/第二节/美国制造创新的大时代变迁

1. 工程师引领的时代

美国铝罐公司ACC、陶氏化学、柯达、胜家Singer缝纫机、西屋电气甚至通用电气（GE）等企业几乎都是在19世纪末靠机械技艺和创造力建立起来的企业王国。19世纪的最后30年被称为“英雄”创新时代，爱迪生、莫尔斯、贝尔等发明家都成为了企业家，但他们之中很多人并没有大学文凭。那个时候，美国的科研力量无法与欧洲国家相媲美。早期美国的繁荣还不是因为其科学教育与研究[7]。

当时GE公司的钨丝灯泡很快就会熄灭，钨丝也烧得粉碎。1909年，刚刚加入GE研究院的兰米尔开创性地抛开了对钨丝本身的研究，转向对灯丝附近的气体活动进行研究。在1912年兰米尔取得了突破性的进展，新一代加氮灯泡——“光神”钨丝白炽灯取得了惊人的进展，这为他个人赢得诺贝尔奖奠定了基础。GE研究院也因此进入了世界一流企业研究中心的系列。至此，GE研究院也终于变成了GE的“魔法屋”。但与拜耳公司的“集体发明家”不同，GE公司仍然依靠的是个人英雄主义[8]。

同样，挤在小破屋、天天冥思苦想要造车的工程师福特则几乎重新定义了汽车生产的方式，也定义了人类规模制造的全新方式。1914年，高地公园大规模生产制造的流水线将生产效率一举推向用分钟级来度量——人类从来未能将如此复杂的产品以如此高效的方式进行生产。钢铁从这边进，汽车从生产线的另一端源源不断地驶出。然而流水线只是一个表象，它背后隐藏了大量的现场创新和科技创新的结合。电力在被发明几十年后，终于可以进入工厂为每一台机器配备独立电源，给机器供电了。在此之前，机器都是靠中心动力源（如蒸汽机等）通过皮带和齿轮进行动力传输，机器只能围着动力转。机器巨人被捆绑着运行的时代，已经彻底翻篇了。这一次，随着电气化与机械化的双重组合，机器的体力被激活；而下一次机器的灵魂被唤醒，则可能还要等到100多年后的今天——“数据原油”的出现，这是一个工业互联网和智能制造的时代，我们将再次看到机器的全新魔力。

在随后的胭脂河工厂的10万机器中，福特已经可以使用流水线、电力、机器构建全新生态了。

第二次工业革命何以确立？

福特的大规模生产方式不仅是技术自身的进步，还有各种组织管理的改善。尽管靠矩阵品牌和事业部而异军突起的美国通用汽车、靠精益管理而后来居上的日本丰田汽车都各显神通，但福特的伟大之处在于，它为大规模生产的产品找到了一批蜂拥而至的新买家。福特坚持工人高工资，制造业催生了大量的中产阶级，这是第二次工业革命在美国最突出的现象。

2. 基础研究院的时代

科学基础研究和科技成果都可以成为创新的源泉和力量。那么，科学和技术的距离有多远？如果说德国的工业主要是靠拜耳、西门子等公司的独立发明家与企业家的努力和贡献的话，那么1900年前后美国工业崛起的时候，科学和技术之间的距离就要远得多[9]。那个时候的美国制造还处于模仿的阶段。但后来星罗棋布、快速崛起的美国企业和中央基础研究院改变了这种局面。这个时代工业企业的巨头往往都自行带着基础研究、应用研究、开发（Development）的三级火箭筒，扶摇直上。从源头到制造，创新一气呵成。一直到20世纪80年代，大企业的中央基础研究部门开始帮助其他企业崛起，并走向全球市场，美国的源头创新在这个阶段发挥了重要的作用。

在实际的运行过程中，应用研究与开发的界限并不一定划得很清楚，同样在应用研究与基础研究之间也存在着大量的交叉地带，在交叉地带存在着大量模糊的边界，这二者有时也会被笼统地称为基础研究。然而，区分两种不同的研究，有一定的管理指导意义。应用研究就像是一个不守时的浮动桥梁，不确定性太大，它不定期出现，而且只能将有限的乘客从上游基础研究转移到下游的产品开发。因此，区分应用研究与基础研究的不同特性（如管理方式的差异），并且确定它所在的位置（被什么样的组织所拥有），对需要判断创新源的企业领导人是至关重要的。

美国大企业的研究院往往在基础研究与应用研究之间游荡。在20世纪上半叶以基础研究为主，基础研究为产品创新奠定了基础。基础研究的鼎盛时期是在20世纪六七十年代，那个时候的标志性学科就是物理科学和化学科学，而机械科学已经呈现出动力不足的现象。

而在20世纪80年代前后，基础研究开始转头向下，大量基础研究学科被迫下马，应用研究开始加强。而二者整体的研究经费，也是集体下调。在这种背景下，让企业的研究院与企业的各个事业部更加亲密地肩并肩合作成为主流的做法。大企业的研究院也在极力地迎合“让发明落地、让创新发芽”的潮流，而极力跟“大学式研究”撇开距离。为什么一个企业中央研究院的基础研究，要跟麻省理工、哈佛等大学去竞争呢？这种想法代表了当时企业中央研究院最典型的看法。因此，对于一个企业中央研究院而言，应该摒弃20世纪上半叶的那种纯基础研究的老式做法，转而将应用研究和基础研究同步进行。

与此相对应的是，美国的制造业正开始出现国际化分工的倾向，美国贸易在1971年第一次出现逆差[10]，当年进口商品额为460亿美元，而出口额仅为430多亿美元。这终结了美国自1895年以来76年贸易顺差的历史。

管理哲学的变化也是使美国本土制造走向衰落的一个重要推手。在20世纪80年代，“核心竞争力”开始成为最流行的管理学概念，轻资产型企业成为华尔街的青睐。垂直一体化的制造模式越来越不被华尔街看好，大量制造被外移。戴尔电脑就在这个时候脱颖而出，成为“时代宠儿”。而这一类制造业几乎不需要进行基础研究，也不需要美国本土高昂的生产工厂。

逐渐地，“股东至上”原则开始成为企业家的共识。成立于1972年的“商业圆桌会议”作为一个美国业界领袖聚会的组织，从1978年开始定期发布一些关于公司治理原则的声明。从1997年起，该组织发布的每份声明文件都赞同“股东至上”的原则，即公司的首要任务就是让股东受益，并实现利润最大化 [11]。

在这种重视利润回报的大背景下，工业企业研究院中的基础研究自然会受到挤压，这种现象一直延续至今。

企业集团级的高管态度几乎都是一致的，要么就不设立研究院，要么就是在研究院的研究方向上施加了商业化转化的压力。惠普公司（HP）的研究院设立时间相对较晚，它是在公司成立近30年之后才设立的。然而，它一开始就采用了“应用研究实验室”这样旗帜鲜明的定位。尽管研究院采用100%总公司拨款的方式，但它的目标非常简单实用，这也让HP收获颇丰。《企业研究院》一书认为，HP在2000年左右的时候，80%的产品都来自HP应用研究实验室（以下简称实验室）的研究成果。曾经的一位实验室主任的话最能代表HP实验室的风格——“我们来这里不是为了获得诺贝尔奖或者图灵奖，让自己的研究成果进入市场并让公司盈利才是对我们最高的奖赏”。

时过境迁，在21世纪前后，美国大型企业的研究院都呈现衰落的局面。基础研究正在从优选清单中被逐渐后移甚至剔除掉，需要靠企业与国家大学实验室的联盟才能继续进行基础研究；而企业中央研究院与各个事业部之间通过合约合作的应用研究正在成为主流。在中国，制造商也在谨慎地推进这种模式。美的集团的研究院以各种流体力学、固体力学、传热技术等为研究对象，基本上兼顾了未来1 ～5年的技术，并且也在考量5年以上的前沿性技术的研究；而它的各个事业部的开发部门则以当前产品为重，覆盖近半年到未来3年范畴的产品开发。

一般而言，有些技术研究的前提是能够确定其可以在未来为公司培养出10亿元级甚至上百亿元级的产品。这种压力应该说是相当大的，也有很多失败的案例。其实早在20世纪最后一两年HP就开始积极提倡信息家电，甚至已经推出数码终端的产品，那都是“泛在计算”的一部分，它甚至为家用电器提供了信息存储和操作的界面，HP实验室还研制了一种类似网络服务器的产品Heehaw（万物皆有网页）。然而，这样的想法出现得太早了，HP并未从信息家电中获得盈利。

这个产品最终的实现依赖于20年后无处不在的物联网和便宜的传感器，尤其是消费者已经适应了智能手机的操作之后，HP当年的信息家电的概念才真正成为市场的主流。先是海尔集团率先确认了物联网战略的主导位置，它将所有的电器都定义为“网器”，打开了家电与人交互的全新视角；而在2019年，华为用一种“智慧大屏”的方式，外加物联网操作系统“鸿蒙”，才使HP所谓的“信息家电”开始真正站到了统治客厅的中央位置。

未能为主营业务增砖添瓦的还有HP实验室的测量研究方向。HP实验室在1991 年的时候，就勾画了测量、通信和计算（MCC）三大研究方向，他们坚信这三者有着强烈的耦合关系。尽管在测量与生物医疗分析方面的研究都有所进展，但这似乎偏离了HP所钟爱的信息技术方向。1998年，在主营业务增长乏力之后，HP毅然决定进行战略重组，将测量和仪器部门独立出去，一个全新的测量与生物分析公司“安捷伦”诞生了。而HP实验室的MCC规划和“最好的工业实验室”之梦也基本告一段落。具有讽刺意味的是，以前并不愿意进行合作的测量部门和计算机集团反而开始走到一起，联合进行研发和创新。这真是一个不可思议的故事。

然而从20世纪80年代开始，另一种创新模式出现了。数码相机、有源矩阵显示器这些产品是美国发明的，却没有在美国获得商业成功[12]，而在日本，电子工业却突飞猛进。美国在制造现场中的创造似乎出现了一些顿滞。

3. 对美国式管道创新的反思和纠正

可以说，美国是一个源头创新非常繁荣的国家。它的创新一直采用了一种“管道模式”。它的基本思路是只需要抓好基础研究，加大基础研究投资，源头创新就会自然而然地产生。并且它可以向后提供技术供给，最后由企业家作为变革者“自行抓取”，这样就可以完成突破性技术的转化，实现创新，从而引领美国制造业成为全球翘楚。

作为兼顾国防工业和民用品共同发展的重要部门，美国国防部一直在推进一种“扩展管道”的模式，关注不同成熟度等级技术的推进成效，尽量在基础研究、应用研究和商业化的接缝处塞上黏结剂。这种围绕着制造技术的横向联合加快了灰度创新的产生。

随着美国对“去工业化”的反思，大量学者开始推动美国对生产本身进行深刻的思考。进入21世纪第2个10年，在大量围绕创新和制造业创新的智库报告不断公开之后，奥巴马在任时期美国出台了“美国先进制造伙伴”计划。这个计划的“伙伴”二字，表达了一种在合作和连接中寻找创新的想法。而后，美国制造创新网络［制造业USA（Manufacturing USA）的前身］应运而生。

美国国家制造创新研究院“制造业USA”，期望为行业发展提供一系列的共性技术［美国称之为前竞争技术（Pre-competition）］。

20世纪80年代中期，日本和韩国在半导体行业奋起直追。为了扭转美国半导体落后的局面，美国国防部牵头在1984年发起SEMATECH项目，5年共支持了制造企业50亿美元。各个企业联合派骨干参加，IBM公司提供了一家8寸晶圆厂，放到SEMATECH项目中做基础支撑。要想发挥产业联盟中“盟主”的作用，必须有“诱饵资源”才能吸引大家参与，这个晶圆厂就起到了凝聚的作用。

SEMATECH项目是一个各企业通过灰度创新进行合作的例子，作为一种跨大中小企业、政府和大学的公私合作项目，它有力地推动了美国半导体行业重新走向成功。

相对于制造现场的创新，美国似乎更重视基础研究。制造创新一般都交给工程行业去主导[13]。然而生产与创新是相互联系的，这导致了美国灰度创新的减少，而美国制造创新研究院正在试图扭转这个势头。例如，美国集成光电子制造研究院（AIM Photonics，以下简称AIM）的首席策略师Andrew Bowd强调了该研究院在提供基础设施、设计和知识产权转让方面的作用。他认为，教会工程师和科学家去制造轻型装置对于推动技术扩散非常重要。AIM把国防承包商、中型国内代工企业等联系在一起，让他们都可以使用AIM自己的半导体制造厂、封装设施和知识产权[14]。

事实上，与AIM一样，所有的美国制造创新研究院都支持类似的计划，力图创建一个知识可以在工人、企业和学术界之间进行转移的生态系统。

4. 制造业分工促进灰度创新的发展

随着全球化的发展，各大企业纷纷开始分离非核心业务，而制造环节被作为利润率不高的价值单元首当其冲地成为最主要的被削减部门，制造环节先是被剥离，然后被外包。在这一段时间内美国制造企业呈现了大量的剥离，功能范围逐渐缩小。

这一“简化瘦身”过程最大的影响就是垂直一体化生产模式被打破，只有GE、宝洁等公司还在大量采用垂直一体化的生产模式。例如，宝洁大量的帮宝适产品还是在美国本土制造，而耐克、苹果等都采用了非常激进的外包模式；在半导体行业，英特尔是极少数保持了整合元件制造商（IDM，Integrated Device Manufacturing）的一体化模式的企业之一。除了英特尔和三星坚持IDM，其他芯片企业一般都将晶圆制造外包。连中央处理器领域的千年老二，一直在挑战英特尔领先地位的AMD半导体公司在坚持了许多年之后，也在2009年放弃了自己的晶圆制造部门，成立了独立的格罗方德晶圆代工企业。这种外包也成就了一个巨大的市场。根据CINNO的调查报告，2018年全球晶圆代工市场规模达642亿美元，这也造就了独占市场份额一半以上的台积电这样的晶圆代工之王。

这可能是人类历史上最具震撼性的一次制造业分工，如此复杂的电子制造业却能实现制造流程拆分。庞大的机器被无数精密的齿轮严丝合缝地咬合在一起。

垂直一体化的制造体系被瓦解之后，制造业环节上的分工不再是简单的切割，在企业价值链条上形成了相互融合、相互依存的知识闭环。知识共享、工艺秘诀分担已经成为不可避免的常态。这背后，灰度创新找到了肥沃的土壤。