賽迪譯叢：2024年第27期（總第653期）：2024年美國(guó)科學(xué)與工程指標(biāo)-28正式版-WN8

2024年8月12日第27期653期今年42024年美國(guó)科學(xué)與工程指標(biāo)》。報(bào)告總結(jié)評(píng)估美國(guó)科學(xué)與工程的主要指標(biāo)，將科學(xué)和工程概括成人才、科學(xué)發(fā)現(xiàn)和轉(zhuǎn)化三部分，分析了美國(guó)在全球科學(xué)與工程領(lǐng)域地位的變化。報(bào)告指出，美國(guó)研發(fā)投入總量排名世界第一，迄今為止，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域規(guī)模最大。但科學(xué)與工程類(lèi)資源和相關(guān)活動(dòng)已向東亞和東南亞，特別是向中國(guó)傾斜，美國(guó)并未在所有科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng)新要素中占據(jù)主導(dǎo)地位。賽迪智庫(kù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)研究所、信息化與軟件產(chǎn)業(yè)研究所共同對(duì)該報(bào)告進(jìn)行了編譯，期望對(duì)我國(guó)有關(guān)部門(mén)有所幫助?！娟P(guān)鍵詞】科學(xué)與工程人才科學(xué)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化-1-一、前言根據(jù)《美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)法案》規(guī)定，每?jī)赡昝绹?guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)需編制一份《科學(xué)與工程指標(biāo)》報(bào)告，并提交至總統(tǒng)和國(guó)會(huì)。本報(bào)告首先介紹了各階段美國(guó)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育體系和勞動(dòng)力狀況，包括國(guó)際學(xué)生和勞動(dòng)力的狀況，還詳細(xì)闡述了美國(guó)公眾對(duì)科學(xué)家的態(tài)度。數(shù)據(jù)顯示：1）自新冠疫情以來(lái)，美國(guó)中小學(xué)生的數(shù)學(xué)成績(jī)驟降。2）從2020年至2022年（新冠疫情低谷期），美國(guó)院校招收的科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的國(guó)際研究生人數(shù)迅速增加。科學(xué)與工程碩士和博士學(xué)位獲得者中持臨時(shí)簽證的國(guó)際學(xué)生約占三分之一。3）美國(guó)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)勞動(dòng)力是主要來(lái)源，在博士級(jí)科學(xué)家和工程師中，國(guó)外出生占比較高。4）在工程學(xué)、計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)位獲得者中，女性比例低于男性，且在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)勞動(dòng)力中所占比例偏低。其次，報(bào)告討論了美國(guó)在研發(fā)表現(xiàn)突出國(guó)家中的排名，并研究了美國(guó)研發(fā)資金的模式以及各經(jīng)濟(jì)部門(mén)對(duì)各類(lèi)研發(fā)提供的費(fèi)用和投資。數(shù)據(jù)顯示，1）美國(guó)是世界上研發(fā)活動(dòng)和投資最多的國(guó)家，緊隨其后的是中國(guó)、日本、德國(guó)和韓國(guó)。美國(guó)也是世界上研發(fā)投入強(qiáng)度最大的經(jīng)濟(jì)體。2）聯(lián)邦政府資助的研發(fā)絕對(duì)額有所增加，是學(xué)術(shù)研發(fā)的最大支持者，商業(yè)部門(mén)資助的研發(fā)資金也大幅增長(zhǎng)。最后，報(bào)告重點(diǎn)介紹了科學(xué)與工程企業(yè)的產(chǎn)出，以及美國(guó)和-2-其他主要國(guó)家和地區(qū)為全球知識(shí)和創(chuàng)新做出的貢獻(xiàn)。此外，還介紹了美國(guó)在關(guān)鍵技術(shù)和新興技術(shù)方面的投資和能力的部分指標(biāo)。數(shù)據(jù)顯示，1）近二十年，在開(kāi)放期刊上發(fā)表的科學(xué)與工程文章數(shù)量增長(zhǎng)了50多倍。2）全球科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng)新（STI）能力指KTI）產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出等，主要集中在美國(guó)、東亞、東南亞和歐洲。在過(guò)去十3）中國(guó)是科學(xué)與工程類(lèi)出版物和國(guó)際專(zhuān)利的最大生產(chǎn)國(guó)，也是知識(shí)和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出最多的國(guó)家。4）在全球人工智能研究出版物領(lǐng)域，中美兩國(guó)貢獻(xiàn)最為突出。5）美國(guó)各地的創(chuàng)新能力和科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)勞動(dòng)力分布情況也不盡相同。二、人才：美國(guó)和全球科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育與勞動(dòng)力美國(guó)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育體系具有全球競(jìng)爭(zhēng)力，可使國(guó)民掌握從事相關(guān)工作所需的技能和知識(shí)?？茖W(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)勞動(dòng)者擁有廣泛的教育資歷，能夠支撐美國(guó)的科研事業(yè)，推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)和新興技術(shù)的創(chuàng)新，從而保持美國(guó)在全球經(jīng)濟(jì)中的競(jìng)爭(zhēng)力。（一）中小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)教育是基礎(chǔ)中小學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)教育是高等教育選擇科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)以及從事相關(guān)工作的基礎(chǔ)。新冠疫情之前，根據(jù)對(duì)學(xué)生-3-進(jìn)行的國(guó)際數(shù)學(xué)和科學(xué)評(píng)估，美國(guó)在發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體中排名接近中游。2019TIMSS年級(jí)學(xué)生數(shù)學(xué)（515分）和科學(xué)（522分）的平均分與發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的平均分（數(shù)學(xué)532分，科學(xué)527分）相近。東亞和東南亞發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體（新加坡、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)、韓國(guó)和日本）學(xué)生的數(shù)學(xué)和科學(xué)平均分?jǐn)?shù)名列前茅，并明顯高于美國(guó)學(xué)生的平均分?jǐn)?shù)。（二）美國(guó)科學(xué)和工程高等教育人才比例較高美國(guó)該領(lǐng)域的發(fā)展很大程度上依賴(lài)于獲得科學(xué)與工程高等教育學(xué)位的人才。2012年至2021年，被授予科學(xué)與工程領(lǐng)域證書(shū)和學(xué)位數(shù)量在各個(gè)學(xué)位層次都有所增長(zhǎng)，學(xué)位總授予數(shù)從萬(wàn)個(gè)增至131萬(wàn)個(gè)。除博士學(xué)位外，所有層次被授予科學(xué)與工程學(xué)位的比例都有所上升，博士的比例最高，達(dá)到66%?？茖W(xué)與工程領(lǐng)域高等教育學(xué)位授予數(shù)量和增長(zhǎng)情況因?qū)W位級(jí)別而異。202166%中社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域最多，其次是心理學(xué)、生物與生物醫(yī)學(xué)科學(xué)以及工程學(xué)。碩士學(xué)位可助力學(xué)生投身于高級(jí)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)職業(yè)，或是向博士學(xué)位邁進(jìn)的一步。從20122021年，授予的碩士學(xué)位數(shù)量增長(zhǎng)41%5.4萬(wàn)個(gè)。202120124000多個(gè)增至20217000美國(guó)政府和政策制定者十分關(guān)注高等教育成本、學(xué)生借貸水-4-平以及償還貸款債務(wù)的能力。20202015-2016學(xué)年獲得學(xué)士學(xué)位且申請(qǐng)聯(lián)邦學(xué)生貸款的畢業(yè)生中，借款中位數(shù)為3萬(wàn)美元，平均為4.1萬(wàn)美元，表明部分學(xué)生借款金額很大。大多數(shù)科學(xué)與工程博士學(xué)位獲得者不會(huì)因攻讀研究生而背負(fù)債務(wù)。202173%這些專(zhuān)業(yè)往往能獲得聯(lián)邦政府和眾多學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的支持。在社會(huì)科53%至63%之間；在心理學(xué)領(lǐng)域，這一比例為48%。（三）國(guó)際科學(xué)與工程高等教育和學(xué)生流動(dòng)性較強(qiáng)世界前三大人口大國(guó)授予的科學(xué)與工程類(lèi)第一學(xué)位，即學(xué)士學(xué)位數(shù)量最多。2020250萬(wàn)個(gè)科學(xué)與工程類(lèi)學(xué)士學(xué)位，其次是中國(guó)（200萬(wàn)個(gè)）和美國(guó)（90萬(wàn)個(gè)）。在博士學(xué)位授予方面，美國(guó)長(zhǎng)期處于世界領(lǐng)先地位，但2019年被中國(guó)超越。2020年，中國(guó)授予了4.3萬(wàn)個(gè)，美國(guó)緊隨其后，為4.2萬(wàn)個(gè)。自20072015段人口（年齡在20-34歲）獲得博士學(xué)位的比例遠(yuǎn)高于中國(guó)和印度，但人均占比低于英國(guó)和德國(guó)。美國(guó)是國(guó)際流動(dòng)學(xué)生最受青睞的國(guó)家且被授予科學(xué)與工程類(lèi)高層級(jí)學(xué)位比例較高。2020年接納了全球15%于在美國(guó)留學(xué)持臨時(shí)簽證的學(xué)生而言，在科學(xué)與工程類(lèi)本科學(xué)位-5-2021這類(lèi)學(xué)生中獲授副學(xué)士學(xué)位的占比為3%7%，碩士學(xué)位的占比達(dá)34%，博士學(xué)位的占比達(dá)35%。在2012年至2021學(xué)位上升幅度最大。相較美國(guó)公民和永久居民，持臨時(shí)簽證者更有可能在科學(xué)與202157%公民和永久居民占比僅19%83%）59%學(xué)與工程高級(jí)學(xué)位獲得者中，持臨時(shí)簽證者在不同科學(xué)與工程領(lǐng)域的占比存在很大差異。2021學(xué)位的比例為7%。相比之下，其在計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)（59%）、工程學(xué)（60%）以及數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)（54%）領(lǐng)域獲得的博士學(xué)位50%經(jīng)濟(jì)繁榮至關(guān)重要，且與關(guān)鍵技術(shù)和新興技術(shù)緊密相連的科學(xué)與工程領(lǐng)域。（四）科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)勞動(dòng)力支撐美國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)勞動(dòng)力是美國(guó)勞動(dòng)力的重要來(lái)源，2021勞動(dòng)力達(dá)到3680萬(wàn)人，從事需要相應(yīng)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能的各種職24%-6-涵蓋所有在工作中運(yùn)用相應(yīng)技能的勞動(dòng)者。在940萬(wàn)科學(xué)與工程73078%1350萬(wàn)從事科學(xué)與工程類(lèi)相關(guān)職業(yè)的勞動(dòng)力中，大多數(shù)（62%）至少擁有學(xué)士學(xué)位。科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)勞動(dòng)力在數(shù)量和總勞動(dòng)力中的占比方面均有所增長(zhǎng)。從20112021學(xué)勞動(dòng)力在美國(guó)勞動(dòng)力中的占比從22%增加到24%來(lái)看，擁有學(xué)士及以上學(xué)位的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)勞動(dòng)力的570140萬(wàn)人）。在不同類(lèi)型的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)職業(yè)中，勞動(dòng)力增長(zhǎng)情況也不均衡。從20112021年，從事科學(xué)與工程類(lèi)職業(yè)的人數(shù)增長(zhǎng)62%26%，從事中等技能職業(yè)的人數(shù)增長(zhǎng)6%。相較于非科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)職業(yè)的勞動(dòng)力，從事科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)這四類(lèi)職業(yè)的勞動(dòng)力就業(yè)率更高，收入中位數(shù)也更高。（五）科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)勞動(dòng)力占比呈現(xiàn)不同特點(diǎn)女性在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)勞動(dòng)力占比較低。202135%于女性在美國(guó)就業(yè)人口中的占比（47%）。在擁有學(xué)士學(xué)位及以44%約占四分之一（26%）。在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)職業(yè)類(lèi)型方27%-7-和10%，但多數(shù)女性從事科學(xué)與工程相關(guān)職業(yè)。2021黑人或非洲裔美國(guó)人、西班牙裔或拉丁裔，以及印第安人或阿拉23%在美國(guó)勞動(dòng)力總數(shù)中占比為30%例相比，上述群體在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)勞動(dòng)力中的占比，尤其是在科學(xué)與工程類(lèi)勞動(dòng)力中的占比均偏低。2021年，比例達(dá)19%。在從事科學(xué)與工程類(lèi)職業(yè)的國(guó)外出生人員中，學(xué)士學(xué)位占19%37%43%科學(xué)委員會(huì)認(rèn)定，計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)領(lǐng)域擁有博士學(xué)位的科學(xué)家及工程師所從事的職業(yè)與關(guān)鍵技術(shù)和新興技術(shù)密切相關(guān)。而在美國(guó)工作的這類(lèi)人群中，超過(guò)半數(shù)出生在國(guó)外，印度和中國(guó)是主要來(lái)源國(guó)，分別占比為29%和12%。畢業(yè)時(shí)持臨時(shí)簽證者是美國(guó)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)人才的重要來(lái)源。從20182021年，在美國(guó)科學(xué)與工程學(xué)術(shù)研究型博士學(xué)位獲得者中，持臨時(shí)簽證者（尤其來(lái)自中國(guó)或印度）的占37%70%留居美國(guó)。2021年一份針對(duì)各國(guó)籍和學(xué)位的科學(xué)與工程類(lèi)博士生5年居留率為71%年居留率為65%-8-多的專(zhuān)業(yè)，10年居留率為72%41%，是唯一10年居留率低于50%的領(lǐng)域。畢業(yè)時(shí)擁有中國(guó)國(guó)籍的科學(xué)與工程類(lèi)博士學(xué)位獲得者的5年和10年居留率高于平均水平，分別為88%和81%。（六）美國(guó)公眾對(duì)科學(xué)家信任度較高，但因受教育水平而異2022年，77%2016成年人僅占21%；2020年增至39%2022年又降至28%教育程度較高的成年人通常對(duì)科學(xué)家最信任，而受教育程度最低的成年人對(duì)科學(xué)家的信任度也最低。三、科學(xué)發(fā)現(xiàn)：美國(guó)與全球研發(fā)美國(guó)在科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng)新方面具有全球競(jìng)爭(zhēng)力，這不僅源于美國(guó)培養(yǎng)了一支從事先進(jìn)技術(shù)研發(fā)的勞動(dòng)力隊(duì)伍，還得益于美國(guó)在研發(fā)方面的投入。（一）全球研發(fā)投入比較2021年美國(guó)研發(fā)80601中國(guó)，為6680億美元，且遠(yuǎn)高于其余研發(fā)投入靠前的經(jīng)濟(jì)體。-9-注：圖中數(shù)據(jù)來(lái)自研發(fā)投入最多的前八個(gè)經(jīng)濟(jì)體。MSTI2023年92024年美國(guó)科學(xué)與工程指標(biāo)：研發(fā)》圖12000-2021年，部分經(jīng)濟(jì)體的國(guó)內(nèi)研發(fā)支出情況在研發(fā)投入最大的前八個(gè)經(jīng)濟(jì)體中，研發(fā)支出增長(zhǎng)情況差異較大。中國(guó)國(guó)內(nèi)研發(fā)總支出從2005年開(kāi)始快速增長(zhǎng)，2013年超過(guò)歐盟27個(gè)成員國(guó)研發(fā)支出的總和。從2011年到2021年，美國(guó)研發(fā)支出增長(zhǎng)89%番，日本僅增長(zhǎng)20%，增速最慢。研發(fā)支出最多的經(jīng)濟(jì)體的研發(fā)投入強(qiáng)度（研發(fā)投入占國(guó)內(nèi)生2021投入強(qiáng)度為3.5%4.9%3.8%在200020212.6%3.5%。-10-韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的研發(fā)投入強(qiáng)度增幅最大，到2021年，兩地的研發(fā)投入強(qiáng)度位列前兩名。各經(jīng)濟(jì)體在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)這三類(lèi)研發(fā)上的研發(fā)支出份額存在差異。202115%用于基礎(chǔ)研究，18%用于應(yīng)用研究，67%用于實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)。韓國(guó)和日本與美國(guó)相似。按照絕對(duì)價(jià)值計(jì)算，美國(guó)用于基礎(chǔ)研究的支出遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他經(jīng)濟(jì)體。在研發(fā)投入最多的經(jīng)濟(jì)體中，商業(yè)部門(mén)是最大的2021金至少占研發(fā)資金的75%68%60%。（二）美國(guó)研發(fā)活動(dòng)與資金趨勢(shì)情況美國(guó)商業(yè)部門(mén)是推動(dòng)研發(fā)的主要驅(qū)動(dòng)力，開(kāi)展（或進(jìn)行）的研發(fā)活動(dòng)最多。2011年至2021年，美國(guó)商業(yè)部門(mén)開(kāi)展的研發(fā)活動(dòng)總資金占研發(fā)支出增長(zhǎng)的87%2021年其資助費(fèi)用占美國(guó)研發(fā)資金的75%19%絕大部分研發(fā)資金（99%）用于支持商業(yè)部門(mén)內(nèi)部的研發(fā)活動(dòng)。而聯(lián)邦政府則為所有部門(mén)的研發(fā)活動(dòng)提供支持。商業(yè)部門(mén)、高等教育機(jī)構(gòu)及聯(lián)邦資助側(cè)重點(diǎn)不盡相同。美國(guó)大部分研發(fā)活動(dòng)是實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)（67%）和應(yīng)用研究（18%），而商業(yè)部門(mén)在這兩類(lèi)研發(fā)活動(dòng)中最為活躍。商業(yè)部門(mén)專(zhuān)注于研發(fā)新商91%和62%-11-（包括制藥和醫(yī)藥），計(jì)算機(jī)與電子產(chǎn)品制造，運(yùn)輸設(shè)備制造等行業(yè)占據(jù)商業(yè)部門(mén)大部分研發(fā)活動(dòng)。高等教育機(jī)構(gòu)則在基礎(chǔ)研究方面的研發(fā)活動(dòng)最多，聯(lián)邦政府在三類(lèi)研發(fā)活動(dòng)中所占的份額均較低。但聯(lián)邦資金是美國(guó)基礎(chǔ)研究的重要來(lái)源。（三）聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)對(duì)研發(fā)活動(dòng)和科學(xué)與工程類(lèi)研究生的資助情況聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)研發(fā)預(yù)算側(cè)重在衛(wèi)生與服務(wù)和國(guó)防領(lǐng)域。2021年，聯(lián)邦政府將絕大部分研發(fā)預(yù)算分撥給美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院的上級(jí)機(jī)構(gòu)衛(wèi)生與公眾服務(wù)部（40%）和國(guó)防部（37%），其余大7%6%）2021年占比為86%天局在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)之間的資金分配比較均衡。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)側(cè)重于基礎(chǔ)研究，在2021年基礎(chǔ)研究占其研發(fā)支出的86%。聯(lián)邦各機(jī)構(gòu)對(duì)科學(xué)與工程類(lèi)資助領(lǐng)域各有側(cè)重。美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院和國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的科學(xué)與工程類(lèi)研究生人數(shù)最多。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的學(xué)生人數(shù)非常多，涉及一系列科2021國(guó)家衛(wèi)生研究院資助的全日制科學(xué)與工程類(lèi)研究生中，68%分布在生物與生物醫(yī)學(xué)科學(xué)及健康領(lǐng)域；由國(guó)防部資助的研究生中，56%分布在工程學(xué)領(lǐng)域；而由能源部資助的研究生中，91%分布-12-在工程學(xué)或物理科學(xué)領(lǐng)域。四、轉(zhuǎn)化：美國(guó)和全球科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng)新能力研發(fā)投入以及對(duì)從事先進(jìn)技術(shù)活動(dòng)的勞動(dòng)力的投入能夠促進(jìn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)，從而推進(jìn)科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng)新能力的發(fā)展，如關(guān)鍵技術(shù)和新興技術(shù)的進(jìn)步。反過(guò)來(lái)，科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng)新能力又會(huì)激勵(lì)科學(xué)出版物、專(zhuān)利活動(dòng)以及知識(shí)和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。就許多科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng)新能力與產(chǎn)出而言，特別是知識(shí)和技術(shù)密集型服務(wù)，長(zhǎng)期以來(lái)，盡管全球總體發(fā)明和創(chuàng)新產(chǎn)出一直向中國(guó)和印度等其他地區(qū)轉(zhuǎn)移，但美國(guó)仍處于世界領(lǐng)先地位。（一）研究出版物全球?qū)Ρ戎袊?guó)在同行評(píng)審文獻(xiàn)中發(fā)表研究出版物逐年上升，2016年后超越美國(guó)成為科學(xué)與工程類(lèi)出版物的最大出版國(guó)。從全球來(lái)看，2022年，六個(gè)國(guó)家的同行評(píng)審科學(xué)與工程類(lèi)出版物共占全球的50%27%14%6%3%英國(guó)（3%）和日本（3%）（見(jiàn)圖2）。在2016年之前，美國(guó)一直是科學(xué)與工程類(lèi)出版物的最大出版國(guó)，之后中國(guó)取而代之。從2003年到2022年，美國(guó)科學(xué)與工程類(lèi)出版物年均增加約三分之一（36%），而中國(guó)和印度分別增長(zhǎng)約10倍和8倍。2003年，日本是科學(xué)與工程類(lèi)出版物的第二大出版國(guó)，但多年來(lái)其出版物數(shù)量變化不大，到2020年排名居第六位。-13-年份中國(guó)美國(guó)印度德國(guó)

英國(guó)日本世界其他地區(qū)注：文章按出版年份進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分類(lèi)，并按作者所在機(jī)構(gòu)地址歸入某個(gè)地區(qū)、國(guó)家或經(jīng)濟(jì)體。資料來(lái)源：美國(guó)國(guó)家科學(xué)與工程統(tǒng)計(jì)中心，愛(ài)思唯爾（Elsevier）斯高帕斯數(shù)據(jù)庫(kù)（Scopus）摘要和引文數(shù)據(jù)庫(kù)Science-Metrix分類(lèi)特別制表（2023年）?！?024年美國(guó)科學(xué)與工程指標(biāo)：出版物》圖：2003-2022年，選定地區(qū)、國(guó)家或經(jīng)濟(jì)體出版的科學(xué)與工程類(lèi)文章通過(guò)衡量出版物被引用程度發(fā)現(xiàn)，美國(guó)研究人員撰寫(xiě)的科學(xué)與工程類(lèi)出版物影響力較大。從20032019文章（HCA）指數(shù)穩(wěn)定在1.8到1.9之間，但在2020年降至1.7（見(jiàn)圖31.0數(shù)量幾乎是其出版物總份額的兩倍。截至2020年，德國(guó)高被引2.2數(shù)與科學(xué)與工程類(lèi)出版物同步增長(zhǎng)，中國(guó)和印度高被引文章出版-14-物增長(zhǎng)在尤為顯著。20032020年，中國(guó)高被引文章指數(shù)從0.5（遠(yuǎn)低于基線(xiàn)值）提高到了1.3。出版年份中國(guó)美國(guó)印度德國(guó)英國(guó)日本1%高被引科學(xué)與工程類(lèi)出版物中所占的份額除以該國(guó)在所有科學(xué)與工程類(lèi)出版物中所占的份額。資料來(lái)源：美國(guó)國(guó)家科學(xué)與工程統(tǒng)計(jì)中心，愛(ài)思唯爾斯高帕斯數(shù)據(jù)庫(kù)摘要和引文數(shù)據(jù)庫(kù)Science-Metrix分類(lèi)特別制表（2023年）。《2024年美國(guó)科學(xué)與工程指標(biāo)：出版物》圖：按選定國(guó)家劃分，2003-2020年高被引文章指數(shù)情況科學(xué)家、各機(jī)構(gòu)和資助者通過(guò)公開(kāi)鼓勵(lì)和要求受資助的研究成果免費(fèi)提供的方式，促進(jìn)了出版物在開(kāi)放獲取途徑上發(fā)表。2003年至2022年間，發(fā)表在各類(lèi)開(kāi)放獲取期刊上的科學(xué)與工程類(lèi)文章數(shù)量均有所增長(zhǎng)，其增長(zhǎng)百分比遠(yuǎn)高于在傳統(tǒng)封閉式獲取期刊上發(fā)表的文章（見(jiàn)圖4）。從2003年至2022年，金色開(kāi)放-15-獲取文章（在完全開(kāi)放獲取的期刊上發(fā)表的文章）從1.9萬(wàn)篇增加到99.2萬(wàn)篇，增長(zhǎng)了50多倍。由于金色開(kāi)放獲取文章數(shù)量的迅速增長(zhǎng)，同期所有科學(xué)與工程類(lèi)文章占比從2%擴(kuò)大到32%。出版年份封閉獲取金色開(kāi)放獲取綠色開(kāi)放獲取其他開(kāi)放獲取注：出版物來(lái)自斯高帕斯數(shù)據(jù)庫(kù)科學(xué)與工程領(lǐng)域的一系列會(huì)議論文集和同行評(píng)審期刊。開(kāi)放獲取類(lèi)型相互排斥。金色開(kāi)放獲取是文章根據(jù)期刊政策在完全開(kāi)放獲取的期刊上發(fā)表。綠色開(kāi)放獲取也稱(chēng)為自存檔，作者可將文章放入開(kāi)放知識(shí)庫(kù)，文章可以自由獲取。資料來(lái)源：美國(guó)國(guó)家科學(xué)與工程統(tǒng)計(jì)中心，愛(ài)思唯爾斯高帕斯數(shù)據(jù)庫(kù)摘要和引文數(shù)據(jù)庫(kù)Science-Metrix分類(lèi)特別制表（2023年）?！?024年美國(guó)科學(xué)與工程指標(biāo)：出版物》圖4：按出版物獲取類(lèi)型劃分，2003年-2022年科學(xué)與工程類(lèi)文章數(shù)量200377%）文章發(fā)表在封閉獲取-16-202249%型的開(kāi)放獲取出版物通常需作者，而非讀者支付文章處理費(fèi)，因此開(kāi)放獲取出版物的增長(zhǎng)表明研究傳播模式向更加開(kāi)放的方向轉(zhuǎn)變，也反映了學(xué)術(shù)出版結(jié)構(gòu)的變化。（二）發(fā)明和創(chuàng)新對(duì)比情況2022條約》申請(qǐng)國(guó)際專(zhuān)利，全球?qū)＠暾?qǐng)最多的國(guó)家和區(qū)域分別是中國(guó)（2022年國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)量為6.9萬(wàn)項(xiàng)）、美國(guó)（5.8萬(wàn)項(xiàng)）、歐盟（5.1萬(wàn)項(xiàng)）和日本（4.8萬(wàn)項(xiàng)）（見(jiàn)圖5）。21世紀(jì)10年代，中國(guó)國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量迅速增長(zhǎng)，導(dǎo)致全球?qū)＠暾?qǐng)格局發(fā)生重大變化。雖然2015年美國(guó)的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)量是中國(guó)的兩倍之多，但到2020年，兩國(guó)的申請(qǐng)量相差無(wú)幾，2021年中國(guó)申請(qǐng)量首次超過(guò)了美國(guó)。年份中國(guó)歐盟日本韓國(guó)美國(guó)注：《專(zhuān)利合作條約》申請(qǐng)受理機(jī)構(gòu)根據(jù)發(fā)明者所在地確定專(zhuān)利申請(qǐng)國(guó)家。資料來(lái)源：美國(guó)國(guó)家科學(xué)與工程統(tǒng)計(jì)中心，歐洲專(zhuān)利書(shū)目數(shù)據(jù)（EBD）1790分析公司（1790Analytics）特別制表（2023年）?！?024年美國(guó)科學(xué)與工程指標(biāo)：創(chuàng)新》-17-圖5：按選定地區(qū)、國(guó)家或經(jīng)濟(jì)體劃分，2000年-2022年《專(zhuān)利合作條約》申請(qǐng)情況電氣工程領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量最高，中國(guó)在該領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。在所有國(guó)家中，2022年國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)量最多的技術(shù)類(lèi)別是電氣工37%22%17%16%其他領(lǐng)域占其余的7%20002022括半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字通信）的專(zhuān)利申請(qǐng)從1.9萬(wàn)項(xiàng)增加到9.8萬(wàn)項(xiàng)，增至5倍多，增速最快。中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)主要集中在電氣工程領(lǐng)域，其申請(qǐng)量占該領(lǐng)域國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)總量的37%。歐盟發(fā)明者在機(jī)械工程領(lǐng)域國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)中占比最大，為31%。USPTO的國(guó)內(nèi)外發(fā)明上，美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局授予國(guó)內(nèi)或國(guó)外發(fā)明者的發(fā)明專(zhuān)利均有所增加。在2022年美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局授予的32.5萬(wàn)項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利中，有14.2萬(wàn)項(xiàng)（44%）授予美國(guó)發(fā)明者。從2012年至2022年，國(guó)外發(fā)明者在美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局的專(zhuān)利中所占的比例從52%56%20224.64外專(zhuān)利受讓人中占比最大，不過(guò)中國(guó)（2.8萬(wàn)名）發(fā)明者的專(zhuān)利授權(quán)量增長(zhǎng)速度大于日本和歐盟。專(zhuān)利申請(qǐng)活動(dòng)在全美分布不均。在科學(xué)與工程勞動(dòng)力以及知識(shí)和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)高度集中的地區(qū)，專(zhuān)利申請(qǐng)活動(dòng)最為活躍。-18-專(zhuān)利申請(qǐng)強(qiáng)度是指某國(guó)所授的發(fā)明專(zhuān)利數(shù)量與其人口的比率。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)強(qiáng)度最大的區(qū)域一般位于美國(guó)東北部、西海岸、五大2022硅谷地區(qū)的圣克拉拉縣專(zhuān)利申請(qǐng)強(qiáng)度最大。全國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)強(qiáng)度最高的五個(gè)縣中，有三個(gè)位于圣何塞-舊金山-奧克蘭聯(lián)合統(tǒng)計(jì)區(qū)。2022年，美國(guó)64%的縣均向發(fā)明者授予專(zhuān)利。美國(guó)大學(xué)將知識(shí)產(chǎn)權(quán)授權(quán)給從大學(xué)研究活動(dòng)中分離出來(lái)的初創(chuàng)企業(yè)來(lái)實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。2021年，美國(guó)大學(xué)共授權(quán)約8800項(xiàng)新技術(shù)許可，其中初創(chuàng)企業(yè)占比為17%，小型企業(yè)（員工少于50061%20002021創(chuàng)企業(yè)從近400家增加至1000多家。2013年到2022年，美國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)投資增長(zhǎng)5倍。在201820203年間，平均有9%的美國(guó)企業(yè)，其中42%的軟件出版商，均推出新產(chǎn)品（見(jiàn)圖6）。計(jì)算機(jī)和電子制造業(yè)以及信息技術(shù)密集型服務(wù)業(yè)等創(chuàng)新率最高的行業(yè)均在研發(fā)方面投入巨資。通過(guò)對(duì)具有高增長(zhǎng)潛力的初創(chuàng)企業(yè)和早期企業(yè)進(jìn)行投資，風(fēng)險(xiǎn)投資在創(chuàng)新過(guò)程中具有2021年投資激增之后，2022年下降28%。2022年，美國(guó)企業(yè)獲得全球風(fēng)險(xiǎn)投資的46%（2480億美元），歐洲企業(yè)獲得20%（1070-19-8802013年到2022年，美國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)投資增長(zhǎng)5倍，盡管如此，這一增長(zhǎng)速20132022年，美國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)投資份額從66%下降到46%。中國(guó)反而在201639%此后，中國(guó)在全球風(fēng)險(xiǎn)投資中所占份額大幅下降。所有行業(yè)軟件出版商導(dǎo)航、測(cè)量、電子醫(yī)療和控制儀器數(shù)據(jù)處理、托管及相關(guān)服務(wù)通信設(shè)備其他計(jì)算機(jī)與電子產(chǎn)品電氣設(shè)備、電器和元件電信制藥和藥品科學(xué)研究與開(kāi)發(fā)服務(wù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及相關(guān)服務(wù)其他交通運(yùn)輸半導(dǎo)體和其他電子元件其他化學(xué)品機(jī)械注：確定某個(gè)企業(yè)屬于哪個(gè)具體行業(yè)類(lèi)別時(shí)，主要參考的是該機(jī)構(gòu)支付員工工資的總額。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)僅代表美國(guó)境內(nèi)企業(yè)。產(chǎn)品創(chuàng)新指商品或服務(wù)上的改進(jìn)。本圖的數(shù)值為2018年至2020年3年間推出產(chǎn)品創(chuàng)新的各類(lèi)企業(yè)所占比例。其他計(jì)算機(jī)與電子產(chǎn)品行業(yè)不包括通信設(shè)備、半導(dǎo)體和儀器。其他交通運(yùn)輸不包括汽車(chē)和航空航天方面的運(yùn)輸。其他化學(xué)品不包括農(nóng)業(yè)化學(xué)品、藥品和清潔化學(xué)品。-20-ABS20202024年美國(guó)科學(xué)與工程指標(biāo)：創(chuàng)新》圖：按選定行業(yè)劃分，2018-2020年推出新產(chǎn)品的美國(guó)企業(yè)情況（三）知識(shí)和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出增加值情況202110.6萬(wàn)億美元，其中知識(shí)和技術(shù)密集型服務(wù)業(yè)的增加值為3.3萬(wàn)億美元，知識(shí)和技術(shù)密集型制造業(yè)的增加值為7.3萬(wàn)億美元。從2012年到202168%技術(shù)密集型制造業(yè)增長(zhǎng)41%（見(jiàn)圖7年年年年行業(yè)和年份世界其他地區(qū)日本中國(guó)歐盟美國(guó)20232024年美國(guó)科學(xué)與工程指標(biāo)：產(chǎn)業(yè)活動(dòng)》-21-圖：按選定的地區(qū)、國(guó)家或經(jīng)濟(jì)體以及行業(yè)劃分，2012年和2021年知識(shí)技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的增加值美國(guó)是知識(shí)和技術(shù)密集型服務(wù)業(yè)的最大提供商，2021年知識(shí)和技術(shù)密集型服務(wù)業(yè)增加值達(dá)1.3萬(wàn)億美元。從2012年到2021年，美國(guó)的知識(shí)和技術(shù)密集型服務(wù)業(yè)產(chǎn)出實(shí)現(xiàn)一倍多的增長(zhǎng)，美國(guó)在全球知識(shí)和技術(shù)密集型服務(wù)業(yè)中所占的份額從30%增加到39%202121%識(shí)和技術(shù)密集型制造業(yè)的增加值從20122021年有所增加，但2021年美國(guó)在全球知識(shí)和技術(shù)密集型制造業(yè)中的份額為19%，與2012年的20%相比變化不大。與此同時(shí)，中國(guó)的知識(shí)和技術(shù)密集型制造業(yè)增加值增加一倍多，在全球的份額從22%（1.1萬(wàn)億美元）增至33%（2.4萬(wàn)億美元）。美國(guó)的知識(shí)和技術(shù)密集型制造業(yè)總增加值與歐盟大致相同，低于中國(guó)，但美國(guó)是兩個(gè)知識(shí)和技術(shù)密集型制造業(yè)（航空和航天器、醫(yī)療和牙科器械）的最大生產(chǎn)國(guó)。出口水平可衡量一個(gè)國(guó)家在全球市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，近十年中國(guó)在知識(shí)和技術(shù)密集型制造業(yè)出口中的份額增加兩倍多。2022全球知識(shí)和技術(shù)密集型制造業(yè)出口總額為11.42021年增長(zhǎng)6.5%。2022年，在全球知識(shí)和技術(shù)密集型制造業(yè)出口中21%9%9%-22-不過(guò)歐盟（包括德國(guó)）所占份額之和最大，達(dá)到31%。從2002年到2022年，歐盟和美國(guó)在知識(shí)和技術(shù)密集型制造業(yè)出口中的份額略有下降，而中國(guó)則增加兩倍多。同期，知識(shí)和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)在中國(guó)的制造業(yè)出口總額中的占比從47%上升到64%過(guò)歐盟（60%），與美國(guó)（64%）持平。出口總值并非全部由出口國(guó)創(chuàng)造出來(lái)的，因此對(duì)于全球化和供應(yīng)鏈而言，一個(gè)重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)外增加值份額。該標(biāo)準(zhǔn)反映了出口商品中所包含的進(jìn)口部分的價(jià)值，當(dāng)最終產(chǎn)品的國(guó)外增加值占總出口增加值的份額越大，則該經(jīng)濟(jì)體是采用一種低端增值方式來(lái)獲取價(jià)值，對(duì)價(jià)值鏈的控制能力越弱。與美國(guó)國(guó)外增加202111%造業(yè)，如航空航天（15%）、汽車(chē)（28%）和制藥（22%），具有相對(duì)較大的國(guó)外增加值份額。相比之下，軟件出版商（1%信息技術(shù)服務(wù)（3%）和科學(xué)研發(fā)服務(wù)（5%）這些知識(shí)和技術(shù)密集型服務(wù)業(yè)的國(guó)外增加值份額則較?。ㄒ?jiàn)圖27）。自2017年和2012年以來(lái)，美國(guó)半導(dǎo)體制造業(yè)（6%）和其他計(jì)算機(jī)與電子產(chǎn)品制造業(yè)（）的國(guó)外增加值份額均為個(gè)位數(shù)。（四）補(bǔ)充內(nèi)容：關(guān)鍵技術(shù)和新興技術(shù)對(duì)比從國(guó)內(nèi)發(fā)表成果和國(guó)際合作程度來(lái)看，中國(guó)和美國(guó)是人工智能研究的兩大貢獻(xiàn)者。美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)確定人工智能和-23-半導(dǎo)體為關(guān)鍵技術(shù)和新興技術(shù)。從20032022年，中國(guó)研究人員撰寫(xiě)了27.4萬(wàn)篇人工智能相關(guān)文章，美國(guó)為13.4萬(wàn)篇文章。在眾多國(guó)家之間的兩兩合作研究中