什么是深科技?如果你不了解,未来或许被他们颠覆

慎思行 | 中国战略与咨询领域的第三方机构 2019/10/18 11:52

文章作者 | 波士顿咨询公司,Hello Tomorrow

个人微信 | hello_SSX

深科技蓄势起飞

近年来,全球投资界竞相追逐深科技。我们对七大类深科技的融资等活动进行了调研,这七大类深科技涵盖了处于开发初期的高新科技以及较为成熟的市场应用,形成了一份综合全面的调查样本。

2015年到2018年,这七大类深科技吸收的全球私人投资总额接近180亿美元,年均飙涨超过20%(参阅图1)。

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跟踪投资流向

如今,投资者不断加大对原创科技研发企业的投资,从投资金额来看,超过了以市场应用开发为主的企业。 造成这一现象的部分原因在于,开发初期的企业需要更多的时间和资金才能把产品推向市场(某些企业甚至还没有成形的产品);但这一现象也说明,企业和风险投资公司愿意付出大量的时间和金钱“押宝”那些尚待验证的新科技。

一位日本风险资本家表示:“获取收益不是唯一的关注点; 我们更关心最后的结果,即能否塑造整个行业。 ”在我们研究的各类科技领域中共有近8,700家深科技企业(即利用密集型研发实现科技突破的企业),分布于近70个市场(参阅图2)。

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长期以来,深科技企业获得的融资一直高于非深科技企业(后者更倾向于使用现成的技术来开发解决方案)(参阅图3)。初创企业的情况同样如此(指2013年以后创立的企业)。

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此外,深科技企业的融资活动数量明显超过非深科技企业,这说明投资者长期关注所投深科技企业的发展(参阅图4)。

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从背后的推动因素来看,近年来蓬勃发展的企业风险投资(CVC)是一个推手,除2018年有所收紧以外,长期来看,企业风险投资一直在拓展深科技领域的投资版图(参阅图5)。

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从国家层面来看,国内大型企业毫无意外占据主导地 位,但并未完全掌控这一领域。 2015年到2018年,中美 两国占全球深科技企业私人投资的81%,国内投资额分别 接近146亿美元和328亿美元。美国在大多数类别占据领 导地位,是投资的中心,二到四名则由其他国家占据(参 阅图6)。

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迄今为止,中国是拉动深科技投资增长的最大 火车头 。2015年至2018年,投资额保持年均80%以上的 高增长势头。美国企业同期吸收的投资额年均增速为10% (参阅图7)。

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从我们的研究来看,近期成立的深科技企 业中,53%是美国企业,但近年来,美国深科技企业无论 在数量还是在全球市场份额上都呈持续下滑趋势(参阅 图8)。

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深科技的定义

深科技由何组成?深科技企业与非深科技企业有何不同之处? 深科技不仅高度创新,而且远远领先于当前的应用科技。 深科技需要大量的研发才能创造出有实用价值的业务或消费应用,推动这些业务和应用走出实验室和进入市场。

很多深科技着眼于应对当前的重大社会和环境挑战,有望为当前最迫切的全球性问题提供新的解决方案。 深科技威力巨大,有望创造专属的市场或颠覆现有的行业,其背后的知识产权不是极难复制就是受到严格保护,因此往往极具竞争优势,能够筑起其他企业难以企及的准入壁垒。

过去十年,数字化创新是时代主流,未来十年,深科技将是下一轮工业与信息革命的中心,是企业和风险投资者追求的下一个“潜力股”。

具体来看,深科技在商业环境下有三大特点: 能够产生重大影响、走向成熟并推向市场需要较长时间、对资金的需求巨大。 深科技能够产生重大影响,其走向成熟和推向市场需要较长时间,且对资金的需求巨大。

影响。 以深科技为基础的创新改变了我们的生活、经济和社会。硅基芯片实现了过去无法想象的大量计算和快速计算。

在摩尔定律、移动科技以及新屏幕显示技术的推动下,具备计算能力的移动设备进入了每个人的口袋。生物科技的探索发现能够带来新的治疗方法,延长人类的预期寿命。

物理学的进步能够推动其他科学发展,带来新发现。这些创新往往具有彻底的颠覆性,能够创造巨大的经济价值,但最终影响却远远超越了经济范畴,改变了普罗大众的日常生活。

Hello Tomorrow每年一度的全球挑战赛吸引了来自120个国家的4,500多名申请者。2018年,我们分析了1,646家符合要求的初创企业,结果显示,这些企业可能给联合国制定的很多可持续发展目标(SDC)带来积极影响。

这些企业最关注的目标是健康与福祉(51%),紧随其后的是与产业、创新和基础设施相关的目标(50%),然后是减少人类对环境的影响—可持续城市和社区(28%)、负责任消费和生产(25%)、气候行动(22%)、经济适用型清洁能源(18%)、清洁饮水和卫生设施(10%)。

至于社会领域的可持续发展目标,如和平、正义与强大机构以及性别平等,因为长效解决方案更倾向于政治而非技术层面,因此受到的关注较少(参阅图9)。

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时间和规模。 深科技从基础科学发展成为可实际应用的技术需要一定的时间。例如,科研人员经过数十年的努力,再加上近年来计算能力的进步,方才开发出人工智能的基础技术;而量子计算机同样经历了多年的研发历程。

如今,企业争相部署人工智能,开发各种创新用例。预计未来五年之内,能够支持医药、化学等领域实际应用的量子计算机将成为现实。

初创企业被合并不是故事的起点,而是技术开发的里程碑—意味着科学已经得到证实,接下来该锁定特定市场了。申请参加Hello Tomorrow全球挑战赛的初创企业中,有三分之二是在概念得到实验证实或形成最小可行产品的阶段被合并。

不同技术和应用所需的上市时间差异很大。 通过分析参与Hello Tomorrow挑战赛的初创企业,我们发现,生物科技领域的初创企业走向市场平均需要4年之久 (从公司成立到开发首个原型需要1.8年,进入市场还需要2.2年);而区块链初创企业仅需2.4年(开发首个原型需要1.4年,进入市场只需1年)(参阅图10)。

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然而,相比于利用某 种广泛应用的技术进行创新(如开发新的手机应用),深 科技通常需要更长的开发时间。 技术本身就是一种不确定因素;每一个进步似乎都会 加速推进下一个进步。例如,人工智能和量子计算会给处 理能力带来巨大变化,很难预测它们给后续技术研发带来 的全部影响。

投资。 对于不同的技术,深科技企业的融资需求亦有 显著区别(参阅图11)。例如,从Hello Tomorrow挑战赛 的参与者可以看出,开发生物科技的首个原型平均耗资接 近130万美元,而区块链技术的开发仅需20万美元左右。

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另外,还有一些因素加剧了深科技投资的复杂程度。 其一是市场风险。 很多企业在研究初期,距离向潜在客户提供产品(甚至原型)还遥遥无期之时,就开始到处寻找融资。

这种情况下,投资者缺乏可用的关键绩效指标来评估这些技术的发展势头和市场潜力。

其二是技术风险。 很多投资者自身缺乏必要的专业知识,无法准确评估新兴技术的发展潜力。减少风险的策略有:分析专利的价值;与具备专业技术评估知识的企业联合投资;利用孵化器;组建专家网络,协助评估知识产权(耗时较长且需要很高的专业化水平)。一些投资者对于陌生的技术敬而远之,这会将投资视野局限于个别领域。

很多风险投资基金需要在一定时间后将资金还给有限合伙人(往往不超过十年)。对于这些基金而言,深科技

漫长的上市周期是一个严峻的挑战。

不过,也有少数从新兴领域功成身退的案例。 很多投资者会选择那些初期退出路线明确的领域(例如在生物科技领域,大型医药企业经常会在临床试验之前收购初创企业),或者等进入产品开发阶段之后再投资。

因此,深科技初创企业很少遵循其他年轻科技企业的常规融资路线: 先从亲友处筹集资金,然后接触天使投资人和种子投资人,经过几轮风险融资,估值越来越高(验证之前投资者的决策),最后被成功出售或在股票交易市场挂牌上市。

深科技投资者需要远见、信心和耐心。 硅谷的暴富传奇屡屡登上报章头条,赚得盆满钵满的投资者惹人艳羡—然而在深科技领域,这些投资往往都在研发后期方才进入;那时,漫长艰难的早期基础研究都已完成,工作重点开始转向商业及市场应用开发。

在深科技领域,公共融资在研发初期扮演非常重要的角色;由于这一阶段的资金需求很大,家人和朋友的资助相对而言是杯水车薪。

2018年Hello Tomorrow挑战赛排名前500的初创企业中,超过三分之一曾获公共非股权融资,近20%的企业参与过加速器或孵化器,7%的企业曾获家人和朋友的资助,2%的企业曾获众筹资金。

BCG和Hello Tomorrow共同开展的研究显示,如今的深科技创业者需要具备开拓各类私人及公共融资来源的能力(参阅图12)。

如今,公私结合的融资计划对于深科技企业的整个生命周期来说越来越重要。 企业风险投资基金、孵化器和加速器的重要性同样与日俱增,因为除了融资以外,它们还提供其他形式的重要支持。

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科技走向何方?

BCG和Hello Tomorrow选择最活跃和最具发展前景的七大深科技领域作为研究对象。研究囊括从初期研究到市场应用的完整开发过程,代表性地展现了深科技的整体格局。

下图展示了2016年、2017年和2018年HelloTomorrow全球挑战赛的参与者中,活跃在上述领域的顶级深科技初创企业的占比(评估维度包括科技创新、商业模式、团队技能和互补效应以及预期的社会和环境影响)。

高新材料高新材料包括通过生物和合成方式取得的所有新材料,以及对现有材料进行改变以获得显著的性能提升(如石墨烯)。两种或两种以上差异很大的现有材料,通过合成,也能够产生独具特点的新材料,也称复合材料(如玻璃纤维)。高新材料的应用遍及众多行业(如新电池技术、二氧化碳捕捉和储存、智能纺织品)。

人工智能

人工智能是指可以代替人类执行任务的算法和计算机系统。如今,机器学习技术的进步推动了人工智能的普及。

机器学习指的是计算机在没有显式编程的情况下,能够自主学习,这意味着自动化可以超出人类所能理解的范围。

机器学习算法的完善,加之计算机处理能力的提高,令人工智能成功走入移动出行、语音助理、医学图像分析、工业大数据分析等领域。

生物科技

生物科技旨在通过研究现有生物过程或开发新的过程,创造出有价值的产品。通过操纵微生物基因来生产抗生素和疫苗,或生产化学手段无法合成的重要中间体,用于工业。最近,CRISPR-Cas9的发现使科学家开始设想利用基因疗法来治疗癌症等疾病。

除了工业和医药行业以外,农业领域也会采用生物科技来开发抗虫性更强的新品种,从而确保未来100亿人口的粮食供应。此外,从建筑到时尚,生物材料为各行各业打开了全新的视野。

区块链

区块链是一种分布式账本,以安全透明的方式储存交易记录(比如以某种货币单位,也可能是个人病历)。数据存储在“区块”上,新增的区块相继被添加入“链”(这就是“区块链”的由来)。区块链的全体用户都可以跟踪历史记录,并且根据自身的许可权限,添加更多的区块,端到端地跟进整个交易。区块链可能会导致中介需求的消失。

中介在交易中往往是立场居中、可以信赖的第三方,帮助加快交易速度和降低成本。很多种交易都需要建立互信才能展开,不仅耗时耗力,还成本不菲,区块链同样可以解决这个需求。

区块链在金融行业完成首秀之后,其他行业也在寻找合适的用例,利用区块链透明安全的分布式账户节省交易时间,降低交易成本。

无人机和机器人学

机器人学是一门研究如何设计、建造和使用机器来自动执行任务的学科。例如,机器人被广泛用于汽车制造业,以及工作环境对人体健康有害的行业。较新一些的机器人正在朝“自给自足”的方向发展。

人工智能机器人配备了与人类感官类似的功能,例如视觉和触觉,能够在非结构性环境中进行移动并做出决策,在家中或工厂内与人类和谐共处,“协作机器人”的概念应运而生。

无人机属于机器人的子类别。无人机往往比传统的机器人行动更灵活,能够以半自动控制的方式运输货物、检查资产或绘制未知地形的地图。

光子学和电子学

光子学的研究目的是生成和利用光子(光的量子单位)属性。通过光纤或激光束,人们可以光速传输信息,仅需几毫秒就可以将数字信息发布到全球各地。光通过光伏技术可以转化为电能(太阳能电池板),光还可以切割材料(激光)、探查周边环境和测量距离(激光雷达)、基于材料和分子的光谱性质描绘其特性(光谱学)。

同样,电子学的研究目的是利用电子属性。电子的定向移动可以产生电能。如今的世界可以说是建立在计算机等电子零件之上。电子和光子的属性相结合,能够实现数字化信息的处理。

量子计算

上世纪80年代物理学家理查德·费曼和戴维·多伊奇提出的一些开创性的概念,为量子计算机奠定了基础。量子计算机利用的是纳米级物质的独特性质。量子计算机与传统计算机有两大根本区别。第一,量子计算操作的不是二进制比特位,而是由“0”和“1”叠加的量子比特(量子比特可以表示“0”和“1”同时叠加的状态)。第二,量子比特不会以孤立的状态存在,而是纠缠在一起作为整体进行运动。由于这两大性质,量子计算机的处理信息密度远高于传统计算机。

深科技背后的驱动力

2017年, 一位名叫Alexander Belcredi( 以下简称“Alex”)的年轻创业者,结合自己在历史、经济和商科方面的学历背景以及咨询行业的从业经验,成立了一家专注于噬菌体技术的科技初创企业(噬菌体是从天然病毒身上研发而成的抗生素)。

人类早在一个世纪以前就发现了噬菌体的存在,但是一直将其束之高阁,直到最近,Alex等探索者才开始利用基因测序和人工智能等新技术,打造一个全新、完整的生物科技产业板块。Alex与合作伙伴筹集了数百万美元的资金,并集结了一支专家团队来开展研究工作。

他创立的公司PhagoMed,以及在这一新兴领域的其他企业已取得充分的进步,使制造商、监管者和其他参与者围绕噬菌体研发开始着手创建一个微型的生态系统。

至此,这还只是一个平淡无奇的深科技创业故事。然而特别之处在于,Alex本人既没有科学方面的从业背景,也没接受过相关培训(但他的合作伙伴有)。

“我之所以能做成这件事,是因为有获取相关期刊和过去研究资料的便利条件、经济高效的基因测序技术和接触全球专家的便捷方式。”他表示:“为了在该领域创新,我们要让基因测序变得简单易得、经济适用且快速高效。”

深科技不再只是资金雄厚者的游戏,亦非科技圈的专属领地。 当然,大型企业、高校和政府机构依然是科技研

发的主要力量,然而在我们研究的七大深科技领域,驱动科技研发的似乎是那些既有远见又有颠覆性创新概念的人士,又或是如Alex和他的合作伙伴这样的创业团队。

他们认为,相比老牌的研发组织,他们的动作更为迅速,针对重大问题能够更快地制定出解决方案。 2017年,一项针对2,000多家初创企业(包括深科技和非深科技初创企业)开展的欧洲调查显示,超过60%的企业创始人没有技术背景。

2018年Hello Tomorrow挑战赛的参与企业中,脱胎自高校的企业占30%,相比2016年49%的比例有所下滑。不变的是,我们始终都有雄心勃勃且富有远见的科学家和创业家(如巴斯德和爱迪生)。

改变的是,他们获取技术、融资以及其他重要资源的能力异于往昔,从而能够将梦想带入实验室,甚至最终推向市场。如今深科技生态系统正在不断成长(参阅本报告下一章的内容),几乎可以支持任何技术的研发,从我们无法看到的事物到只有极少人能够解释的概念。催生这一生态系统的是若干趋势。

新一代平台技术方兴未艾

过去数十年,创新的驱动力主要是少数功能强大的平台技术:60年代和70年代是硅芯片和台式电脑,80年代和90年代是互联网,而21世纪则是移动技术。这些被统称为平台技术,因为它们为各行各业带来了大量的应用(其他技术的应用范围更窄,例如光伏技术主要用于把太阳能转换为电能)。

经过数十年基础研究的孵化,一些强大的新平台技术破茧而出,随即为各行各业带来了大量的具体应用,为之后几十年的创新奠定了基础。

与此同时,软件(机器学习)、硬件(电子计算)和生物学(基因测序和重激活生物科技CRISPR-Cas9)领域发生了同样的情况。这种趋同现象极大地强化了平台技术的潜力,为推动新的工业革命提供了巨大的动力。

例如,CRISPR、基因测序、机器人和人工智能正在共同推动合成生物学的一场革命。 生物科技初创企业已经在使用机器学习算法,计算癌症治疗药剂的数百万种可能性,有朝一日还将使用量子计算来模拟蛋白质的折叠及其相关应用。

技术门槛不断降低

随着新平台技术的崛起,技术门槛不断降低。技术不断孕育新的技术,投资者站在前一代投资者的肩膀上。如今的创新者可以轻而易举地获取大量的技术能力。

个人电脑价格不再高高在上,处理能力也非常强大;甚至还可以选择亚马逊、微软和IBM提供的云端服务方案,赋予计算机硬件更强大的能力。

硬件获取门槛的降低,省去了技术前期研发的资本性开支。 同样,软件方面也有大量可供选择的开源资源和软件即服务。计算机辅助设计和制造,以及3D打印技术革新了原型设计。在生物科技领域,基因测序和基因合成已经成为标准的服务项目。

与此同时,很多国家的政府部门正在大力减少或取消行政和审批上的制度性阻碍,为创业大开方便之门。 具备互联网思维和开放性思维的创新者令科技研发资源更易获取,Alex就是例证之一。这种结合威力巨大。

与业务结合的方法更碎片化和多元化

如今的创新工作呈现空前的碎片化和多元化。 随着技术门槛的不断降低,来自更多地区的年轻企业开始探索新

的创新途径,其中很多发明创造与新技术的发展进步密不可分。

我们通过研究七大深科技领域,发现相关创新活动的分布极其广泛。以人工智能领域为例,我们清点了来自48个国家和地区,分布于401座城市的1,300多家企业(参阅图13)。

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与此同时,大型企业正在制定多元创新计划,利用企 业风险投资和其他创业投资工具来获取新技术 该报告显示,私人风 险投资项目中,有企业风险投资参与的数量从2015年的 161宗增至2018年的203宗,投资总额从2015年的约32 亿美元增至2018年的57亿美元。

拜耳公司“G4A全球创 新计划”的首席战略师Sophie Park认为:“为了实现我们 改变健康体验的使命,在早期研发阶段与深科技初创企业 合作是我们的重点。”

除了采用企业风险投资,越来越多的大型企业正在部 署各种各样的创新投资和研发工具,根据具体的情况(例 如推向市场)和目标(例如评估新技术或颠覆性技术、改 善现有技术或获取新技术的控制权)使用相应的工具。如 今广为使用的工具包括孵化器和加速器、创新实验室、传 统的研发部门、合作、并购等。

碎片化和多元化带来的影响之一,是知识、技能和信 息变得更易获取,同时驾驭难度却越来越大 —因为这些 知识、技能和信息往往分散在不同的地区、行业和职能领 域。鉴于以上差异,企业势必要为基础研发建立全新的协 作模式。

可用资金日渐充裕

近年来风投资金较为充裕,初创企业取得更高水平的科学和商业成功的能力也激励着投资者将数千亿美元源源不断地注入小企业。

Crunchbase是一家研究初创企业及投资机构生态的数据公司,其数据显示,2018年第三季度全球风险投资交易总额接近一千亿美元,相比2017年增长了40%以上。这一期间交易数量同样增长了40%,总投资轮数接近一万。我们的研究显示,深科技企业开展了大量的融资活动。

上一章中我们提到,过去五年,深科技初创企业和较成熟企业吸收的融资额要高于非深科技企业。深科技企业完成的融资轮数也更多。

之所以有大量立即可用的资金,在某种程度上应归功于宏观经济环境 —最重要的是,自2008年金融危机之后,这一史上空前的低利率(或零利率)时期似乎即将结束。

此外,很多科技独角兽企业的估值居高不下甚至还在继续飙升,这种情况被普遍认为难以为继。 越来越多的人认为,某些独角兽企业在近期几轮融资中的估值已经超出了自身支撑能力,无论是从实际营收还是利润来看,都名不副实。

风险融资与其他类型的资本类似,都有自己的运作周期,假若未来几年遇冷下滑,亦无需感到惊讶。

政府角色发生转变

全球来看,很多政府在支持新科技研发的过程中,角色发生了转变。中美作为两大科技研发巨头,转变方向截然相反。

根据美国科学促进会数据,美国用于科技研发的联邦开支占GDP的比例从1976年的1.2%以上,下滑到2018年的0.7%左右。来自产业和其他方面的研发支出有所增加,弥补了政府研发开支的减少。

根据联合国教科文组织的数据,美国的科技研发总开支占GDP的比例为2.7%,中国和欧洲紧随其后,分别为2.1%和2.0%。 美国政府过去作为新科技创新的早期客户(例如GPS卫星技术),曾扮演重要角色,而如今这一地位有所削弱。

与美国相比,中国的科技研发一路高歌猛进 (参阅图14)。根据《经济学人》汇编的数据,按购买力平价计算,过去20年中国的研发开支飙涨了大约400%,如今已经超过每年4,000亿美元,接近欧洲和美国的水平(参阅图15)。

2018年2月,中国科技部时任部长万钢在接受路透社采访时称:“到2050年,中国需要进入创新型国家行列,成为一个技术创新大国。”他认为基础研究和前沿探索是现在必须要做的重要课题。

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再将目光投向欧洲。欧盟2014年之后推出了“展望2020”(Horizon 2020)计划,鼓励成员国将3%的GDP用于研发(政府提供1%,民间资本提供2%),从而在欧盟境内筹得近800亿欧元的可用资金,用于巩固欧盟在科技领域的地位,支持产业创新和解决重大的社会问题。欧洲委员会承诺2020年以后还会推出后续计划并列入欧盟预算。

解决“深问题”,需要“深科技”

面对严峻问题,深科技领域的科学家和企业家不会被吓退,也不会对解决问题所需的时间和精力投入望而却步;相反,很多人认为这些问题恰恰是吸引他们选择这项事业的原因之一。

活跃在深科技领域的人士不缺少事业目标 —重大的挑战无处不在。此外,越来越多的消费者和员工希望企业能够担负起社会和环境方面的责任(2018年,来自法国顶尖科技高校和商学院的3万多名学生签署了一项宣言,呼吁用人单位承担更多的环保责任)。

缓解气候变化,解决80亿人的粮食问题,以及保持老龄人口健康不仅是非常严峻的问题,同时也蕴藏着巨大的市场,吸引了投资者和企业的关注。

在此背景下,人们认为深科技能够为解决这些问题助一臂之力,因此对深科技的关注越来越多。 2018年Hellow Tomorrow挑战赛的参与企业瞄准了多项联合国可持续发展目标,尤其是那些跟健康与环境问题有关的目标。

由于深科技可以从根本上改变粮食、工业品和能源的生产方式,因此有望推动整个产业走向可持续发展,而且深科技领域的创业家们正在努力将这种潜力转化为实际解决方案。

编辑 | Yibin.P

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