發佈日期:2018-12-07

促進區域創新系統產學研合作之轉譯型基礎設施建構 — 英國推動Catapult Center之啟示

作者: 林海珍

政策評析 英國 營運模式 轉譯型基礎設施 區域創新系統 開放式創新 United Kingdom Catapult Center Business Model Translational Scientific Infrastructure Regional Innovation System Open Innovation System

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台灣自1999年實施科技基本法開始,落實科技研發成果智財權下放學研單位,希望促進產學合作及技術移轉之後,產學合作一直是我國在國家與區域創新生態系統中相當重要的討論議題(張元杰等,2002)。尤其,投資創新技術的資本回收期程長,並具有投資回收的不確定性,需要公部門早期投入前端風險較高的研究,但同時也容易產生上游基礎或創新研究不易往下游應用擴散銜接,經常落入死亡之谷的挑戰,因此各國政府也一直努力尋求改善方法,希望能夠有所突破。

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以美國太空總署(NASA)在1960年發展用於檢視技術成熟度的技術準備度量表來說,一般在技術準備度1-3左右,主要是大學或是研究機構負責,範疇包括發掘基本原則到概念的實驗性驗證;而另一端的技術準備度7-9左右,主要是產業包括大企業與中小企業會有興趣的範疇,包括在營運環境下的系統原型示範到營運環境下的系統實際證明。對於從公部門資助的基礎研究,一直到商業化後期企業資助的研究,常常因為缺乏位於技術準備度中段的應用型轉譯研究,許多創新的可能性經常就此被扼殺。歸結主要原因便是複合了市場失靈與系統失靈所造成的,這些障礙包括(Department for Business, Innovation and Skills, 2014):

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  • 創新回收具有不確定性且需要較長時程後才可能獲利,因此私部門投資意願較小;
  • 企業的研發投資決策通常排除考量創新其他面向的外部性效果;
  • 技術創新研發的設施占地過大或是價格過於昂貴,也使得中小企業廠商難以己力單獨進行投資購置,而自然產生大廠的獨佔性;
  • 產學研與政府之間缺乏中性的號召者或是樞紐來連結或統籌相關活動,因此在運作上亦有統籌失靈的挑戰;以及
  • 面臨不完全市場的問題,主要缺乏對於創新可能產生效益的相關知識使得初期需求較為低落,因而可能抑制一些潛在具有獲利的研發項目。
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而上述挑戰皆需要政府具有足夠規模並且維持一定期間的支持措施,來克服這些障礙。

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早在1995年Etzkowitz & Leydesdorff等學者觀察過去產官學的互動時,曾經提出三螺旋理論與不同世代下的三螺旋發展歷程。第一代螺旋模型為以政府主導的產學系統為主,容易阻礙創新的發展;第二代螺旋模型則為產、官、學各自獨立運作,但又存在弱連結的關係;第三代螺旋模型則是在進入21世紀後,因為技術創新速度變快、產品生命周期大幅縮短、國家疆界逐漸模糊、公共預算大幅縮減等因素影響之下,使得這些產、官、學的成員開始以合作方式取代過去獨立運作模式,而產、官、學三者的創新行為通常亦會透過某些介面來產生互動(殷正華等,2013)。

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而許多研究,便是對於這些介面、或是中介組織,在拉近科學、產業與政府三者上的協同角色,並且具備能夠橋接在研究與技術商業化光譜上活動的基礎設施加以進行研究。例如英國有研究者針對公部門資助的研究發展中心(publicly funded R&D centres)對於創造周邊區域優勢是否產生影響進行研究。該研究透過發展區域創新介入的模型,檢視各種公部門資助的研究發展中心的產出以及長期的成效(outcomes)。研究成果顯示這些公部門資助的研究發展中心實際對於區域產生了正向的影響,不過以大學為基地和以企業為基地的公部門資助研究發展中心,對於創新、外部性與永續性則具有顯著的差異(Nola H. D.等, 2011)。此外,Nakwa等研究者也提出在三螺旋模型中,中介型組織可以作為創新系統的中間人(broker)或是跨界者(boundary spanner),藉由促進參與合作計畫來強健產官學間之鏈結(Karantarat N. 等, 2012)。而從科研基礎設施的角度而言,歐盟的觀點認為科研基礎設施是強化傳統知識金三角所涉及之研究、教育和創新等三要素中主要活動者間(就是人員、教育和產業)之重要聯結;尤其各種實驗儀器設備、核心設施服務平台等科研基礎設施的建構與服務提供,可以建立更密切的公私伙伴關係,除了激發年輕人投入科學生涯的興趣,亦能提供跨學科團隊合作的機會,讓研究者、工程師與產業共同聚集在科研基礎設施,透過精良的設施或資料庫解決較為複雜的問題,協助達成創新能量之建構,包括新技術的應用、衍生的產品或甚至是新創企業 (李慧芳等,2017;European Commission 2015a, 2015b)。也有研究指出,許多創新性的研究,特別像是以運算主導的破壞式創新,都開始在全球經濟體內廣泛發生,並對許多產業產生根本性影響,尤其是在自駕車、智慧建築與城市、雲端運算、互聯網以及製造用機器人甚至人工智慧等領域,都需要複雜、昂貴以及資源需求高的運算基礎設施,才能讓研究能夠順利進行(Nady B.等, 2016)。由以上文獻可知,許多科研基礎設施投資過大,廠商不易自行投資購置的困境,因此如何提供相關資源共享或合作機制,對於廠商完成技術創新研發並形成產業競爭力就變成非常重要。

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英國一直是非常開放與全球化的經濟體,而其科技與創新系統也持續受到外國企業的資助及參與。此外,英國於產學合作之推動上一直不遺餘力,長期以來主要由政府及相關研究組織推動多元的產學合作方案(initiatives),並鼓勵大學成為地方經濟發展的動力,對其經濟發展與大學財務收入上提供相當貢獻,因此學者建議除了經常師法的美國之外,可以參考學習英國經驗並借鏡其產學合作政策工具,來引導為國家與地方產生最大的經濟成效(張元杰等,2002)。以2016年英國跟其他經濟合作暨發展組織(OECD)國家的科技創新系統的表現進行比較,可以發現,在大學及公部門研究指標面向中,每單位公部門的研究發展投入,英國雖非名列前茅,但是在每單位國內生產總額(GDP)之前500大學數量以及每單位國內生產總額之頂尖期刊發表量具有不錯的水準。此外,英國亦在創新創業指標面向下的容易創業指數具有良好的表現(OECD, 2016)。

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雖然英國自2008年金融危機之後,受到削減財政赤字與減少公共支出的影響,使2010年的研究相關資本性預算的支出受到重大衝擊,但是亦仍希望不斷透過創新產學合作機制建立,進一步提升英國科研成果商業化能力。尤其,英國在科學實力上其實僅次於美國,無疑對於國家競爭優勢提供良好的基礎,但是卻一直在推動科學成果轉為驅動新產業具有領導地位上有所不足(Department for Business, Innovation and Skills, 2010)。在2010年3月,在英國爵士赫爾曼·豪瑟的推動之下,提出建立Catapult Center的構想並進行實際推動,以未來10-15年的長期建設需求出發,希望透過政府長期資源的挹注,策略性地轉譯學研成果,同時針對選定的產業和技術建立促進學研成果商業化的平台及基礎設施(Department for Business, Innovation and Skills, 2014)。為了能夠了解英國此類轉譯型基礎設施建立對於促進產學研合作的影響,本文主要針對英國Catapult Center扮演角色與任務、治理設計、資金來源、服務對象、投入主題、 營運模式與目前產生的影響與挑戰進行研究,希望能夠進一步對我國促進區域創新系統產學研合作的政策工具設計有所啟發與助益。

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如前所述,英國設立Catapult Center此類轉譯型設施,最根本目的是希望可以解決創新系統中各種失靈的問題,由Catapult Center扮演中介機構的角色,希望能夠解決公部門資助的基礎研究到商業化後期企業資助的研究經常面臨死亡之谷之挑戰。圖1顯示Catapult Center所扮演的中介角色(High Value Manufacturing Catapult, 2017; Department for Business, Innovation and Skill, 2014)。

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圖1 英國Catapult Center在研發技術上扮演的中介角色與任務

資料來源: Department for Business, Innovation and Skill, 2014;本研究整理。
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除了從技術準備度來看之外,另從提供資源的觀點出發,Catapult Center其實只是提供產學合作政策工具其中一環,以英國最為聞名的創新劵為例,主要是提供有關財務相關資源的政策工具;技術移轉網絡(Knowledge Transfer Network)是提供有關知識的政策工具;而本文所介紹之Catapult Center則是與其他相關創新與知識中心負責提供有關設備與技能的功能(Department for Business, Innovation and Skill, 2014)。

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三、Catapult Center的治理設計、資金來源與服務對象

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Catapult Center的治理主要是由創新英國Innovate UK負責,Innovate UK 為英國創新機構,前身為技術策略委員會(Technology Strategy Boards),屬於非政府部門公共機構,由商業、能源及產業策略部(Department for Business, Energy & Industrial Strategy, BEIS)資助,主要組成為企業人士。Innovate UK約有250名員工,其主要任務之一就是發展Catapult Center。但Catapult Center管理經營權獨立於 Innovative UK,屬於擔保責任有限公司(Company Limited by Guarantee, CLG),由其本身的董事會所控制,並有一執行管理團隊負責日常管理(UK government 2015; Innovate UK, 2017)。在營運上,Catapult Center屬於自負 2/3 盈 虧 的 法 人 單 位,公部門核心資金佔1/3,希望透過穩定維持 1/3 來自政府的收入,可以協助 Catapult Center 吸引各領域專家為其服務的意願,也能讓Catapult Center 有足夠的資金購買最先進的儀器設備;而自籌 2/3 的經費則提供誘因使 Catapult Center 的營運思維更能貼近企業與市場。以Catapult Center的經費而言,公私部門經費 5 年共計14 億英鎊預算(2014年),其資金主要有三大類來源(Catapult, 2014):

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  • (1)企業資助研發合作(business-funded R&D Contracts);
  • (2)與企業合作競標產學合作或應用技術計畫(含英國政府與歐盟經費補助的計畫);與
  • (3)核心資金(core grant):由Innovative UK出資,供長期的基礎設施、專業與技能發展相關投資用途。
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其中資助模式依照技術生命週期與創新中心的不同,會形成些微調整,至於服務對象或是相關客戶,則包括個人、大學、中小企業與大企業等。

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四、Catapult Center投入主題

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英國於2011年開始成立7個產業的Catapult Center,當初是選擇在產業具有發展優勢的城市設立實體中心,當時技術策略委員會共提供約2億多英鎊的額外資金。剛開始成立時,Catapult Center主題主要是包括細胞治療(Cell Therapy)、 數位(Digital)、未來城市(Future Cities)、高價值製造(High Value Manufacturing)、離岸再生能源(Offshore Renewable Energy)、衛星應用(Satellite Applications)與運輸系統(Transport Systems),後來則是增加藥物探索(Medicines Discovery)、精準醫療(Precision Medicine)、能源系統(Energy Systems)與複合材料半導體應用(Compound Semiconductor Applications)。後續細胞治療調整為細胞與基因治療(Cell and Gene Therapy),精準醫療則已經不再營運,共變成10個產業的Catapult Center (Catapult, 2018)。

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五、Catapult Center的營運模式案例

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就實際上,Catapult Center的設計可以說是結合了開放式創新、產學合作的三螺旋模型與區域創新系統的三種概念(Christopher K. 等, 2016),主要協助在區域層次來驅動開放式創新。Catapult Center藉由提供在研究發展階段的各種服務,來降低創新的風險,並做為新市場、創新部門、產業集群及網絡的錨定(anchor)機構 或是催化單位。

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Catapult Center的開放式創新模式,包含由外而內(outside-in)與由內而外(inside-out)的過程。以由外而內的開放式創新過程為例,航太產業的螺紋滾製的製程開發,便是透過高價值製造Catapult Center內的製造技術中心(Manufacturing Technology Center, MTC)與一家叫做Arrowsmith Engineering的企業共同合作,從一開始到專案結束,都共同分享創意、資訊以及知識,企業也從MTC的員工獲得專業指導而開發出相關技術,達成使生產流程維持高品質並降低生產成本。另一方面,傳統使用於汽車與航太產業的技術的發展,也透過知識外溢的方式擴散到其他部門,形成由內而外(inside-out)的開放式創新過程。例如,高價值製造Catapult Center下另一個製程創新中心,便利用汽車與航太產業先前執行計畫產生的知識,形成了產業聯合計畫,參與者包括孔雀醫療集團以及一些學界、產業界的夥伴,進而形成以3D列印客製化鞋墊矯正器的商業化基礎。此外,離岸再生能源Catapult Center則是進行了有關波能、潮汐與離岸風力發電的創新挑戰活動,希望能夠擴增知識與創意的來源,該活動主要透過三步驟的過程:(1)詢問相關利益團體對於個別單一挑戰有無可加回應的創意點子;(2)將創意點子進行合適性的審查;以及(3)與競爭勝出者簽訂合約來強化合作關係。

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此外,在Catapult Center內活躍的成員多半來自於產官學三螺旋的成員,例如Sheffield與Warwick大學、前述之製程創新中心以及美國阿岡國家實驗室等以科學為主的組織,便與高價值製造Catapult Center共同工作及合作;此外,Catapult Center作為英國政府資助的一員,也與其他政府資助的組織進行接洽合作,像是英國國家科學、技術暨藝術基金會(the National Endowment for Science, Technology and the Arts, NESTA)、地方企業夥伴關係計畫(Local Enterprise Partnerships, LEPs)、政府部門以及個別的國會議員。此外,像是產業類型組織如勞斯萊斯(Rolls-Royce)、 英國電力公司SSE與汽車公司Jaguar Land Rover等也定期與Catapult Center共同工作。

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至於英國Catapult Center對於區域創新系統的影響與貢獻,以高價值製造Catapult Center來說,便對於在地高科技產業扮演了支援角色: 像是Drayson Racing公司位處高價值製造Catapult Center下由Warwick大學所成立之WMG Energy Innovation Centre約50英哩的位置,由WMG Energy Innovation Centre扮演高速汽車工程前沿的角色;其他汽車產業機構包括Lotus F1、Vision Motorsport、Arden International Motorsport與 Prodrive也位在相同的地區。這些中心提供了在工業環境中將學術知識和研究應用的管道,強化大學與企業的連結,並提供能夠協助發展複雜科技的專業化人力,同時強化參與者間的社會資本。此外,這些Catapult Center也提供許多機會讓參與者使用到在外面無法使用到或是非常昂貴的設施(Christopher K. and Michael D., 2016)。

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六、Catapult Center的產出與影響

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英國認為規劃Catapult Center的設立對產、學雙方皆有效益。對於企業來說,Catapult Center 能夠提供最新的設備、有經驗的技術資源、協助尋求資金並連結至大企業,同時也是能夠尋求合作夥伴的高效率平台;至於對學研機構來說,Catapult Centers 能夠提供一個測試技術影響力的場域,並能取得設備、企業人脈、新的研究挑戰與技術商業化諮詢的資源。在Catapult Center技提供很好的中介之下,可以增強企業對於前沿技術和專業知識的近用,此外,也能形成世界領先的科學和工程研究基地,與企業合作開展應用研究計畫,執行商業的合約研究,將其高度專業性逐漸擴散給企業,提供在企業和研究機構之間創造群聚效應 (critical mass)的活動並在各種層次上提供相關技能發展(Catapult, 2014)。

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根據英國對Catapult Center的事前評估,透過運用先進設備與專家人脈網絡作為誘因,廣泛吸引來自企業和學界的合作夥伴,形成一個鏈結產學研共同合作的平台,預估每投入1英鎊,可以產生7英鎊的成長效果(Catapult, 2014)。此外,以最早設立的7個產業的Catapult Center為例,也已雇用了超過 1,400 個技術與專利權專家。其他重要的關鍵成果包括與全球共24個國家共同進行合作、累計達成636項的學術合作、並營運了價值共8億5千萬英鎊對產業與研究界有益的研究與展示設施,促成2,473項的產業合作,並且支援了2,851個中小企業(Catapult, 2016)。

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不過,即使Catapult Center已經產生一些不錯的營運模式案例,在2017年年底一份由商業、能源及產業策略部委託Ernst & Young LLP檢視Catapult Center網絡成效的報告書中,對於英國設立Catapult Center之後,是否解決英國國家創新系統失靈的問題,提出了發現與後續建議(Ernst & Young LLP, 2017)。該報告經過約75場會議、徵詢將近250位利害關係人的意見認為,Catapult Center的概念是健全的,只要能有效執行,是可以驅動對於英國創新與經濟利益的潛力,並且認為以目前達成的成就而言,已經顯示出對於創新的效益,同時也驗證Catapult Center的模式;此外,設立較為長久的Catapult Center都已經完成建構,並且與學術界、中小企業、政府與產業形成關係,產生商業與商業研究發展的資金流;此外,大型設施以及尖端技術也已成功建構,並且協助其創新網絡的開發;Catapult Center在國際的品牌與名聲也逐漸增長,許多國家也開始在其地理區位複製Catapult Center的模式。

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不過,該報告也提出檢視Catapult Center營運策略規劃後的發現,包括:

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  • 對於各Catapult Center而言,目前沒有任何單一、共同商定和一致性傳達的目標來貫穿整個Catapult Center網絡,此點反應在從策略到交付計劃,以及績效測量和評估;
  • 創新英國Innovate UK治理的力度不夠強健,特別是在財務和績效管理方面,沒有證據顯示在Catapult Center績效目標與或更廣泛的目標沒有達成時,創新英國有即時的介入,不過這個問題某種程度也牽涉到當初Catapult Center偏向以私部門類型加以運作,管理經營權獨立於Innovate UK所導致;
  • 除了高價值製造Catapult Center達標之外,其他Catapult Center並未按照原本設想的營運模式達到預期的資金來源組成,依然大部分依賴於公共資金;
  • 雖然以目前取得數據尚無法對Catapult Center的經濟影響進行有效的量化,但有些許證據顯示,Catapult Center特別是高價值製造Catapult Center和細胞與基因治療Catapult Center,因為在過去的專長便是透過計畫執行驅動英國的經濟發展,相對於其他Catapult Center,最有可能產生對經濟的正面影響;
  • 從更廣泛的角度來看,Catapult Center網絡整體上較欠缺明確闡述的一組目標,或是衡量其形成影響的框架以及當前營運績效表現,使得整體Catapult Center網絡的影響力可能無法達成一開始設想的收益和價值;
  • 在Catapult Center之間尚未觀察到廣泛合作,因此做為Catapult Center網絡的成員,所獲得的綜效有限,但此問題如果能夠得到解決,則可以幫助Catapult Center這各品牌在英國的執行更有效率。
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該報告最後對於Catapult Center的建議重點,主要關注在整體的治理、戰略和未來計劃,以及績效應該如何加以管理、資金面的考量並且希望藉由解決市場失靈來提供服務並且衡量對經濟的影響。尤其在Catapult Center的營運模式上,該報告建議未來應該具有更聚焦的策略與交付計畫,並且要能夠更聚焦於解決特定的市場失靈或其他失靈,並且要確認各項活動最終如何能驅動英國的經濟利益;此外,也要減少關鍵績效指標的數量,把經濟影響關鍵績效指標作為績效管理制度的核心;最後,則是要完善強而有力的外部治理並且達成一致同意的中期里程碑設定,從而長期進展可以依此進行評估,並在發現問題時可以即時進行干預。

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七、結語

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以英國透過Catapult Center推動產學合作的案例來看,主要是讓其肩負有資助(sponsoring)、中介(brokering)與跨界(boundary-spanning)的角色。目前政府推動的「五加二」產業創新計畫,設定目標在具有一定的國內需求,可藉此帶動新投資,推升產業發展的層次;此外,也需要具有在地特色、結合地區優勢及發展條件,打造創新研發產業聚落,並要在產業聚落已經存在的地區大量投資興建研究設施與創新研發中心,希望將台灣產業傳統以代工為主軸,轉型成為具有高附加價值、並以服務與解決方案為導向的商業模式,透過激發創新、創造就業機會,並使台灣各地區的發展更為均衡(國家發展委員會,2016a&2016b;Tim,2017;)。此種利用創新研發中心的建置來驅動台灣下一世代產業成長動能之構想,其實與英國建構Catapult Center的目標具有類似概念,英國著眼於未來10-15年的長期建設需求,台灣則強調以下一世代產業成長動能為核心,雖然後來英國透過整體計畫檢視後,發現未來仍有不少挑戰仍需克服,但是只要能有效執行,這樣的設計概念仍有可能驅動台灣創新與經濟利益的潛力。我國過去在各種財團法人研究中心的設立上,原本目的就為擔任大學與產業間的中介角色,不過在科研基礎設施與產學合作中介角色的提供上,常常是分由不同類型財團法人研究中心擔任而沒有進行整合的設計;相較之下,Catapult Center更強調要進行在地化、一站式的整合,一方面提供複雜、昂算的基礎設施來解決中小企業廠商規模小不易以己力單獨進行投資購置的問題,同時更強調透過區域層次驅動開放式創新,強化當地附近大學與企業的連結與研究的轉譯,這些促進開放式創新、轉譯及跨界合作的模式,值得我國運用創新研發中心協助產業進行創新機制設計之參考。

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