轻元素先进材料与器件团队实验室。图/松山湖材料实验室供图
在占地规模291亩的松山湖材料实验室园区里，除了常见的实验室、精密仪器和设备，这里还有正在运行着的中试产线。一街之隔，装备了正式产线的样板工厂即将投产。从理论突破、技术发明，再到产品下产线，都在一个实验室里完成。科学界与产业界的脱钩在这里被链接。
松山湖材料实验室这块试验田要破解的是一道全球性难题：跨越从科研成果到生产力的“死亡谷”。从“前沿基础研究”到“应用基础研究”，再到“产业技术研究”，最终实现“产业转化”的全链条创新模式是他们提出的一个解题思路。
2017年，经济强省广东提出自身需要从科技产业中心向科学发现中心转变，在网络空间、先进制造、材料、再生医学与健康领域启动第一批四家省实验室建设，专攻材料的松山湖材料实验室在那一年于东莞落地。
虽然是省实验室，但松山湖材料实验室对标的都是美国橡树岭国家实验室、阿贡国家实验室、日本物质材料研究机构这样国际顶级国家实验室，这些实验室在不可替代的核心竞争力、一流的科技创新人才高地、高效的成果转移转化和广泛的辐射带动作用等方面为其他实验室提供了标杆效应。
在这个科技实力愈发成为国家之间的战略竞争点、科技创新必须成为经济可持续发展驱动力的大时代里，松山湖材料实验室背负着多重使命。
跨越铁索桥
松山湖材料实验室由东莞市政府、中国科学院物理研究所和中国科学院高能物理研究所共建，总经费预算约120亿元，通过布局公共技术平台和大科学装置、前沿科学研究、创新样板工厂、粤港澳交叉科学中心四个核心板块，开展长期性持续的、多学科交叉融合的材料科学前沿基础研究，攻关产业核心关键技术和破解关键领域重大科技难题。
在实验室展厅的最显眼位置，写着这么一句话：在科技成果向产业化转移的“死亡谷”上架起一座铁索桥。实验室主任汪卫华对此进一步解释是，按照普遍的科学发展规律，新材料从实验室到商业化通常需要至少20年时间，松山湖材料实验室希望通过聚焦一些处于突破边缘的技术，以合适的政策、方法或者合作方式提高转化效率，加快技术转化为经济效益的速度。
但科研成果从实验室走向实际应用的过程很复杂，在产业转化过程中，企业经常抱怨“想法很好但成本很高”导致“成果很好但难以落地”的窘状。随着近年来人们对科技成果转化复杂性的认知逐渐加强，从样品到商品的转化已经被认知是科技成果转化的关键步骤，但实际上中间还隔着一个重要环节：产品。为了在死亡谷上架起一座铁索桥，松山湖材料实验室理事长王恩哥在实验室建立伊始，就开创性地打造了创新样板工厂板块，将出“产品”作为板块定位，着力解决科研成果从样品到产业应用的断档。
动力电池在改变全球能源结构的同时也在改变着全球产业格局，电动汽车想要充电速度更快、续航时间更长、电池更加安全，需要以动力电池的材料革新作为突破口。动力电池的成本占新能源电动汽车总成本的50%左右，电池的材料则占到了动力电池成本的50%左右。可以说，电池的材料不仅决定了电动汽车的性能，也决定了其成本。
锂和钴是当下动力电池中正极材料的重要成分。中国作为钴稀缺国，钴材料几乎都要依赖进口，锂则因动力电池热潮而价格飙升且波动性很大，企业如果在新一代材料研究的突破中替代或者大幅减少这两种原料的使用，就能让产品具有更大的价格优势。
这就是中国科学院物理所黄学杰及其团队的研究构想，制造替代钴，并大幅减少锂使用的镍锰酸锂正极材料。团队中的马晓威向《财经智库》调研组介绍，团队此前已有近30年的研究积累，随着松山湖材料实验室的建立，他们从北京的实验室来到了产线，与工程师一道研究如何让这个关键材料的革新成果实现产业化。
经过三年多的研发，目前第三代锂电池材料技术已经成熟。相比于目前占主流的二代磷酸铁锂电池，第三代高电压镍锰酸锂电池的能量密度提升约50%，达到600瓦时/升，而每千瓦时电池的成本能降低30%，安全性能也更好，团队已经在中试线解决了产品的可靠性和稳定性问题。
对于一般实验室来说，产品通过了中试就可以交给市场了，但松山湖材料实验室的做法还要再进一步。汽车企业有着强大的生产惯性，虽然第三代电池在性能和安全上都更胜一筹，但企业对于成为第一个吃螃蟹的人还是会有所顾忌。松山湖材料实验室在这个阶段就拉入企业共同合作，与广汽埃安、欣旺达等龙头企业共建1GWh的第三代电池示范工厂，这将验证产品具备大规模生产的能力，也就是作为商品进入市场的能力。产线预计2023年内投产，2024年就将为部分车厂提供产品。
纵观创新发展史，一个发明创意仅证明了理论价值还远远不够，必须能制造出来并且比原有产品做得更好或者成本更低，才能成为一项真正改变产业并且具有商业价值的成果。松山湖材料实验室的创新样板工厂就是与企业一同，加速这一商业价值变现的过程。
在跨越死亡谷的道路上，松山湖材料实验室的经验还包括打通产业链，与东风汽车、君乐宝、中铝、中建、宝武特冶、中航发、一汽、南方电网、立讯精密、中石化、江苏芯澄等大型央企、头部企业及地方所属“专精特新”企业深度合作，打造“室企共建联合工程中心”，共同攻克产业技术难题；同时打通资本链，与粤科母基金设立3亿元规模的新材料投资基金，与国投集团设立5.55亿元规模的创投基金，支持产业转化，实现全链条的创新服务模式。
成立五年以来，松山湖材料实验室已引进25个创新样板工厂团队，直接孵化的42家产业化公司中，16个项目融资超6亿元、市场估值超30亿元，公司销售额突破4.5亿元，已认定国家高新技术企业有6家，超20家公司进入头部企业供应商名录，主要分布在新能源汽车、储能电池、半导体、生物医药、先进制造和装备、新型功率器件等领域，包括新材料超快激光极端精细加工技术研发及产业化、多孔陶瓷及其复合材料、第三代半导体材料和器件、骨水泥、仿生控冰冷冻保存材料等一批前沿科技的产业化项目。
时间，时间，还是时间
对于东莞这样一个地级市，拿出数十亿元持续支持一个实验室，对其是寄予了厚望的。以“世界工厂”著称的东莞，期望充分利用松山湖材料实验室在关键共性技术、前沿引领技术和颠覆性技术创新攻关上取得的实质性突破，弥补东莞在先进制造领域源头创新的短板。
除了能够孵化出一个又一个新项目，给实验室所在的东莞市带来看得见摸得着的经济效益，汪卫华认为，还应看到为地方带来的产业链生态价值。
材料是所有产业的基础，材料科学也因此无所不包。实验室从一建立，就考虑到东莞本身的产业特征，将研究方向聚焦在半导体、金属材料和能源材料等方向。新材料是东莞“4+5”战略性产业集群中的五大新兴产业之一，在先进化工材料、有色金属材料、新能源材料、新型显示材料、第三代半导体材料、关键电子材料以及先进纺织材料等七大领域具有较强发展潜力。
这样的规划可以最大限度地发挥本地已有的产业基础，以关键材料的供给为上游，再加上高端工程师团队、关键设备的建设能力，得以聚集起一批相关产业的企业，形成产业链的集聚效应。以上述第三代动力电池的突破就已吸引八家产业链上的企业在莞设立了研发中心。
此外，对于东莞这样自身科研院所缺乏，科研能级较低，又以规模不大的民营企业分散发展为主的城市来说，对于公共技术平台的需求最为迫切。松山湖材料实验室在成立最初的一两年间，花费大量精力和资金进行设备的能力建设，耗资15亿元左右健全了国内一流的材料制备与表征、微加工与器件、材料计算与数据库等平台。
对于买不起动辄几千万设备的中小企业来说，松山湖材料实验室相当于在当地建了一所企业“三甲医院”，成果可以在那里进行检验，技术问题也可以被诊断并共同找出解决方案。几年下来，平台已经累计服务企业超过250家。
“产值十几亿的企业是东莞企业的主流，它们是最需要研发支持的一个企业群体。这个群体不可能自己投资进行研发，成本太高，不可预见性太强；但如果发现了机会，它们是愿意和实验室一起来做些事情的。”实验室副主任冯稷介绍道。
而对于科学家来说，从关注实验室里的科研数据，到走出实验室关注企业家们实际遇到的技术难题，也可以产生意想不到的化学反应，技术痛点也可以浓缩成科学问题。据介绍，面向产业需求、解决产业痛点的新型高性能软磁非晶合金材料及其高效开发、基于先进光源表征技术的海洋钛合金涂层熔覆组织调制与服役性能评价、高能量密度二次电池材料及电池技术研究等都已入选国家自然科学基金委重大项目等国字头研究项目。
OpenAI的团队科学家在最近大热的《为什么伟大不能被计划》中，提及了跨界交流对于产生伟大突破的重要性，“从长远来看，最终能彻底征服‘搜索空间’的人，必然是一群有着不同兴趣爱好的聪明头脑，而不是仅凭任何一个单独的目标来孤军奋斗的个人”。
硅谷之所以成为20世纪科技革命的中心，正是因为在那里结合了科学专业知识、制造技术和富有远见的商业思维。加州有大量从斯坦福大学毕业的专业工程师，有军方大量国防资金的资助，文化和经济结构一样重要。最聪明的工程师都觉得这里潜力无限；带着新奇点子想要创业的企业家们也将这里视为圣地般的发源地。
国内也已经出现了科研机构拉动产业生态形成的案例。中国科学院纳米所在2006年的建立被认为是苏州纳米产业发展的关键，前沿技术策源地、国家级平台、几百位科研人员，形成了对纳米产业人才的磁性力。
2022年，在苏州纳米所建立的16年后，苏州全市纳米产业相关企业已有1128家，产值规模达1460亿元，纳米企业数量、纳米技术专利布局等指标领先全国，纳米城所在的苏州工业园区跻身全球五大纳米产业集聚区之一。
“除了将实验室建成材料研究和成果转化的全链条高地，我们也希望它成为一个材料科学人才的集聚高地，包括科研人才、工程师以及一些企业家”，主任汪卫华如此说道。
在国际形势发生巨变、国内宏观经济环境出现结构性变化的大环境下，“卡脖子”技术的突破具有前所未有的急迫性，地方上更是希望对科技的投入快速转化为新的经济增长驱动力。但是，无论是在硅谷还是苏州，生态的形成取决于许多的不确定因素，而唯一的确定因素就是时间——产业生态和创新文化的形成需要长时间的积累。对于才刚刚成立五年的松山湖材料实验室来说，还需要被给予更多的时间和耐心。
科技成果转化体制再探索
科技创新体制的改革从来都不是一个新问题。从上世纪80年代开始，我国建立的以高度集中管理和单一计划调节为显著特征的科技体制，愈发无法适应市场经济的新要求，科研机构和高校与企业“背对背”，互不了解对方的进展与需求，科技界与经济界分割的现象愈加明显。我国通过多次科技体制改革将科研机构和人员推向市场及推动科技成果产业化，国家工程研究中心、国家重点实验室等都是历次改革的产物。但直到如今，科技成果转化能力相对薄弱、转化体制机制不畅、企业创新能力不足等问题仍待解决。
为提高科技创新效率，培育了大量隐形冠军的德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会是中国考察团最愿意去取经的地方。前机械工业部总工程师、国家制造强国建设战略咨询委员会委员朱森第从上世纪80年代就开始参与科技成果专家机制设计和改革，他在多次前往考察弗劳恩霍夫后总结了几条成功经验：经费灵活、技术来源多、了解企业有实践经验的管理人挂帅、人才发展通道多元。他在松山湖的探索中看到了其中一些方法正在被实践。
2020年，东莞制定出台了《松山湖材料实验室建设发展专项扶持办法（试行）》《松山湖材料实验室财政专项经费使用管理办法（试行）》两项政策，赋予材料实验室研究方向选择、科研立项、技术路线调整、人才引进培养、职称评审、科技成果处置和经费使用等方面的自主权。根据《办法》，该实验室不定行政级别、不设工资总额限制，实行社会化用人和市场化薪酬制度，充分赋予实验室人事、财务、薪酬、科研组织等自主权。
人才是实验室建设中最看重的“软资产”，培育人才团队则是实验室建立以来最重要的工作。实验室采用了多元化人才引进和激励机制，以“不为所有、但为所用”为原则，实施“全职+双聘”人员管理机制，让人才真正感受到这是一个可以放开手脚进行创新探索的平台。
截至2023年6月，实验室总人数超1000人，全职人员600余人，引进了7位两院院士及35名海外高层次人才。
不得不承认，比起北上广深等城市，东莞在吸引高端人才方面不占优势。但对于许多科研人员来说，科研学术的氛围是他们更看重的。也正因此，松山湖希望创造一个真正适合进行科学研究，进行创新的文化氛围。
在总预算方面，年度经费由实验室自己拿主意。实验室根据发展规划，结合年度重点工作，编制年度经费预算。经征求管理部门意见，通过理事会审议后形成年度运营建设经费预算。
具体到项目经费，松山湖材料实验室的自主立项项目从申请、函评到预算批准和项目启动一般只需两个月，如果有优质项目，可以即时进入到评审程序、立项程序。项目立项通过后，赋予研究人员项目经费管理的自主权，除了“负面清单”的内容外，可按照科研工作需要灵活调剂使用经费。
激励机制则是另一个影响科技成果转化效率的重要问题，松山湖材料实验室尤其在知识产权的明确和分配方面进行了革新。我国规定国家设立的高等院校、科研机构科研人员完成的职务科技成果所有权属于单位，成果完成人可以在产生收益时参与收益的分配，科学促进法奖励办法提出分配比例不能低于50%，但在实践中难以落地，这也大大限制了科研单位和科研人员进行科技成果转化的积极性。
2020年九部门联合印发的《赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权试点实施方案》提出的改革方案将确权分成了两步走，第一步明确职务科技成果所有权仍属“单位”，第二步再明确由“试点单位”将“归单位所有的职务科技成果所有权赋予成果完成人（团队），试点单位与成果完成人（团队）。广东省实验室在建立时就注意建立有利于知识扩散、成果转化的知识产权和科技成果管理制度，提出“试点开展以事前产权激励为核心的职务科技成果权属改革，赋予科研人员科技成果所有权”。
松山湖材料实验室在将人才团队引进之前，就将知识产权的问题明确，人才团队所属单位可以获得一定比例的转化收益，剩下的部分实验室留存20%，奖励团队80%。“目前已经有企业走通了整个流程，完成了个人所有权在工商、法律上的确权。”冯稷表示。
从2017年开始，五年的时间对于一个实验室来说还只是刚刚起步，除了通过引进技术已经比较成熟的技术团队帮助“东道主”东莞迈上从追随到引领的科技创新之路，松山湖材料实验室同时聚焦在人才、科研氛围、设备装置等能力建设上，汪卫华院士认为，当能力建设的土壤已经具备，其他都是水到渠成。
第一批松山湖材料实验室的建设者们对于二三十年后的实验室提出了更高的期望：于科研，能有原创性的材料基础突破产生自实验室；于人才，一批尖端材料科学人才由实验室自己培养出来；于国家，材料科学的文化得以沉淀下来。
