从中国与美日德法英科技比较看中国科技发展*

潘教峰 谭宗颖

（1中国科学院规划战略局 北京 100864 2中国科学院国家科学图书馆情报研究部 北京 100190）

随着经济与科技全球化的深入发展，科技的重要作用在日益复杂激烈的国际竞争中比以往任何时候都更加突出。如何把握当代科技发展的特点和趋势？如何洞悉科技的研究热点？如何了解一个国家的科技水平及其在世界竞争格局中的位置？如何知晓各国对世界科技的贡献？国际科技比较研究的丰富性和复杂性日益凸显，已成为一些国家和著名国际组织关注的重要问题[1-5]。

在中国提高自主创新能力、建设创新型国家的关键时期，开展中国与主要发达国家的科技比较研究，有助于以世界眼光看待中国，认清中国科技在世界中的位置，把握世界主要国家科技发展的动态，明晰中国的优势和差距；有助于借鉴国际经验，制订有效的科技发展战略与政策，有效规划与管理科技活动。

为此，“中科院国际科技比较研究组”开展了国际科技比较研究，并于2009年10月公开出版了其研究成果——《中国与美日德法英五国科技的比较研究》[6]。该研究对科技资源和科技创新产出两大板块的多个侧面进行了比较，从中可以看出中国科技的发展。本文归纳分析其要点，并提出了几点政策建议。

1 中国与五国比较研究的主要内容

该研究以中国科技为基点，选择美国、日本、德国、法国和英国这五个世界上科技最发达的国家，作为比较研究的对象，从定量和定性两个角度，重点从科技资源和科技创新产出链，对中国与美、日、德、法、英五国（以下简称“中国与五国”）科技的7个方面进行了比较研究，以期揭示在构成科技创新活动链条的关键环节点上，中国科技在世界科技中的地位与贡献，以及与五国相比的优势与差距。

在科技资源板块的比较研究方面[4]，着眼于研究开发经费与研究开发人员投入及其配置的比较分析。

在科技创新产出板块的比较研究方面，侧重从科技创新产出链——研究论文、授权的发明专利、技术贸易额、制造业（尤其是高技术制造业）附加值与进出口额和收入额、高技术产品出口额——的比较分析。

对研究论文[7]，就全科学领域和7个分支领域（物理学、化学、数学、材料科学、工程、生物学和医学）进行了比较分析：SCIE论文总量，论文的相对影响力，Top10%、Top1%论文和论文被引频次及其占世界相应论文份额与位置，按被引频次排名世界前500名（分支领域为300名）的科研机构在世界的位置；热点研究领域分析；国际合著论文分析；对6种世界公认的高影响力期刊论文的比较分析。

对发明专利[9-11]，侧重分析了中国与五国在1995—2008年技术发明活动的发展趋势，授权发明专利技术领域的国家分布等。

对制造业[3]，重点比较分析了高技术制造业整体及其5个子技术领域的附加值、进出口额、收入额等的变化趋势以及中国与五国各自在制造业4个技术等级的分布结构。

还比较分析了技术贸易额和高技术产品出口额。

2 中国与五国比较研究的主要结论

（1）中国研究开发活动的国际地位在提升。中国研究开发经费多年持续高增长，1991—2006年，中国研究开发经费的年均增长率（17.7%）远高于同期美国（5.27%）、日本(4.31%)、德国（3.60%）、法国（3.58%）和英国（4.13%）及OECD国家总体的年均增长率。自2005年，中国研究开发经费规模（710.63亿美元）超过德国（667.16亿美元）、英国（355.9亿美元）和法国(415.09亿美元)，与日本（1387.82亿美元）和美国（3486.58亿美元）还有相当的差距。

中国研究生培养规模超过美国而居第一位，全时当量研究人员数量、高等院校入学人数、培养的科学与工程博士人数仅低于美国而居所比较国家中的第二位。

中国研究论文产出在快速增长，对世界研究论文产出的贡献在加大。2001—2008年，中国在全科学领域和7个分支学科领域，研究论文所占世界份额的增幅大于五国，而美国在同期研究论文总量以及7个分支学科领域占世界相应论文的份额下降9%—10%；中国的研究论文总量及其占世界研究论文的份额超过德国、英国、法国和日本而排名世界第二位，但与排名世界第一位、研究论文占世界研究论文总量1/3的美国还有相当距离。

（2）中国的研发经费投入强度在持续增加，但仍低于五国和OECD国家的平均水平，与美国和日本存在较大差距。自2002年，中国研究开发总经费占GDP的比值超过1%并持续增加，到2006年该比值（1.42%）与英国（1.78%）接近，但仍远低于日本（3.39%）、美国（2.66%）、德国（2.54%）和法国（2.10%），也低于OECD国家的平均水平（2.26%）。

（3）中国研究开发经费结构不够合理，基础研究投入偏低，试验开发研究投入相对较高。从中国与五国基础研究、应用研究和试验开发经费3者之间的比例关系看，多年来中国基础研究经费偏低。以2006年为例，中国这3者之间的比例关系为1∶3.24∶15.04，美国为1∶1.24∶3.39，日本为1∶1.76∶5.41，法国为 1∶1.62∶1.58，英国为1∶1.20∶1.06。在研究开发总经费中基础研究的比重，美国为17.7%、日本为11.6%、法国为23.7%，而中国为5.2%。

（4）中国企业的技术创新主体作用在不断加强，但与美国和日本相比还有很大差距。企业是中国与五国研究开发经费来源和使用的主体，中国与五国企业研究开发经费总额均呈增长态势。1991—2006年，中国与五国（除英国外）来自企业的研究开发经费的年均增长率均超过各国研究开发总经费的年均增长率（中国为22.4%，五国为3.6%—5.3%）。

中国与五国来自企业的研究开发经费占国内研究开发经费的比例大都超过60%。中国来自企业的研究开发经费从2003年（282.14亿美元）占国内研究开发总经费的60.1%上升到 2006年 （599.07亿美元）的69.1%。2006年，美国来自企业的研究开发经费占其国内研究开发总经费的65%，日本的这一比例为77%、英国为45%、德国为68%（2005 年）。

1991—2006年，五国企业使用的研究开发经费占其国内研究开发总经费的比例均超过60%以上（为62%—77%），其中英国最低，日本最高。自1994年，中国企业投入的研究开发经费超过了研究机构，到2006年，这一比例超过71%。

中国与五国（法国除外）企业的全时当量研究人员占各国全时当量研究人员总数的比例均超过50%。2006年，中国的这一比例为 61%，与日本（64%）接近，高于法国（48%）、英国（51%）和德国（54%），低于美国（80%以上）。

主要发达国家企业占拥有1000件以上美国授权发明专利机构的近95%。截至2008年，拥有1000件以上美国授权专利的366个机构的专利数量占授权专利总数的46.7%，其中企业346家，所占比例94.5%，科研机构12所 （占3.3%），大学8所 （占2.2%）。美国占全部366个机构中的55.5%，日本占26.0%，德国占5.7%，法国占2.5%和英国占1.4%，中国尚未有一所机构进入。

（5）中国研究论文产出的贡献和国际影响在增强，在分支学科领域的国际竞争实力参差不齐，中科院表现出较强的竞争优势。2001—2008年，中国进入被引频次Top10%和Top1%的论文及论文被引用量同期均快速上升，年均增长率高于五国。

中国在材料科学、化学、数学和物理学领域的国际竞争实力较强，在生物学领域和医学领域表现较弱，但发展很快。

中国在材料科学领域和化学领域论文量占世界的份额自2006年以来已超过美国而居世界第一位。2001—2008年，中国材料科学被引频次进入Top10%和Top1%的论文数，以及论文总被引频次的世界排名均处于上升趋势，自2003年以来均排名世界第二位；化学领域自2004年以来均排名世界第二位；中国在数学领域论文的影响力高于世界数学论文的平均影响力。

在按论文被引频次排名世界前500名（全科学领域）和前300名（分支学科）的大学/科研机构中（表1），中国材料科学入围的机构最多（23 所），其次是化学（13 所）、工程（9 所）、物理学（8 所）和数学（4 所），生物领域（生物与生物化学）入围1所，临床医学无一机构入围。

中科院表现出较强的竞争优势，其在全科学领域和6个分支学科领域的世界排名均在前8位，材料科学和化学领域世界排名第一位，是生物与生物化学领域入围的唯一一所中国科研机构（表1）。

表1 入围被引频次排名世界前500名和前300名的中国科研机构的学科分布

（6）中国的研究开发国际化程度在提升，与五国的国际合著论文的学科领域在扩展。中国与五国的国际合著论文份额及其位置在提升，与五国的国际合著论文的学科领域在扩展。中国与美国和日本的合作关系较之英国、德国和法国更紧密，合作的学科领域也更广泛。材料科学领域是中国与五国国际合著论文占相应份额最多和排名最靠前的领域。

（7）中国与五国的技术发明日益活跃，中国的专利数量增长速度快于五国，但授权发明专利数量远少于五国，在高技术前沿与世界先进水平还有一定的距离。1995—2006年，中国的专利数量增长速度快于五国，但授权发明专利数量远少于五国。美国、日本和德国的发明专利数量在世界发明专利总量中占据绝对优势。

2006—2008年，在美国专利与商标局授权的发明专利具有相对比较优势的技术领域主要集中在计算机技术、电信、电气设备、半导体等领域，中国在这些领域的专利分布与世界专利的分布和发达国家具有一定程度的相似性。由于中国在美国申请专利较少，在重要技术领域的优势不明显。

中国与五国在国外申请专利的总量在增加，体现出各国日益重视占有技术发明的潜在市场，但中国在国外申请专利的总量还明显低于五国，需要快速改变这种状态，才能在日益激烈的国际竞争中保护本国技术发展的空间，拓展技术产品的市场。

1985—2005年，中国高技术制造业出口额的年均增长率（24.16%）高于五国；2005年，中国高技术制造业出口额（4401.04亿美元）及其占世界高技术制造业出口额的份额（19.5%）高于五国而名列第一位，美国（2620.91亿美元，占12%）居第二位。五国高技术制造业出口额占世界相应的份额均呈下降态势，尤其是美国和日本在同期分别下降了11%和9%。

1985—2005年，中国技术贸易出口额与五国的相对差距在缩小，但其规模还远低于五国。中国技术贸易出口额的年均增长率（26.4%）远高于五国的年均增长率：美国（9.7%）、日本（11.8%）、德国（11.8%）、法国（4.1%）和英国（8.9%）。美国对中国技术贸易出口额从1997年的1098倍减至2005年的353倍，日本、德国、英国对中国技术贸易出口额分别从1997年的212倍、452倍和428倍减到2005年的79倍、169倍和130倍。1997—2005年，美国的技术贸易出口额一直位居第一位。2005年，中国的技术贸易出口额（1.9727亿美元）是1997的6倍，但远低于美国（696.00亿美元）、德国（332.65亿美元）、英国（256.70亿美元）和日本（156.56亿美元）在同年的技术贸易出口额。

（8）中国的研究开发以及成果转化能力在提升，但与美国还有很大距离。1985—2005年，中国高技术制造业附加值及其占世界相应份额的年均增长率均快于五国，但所占份额与美国有很大距离。中国高技术制造业附加值占世界高技术制造业附加值的份额从1985年的1.5%增加到2005年的16.1%，2005年的这一份额与日本 （16.2%）相当，高于德国（582.00亿美元，占4.8%）、英国 （395.39亿美元，占3.3%）和法国（383.71亿美元，占3.2%）排名世界第二位，与美国（4142.09亿美元，占34.5%）还有较大距离。同期，中国在高技术制造业5个子技术领域（航空航天器，医药，办公、会计和计算机设备，无线电、电视盒通信设备，医疗、精密和光学仪器）附加值的规模及其占世界相应子领域附加值份额的年均增长率都快于五国。

中国在办公、会计和计算机设备领域附加值的规模及其占世界相应领域的份额表现突出，从1985年的0.5%增长为2005年的46.0%，2005年，中国在该领域的附加值及其占世界相应的份额 （752.20亿美元，占46.0%）超过五国而居第一位。

中国航空航天器制造业附加值规模及其占世界相应的份额快速增长，到2005年这一规模和所占份额 （58.84亿美元，6.4%）高于法国（38.10亿美元，占4.2%）的规模和所占份额，与日本（63.47亿美元，占6.9%）接近，低于德国（75.76美元，占8.3%）和英国（86.79亿美元，占9.5%），与美国还有较大距离（453.16美元，占49.4%）。

中国医药制造业附加值规模及其占世界相应的份额自2003年后超过了德国、英国和法国，2005年，中国的这一规模及其占世界相应的份额（137.49亿美元，8.1%）高于德国（137.49亿美元，5.9%）、法国（122.93亿美元，5.3%）和英国（116.36亿美元，5.0%），低于日本（307.34亿美元，13.2%），远低于美国（752.94亿美元，32.2%）。

中国自1988年后无线电、电视及通信设备制造业附加值的规模及其占世界相应领域附加值的份额逐步高于德国、英国、法国，2005年，中国在该领域的附加值的规模及其占世界的份额 （830.11亿美元，占15.3%）与美国（1870.83亿美元，占34.4%）和日本（1233.46亿美元，占22.7%）仍有较大距离。

2005年中国医疗、精密及光学仪器制造业附加值规模及其占世界相应份额（98.39亿美元，5.9%）略超过法国（87.75亿美元，5.2%）和英国（87.23亿美元，5.2%）的规模和份额，但少于德国 （177.27亿美元，10.5%）和日本（186.80亿美元，11.1%），与美国（674.88亿美元，40.1%）还存在很大距离。

中国对引进技术的吸收能力在增强。1985—2005年，中国高技术制造业进口额占世界高技术制造业进口额的份额以年均5.6%的速度增长。从1985年占世界高技术进口额的5.7%增长为2005年的17.1%，2005年的这一份额高于五国。同期，美国、英国、德国和法国的高技术制造业进口额有所下降。

1985—2005年，中国高技术制造业出口额与进口额之比值以4.4%的年均增长率稳步增长，同期，美国、日本、德国、英国的这一比值均呈不同程度的负增长，即日本的年均增长率为-5.54%，美国为-2.7%、德国为-1.7%和英国为-1.5%。2005年，中国高技术出口额与进口额之比值为1.1，日本为1.7。

3 几点政策建议

（1）从长远看，中国应进一步提高研究开发经费投入强度，提升基础研究经费在研究开发总投入中的比重，才能更有效地支撑当前、引领未来，提升中国科技在国际上的竞争力。国内研究开发总经费与GDP的比值是测度一个国家研究开发投入强度的重要指标，也是评价国家科技实力和创新能力的重要指标。中国的研究开发经费投入强度远低于五国，基础研究经费也偏低，这在一定程度上影响了我国科技创新能力的提升速度。

（2）中国需要全面提升知识产权创造和保护能力，提升科技成果转移转化能力。我们应该看到，在关系到产业核心技术的专利、市场广泛关注的专利、有助于占据产业制高点的专利方面，中国与美国、日本和德国等国还有明显的差距，表明中国在高技术前沿与世界先进水平存在的距离。因此，中国需要大力创造具有自主知识产权的专利技术，提升知识产权保护能力和科技成果转移转化能力，使自身在激烈的国际竞争中处于有利地位。

（3）中国必须进一步提升高技术制造业的技术密集度，提升高技术产业的国际竞争地位。尽管我国高技术制造业附加值占世界份额增加明显，但在5个高技术制造业中有4个领域的附加值占世界相应份额仍然较低，大都不超过7%，而美国相应的世界份额大都超过32%，在航天和航空领域占世界份额的近半数（49%）。这反映出我国高技术产业的技术密集度偏低。提升我国高技术产业的国际竞争地位，应不仅仅提升产业规模，更需要提升质量，提升自主创新能力和研发核心技术的能力，持续提升我国高技术产业的国际竞争力，实现由制造大国向制造强国和创造大国的历史跨越。

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 日本科学技术振兴机构.中国の科学技術力について.2008.http://www.spc.jst.go.

6 中国科学院国际科技比较研究组.中国与美日德法英五国科技的比较研究.北京：科学出版社，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/