加拿大科技投入和重点技术领域的发展

　　　1.国家科技投入规模、科研队伍及专利申请情况

加拿大政府重视科学研究与发展（r&d），向科研投入的资金逐年增加，2004年全国r&d投入为245亿加元，占gdp总量的1.9％，在oecd国家中排列第12位。“加拿大创新战略”确定了到2010年要达到的目标是，政府对研发的投入至少比现在增加一倍，在研发能力方面要居世界前5名。加拿大联邦政府对研发投入约占国家科技总投入的1／5，还有来自地方政府、企业界、大学和私人非赢利机构的投入。企业界对研发投入约占国家总投入一半以上。加拿大从事科研工作的主要有三支队伍，联邦政府各有关科技部门及所属的国家研究机构（中心）或实验室，侧重基础与交叉学科的研究；大学（医学院）及医院研究机构除培养人才外也承担相当部分基础与应用研究；企业界研究机构主要开展应用研究，特别是与本企业相关的产品研发工作。

　　（1）科技投入组成
根据加拿大统计局资料：2003年国家r&d的总投入为224.5亿加元，2000年为191亿加元，比2000年增长11％。其中联邦政府对r&d的投入为43.68亿加元，约占总投入的19％。地方政府的投入是12.56亿加元，约占总投入的6％。企业界对r&d的投入达99.52亿加元，占总投入的44％，居第一位。高等院校的投入为36.03亿加元，占总投入的16％。私人非赢利机构的投入是6.41亿加元，占r&d总投入的3％。外国研发机构投入为26.3亿加元，占总投入的12％。联邦政府机构的开支是21.14亿加元，约占总投入的10％左右，说明联邦机构的r&d开支份额不是很大。

　　（2）科研队伍及人员
联邦政府中与科技有关的部门有26个，负责各自业务范围内的研究与发展工作。分别隶属政府有关部门的研发机构和国家实验室约有200个。其中国家研究理事会（nrc）拥有23个研究所和技术中心，是联邦政府的主要研发力量。根据加拿大统计局2003年统计：全国开展r&d的科技工作人员总数是112624人，其中政府雇佣的约3.2万人，有1.2万从事研发工作，占全国科研总人数10％左右。政府的r&d主要集中在其他方面不能涵盖的公益性领域。高等院校拥有约3.3万科技人员，占全国总人数的38.1％。大学除自己投入外，还有来自政府各理事会和卫生研究院的资助。企业界约有5万科学家和工程师从事应用研究开发，占全国总人数的51.2％，是加拿大开展研发的中坚力量。

　　（3）专利申请情况
专利申请和批准数量是一个国家科技创新能力的重要指标之一。根据2001—2004年统计资料：加拿大每年专利申请数都在4万左右，其中约有30％被批准授予专利，授予工业设计专利的约占一半。2004年加拿大被批准的专利数达11805项。2003年加拿大大学和研究医院被批准的专利有3105项，说明高等院校发明创造的能力也很强。2003年被批准的工业设计专利约3500项，说明加拿大企业界拥有强大的研发力量。加拿大专利使用情况2004年在oecd国家中排列第17位。

　　　　2.重点技术领域的发展概况

加拿大国家科技发展战略强调发展经济、创造就业和提高人民生活质量。政府在科技发展中发挥引导和协调作用，根据国内外科技发展实际情况制定科技发展战略目标和确定科技发展方向及优先领域，在政府科技拨款中注意向重点技术领域倾斜，鼓励政府研发机构、国家实验室和大学与企业界合作共同解决关键技术的研发问题，以加快科技成果产业化进程。加拿大重点技术领域研发活动和产业化有明显的地理分布特点，相对集中在国家研发机构、著名大学和重点企业所在地。这些地点基础研究设施完善，人力、物力资源丰富，交通运输方便，靠近美国市场。

　　（1）信息与通讯技术
据统计：加拿大信息与通讯技术（ict）产值达600亿加元，在加拿大经济总量中占6.2％，雇佣人员50多万，是加拿大各技术领域中研发力量最强的一个部门。加拿大东部多伦多、蒙特利尔、魁北克市和渥太华集中了5000多家ict公司， 技术产品涉及微电子元器件、开关系统、宽带和多媒体产品及服务，编码、光纤电缆、边远地区通讯、海底电缆、卫星网络、计算机电话集成、无线通讯以及交通自动化管理系统。首都渥太华除nrc研究机构、加里东大学和渥太华大学等研发单位外，聚集了nortel网络公司、alcatel和mitel等大型信息通讯公司，高新技术企业密度居全加之首。
多伦多在多媒体、软件及微电子方面实力雄厚，著名的公司有nortel网络公司、celestica公司、hummingbird公司和ibm软件实验室。多伦多还有培养ict人才的优势，多伦多大学在机电和计算机工程方面在北美排名第10，离多伦多约一小时车程的滑铁卢大学信息技术毕业生数量居北美第一位。多伦多—基成纳—滑铁卢三角地区吸纳了约10万名信息技术工作人员。
蒙特利尔—魁北克地区还吸引不少跨国公司研究项目和实验基地，如爱立信、惠普、ibm、微软及摩托罗拉等。 蒙特利尔已塑造成为加拿大多媒体和电子商务的典型，他们生产的软件荣获国家学术奖。光电子企业集中在魁北克市。这一地区还是加拿大动画片制作软件的中心，世界上有一半多动画软件来自加拿大，近年在国际影视界产生巨大影响。加拿大大西洋地区在网络和软件应用方面还有著名的excels公司，nrc将在frederiction市建立信息技术和电子商务研究所。
ict产业大大推动了加拿大电子商务、远程办公、远程视听会议、远程教育、远程医疗等事业的发展。例如：1999年在联邦、地方政府、大学和私人企业共同努力下建成的学校网络是世界上第一个把公立学校和公共图书馆同互联网连接起来的国家，使加拿大不同年龄段的学生步入互联网时代，缩小了获取数据的鸿沟。目前加拿大家庭上网率超过60％。

　　（2）生命科学
加拿大重视生命科学研究，截止到2003年对生物技术r&d投入达20亿加元，产值约150亿加元，雇佣人员达6万。生物技术研发投入80％用于医疗健康，有62％的雇员从事这一领域工作。生命科学中加拿大在制药和农业生物技术方面居领先地位，特别是疾病诊断和治疗仪器方面有很多产品。在基因工程、保健、远程医疗和环境生物技术研究领域都取得很多成果。从事医疗卫生研究的单位涉及全国100多个医院和研究所。尽管加拿大医药产品的份额仅占世界市场的1.8％，但开发生产的新药达世界市场的10％。在基因学研究方面，加拿大科研人员发现了全球25％的致病基因。加拿大生物技术公司数量仅次于美国，蒙特利尔、多伦多和温哥华，共有500多家生物技术公司，有些是世界一流的公司，在生物技术收入方面居北美城市前20位。有25％的生物技术公司从事农业生物技术研发工作。
蒙特利尔有200多家生物技术公司与医疗卫生有关， 取得生物医药研究合同的数量居北美第一位。国际知名的制药公司在此都建有研究基地。nrc和génome què bec合作在该市nrc生物技术研究所建立了系统完善的基因测序装置，可以满足基因学研究群体的需要。当地mcgill大学、concordia大学、蒙特利尔大学和魁北克大学也拥有生物技术研究力量。
多伦多约有110家生物技术公司、研究型医院和研究所。多伦多大学及其附属科研机构使多伦多成为北美第四大医学研发中心，在生物信息科学和基因学方面有很强的研究力量。圭尔夫大学及附近生物技术公司主要开展农业生物技术研究。萨斯卡通拥有nrc植物生物技术研究所（pbi）和aafc农业生物技术研究中心。pbi主要开展增强人类健康的农作物研究，从功能基因入手，重点开发粮食及医用植物保健功能食品。温尼伯还有比较发达的生物医疗仪器设备产业。saskatchewan大学农学院和西方兽医药学院也拥有生物技术研究设施和人才。温哥华有70多家生物技术公司，70％从事卫生健康研究。
联邦政府十分重视生命科学研究，nrc还为其从事生物技术的5个研究所制定了战略计划，重点是生物医药和加工，设计、制造和纯化各种试剂，以支持基因疗法研究；疫苗和免疫学方面重点开发抗癌疫苗，主要了解特有癌抗体增强免疫反应的机理；生物诊断学方面nrc同国防部合作，以动物为模型研究传染病形态。nrc的海洋生物科学研究所（imb）从事海洋领域系统生物学和基因学研究，重点是水产养殖和生物信息学应用研究。

　　（3）资源和环境技术
加拿大虽然是资源大国，但对资源管理和环境保护技术的发展十分重视，特别注意减少气候变化影响的技术，因此也造就了加拿大资源与环境产业。加拿大政府积极推动国家科研机构、大学和企业界参与这一领域的研发活动，并加快研究成果的商业化。
加拿大森林覆盖率达40％，为了保护森林资源，加拿大自然资源部国家森林服务部开发成功的“立体火灾管理系统”，可以分析评估起火点、预报火灾及其蔓延态势。据介绍：火灾信息管理技术处世界领先地位，可以帮助森林管理人员评价野外火警威胁并有利于优化防火资源的利用。目前该系统已出口美国、俄罗斯、墨西哥、印度尼西亚、马来西亚、文莱、泰国、越南和菲律宾等国。
加拿大号称千湖之国，水资源极其丰富，政府支持水流域监控研究，国家创新基金（cfi）资助在不列颠哥伦比亚省建立了最先进的水质分析实验室，研究涉及有机物质吸收微量金属的能力，以降低水的毒性。还支持生物地球化学家j. curtis为首的研究人员跟踪研究该省由高地流入下游湖泊和水库沿途水体和水质的变化，研究自然生态系统对水质的影响。这些研究保证了该地区饮用水的安全健康。研究成果向政策制定者及其参与者提供更好了解人类活动对环境影响的科学信息，指导农牧业、林业开发和生产活动，为保护水源地和饮用水安全做出贡献。nrc 水力学研究中心在环保监测以及系统模拟技术方面开展了大量研究工作。该技术可应用于防洪、监测水污染、泥沙搬运、水质、堤岸溃缺和原油泄漏等领域。

①燃料电池：nrc创新中心负责推动燃料电池技术在交通和发电领域的应用，旨在减少空气污染和温室效应，支持质子交换膜燃料电池的研究，开发甲醇燃料电池和微型燃料电池组件，还同大学、主要燃料电池开发商及其零部件供应商合作，开发固体氧化物燃料电池及氧化剂系统。该中心环境测试装置保证了冬夏季节都可以开展全尺度燃料电池系统的测试。过去20年，加拿大政府和不列颠哥伦比亚省及魁北克省政府，在燃料电池开发方面发挥了主导作用，已投入1.5亿加元。在政府支持下，不列颠哥伦比亚大学建立了国家燃料电池研究中心，使该省在燃料电池技术方面居世界领先地位。在温哥华政府科研人员和巴拉德动力公司合作生产的氢电池在商品化方面取得初步成果。加拿大自然资源部资助斯图亚特能源公司开发加氢装置，已为巴拉德动力公司的氢电池加氢。现有3 辆以巴拉德动力公司氢电池为动力的公交车，在不列颠哥伦比亚省的coquitlam港口试运行。
②纳米技术：在医药、农业、新材料开发、制造业及环保技术领域有广泛的应用前景。nrc对纳米粉末工业涂料、金属和陶瓷蒸气、纳米光子、量子点、储能碳纳米管等研究都加大研发投入力度。nrc所属国家纳米技术研究所（nint）同阿尔伯塔省及阿尔伯塔大学合作开展合成纳米新材料的研究，包括开发1～100纳米级的装置和工艺流程。全加拿大共有30所大学和50个国家研究机构（或中心）具备一定纳米技术开发能力。加拿大从事纳米技术产品开发的公司约有150～200家，其中比较著名的有50家。大部分纳米技术还处于研发阶段，其中部分产品如纳米传感、纳米太阳能帆板及纳米电池有望短期内取得突破性进展。加拿大计划用5年时间达到世界纳米技术研发的领先地位。
③节能技术：加拿大最大的联邦能源技术实验室主要从事开发节能、清洁、可替代和可再生的能源技术，以应对气候变化。还有几个国家实验室从事环保和可持续发展的技术研究，其中包括：生物乙醇、纸浆酶漂白造纸技术以及节能并减少排放污染的燃气涡轮开发。蒙特利尔的加拿大rolls—royce工业公司是设计制造世界先进水平的航空和航天工业用途燃气涡轮机制造商，国家技术伙伴计划（tpc）向该公司投入5.33亿加元研发符合加拿大环保需求的发电机，通过改进燃烧和提高气轮输出性能减少气体排放。这项政府风险投资让该公司配套1.6亿美元用于研发新型发电机组。

　　（4）先进制造技术
制造业是加拿大支柱产业之一，主要涉及汽车制造、航空航天和自然资源三大部门，联邦政府推出的国家技术伙伴计划就是帮助大公司研发关键技术，提高他们产品的市场竞争力。政府也鼓励研究机构和大学同企业合作，在先进制造技术方面创造了不少新技术，包括：集成设计和制造软件，机器人和智能加工设备，网型加工、多用途设备，连续材料加工，表面处理以及微型制造技术，加拿大发达的制造业使之成为世界第4大先进制造技术的提供国。
nrc下属的集成制造技术研究所（安省伦敦）、航天研究所、工业材料研究所（蒙特利尔）、化学流程和环保技术研究所（渥太华）都有先进制造技术的研发项目。在蒙特利尔大学还建有国家航天制造技术中心（amtc）重点帮助航空航天工业开发、应用和示范先进制造技术方法。温莎大学和daimler chrysler公司合作建立汽车研究中心（价值5亿加元），重点研发汽车替代燃料、新材料、汽车耐用性、机械工程设计、汽车安全、节能以及减少废气排放技术。温莎大学同主要汽车制造商还合作开发了amt铸造技术。primary-metal工业公司同渥太华canmet 材料技术实验室和nrc铝技术研究中心共同合作开发汽车新材料。
不列颠哥伦比亚大学（温哥华）、安省mcmaster大学（汉密尔顿）、魁省laval大学（魁北克市）在amt机器加工和金属成型方面都开展了高水平的研究。nrc集成制造技术研究所与大学、企业合作建立的虚拟环境技术中心，拥有最现代化的先进集成制造研究与设计装备，使用世界最佳虚拟环境装置和最快的制图电脑，用户可在计算机上看到立体的设计部件。通用汽车公司在该中心找到了解决汽车投产前设计的问题。安省萨德伯里是加拿大最大的采矿中心之一，年产矿石价值20亿加元。过去20多年，政府和采矿企业增加对机器人研发的投入，先进采矿技术应用使得该地采矿业节省了大量劳动力，目前，雇工仅是20年前的1／3。技术创新使企业劳动生产率提高了3倍，还大大改善了矿工的安全。

　　（5）航空航天技术
航空航天产业是加拿大制造业重要组成部分，工业规模达200亿加元，居世界第3位。政府重视航空航天技术的开发，2002年加拿大航空航天研发总投入达15亿加元。政府支持国家科研机构、大学同航空航天企业界合作开展研发。由蒙特利尔6所大学和6家著名航空航天公司共同组成的魁北克航空航天创新研究联合体（criaq）和nrc的航空航天制造技术中心（amtc）对该产业的技术发展发挥了重要作用。加拿大航天局（csa）也有发展空间新技术的研发计划，如空间地球通讯技术应用计划。csa同工业界共同努力在全球卫星导航、卫星遥感和空间机器人方面做了不少贡献，包括空间微重力和生命科学研究。csa 还参加了国际空间天文学和行星探索计划。
加拿大约有500家航空航天公司，雇佣人员9万，其中工程师5000多人，有一半以上分布在魁省蒙特利尔附近，如：bombardier飞机公司、bell helicoptertextron公司、cae electronics公司、pratt & whitney公司和rolls-royce公司等。产品涉及航天飞机机械臂、飞机发动机、支线飞机、直升机、客机驾驶模拟器以及客机着陆传动系统。80％以上产品都在魁省和安省生产制造。这些公司垄断了全球27％的飞机市场，有40％多世界商用直升机在加拿大制造。世界上商务机驾驶模拟器市场的70％多和飞机着陆传动系统市场的60％由加拿大航空航天企业占领。加拿大还拥有强大的飞机保养、维修和大修的能力。设在温尼伯和哈里法克斯的专门飞行培训中心在飞行模拟、空中交通管理、事故诊断和飞行员培训方面也负有盛名。
新不伦瑞克大学机械工程系在加拿大创新基金帮助下开展了“探测材料疲劳技术”研究。这一技术帮助飞机制造业能更好地了解设计和制造对材料结构和性能的影响。研究人员将光纤传感器嵌入石墨环氧化物合成层状材料中。这个传感器系统中的单个微细光纤同时发挥检测温度和形变功能，因此，可以实时探测合成材料的疲劳状态，以了解结构中裂缝产生和发展状况，达到探测飞机结构中外表看不见的损伤和避免飞机发生灾难性事故。
加拿大国防研发机构、nrc、cae电子公司、bae系统公司联合开展安全可靠航空搜寻营救装置的研究，使用增强合成显示系统提高搜寻营救的安全和效率。这个系统主要利用地形数据库产生图像，加上识别气候传感器技术，可以在飞行员头盔上显示虚拟飞行环境。

　　　　3.政府在科技投入和科技发展中的作用

加拿大政府在科技投入和重点科技发展方面起引导和帮助作用，除了保证与社会发展有关的公益性领域（如：安全、资源与环保、卫生等）的投入外，对有利于国家经济发展和科技进步的现代尖端技术（信息与通讯、生物技术和航空航天等）也给予重点支持，包括：资助国家研究机构、大学和研究型医院参与企业界的合作，鼓励创新成果转让和实际应用。政府设立“技术伙伴计划（tpc）”支持国家关键技术的开发与研究，帮助支柱产业的大公司开拓国际市场和提高产品竞争力；还设有面向中小企业的“产业研究资助计划（irap）”，包括“国家技术网络（ctn）”和“技术道路图（technology roadmap）”计划，帮助企业解决商业化过程中遇到的各种问题。政府通过对关键技术的投入和支持强强合作来推动技术进步和产业发展。
　　（1）技术伙伴计划的作用
为了提高加拿大在无线通讯技术市场上的竞争地位，2000年tpc计划对移动研究公司（rim）无线通讯技术项目资助了3.39亿加元，占总投入19％，大大加快了加拿大新一代无线通讯技术的研发和投放市场的速度。目前在加拿大使用rim 先进通讯技术的用户不断增加。美国国家篮球队nba用该技术同球员进行通讯联络，可实时得知比赛得分进展情况。美国国家安全局（nsa）计划在各政府机构使用rim黑浆果无线技术。
为了加速抗病疫苗的商业化，tpc计划资助laval technopole 公司和biochem pharma shire公司合作成立生物技术公司，tpc投入8000万加元，大大加快了研究进程，已有9种新疫苗进入临床实验，包括：3种抗脑膜炎、肺炎和链球菌感染的疫苗。如果实验取得进展，tpc后续投入将达6亿加元。
　　（2）国家技术网络和技术道路图计划
①国家技术网络是政府投资设立的电子网络平台，向中小企业提供技术和商务咨询服务，帮助企业寻找同其技术有联系的合作伙伴，服务范围包括：提供技术答案途径（专利、测试设施和专家）；提供有关政府和私人企业项目计划和服务信息；提供各种标准、管理技术和培训；提供私人和国家公共资金来源；以及开展技术评估服务。
②技术道路图计划也是政府为企业提供的服务手段，实际上是商业预测工具，帮助企业对未来市场需求进行精确预测，提供报告文件，以确定开发生产能满足市场需求的创新产品和工艺。该计划服务范围还包括：为企业提供在未来市场赢得竞争成功要遵循的发展路线，目前可以提供的领域涉及航空设计、制造与维修、铝业、电力、林业、测绘、木材与高附加值林产品、金属铸造和医学成像等。基本上集中在加拿大具有科技优势的领域。该计划还指导企业的r&d技术决策、帮助企业间加强合作、分享科技知识和建立新伙伴关系，以减少技术投资风险和帮助企业抓住未来市场机会。
③国家科研机构、大学和医院对国家基础研究和前沿领域研究也发挥重要作用。它们是原始创新的源泉，有很强的研究力量。在重点技术领域国家研究机构都有相对应的研究所或研究中心，由于国家长期的科技投入，这些研究所或中心拥有最先进的实验室和现代仪器设备，是开展各种研发工作的重要基地。这些研究机构还聚集了各个领域的优秀科学家，拥有很多研究成果。他们在帮助加拿大企业技术产业化的过程中发挥了不可低估的作用。