中美德高新技術制造業發展特征及創新產出比較

季良玉,李廉水,2

(1.東南大學經濟管理學院，江蘇　南京　210096；2.南京信息工程大學中國制造業發展研究院，江蘇　南京　210044)

中美德高新技術制造業發展特征及創新產出比較

季良玉1,李廉水1,2

(1.東南大學經濟管理學院，江蘇南京210096；2.南京信息工程大學中國制造業發展研究院，江蘇南京210044)

摘要：分析中美德三國高新技術制造業成長性、結構性以及創新性等特征，比較三國在創新實力以及轉化效益等創新產出方面的差異，結果顯示：中國高新技術制造業成長前景良好，增長速度較快；實施錯位競爭使得高新技術產業內部結構與美德兩國有較大差異；創新投入總量不斷增長，轉化效益顯著提升。但與美德相比，存在創新投入強度偏低、創新實力較弱等問題。鑒于此，中國高新技術制造業應當借鑒美德經驗，推進自主創新、提升創新效率。

關鍵詞：高新技術制造業；發展特征；創新產出；創新驅動

1引言

美國再工業化、德國工業4.0、中國制造2025等高新技術制造業計劃相繼推出，意味著高新技術制造業發展的競爭已經上升到國家層面。制造業的規模和水平是衡量一個國家綜合實力和現代化程度的重要標志，經濟最發達的國家通常都是制造業最發達的國家，而最能反映制造業能力和前景的當屬制造業中的高新技術產業。高新技術制造業水平已經成為影響地區綜合經濟實力和市場競爭能力強弱的關鍵[1]。

國外學者對高新技術產業的發展和創新問題進行了較深入的研究。早期主要考察高新技術產業發展的影響因素，如人才、基礎設施等對高科技企業選址的影響[2]；聯邦和州政府的研發資助對高新技術企業技術優勢的強化[3]等。目前側重于高新技術產業周期特點[4]、發展特征[5]；區域之間高新技術產業技術效率差異[6]；R&D投入密度與高技術產品生產能力[7]；創新模式[8]與創新效率的關系等方面的研究。中國學者研究了高新技術產業的發展規律[9]、國外高新技術產業的發展經驗[10]、發展政策[11]、產業競爭力[12]、創新模式[13]、創新效率[14]及影響因素等一系列問題。以往研究中較少涉及對不同國家高新技術制造業發展特征和創新產出的比較。本文的邊際貢獻在于：研究中國、美國與德國高新技術產業的成長性特征、結構性特征和創新性特征，比較中美德高新技術制造業的創新產出，從而提出益于中國高新技術制造業高效發展的政策建議。

2中美德三國高新技術制造業發展特征分析

2001年OECD依照國際標準產業分類第3版(ISIC-Rev.3)中的產業分類，根據13個成員國1991—1997年的平均R&D經費強度確定出高新技術產業的分類標準，主要包括五類：飛機和航天器制造業；醫藥制造業；辦公、會計和計算機制造業；廣播、電視及通信設備制造業；醫療、精密儀器和光學器具制造業。我們認為，高新技術制造業的發展特征主要包括成長性特征、結構性特征、創新性特征。其中，成長性特征反映發展速度，結構性特征反映發展質量，創新性特征反映發展潛力。

2.1成長性特征

為保證可比性，以歷年美國科學基金會報告《Science and Engineering Indicators》為數據來源，以高新技術產業工業增加值為對比指標，中美德三國1997—2012年的高新技術產業的工業增加值如圖1所示。

圖1　中美德高新技術產業工業增加值(百萬美元現價)

從圖1可以看出，美國高新技術產業工業增加值遠高于中國和德國，1997年為2484.32億美元，在2012年達到4163.44億美元。德國在1997年為426.36億美元，2008年達到極大值，之后降中有升，2012年達到825.81億美元。中國的高新技術產業工業增加值1997年為251.29億美元，除2009年外，各年始終保持著增長的態勢，2012年達到3649.38億美元。從絕對增長量看，1997年時，中國高新技術產業工業增加值僅為美國的10%、德國的60%，2012年時已達到美國的88%，并且是德國的4.4倍。從平均增長速度看，1997—2012年，三國高新技術產業產出年平均增長率呈現出較大的差異性，中國達到19.93%，德國為5.26%，美國僅為3.64%。中國高新技術產業之所以能從2003年起，與美國的差距逐漸縮小，并反超德國，主要原因在于中國初始產出較小，上升空間較大，加之發達國家高新技術跨國公司的投資布局，使得中國高新技術產業發展速度很快。

為了進一步表現中美德三國高新技術產業的成長態勢及其在世界中的地位，繪制出三國高新技術產業增加值占世界高新技術產業增加值比重的變化趨勢圖，見圖2。

圖2顯示，1997—2012年，中美德三國高新技術產業占比發生了較大的變化?？傮w說來，美國處于下降趨勢，從1997年的32.56%下降到2012年的27.28%；德國較為平穩，從1997年時的5.58%變化為2012年的5.41%；中國則處于上升態勢，從1997年的3.29%上升到2012年的23.92%。1997年時，中國的占比不僅低于德國，更與美國相差懸殊，但經過十幾年的發展，中國的占比反而遠高于德國，而且幾乎趕上美國，表現出強勁的成長態勢。若以成長規模和所占份額進行比較，美國仍居于領先地位，中國呈趕超之勢，德國受自身經濟體量限制，無法與中美抗衡。但以成長速度來看，中國則遙遙領先，德國遠低于中國但略高于美國。

圖2　中美德高新技術產業增加值占世界高新技術產業比重

2.2結構性特征

由于經濟發展階段不同，三國高新技術產業在本國制造業地位以及自身內部結構上，同樣存在較大的差異。通過觀察三國高新技術產業增加值占本國制造業增加值的比重，可以比較出三國高新技術產業的發展態勢以及在本國制造業的重要程度。

與高新技術產業總產出一樣，美國的高新技術產業占制造業比重同樣高于中國和德國，除個別年份有所波動外，基本處于逐年增長的態勢，1997年為18.85%，2012年達到22.19%。德國的高新技術產業占比從1997年的9.72%上升到2012年的11.61%。中國的高新技術產業占比在1997年為7.73%，到2012年達到14.98%，高于德國的高新技術產業占比，與美國的差距也在逐年變小。從波動趨勢上看，美國1997—2000年屬于下降—回升期；2000—2009年屬于恢復—增長期；2010—2012年屬于回落期。德國在1997—2000年屬于持續上升期，2000—2007年屬于調整—增長期；2008—2012年屬于下降期。中國在1997—2006年屬于上升期；2007—2009年屬于調整—回落期；2010—2012年屬于波動—增長期，見圖3。

圖3　中美德高新技術產業增加值占本國制造業增加值的比重

2008年全球經濟危機發生后，美國高新技術產業增加值的占比有較大提升，盡管在2011—2012年有所下降，但依然高于經濟危機之前的占比水平。而同期的德國占比在持續下降，中國的占比雖在下降之后略有回升，也僅能與經濟危機前的占比水平持平甚至略低。中美德三國不同的表現更顯示出美國高新技術產業強勢增長。這種增長固然與美國強大的工業基礎，尖端的科學技術分不開，也與聯邦政府的政策刺激有關，特別是美國政府倡導的“制造業回流”和“再工業化”。其目的不是簡單地回歸傳統制造業領域，而要鼓勵采取以創新為中心、以高端為重點的戰略，重建制造業競爭力。事實證明，美國的這一政策已頗見成效。

在高新技術制造業內部產業構成比例上，中美德三國也表現出明顯的不同。表1列示了2012年三國高新技術制造業增加值中5個產業分別所占的比例，以及各產業占世界的份額。

2012年三國高新技術制造業的產業構成比例既有相似點，也有不同之處。美國醫療、精密儀器和光學器具制造業與廣播、電視及通信設備制造業占比較高，兩者比例合計達到61%以上；德國醫療、精密儀器和光學器具制造業與醫藥制造業占比較高，兩者比例合計高達65%；中國則屬廣播、電視及通信設備制造業與醫藥制造業，兩者比例合計達到73%以上?？梢?，三國高新技術產業中均有居于優勢地位的產業，且優勢產業互有重合。

表1　2012年中美德高新技術制造業增加值產業構成比例(%)

資料來源：《Science and Engineering Indicators》(2014)。

2012年三國5個產業占世界該產業的比例指標上，表現迥異。美國的醫療、精密儀器和光學器具制造業與飛機和航天器制造業占世界的份額均達到43%左右，醫藥制造業所占份額最低，也達到15%以上；德國5個產業占世界的份額則均在10%以下；中國辦公、會計和計算機制造業所占份額達到46%左右，在廣播、電視及通信設備制造業與醫藥制造業產業上所占份額也表現不俗，以上3個行業所占份額均優于美國和德國。但是在飛機和航天器制造業產業上占比最低，不僅與美國相差懸殊，甚至低于德國。可見，中國并未直接與美國的高新技術制造業中的優勢產業進行競爭，而是重點發展美國相對弱勢的產業，以中國與美國的技術實力來說，這種錯位競爭戰略對于中國高新技術制造業的發展是適宜的。

2.3創新性特征

高新技術產業屬于知識密集型、技術密集型的產業，需要根據市場需求變化不斷提升創新能力，故而對研發投入的要求較高，因此，一般用R&D投入來衡量高新技術產業的創新競爭力。圖4列示了美國、德國、中國2000—2013年高新技術產業R&D投入金額。

從圖4可以看出，美國的高新技術產業R&D投入遠高于中國和德國，2000年已達到841億美元，是德國的7倍、中國的13倍，到2011年達到1259億美元，是德國的8.7倍、中國的3.8倍。除個別年份有所減低外，美國高新技術產業的R&D投入在12年間增長了418億美元，年均增長率達到3.7%。德國高新技術產業的R&D投入在2000—2012年變化較小，僅從118億美元增加到152億美元，年均增長率為2.1%，與美國的投入差距也在逐年增大。中國高新技術產業的研發投入一直處于增長態勢，2000年時投入金額在三國中最小，僅為65億美元，是美國的1/13，德國的1/2左右，但是在2006年時已略高于德國，之后快速增長，且增長速度高于美國和德國，2011年時達到美國的1/4以上，2012年是德國的2.45倍，2000—2013年年均增長率達到17.2%。

圖4　中美德高新技術產業的R&D經費(億美元)

除了從總量上比較三國的R&D投入外，從其占工業增加值的比例上也可以比較三國高新技術產業的創新投入(見表2)。

表2顯示，2009年，美國的高新技術產業R&D經費占工業增加值比例達到39%，德國為18%，中國僅為6%。三國高新技術產業內部中，美國的飛機和航天器制造業、醫藥制造業的占比均達到49%以上，其余三個產業的比例也達到25%以上。德國同樣是飛機和航天器制造業占比最高，達到28%，其余產業的比例也達到13%以上。中國的飛機和航天器制造業占比最高，為15%，其余產業的比例均在7%以下。由此可見，盡管中國高新技術產業研發投入在總量上與美國差距較小甚至已經超過德國，但是在結構比例上還是與兩國有著巨大的差距。高新技術產業R&D經費占工業增加值的比例僅為德國的1/3、美國的1/6。

表2　中美德高新技術產業R&D經費占工業增加值比例(%)

資料來源：《中國高技術產業統計年鑒2013》。

無論是從成長性還是創新性來看，美國高新技術產業都處于絕對優勢地位。中國盡管在成長性方面優于德國，但是在創新方面，尤其是創新投入強度上仍然與德國存在差距。同時三國在高新技術產業結構上存在差異，優勢產業各有側重。

3中美德高新技術制造業創新產出比較

在比較了中國、美國、德國高新技術產業的發展特征特別是創新投入之后，選擇專利授權量、高新技術產品出口兩個指標來考察三國的高新技術制造業創新產出。其中，專利授權量反映創新實力，高新技術產品出口反映轉化效益。

3.1專利授權量比較

以“三方專利”授權量作為創新產出的指標顯示(見圖5)，美國在2000—2012年間，“三方專利”授權數遠高于中國和德國。以2012年的數據來看，分別是中國和德國的7.4倍、2.5倍左右。不過美國和德國在2005年以后的三方專利授權數均有緩慢下降的趨勢，而中國的三方專利授權數則在不斷上升?？赡艿脑蚴茄邪l投入加大時，創新產出可以快速增長，但投入增加到一定程度時，創新產出并不能同比例增長，因為創新更加困難，所需要的資金量也可能更大。

圖5　中美德三國三方專利授權量(件)

美國專利和商標局(USPTO)所授予的專利數顯示，美國在信息與通信技術(ICT)、生物與制藥技術、自動化和控制技術、 測量與儀器技術等領域的專利數均處于遙遙領先的地位。德國盡管與美國差距較大，但也遠優于中國。2012年時，美國在上述4個領域的專利授權量均是中國的20倍以上，特別是生物與制藥技術專利，達到中國的48倍。德國的生物與制藥、測量與儀器的專利授權量也是中國的5倍左右。中國與美國、德國的技術差距可見一斑。

3.2高新技術產業出口比較

世界銀行數據顯示，2004—2013年，中國高新技術產業的出口表現優于美國和德國，2004年中國高新技術產業出口值為1630億美元，高于德國而略低于美國，2013年中國高新技術產業出口值已達到5600億美元。從縱向看，是2004年時中國的3.4倍；從橫向看，則是美國的3.8倍、德國的3.9倍。單就出口數量上看，中國高新技術制造業顯示出強大的競爭優勢，但產品大多“質次價廉、效益不高”，不及美德產品“品質優秀、利潤豐厚”。周松蘭[15]對中日韓三國技術密集產品制造業競爭力進行分析時發現，中國大多數技術密集產品制造業的出口依賴于在華投資的外商投資企業出口，加工貿易成為中國技術密集產品制造業出口的主要方式。這意味著，盡管在高新技術產業出口總量上超越美國和德國，但實際上屬于中國自主創新或是擁有知識產權的高新技術產品并不多。因此，自主創新能力的提高，已成為提高中國高新技術制造業競爭力的重中之重。

從圖6可以看出，德國的高新技術產業出口值占制造業出口百分比在2004—2013年遠低于中國和美國，但是與中美兩國的差距在2008年前后發生了變化。2008年之前，德國與中美兩國的比例差距基本保持不變或略有降低的趨勢，但是2008年后，這一差距則逐漸變小，在2013年時，盡管與中國的差距仍比較大，但是已十分接近美國的占比。從總的趨勢看，中國與美國的占比都在下降，但是兩者表現出較大的差異性，占比變化也表現出明顯地階段性。在2004—2008年間，中國與美國的占比幾乎持平，但是2008年后，兩者分化的趨勢明顯，美國的占比大幅下降，使得兩國的占比差距不斷擴大。在2004年時，美國高新技術產業出口占比達到1/3，在全球經濟危機發生后，美國高新技術產業出口占比則為1/5～1/6，這種大幅下降可能與其實施的“再工業化”戰略有關。美國跨國公司多采用國際部的組織結構，使得國外子公司依賴于美國國內的各產品部，即關鍵的零部件仍由母公司提供。“再工業化”戰略的實施使得美國的制造業出現部分“回流”，所以母公司的出口數量下降。同時“回流”也造成中國加工再出口類型的產業出口減少，使得中美高新技術產業出口占比均有所下降。

圖6　中美德高新技術產業出口值占制造業出口百分比

4結論及啟示

(1)中國高新技術制造業的發展速度快，有巨大發展潛力。中國高新技術產業發展盡管在總產出上與美國尚存差距，但差距在逐年縮小，且已經超越德國，已在中國制造業發展中占據著重要地位。不僅是產出上以及出口上的貢獻，高新技術產業代表著制造業的先進技術水平，對提升制造業整體發展水平和優化產業結構有著重要作用。巨大的市場容量，完備的產業體系，穩定的發展環境，較完善的基礎設施、充足的人力資源等優勢使得中國仍為最具投資吸引力的國家之一。

(2)中國高新技術制造業發展的后勁嚴重不足，亟需創新驅動提升。中國高新技術制造業發展仍然存在一些問題，突出表現在創新能力方面。一是研發投入不足。不但在研發經費投入總量上低于美國，在高新技術制造業R&D投入強度上更明顯低于美國和德國。二是創新效率較低。R&D投入在總量上超過德國，但是三方專利授權數卻遠低于德國。美國的研發投入為中國的3～4倍，但三方專利授權數卻是中國的7倍多，反映出中國在創新產出能力上遜于美國和德國。這些問題的解決一方面需要政府的大力支持，制定有利于高新技術產業發展的政策，對積極創新的高新技術企業給予稅收優惠、融資支持；另一方面需要企業與企業、企業與大學等加強合作。

(3)中國應當學習借鑒美德發展經驗，推進中國制造自主創新。美國2012年的《致總統關于塑造先進制造業國家優勢的報告》中指出，國家的研究和創新生態系統高度依賴于制造業基地，關鍵要識別對美國經濟增長和競爭力影響最大的先進制造業技術。其提出的“工業互聯網”概念，倡導將人、數據和機器連接起來，形成開放而全球化的工業網絡，涵蓋航空、交通、醫療等工業領域，注重網絡、大數據等對工業領域的顛覆。德國則于2013 年發布了“工業4.0”標準化路線圖，意圖在制造領域實現資源、信息、物品和人相互關聯的“虛擬網絡-實體物理系統”。美德等發達國家一方面強化新興技術的工程化和產業化能力，另一方面運用現代制造技術和制造系統來提高傳統產業的生產效率。這固然會對中國的產業趕超形成抑制，但同時也為中國在兩化深度融合、戰略性新興產業等方面的布局提供了方向。在中國自主創新能力尚弱，關鍵核心技術受制于人的局面未得到根本改變的情況下，不妨先通過集成創新，加強關鍵核心技術攻關，加速科技成果產業化，提高關鍵環節和重點領域的創新能力，最終實現自主創新能力的提升。

目前，中國對制造業的重視已提升到前所未有的高度，中國制造2025的提出，意味著從制造業大國向制造業強國轉變已上升到戰略高度并成為重大現實問題。其核心觀點就在于堅持創新驅動、智能轉型，而在這些方面，高新技術產業要一馬當先，因為這既是提升中國制造業發展水平的著力點，也是與美德等發達國家競爭的關鍵。

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(責任編輯劉傳忠)

Comparison of Development Characteristics and Innovation Output of High-tech Manufacturing Industry Among China，US and Germany

Ji Liangyu1，Li Lianshui1,2

(1.School of Economics and Management，Southeast University，Nanjing 210096,China;2.Chinese Academy of Manufacturing Industry，Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044,China)

Abstract：It analyzes the growth,structural and innovative characteristics of high-tech manufacturing，compares differences of innovation output in terms of innovation strength and the conversion benefit in the United States,Germany and China.The results find that：Chinese high-tech manufacturing has good growth prospects and faster growth；dislocation competition makes the internal structure of high-tech industry differences with US and Germany；Innovation investment is growing，the conversion efficiency has significantly improved.However，there has lower innovation investment intensity and weaker innovation strength issues.In light of this，it proposes that China should learn development experiences of US and Germany，promote independent innovation and improve innovation efficiency to develop Chinese high-tech manufacturing.

Key words:High-tech industry；Development characteristics；Innovation output；Innovation drive

基金項目：國家自然科學基金項目(71173116)，教育部哲學社會科學發展報告項目(13JBG004)。

收稿日期：2015-10-27

作者簡介：季良玉(1988-)，女，河南信陽人，東南大學經濟管理學院博士生;研究方向：制造業發展，創新管理。

中圖分類號:F062.9

文獻標識碼:A