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1.國家科技投入規模、科研隊伍及專利申請情況
加拿大政府重視科學研究與發展(R&D),向科研投入的資金逐年增加,2004年全國R&D投入為245億加元,占GDP總量的1.9%,在OECD國家中排列第12位?!凹幽么髣撔聭鹇浴贝_定了到2010年要達到的目標是,政府對研發的投入至少比現在增加一倍,在研發能力方面要居世界前5名。加拿大聯邦政府對研發投入約占國家科技總投入的1/5,還有來自地方政府、企業界、大學和私人非贏利機構的投入。企業界對研發投入約占國家總投入一半以上。加拿大從事科研工作的主要有三支隊伍,聯邦政府各有關科技部門及所屬的國家研究機構(中心)或實驗室,側重基礎與交叉學科的研究;大學(醫學院)及醫院研究機構除培養人才外也承擔相當部分基礎與應用研究;企業界研究機構主要開展應用研究,特別是與本企業相關的產品研發工作。
(1)科技投入組成
根據加拿大統計局資料:2003年國家R&D的總投入為224.5億加元,2000年為191億加元,比2000年增長11%。其中聯邦政府對R&D的投入為43.68億加元,約占總投入的19%。地方政府的投入是12.56億加元,約占總投入的6%。企業界對R&D的投入達99.52億加元,占總投入的44%,居第一位。高等院校的投入為36.03億加元,占總投入的16%。私人非贏利機構的投入是6.41億加元,占R&D總投入的3%。外國研發機構投入為26.3億加元,占總投入的12%。聯邦政府機構的開支是21.14億加元,約占總投入的10%左右,說明聯邦機構的R&D開支份額不是很大。
(2)科研隊伍及人員
聯邦政府中與科技有關的部門有26個,負責各自業務范圍內的研究與發展工作。分別隸屬政府有關部門的研發機構和國家實驗室約有200個。其中國家研究理事會(NRC)擁有23個研究所和技術中心,是聯邦政府的主要研發力量。根據加拿大統計局2003年統計:全國開展R&D的科技工作人員總數是112624人,其中政府雇傭的約3.2萬人,有1.2萬從事研發工作,占全國科研總人數10%左右。政府的R&D主要集中在其他方面不能涵蓋的公益性領域。高等院校擁有約3.3萬科技人員,占全國總人數的38.1%。大學除自己投入外,還有來自政府各理事會和衛生研究院的資助。企業界約有5萬科學家和工程師從事應用研究開發,占全國總人數的51.2%,是加拿大開展研發的中堅力量。
(3)專利申請情況
專利申請和批準數量是一個國家科技創新能力的重要指標之一。根據2001—2004年統計資料:加拿大每年專利申請數都在4萬左右,其中約有30%被批準授予專利,授予工業設計專利的約占一半。2004年加拿大被批準的專利數達11805項。2003年加拿大大學和研究醫院被批準的專利有3105項,說明高等院校發明創造的能力也很強。2003年被批準的工業設計專利約3500項,說明加拿大企業界擁有強大的研發力量。加拿大專利使用情況2004年在OECD國家中排列第17位。
加拿大國家科技發展戰略強調發展經濟、創造就業和提高人民生活質量。政府在科技發展中發揮引導和協調作用,根據國內外科技發展實際情況制定科技發展戰略目標和確定科技發展方向及優先領域,在政府科技撥款中注意向重點技術領域傾斜,鼓勵政府研發機構、國家實驗室和大學與企業界合作共同解決關鍵技術的研發問題,以加快科技成果產業化進程。加拿大重點技術領域研發活動和產業化有明顯的地理分布特點,相對集中在國家研發機構、著名大學和重點企業所在地。這些地點基礎研究設施完善,人力、物力資源豐富,交通運輸方便,靠近美國市場。
(1)信息與通訊技術
據統計:加拿大信息與通訊技術(ICT)產值達600億加元,在加拿大經濟總量中占6.2%,雇傭人員50多萬,是加拿大各技術領域中研發力量最強的一個部門。加拿大東部多倫多、蒙特利爾、魁北克市和渥太華集中了5000多家ICT公司,技術產品涉及微電子元器件、開關系統、寬帶和多媒體產品及服務,編碼、光纖電纜、邊遠地區通訊、海底電纜、衛星網絡、計算機電話集成、無線通訊以及交通自動化管理系統。首都渥太華除NRC研究機構、加里東大學和渥太華大學等研發單位外,聚集了Nortel網絡公司、Alcatel和Mitel等大型信息通訊公司,高新技術企業密度居全加之首。
多倫多在多媒體、軟件及微電子方面實力雄厚,著名的公司有Nortel網絡公司、Celestica公司、Hummingbird公司和IBM軟件實驗室。多倫多還有培養ICT人才的優勢,多倫多大學在機電和計算機工程方面在北美排名第10,離多倫多約一小時車程的滑鐵盧大學信息技術畢業生數量居北美第一位。多倫多—基成納—滑鐵盧三角地區吸納了約10萬名信息技術工作人員。
蒙特利爾—魁北克地區還吸引不少跨國公司研究項目和實驗基地,如愛立信、惠普、IBM、微軟及摩托羅拉等。蒙特利爾已塑造成為加拿大多媒體和電子商務的典型,他們生產的軟件榮獲國家學術獎。光電子企業集中在魁北克市。這一地區還是加拿大動畫片制作軟件的中心,世界上有一半多動畫軟件來自加拿大,近年在國際影視界產生巨大影響。加拿大大西洋地區在網絡和軟件應用方面還有著名的Excels公司,NRC將在Frederiction市建立信息技術和電子商務研究所。
ICT產業大大推動了加拿大電子商務、遠程辦公、遠程視聽會議、遠程教育、遠程醫療等事業的發展。例如:1999年在聯邦、地方政府、大學和私人企業共同努力下建成的學校網絡是世界上第一個把公立學校和公共圖書館同互聯網連接起來的國家,使加拿大不同年齡段的學生步入互聯網時代,縮小了獲取數據的鴻溝。目前加拿大家庭上網率超過60%。
(2)生命科學
加拿大重視生命科學研究,截止到2003年對生物技術R&D投入達20億加元,產值約150億加元,雇傭人員達6萬。生物技術研發投入80%用于醫療健康,有62%的雇員從事這一領域工作。生命科學中加拿大在制藥和農業生物技術方面居領先地位,特別是疾病診斷和治療儀器方面有很多產品。在基因工程、保健、遠程醫療和環境生物技術研究領域都取得很多成果。從事醫療衛生研究的單位涉及全國100多個醫院和研究所。盡管加拿大醫藥產品的份額僅占世界市場的1.8%,但開發生產的新藥達世界市場的10%。在基因學研究方面,加拿大科研人員發現了全球25%的致病基因。加拿大生物技術公司數量僅次于美國,蒙特利爾、多倫多和溫哥華,共有500多家生物技術公司,有些是世界一流的公司,在生物技術收入方面居北美城市前20位。有25%的生物技術公司從事農業生物技術研發工作。
蒙特利爾有200多家生物技術公司與醫療衛生有關,取得生物醫藥研究合同的數量居北美第一位。國際知名的制藥公司在此都建有研究基地。NRC和GénomeQuèbec合作在該市NRC生物技術研究所建立了系統完善的基因測序裝置,可以滿足基因學研究群體的需要。當地McGill大學、Concordia大學、蒙特利爾大學和魁北克大學也擁有生物技術研究力量。
多倫多約有110家生物技術公司、研究型醫院和研究所。多倫多大學及其附屬科研機構使多倫多成為北美第四大醫學研發中心,在生物信息科學和基因學方面有很強的研究力量。圭爾夫大學及附近生物技術公司主要開展農業生物技術研究。薩斯卡通擁有NRC植物生物技術研究所(PBI)和AAFC農業生物技術研究中心。PBI主要開展增強人類健康的農作物研究,從功能基因入手,重點開發糧食及醫用植物保健功能食品。溫尼伯還有比較發達的生物醫療儀器設備產業。Saskatchewan大學農學院和西方獸醫藥學院也擁有生物技術研究設施和人才。溫哥華有70多家生物技術公司,70%從事衛生健康研究。
聯邦政府十分重視生命科學研究,NRC還為其從事生物技術的5個研究所制定了戰略計劃,重點是生物醫藥和加工,設計、制造和純化各種試劑,以支持基因療法研究;疫苗和免疫學方面重點開發抗癌疫苗,主要了解特有癌抗體增強免疫反應的機理;生物診斷學方面NRC同國防部合作,以動物為模型研究傳染病形態。NRC的海洋生物科學研究所(IMB)從事海洋領域系統生物學和基因學研究,重點是水產養殖和生物信息學應用研究。
(3)資源和環境技術
加拿大雖然是資源大國,但對資源管理和環境保護技術的發展十分重視,特別注意減少氣候變化影響的技術,因此也造就了加拿大資源與環境產業。加拿大政府積極推動國家科研機構、大學和企業界參與這一領域的研發活動,并加快研究成果的商業化。
加拿大森林覆蓋率達40%,為了保護森林資源,加拿大自然資源部國家森林服務部開發成功的“立體火災管理系統”,可以分析評估起火點、預報火災及其蔓延態勢。據介紹:火災信息管理技術處世界領先地位,可以幫助森林管理人員評價野外火警威脅并有利于優化防火資源的利用。目前該系統已出口美國、俄羅斯、墨西哥、印度尼西亞、馬來西亞、文萊、泰國、越南和菲律賓等國。
加拿大號稱千湖之國,水資源極其豐富,政府支持水流域監控研究,國家創新基金(CFI)資助在不列顛哥倫比亞省建立了最先進的水質分析實驗室,研究涉及有機物質吸收微量金屬的能力,以降低水的毒性。還支持生物地球化學家J.Curtis為首的研究人員跟蹤研究該省由高地流入下游湖泊和水庫沿途水體和水質的變化,研究自然生態系統對水質的影響。這些研究保證了該地區飲用水的安全健康。研究成果向政策制定者及其參與者提供更好了解人類活動對環境影響的科學信息,指導農牧業、林業開發和生產活動,為保護水源地和飲用水安全做出貢獻。NRC水力學研究中心在環保監測以及系統模擬技術方面開展了大量研究工作。該技術可應用于防洪、監測水污染、泥沙搬運、水質、堤岸潰缺和原油泄漏等領域
①燃料電池:NRC創新中心負責推動燃料電池技術在交通和發電領域的應用,旨在減少空氣污染和溫室效應,支持質子交換膜燃料電池的研究,開發甲醇燃料電池和微型燃料電池組件,還同大學、主要燃料電池開發商及其零部件供應商合作,開發固體氧化物燃料電池及氧化劑系統。該中心環境測試裝置保證了冬夏季節都可以開展全尺度燃料電池系統的測試。過去20年,加拿大政府和不列顛哥倫比亞省及魁北克省政府,在燃料電池開發方面發揮了主導作用,已投入1.5億加元。在政府支持下,不列顛哥倫比亞大學建立了國家燃料電池研究中心,使該省在燃料電池技術方面居世界領先地位。在溫哥華政府科研人員和巴拉德動力公司合作生產的氫電池在商品化方面取得初步成果。加拿大自然資源部資助斯圖亞特能源公司開發加氫裝置,已為巴拉德動力公司的氫電池加氫。現有3輛以巴拉德動力公司氫電池為動力的公交車,在不列顛哥倫比亞省的Coquitlam港口試運行。
②納米技術:在醫藥、農業、新材料開發、制造業及環保技術領域有廣泛的應用前景。NRC對納米粉末工業涂料、金屬和陶瓷蒸氣、納米光子、量子點、儲能碳納米管等研究都加大研發投入力度。NRC所屬國家納米技術研究所(NINT)同阿爾伯塔省及阿爾伯塔大學合作開展合成納米新材料的研究,包括開發1~100納米級的裝置和工藝流程。全加拿大共有30所大學和50個國家研究機構(或中心)具備一定納米技術開發能力。加拿大從事納米技術產品開發的公司約有150~200家,其中比較著名的有50家。大部分納米技術還處于研發階段,其中部分產品如納米傳感、納米太陽能帆板及納米電池有望短期內取得突破性進展。加拿大計劃用5年時間達到世界納米技術研發的領先地位。
③節能技術:加拿大最大的聯邦能源技術實驗室主要從事開發節能、清潔、可替代和可再生的能源技術,以應對氣候變化。還有幾個國家實驗室從事環保和可持續發展的技術研究,其中包括:生物乙醇、紙漿酶漂白造紙技術以及節能并減少排放污染的燃氣渦輪開發。蒙特利爾的加拿大Rolls—Royce工業公司是設計制造世界先進水平的航空和航天工業用途燃氣渦輪機制造商,國家技術伙伴計劃(TPC)向該公司投入5.33億加元研發符合加拿大環保需求的發電機,通過改進燃燒和提高氣輪輸出性能減少氣體排放。這項政府風險投資讓該公司配套1.6億美元用于研發新型發電機組。
(4)先進制造技術
制造業是加拿大支柱產業之一,主要涉及汽車制造、航空航天和自然資源三大部門,聯邦政府推出的國家技術伙伴計劃就是幫助大公司研發關鍵技術,提高他們產品的市場競爭力。政府也鼓勵研究機構和大學同企業合作,在先進制造技術方面創造了不少新技術,包括:集成設計和制造軟件,機器人和智能加工設備,網型加工、多用途設備,連續材料加工,表面處理以及微型制造技術,加拿大發達的制造業使之成為世界第4大先進制造技術的提供國。
NRC下屬的集成制造技術研究所(安省倫敦)、航天研究所、工業材料研究所(蒙特利爾)、化學流程和環保技術研究所(渥太華)都有先進制造技術的研發項目。在蒙特利爾大學還建有國家航天制造技術中心(AMTC)重點幫助航空航天工業開發、應用和示范先進制造技術方法。溫莎大學和DaimlerChrysler公司合作建立汽車研究中心(價值5億加元),重點研發汽車替代燃料、新材料、汽車耐用性、機械工程設計、汽車安全、節能以及減少廢氣排放技術。溫莎大學同主要汽車制造商還合作開發了AMT鑄造技術。Primary-metal工業公司同渥太華CANMET材料技術實驗室和NRC鋁技術研究中心共同合作開發汽車新材料。
不列顛哥倫比亞大學(溫哥華)、安省McMaster大學(漢密爾頓)、魁省Laval大學(魁北克市)在AMT機器加工和金屬成型方面都開展了高水平的研究。NRC集成制造技術研究所與大學、企業合作建立的虛擬環境技術中心,擁有最現代化的先進集成制造研究與設計裝備,使用世界最佳虛擬環境裝置和最快的制圖電腦,用戶可在計算機上看到立體的設計部件。通用汽車公司在該中心找到了解決汽車投產前設計的問題。安省薩德伯里是加拿大最大的采礦中心之一,年產礦石價值20億加元。過去20多年,政府和采礦企業增加對機器人研發的投入,先進采礦技術應用使得該地采礦業節省了大量勞動力,目前,雇工僅是20年前的1/3。技術創新使企業勞動生產率提高了3倍,還大大改善了礦工的安全。
(5)航空航天技術
航空航天產業是加拿大制造業重要組成部分,工業規模達200億加元,居世界第3位。政府重視航空航天技術的開發,2002年加拿大航空航天研發總投入達15億加元。政府支持國家科研機構、大學同航空航天企業界合作開展研發。由蒙特利爾6所大學和6家著名航空航天公司共同組成的魁北克航空航天創新研究聯合體(CRIAQ)和NRC的航空航天制造技術中心(AMTC)對該產業的技術發展發揮了重要作用。加拿大航天局(CSA)也有發展空間新技術的研發計劃,如空間地球通訊技術應用計劃。CSA同工業界共同努力在全球衛星導航、衛星遙感和空間機器人方面做了不少貢獻,包括空間微重力和生命科學研究。CSA還參加了國際空間天文學和行星探索計劃。
加拿大約有500家航空航天公司,雇傭人員9萬,其中工程師5000多人,有一半以上分布在魁省蒙特利爾附近,如:Bombardier飛機公司、BellHelicopterTextron公司、CAEElectronics公司、Pratt&Whitney公司和Rolls-Royce公司等。產品涉及航天飛機機械臂、飛機發動機、支線飛機、直升機、客機駕駛模擬器以及客機著陸傳動系統。80%以上產品都在魁省和安省生產制造。這些公司壟斷了全球27%的飛機市場,有40%多世界商用直升機在加拿大制造。世界上商務機駕駛模擬器市場的70%多和飛機著陸傳動系統市場的60%由加拿大航空航天企業占領。加拿大還擁有強大的飛機保養、維修和大修的能力。設在溫尼伯和哈里法克斯的專門飛行培訓中心在飛行模擬、空中交通管理、事故診斷和飛行員培訓方面也負有盛名。
新不倫瑞克大學機械工程系在加拿大創新基金幫助下開展了“探測材料疲勞技術”研究。這一技術幫助飛機制造業能更好地了解設計和制造對材料結構和性能的影響。研究人員將光纖傳感器嵌入石墨環氧化物合成層狀材料中。這個傳感器系統中的單個微細光纖同時發揮檢測溫度和形變功能,因此,可以實時探測合成材料的疲勞狀態,以了解結構中裂縫產生和發展狀況,達到探測飛機結構中外表看不見的損傷和避免飛機發生災難性事故。
加拿大國防研發機構、NRC、CAE電子公司、BAE系統公司聯合開展安全可靠航空搜尋營救裝置的研究,使用增強合成顯示系統提高搜尋營救的安全和效率。這個系統主要利用地形數據庫產生圖像,加上識別氣候傳感器技術,可以在飛行員頭盔上顯示虛擬飛行環境。
3.政府在科技投入和科技發展中的作用
加拿大政府在科技投入和重點科技發展方面起引導和幫助作用,除了保證與社會發展有關的公益性領域(如:安全、資源與環保、衛生等)的投入外,對有利于國家經濟發展和科技進步的現代尖端技術(信息與通訊、生物技術和航空航天等)也給予重點支持,包括:資助國家研究機構、大學和研究型醫院參與企業界的合作,鼓勵創新成果轉讓和實際應用。政府設立“技術伙伴計劃(TPC)”支持國家關鍵技術的開發與研究,幫助支柱產業的大公司開拓國際市場和提高產品競爭力;還設有面向中小企業的“產業研究資助計劃(IRAP)”,包括“國家技術網絡(CTN)”和“技術道路圖(TechnologyRoadmap)”計劃,幫助企業解決商業化過程中遇到的各種問題。政府通過對關鍵技術的投入和支持強強合作來推動技術進步和產業發展。
(1)技術伙伴計劃的作用
為了提高加拿大在無線通訊技術市場上的競爭地位,2000年TPC計劃對移動研究公司(RIM)無線通訊技術項目資助了3.39億加元,占總投入19%,大大加快了加拿大新一代無線通訊技術的研發和投放市場的速度。目前在加拿大使用RIM先進通訊技術的用戶不斷增加。美國國家籃球隊NBA用該技術同球員進行通訊聯絡,可實時得知比賽得分進展情況。美國國家安全局(NSA)計劃在各政府機構使用RIM黑漿果無線技術。
為了加速抗病疫苗的商業化,TPC計劃資助LavalTechnopole公司和BiochemPharmaShire公司合作成立生物技術公司,TPC投入8000萬加元,大大加快了研究進程,已有9種新疫苗進入臨床實驗,包括:3種抗腦膜炎、肺炎和鏈球菌感染的疫苗。如果實驗取得進展,TPC后續投入將達6億加元。
(2)國家技術網絡和技術道路圖計劃
①國家技術網絡是政府投資設立的電子網絡平臺,向中小企業提供技術和商務咨詢服務,幫助企業尋找同其技術有聯系的合作伙伴,服務范圍包括:提供技術答案途徑(專利、測試設施和專家);提供有關政府和私人企業項目計劃和服務信息;提供各種標準、管理技術和培訓;提供私人和國家公共資金來源;以及開展技術評估服務。
②技術道路圖計劃也是政府為企業提供的服務手段,實際上是商業預測工具,幫助企業對未來市場需求進行精確預測,提供報告文件,以確定開發生產能滿足市場需求的創新產品和工藝。該計劃服務范圍還包括:為企業提供在未來市場贏得競爭成功要遵循的發展路線,目前可以提供的領域涉及航空設計、制造與維修、鋁業、電力、林業、測繪、木材與高附加值林產品、金屬鑄造和醫學成像等。基本上集中在加拿大具有科技優勢的領域。該計劃還指導企業的R&D技術決策、幫助企業間加強合作、分享科技知識和建立新伙伴關系,以減少技術投資風險和幫助企業抓住未來市場機會。
③國家科研機構、大學和醫院對國家基礎研究和前沿領域研究也發揮重要作用。它們是原始創新的源泉,有很強的研究力量。在重點技術領域國家研究機構都有相對應的研究所或研究中心,由于國家長期的科技投入,這些研究所或中心擁有最先進的實驗室和現代儀器設備,是開展各種研發工作的重要基地。這些研究機構還聚集了各個領域的優秀科學家,擁有很多研究成果。他們在幫助加拿大企業技術產業化的過程中發揮了不可低估的作用。