中美科技实力对比：全球视角科技是第一生产力，是国家实力的关键，是大国竞争的制高点。纵观近现代科 技史与经济史，16-18 世纪，英国首先凭借牛顿的经典力学理论与瓦特的蒸汽机 发明成为世界科技中心；而后随着西 门子发明发电机、爱因斯坦提出相对论、 普朗克奠定量子力学，德国一举成为 19世纪末 20世纪初的头号科技强国；二 战前后，爱因斯坦移民美国、1945年世界上首颗原子弹在美国爆炸、1947年贝 尔实验室的肖克利研究小组成功研制出晶体管，美国取代德国成 为世界科技中 心并保持至今。科技是历史的杠杆，是世界霸 权更迭的根源，是大国崛起的支点。 从日不落帝 国到美元霸权，从机械革命到信息革命，两次科学革命、三次技 术与工业革 命，不论英国、法国、德国、日本、美国，无一不是依靠抓住某次 关键的产业 技术革命机遇而成功崛起，最 终成为世界的科技与经济中心，成为全球经济军 事争霸的大玩家。世界科学中心转移也被称为“汤浅现象”。日本科学史学家汤浅光朝提出当一个 国家的科学成果数量占世界科学成果 总量的 25%，就可以称之为世界科学中 心，并依此将历史上的世界科学中心 转移分为 5 个阶段：意大利（1540-1610 年）、英国（1660-1730 年）、法国（1770-1830 年）、德国（1810-1920 年）、美国（1920 年之后），平均 维持时间为 80 年。

按照这一总结预测， 2000 年前后美国的世界科技中心地位将受到新 兴势力的挑战，这一角色正是中 国。中美贸易摩擦本质是霸权国家对新兴大国的战略遏制，打着贸易保护主义的旗 号，剑指中国经济崛起和产业升级，尤其是对中国高科技领域的战略遏制和“围 猎”。2018 年 3月的《301 报告》和 5月的美方要价清单多次提及“中国制造 2025”计划。2019年5月16日，特朗普更是不惜代价签署总统令，宣布美国进 入“国家紧急状态”，以禁止美国企业与包括中国高科技旗 舰企业华为公司在内 的一切被控会 “威胁”美国国家安全的公司 进行商业交易，试图切断华为供应 链。本文旨在客观评估过去几十年中国科技实力所取得的进展、中美科技实力的真 实差距以及中美在全球科技版 图中的地位。基本结论是：中美科技实力在整体 上仍存在较大差距，但是近年中国科技 实力在快速而醒目地崛起，在通 讯设备、集成电路、互联网金融等部分重要领域则开始取得关键进展和优势，威胁 到了美国的所谓“国家安全”和科技垄断地位，引起了美方的警惕和焦 虑，这可 能正是中美贸易摩擦升级至科技战的重要原因。目录1全球视角之一：研发经费与人力投入2全球视角之二：高等教育3全球视角之三：论文与期刊发表4全球视角之四：发明专利5全球视角之五：经济活动高科技领域的国际贸易活动风险投资活动正文1全球视角之一：研发经费与人力投入当今世界的前沿科技研究，越来越离不 开科研基础设施与高端精密设备的大量 投入，以物理学研究为例，如果没有造价近3亿美元的LIGO (激光干涉引力波 天文台)，2016 年引力波的成功探测也就成了“无米之炊”。

国家在研发方面的 资金投入是科研成果的前提保证。2016年美国RD国内支出达到5103亿美元，位于世界第一；中国RD国内 支出达到 2378亿美元，位于第二，但不及美国的一半 ；其次为日本、德国、韩 国等。2000年至2016年，中国RD国内支出增长超过20倍，年均复合增速 达到 21.3%，同期美国 RD 国内支出增 长不到 2 倍，年均复合增速仅为 4.1%。按照2010年以来中美RD国内支出的复合增速测算，到2024年前后 中国在研发的整体资金投入就将超越美国，成为世界第一。从研发强度(RD支出/GDP)来看，2016年RD支出排名靠前国家的研发 强度普遍维持在 3%左右，其中韩国(4.24%)、日本(3.14%)、德国 (2.94%)、美国(2.74%)处于前列。中国 2016 年研发强度达到 2.12%，相 较于2000 年0.89%的强度水平明显提升，目前已经接近法国(2.25%)并且超 过英国(1.69%)等发达国家，但距离美日德韩等国仍有一定差距。从 RD 支出的投向结构来看，中国目前的 RD 活动主要侧重于试验发展 （ExperimentalDevelopment ）阶段（2015 年占比达到 84%），基础研究 （BasicResearch ）和应用研究（AppliedResearch ）投入比例合计仅16%。

而 美国则在基础研究和应用研究领域相对投入更多资源，合计占比达到 36%。尤 其在联邦政府层面，除了国防部外其他部门（包括能源部、NASA等）基本以 资助基础研究与应用研究为主，即使国防部资助的试验发展也是以先进技术与 重要系统开发为导向，并且孕育了 ARPANET （阿帕网，因特网的前身）、 GPS （全球卫星定位系统）等重要发明。除了研发经费的支持，各类科研成果离不开一支强大的工程师与科学家队伍。2014 年自然科学与工程学学士学位 获得人数排名靠前的国家与地区分 别为中国（145 万）、欧盟 8国（57万）、美国（38万）、日本（12万）、韩国（11 万），中国已经成为世界第一；而博士学位 获得人数的国家与地区排名 为欧盟 8国（4.92 万）、中国（3.18 万）、美国（2.98 万）、日本（0.59 万）、韩国（0.55 万）。可见在高学历人才供给方面，相对欧美来说中国并没有显著的人 数优势，但增长很快，竞争力快速上升。从科学与技术领域全职研究人员数量来看，2015 年排名分别为中国（162 万）、美国（138万）、日本（66万）、德国（38万）、韩国（36万）。尽管 在总量上已经超过美国，中国每千人劳动力中研究人员比重仅 2.02，远低于美 国、日本、韩国等发达国家。

2全球视角之二：高等教育近代以来，大学的研究 职能与社会服务职能得到越来越多的重 视，尤其是进入 20世纪后，以美国斯坦福大学的崛起 为代表，大学实际上成为人类科技创新的 桥头堡。当前国际四大权威的大学排名（QS/USNews/THE/ARWU）中，THE （泰晤士 高等教育世界大学排名）和 ARWU （世界大学学术排名）更偏重教学与研究能 力。2017 年泰晤士高等教育 世界大学排名前 100 榜单中，美国大学占到 43所，其次为英国12所、德国10所，中国共5所上榜。其中排名前 10的大学基 本都来自美国和英国，中国排名最靠前的清 华北大仍在 20 名开外。2011 年以 来，美国前 100名大学数量有所下降，但仍占到总数的近一半；中国前 100 名 大学数量略有提升，但相比美国差距 较大。另一份更加注重科研与学术的 ARWU 榜单中，2017 年排名前 100 大学美国仍 然以 48所占到近一半，中国仅清华北大两所上榜。榜单排名前 10的大学中， 哈佛大学、斯坦福大学、麻省理工学院等美国大学占据了 8位，而清华北大则 排到了40名之外。3全球视角之三：论文与期刊发表论文是基础研究成果的精华，最顶尖的论文往往能够改变甚至开创一个新的研 究领域，例如图灵在《论数字计算在决断难题中的应用》中首次提出“图灵机” 的设想并由此奠定了现代计算机的理论基础；香农的《通信的数学原理》直接 创建了信息论并成为现代通信技术的基石。

因此，高质量的论文实质上代表了 对人类知识边界的探索能力，更代表国家在基础科研领域的实力。从科学与工程（SE）领域发表的论文数量来看，2016年排名靠前的国家或地 区分别为欧盟（61.4 万）、中国（ 42.6 万）、美国（ 40.9 万）、印度（ 11 万）、日本（9.7 万），中国首次在数量上超过美国。当然，论文的质量比数量 更加重要。2016 年科学与工程领域发表的引用率位于前 1%的高质量论文中， 美国相对比例指数为1.9、欧盟为1.28、中国为1.01，中国近几年高引用率论文 的比例有所提升，但相对美国、欧盟来说差距仍然不小。（注：相对比例指数= 某国前1%引用率论文数量/论文总数）能否发表于顶级刊物是检验论文质量的另一有力 证据。为了衡量基础科研产 出，《自然》的发行者自然出版集团挑选了82本自然科学领域的顶级期刊（数 量不到总体的1%但引用率占总引文数30%），并基于文章合作者的情况计算出 了自然指数，考虑文章作者的所属国家与机构情况后得到的自然指数称之 为分 数计数（FC）。从2017年各国分数计数FC的排名来看，美国（19579）超出第二名中国（9088）两倍多，其次为德国（4363）、英国（3608）、日本（3053）。

与SE论文指标得出的结论类似，中国近年来在基础科研领域的进 步较快，但距离美国仍有较大差距。诺贝尔奖是对最顶尖基础科研成果的肯定。从各国 诺贝尔奖的获得情况来看， 二战前德国、英国、美国 处于第一方阵，二战后美国实力大幅提升，不论在物 理、化学及医学领域，美国的获奖数量都占到全球总数的半壁江山。而中国目 前除了2015年屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖之外，在物理学与化学领域尚 未实现零的突破。4全球视角之四：发明专利专利可以分为发明专利（patentforinvention ）、实用新型专利 （utilitymodel）、外观设计专利（industrialdesign）。其中，发明专利最能代表 科技创新水平，并在全球范 围内都被认作是衡量创新行为的有用指标。美国专 利密集度居前的几大行 业——计算机、通信设备、半导体均是典型的高科技行 业，美国无线通信巨头高通更是凭借在 CDMA 领域的研发布局在 3G/4G 时代 大发横财，高通依靠核心专利授权收取的费用甚至被称为“高通税”。根据世界知识产权组织（WIPO）统计，截止2017年底全球共有1043万件有效 发明专利，其中保有量排名前五分别为日本（282万）、美国（236万）、中国 （152万）、韩国（99万）、德国（67万）。

从增量角度，2016年各国发明专 利申请量排名分别为中国（131 万）、美国（53 万）、日本（46 万）、韩国 （23 万）、德国（18 万），而专利授权量排名分别为中国（35 万）、日本 （29万）、美国（29万）、韩国（13万）、德国（10万）。中国近年来在专利方面发力明显，在申请数量上已经大幅超越美国、日本，授 权数量略超美、 日，在专利的授权率与实际转化方面中国仍有较长的路要走。从2013-2015年主要国家已公示 专利申请（publishedpatentapplications）的行业 分布情况来看， 美国和日本在通信、 计算机技术与半导体领域布局了大量 专 利，其中美国（18.82 万）、日本（16.71 万）接近中国的两倍（9.58 万）。日 本在机床、发动机、机械零件、光学以及 测量等领域布局的专利数量显著多于美国和中国；美国除了在 ICT 领域布局了大量专利，在生物技术、医学技术与 药物领域更是一枝独秀， 公示阶段专利申请数量超过日本与中国之和；相 对来 说，中国在基础材料化学、精细材料化学、食品化学等 领域布局更多。（注： 专利申请18个月后进入公示阶段，通过实质审查后才会被授予专利）5全球视角之五：经济活动高科技领域的国际贸易活动高科技领域的国际贸易活动可以从一定程度反映一国在国 际产业链中的相对位 置与实力。

在联合国国际贸易标准分类方法（SITC）四位数分组标准下，当前 国际贸易金额较大的高科技商品包括集成电路、通讯设备、飞机与航天器等。电子集成电路领域，2016 年中国是最大的净进口国（出口 608.8 亿美元、进口 2269.3 亿美元），目前电子集成电路已经超过原油成为中国进口金额最大的商 品。韩国净出口221.9亿美元（出口 520.6亿美元、进口298.6亿美元），具有 较强的竞争力；美国、日本则保持小额顺差，德国基本持平。 值得一提的是商 品贸易并不能反映产业竞争力的全貌，对于集成电路这类高科技行业，上游的 专利授权等高附加值活动属于服务贸易并不包含在商品进出口数据中，因此结 合更具体的价值链构成进行分析是必要的，对于集成电路产业的国际比较我们 将在第二章作进一步探讨。通信设备领域，2016年中国是最大的净出口国（出口 2013.6亿美元，进口459 亿美元），除了韩国保持小幅顺差外，美国、日本、德国均存在逆差。中国在 通信设备领域的顺差金额基本与在集成电路领域的逆差金额接近，作为全球电 子设备产业链的“组装工厂”，中国每年看似出口金额巨大，实际上由于核心的 集成电路大量依赖进口，利润十分单薄。

尽管美国在通讯设备领域存在巨额逆 差，但是以移动通讯设备领域为例，单单一家苹果每年的净利润就超过其余所 有手机厂商之和。 中国在通讯设备领域的贸易顺差难掩不均衡的产业链利润分 配。飞机、航天器及相关设备领域，2016年美国顺差超过1000亿美元（出口 1347 亿美元、进口310亿美元），传统工业强国德国也存在较大顺差（出口 444亿 美元、进口197亿美元）。中国在此领域存在较大逆差（出口 34亿美元、进口228亿美元）。相比于2010年，2016年中国在航空航天领域的逆差金额接近增