高科技领域，美国和日本的实力差距是经济实力、高等教育与科研实力决定的。
从经济实力上看，美国2018年GDP为20.49万亿美元，日本只有4.97万亿美元，美国是日本的四倍多。日本的GDP总量上最高曾经达到过美国的69%，在美国打压下已经回落很多，近二十多年GDP基本上没有增长了。
从诺贝尔奖这一科学研究的最高奖项上看，日本有28人获得诺贝尔奖，进入21世纪的19年间有19位日本人获奖。而美国则有376人获得过诺贝尔奖，全世界获得诺贝尔奖数量排名前列的大学基本都是美国的大学。其中哈佛大学就有158人获得过诺贝尔奖。
一、美国的高科技领先领域
美国在大部分高科技领域处于全球领先的位置，尤其是硅谷为代表的半导体与互联网、软件，以及航空航天、制药领域。
服务器市场排名前三的惠普、戴尔、IBM都是美国企业; 路由器市场美国思科位居第一，华为第二；存储器，硬盘驱动器市场也都EMC，西部数据分别位居榜首第一。智能手机操作系统，谷歌的安卓，苹果ios两大系统完全垄断。
搜索引擎上，谷歌的全球市场份额超过一半；杀毒软件，美国的赛门铁克领先；在云计算领域，阿里云虽然风光无限，但和亚马逊及微软等企业相距甚远。
半导体设备制造领域，美国的应用材料，科林研发排名前两位；超声波诊断设备，通用电气世界第一；喷墨打印机领域，惠普强于日本佳能。
医药行业在所有行业里门槛最高，全球前十大制药公司里，辉瑞、强生、默克、艾伯维、安进、施贵宝等六家都是美国公司。
二、日本的高科技领先行业
日本虽然综合国力和美国相差很多，但日本也有很多行业技术全球领先，相关企业控制着全球市场。
1、日本是全球最大的半导体材料生产国，日本在半导体材料里长期保持绝对优势。日本企业在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩、光刻胶、靶材料、保护涂膜、引线架、陶瓷板、塑料板、捲带式自动接合）、薄膜复晶、焊线、封装材料等14种重要材料方面均占有50%以上的份额。
2、工业机器人零部件。目前全球能够提供规模化且性能可靠的精密减速器生产企业不多，绝大多数市场份额都被日本企业占据：纳博特斯克的减速器约占60%，哈默纳科的谐波减速器约占15%。日本减速机在机器人领域的应用比例具有压倒性优势。
3、高端工程机械液压件。日本川崎是全球重要的液压件供应商，中国20吨以上的挖掘机所用的液压件基本控制在日本川崎和德国力士乐手中，
4、机床工业。从数控系统到零部件再到数控系统，日本企业都在全球占据了领先地位，目前中国的高端数控系统95%依赖于日本和欧洲，机床高端零部件主要依赖从日本和台湾地区进口，日本精工是全球领先的机床轴承供应商，THK和日本精工是领先的机床丝杠和导轨供应商。
5、智能终端。日本在许多高端被动器件（电阻、电容、电感等）具有强大控制力，日本村田、东京电气公司、太阳铁工公司、京瓷是全球滤波器主要供应商，日本村田和太阳铁工是电容电感主要供应商。在铝电解兼容领域，前四大厂商均为日本企业，市场占比达到56%。
6、显示产业。日本企业牢牢把控显示产业的产业链，在许多关键设备和材料方面都是全球的主要甚至是唯一的供应商。佳能 Tokki是全球唯一的OLED蒸镀设备供应商，曝光机全球只有佳能和尼康能供应，大日本印刷公司是OLED金属膜板的全球唯一供应商。
7、半导体生产设备。在前端半导体设备中，日本在电子束描画设备市场占比93%、涂布/显影设备占比98%、清洗设备占比70%、氧化炉占比83%、减压设备占比79%；半导体后端设备中，划片机占比97%、成型机占比54%；后端检测设备中，内存测试机占比50%、探针器占比90%，处理器占比56%。
8、碳纤维产业链。目前碳纤维生产核心技术主要掌握在日企手中，日本碳纤维产能和产量在全球占比具绝对优势（超 50%）。在小丝束碳纤维市场上，东丽、 帝人（东邦母公司）和三菱三者合计占据全球 49%的市场份额；在大丝束碳纤维市场上，东丽和三菱 合计占据全球 54%的市场份额。
总体来说，美国总体上全面领先，日本在电子、机械、半导体的部分领域全球领先。
据联合国教科文组织统计，美国是全球对研究和开发投入资金最多的国家。中国紧随其后，日本位居第三。随着我国经济实力的增强和科研投入的加大，未来我国也会在越来越多的行业里掌握最一流的技术，引领行业发展。
按汇率折算，我国研发经费总量先后超过英国、德国，并于2013年超过日本，成为仅次于美国的世界第二大研发经费投入国家，目前每年对全球研发经费投入的贡献超过六分之一。
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