全球主要国家科研投入与产出分析

本文以全球研发投入规模最大的7个国家——美国、中国、英国、德国、法国、日本、韩国为对象，分析对比了近10年其研发投入指标和代表性产出指标，判断了全球科技发展态势和中国科技发展方向，并提出了政策建议。

科学技术是第一生产力，是国家经济社会发展和赢得国际竞争的决定性力量。 重视科技投入、积极引进科技人才、大力推进科技合作以及高度重视官产学研结合，已成为科技强国的共同战略取向。 我国科技创新已由过去跟跑为主，逐步转向并跑、领跑。 深入研究发达国家科研投入和产出趋势，准确研判中国科研投入和产出特点，对全面推进科技创新体系建设具有重要意义。

世界主要国家研发投入总体概况

近10年来，全球研发总投入由2009年1.2万亿美元增长到2018年2.1万亿美元，增幅75%。尽管美国仍是世界科技创新领袖，韩国、中国等亚洲国家正在成为全球研发投入增长的重要引擎。

国内研发总投入及研发强度

美国研发总投入遥 遥领先且稳定增长；中国近年来研发投入增长速度全球最快，2018年研发总投入已逼近美国总量。

日本、德国紧随其后，分别占全球研发总投入8%、7%。法国、韩国、英国研发总投入体量相当。

世界主要国家近10年国内研发总投入

研发投入占经济规模比例常被用于衡量一国创新能力。

自2010年起，韩国研发投入强度跃居所选研究对象国榜首，2018年研发投入占GDP比例达到4.53%；日本、德国紧随其后，研发强度3.2%左右；美国尽管研发投入总量最高，但其研发投入占GDP之比并不高；中国研发强度小幅攀升，从2009年1.66%提升至2018年2.19%，已超过英国，接近法国。

世界主要国家近10年国内研发总投入占GDP比例

研发活动主体的经费构成

从研发经费来源部门来看，企业部门均为7国最大研发经费来源部门。

日本、韩国、中国等亚洲国家企业经费占比最高，分别为79.06%、76.64%、76.63%；其次是德国、美国；法国、英国相对较低。

政府是第二大研发经费来源，法国政府经费占比32.41%；其次是德国、英国、美国，分别为27.72%、26.26%、22.96%；日本（14.56%）、中国（20.22%）、韩国（20.53%）政府来源经费占比要低于美国。

此外，英国来自国外的经费最为引人注目，2016年有15.62%的研发经费来自国外，其余国家国外经费则较低。

世界主要国家2018年（或最近年）研发经费来源部门占比

从经费执行部门来看，7个国家的企业部门研发执行总量都占绝对优势，韩国、日本、中国等亚洲国家企业部门执行经费在2018年占国内研发经费比例近80%；美国企业部门执行经费占国内研发经费比例72.58%；其他国家略低。

在政府部门执行的研发经费方面，7个国家占比在6%~15%之间，其中中国政府执行经费占比最高，为15.18%。

高校执行的研发经费占其研发经费总量的范围在7%~23%之间，中国高校研发经费占比最低，仅为7.41%。

世界主要国家2018年研发经费执行情况占比

研发经费使用方向

从研发活动类型来看，各国关注基础研究、应用研究和试验发展的程度不同。

国、美国等5个国家用于基础研究经费占其国内研发总投入12%~23%；中国基础研究经费占比最低，2018年占国内研发总投入比例仅为5.54%。

世界主要国家2018年（或最近年）各类研发活动投入情况

从应用研究经费来看，中国研究经费占比最低，为11.13%；英国、法国应用研究经费占比最高，超过40%；从总量来看，美国应用经费远远领先于其他国家，占比国内研发总投入19.77%。

从试验发展经费来看，中国经费占比最高，2018年试验发展经费占比83.33%。

世界主要国家2018年（或最近年）各类研发活动投入占研发总投入比例

通过聚焦政府研发经费使用方向，可看到各国战略重点领域不同（中国经费项目缺失）。

世界主要国家2019年（或最近年）政府研发经费使用方向及占比

美国在健康和环境方向政府投入占政府研发经费的56.81%，非定向研究占比16.26%。

英国健康和环境方向政府投入占比31.70%，经济发展项目和大学基金项目占比分别为22.77%、24.73%。

韩国、日本在经济发展项目方面投入的政府研发经费最多，分别占49.35%、34.35%。

德国在大学基金项目方面投入政府研发经费最多，占比40.77%。

研发人员数量及占比

近10年，全球从事研究的人员数量快速增长。

中国研发人员增长速度最快，2009年中国研发人员总计约115万人，2018年增至186万人，增幅61.9%。

美国、法国、德国等分别增长14.5%、22.7%、36.5%。

英国、法国研发人员总量基本相当。

世界主要国家研究人员总量

研究人员占就业人口之比这一指标均持续增长，其中最为突出的是韩国，自2009年起逐年攀升；法国研发人员占就业人口之比从0.87%升至1.09%；日本近年研发人员占就业人口之比有所下降。

中国虽有大量研究人员，但是研发人员相对于就业人口比例远低于其他国家。

世界主要国家研究人员占其就业人口比例

世界主要国家研发产出情况

本研究重点选择论文、专利、KTI（knowledge and technology intensive）产业3个代表指标，分析了研究对象国研发产出情况。

论文产出能力与影响力

10年来，美国研究论文数量遥遥领先，占全球论文总量27%左右；中国研究论文总数从2009年20.4万篇（占全球9.37%）增长到2018年49万篇（占全球18.61%），成为第二大研究论文产出国。

紧随其后的是英国、德国，法国、韩国、日本论文产出量稍低，年均10万篇左右。

世界主要国家近10年研究论文发表数量

从学科规范化引文影响力来看，英国、美国、德国、法国等欧美经济强国遥遥领先，普遍在1.2以上。

中国、韩国、日本等亚洲国家引文影响力在1以下，但保持着稳定上升趋势。

世界主要国家近10年研究论文学科规范化引文影响力

高被引论文代表在科学研究中所发表的质量高、影响力大的顶尖论文。

近10年，美国高被引论文数量高居榜首，但其占比约0.98%；英国、德国、法国虽然高被引论文数量与美国、中国有较大差距，但占比非常高，分别为1.15%、1.05%、1.03%；中国虽然有将近2.7万高被引论文，但占比只有0.79%。

世界主要国家近10年高被引论文及占比

专利总量与三方专利

美国专利数量最多，约占60%左右；其次是日本、韩国；德国专利数2014、2015年呈减少趋势；中国专利数从2008年的5000件增加至2015年的9500余件，增幅90%，但在全球专利数量占比只有6.6%左右。

世界主要国家近年在美国专利和商标局获准专利

国际上常用三方专利统计数据来测度专利质量。

从2009年到2017年间，全球三方专利总数从约5万件增至5.3万件。

其中，日本三方专利数最高，每年1.7万件左右；美国每年1.35万件左右；德国稳居第3位，每年5000件左右；中国三方专利数量较小，但上升速度最快，由2007年828件上升至2017年4100件，跃居第4名。

世界主要国家近10年三方专利数

知识和技术密集型产业

从全球KTI产业发展来看，美国KTI产业附加值占GDP比例始终领先；日本KTI产业附加值波动较大，2012年占比接近美国，此后逐年下降；法国KTI产业附加值占比较为稳定；中国KTI产业迅速发展，从29.5%提升至35.2%。

此外，各国所集中的活动类型也并不相同。

世界主要国家近年知识和技术密集型产业附加值占GDP比例

结果与讨论

10年来，我国积极推进创新体系建设，持续加大科技投入，整体科技实力明显提升，取得了瞩目成就。

一是不断深化科技体制改革，科技研发投入规模稳步上升，形成良好的科技创新发展局面和氛围。

二是面向世界科技前沿，加强基础研究、应用研究和技术创新的系统部署，产生了一批重大研究成果。

经过长期积累，中国基础研究实现了跨越式发展，正处于从跟踪追赶到并行发展的重要转型期。但与发达国家相比，中国研发投入强度还有较大差距。

为进一步推进国家科技发展，研究提出以下政策建议：

第一，要进一步优化平衡基础研究、应用研究和试验开发投入结构，提高基础研究投入。一是要充分发挥政府引导作用，引导社会各界对研发的投入力度，鼓励经济基础雄厚省市加大对基础研究的资助力度；二是充分发挥企业和高校作用；三是完善稳定支持和竞争性支持相协调的机制。

第二，要面向国家战略，进一步强化研发统筹部署和协同创新，全面提升国家科技产出影响力。当前，新冠肺炎疫情依然严峻，世界格局正在不断变化，必须长远地面向国家重大需求，加强关键领域超前部署，实现关键核心技术自主可控。

第三，加大科技人才队伍建设力度。中国要继续以高端人才为引领，统筹推进各类科技人才队伍建设，优先培养造就一批世界水平的科学家、科技领军人才和优秀创新团队。不断完善科技人才管理体制，建立有利于创新人才成长和发展的体制机制。

作者：原帅、何洁、贺飞，北京大学

本文转载自微信公众号科技导报，原载于《科技导报》2020年第19期