美国科学与工程指标2018:中国在全球的科技地位提升迅速

作者:徐 婕等摄影:发布时间:2018-04-11 14:44:17 浏览量:0

     编者按:2018118日,美国国家科学委员会(National Science BoardNSB)发布了最新一期的《科学与工程指标2018》。科学与工程指标系列报告是公认的关于美国科学与工程研究和发展、科学与工程劳动力、科学工程与数学教育(STEM教育)以及高技术产业在全球中的表现状况的质量最高、信息最全的指标数据分析报告,由美国国家科学基金会(National Science FoundationNSF)委托NSB每两年发布一期。本期报告显示,美国仍是全球科学技术的领导者。美国研究与试验发展(R&D)经费投入最多,吸收的风险投资最多,授予的最高学位最多,提供的商业、金融和信息服务最多,同时也是最大的高技术制造业生产国。报告重点指出了随着其他国家尤其是中国的逐步崛起,美国在全球科技活动中的比例正在下降,中国正在成为科学技术领域中的下一个“超级大国”。

一、中国继续以超常速度在科学与工程领域发展

 (一)中国的R&D经费支出增速远高于美国等其他国家

   R&D经费支出反映了经济体提升科学技术能力的意愿,这种意愿反过来又能够推动创新。在投入总量方面,2015年,全球R&D经费支出总量近2万亿美元,美国以4960亿美元的支出居于世界首位,约占全球总额的26%;中国的R&D经费支出为4080亿美元①(约1.4万亿人民币),占全球总支出的21%,位居世界第二(见图1)。从增速来看,20002012年,中国R&D经费以高速增长,年平均增长率为18%,远远高于美国4%的水平。可以预见,若继续以现有速度增长,中国的R&D经费支出很快将跃居全球首位。

(二)中国发表论文数量首次超美

   仅从科技论文数量来看,中国比美国更有优势,但美国论文的引用率更高,表明美国科研整体质量和国际影响力仍优于中国。根据爱思唯尔(Elsevier)的统计,2016年,中国共发表了42.6万份研究论文,已超过美国40.9万份的总量。另一方面,美国、欧盟国家与中国在不同领域都有自己的所长。在工程学领域,中国产出的论文多于美国和欧盟,高居世界第一,但是在生物医学领域却略逊欧美一筹。此外,从引用量看,中美两国均没有排在全球前列,排名第一与第二的分别是瑞典与瑞士。

(三)中国的科技人才数量大幅攀升

   20002014年,中国获得科学与工程学士学位的人数由35.9万人增长到165万人。而同一时期,美国的这一人数仅由48.3万人增长到74.2万人。美国仍是全球授予科学与工程类博士学位数量最多的国家。报告显示,2014年,美国授予的科学与工程博士学位数量约为4万个,其次是中国(3.4万个)、俄罗斯(1.9万个)、德国(1.5万个)、英国(1.4万个)和印度(1.3万个)。相比之下,美国在授予的学士学位数量上落后于其他国家,印度的表现也不容忽视。2014年,印度在全球授予的超过750万个学士学位中占25%,紧随其后的是中国(22%)、欧盟(12%)和美国(10%)。中国所授予的所有学位中,有近一半是在科学与工程领域。自2000年以来,中国授予的科学与工程学士学位数量增长了300%

 (四)中国是世界上吸收风险投资资金增长最快的经济体

   2016年,全球支持新兴技术商业化的风险投资总额超过1300亿美元。虽然美国吸收的风险投资最多(近700亿美元),略高于全球投资总额的一半,但值得注意的是,风险投资资金总额的26%流向了中国。中国的风险投资从2013年的约30亿美元增长到2016年的340亿美元,占全球的份额从5%上升到27%,是世界上吸收风险投资资金增长最快的经济体。

 (五)中国在知识和技术密集型产业的表现上也进步迅速

   知识和技术密集型产业是全球经济的重要组成部分,目前已占世界GDP的近1/3。在中高技术制造业上中国已居全球首位,美国和欧盟位居其后。尤其是中高技术制造业中的汽车及零部件产业,中国在过去的10年中增长了近6倍。美国在提供商业、金融和信息服务方面领先,占全球份额的31%;其次是欧盟,占21%;中国位列全球第三,占全球份额的17%,并且中国继续以19%这一比美国和其他发达经济体更快的增速发展。美国是全球最大的高技术制造国②,约占全球的31%;中国排名世界第二,占全球份额的24%,其份额在过去10年里翻了1倍多。

 二、中国的科技发展并非尽善尽美

   1. 中国高技术制造业附加值仍然较低

   本期报告中指出,知识和技术密集型制造业和服务业贡献了约38%的美国GDP,该比例高于世界上任何其他大型经济体。根据中国国家统计局的测算,“新经济”占中国GDP的比重约为14.8%③。在高技术制造业方面,美国是全球最大的生产国。尽管中国发展迅速,目前已经是全球第二大生产国,但从历史上看,中国的高技术制造业主要集中在低附加值的活动上,如进行高技术产品进口组件的装配等,典型的如苹果手机生产。同时报告也指出,中国正在发展更高级的高技术制造业活动,如超级计算机和中小型喷气客机等。

   2. 科研产出还有待从数量到质量的进一步提升

从论文产出来看,尽管中国科技论文发表量已经超过美国,但中国在约1/3的研究领域中发表的核心论文数量占全球份额仍不足1%。中国各个学科的研究水平依然严重不均。中国多数核心论文分布在纳米科技、合成与应用化学、凝聚态物理学、地球与环境领域,而生物学、医学相对较少。从专利产出来看,2016年,美国专利商标局授予的美国专利近半数(47%)授予了美国籍或美国企业,其次是日本(16%)和欧盟(15%),中国在20062016年的份额增长最为迅速,从1%增长到4%,但中国在美申请的专利主要集中在数字通信、电信、光学和微纳米技术这四大领域。

   3. 科技高速发展下的人才缺口不容忽视

当前,全球科技人才竞争愈演愈烈。尽管中国的R&D人员总量和增速都居世界首位,但由于约14亿的人口基数(约为美国的4.3倍),中国国内面临的科学家、工程师以及技术人员缺口也是十分庞大的。《科学与工程指标2018》的数据显示,中国的研究人员占劳动力的比例约为0.2%,显著低于美国(0.9%)、韩国(1.4%);同时,报告的数据也显示,中国的科学与工程类人才与非科学与工程类人才并非同步增长,20002014年,中国的科学与工程专业毕业生增长了350%,同期的非科工类毕业生增长了1200%。中国的人才缺口不仅是在科技前沿的细分领域,例如人工智能、大数据、物联网等,也出现在传统的高技能人才领域,此类创新型人才供需是否平衡将是影响中国在经济上能否成功转型的关键。

三、对美国《科学与工程指标2018》报告内容的评述

   的角度看,尽管美国仍然是当今世界上综合科技实力最强的国家,但报告中充满了美国对自身科技强国地位的忧患意识。由于以中国为代表的新兴国家的崛起,美国产生了对其科技强国地位被撼动的强烈担忧,尽管科学与工程指标系列报告一直被定位是政策中立性的,但在2018年度的报告中,中国在多项指标上的强劲表现让美国无法视而不见。由于中国等国家在科技方面的崛起,美国在不少反映科技活动全球份额的比例上有所下降;在科技前沿领域,美国的领先程度有所缩小。这一趋势引起美国对经济和劳动力未来发展的关注,这也将对美国的国家安全产生影响。为此,报告指出,美国必须重视并夯实国内的科技基础,包括提高国防开支、增加政府在基础研究领域中的投资以及改革移民政策等举措,为更多高技术人才移民美国创造条件。美国还必须在计算机、机器人、生物技术等科技前沿产业上继续保持领导地位,这些产业为美国创造了高附加值的出口贸易,是美国经济竞争力的支柱,也将成为全球经济增长的重要引擎,失去在这些产业中的领导地位将会大大削弱美国的经济实力。

    从中国的角度看,中国科技强国崛起势头不可阻挡,但仍需正视发展中的各种挑战。报告显示,在过去十几年来,中国的R&D经费投入、科技人才数量、PCT专利申请、科技论文产出等众多科技指标都保持了良好、高于其他发达国家的上升趋势。报告也肯定了如果中国科技能继续保持这种发展势头,中国已经或很快将成为科技领域的“又一个超级大国”。但是,成为“科技大国”并不等同于已经成为世界最顶尖的“科技强国”。根据美国创投研究机构CB Insights20179月发布的“全球独角兽公司榜单”,全球独角兽企业总数中,美国占比51%,中国位列第二,占比26%。中国独角兽企业主要集中在电商、金融科技和技术硬件领域,而美国主要分布于互联网、软件与服务、医疗保健行业。美国50%的独角兽企业是受技术创新推动的,而中国80%是依赖于业务模式的创新或者得益于巨大而又高增长的国内消费市场。尽管中国的R&D经费投入总量已经位居全球第二,但超过一半的R&D经费仍然是投向旧经济领域的,R&D经费支出的结构也亟待随着经济转型进一步转变④。此外,在制造业全球的四大梯队中,中国处于第三梯队,而且这种格局在短时间内难有根本性改变。

    从全球科技进步的角度看,任何国家的科技进步都将使全球各国获益。从更广阔的全球视野来看,全球科技环境是动态的、快速变化的、相互依存的。各国专注于不同领域的科技研发,由此带来的进步可以使全球获益。报告指出,在过去的十余年内,全球的科学家进行的国际合作越来越多,美国在2016年科学与工程领域出版物上的国际合作率为37%,比2006年增长了12%;中国2016年在科学与工程领域的出版物上的国际合作率为20.3%,比2006年的12.6%增长了7.7个百分点。美国、欧盟和日本在医学和生物科学领域有很大的影响力,中国、印度等新兴经济体则侧重于工程领域。一些新兴经济体在科技领域出现了增长,科技发展衍生出更多的专业化领域。随着中国的科技进步,世界科技将呈现“美--亚”的多极中心,这些科技中心将带领人类科技向更高的层次进步和发展,在科技领域构建共赢的人类命运共同体。

   作者:徐    刘馨阳  邓大胜来源:中国科协创新战略研究院《创新研究报告》7期(总第208期)2018-2-26    《 创新研究2018-04-11 

 

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