美國(guó)《2018科學(xué)與工程指標(biāo)》：全球發(fā)展趨勢(shì)

編譯 方陵生 梁

美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)發(fā)布的《2018科學(xué)與工程指標(biāo)》顯示，美國(guó)科技實(shí)力依然全球領(lǐng)先，但中國(guó)的科技實(shí)力正迅速提升。

2018年1月18日，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）發(fā)布了《2018科學(xué)與工程指標(biāo)》（2018 Science & Engincering Indicators）報(bào)告。該報(bào)告每?jī)赡臧l(fā)布一次，旨在介紹美國(guó)科學(xué)、技術(shù)與工程領(lǐng)域的發(fā)展情況。以下為《2018科學(xué)與工程指標(biāo)》報(bào)告中全球背景下美國(guó)科學(xué)與工程（S&E）現(xiàn)狀概覽部分的摘譯。

引言

自21世紀(jì)以來(lái)，由于全球各地區(qū)、國(guó)家和經(jīng)濟(jì)體對(duì)科學(xué)與技術(shù)的持續(xù)投資，全球S&E研究、教育和商業(yè)活動(dòng)的格局已發(fā)生了巨大的變化。之前主要分布在美國(guó)、西歐和日本的科學(xué)與工程能力已擴(kuò)展到了發(fā)展中國(guó)家，尤其是投入巨資建立自己科技能力的中國(guó)和其他東南亞國(guó)家。本概述縱覽了全球S&E的現(xiàn)狀，提供了大量可比數(shù)據(jù)，以檢驗(yàn)跨區(qū)域、跨國(guó)家和跨經(jīng)濟(jì)體的各項(xiàng)S&E指標(biāo)，用以比較S&E培訓(xùn)、科研產(chǎn)出、知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)造和利用以及知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出，并說明了變化中的S&E模式如何對(duì)美國(guó)和其他主要全球參與者相對(duì)地位的影響。

S&E指標(biāo)描述了向知識(shí)密集型經(jīng)濟(jì)發(fā)展、S&E領(lǐng)域內(nèi)合作與競(jìng)爭(zhēng)日益增多的全球性趨勢(shì)下，國(guó)際和美國(guó)國(guó)內(nèi)S&E的動(dòng)態(tài)發(fā)展。在知識(shí)密集型經(jīng)濟(jì)中，S&E研究及其商業(yè)化應(yīng)用，以及其他腦力工作日益顯示其重要性。越來(lái)越多的經(jīng)濟(jì)體依賴于有技能的勞動(dòng)力和持續(xù)的研發(fā)投資，以產(chǎn)生更多的知識(shí)流、新技術(shù)和新發(fā)現(xiàn)。由此產(chǎn)生的知識(shí)和發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致產(chǎn)生更多新的或改進(jìn)型的產(chǎn)品和工藝以及許多行業(yè)的增長(zhǎng)，特別是生產(chǎn)航天器、藥品和計(jì)算機(jī)的制造業(yè)，或具有相當(dāng)規(guī)模的金融、商業(yè)、教育和衛(wèi)生服務(wù)。知識(shí)密集型生產(chǎn)在世界范圍內(nèi)不斷增長(zhǎng)，日益成為發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體的一個(gè)特色。這些產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)中許多是21世紀(jì)新開發(fā)的，它們有助于各國(guó)融入全球市場(chǎng)并參與競(jìng)爭(zhēng)。S&E活動(dòng)也體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的政策和投資。在當(dāng)今的知識(shí)經(jīng)濟(jì)中，教育、研發(fā)和生產(chǎn)活動(dòng)相互關(guān)聯(lián)，密不可分。在全世界范圍內(nèi)流動(dòng)的學(xué)生和研究人員以及國(guó)際貿(mào)易、全球供應(yīng)鏈和全球基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展與合作，將全球知識(shí)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)聯(lián)結(jié)在一起，形成國(guó)家級(jí)的S&E信息，各國(guó)豐富多樣各具特色的S&E信息一起形成一個(gè)更廣泛的全球性的S&E活動(dòng)概覽。

相比美國(guó)和世界上其他發(fā)達(dá)國(guó)家，概述突出了發(fā)展中國(guó)家強(qiáng)勁的增長(zhǎng)趨勢(shì)，特別是中國(guó)。快速增長(zhǎng)往往發(fā)生在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的早期階段，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的成熟而漸漸放緩速度。由于發(fā)展中國(guó)家將資源集中在研發(fā)、教育和知識(shí)密集型生產(chǎn)與貿(mào)易方面，這些地區(qū)最初的高增長(zhǎng)率可能超過發(fā)達(dá)國(guó)家，從而有可能向著超過發(fā)達(dá)國(guó)家各項(xiàng)指標(biāo)的趨勢(shì)發(fā)展。這種增長(zhǎng)率變化趨勢(shì)是否會(huì)持續(xù)下去以及將持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間是一個(gè)重要的問題，且將受到整體S&E環(huán)境以及在這種趨勢(shì)下經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和政治力量的影響。

S&E勞動(dòng)力

創(chuàng)新型的、以知識(shí)為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)需要有具有高水平科學(xué)與工程技能的勞動(dòng)力以及能夠產(chǎn)生足夠數(shù)量勞動(dòng)力的教育體系。認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，很多國(guó)家的政府優(yōu)先提高了高等教育的普及率。與此同時(shí)，各國(guó)競(jìng)相吸引最優(yōu)秀的人才，導(dǎo)致高技能勞動(dòng)力的流動(dòng)性增加，全球范圍內(nèi)需要S&E技能的工作越來(lái)越多地集中于某些特定領(lǐng)域。

根據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，全球獲得S&E學(xué)士學(xué)位的人數(shù)總計(jì)超過750萬(wàn)，其中幾乎一半以上的學(xué)位是在兩個(gè)亞洲國(guó)家被授予的：印度（25%）和中國(guó)（22%）；另外22%在歐盟和美國(guó)被授予（見圖1）。2000年至2014年期間，中國(guó)獲S&E學(xué)士學(xué)位的人數(shù)增長(zhǎng)了350%以上，增長(zhǎng)速度和數(shù)量都超過了其他主要發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)。

不同于S＆E學(xué)士學(xué)位，美國(guó)和歐盟在全球各地授予了大量的S＆E博士學(xué)位（見圖2）。美國(guó)的研究生教育對(duì)國(guó)際留學(xué)生仍然具有特殊的吸引力。從低起點(diǎn)起步的中國(guó)，隨著時(shí)間的推移，S＆E博士學(xué)位獲得者的數(shù)量也在迅速增加。在美國(guó)，有相當(dāng)一部分的博士學(xué)位授予了持有臨時(shí)簽證的國(guó)際留學(xué)生。2014年，臨時(shí)簽證持有者（不包括在國(guó)外出生的持有永久簽證的學(xué)生）獲博士學(xué)位的占1/3以上（37%），他們中一半或更多人主要來(lái)自中國(guó)和印度等亞洲國(guó)家。

全世界范圍內(nèi)從事研究工作的人員一直在迅速增長(zhǎng)，亞洲部分地區(qū)的增長(zhǎng)勢(shì)頭更為強(qiáng)勁。與授予S&E博士學(xué)位的趨勢(shì)相類似的是，美國(guó)和歐盟的研究人員的人數(shù)較多，但中國(guó)正迎頭趕上（見圖3）。2008年中國(guó)科研人員的數(shù)量是2000年時(shí)的兩倍以上，后面幾年研究人員的數(shù)量也一直在持續(xù)大幅增長(zhǎng)。美國(guó)和歐盟以較低的增長(zhǎng)率平穩(wěn)增長(zhǎng)。例外的是日本（相對(duì)持平）和俄羅斯（有所下降）。

圖1 2000—2014年選定國(guó)家或地區(qū)在S&E領(lǐng)域內(nèi)授予學(xué)士學(xué)位的人數(shù)

圖2 2000—2014年選定國(guó)家或地區(qū)在S&E領(lǐng)域內(nèi)授予博士學(xué)位的人數(shù)

圖3 2000—2015年選定國(guó)家或地區(qū)的研究人員數(shù)量

圖4 2000—2015年選定國(guó)家或地區(qū)的研發(fā)支出總額

研發(fā)支出與研發(fā)強(qiáng)度

S&E教育不斷擴(kuò)大，科研人員不斷增加，與之伴隨的是研發(fā)支出強(qiáng)勁而廣泛的增長(zhǎng)。全球研發(fā)支出總額在2000年（7 220億美元）至2015年（19 180億美元）增長(zhǎng)超過一倍，顯示了全球投資轉(zhuǎn)向知識(shí)與技術(shù)的趨勢(shì)。

全球研發(fā)活動(dòng)仍集中在北美洲、歐洲和東南亞地區(qū)。以國(guó)家而論，研發(fā)支出最大的是美國(guó)，其次是中國(guó)（研發(fā)支出已超過歐盟總和）和日本（見圖4）。2015年，美國(guó)、中國(guó)和日本的研發(fā)支出總和占全球研發(fā)支出總額的一半。過去10年里一個(gè)顯著的趨勢(shì)是東南亞地區(qū)的研發(fā)支出明顯增長(zhǎng)。中國(guó)繼續(xù)顯示了最有力的研發(fā)增長(zhǎng)，2000年至2015年期間占全球研發(fā)支出增長(zhǎng)的近1/3。

盡管美國(guó)在研發(fā)方面的投入遠(yuǎn)超過其他任何一個(gè)國(guó)家，但其他幾個(gè)較小經(jīng)濟(jì)體的研發(fā)強(qiáng)度更大，即研發(fā)支出占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的比例更高。2015年，韓國(guó)與以色列（圖中未標(biāo)出）并列榜首，分別為4.2%和4.3%；美國(guó)的研發(fā)強(qiáng)度為2.7%（見圖5）。過去10年中，歐盟作為一個(gè)整體研發(fā)強(qiáng)度逐漸上升，其2020年五大目標(biāo)之一是實(shí)現(xiàn)研發(fā)強(qiáng)度達(dá)到3%。中國(guó)雖然起步基礎(chǔ)較低，但研發(fā)強(qiáng)度在過去10年里大幅上升。

在許多國(guó)家，由于企業(yè)是研發(fā)資金的主要來(lái)源，政府對(duì)達(dá)成研發(fā)強(qiáng)度目標(biāo)的直接控制能力有限。2015年美國(guó)企業(yè)在研發(fā)投資中所占比例約為62%；德國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)和日本約占66%～78%。政府部門資助的研發(fā)投資在許多國(guó)家是第二個(gè)資金來(lái)源，在美國(guó)約占研發(fā)投資總額的26%，韓國(guó)、英國(guó)和德國(guó)占24%～35%，中國(guó)占21%，日本占15%。

在美國(guó)，聯(lián)邦政府是大學(xué)、非營(yíng)利組織、聯(lián)邦機(jī)構(gòu)以及聯(lián)邦政府資助的研發(fā)中心（FFRDCs）研發(fā)資金的主要來(lái)源。然而，在2010到2015年的后衰退時(shí)期，美國(guó)聯(lián)邦政府資助的研發(fā)資金所占份額從30%以上下降到25%左右。在此期間，企業(yè)研發(fā)引領(lǐng)了美國(guó)研發(fā)的整體增長(zhǎng)。聯(lián)邦政府撥出大量資金用于基礎(chǔ)研究（占2015年撥款總額的44%）和應(yīng)用研究（占2015年撥款總額的36%）。

每個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和試驗(yàn)發(fā)展都有自己的相對(duì)重點(diǎn)。中國(guó)的基礎(chǔ)研究只占了研發(fā)總支出的5%左右，相比之下美國(guó)將研發(fā)總支出的17%用于基礎(chǔ)研究，包括一些還沒有具體應(yīng)用設(shè)想的基礎(chǔ)研究。然而，2015年中國(guó)的基礎(chǔ)研究投入達(dá)210億美元，遠(yuǎn)超過對(duì)基礎(chǔ)研究更為重視（占每年研發(fā)投資的24%）的法國(guó)（150億美元）。中國(guó)將84%的研發(fā)資金（相比之下，美國(guó)為64%）直接投入材料、生產(chǎn)設(shè)備、系統(tǒng)和方法的生產(chǎn)或開發(fā)，包括原型機(jī)和工藝過程的設(shè)計(jì)和開發(fā)等。

圖5 2000—2015年選定國(guó)家或地區(qū)的研發(fā)強(qiáng)度

圖6 2003—2016年選定國(guó)家或地區(qū)的S&E出版物數(shù)量

科研出版物

研究產(chǎn)生新知識(shí)和S&E出版物數(shù)量是衡量科研活動(dòng)的測(cè)量指標(biāo)之一，被廣泛用于國(guó)際科研活動(dòng)的比較。美國(guó)、歐盟和發(fā)達(dá)國(guó)家的S＆E出版物占了大部分。然而，與研究人員和研發(fā)支出趨勢(shì)相似，近年來(lái)中國(guó)和其他發(fā)展中國(guó)家S&E研究產(chǎn)出的增長(zhǎng)速度要快得多。自2003年以來(lái)，中國(guó)的S&E出版物數(shù)量增長(zhǎng)了近5倍，因此中國(guó)的科研出版物產(chǎn)出在絕對(duì)數(shù)量上，如今已超過美國(guó)（見圖6）。其他發(fā)展中國(guó)家的研究產(chǎn)出也在迅速增長(zhǎng)，特別是印度和巴西。不同國(guó)家和地區(qū)的科學(xué)研究重點(diǎn)有所不同。生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域——對(duì)知識(shí)密集型和技術(shù)先進(jìn)型經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要的領(lǐng)域——的出版物數(shù)量占全球出版物總數(shù)的57%。

一個(gè)國(guó)家的研究人員引用另一個(gè)國(guó)家研究人員發(fā)表的研究成果的這種引用模式是跨區(qū)域知識(shí)流動(dòng)的標(biāo)志。盡管有語(yǔ)言因素，但期刊文章的引用仍是科研產(chǎn)出與影響的一個(gè)常用指標(biāo)。美國(guó)的出版物是被引用最多的。衡量一個(gè)地區(qū)科研影響力的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是該地區(qū)出版物在世界上引用最多的前1%的出版物中所占份額。美國(guó)的比例一直穩(wěn)定在1.8%～1.9%，歐盟在2000年至2014年間從1%增長(zhǎng)到了1.3%，中國(guó)從0.4%增加到了1%（見圖7）。

發(fā)明、知識(shí)轉(zhuǎn)移與創(chuàng)新

S&E研究以及由此產(chǎn)生的知識(shí)是創(chuàng)新過程的一個(gè)重要組成部分，這些活動(dòng)有助于提高一個(gè)國(guó)家的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新被描述為一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)，一個(gè)將知識(shí)從科技活動(dòng)轉(zhuǎn)化為對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生好處的過程。發(fā)明是實(shí)現(xiàn)一些新的潛在用途的過程；知識(shí)轉(zhuǎn)移來(lái)自于企業(yè)、政府、學(xué)術(shù)界、其他組織和個(gè)人之間的科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)移，以最終轉(zhuǎn)化為商業(yè)應(yīng)用和其他用途；當(dāng)新的或顯著改進(jìn)的產(chǎn)品或過程出現(xiàn)時(shí)，創(chuàng)新就發(fā)生了。2018年的S&E指標(biāo)報(bào)告選擇了專利和風(fēng)險(xiǎn)投資作為比較指標(biāo)，前者是一項(xiàng)重要的發(fā)明指標(biāo)，后者是將發(fā)明轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用的重要催化劑。

發(fā)達(dá)國(guó)家在全球?qū)＠姓贾鲗?dǎo)地位，亞洲幾個(gè)國(guó)家從較低起點(diǎn)開始已有了顯著的增長(zhǎng)。美國(guó)專利和商標(biāo)局（USPTO）2016年在全世界范圍內(nèi)授予的專利超過了300 000項(xiàng),美國(guó)、日本和歐盟占了USPTO所授專利的大部分（見圖8）。相比之下，自2000年以來(lái)世界其他國(guó)家發(fā)明者被授予專利權(quán)的數(shù)量大幅增加，其中發(fā)展中國(guó)家授予的專利增加了13倍多，而2008年美國(guó)在USPTO授予專利中所占份額則下降到了只占一半以下。中國(guó)和印度被授予USPTO專利所占份額仍然相對(duì)較少。另外，中國(guó)專利局授予的專利數(shù)量增長(zhǎng)速度已超過美國(guó)專利商標(biāo)局和其他主要專利局。與USPTO不同的是，實(shí)用型專利在中國(guó)不會(huì)受到過度審查，在中國(guó)專利局申請(qǐng)專利的絕大多數(shù)是中國(guó)公民。

與知識(shí)和技術(shù)密集型（KTI）產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)的三大技術(shù)類知識(shí)在美國(guó)專利商標(biāo)局2016年授予的專利中占了60%以上。這三大類技術(shù)是：信息通信技術(shù)（ICT），測(cè)試、測(cè)量和控制，化學(xué)與健康。另外與KTI產(chǎn)業(yè)相關(guān)的材料和納米技術(shù)占2016年美國(guó)專利的2%。

每個(gè)國(guó)家的專利反映了各個(gè)國(guó)家不同的優(yōu)勢(shì)。美國(guó)和歐盟的專利授權(quán)主要集中于測(cè)試、測(cè)量和控制領(lǐng)域（如生物材料分析、生物技術(shù)和制藥等）以及化學(xué)與健康（見圖9）。與美國(guó)和歐盟國(guó)家形成對(duì)比的是，中國(guó)、日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣的專利主要集中于ICT技術(shù)和光學(xué)領(lǐng)域，尤其是日本的半導(dǎo)體技術(shù)。另外，納米技術(shù)也是中國(guó)、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣專利活動(dòng)的重點(diǎn)。

知識(shí)轉(zhuǎn)移包括從發(fā)明人到用戶的技術(shù)轉(zhuǎn)讓和傳播，是創(chuàng)新體系的關(guān)鍵組成部分。這種轉(zhuǎn)讓和傳播可以通過知識(shí)產(chǎn)權(quán)的使用費(fèi)來(lái)衡量知識(shí)產(chǎn)權(quán)的流出量，這可在大致上反映一個(gè)國(guó)家具有商業(yè)價(jià)值知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)出。知識(shí)產(chǎn)權(quán)出口的收益集中于美國(guó)USPTO專利權(quán)的主要獲得者：美國(guó)、歐盟和日本。2016年美國(guó)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)出口收入為1 220億美元，歐盟為660億美元，日本為390億美元。然而，2008年至2016年之間，美國(guó)所占份額下降，世界其他國(guó)家和地區(qū)所占份額翻了一倍多，從6%增加到了16%（見圖10）。

將發(fā)明轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新和實(shí)際用途的另一個(gè)重要組成部分是獲得融資。風(fēng)險(xiǎn)資本投資是支持有可能成功商業(yè)化的新興技術(shù)的一個(gè)指標(biāo)，2016年全球風(fēng)險(xiǎn)投資約為1 310億美元。美國(guó)吸引了一半以上的風(fēng)險(xiǎn)投資，但隨著其他國(guó)家，尤其是中國(guó)提升了開發(fā)新技術(shù)的能力，美國(guó)所占份額一直在下降。中國(guó)從一個(gè)較低的基數(shù)上開始增長(zhǎng)，2013年投資從近30億美元迅速躍升到2016年的340億美元（見圖11），其全球市場(chǎng)份額從5%上升到27%。

圖9 2014—2016年各國(guó)所選技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠顒?dòng)指數(shù)對(duì)比

圖7 2000—2014年選定國(guó)家或地區(qū)引用最多的前1%的S&E出版物指數(shù)

圖8 2000—2016年選定國(guó)家或地區(qū)的發(fā)明者在USPTO被授予的專利數(shù)量

知識(shí)和技術(shù)密集型經(jīng)濟(jì)活動(dòng)

S&E教育和研發(fā)投資帶來(lái)了高技能的勞動(dòng)力和新的科技知識(shí)，這些變化以同行評(píng)審文章、專利和無(wú)形資產(chǎn)的形式表現(xiàn)出來(lái)。隨著時(shí)間的推移，這些投資也以產(chǎn)品、服務(wù)和工藝流程的形式促進(jìn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。S&E知識(shí)越來(lái)越成為促進(jìn)市場(chǎng)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。積極接受新知識(shí)、促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的行業(yè)占全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的近1/3（31%），這些行業(yè)橫跨制造業(yè)（如飛機(jī)和航天器，計(jì)算機(jī)設(shè)備，通信設(shè)備和半導(dǎo)體，化學(xué)制品和藥品，測(cè)試、測(cè)量、控制儀表，汽車及配件，鐵路和其他運(yùn)輸設(shè)備，機(jī)械）和服務(wù)業(yè)（如教育、衛(wèi)生、商務(wù)、研發(fā)、金融和信息服務(wù)）。

從歷史上看，KTI行業(yè)主要集中在發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)和歐盟。美國(guó)GDP的38%來(lái)自KTI行業(yè)，在大國(guó)經(jīng)濟(jì)體中處于領(lǐng)先地位。但是，以中國(guó)為首的發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體，隨著S&E能力的提升，也在成為發(fā)展KTI行業(yè)的主要參與者。中國(guó)的增長(zhǎng)比發(fā)達(dá)國(guó)家要快得多，在許多技術(shù)密集型制造業(yè)中已成為世界上的最大生產(chǎn)國(guó)，但在知識(shí)密集型（KI）服務(wù)行業(yè)的相對(duì)地位并不太靠前。

一個(gè)國(guó)家的KTI商品和服務(wù)出口反映了其在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。2016年全球范圍內(nèi)高技術(shù)產(chǎn)品出口總額達(dá)2.6萬(wàn)億美元，以信息和通信技術(shù)產(chǎn)品為主導(dǎo)。中國(guó)是世界上最大的高技術(shù)產(chǎn)品出口國(guó)（占全球份額的24%），并保持了較大的貿(mào)易順差（通過交易產(chǎn)品的總市場(chǎng)價(jià)值計(jì)算）。然而，由于中國(guó)的許多出口商品都由從其他國(guó)家進(jìn)口的零部件組成，中國(guó)的出口和貿(mào)易順差就附加值而言，可能增值不多。接下來(lái)是歐盟（占17%）、美國(guó)（占12%）和中國(guó)臺(tái)灣（占11%）。越南的高科技出口增長(zhǎng)率是最快的，已經(jīng)成為手機(jī)等ICT產(chǎn)品的低成本裝配國(guó)。

技術(shù)密集型制造業(yè)是KTI行業(yè)中最為全球化的行業(yè)。例如，高技術(shù)制造業(yè)中的通信、半導(dǎo)體和計(jì)算機(jī)行業(yè)，由于制造業(yè)所在地往往遠(yuǎn)離最終市場(chǎng)，因此具有復(fù)雜的全球價(jià)值鏈。中高技術(shù)制造業(yè)，如汽車、零部件和電器設(shè)備，也具有全球價(jià)值鏈，制造業(yè)所在地通常離最終市場(chǎng)較近，或者與最終市場(chǎng)在同一地點(diǎn)。

高技術(shù)制造業(yè)中，美國(guó)和中國(guó)是全球最大的供應(yīng)商（分別占全球份額的31%和24%）。中國(guó)的產(chǎn)量急劇上升，隨著時(shí)間的推移，現(xiàn)在超過了歐盟（見圖12）。與其他S&E指標(biāo)的專業(yè)化模式一樣，各個(gè)地區(qū)都有一些不同類型的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。美國(guó)在航空航天以及測(cè)量和控制儀器方面擁有較強(qiáng)實(shí)力，如導(dǎo)航儀器、計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備等；歐盟在航空航天和測(cè)量控制儀器這兩個(gè)方面也擁有較強(qiáng)的實(shí)力；中國(guó)是高技術(shù)制造業(yè)一個(gè)大分支——信息和通信技術(shù)（ICT）的最大生產(chǎn)國(guó)，占有34%的全球市場(chǎng)份額。盡管中國(guó)發(fā)展迅速，中國(guó)的高技術(shù)制造業(yè)還將繼續(xù)嚴(yán)重依賴于低附加值的活動(dòng)，如總裝。例如，在半導(dǎo)體行業(yè)中，盡管中國(guó)企業(yè)已經(jīng)獲得了全球市場(chǎng)份額，在智能手機(jī)和其他電子產(chǎn)品生產(chǎn)中，中國(guó)在很大程度上仍依賴于國(guó)外公司提供的半導(dǎo)體組件。在醫(yī)藥行業(yè)（中國(guó)是世界第三大藥品生產(chǎn)國(guó)），中國(guó)制藥企業(yè)的大部分產(chǎn)出都是非專利藥，生產(chǎn)設(shè)施的建設(shè)也控制在美國(guó)和歐盟的跨國(guó)企業(yè)手中。相比之下，歐盟和美國(guó)是兩個(gè)全球最大的制藥生產(chǎn)商，研發(fā)重點(diǎn)是生物制劑、疫苗、干細(xì)胞治療以及緊密一體化的藥物研究和測(cè)試。發(fā)達(dá)國(guó)家的制藥企業(yè)可持續(xù)進(jìn)行高附加值的商業(yè)活動(dòng)，因?yàn)樗麄儞碛懈嗟募夹g(shù)工人，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)也更強(qiáng)。當(dāng)然，隨著中國(guó)一些公司對(duì)研發(fā)設(shè)施的繼續(xù)投資以及產(chǎn)學(xué)研合作的加強(qiáng)，中國(guó)產(chǎn)業(yè)有望進(jìn)入新興和復(fù)雜的技術(shù)領(lǐng)域。最近的發(fā)展表明，中國(guó)為建立S&E能力的快速投資可能已經(jīng)打開了一條通往生產(chǎn)先進(jìn)產(chǎn)品的途徑。例如，過去幾年里中國(guó)在超級(jí)計(jì)算機(jī)（一個(gè)在10年前還少有存在感的領(lǐng)域）能力方面已取得了顯著進(jìn)展；中國(guó)制造的第一架噴氣式客機(jī)——中國(guó)商飛C919——2017年成功完成了首次飛行試驗(yàn)，中國(guó)在向價(jià)值鏈上游轉(zhuǎn)移以及在先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)成為全球競(jìng)爭(zhēng)者的計(jì)劃中邁出了關(guān)鍵一步。

中高技術(shù)制造業(yè)（不包括藥品在內(nèi)的其他化工產(chǎn)品以及機(jī)械和設(shè)備、汽車和零部件、電機(jī)和電器、鐵路和其他運(yùn)輸設(shè)備等）2016年全球產(chǎn)出附加值總計(jì)為3.3萬(wàn)億美元。這些行業(yè)由于重型產(chǎn)品和零部件的運(yùn)輸成本很高，企業(yè)的生產(chǎn)地和最終市場(chǎng)通常相距較近。中國(guó)是中高技術(shù)制造業(yè)的全球最大生產(chǎn)國(guó)（占全球份額的32%），美國(guó)和歐盟大致并列第二（全球占有率分別為20%和19%），日本為第三大生產(chǎn)國(guó)（全球占有率為10%）。

圖10 2008—2016年選定國(guó)家或地區(qū)知識(shí)產(chǎn)權(quán)出口（使用費(fèi)）

圖11 2006—2016年選定國(guó)家或地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)投資

圖12 2003—2016年選定國(guó)家或地區(qū)的高技術(shù)制造業(yè)產(chǎn)出

圖13 2003—2016年選定國(guó)家或地區(qū)知識(shí)密集型商業(yè)服務(wù)行業(yè)產(chǎn)出

除了技術(shù)密集型制造業(yè)外，KTI行業(yè)還包括教育、衛(wèi)生以及在2016年附加值總共達(dá)11.6萬(wàn)億的一系列商業(yè)服務(wù)。知識(shí)密集型商業(yè)服務(wù)包括金融，工程、咨詢和研發(fā)服務(wù)以及信息服務(wù)。全球一半以上的知識(shí)密集型商業(yè)服務(wù)輸出來(lái)自美國(guó)（31%）、歐盟（21%）、中國(guó)（17%）和日本（6%）（見圖13）。雖然中國(guó)知識(shí)密集型商業(yè)服務(wù)輸出的相對(duì)實(shí)力不如制造業(yè)那么強(qiáng)，但正在取得越來(lái)越快的進(jìn)步。其他發(fā)展中國(guó)家，如印度和印度尼西亞占全球商業(yè)KI服務(wù)輸出的份額也在日益增長(zhǎng)。

總結(jié)

在過去的二三十年里，各國(guó)越來(lái)越多地將科學(xué)和技術(shù)能力視為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的引擎。許多國(guó)家加強(qiáng)了在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)建立科技能力的努力，并從中受益。傳統(tǒng)上以美國(guó)、西歐和日本為中心的全球科學(xué)與工程概況正在日益向多極化趨勢(shì)發(fā)展。

總的來(lái)說，S&E增長(zhǎng)在發(fā)展中國(guó)家比發(fā)達(dá)國(guó)家快，即使發(fā)達(dá)國(guó)家的絕對(duì)活動(dòng)水平仍在不斷上升，歷史上占主導(dǎo)地位的發(fā)達(dá)國(guó)家在全球S&E活動(dòng)中所占份額也在縮小。中國(guó)正在前所未有地快速和持續(xù)增長(zhǎng)，印度、韓國(guó)和其他亞洲經(jīng)濟(jì)體也和世界其他國(guó)家一樣，在他們各自相對(duì)較強(qiáng)的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展，所有這些都提高了全球的S&E能力。

發(fā)達(dá)國(guó)家的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)繼續(xù)作為卓越中心進(jìn)行高影響力的S&E研究，并為來(lái)自世界各地的留學(xué)生提供研究生教育。美國(guó)繼續(xù)在高科技和高影響力的S&E研究方面取得領(lǐng)先地位，這一點(diǎn)從其出版物被大量引用可以得到證明。發(fā)展中國(guó)家的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生S&E研究生的數(shù)量在不斷增加，其中中國(guó)產(chǎn)生S&E研究生的數(shù)量領(lǐng)先于其他國(guó)家。

亞洲地區(qū)的研發(fā)支出在迅速發(fā)展，特別是中國(guó)和韓國(guó)。美國(guó)和歐盟仍在繼續(xù)增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)速度較慢。因此，中國(guó)的研發(fā)支出已僅次于美國(guó)。中國(guó)的研發(fā)支出、S&E學(xué)位（包括學(xué)士學(xué)位和博士學(xué)位）人數(shù)和S&E出版物的數(shù)量都在同時(shí)增長(zhǎng)。

與研發(fā)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)有關(guān)的活動(dòng)正在日益多極化，一些相對(duì)較小經(jīng)濟(jì)體的S&E發(fā)展似乎有他們各自擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，以色列、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣和新加坡等國(guó)家和地區(qū)的S&E活動(dòng)主要集中在東南亞部分地區(qū)。日本與知識(shí)創(chuàng)造有關(guān)的S&E活動(dòng)（如S&E出版物所占份額）有所下降，但總的出版物數(shù)量和專利所占比率仍然很高。韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣在專利申請(qǐng)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)出口方面都經(jīng)歷了一個(gè)快速增長(zhǎng)的過程。

KTI的生產(chǎn)和貿(mào)易在全球產(chǎn)出中所占份額越來(lái)越大，并與S&E教育和研發(fā)活動(dòng)方面的投資密切相關(guān)。高技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)和裝配在發(fā)展中國(guó)家蓬勃發(fā)展，特別是在中國(guó)，其ICT和醫(yī)藥制造業(yè)已占了全球生產(chǎn)很大的份額。高技術(shù)產(chǎn)品出口主要集中在亞洲，其中中國(guó)占了全部出口的1/4。不過這種生產(chǎn)活動(dòng)往往代表了全球供應(yīng)鏈的最后一環(huán)。但隨著中國(guó)S&E能力的提高，正在逐步向產(chǎn)品價(jià)值鏈的上游移動(dòng)。發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是美國(guó)、歐盟和日本仍然占據(jù)了知識(shí)密集型商業(yè)服務(wù)生產(chǎn)和出口、專利權(quán)轉(zhuǎn)讓、知識(shí)產(chǎn)權(quán)使用的大部分，尤其是知識(shí)產(chǎn)權(quán)活動(dòng)主要集中在發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體。這些發(fā)展反映了全球S&E價(jià)值鏈的各個(gè)組成部分，不同地區(qū)和國(guó)家都根據(jù)其相對(duì)優(yōu)勢(shì)為全球科技活動(dòng)做出貢獻(xiàn)。

S&E發(fā)展的本質(zhì)是創(chuàng)新思想和技術(shù)突破，本概述提供的是世界在某個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)的“快照”：一個(gè)由全球基礎(chǔ)設(shè)施捆綁在一起的、動(dòng)態(tài)的、快速變化的、一體化的、相互依存的、有競(jìng)爭(zhēng)力的S&E概覽。