美国发布2026科学与工程状况报告

2026年5月4日，美国国家科学委员会（National Science Board）发布《2026年美国科学与工程状况》（The State of U.S. Science and Engineering 2026）报告。该报告是按照《国家科学基金会法》规定两年编制一次并在偶数年向总统和国会提交的最新报告。报告主要内容为美国STEM教育在各个学位层次上的深入数据与信息，涵盖STEM劳动力、美国及国际研发表现、技术转移、发明与创新以及商业动态，以及美国在高科技产业中的竞争力。

报告指出，过去四分之一个世纪以来，美国科学与工程（S&E）事业经历了根本性的重塑。这一重塑主要归因于以下几个方面：商业部门在研发（R&D）资助与实施中占据主导地位；创新活动高度集中于信息技术以及关键与新兴技术（critical and emerging technology，CET）领域；以及中国作为竞争者的崛起。中国在多个关键的科学与技术（S&T）领域表现强劲：根据OECD的最新数据（经国际可比性调整后估算），2024年中国在研发实施规模上预计将首次超越美国，跃居全球首位；此外，中国授予的S&E博士学位数量居全球之首，产出的科研出版物数量最为庞大，并在全球高技术制造业贸易中处于领先地位。

美国是全球研发投入强度最高的经济体之一。美国S&E事业的显著特征在于研发活动的资助与实施主要由私营部门承担——尤其是实验开发环节——且重点聚焦于软件、生物技术和AI领域。美国在“高被引”科研出版物与专利、风险投资（VC）驱动型创新，以及知识与技术密集型（KTI）服务领域保持着比较优势；在这些KTI服务领域，美国企业在全球贸易中占据主导地位。

2014-2024年间，美国STEM领域的劳动力增长速度快于非STEM领域的劳动力。与非STEM职业的从业者相比，STEM从业者享有更低的失业率和更高的年收入中位数。同期，美国各类教育机构授予的S&E学位数量在各个层级上均呈增长态势；在拥有国际可比数据的最近年份——即2022年——美国授予的S&E博士学位数量位居全球第二。2024年，在计算机与信息科学、工程学以及数学与统计学等S&E领域，持临时签证者获得的博士学位数量占美国高等教育机构所授博士学位总数的一半以上。

此外，纵向数据证实，大多数持有临时签证的科学与工程（S&E）博士获得者在毕业后仍留在美国，为美国的STEM劳动力队伍及科学与工程事业做出了贡献。

美国中小学生在国家数学和科学评估中的平均成绩较新冠疫情前的水平有所下滑；在2023年，美国八年级学生在国际科学、数学以及计算机与信息素养评估中的表现，仅处于同龄人平均水平或平均水平之下。

一、STEM教育、培训与劳动力队伍

在2014-2024年间，美国高等教育机构持续扩大科学与工程（S&E）学位的授予规模，其中计算机与信息科学学位的增长尤为迅速。美国的STEM劳动力约占国内劳动力总数的四分之一（26%），且在就业和薪资方面享有显著的溢价优势。自2019年以来，美国中小学生在国家数学和科学评估中的表现呈下滑趋势。

1.STEM教育

美国中小学生在数学和科学评估中的表现较新冠疫情前的水平有所下滑；其中，四年级和八年级学生的数学平均成绩自2019年起便持续走低。

2023年，美国八年级学生在国际科学、数学以及计算机与信息素养评估中的表现，仅处于同龄人平均水平或平均水平之下。

2014-2024年间，美国高等教育机构授予的计算机与信息科学学位数量大幅增长：学士学位数量翻了一倍以上，硕士学位数量更是翻了三倍以上。同期，博士学位数量也增长了50%。

美国高等教育机构授予的科学与工程（S&E）博士学位数量居全球第二（2023年共授予45,000个），仅次于中国的高等教育机构（2022年共授予53,000个），但远高于其他所有国家的高等教育机构。

2023年，美国招收的国际高等教育学生（涵盖所有学科领域）数量居全球之首，超过了其他任何国家。然而，2017-2023年间，美国国际学生人数减少了3%；而同期加拿大的入学人数增长了85%，英国增长了72%，德国则增长了63%。

2024-2025年间，在美国高等教育机构就读的国际科学与工程（S&E）学位课程的学生总数下降了9%，这主要是由于攻读S&E硕士学位的学生人数减少了24%。

2024年，在美国高等教育机构颁授的S&E硕士学位中，有42%由持临时签证的学生获得；在S&E博士学位中，这一比例为38%。

2024年，在美国高等教育机构颁授的博士学位中，持临时签证的学生在计算机与信息科学领域占比61%，在工程学领域占比54%，在数学与统计学领域占比52%。

2023年收集的纵向数据证实，大约四分之三获得科学与工程（S&E）博士学位的临时签证持有者在毕业五年后仍留在美国，约三分之二在毕业十年后仍留在美国。

2.STEM劳动力

2024年，美国的STEM劳动力达3700万人，占美国总劳动力的26%。

2014-2024年，STEM劳动力的增长速度快于非STEM工作群体。2024年，STEM从业人员的失业率低于非STEM同行，且年收入中位数（8万美元）高于非STEM同行（6万美元）。

2024年，STEM从业人员在研发密集型产业的就业中占比37%，而在所有产业中的占比为26%。

2023年，美国拥有博士学位的科学与工程（S&E）从业人员中，有46%出生于国外。

综合来看，2023年在美国的外国出生科学与工程（S&E）从业人员中，超过四分之三已成为归化公民（55%）或永久居民（21%）；临时签证持有者占比24%。

二、研发活动与研究出版物

美国和中国在全球研发领域占据主导地位，其中美国的研发活动主要集中在由企业主导的创新领域。据估算，中国已超越美国，成为全球研发投入最多的国家。中国的研究出版物数量居全球首位，但美国研究人员在各类科学领域中，依然贡献了极高比例的“高被引论文”（HCAs）。

1.研发活动

据估算，2024年中国已超越美国，成为全球研发投入最多的国家；若按国际可比标准进行调整，2024年中国的国内研发支出总额为1.028万亿美元，紧随其后的是美国，支出额为1.009万亿美元。中国（30%）与美国（29%）合计贡献了全球研发总量的半数以上。

美国是全球研发投入强度最高的经济体之一，2024年其研发支出占GDP的3.4%。中国的研发强度（2.7%）高于欧盟（EU-27）的平均水平（2.1%）。

在美国，企业部门是研发活动最大的实施者和资助者；2024年，承担了全国研发总量的77%，并提供了75%的资金支持。

2024年，实验开发约占美国研发活动总量的三分之二（67%）。

2023年，美国各行各业的企业在支持关键新兴技术（CETs）的领域投入了巨额研发资金，具体领域包括：软件产品与嵌入式软件（3020亿美元）、生物技术（1360亿美元）、人工智能（650亿美元）以及纳米技术（390亿美元）。

2024财年，联邦政府为研发活动承诺拨款1940亿美元。在所有研发领域中，24%的联邦拨款用于基础研究，27%用于应用研究，49%用于实验开发。

2024年，联邦政府是国内基础研究最大的资助者（占基础研究总量的40%），紧随其后的是企业部门（占总量的34%）。

2024年，联邦机构资助了全国近60万名科学、工程及卫生领域的全日制研究生中的14%。其中，美国国立卫生研究院（NIH）与美国国家科学基金会（NSF）合计资助了联邦政府所支持的科学、工程及卫生领域研究生总数的54%。

2.出版物

2024年，全球科学与工程（S&E）研究出版物总数达到350万篇；其中，中国（31%）、美国（12%）和印度（7%）这三个国家的出版量合计占全球总量的半数。

2024年，美国作者发表的所有科学与工程（S&E）研究论文中，健康科学领域的论文占比最高（36%）。中国作者的论文主要集中在工程领域（占比27%），而印度作者的论文则主要集中在计算机与信息科学领域（占比30%）。

2022年，美国作者在“高被引论文”（HCAs）的产出中占据了极高的份额。在材料科学、计算机与信息科学、物理学、健康科学以及生物与生物医学科学等多个领域，美国作者的高被引论文份额均高于中国、欧盟27国、日本和印度。

2012-2024年间，全球所有通过国际合作发表的科学与工程论文所占比例从19%增长至22%。2024年，美国作者参与撰写了全球31%的国际合著论文，这一比例高于其他任何国家的作者。在所有国际合作对象中，美国作者与中国作者合著科学与工程论文的数量居首。

三、美国与全球的科学、技术及创新产出

在将研发活动转化为经济价值方面，美国继续保持着强劲的全球领先地位。尽管中国在“知识与技术密集型”（KTI）制造业领域居全球首位，但2024年，美国在航空航天机械、医疗器械、制药和武器制造这四个具体的KTI制造业细分领域中，依然占据了最大的增加值产出份额。此外，美国在KTI服务业的全球产出中也保持着主导地位。在全球范围内，美国发明者在“关键新兴技术”（CET）领域获得的专利，其被引频次位居前列。

1.产业与贸易

2017-2024年间，美国的“全要素生产率”（衡量经济利用投入要素产出成果的能力的一项指标）在信息产业中的增长速度（13%）快于美国非农商业部门的整体水平（8%）。

2024年，美国知识与技术密集型（KTI）产业的增加值总计3.3万亿美元，占美国GDP的11%。自2006年以来，信息技术及其他信息服务产业一直是美国KTI产业中增加值规模最大的部门；其增加值占KTI产业总增加值的比重已从当年的17%增长至2024年的32%。

2024年，全球KTI产业的增加值总计达11.7万亿美元。美国和中国是全球KTI产出的两大主要贡献国，其产出分别占全球总量的28%和25%，紧随其后的是欧盟27国（18%）。

在KTI制造业领域，中国居全球领先地位；2024年其增加值达到2.4万亿美元，较2012年的水平翻了一番。自2008年以来，中国一直是全球最大的KTI制成品出口国。2024年，中国KTI制成品的出口额达2.2万亿美元，占全球总量的19%。相比之下，美国的出口额为1.2万亿美元，德国为1.1万亿美元。

在KTI服务业产出方面，美国占据了主导地位；2024年其增加值达到1.7万亿美元，占全球总量的43%，这一份额甚至超过了欧盟27国（19%）与中国（11%）的总和。

2.创新

2024年，全球风险投资（VC）总额达到3540亿美元，较2023年的3270亿美元有所增长，但仍仅约为2021年峰值（6940亿美元）的一半。2024年，总部位于美国的各类企业获得了全球60%的风险投资，紧随其后的是总部位于中国的企业（12%）。

2024年，风险投资（VC）对美国“关键新兴技术”（CET）领域企业的投资，占当年美国风险投资总额的三分之二。在2013-2024年的每一年中，软件企业不仅获得了CET领域企业融资总额的80%以上，其所获融资额还占到了美国风险投资总额的44%-59%。

2024年，美国专利商标局（USPTO）共授予了32.6万项实用专利——此类专利主要针对新的工艺、机器、制造品或物质组合物而颁发。在这些专利中，有47%授予了美国申请人。在授予美国申请人的专利中，企业实体获得的份额最大（占85%）。

2024年USPTO颁发的这32.6万项专利中，共包含约64.2万次对科学与工程（S&E）类学术论文的引用，这充分体现了科学研究成果对专利发明所做出的贡献。在由美国作者撰写的S&E论文引用中，被引用最多的领域集中在生物学与生物医学科学，以及健康科学领域。

2024年，在人工智能、量子信息科学与技术、生物技术、半导体以及核技术等领域，中国发明人获得的国际专利（即在全球任何司法管辖区内获授的专利，亦被称为“优先权专利族”）数量居全球首位。

在许多CET领域中，与来自中国和欧盟27国的专利相比，2021年授予美国发明人的国际专利（优先权专利族）中，有更高比例的专利跻身被引用次数最多的前1%之列——这一指标常被用来衡量专利对后续发明所产生的深远影响。

资料来源：

The State of U.S. Science and Engineering 2026.https://ncses.nsf.gov/pubs/nsbsep20261/assets/nsbsep20261.pdf

[本文为教育部国别和区域研究基地中国教育科学研究院国际教育研究中心成果]

本文由中国教育科学研究院“教育国际前沿”课题组整理，课题组负责人张永军，编辑刘强。点击左下角阅读原文可下载该文献。