组态视角下大科学装置产业溢出效应影响因素研究

王 帅，孙鑫琴，赵 蕊，时 省

(1.合肥工业大学经济学院，安徽 合肥 230601；2.安徽省科技成果转化促进中心，安徽 合肥 230088)

0 引言

随着科学技术的发展，现代基础科学研究项目通常具有高度的系统性、复杂性和集成性，需要依靠和利用复杂且昂贵的大型科研设备开展研究，传统的依靠单个科研团队或实验室的“小科学”科研模式已经难以应对。大科学装置已成为创新体系建设的重要基础，是现代科学研究取得重大突破的必要条件，具有推进多学科综合交叉发展、突破高新技术瓶颈的强大支撑能力，是衡量一个国家科技实力和综合国力的重要标志[1]。大科学装置又称为重大科技基础设施，是指经过大量投入和工程建设而成的大型科技设施，通常具有“二大二高”(投资大、技术难度大，系统复杂性高、风险高)的特点[1-2]。除了实现既定的科学目标外，还承载孕育源创新、促进关键技术突破、提升产业创新能力以及带动区域创新发展等重要使命。现阶段，中国大科学装置规模不断扩大，覆盖领域持续拓宽，技术水平显著增强，地域布局不断优化。然而，大科学装置在快速发展的同时，依然存在辐射效应未充分发挥、利用水平有待提升、完善的转化产业链尚未形成等问题。与发达国家相比，中国大科学装置起步较晚，但发展速度较快。当前，中国批准立项、在建和运行的大科学装置有57项，相关投资高达400亿元，部分设施综合水平迈入全球第一方阵。设施的建设和运行为中国科学事业的发展提供强大支撑，推动核物理、生命科学、粒子物理及其他领域部分方向的科研水平迈向国际先进行列[3]。与此同时，关于大科学装置产出效益的研究日益增多，主要聚焦于探究大科学装置的科学效益及其影响因素[4-5]，而对其经济效益的研究相对较少。部分研究[2，6-8]探讨大科学装置在建设与运营过程中对关联供应商、本地产业结构、人力资本及区域发展的影响，但这些研究并未对导致差异化大科学装置产业溢出效应形成的关键原因进行深层次分析，缺乏不同前因条件间组合关系及共同作用对大科学装置产业溢出效应影响的组态分析，尚不能阐明大科学装置产业溢出效应的复杂影响因素。

本文将模糊集定性比较分析 (fsQCA)方法应用到大科学装置产业溢出效应影响因素的研究中，从组态视角和整体论出发，基于知识溢出理论与TOE框架构建综合性理论分析框架，探究了技术、组织、环境等多重因素在促进大科学装置产业溢出上的并发协同效应与联动匹配模式，分析影响大科学装置产业溢出效应的组态条件。具体来说，本文尝试解答以下问题：①大科学装置产业溢出效应主要受哪些条件组态的影响？②哪些条件对大科学装置产业溢出效应的提升更为关键？③各条件组态之间潜在的替代关系如何？本文以与合肥全超导托卡马克核聚变实验装置 (EAST)、北京正负电子对撞机 (BEPC)和上海光源 (SSRF)3个代表性大科学装置相关的160家企业为案例样本，实证分析影响大科学装置产业溢出效应的关键因素。本研究一方面有助于深化对大科学装置产业溢出效应影响因素及实现机制的理论认识；另一方面对充分发挥大科学装置推动产业创新和区域发展的作用具有重要的实践指导意义。

1 理论基础与分析框架

1.1 大科学装置产业溢出发生机制

随着大科学装置在中国各地建设布局日趋完善和运行逐渐稳定，关于大科学装置经济效益的研究日益增多。产业溢出效应作为大科学装置经济效益的一个重要方面，是伴随着装置规划、建造、运行及产出各个阶段而存在的，产生于研发、建造和运行过程中各类主体的互动[9]。大科学装置产业溢出机制主要包括以下4个维度。

(1)本地知识溢出。大科学装置在运营过程中会产生一系列原创应用成果和先进技术，这些技术成果首先会在设施所在地进行转化应用，有助于为当地企业解决“卡脖子”技术难题，通过技术转让、授权、许可、合作研发等转化手段，为本地产业创新赋能，产生显著的本地知识溢出效应。首先，在大科学装置研发和建造过程中，需要大量高参数、高性能的非标产品设备，具有工程建设和科学研究双重属性，能够衍生出一批高新技术和高科技产品，通过知识溢出将产生的新技术、新知识及新产品应用到企业产品研发之中，促进企业创新能力的提升[10-11]；其次，在装置运行过程中，先进科学装置会吸引外来专家和优秀青年人才进入交流学习，促进蕴含在人力资本中隐性知识的本地传播[2]；最后，依托装置能够产出一系列重大科研成果和新兴技术，丰富本地知识池，新知识通过非正式交流、研发合作、技术转移、技术孵化等途径扩散到周边企业，促进本地相关产业发展[12-13]。典型如合肥物质研究院等离子所依托EAST运营研发的“三相调制负荷综合校正方案”为安徽应流集团解决热等静压机电压波动问题，为其创造上千万元价值。

(2)新兴产业催生。大科学装置在建设和运行过程中能够带来源头性、颠覆性技术创新，在某些专业领域具有重大应用价值，通过产业孵化，催生新企业甚至新产业，带动区域创新发展[9]。一方面，大科学装置在建设过程中对于高参数、高性能零部件的需求可能催生高科技创新企业诞生[11]。大科学装置设施工程设计超前，所需零部件需要适应一些超低温、超高温、超强磁场等极端环境，市场上现有产品已无法满足其需求，需要科研人员与供应商针对需求进行专门研发，在此过程中会催生一批在某些专业领域具有核心技术的新兴企业，如为EAST建设和运营提供铠装电缆和大型超导磁体绕制技术的合肥科聚高技术有限责任公司。另一方面，依托大科学装置产生的创新成果在本地实现商业化，催生新企业乃至新产业，引发相关领域的技术革命。在组织层面，针对装置，成立专门的新型研发机构、技术成果孵化中心等，促进技术商业化，带动本地产业发展；在个体层面，部分装置的技术研究人员携带科研成果自主创业，实现技术成果商业化[5，14]。典型如合肥物质研究院等离子所依托EAST运营储备的超导技术，吸引合肥市产投资本，合资创立合肥中科离子医学技术装备有限公司，开展国产超导回旋质子治疗系统研发，有望催生千亿级质子高端医疗装备新产业。

(3)配套产业带动。大科学装置一般技术工艺难度高，研发规模庞大，特殊技术的应用往往会引起重大创新，从而促使产业升级。新的生产指标可以刷新现有的产品标准，往往也会作为下一代产品的生产标准，这一阶段由产业链上各个环节的创新突破来完成，装置的需求则是这一产业链中的起点，在建设过程中还会带动检测、鉴定、科技交流和科技评估等配套产业发展[11，15]。同时，对设施要求严苛的制造工艺给装置的供应商带来新的技术难题与挑战，很多需要装置运营机构与企业进行联合研发，企业在合作过程中获得新的知识、技术和方法[16-17]，知识随之溢出到相关企业及其行业。对大科学装置的需要不断将其供应商推向技术前沿，促进其创新发展。

(4)高端人才集聚。大科学装置为世界一流科研体系奠定平台基石，具备强大的人才聚集能力、人才培养与承载能力以及人才造就能力。一方面，大科学装置可以吸纳前沿领域的顶尖科学家到本地开展交流学习，从而提高当地的研发创新能力[5，18]；另一方面，依托设施培养和造就了一大批顶级科技人才，这些人才会回流到其他部门或行业，将专业的知识与技术传递给产业界、高校或其他研发单位，从而促成知识的传播与扩散，促进当地人力资本水平的显著提升[9]。例如，位于广东东莞的散裂中子源，显著改善了本地人才环境，促进了高端产业落户，推动了东莞及大湾区的产业升级和经济发展。

已有文献对大科学装置产业溢出效应进行的探讨为本文研究提供了一定的理论支撑，但既有研究缺乏对大科学装置产业溢出效应影响因素的系统探究。考虑到大科学装置技术的复杂性，不同因素对其产业溢出效应的影响并不是独立的，而是彼此相互作用、相互联系。通过传统计量回归模型只能得出单个要素的边际效应，无法系统、全面地阐释大科学装置产业溢出效应背后的多因素联动效应及复杂驱动机制。针对上述局限，本文尝试采用fsQCA方法对影响大科学装置产业溢出效应的多维组态因素进行深入探究，为提升大科学装置产业溢出效应提供实践启示。

1.2 影响因素分析框架

TOE (技术-组织-环境)框架最早由Tornatzky和Fleischer于1990年提出，其本质是一种基于多层次技术应用情景分析技术应用效果的综合性理论分析框架，包括技术、组织和环境3个层面。技术因素包括技术与组织结构的兼容性、技术与组织能力的匹配性以及技术的潜在收益性；组织因素通常指组织结构、规模、相关制度安排及其他内部可利用资源；环境因素更加关注组织开展活动所处的技术环境，如政府政策、竞争压力、行业环境等。以上3个层面的因素相互影响、彼此联系，共同作用于企业创新技术采纳行为及效果。随着理论的发展，TOE框架被应用于多领域、多学科研究中，具有较强的适用性、灵活性和可操作性，为本文探究大科学装置产业溢出效应的影响因素提供了合适的理论框架。

大科学装置作为一种大型复杂科学研究系统，具有鲜明的科学和工程双重属性，其带来的产业溢出效应并非简单取决于自身运行方式，还受到企业创新行为及嵌入环境的影响，具有整体性、多样性和复杂性特征。因此，需要将大科学装置产业溢出效应的相关研究建立在系统性和整体性视角之上，进行多因素、多层次的综合分析。本文基于TOE框架，结合产业溢出发生机制及关联要素，构建系统的整合性分析框架。在技术层面，技术邻近性对大科学装置产业溢出效应的产生具有重要影响。在组织层面，主要依赖社会邻近性和大科学装置产业开放度。在环境层面，主要取决于企业所在地区的知识产权保护度、政府财政科技支出和地理距离等因素。以上6个解释因素相互作用、协同匹配，共同影响大科学装置产业溢出效应，如图1所示。

图1 分析框架

(1)技术层面。该层面的要素是技术邻近性。知识传播与溢出需要特定的吸收能力和相似吻合的认知基础[19]，技术距离越近，表明组织间技术相近度越高，越有利于知识吸收。在大科学装置产业溢出过程中，如果企业与装置的技术距离过大，则会因为缺乏共同的认知基础难以对相关技术进行有效吸收[20]；尽管异质性知识是企业重要的学习对象，但过于“陌生”的技术无疑会影响双方的沟通效率，充分理解并吸收再创新的过程[21]。当企业与装置有共同的技术基础及相似经验时，则能够降低知识溢出的成本，有助于更高效地获取、理解及消化知识。

(2)组织层面。该层面有社会邻近性和大科学装置产业开放度两个要素。创新主体间的社会关系网络对知识溢出有重要影响，尤其对于隐性知识的传播[22]。大科学装置面临产业化难题的一个重要因素在于企业对装置应用领域及相关技术成果缺乏了解[3]；如果企业与装置存在社会邻近性，两者具有较高的信任程度，能够进行更深入交流和了解，企业则能更加精准地判断其对公司研发创新的作用，更有利于产业溢出效应的产生。此外，国家建设的大部分装置偏向于基础研究，分配给学界科研人员的机时较多，而产业界获得的使用机会非常少[3]；产业开放度越强，产业界获得使用的概率会相对增加，两者的互动也随之增加，更有利于产学研协同创新机制的建立，从而产生更强的产业辐射和带动效应。

(3)环境层面。该层面有地理距离、政府财政科技支出和知识产权保护度3个要素。企业从大科学装置中吸收知识面临的首要障碍是空间限制。知识溢出存在空间局限性，地理距离无形中降低了交流机会，增加了人们面对面交流的成本，阻碍了隐性知识的传播与扩散[23]。通常，装置与企业距离越近，产生的知识溢出效应越强，反之则越弱。政府是促使大科学装置发挥产业影响的重要主体之一，依托装置产生的新兴技术成果，通常具有极大的不确定性和风险性，需要政府采取相关措施或给予财政支持，鼓励企业积极参与产业化进程，进而促进产业溢出效应的提升[24]。此外，制度环境对于知识溢出具有重要影响，加强知识产权保护能够营造良好的创新合作与知识交流环境，不仅能增强企业的创新积极性，而且有利于促进信息共享，从而提升地区知识溢出水平[25]。因此，良好的知识产权保护环境有助于增强大科学装置产业溢出效应。

2 研究设计

2.1 研究方法

定性比较分析 (QCA)是一种以集合论和布尔代数为基础的组态分析方法，其目的是对实践中多因素间相互作用并产生结果的现象进行解释[26]。该方法由Ragin于20世纪80年代提出，其本质是案例层面的分析方法，通过案例比较和分析寻找各变量间的因果规律及多重并发关系[26-27]。本文采用的fsQCA方法是QCA方法中的一种，其在对条件变量进行赋值时允许取介于0～1的分数，能够进一步处理程度变化或部分隶属问题，具有较广的适用范围和较强的可操作性。大科学装置具有参与主体众多、技术门槛高、投资规模大等特点，其产业溢出效应受多重因素影响；fsQCA方法能以条件组态的方式识别驱动大科学装置产业溢出效应的多条作用机制，并能识别出各个路径之间的同等效用关系，能够有效揭示影响大科学装置产业溢出效应的复杂因素。具体来说，fsQCA方法主要包括条件选择、案例选择、变量的测量与校准、结果分析 (必要条件分析及条件组态分析)以及稳健性检验5个关键分析步骤。

2.2 条件选择与案例选择

基于前述分析框架，本文确定技术邻近性、社会邻近性、大科学装置产业开放度、知识产权保护度、政府财政科技支出和地理距离6个条件变量。在案例选择上，主要遵循3个原则：①保证足够数量的案例样本；②确保案例间的最大异质性、可比性和代表性；③案例分布具有技术差异性、行业多样性和地理空间分布异质性等特征。本文案例样本最终由分布在25个省市的160家企业组成，样本基本特征见表1。

表1 样本基本特征

2.3 变量测量及校准

2.3.1 结果变量

专利是技术创新成果的重要表现，专利引文记载了大量关于知识流的相关信息，可以为分析知识流动提供微观数据，将无形的知识溢出过程显性化，专利引用数据成为表征知识溢出的重要指标[23，28]。企业专利成果中对依托大科学装置产出专利的引用反映了装置对产业的知识流动。因此，本文利用企业专利对依托相应大科学装置形成专利的引用次数作为大科学装置产业溢出效应(SPILL)的代理指标，相关专利数据来源于中国专利数据库与Google专利数据库。

2.3.2 条件变量

(1)技术邻近性 (TEC)：采用企业专利与大科学装置专利之间国际专利分类号 (IPC)的重叠数量占总IPC分类号数量的比例表征，该数值越大，表明技术距离越近。

(2)地理距离 (GEO)：参考Hong等[29]的研究，采取大科学装置运营机构所在城市与引用企业所在城市的球面距离表示两者之间的地理距离。

(3)政府财政科技支出 (FSTE)：参考吴非等[30]的研究，采用2010—2020年财政科技支出与一般公共预算收入比值的平均值作为衡量政府财政科技支出的测量指标，相关数据来源于《中国统计年鉴》。

(4)知识产权保护度 (IPP)：参考周泽将等[31]的研究，以国家知识产权局公布的《全国知识产权发展状况报告》中所披露的2010—2020年知识产权保护指数的平均值作为代理变量。

(5)社会邻近性 (SOC)：参考夏丽娟等[22]的研究，根据引用企业与大科学装置运营机构是否有过合作经历或是其衍生企业计算两者的社会邻近性，当存在合作或衍生企业关系则社会邻近性为1，否则为0；相关数据来源于大科学装置官网披露的合作企业、衍生企业及天眼查中大科学装置运营机构直接参股企业信息。

(6)大科学装置产业开放度 (OPEN)：大科学装置合作企业以及企业用户数越多，表明产业开放度越高，但限于无法获取大科学装置企业用户数的完整数据，本文采用大科学装置运营机构联合申请专利中的企业伙伴数及官网披露的合作企业数作为大科学装置产业开放度的代理变量。

2.3.3 变量校准

在fsQCA分析中，将校准定义为赋予案例特定条件集合隶属分数的过程[26]，主要有两种校准方法：①间接校准法，研究人员根据自己的判断给每个条件变量赋予多个在0～1变化的数值；②直接校准法，研究者综合既有的理论经验和数据情况选取能够体现条件变量中间水平的取值，具体分为3个定性锚点，即完全隶属、交叉点和完全不隶属[32-33]，由此将数据转化成0～1的模糊集隶属分数。本文采取直接校准法进行变量校准，参照已有研究[24]做法，样本数据的75%、50%及25%分位数分别为完全隶属、交叉点和完全不隶属，各变量的校准结果见表2。

表2 变量描述性统计及校准

3 结果分析

3.1 条件必要性分析

在组态分析前，首先对单个条件变量的必要性进行检验[33]。衡量必要条件存在的重要指标是一致性，通常认为当一致性分数不低于临界值0.9时，可认定该条件是促进结果发生的必要条件[32，34]。本文通过fsQCA3.0软件对高产业溢出效应进行必要条件分析，见表3。结果显示，所有条件变量的一致性水平均小于0.9，说明单个条件变量均不是产生高水平产业溢出效应的必要条件，这也从侧面证实大科学装置产业溢出不同于一般的知识溢出过程，它是受多元化因素影响的复杂过程，需要综合考虑内外部多重因素的联动效应。

表3 必要条件分析

3.2 条件组态分析

组态分析是为了探究多个条件组成的不同组合对结果产生影响的充分性，在开展分析时，通常需要先设定一致性水平、频数阈值和PRI (Proportional Reduction in Inconsistency)一致性3个参数。同必要条件分析类似，一致性也是衡量条件组态充分性的重要标准，一致性水平的接受标准通常要大于0.75[34]。频数阈值则需要根据样本规模来确定，对于中小样本而言，频数阈值一般设定为1，而对于大样本而言，频数阈值应该设定大于1[35]。PRI一致性反映特定真值表行是Y而非～Y的子集程度，PRI阈值通常不低于0.70[26-27]。本文将一致性阈值设为0.80，频数阈值设置为2，PRI阈值设置为0.70。条件组态分析的结果呈现使用Fiss[33]提出的核心条件判断方法，将在中间解与简约解中同时存在的条件称为核心条件，并将只出现在中间解中的条件称为边缘条件。大科学装置产业溢出效应有5种组态结果，其中5条路径解的一致性分别为0.868、0.927、0.911、0.924和0.930，均大于一致性阈值0.80，表明组态分析结果可靠。总体解的一致性为0.867，覆盖度为0.329，均在可接受范围内，表明这5条路径均能对大科学装置产业溢出效应的产生进行较好的解释，见表4。

表4 产业溢出效应高的组态

在条件组态1a中，以高知识产权保护度、非高技术邻近性及非高社会邻近性为核心条件，高财政科技支出为边缘条件的组态能够实现高水平产业溢出效应。这表明，即使缺乏技术邻近性和社会邻近性两方面条件的支撑，只要政府增加财政科技投入，加强知识产权保护，同样能促使高水平产业溢出效应的实现。该组态能解释约23%的高水平产业溢出效应案例。另外，约9%的高水平产业溢出效应案例仅能被这条路径解释。在所有路径中，该路径的覆盖率最高，进一步证实了财政科技支出和知识产权保护对产业溢出效应的重要性。在条件组态1b中，以高知识产权保护度、非高技术邻近性及非高社会邻近性为核心条件，非高地理距离和高产业开放度为边缘条件的组态能够产生高水平产业溢出效应。这表明，在技术距离和社会距离较远的情况下，高水平产业溢出效应的产生需要同时满足地理距离相近、知识产权保护意识强及产业开放水平较高3个条件。该组态能解释约12%的高水平产业溢出效应案例。其中，约2%的高水平产业溢出效应案例仅能被该路径解释。从核心条件看，路径1a和1b构成二阶等价组态，可归类为“环境”驱动型。

在条件组态2a中，以高财政科技支出、高产业开放度、非高地理距离及非高社会邻近性为核心条件，非高技术邻近性为边缘条件的组态能产生高水平产业溢出效应，知识产权保护度为非必要条件。这表明，政府对科技发展的财政支持、产业开放水平的提升和地理邻近性的存在能在一定程度上弥补技术邻近性和社会邻近性条件的缺失，并不受地区知识产权保护的影响而实现高水平产业溢出效应。该组态可以解释约13%的高水平产业溢出效应案例。其中，约2%的高水平产业溢出效应案例仅能被该路径解释。在条件组态2b中，以高财政科技支出、高产业开放度、非高地理距离及非高社会邻近性为核心条件，高知识产权保护度为边缘条件的组态能够实现高水平产业溢出效应。这表明，当地理邻近性存在而社会邻近性不存在时，拥有良好的知识产权保护环境、充足的财政科技支出和较高的产业开放水平同样能够推动产业溢出效应的提升。该组态可以解释约11%的高水平产业溢出效应案例。其中，约1%的高水平产业溢出效应案例仅能被该路径解释。从核心条件看，路径2a和2b构成二阶等价组态，可归类为“组织-环境”驱动型。

在条件组态3中，以高知识产权保护度、高地理距离、非高产业开放度及非高社会邻近性为核心条件，高财政科技支出为边缘条件的组态能产生高水平产业溢出效应。这表明，若知识产权保护制度完善，外加财政科技支持，即使不存在地理邻近性和社会邻近性，且产业开放度较低，仍能产生高水平产业溢出效应。该组态可解释约11%的高水平产业溢出效应案例。其中，约3%的高水平产业溢出效应案例仅能被该路径解释。从核心条件看，该路径可归类为“环境”驱动型。

如图2所示，条件组态1a所能解释的案例包括12 (江苏新天地生物肥料工程中心有限公司)、42 (珠海真理光学仪器有限公司)、80 (浙江新锐焊接科技股份有限公司)等企业。其代表性案例是广东省的珠海真理光学仪器有限公司，该企业虽与BEPC不存在技术邻近性和社会邻近性，但因其具备良好的区域环境 (广东省知识产权保护发展和综合发展指数连续9年居全国首位，高度重视财政科技支出，年均增长18.4%)，充分汲取了BEPC的新知识。条件组态1b所能解释的案例主要有7 (福建正源饲料有限公司)、12 (江苏新天地生物肥料工程中心有限公司)、14 (山东麦德盈华科技有限公司)等企业。作为典型案例，江苏新天地生物肥料工程中心有限公司与EAST存在一定的技术距离和社会距离，但地理距离相近，并拥有良好的知识产权保护环境 (江苏省大力推进知识产权高质量发展，2021年知识产权保护社会满意度得分和知识产权综合发展指数分别位居全国第一和第二)，成为EAST的受益方，可见加大知识产权保护能在一定程度上缓解较远的技术距离和社会距离对技术溢出产生的不利影响。

如图3所示，条件组态2a所能解释的案例包括5 (安徽省天享肥业有限责任公司)、6 (六安亿牛生物科技有限公司)、47 (合肥晶弘电器有限公司)等企业。这些企业与EAST不存在社会邻近性，但存在地理邻近性，且EAST运营具有较高的产业开放度，能有效地从EAST的科研成果中获益。条件组态2b所能解释的案例包括70 (北京仁创铸造有限公司)、76 (北京首朗生物科技有限公司)、89 (北京中科信电子装备有限公司)等企业。这些企业与BEPC存在地理邻近性，但社会距离较远，但得益于北京市良好的知识溢出环境 (大量的政府科技投入与良好的知识产权保护环境)，以及BEPC较高的产业开放度，能够从BEPC的科研成果中吸收知识，获取经济效益。

(a)条件组态2a

如图4所示，条件组态3所能解释的案例包括40 (辽宁兰晶科技有限公司)、46 (深圳市国华光电科技有限公司)、77 (佛山市智海星空科技有限公司)等企业。典型如佛山市智海星空科技有限公司与SSRF不存在社会邻近性和地理邻近性。即使SSRF运营产业开放度相对较低，但广东省具有良好的创新环境，为产业溢出效应的发生创造了有利的外部条件，企业在此环境下可以从中获益并有效吸取SSRF所提供的外部知识。

图4 条件组态3的案例解释

3.3 条件组态潜在替代关系分析

通过对产生高水平产业溢出效应条件组态间的对比分析，可以进一步识别技术、组织和环境条件组合之间的潜在替代关系。对比组态1a和1b可以发现，对于知识产权保护意识较强的地区，若不存在技术邻近性和社会邻近性，大科学装置产业开放度 (组织)和地理距离 (环境)的组合可以和财政科技支出 (环境)相互替代，以促进产业溢出效应的提升。其次，对比组态1b和2a可以看出，若不存在技术邻近性和社会邻近性，但地理邻近性存在且产业开放水平较高，财政科技支出 (环境)和知识产权保护度 (环境)可以相互替代。最后，对比组态1a和2a可以发现，对于财政科技支出较高地区的企业，在同时面临较远的技术距离和社会距离时，大科学装置产业开放度 (组织)和地理距离 (环境)的组合可以和知识产权保护度 (环境)相互替代。

综上所述，在推动大科学装置产业溢出效应的6个条件中，知识产权保护度和财政科技支出发挥着核心作用，二者都能单独替代地理距离和大科学装置产业开放度且起到关键作用。可以看出，提升产业溢出效应的关键是完善环境因素，特别是加强知识产权保护和加大财政科技支持。这是因为，科学严格、权责清晰的知识产权保护制度为产业溢出效应的产生提供制度保障，能有效克服外部性、信息不对称等问题，降低创新者知识产权被侵犯的风险，保障创新者的垄断利益，减少“搭便车”现象的产生，从而促进新知识发生溢出[36]。财政科技支出有助于营造良好的创新环境，激励企业的创新积极性，并主动探索外部知识源，加强对包括大科学装置在内的外部知识的搜寻和吸收。此外，部分财政科技支出用于创新补贴和创新风险补偿，能够缓解企业创新融资约束，并分担采用大科学装置超前技术带来的创新风险，增强企业合作意愿。此外，政府牵头构建合作平台，增强双方互信，具有引领和示范作用，促进知识溢出，条件组态的替代关系如图5所示。

图5 条件组态间的替代关系

3.4 稳健性检验

QCA分析通常通过提高案例一致性阈值和原始一致性水平两种方法来开展稳健性检验。本文分别将案例频数阈值由2提高至3，一致性水平从0.80提高至0.85，对产生高水平产业溢出的组态进行重新分析，结果的组态分布以及一致性和覆盖度与前文研究结果一致，表明结论稳健。

4 结论与展望

4.1 研究结论

大科学装置是提升国家原始创新能力、解决重大科技问题的重要平台，不仅有重要的科学效益，也有显著的产业溢出效应。既有研究缺乏对影响大科学装置产业溢出效应的关键因素和驱动机制的系统分析，本文从组态视角出发，基于TOE框架，以与EAST、BEPC和SSRF 3个代表性大科学装置相关的160家企业为样本，运用fsQCA方法探究技术、组织、环境要素组合在促进大科学装置产业溢出效应上的并发协同效应与联动匹配模式，研究发现如下。

(1)技术、组织和环境所包含的6个要素均无法单独构成高水平产业溢出效应产生的必要条件，条件组态是促进产业溢出效应提升的关键。具体而言，存在5条路径驱动高水平产业溢出效应的实现，可以归纳为“环境”单向驱动型和“组织-环境”双重驱动型两种模式。其中，财政科技支持、知识产权保护度和装置自身产业开放程度发挥着更关键的作用，而技术邻近性、社会邻近性和地理邻近性并不是影响产业溢出效应的必要条件。

(2)高水平产业溢出效应背后是多因素协同作用的结果，并且各因素之间存在一定的潜在替代关系。在特定的客观禀赋条件下，技术、组织和环境要素组合能够通过等效替代以“殊途同归”的方式促进产业溢出效应的提升。其中，财政科技支出和知识产权保护度都能够单独替代地理距离和大科学装置产业开放度而实现高水平产业溢出效应，表明企业凭借外部环境的改善能够有效克服技术距离和社会距离过远带来的信息不对称，进而促使高水平产业溢出效应的实现。此外，在特定条件下，财政科技支出和知识产权保护度也存在一定的替代关系。

4.2 启示

(1)高水平产业溢出效应的产生需要技术、组织和环境之间的协同作用，各条件间的互动匹配关系证实了大科学装置产业溢出过程的复杂性。政府应基于区域条件，在整体视角下致力于技术、组织、环境等多重条件的联动匹配，分类制定行之有效的政策，以增强产业溢出效应。“环境”单向驱动型路径表明，对于财政科技投入较多的省份，加强知识产权保护能克服产业开放度较低或技术距离、社会距离以及地理距离较远带来的不利影响，实现高水平产业溢出效应，此类驱动模式对本身未投资建设大科学装置或装置规划布局尚不成熟的地区如浙江、山东、福建等地具有重要的借鉴意义。“组织-环境”双重驱动型路径表明，对于大科学装置建设布局已趋于成熟的地区，典型如北京、上海、广东、安徽等地区，通过提升装置产业开放水平能有效降低技术距离和社会距离较远而产生的不确定性，进而增强产业溢出效应。

(2)对于大科学装置而言，要进一步提高自身产业开放度。虽然中国大科学装置不断推进开放共享，但产业用户获得的使用机会仍然很少，要进一步拓宽大科学装置使用的准入范围，为两者的学习交流和合作发展搭建开放平台。在运营管理中，需要健全企业用户参与机制，促进装置与产业需求的有效对接，形成企业、高校、科研院所等多方共建共享的局面。例如，定期发布依托装置产生的非保密性研究成果及组织装置内部人员与企业进行技术交流，在宣传自身技术的同时了解企业需求，增强企业与装置之间信息的互联互通，加速科技成果转化。

(3)对企业来说，可以依靠主动对接、项目合作及人才引进等方式提升知识吸收与利用能力。企业应主动寻求与大科学装置进行项目对接合作，主动探求联合研发、委托开发、技术入股等多种方式的合作，利用装置超高的技术工艺，加快推进企业技术创新和管理升级。同时，企业要密切关注与本企业技术领域相关的大科学装置，加强与装置内部人员的技术交流，对于依托装置所产生的新技术、新工艺及新科技成果进行及时的跟踪掌握。此外，企业可以借助政府构建的相关产学研合作平台，与大科学装置建立长期稳定的合作关系，共同开展人才培养、技术攻关、成果转化等创新活动，为企业未来研发创新和技术发展提供强大的科技支撑。依托装置培养和造就的大批科技人才流入企业，能够将专业知识与技术传递给产业界，并在企业与装置间建立起桥梁和纽带，企业加强相关人才的引进，能够有效增强对依托装置产生的知识与技术的吸收。

4.3 不足与展望

本文虽探究了影响大科学装置产业溢出效应的组态因素，但仍存在一定的局限性。当前，建成运营的大科学装置数量日益增多，本文仅选取3个具有代表性的装置及与其相关的160家企业作为研究样本，可能存在样本数量不足、无法发现全部组态条件的问题。此外，本文基于TOE框架选取6个代表性变量，受限于数据的可获得性，未能深入挖掘更多来自人力资本、知识网络等方面的影响因素，未来可进一步结合依托大科学装置形成的科技成果转化、人力资本以及社会网络来全面探究大科学装置的经济效益。