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美国创新工作组发布报告指出 美国在科技创新领域面临的挑战

5月14日,美国创新工作组发布题为《美国第二?美国科学领导地位面临越来越多的挑战》的报告(下称《报告》),《报告》从研发投资、知识生产、教育、劳动力以及高科技5个领域将美国与其他国家进行比较。

美国面临中国等国的挑战

中国的研发支出总额有望超过美国,中国于2015年发布《中国制造2025》战略,旨在确立中国在机器人、航空航天和节能汽车等高科技制造业领域的主导地位。其他国家也制定了科学战略与研发支出目标。而美国在物理科学和工程领域投资不足,在科研出版物产出方面(物理、化学、地球科学和数学等关键领域)落后于中国;美国的科学与工程学士和博士学位的产出,以及高科技人才数量等也处于落后地位;美国在超级计算机、人工智能和生物技术等对国家安全和工业增长至关重要的领域同样面临来自海外的激烈竞争。《报告》建议制定和实施一项具有竞争力的科学战略,包括增加对科学研究的资助,《报告》呼吁对新项目进行有针对性的投资,以增加、吸引和留住国内外STEM人才。

研发投资

①美国在全球研发领域的份额有所下降。受台湾地区、韩国和中国大陆加大对研发投资的影响,美国的全球研发份额已经38.3%下降到28.5%。②全球研究强度正在上升,美国的排名已跌至第10位。尽管美国的基础研究总支出目前仍居世界首位,但相对于美国经济和世界其他地区的规模,这一比例正在下降。随着基础研究经费的减少,应用研究和发展投资的比重也在降低。

知识创造和新想法

(1)研究出版物。科研出版物用于比较各国的科学产出和创新能力,是衡量整体创新的有效指标。①美国的出版物产量正在下降。美国在全球研究出版物中所占比重从2003年的27%下降到2016年的18%,而中国的份额从7%飙升至19%,据预测,到2020年中期,中国的科研生产力将超过美国。印度也正在成为研究出版物的生产国。③全球竞争加剧了美国研究领域的不平衡。从全球范围来看,仅在工程领域,美国在2003年至2016年期间的出版份额就从23%下降到了12%。这一巨大转变可以归因于美国国内优先事项的变化,而中国在工程、物理、化学、地球科学等关键研究领域的出版份额已经超过了美国。欧盟的整体表现好于美国。(2)专利。美国在国际专利中所占的份额正在下降。自1990年以来,美国的“三方同族专利”投资总额中比重下降了约三分之一,主要源于韩国、中国和日本显示出的惊人增长。

教育

教育是比较各国创新能力和知识创新能力的重要指标。①高等教育方面:在科学和工程领域学士学位授予量方面,2000年~2014年间,美国被中国超越,并且持续落后于欧盟排名前8位国家之总和,期间中国科学和工程领域学士学位授予增长超过360%,截止2014年已达全球22%,而欧盟前8个国家的总和与美国仅分别占到12%与10%。②与其他国家人才计划的比较。相对于加拿大“卓越研究讲座教授”计划、德国“卓越计划”,以及中国的“千人计划”,美国目前缺乏吸引和留住科学与工程研究人员的全面人才发展项目。美政府内部的一些重点人才培养项目,缺少协调一致的战略和相应的投资,如不做出调整,美国将继续在培养世界级国内人才方面输给其他国家。

劳动力

目前,美国的研究人员总数不及欧盟和中国,据估计,2015年中国科研人员总数已达160万,而美国为130万。2009年~2015年间,美国研究人员人均科研经费(GERD)大幅领先,而中国在此期间实现了GERD近43%的增长,增速远超其他国家。

高科技领域

美国在众多经济领域,如对国家安全、经济竞争力、技术领先地位和工业产能至关重要的领域都出现了陷入困境的迹象,以下高科技行业显示了这一趋势。①超级计算。美国曾在超级计算机的物理基础设施和相关研究领域投入大量资金,在计算机领域处于世界领先地位。然而,目前中国拥有的超级计算机数量最多,速度最快。②纳米技术。美国在2000年率先建立了美国国家纳米计划(NNI),但近年来,NNI的资助有所下降。中国的纳米相关出版物和纳米相关专利总数已超过美国。③航空航天。美国在全球航空航天领域占据53%的份额,占据领先地位。然而,中国第一架大型喷气式客机C919在2017年成功首飞,表明中国计划成为航空航天先进技术的全球竞争对手。此外,中俄都在研发高超声速武器,但美军并不具备与之匹敌的能力。④人工智能。中国寻求到2030年成为全球人工智能领域的领导者,发展1500亿美元的国内人工智能产业。2007~2017年间,中国的人工智能相关论文数量大幅增长(150%),美国位居第三。2017年,全球人工智能初创企业股权融资总额中,48%来自中国,38%来自美国。⑤电信。在5G技术的进步和易于成功部署方面,美国仅次于中国和韩国,排名第三。5G能力已就绪的中国可能在产品交付、技术专利、可用性测试和工业产品认证等领域中占据全球领先地位。美国将支持5G无线网络的开发和部署,并通过“5G加速发展计划”推动更多频谱进入市场,充分发挥5G技术潜力,确保美国继续保持竞争力。⑥生物技术。中国政府正在投入大量资源,寻求确立生物技术和基因组测序方面的创新优势,并通过“千人计划”积极招募海外科学家和企业家,尤其是在生物技术领域。目前亚洲的生物技术风险投资项目与美国和欧洲的同类项目数量相当,美国必须努力应对亚洲国家日益成熟的生物技术生态系统。

结论

本报告中的基准数据表明,尽管美国在总体研发投入方面持续保持领先,但中国等其他国家正在迎头赶上,并很快超过美国。美国或可能失去在人工智能、航空航天、先进制造和电信等关键研究领域的领导地位,因此应加强对科研企业的投资水平,加强并重振使美国成为全球创新强国的独特伙伴关系。

来源 :美国大西洋理事会网站/图片来自互联网

张明月 张羽丰 郭文旭

如需转载请注明出处:“国防科技要闻”(ID:CDSTIC)

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