中国科技创新主要发展指标态势分析

作者:朱迎春摄影:发布时间:2018-04-24 13:26:06 浏览量:2

党的十八大提出实施创新驱动发展战略,并再次重申了进入创新型国家行列的发展目标。科学评价中国科技创新能力,剖析其优势与劣势,揭示科技创新支撑经济转型发展所发挥的作用,对于实施创新驱动发展战略,加快创新型国家建设进程具有重要意义。本文试图通过将创新资源投入、科技活动产出、创新绩效等方面的指标与世界主要国家进行对比,剖析中国科技创新的优势与劣势,并对中国创新能力做出宏观判断。

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自从20 世纪初熊彼特(Joseph Schumpeter) 提出“创新”概念以来,“创新”一词不断被赋予新的内涵,并不断地扩展着其研究论域。朗德沃尔于1985 年率先使用创新系统(system of innovation)概念以后,弗里曼(C Freeman)1987 年发表《技术政策与经济绩效: 日本的经验》,首次使用“国家创新系统”(National Innovation System) 的概念来概括日本的成功追赶。此后众多学者从不同角度对国家创新系统的内涵与特征进行阐释。总体来看,企业、研究机构、高校、政府、中介机构是国家创新系统的主体。其中,企业是创新的核心主体,既是创新资源的供给者,又是技术创新活动的执行者;研究机构和高校利用创新资源进行知识创造和应用;政府一方面负责创新资源的投入,另一方面在创新环境的完善中发挥重要作用;中介机构的主要作用是加强其他几类创新主体之间的联系,通过提供专业化服务创造价值;所有创新主体的运行效果通过创新绩效来反映。国家创新能力应体现在知识的产生、流动和商业化应用的整个过程中。因此,应该从创新资源投入、知识创造以及创新产出与绩效影响等整个创新链主要环节来选择指标,反映一个国家的科技创新状况和能力。

2中国科技创新现状

1. 创新资源投入速度居全球首位,规模居世界前列

R&D经费和人员作为重要的创新资源,反映了国家或地区对创新活动的支持力度和创新人才资源的储备状况。伴随R&D经费、R&D人员的高速增长,中国已逐步成为创新资源投入大国。2015年,中国R&D经费达到2275.4亿美元,是位居第2位日本的1.5倍,占全球(主要指GDPR&D经费分别占到全世界总量85%95%以上的40个国家,下同)份额由2000年的1.7%提高到15.6%。按不变价计算,20002015年中国R&D经费保持全球最高增速,达到15.7%,远远高于美国、日本、德国、法国及英国等G7国家。即使在全球金融危机爆发的2008~2009年,中国也保持在20%以上。受金融危机和欧洲债务危机等多重因素影响,加拿大、芬兰、西班牙、希腊及英国等国家R&D经费增长放缓,有的甚至出现负增长(图1)。中国R&D经费快速增长的同时,R&D人员规模不断壮大。2015年达到375.9万人年,连续9年居世界首位,约占到全球R&D人员总量的31.1%。中国已由人口大国逐步转变为科技人力资源大国。

1 部分国家R&D经费年均增速(2001~2015年)

2. 知识产出年均增速领跑全球,规模优势显著

国际科学论文(SCI论文)是反映国家原始创新能力的重要指标,国内发明专利申请量和授权量则更加直接地测度了创新活跃程度和技术创新水平。上述三个指标的数据表明,中国知识产出总量优势显著。

2000~2015年,中国SCI论文年均增长16.4%,居全球之首,2015年达到29.7万篇,占到全球总量的16.3%,仅次于美国居全球第2位。随着科学研究实力的不断上升,中国部分学科的论文数量已位居世界前列。以累计量计算,2005~2016年(截至20169月)中国科技人员共发表论文174.3万篇,排在世界第2位。其中,材料科学、化学、物理学和数学四个学科的论文数量已分别占到该学科世界论文总数的27.6%22.8%19.2%18.5%(图2)。日本学者汤浅光朝(1962年)曾对16~20世纪科学成果进行统计分析,并指出当一个国家在一定时段内的科学成果数超过全世界科学成果总数的25%,则称该国家在此时段内成为科学中心。根据汤浅光朝的理论,中国部分学科领域已初步具备进军世界学科中心的潜力。

2 中国各主要学科论文数量占全球比重(2005~2016年)

随着专利战略的实施,中国国内发明专利申请、授权量涨势强劲,对全球国内发明专利申请和授权的增量贡献突出。2000~2015年,中国国内发明专利申请量和授权量年均增速分别达到27.5%28.4%,远远高于日本、美国、韩国等专利大国。在此期间,中国对全球国内发明专利申请和授权增量的贡献分别达到90.0%61.8%2015年,中国国内发明专利申请量达到96.8万件,占到世界总量的52.1%,连续六年居世界首位;国内发明专利授权量达到26.3万件,占世界总量的37.5%,首次超越日本,居世界首位。

3. 知识和技术密集型产业发展规模居世界前列,产业结构逐步优化

根据OECD的分类标准,知识和技术密集型产业(包括高技术产业和知识密集型服务业)通常具有较高的研发经费投入强度和研发人员比重,属于智力密集型产业,是衡量产业结构调整和经济发展方式转变效果的重要标志。随着经济全球化的加速发展,高技术产业深刻融入全球分工体系。特别是新世纪以来,以信息产业、飞机制造业、集成电路产业为代表的高技术产业向中国转移,中国高技术产业表现出迅猛发展势头,高技术产业增加值和出口额分别以15.4%17.6%的年均增速快速增长。2014年中国高技术产业增加值占到全球增加值总量的29.5%,连续8年位居世界第2位;高技术产业出口额连续11年位居世界首位,占到全球出口额总量的29.6%。与此同时,中国知识密集型服务业快速成长,逐步成为产业发展价值链中的重要部分。《美国科学与工程指标2016》显示,中国知识密集型服务业增加值占全球增加值比重由2000年的2.8%提高到2014年的10.4%,位居世界第2位,与美国的差距进一步缩小。从高技术产业和知识密集型服务业发展态势来看,中国产业结构正悄然发生变化,科技创新促进产业优化升级和经济结构调整的作用逐步显现。

3中国科技创新存在的不足

1. 创新资源投入强度处于世界落后水平

根据系统科学的观点,国家创新实力和效率不仅与创新投入总量有关,更取决于创新资源匹配的合理性。R&D人员的经费投入强度(R&D人员的人均R&D经费水平)体现了两种重要创新资源的匹配结构,它是充分发挥科技人力资源创造力的重要保障。从国际经验来看,多数发达国家将保持较高的R&D人员经费投入强度作为激励R&D人员创新积极性和提升创新效率的重要手段。中国R&D人员的人均经费水平与发达国家存在巨大差距,2015年为6万美元/人年,仅相当于瑞士的1/6、美国的1/5、日本的1/4和法国的1/3。根据OECD《弗拉斯卡蒂手册》推荐的分类标准,R&D经费可以分为经常性经费支出和基本建设经费支出,经常性经费支出又可以细分为人员费用、仪器设备费和其他经费支出。其中,人员费用是指以现金或实物形式支付给R&D人员的工资、薪金,以及所有其他的劳务费用,如奖金、社会保障支出等。从R&D经费的内部结构来看,中国R&D经费中仅有约25%用于人员费用,而发达国家人员费占R&D经费的比例通常保持在40%~60%之间。因此,若将中国R&D人员的人均人员费与发达国家进行比较,差距会进一步扩大。通过对全球40个主要国家的R&D人员经费投入强度与人均GDP进行拟合发现,二者之间具有较强的正相关性(图3)。也就是说较高的R&D人员经费投入强度通常会带来较好的创新效果。中国科技创新长期依赖低廉的人力成本,这在一定程度上将制约创新绩效的提高。

3 R&D人员经费投入强度与人均GDP 之间的关系

R&D人员投入强度(R&D人员与就业人员比例)指标反映了劳动力人口质量,可以用来衡量一个国家或地区的就业结构。西方发达国家在进入后工业化社会之后,人口老龄化问题日益突出,劳动力人口比重下降,为维持经济社会的持续发展,进一步加大了人力资本投入,并将R&D人员占就业人员比重保持在较高水平。中国R&D人员总量位居世界前列,但R&D人员投入强度在国际上处于落后位置。2015年,中国R&D人员投入强度为48.5人年/万人,仅相当于法国和韩国的2/7,德国和日本的1/3,英国、俄罗斯的3/8(图4)。中国劳动力素质距科技人力资源强国尚有一定距离,有待进一步提高。

4 部分国家R&D人员及R&D人员投入强度

2. 知识产出质量和国际竞争力落后于同等产出规模国家

论文篇均被引用情况(论文被引用次数总量/论文数量)代表了科学家对同行工作的认可程度,反映了论文的质量和影响力。2005~2016年中国SCI论文篇均被引用次数为8.55次,仅相当于世界平均值(11.50次)的74.3%。在论文总数超过20万篇的21个国家(地区)中,中国排在第15位。相比较而言,美国、德国和英国等论文产出大国,其篇均被引用次数均在15/篇以上(图5)。从各学科篇均被引用次数来看,中国与世界平均水平差距的差异性较大。其中,篇均被引用次数最高的学科,如农业科学、数学、工程技术等相当于世界平均水平的97%95%94%;篇均被引用次数最低的学科,如分子生物学与遗传学等学科不及世界平均水平的50%

5 2005~2016年部分国家SCI论文累计数量及篇均被引用次数

与专利拥有量位居世界前列的国家相比,中国专利在国际市场上的竞争力相对薄弱,国际影响力需进一步增强。三方专利很大程度上表征了一项专利拥有原创性技术以及在国际市场上具有较高的潜在商业价值,因此更能反映创新产出的质量和竞争力。根据OECD41个拥有三方专利国家(地区)的统计,2014年三方专利总数为5.4万件,主要分布在日本和美国,两国累计占到总量的59.2%。同年,中国三方专利数量为2582.3件,仅占总量的4.8%,与美国、日本仍有较大差距。

3. 创新绩效与发达国家存在较大差距

创新绩效是科技创新活动成果对经济发展影响的集中体现,揭示了创新活动所带来的经济社会综合效益。全员劳动生产率受到技术水平、劳动者素质、产业结构、规模效益、政策体制等多重因素的影响,是评价经济发展质量的综合性指标。单位能耗的经济产出用来测度技术创新带来的减少资源消耗的效果,也反映了一国经济增长的集约化水平。因此,可以采用全员劳动生产率和单位能耗的经济产出指标衡量创新投入的最终绩效。

随着中国工业化进程的推进和农村劳动力向城市的快速转移,在过去十几年中,中国全员劳动生产率和单位能耗的经济产出稳步提升,但与高度工业化的发达国家相比仍有巨大差距。2015年中国全员劳动生产率为1.4万美元/人,仅相当于美国的1/8、英国和法国的1/6、日本和德国的1/5、韩国的1/4。同年,中国单位能耗经济产出为345万美元/千吨标准油。瑞士是OECD国家中单位能耗经济产出最高的国家,2014年达到2791万美元/千吨标准油,是中国的8.1倍。意大利和英国均是中国的4倍以上,法国、德国均超过中国的3倍以上。可以判断,中国经济发展方式的转变取得一定进步,但尚未发生根本性变革,仍主要依赖粗放型增长方式实现经济增长。美国、英国、瑞士、瑞典等创新型国家的发展经验表明,产业结构优化升级是提高劳动生产率、降低资源能源消耗、提升创新绩效的有效途径。知识和技术密集型产业增加值占GDP比重反映了产业结构优化程度。计量分析结果显示,上述国家知识和技术密集型产业发展程度与单位能耗的经济产出高度正相关(图6)。美国相关系数最高达到0.91,丹麦达到0.88,英国、瑞士和瑞典相关系数均超过0.7。未来,中国还应进一步提高创新投入绩效,切实依靠科技创新促进产业结构优化升级。

6 产业结构与创新绩效关联关系

4几点建议

上述分析表明,中国在规模指标、速度指标方面具有明显优势,而在反映强度、质量的结构指标和相对指标等方面相对不足。中国已逐步成为具有重要影响的科技创新大国,且创新活动处于快速发展阶段,后续发展潜力巨大。调整创新资源配置结构,提高创新产出质量和创新绩效应成为下一步战略重点。

1. 提高创新资源投入强度,进一步优化创新资源配置结构

一是着力提高R&D人员的人均经费投入水平。随着近年来劳动成本上升,依靠低成本的研发人力来维持科技创新的局面将不可持续。R&D人员的人均经费投入水平往往达到一定阈值后才能实现效用最大化。因此,提高R&D人员的人均经费投入水平是优化创新资源配置结构的重要环节。较高的人均经费水平依赖于雄厚的R&D经费积累。近两年中国R&D经费增速放缓并持续回落,2015年仅比上年增长8.9%,增速为近15年以来最低。因此,继续引导全社会加大R&D经费的投入力度,长期保持R&D经费的高速增长是提高R&D人员经费投入强度的重要途径。

二是改革科研经费管理办法。改变“见物不见人”的政策模式和制度设计,适度放宽对人员费的限制,提高人员费占R&D经费比例。

三是重视对科技人力资源的开发和利用,提高R&D人员投入强度。目前中国拥有全世界最庞大的科技人力资源队伍,而且以每年新增300万的速度逐年递增,这为开展创新活动提供了大量人才储备,是参与国际竞争的潜在优势。因此,要进一步完善用人单位的薪酬体系和激励机制,积极营造良好的选人、用人环境,充分释放科技人力资源红利,不断壮大R&D人员队伍。

2. 增强原始创新能力,改革科研评价机制,提高知识产出质量

从论文和专利的产出情况来看,中国在知识产出方面已经具有明显的规模优势,进一步提高产出质量和影响力是日后的努力方向。知识产出质量与创新主体的原始创新能力密切相关,同时也受现行科研管理体制机制等因素影响。要提升知识产出质量,建议从以下几方面入手:

一是提高基础研究经费投入水平。基础研究经费水平是提升原始创新能力的重要保障,与论文质量直接正相关。中国基础研究主要依靠政府投入,基础研究经费占R&D经费比重长期保持在5%左右,不仅低于主要创新型国家(10%~20%之间),同时也低于发展中大国(如俄罗斯和南非的比重在18%左右)。基础研究经费投入不足是制约原始创新能力提高和影响科技论文质量的重要因素。因此,建议政府在加大对基础研究支持力度的同时,制定相应的政策措施,进一步拓宽经费来源渠道。

二是提升企业原始创新能力。企业是我国专利产出主体,国内发明专利申请量和授权量有60%以上是来自企业。进一步提高专利产出质量和国际影响力,关键在于提升企业核心竞争力和持续发展能力。一方面积极引导企业增加研发经费投入,提高R&D经费投入强度,使企业掌握更多的核心关键技术。另一方面要加大企业科技人才的培养。积极创造条件,引导高素质、高水平人才去企业就业。同时,还应通过税收、专项资金资助等优惠措施鼓励有条件的企业创办科技机构,为企业提升研究实力、加快人才培养提供组织保障。

三是改革现行科研管理评价体系。对从事不同类型科研活动的研究人员进行分类评价,扭转科研评价中重数量轻质量的现象。

3. 促进产业结构优化升级,改善创新绩效

   产业结构优化升级是提高劳动生产率、降低资源能源消耗、提升创新绩效的有效途径。虽然近年来中国高技术产业发展迅速,但在规模扩张的背后,还需谨慎分析其技术水平和发展质量。2015年中国高技术产业R&D经费投入强度(R&D经费与主营业务收入比值)仅为1.9%,而美国、英国、日本等发达国家该比例在10%~20%之间。同时,中国高技术产业各行业的创新能力和发展水平很不均衡,航空、航天器及设备制造业的研发强度达到5.29%,而电子计算机及办公设备制造业最低仅为0.9%2014年中国高技术产业增加值占制造业增加值的15.9%,而新加坡、瑞士、美国分别高达64.5%34.7%25.4%。上述数据表明,中国高技术产业在国际产业分工中仍处于组装、加工制造等价值链低端,并未占据价值链高端的研发和设计环节。建议一方面调整我国高技术产业发展的目标和指标,弱化强调发展规模和速度,制定相互协调的产业发展政策和产业创新政策。另一方面要进一步整合科技创新资源,围绕高技术产品的核心技术、共性技术加大力度组织研发攻关,加快高技术产业从加工装配为主向自主研发制造延伸。加快传统产业的技术改造与升级,大力发展战略性新兴产业和知识密集型服务业,促进产业结构不断向产品技术高度化、产品附加值高度化以及产业集约高度化方向发展。

    朱迎春(作者:中国科学技术发展战略研究院)《创新研究》2018-04-23(图略)

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