从实验室创新到开发出商业化产品，所需要的不仅仅是一个绝妙的点子，还需要财务投资和一个各有所长的专业团队。
美国的所有基础研究中，近乎一半由大学科研人员完成。但是，当研究带来一项能有实际应用的发现或发明，会发生什么呢？假如一项技术要发挥用处，它必须走出学术界，进入能够将其推向市场的公司。
在将学术研究予以商业化的方面，初创企业正在成为一条越来越热门的路线。从1996年至2017年，有14 000家基于学术研究而建立的初创企业，在2018年和2019年，每年的增加量都超过1 000家。但是，走创业之路需要在商业、营销、开发和制造之类的领域有所专长，而大多数科学家的博士课程不可能涵盖这些内容。创业也需要资金。初次创业的创业者难以预想到创业的必需事项——谁应该参与进来，有哪些可获得的资金来源，如何处理知识产权，或者从哪儿着手创业。
图1 在美国，大多数研发工作由私营企业完成，然而这其中大部分都是应用研发工作，而大部分基础研究由非营利机构、学术机构和政府研究机构完成
早期工作
任何新发明或发现都应该先和大学的技术转移办公室讨论一番，该办公室会帮助科研人员寻求知识产权保护和商业化。通常第一步是完成一份信息披露表格或发明通知书。技术转移办公室的工作人员以此判断发明构思的新颖程度是否可申请专利，有没有商业价值。
假如一项发明或发现通过这两个考验，技术转移办公室会协助申请专利。一名律师会来处理专利申请程序，这个过程需要与专利局多次交换意见，花费一年以上的时间。技术转移办公室通常也会承担专利申请费用（金额约为1万至2万美元）以及每三到四年收取一次的维持费。假如是由联邦政府资助的研究，那么必须在两个月内将披露信息报告给出资机构，这项差事通常也由技术转移办公室负责。
技术转移办公室的运作需要资金和专业人才，所以我们能发现，各家学术机构这方面的资源差异相当大。一些规模较大的大学有成功进行技术转移和商业化的历史，能提供更加专业化的指导，甚至可能拥有初创企业孵化器或创业者培训项目。而在规模较小的大学，科研人员申请的专利不多，或许需要向外部人士和项目寻求额外支援。
专利申请程序凸显出学术界人士和创业者在动机方面的重要差异。大学科研人员通常会兴奋地通过研讨会、会议报告、论文和其他方式与学界人士分享他们的新工作。然而，对于专利申请来说，这种分享可能成为死穴。信息一旦被介绍或发表，也许就不再符合专利保护的资格。一开始感觉某个科研发现或许可以取得专利时就应该咨询技术转移办公室，这有助于避免那些剥夺专利申请资格的披露行为。
图2 技术转移将好点子从实验室引入商业环境。这些数字反映出2019年美国技术转移的状况
当前保护大学产生的知识产权的体系来自1980年的《拜杜法案》。在该法案颁布之前，联邦政府对于用联邦经费研发的技术拥有所有权。然而，当时美国政府名下、由联邦资助的研究所取得的28 000项专利中，只有不到5%的专利被许可用于商业应用。而在政府允许企业保留的专利中，有将近30%的专利被许可用于商业应用。
《拜杜法案》允许大学对实验室利用联邦经费研发的知识产权保留所有权。法案的用意是帮助科研成果进一步转化为有用的产品。政府让大学从专利的成功实施许可中获得经济收益，借此激励大学和科研人员为研究工作申请专利，追求和推进专利实施许可。对于专利带来的使用费收入，大学被要求给予发明人一定份额，但各家大学的具体比例相差很大，一般的分成比例为25%至75%之间，当达到利润阈值后，比例也许会下降。
《拜杜法案》有没有取得成功？这得看怎么衡量。就大多数大学的技术转移办公室而言，它们通过专利实施许可挣得的收入无法抵消办公室的运作开支。不过，在2019年里，有超过7 500项基于学术研究的专利获批，近一万份专利许可和期权得到执行。这样的实施许可规模创造出数十万个新工作岗位，对美国每年的国内生产总值（GDP）贡献高达300亿美元。
图3 基于一个基础科学发现而建立一家公司，在开始研发之前，还涉及许多步骤。尽管并不全面，但图中序列展现了一些重要标杆
图4 一个创新的技术成熟度可以用技术就绪指数（TRL）来描述。低技术就绪指数（1~3）的研究通常在大学进行，由基金会和联邦政府的拨款资助。高技术就绪指数（7~9）的技术研发工作常常由商业公司资助。创业企业可以帮助弥合这些不同发展水平之间的差距
一头扎进创业里
一项基于学术研究的新技术申请到专利后，通常拥有大约为1或2的技术就绪指数（TRL）。技术就绪指数是一种广泛使用的技术成熟度衡量指标，范围是从1（观察到基本原理）到9（在目标环境下可运转）。新技术是前沿研究，令人兴奋，但这种新奇也意味着它尚未完全准备好大放光彩。因此，大公司不太可能来势汹汹地杀进来，申请新专利的许可。大公司想要看到新技术背后的科学行得通，而这需要时间。大公司还想要看到新技术的应用能找到市场。
创业公司可以帮助弥合基础研究和商业之间的鸿沟，这条鸿沟也被称为“死亡之谷”。从1996年到2017年，大约2/3的大学专利许可流向初创企业和员工少于500人的小公司。一家深度科技初创企业——基于推进科学或工程创新，而不是交付服务或开发软件的企业——通常会获得专利的独家许可，那样它能将技术用于潜在产品。以下是一些深度科技初创企业的成功故事。
电子墨水公司由麻省理工学院的科研人员成立于1997年。该公司的低耗电量显示屏用电场来操纵微颗粒，生成图像。这项技术如今被广泛使用，最为人知的便是电子阅读器方面的应用。
外星科技由加州大学伯克利分校的科研人员建立于1994年。该公司的流体自组装工序使得射频识别标签（RFID）的高速制造成为可能。外星科技是RFID设备的领先制造商，与沃尔玛超市、惠普公司、美国国防部等均有合作关系。
派更半导体公司由位于加利福尼亚州圣地亚哥的美国海军海洋系统中心的科研人员建立于1990年。该公司的高性能射频互补金属氧化物半导体（CMOS）集成电路被用于各种各样的设备中，包括三星Galaxy手机和苹果旗下产品。
伊甸园照明公司由伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校的科研人员建立于2007年。公司的紫外线灯产生222纳米波长的辐射，既能减少病原体，照射到人类也安全无害。新冠疫情暴发之后，他们的产品在零售和餐饮场所的安装量大增。
成立创业公司的人士通常是那些研发技术的科研人员。那种情况下，他们的名字很可能列于专利中，因此在初创公司的成功中已经存在了经济利益。不过更重要的是，作为研究者的深层次理解使得他们更清楚地预想到技术的潜力。
就算初创企业创立人是支撑技术的发明人，通常依然得要向大学取得相关专利许可。《拜杜法案》的2018年更新中要求科研人员将联邦资助下的发明的所有权转让给大学。发明者通常没有获得许可的权利保证。但个体的权利千差万别，具体要看科研人员与大学签订的合同，譬如说，发明人或许在许可谈判中保留了优于第三方的资格。更新后的法案也要求，专利许可一般要优先给予小企业。
判断是否要追求商业化、如何实行商业化时，所需要的远不止过人眼光和满腔的热情。创业孵化器这时就能发挥作用，孵化器给科研人员提供指导和需要的工具，确立和完善发展目标，打造商业方案以及采取其他必要措施。
团队协作
创新团队（I-Corps）是美国国家科学基金会的一个孵化阶段的项目，旨在帮助研究人员评估他们的技术市场机会，填补将基础研究转化为商业产品的技能缺口或知识缺口。到2020年，这个项目已经催生了1 000多家初创企业，吸引了7.6亿美元的投资。
创新团队申请的第一步是要集合一个由三个人组成的团队：创业带头人，充当商业开拓的先锋，常常是进入学业后期的研究生或博士后；技术带头人，通常是技术发明人，常常也是科研负责人；产业导师，能够提供独立建议和反馈。产业导师应当拥有相关技术领域背景，假如拥有创业经验或过去当过创新团队导师的话，那么更加好。团队构成强调了一家初创企业的几个重要角色。
创业带头人应当为企业争取资金，帮助企业成长，因此需要与科学界以外的人士能进行清晰简明的沟通。他必须要能讲述一个好故事，不仅传达出新技术的功能和重要性，也要能唤起听众的兴奋，呈现一条清楚的成功之路。为发明创新做出贡献的研究生和博士后是成为创业家角色的合适人选。2017年的一项调查发现，大约一半的物理学博士学位获得者在民营部门工作。加入一家初创企业能成为职业生涯的一个特别激动人心的起点，因为这涉及建立一家新组织，扮演多个角色。然而，比起在一家已经站稳脚跟的公司里接受一个职位，加入初创企业的风险更大。深度科技初创企业中，最终能盈利的公司不到一半，只有少数初创企业能发展为独角兽企业——价值超过10亿美元、极为成功的初创企业。
技术带头人的科研专长和眼光能驱动初创企业持续不断地研发。和创业带头人相比，他们也许较少直接参与公司的构建和营销，而公司的第一批员工很可能是一批愿意协助技术研发的科学家。因此，科研负责人很适合担任技术带头人的角色。一些教授也许想要一头扎进初创企业，接受全新的挑战，这类教授最终有可能接受首席技术官的全职岗位。但从长期来看，许多大学教授会选择留在教职岗位上。那么，教授们如何有时间来创办公司呢？许多大学允许教授花费最多20%的时间（或者说每周一天）在咨询或其他相关的活动上。教授也能利用学术休假或暂时的停薪留职来建立公司并让其运营起来。然而，长期来看，教授会把大多数工作时间投入大学，这意味着教授仅仅以兼任顾问的身份来为公司服务。
产业导师必不可少，部分原因是研究生、博士后和大学教授不太可能接受过商业训练或具备商业经验。像学术界一样，商业世界拥有自身的术语、规程和准则，使得与外行的沟通与合作极具挑战性。大学的校友办公室、创业孵化器和咨询委员会是寻觅潜在导师人选的良好地点。本地和区域性的专业社团与过往的“创新团队”参与者也能提供指导。
在产业界工作，需要一套与学术界相比截然不同的思维方式。在初创企业工作的科学家必须以目标为导向，将全部心思放在探索研发技术的细节上，弄明白为何出现问题，直接解决出现的问题。这份工作无法拖延处理，问题必须要在商业方案所安排的时间期限内以一种强有力的方式解决。
当然，具体情况变化万千，团队的角色设置也不是一成不变。更为重要的是要认识到，对一家初创企业早期成功来说至关重要的、不同类型的贡献：以清楚的沟通和创业故事来令人兴奋，吸引投资；以技术专长来迅速推进产品的技术就绪指数；依靠来自民营部门的指导帮助推动企业的非技术领域进展。尽管某些人也许能在多个领域做出贡献，但构建一支强有力的团队仍然很重要。初创一家企业有许多工作要做，不必全压在一个人的肩膀上。
真实的世界
当一支团队被选中参与创新团队项目后，成员们的第一项工作是评估新产品的市场机会。大多数初创企业的失败不是因为技术行不通，而是因为他们的产品压根没有市场。所以，团队要接近潜在客户、合伙人和利益相关者，弄清产品的潜在价值。要通过这些讨论，试着回答下列问题：谁会对产品感兴趣？为什么？他们可能想要如何使用产品？它是否代表了一个足够大的进步，值得将其整合到现有产品中？
创新团队项目要求团队在7周多的时间内进行至少100次这样的会面。这个数字也许听上去让人胆怯，但这些会面中收集到的信息对于弄清一家初创企业能否成功——假如能的话，又该如何进行下去——至关重要。重要的是，潜在的投资者在决定是否资助时，会想要见到这样的市场调研。但是，建立职业上的联系不仅仅对于确定投资来源和潜在客户来说很重要，新建立的人脉会带来宝贵的专业意见，进行这么多场会面也给予团队成员一个练习如何推销和打磨创业构思的机会。
通过这些努力，团队也许意识到，他们的创业构思的商业化不可能带来成功，那也没关系。并非每个创业构思都会取得成功，还是早点发觉为好。收到正面反馈的团队到这时早已对产品的价值、潜在的客户和投资者有了更深入的领会。
在一家初创企业进入到争取资金阶段之前，公司需要先登记注册为法人。对于初创企业来说，这一步实现两个主要目的：详细规定合伙人之间的股权分配情况；使得公司能向大学取得所有必需的知识产权许可。尽管可以利用在线工具来自行操作，整个过程可能会很复杂。通常更审慎的做法是聘请一名律师来协助，以便确保万无一失。初创企业的常见法律架构是C类公司，也就是在法律上和财务上都将股东与公司相分离，而且出于税务原因，这些公司常常在特拉华州注册为法人。
让我看到资金！
初创企业能够从针对基础研究开发和商业化的联邦资金中获益。小企业创新研究（SBIR）计划和小企业技术转移（STTR）计划负责这方面的拨款。两者的主要区别在于，一家公司若要获得STTR的拨款，必须与一家科研机构合作，该机构会收到至少30%的拨款。这个模式很适合那些利用来自学术界技术的初创企业，因为公司有一个天然的合作伙伴——带领研究的大学实验室。
SBIR和STTR的拨款由包括美国国防部、能源部和国家科学基金会在内的11家联邦机构授予，拨款分为三个阶段的奖励。第一阶段的拨款资助6个月的探索性研究（技术就绪指数为1~3），能提供最多25万美元的资金，然而通常不会超过15万美元。假如研究结果很有希望，科研人员可以申请第二阶段的拨款，这笔资金会被用来扩展最初结果，开始从科研转至研发阶段（技术就绪指数为4~6），第二阶段拨款持续最多两年，最多能提供100万美元。
第三阶段奖励有点不一样，因为该阶段并没有额外资金。相反，该阶段的奖励是“源自、延伸或完成”之前SBIR拨款下完成的工作，必须利用外部来源的资金。虽然这听上去也许不同寻常，但它的价值来自SBIR或STTR授予的20年数据权利保护。政府早已获取项目产生的数据，但数据不能披露给外部机构。因而，这个保护措施维护了公司的价值，提供签订独家合同的权利。SBIR和STTR拨款是所谓的“非稀释性融资”的重要范例，也就是说企业所有人不必放弃公司股权来换取财务支援。
然而，这三阶段的结构暗示了初创企业融资的一个关键：深度科技公司的建立和运营常常需要来自私营部门的财务支援。拨款能成为一个良好的起点，但最终公司几乎都要争取外部资金。外部投资的来源可以宽泛地分为两大类：天使投资者和私募股权投资公司。
天使投资者是一批高净值人群，向初创企业提供资金，换取公司股权，也就意味着这是稀释性融资。因为资金来自个人，他们也许是在寻找一个不仅会带来投资回报也让他们感觉兴奋或带来影响力的项目。争取天使投资取决于创业者与天使投资者发展个人关系的能力。天使投资者更可能在早期阶段投资，通常对于公司的发展也更加亲力亲为。
私募股权投资公司集聚来自退休基金、高净值人士和投资机构的资金，再将这笔钱投资到私营公司上，为出资者带来回报。初创企业的融资通常来自风险资本（VC），这是一种私募股权。风险资本给予的资金也属于稀释性融资，风险资本可能会要求获得公司的大额股份来交换投资，从而使得公司创立人对公司未来的控制力变弱。风险资本也可以为公司发展设定雄心勃勃的目标，加速取得投资回报。这种大手笔也有好处：天使投资一般为几十万美元，而风险资本投资常常超过一百万美元。
创业的终点
虽然个人关系在吸引风险资本投资方面或许不那么重要，将科学转译为投资者能理解的语言这一点依然重要。创业者得要说服风险资本，他的构思是突破性的创新，有足够的需求，最终能给投资者带来利润，同时也要让风险资本基金管理人放心，初创公司有开发出产品的技术能力。科学家常常过度关注一项发明的独特性，而忽略了它的市场潜力，这可能削弱他们的说服力。要组织一个强大的团队，结合商业和技术专长，说服投资者相信公司已经预备好成功，并且能够实现目标。
来自学术界的科研人员可能要费很大力气来管理投资者的期望。设立现实的目标，并且好好沟通，这对于确保双方意见一致至关重要。在提出任何时间表时，留出一些回旋余地，这个做法有助于在最后期限之前完成任务。在学术界，进展往往出现在更具弹性的工作制中。而对于初创企业，错过最后期限会让投资方损失金钱。
一家以应用人工智能为基础的初创企业也许能在一年之内创造出产品，而一个制造类产品背后的研发工作常常耗费5到7年时间，有时还更多。前沿的深度科技可能难以解释清楚，说服投资者相信它的潜在价值是一个挑战甚大的任务，这时重要的一点就是，创业者得是个老练的沟通者或推销员。
物理科学技术转化的产品可能比医药产品更加容易推向市场，后者通常需要多年的临床试验，通过许多繁琐的手续。但是，深度科技初创企业的最终产品仍然可能受到规章管理，比如，一种全新的可充电电池得要被证明对于消费者和环境都是安全的。假如存在监管障碍，那么拥有适当专业知识的人才应该成为团队一员。
许多初创企业有一个共同点，也就是他们的最终目标：成功通常意味着被一家大公司收购。刚创业时，创业者也许幻想他们的公司会不断壮大，兴旺发达。尽管这条发展路线确实有可能实现，但它并非唯一的成功图景。对于投资者来说，卖掉公司是拿到投资回报、转向下一个机遇的最快捷、也最容易的方式。另一个选项是首次公开募股（IPO），使得投资者能够将股份卖给公众投资者，获得收益。但IPO环节既艰难又花费高昂，所以卖掉公司是大多数投资者更偏爱的路线。
基于大学科研而成立的深度科技初创企业是高风险、高回报的事业。当它们获得成功时，它们使得前沿的、未开发的技术以商业上可行的产品形式变现其潜能。公司背后的科研人员所获取的不仅仅是经济收益，还有一份用自己的工作来影响人类生活的满足感。
资料来源Physics Today
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本文作者克莉丝汀·米德尔顿（Christine Middleton）是《今日物理》杂志编辑还需要财务投资和一个各有所长的专业团队。