国国际生物技术和医药工业展览会（彩 8） ，量子设计仪器（北京） ，有限公司（彩 9） ，泰达华生生物园（彩 10） ，上海国强生化装备工程有限公司（中插 1/2） ，生物技术产业（中插 3） ，爱思进科学有限公司中国代表处（彩 4） ，黑龙江辰能生物工程有限公司（黑白后 1） ，扬中威柯特生物工程设备有限公司（黑白后 2） ，第四届中国国际科学仪器暨实验室装备展（后彩 1） ，生物通网站（后彩 2） ，维通利华实验动物技术公司（后彩 3） ，迈思通（北京）管路系统有限公司（后彩4） ，宝生物工程（大连）有限公司（封 3） ，美国英杰生命技术有限公司（封底）中国生物工程杂志 China Biotechnology, 2006, 26(1):102107
