從中國與美日德法英科技比較看中國科技發(fā)展*

潘教峰 譚宗穎

（1中國科學(xué)院規(guī)劃戰(zhàn)略局 北京 100864 2中國科學(xué)院國家科學(xué)圖書館情報(bào)研究部 北京 100190）

隨著經(jīng)濟(jì)與科技全球化的深入發(fā)展，科技的重要作用在日益復(fù)雜激烈的國際競爭中比以往任何時(shí)候都更加突出。如何把握當(dāng)代科技發(fā)展的特點(diǎn)和趨勢？如何洞悉科技的研究熱點(diǎn)？如何了解一個(gè)國家的科技水平及其在世界競爭格局中的位置？如何知曉各國對(duì)世界科技的貢獻(xiàn)？國際科技比較研究的豐富性和復(fù)雜性日益凸顯，已成為一些國家和著名國際組織關(guān)注的重要問題[1-5]。

在中國提高自主創(chuàng)新能力、建設(shè)創(chuàng)新型國家的關(guān)鍵時(shí)期，開展中國與主要發(fā)達(dá)國家的科技比較研究，有助于以世界眼光看待中國，認(rèn)清中國科技在世界中的位置，把握世界主要國家科技發(fā)展的動(dòng)態(tài)，明晰中國的優(yōu)勢和差距；有助于借鑒國際經(jīng)驗(yàn)，制訂有效的科技發(fā)展戰(zhàn)略與政策，有效規(guī)劃與管理科技活動(dòng)。

為此，“中科院國際科技比較研究組”開展了國際科技比較研究，并于2009年10月公開出版了其研究成果——《中國與美日德法英五國科技的比較研究》[6]。該研究對(duì)科技資源和科技創(chuàng)新產(chǎn)出兩大板塊的多個(gè)側(cè)面進(jìn)行了比較，從中可以看出中國科技的發(fā)展。本文歸納分析其要點(diǎn)，并提出了幾點(diǎn)政策建議。

1 中國與五國比較研究的主要內(nèi)容

該研究以中國科技為基點(diǎn)，選擇美國、日本、德國、法國和英國這五個(gè)世界上科技最發(fā)達(dá)的國家，作為比較研究的對(duì)象，從定量和定性兩個(gè)角度，重點(diǎn)從科技資源和科技創(chuàng)新產(chǎn)出鏈，對(duì)中國與美、日、德、法、英五國（以下簡稱“中國與五國”）科技的7個(gè)方面進(jìn)行了比較研究，以期揭示在構(gòu)成科技創(chuàng)新活動(dòng)鏈條的關(guān)鍵環(huán)節(jié)點(diǎn)上，中國科技在世界科技中的地位與貢獻(xiàn)，以及與五國相比的優(yōu)勢與差距。

在科技資源板塊的比較研究方面[4]，著眼于研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)與研究開發(fā)人員投入及其配置的比較分析。

在科技創(chuàng)新產(chǎn)出板塊的比較研究方面，側(cè)重從科技創(chuàng)新產(chǎn)出鏈——研究論文、授權(quán)的發(fā)明專利、技術(shù)貿(mào)易額、制造業(yè)（尤其是高技術(shù)制造業(yè)）附加值與進(jìn)出口額和收入額、高技術(shù)產(chǎn)品出口額——的比較分析。

對(duì)研究論文[7]，就全科學(xué)領(lǐng)域和7個(gè)分支領(lǐng)域（物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、材料科學(xué)、工程、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)）進(jìn)行了比較分析：SCIE論文總量，論文的相對(duì)影響力，Top10%、Top1%論文和論文被引頻次及其占世界相應(yīng)論文份額與位置，按被引頻次排名世界前500名（分支領(lǐng)域?yàn)?00名）的科研機(jī)構(gòu)在世界的位置；熱點(diǎn)研究領(lǐng)域分析；國際合著論文分析；對(duì)6種世界公認(rèn)的高影響力期刊論文的比較分析。

對(duì)發(fā)明專利[9-11]，側(cè)重分析了中國與五國在1995—2008年技術(shù)發(fā)明活動(dòng)的發(fā)展趨勢，授權(quán)發(fā)明專利技術(shù)領(lǐng)域的國家分布等。

對(duì)制造業(yè)[3]，重點(diǎn)比較分析了高技術(shù)制造業(yè)整體及其5個(gè)子技術(shù)領(lǐng)域的附加值、進(jìn)出口額、收入額等的變化趨勢以及中國與五國各自在制造業(yè)4個(gè)技術(shù)等級(jí)的分布結(jié)構(gòu)。

還比較分析了技術(shù)貿(mào)易額和高技術(shù)產(chǎn)品出口額。

2 中國與五國比較研究的主要結(jié)論

（1）中國研究開發(fā)活動(dòng)的國際地位在提升。中國研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)多年持續(xù)高增長，1991—2006年，中國研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)的年均增長率（17.7%）遠(yuǎn)高于同期美國（5.27%）、日本(4.31%)、德國（3.60%）、法國（3.58%）和英國（4.13%）及OECD國家總體的年均增長率。自2005年，中國研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)規(guī)模（710.63億美元）超過德國（667.16億美元）、英國（355.9億美元）和法國(415.09億美元)，與日本（1387.82億美元）和美國（3486.58億美元）還有相當(dāng)?shù)牟罹唷?/p>

中國研究生培養(yǎng)規(guī)模超過美國而居第一位，全時(shí)當(dāng)量研究人員數(shù)量、高等院校入學(xué)人數(shù)、培養(yǎng)的科學(xué)與工程博士人數(shù)僅低于美國而居所比較國家中的第二位。

中國研究論文產(chǎn)出在快速增長，對(duì)世界研究論文產(chǎn)出的貢獻(xiàn)在加大。2001—2008年，中國在全科學(xué)領(lǐng)域和7個(gè)分支學(xué)科領(lǐng)域，研究論文所占世界份額的增幅大于五國，而美國在同期研究論文總量以及7個(gè)分支學(xué)科領(lǐng)域占世界相應(yīng)論文的份額下降9%—10%；中國的研究論文總量及其占世界研究論文的份額超過德國、英國、法國和日本而排名世界第二位，但與排名世界第一位、研究論文占世界研究論文總量1/3的美國還有相當(dāng)距離。

（2）中國的研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度在持續(xù)增加，但仍低于五國和OECD國家的平均水平，與美國和日本存在較大差距。自2002年，中國研究開發(fā)總經(jīng)費(fèi)占GDP的比值超過1%并持續(xù)增加，到2006年該比值（1.42%）與英國（1.78%）接近，但仍遠(yuǎn)低于日本（3.39%）、美國（2.66%）、德國（2.54%）和法國（2.10%），也低于OECD國家的平均水平（2.26%）。

（3）中國研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)結(jié)構(gòu)不夠合理，基礎(chǔ)研究投入偏低，試驗(yàn)開發(fā)研究投入相對(duì)較高。從中國與五國基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和試驗(yàn)開發(fā)經(jīng)費(fèi)3者之間的比例關(guān)系看，多年來中國基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)偏低。以2006年為例，中國這3者之間的比例關(guān)系為1∶3.24∶15.04，美國為1∶1.24∶3.39，日本為1∶1.76∶5.41，法國為 1∶1.62∶1.58，英國為1∶1.20∶1.06。在研究開發(fā)總經(jīng)費(fèi)中基礎(chǔ)研究的比重，美國為17.7%、日本為11.6%、法國為23.7%，而中國為5.2%。

（4）中國企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新主體作用在不斷加強(qiáng)，但與美國和日本相比還有很大差距。企業(yè)是中國與五國研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)來源和使用的主體，中國與五國企業(yè)研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)總額均呈增長態(tài)勢。1991—2006年，中國與五國（除英國外）來自企業(yè)的研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)的年均增長率均超過各國研究開發(fā)總經(jīng)費(fèi)的年均增長率（中國為22.4%，五國為3.6%—5.3%）。

中國與五國來自企業(yè)的研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)占國內(nèi)研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)的比例大都超過60%。中國來自企業(yè)的研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)從2003年（282.14億美元）占國內(nèi)研究開發(fā)總經(jīng)費(fèi)的60.1%上升到 2006年 （599.07億美元）的69.1%。2006年，美國來自企業(yè)的研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)占其國內(nèi)研究開發(fā)總經(jīng)費(fèi)的65%，日本的這一比例為77%、英國為45%、德國為68%（2005 年）。

1991—2006年，五國企業(yè)使用的研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)占其國內(nèi)研究開發(fā)總經(jīng)費(fèi)的比例均超過60%以上（為62%—77%），其中英國最低，日本最高。自1994年，中國企業(yè)投入的研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)超過了研究機(jī)構(gòu)，到2006年，這一比例超過71%。

中國與五國（法國除外）企業(yè)的全時(shí)當(dāng)量研究人員占各國全時(shí)當(dāng)量研究人員總數(shù)的比例均超過50%。2006年，中國的這一比例為 61%，與日本（64%）接近，高于法國（48%）、英國（51%）和德國（54%），低于美國（80%以上）。

主要發(fā)達(dá)國家企業(yè)占擁有1000件以上美國授權(quán)發(fā)明專利機(jī)構(gòu)的近95%。截至2008年，擁有1000件以上美國授權(quán)專利的366個(gè)機(jī)構(gòu)的專利數(shù)量占授權(quán)專利總數(shù)的46.7%，其中企業(yè)346家，所占比例94.5%，科研機(jī)構(gòu)12所 （占3.3%），大學(xué)8所 （占2.2%）。美國占全部366個(gè)機(jī)構(gòu)中的55.5%，日本占26.0%，德國占5.7%，法國占2.5%和英國占1.4%，中國尚未有一所機(jī)構(gòu)進(jìn)入。

（5）中國研究論文產(chǎn)出的貢獻(xiàn)和國際影響在增強(qiáng)，在分支學(xué)科領(lǐng)域的國際競爭實(shí)力參差不齊，中科院表現(xiàn)出較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。2001—2008年，中國進(jìn)入被引頻次Top10%和Top1%的論文及論文被引用量同期均快速上升，年均增長率高于五國。

中國在材料科學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)和物理學(xué)領(lǐng)域的國際競爭實(shí)力較強(qiáng)，在生物學(xué)領(lǐng)域和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域表現(xiàn)較弱，但發(fā)展很快。

中國在材料科學(xué)領(lǐng)域和化學(xué)領(lǐng)域論文量占世界的份額自2006年以來已超過美國而居世界第一位。2001—2008年，中國材料科學(xué)被引頻次進(jìn)入Top10%和Top1%的論文數(shù)，以及論文總被引頻次的世界排名均處于上升趨勢，自2003年以來均排名世界第二位；化學(xué)領(lǐng)域自2004年以來均排名世界第二位；中國在數(shù)學(xué)領(lǐng)域論文的影響力高于世界數(shù)學(xué)論文的平均影響力。

在按論文被引頻次排名世界前500名（全科學(xué)領(lǐng)域）和前300名（分支學(xué)科）的大學(xué)/科研機(jī)構(gòu)中（表1），中國材料科學(xué)入圍的機(jī)構(gòu)最多（23 所），其次是化學(xué)（13 所）、工程（9 所）、物理學(xué)（8 所）和數(shù)學(xué)（4 所），生物領(lǐng)域（生物與生物化學(xué)）入圍1所，臨床醫(yī)學(xué)無一機(jī)構(gòu)入圍。

中科院表現(xiàn)出較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，其在全科學(xué)領(lǐng)域和6個(gè)分支學(xué)科領(lǐng)域的世界排名均在前8位，材料科學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域世界排名第一位，是生物與生物化學(xué)領(lǐng)域入圍的唯一一所中國科研機(jī)構(gòu)（表1）。

表1 入圍被引頻次排名世界前500名和前300名的中國科研機(jī)構(gòu)的學(xué)科分布

（6）中國的研究開發(fā)國際化程度在提升，與五國的國際合著論文的學(xué)科領(lǐng)域在擴(kuò)展。中國與五國的國際合著論文份額及其位置在提升，與五國的國際合著論文的學(xué)科領(lǐng)域在擴(kuò)展。中國與美國和日本的合作關(guān)系較之英國、德國和法國更緊密，合作的學(xué)科領(lǐng)域也更廣泛。材料科學(xué)領(lǐng)域是中國與五國國際合著論文占相應(yīng)份額最多和排名最靠前的領(lǐng)域。

（7）中國與五國的技術(shù)發(fā)明日益活躍，中國的專利數(shù)量增長速度快于五國，但授權(quán)發(fā)明專利數(shù)量遠(yuǎn)少于五國，在高技術(shù)前沿與世界先進(jìn)水平還有一定的距離。1995—2006年，中國的專利數(shù)量增長速度快于五國，但授權(quán)發(fā)明專利數(shù)量遠(yuǎn)少于五國。美國、日本和德國的發(fā)明專利數(shù)量在世界發(fā)明專利總量中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢。

2006—2008年，在美國專利與商標(biāo)局授權(quán)的發(fā)明專利具有相對(duì)比較優(yōu)勢的技術(shù)領(lǐng)域主要集中在計(jì)算機(jī)技術(shù)、電信、電氣設(shè)備、半導(dǎo)體等領(lǐng)域，中國在這些領(lǐng)域的專利分布與世界專利的分布和發(fā)達(dá)國家具有一定程度的相似性。由于中國在美國申請專利較少，在重要技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢不明顯。

中國與五國在國外申請專利的總量在增加，體現(xiàn)出各國日益重視占有技術(shù)發(fā)明的潛在市場，但中國在國外申請專利的總量還明顯低于五國，需要快速改變這種狀態(tài)，才能在日益激烈的國際競爭中保護(hù)本國技術(shù)發(fā)展的空間，拓展技術(shù)產(chǎn)品的市場。

1985—2005年，中國高技術(shù)制造業(yè)出口額的年均增長率（24.16%）高于五國；2005年，中國高技術(shù)制造業(yè)出口額（4401.04億美元）及其占世界高技術(shù)制造業(yè)出口額的份額（19.5%）高于五國而名列第一位，美國（2620.91億美元，占12%）居第二位。五國高技術(shù)制造業(yè)出口額占世界相應(yīng)的份額均呈下降態(tài)勢，尤其是美國和日本在同期分別下降了11%和9%。

1985—2005年，中國技術(shù)貿(mào)易出口額與五國的相對(duì)差距在縮小，但其規(guī)模還遠(yuǎn)低于五國。中國技術(shù)貿(mào)易出口額的年均增長率（26.4%）遠(yuǎn)高于五國的年均增長率：美國（9.7%）、日本（11.8%）、德國（11.8%）、法國（4.1%）和英國（8.9%）。美國對(duì)中國技術(shù)貿(mào)易出口額從1997年的1098倍減至2005年的353倍，日本、德國、英國對(duì)中國技術(shù)貿(mào)易出口額分別從1997年的212倍、452倍和428倍減到2005年的79倍、169倍和130倍。1997—2005年，美國的技術(shù)貿(mào)易出口額一直位居第一位。2005年，中國的技術(shù)貿(mào)易出口額（1.9727億美元）是1997的6倍，但遠(yuǎn)低于美國（696.00億美元）、德國（332.65億美元）、英國（256.70億美元）和日本（156.56億美元）在同年的技術(shù)貿(mào)易出口額。

（8）中國的研究開發(fā)以及成果轉(zhuǎn)化能力在提升，但與美國還有很大距離。1985—2005年，中國高技術(shù)制造業(yè)附加值及其占世界相應(yīng)份額的年均增長率均快于五國，但所占份額與美國有很大距離。中國高技術(shù)制造業(yè)附加值占世界高技術(shù)制造業(yè)附加值的份額從1985年的1.5%增加到2005年的16.1%，2005年的這一份額與日本 （16.2%）相當(dāng)，高于德國（582.00億美元，占4.8%）、英國 （395.39億美元，占3.3%）和法國（383.71億美元，占3.2%）排名世界第二位，與美國（4142.09億美元，占34.5%）還有較大距離。同期，中國在高技術(shù)制造業(yè)5個(gè)子技術(shù)領(lǐng)域（航空航天器，醫(yī)藥，辦公、會(huì)計(jì)和計(jì)算機(jī)設(shè)備，無線電、電視盒通信設(shè)備，醫(yī)療、精密和光學(xué)儀器）附加值的規(guī)模及其占世界相應(yīng)子領(lǐng)域附加值份額的年均增長率都快于五國。

中國在辦公、會(huì)計(jì)和計(jì)算機(jī)設(shè)備領(lǐng)域附加值的規(guī)模及其占世界相應(yīng)領(lǐng)域的份額表現(xiàn)突出，從1985年的0.5%增長為2005年的46.0%，2005年，中國在該領(lǐng)域的附加值及其占世界相應(yīng)的份額 （752.20億美元，占46.0%）超過五國而居第一位。

中國航空航天器制造業(yè)附加值規(guī)模及其占世界相應(yīng)的份額快速增長，到2005年這一規(guī)模和所占份額 （58.84億美元，6.4%）高于法國（38.10億美元，占4.2%）的規(guī)模和所占份額，與日本（63.47億美元，占6.9%）接近，低于德國（75.76美元，占8.3%）和英國（86.79億美元，占9.5%），與美國還有較大距離（453.16美元，占49.4%）。

中國醫(yī)藥制造業(yè)附加值規(guī)模及其占世界相應(yīng)的份額自2003年后超過了德國、英國和法國，2005年，中國的這一規(guī)模及其占世界相應(yīng)的份額（137.49億美元，8.1%）高于德國（137.49億美元，5.9%）、法國（122.93億美元，5.3%）和英國（116.36億美元，5.0%），低于日本（307.34億美元，13.2%），遠(yuǎn)低于美國（752.94億美元，32.2%）。

中國自1988年后無線電、電視及通信設(shè)備制造業(yè)附加值的規(guī)模及其占世界相應(yīng)領(lǐng)域附加值的份額逐步高于德國、英國、法國，2005年，中國在該領(lǐng)域的附加值的規(guī)模及其占世界的份額 （830.11億美元，占15.3%）與美國（1870.83億美元，占34.4%）和日本（1233.46億美元，占22.7%）仍有較大距離。

2005年中國醫(yī)療、精密及光學(xué)儀器制造業(yè)附加值規(guī)模及其占世界相應(yīng)份額（98.39億美元，5.9%）略超過法國（87.75億美元，5.2%）和英國（87.23億美元，5.2%）的規(guī)模和份額，但少于德國 （177.27億美元，10.5%）和日本（186.80億美元，11.1%），與美國（674.88億美元，40.1%）還存在很大距離。

中國對(duì)引進(jìn)技術(shù)的吸收能力在增強(qiáng)。1985—2005年，中國高技術(shù)制造業(yè)進(jìn)口額占世界高技術(shù)制造業(yè)進(jìn)口額的份額以年均5.6%的速度增長。從1985年占世界高技術(shù)進(jìn)口額的5.7%增長為2005年的17.1%，2005年的這一份額高于五國。同期，美國、英國、德國和法國的高技術(shù)制造業(yè)進(jìn)口額有所下降。

1985—2005年，中國高技術(shù)制造業(yè)出口額與進(jìn)口額之比值以4.4%的年均增長率穩(wěn)步增長，同期，美國、日本、德國、英國的這一比值均呈不同程度的負(fù)增長，即日本的年均增長率為-5.54%，美國為-2.7%、德國為-1.7%和英國為-1.5%。2005年，中國高技術(shù)出口額與進(jìn)口額之比值為1.1，日本為1.7。

3 幾點(diǎn)政策建議

（1）從長遠(yuǎn)看，中國應(yīng)進(jìn)一步提高研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度，提升基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)在研究開發(fā)總投入中的比重，才能更有效地支撐當(dāng)前、引領(lǐng)未來，提升中國科技在國際上的競爭力。國內(nèi)研究開發(fā)總經(jīng)費(fèi)與GDP的比值是測度一個(gè)國家研究開發(fā)投入強(qiáng)度的重要指標(biāo)，也是評(píng)價(jià)國家科技實(shí)力和創(chuàng)新能力的重要指標(biāo)。中國的研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度遠(yuǎn)低于五國，基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)也偏低，這在一定程度上影響了我國科技創(chuàng)新能力的提升速度。

（2）中國需要全面提升知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造和保護(hù)能力，提升科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化能力。我們應(yīng)該看到，在關(guān)系到產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的專利、市場廣泛關(guān)注的專利、有助于占據(jù)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的專利方面，中國與美國、日本和德國等國還有明顯的差距，表明中國在高技術(shù)前沿與世界先進(jìn)水平存在的距離。因此，中國需要大力創(chuàng)造具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，提升知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)能力和科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化能力，使自身在激烈的國際競爭中處于有利地位。

（3）中國必須進(jìn)一步提升高技術(shù)制造業(yè)的技術(shù)密集度，提升高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的國際競爭地位。盡管我國高技術(shù)制造業(yè)附加值占世界份額增加明顯，但在5個(gè)高技術(shù)制造業(yè)中有4個(gè)領(lǐng)域的附加值占世界相應(yīng)份額仍然較低，大都不超過7%，而美國相應(yīng)的世界份額大都超過32%，在航天和航空領(lǐng)域占世界份額的近半數(shù)（49%）。這反映出我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)密集度偏低。提升我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的國際競爭地位，應(yīng)不僅僅提升產(chǎn)業(yè)規(guī)模，更需要提升質(zhì)量，提升自主創(chuàng)新能力和研發(fā)核心技術(shù)的能力，持續(xù)提升我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的國際競爭力，實(shí)現(xiàn)由制造大國向制造強(qiáng)國和創(chuàng)造大國的歷史跨越。

1 National Institute of Science and Technology Policy.Science Map 2004.http://www.nistep.go.jp/achiev/ftx/eng/rep100e/idx100e.html

2 National Institute of Science and Technology Policy.Science Map 2006.http://www.nistep.go.jp/achiev/ftx/eng/rep110e/rep110e.html

3 NSF.Science and Engineering Indicators 2008.http://www.nsf.gov/statistics/seind08/

4 OECD.Main Science and Technology Indicators.1991-2008http://stats.oecd.org/index.aspx?r=265675

5 日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu).中國の科學(xué)技術(shù)力について.2008.http://www.spc.jst.go.

6 中國科學(xué)院國際科技比較研究組.中國與美日德法英五國科技的比較研究.北京：科學(xué)出版社，2009.

7 ISI.Web of Knowledge.http://apps.isiknowledge.com/WOS_GeneralSearch_input.do?preferences Saved=&product=WOS&SID=2BFEp%40B6Lbh 5FLfEpME&search_mode=GeneralSearch

8 ISI.Essential Science Indicators.http://esi.isiknowledge.com/home.cgi

9 USPTO.Paten database.http://www.uspto.gov/

10 JPO.Japan Patent Office Annual Report 2001-2006.http://www.jpo.go.jp/

11 WIPO.Statistics on Patents.http://www.wipo.int/ipstats/en/statistics/patents/