美国科技发展状况及对我国的启示.docx
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美国科技发展状况及对我国的启示
美国科技发展状况及对我国的启示
美国科技发展状况及对我国的启示
中国科技发展战略研究院综合发展研究所副所长陈宝明
下面我来向大家介绍一下当前美国的科技发展状况，分为四个部分：
一是美国科技发展水平；二是美国的科技政策和管理体制；三是美国科技创新战略；四是美国科技发展的启示。
美国科技发展水平
美国是世界上的超级大国。
美国经济实力在世界上处于领先地位的主要原因之一，就在于它的科技水平处于世界领先的位置。
（一）科研水平处于世界领先地位
美国拥有雄厚的科技人力资源。
2007年，美国研究人员全时当量总数约为141.26万人／年，占经济合作与发展组织国家总量的33.64％，约80%的研究人员集中在企业。
美国的基础科学研究实力雄厚。
从诺贝尔奖获得的情况来看，诺贝尔生理学或医学、物理学、化学三大自然科学奖涵盖了自然科学研究的主要内容，是基础科学最高研究水平的反映。
美国占世界人口的总数不到5％，但从1901年设立诺贝尔奖以来到2012年，美国是获得诺贝尔自然科学奖最多的国家，总共有244人获奖，占获奖总人数的45％。
在最近五年的37位诺贝尔奖获奖者中，美国人有18位，接近获奖总数的50%。
根据美国国家科学基金的统计，美国2009年授予科学与工程博士学位33446人，连续10年保持增长；
2010年，授予科学与工程博士学位33141人，这些博士学位获得人员成为美国创新的高层次后备人才，是美国未来科研的生力军。
。
美国是世界一流大学的聚集地，大学的整体实力远远超过世界其他的国家。
根据英国《泰晤士报高等教育副刊》发布的“2011—2012年全球大学排名”，美国在前十名中占了七席，在200强中占了75席。
在美国《新闻与世界报道》评出的2011年世界大学排名中，
前10所里有6所是美国的大学；前20强中，美国大学占了13所；前100强中美国占了31所。
美国的国家实验室成为创新的重要基地。
美国目前有接近1000家国家实验室从事各个领域的尖端科研工作。
以劳伦斯伯克利国家实验室为例，它下设18个研究所和研究中心，研究领域覆盖了高能物理、地球科学、环境科学、计算机科学、能源科学、材料科学等多个学科。
实验室建立以来共培养了13位诺贝尔奖得主，拥有57名美国科学院院士、18名工程院院士。
（二）在科研投入方面保持着较高水平
美国是世界上最大的科技研发活动执行国。
研发是美国极其重要的投入领域。
美国的研发投入总量基本保持着稳定的增长态势。
1995年，美国研发经费投入为1840.8亿美元；到2001年，达到2782.3亿美元；2009年达到4015.8亿美元。
2007年，全球研发的经费总共为1.1万亿美元，而美国就达到了3775.9亿美元，占全球研发经费的
34％，比第二名的日本多出了20个百分点。
从1995年开始，美国研发经费投入占GDP的比重开始超过2.5％；到2001年，这一指标就达到了2.76％。
2005年以来，美国研发经费投入占GDP的比重呈现稳步提升的态势，到2009年，达到2.9％的历史最高水平。
美国的研发经费来源的主体是企业和政府。
2009年，企业投入研发经费2473.57亿美元，占美国研发经费总额的61.6％；政府投入1255.5亿美元，占31.26％。
2009年，企业研发经费投入比1981年增长了5.88倍。
从研发经费执行部门的构成来看，美国研发经费70％以上由企业使用。
2009年，企业使用研发经费2823.93亿美元，占总经费的70.32％。
美国的跨国公司研发实力很强。
从研发投入来看，美国一家跨国公司的研发投入几乎相当于我国一个行业的研发投入。
2010
年，在世界研发投入前10强企业中，美国就有5家，其中辉瑞制药排名第二，研发投入70.16亿欧元，占其销售收入的13.9％；微软排名第3，研发投入67.4亿欧元，占其销售收入的14％。
前10名中这5家美国企业研发投入的总和超过了405亿美元，接近当年中国企业研发投入的近二分之一。
美国不仅企业研发投入规模很大，财政科技投入规模也很大。
美国联邦政府在国家研发投入中占有重要的地位，其政策对研发机构产生了深刻的影响。
奥巴马政府上任以来，一直坚持通过加大科技投入，实现经济复苏和提高创新能力。
奥巴马政府计划在十年内
使美国的基础研究经费翻番，十年内投入1500亿美元用于清洁能源研发，2009财年和2010财年，联邦政府研发投入连续创出历史新高。
根据美国科学促进会的测算，2010财年，联邦研发预算达到1485亿美元，比上年增长1.95％。
尽管面临着财政压力，美国联邦
政府仍然高度重视研发投入。
2012财年，国会批准研发投入经费达到1419.31亿美元。
虽然比上年略低，但在总量上基本持平。
在政府很多项目经费削减的形势下，研发经费能够保持稳定，显示出美国政府对科技和创新的高度重视。
为了确保美国基础研究具有后劲，实现预算加倍的目标，美国三个主要科学机构：
国家科学基金会、能源部科学办公室和商务部所属国家标准与技术研究院，2011财年研发预算总额达到13l亿美元，比国会批准的2010财年投入增加了8.24亿美元，增长6.6％。
此外，美国航天航空管理局和国家卫生研究院，2011财年研发预算分别达到110亿美元和321亿美元，分别比2010年增加17亿美元和10亿美元。
国家海洋大气管理局2011财年研发预算也比2010年有显著增加，增加额约为10亿美元。
（三）在科技成果产出方面处于世界领先的地位
美国的研发投入规模大，也形成了丰富的科技产出。
从论文方面来看，美国的科技论文总量一直保持在世界第一的位置。
近年来，虽然欧洲和亚洲国家科技实力日益崛起，论文发表量大幅攀升，对美国的霸主地位提出了挑战，但从论文发表的质量和影响力来看，美国仍然居世界首位。
2007年，美国科技论文总数达到57.7万篇，约占世界总数的30％，其中SCI论文总数38.7万篇，也占世界总数的30％左右。
2010年，美国发表SCI论文39.01万篇，排在世界第一位。
美国论文数是中国的2.63倍。
根据“2012年科学与工程指标”报告统计，美国2009年发表的科学和工程领域论文占世界总数的26％；2010年，论文被引用次数占世界引文总数的36％，被弓I用的论文数量占全部被弓l用论文的28％；在引用率最高的1％的论文中，美国占49％。
根据2012年《基本科学指标》数据库对2010年1月到2011年8月数据的统计，美国论文总数、论文引用数都遥遥领先，其中论文总量304.97亿篇，是第二名中国的3.65倍。
从数量上来看，美国科学与工程领域的论文和被引用次数分别接近、超过世界总数的三分之一。
从专利方面来看，美国的原始创新能力始终保持着较高活力，美国专利产出数量多年来一直稳居世界首位。
根据世界知识产权组织发布的数据，2008年美国申请的PCT（专利合作条约）专利53500多件，占当年专利申请总量的32.7％，远远高于排名第二的日本和排
名第三的德国。
2009年，世界知识产权组织共收到国际专利申请15.59万件，其中美国有近4.58万件，继续占据霸主地位。
根据2010年科学与工程指标的统计，美国三方专利数量占世界三方专利总数的约30％。
2010年前8个月PCT专利申请总数为10.4万件，美国以2.9万件，排名第一，占世界总数的比例为27.88％，比排在第二位的曰本高出8个百分点。
由此可见，美国仍然拥有最强的创新活力。
根据美国专利与商标局2012年发布的报告，2011年美国共授权专利24.7713万件，其中发明专利22万件。
截至2011年底，美国企业、大学、科研机构等累计拥有发明专利283.705万件，远远超过第二名日本的85.2321万件。
美国拥有的众多发明专利是其强大创新能力的重要基石。
美国具有较强的科技创新能力，能够迅速推进科技成果的产业化，带动美国高技术产业快速发展。
根据美国商务部在2012年发布的《知识产权和美国经济：
聚焦产业》报告里指出，2010年美国知识产权密集型产业增加值为5.06万亿美元，占GDP的34.8%，知识
产权密集型产业货物出口达到7750亿美元，占货物出口总额的60.7％，提供就业岗位4000万个，占提供就业岗位总数的27.7％。
在雄厚的科研力量支撑下，美国高技术产业非常发达，在全球占据着领导地位。
在高技术制造业领域，美国在通信和半导体领域所占份额为全球的29％，在医药领域所占份额为32％，在航空领域所占份额为52％。
美国高技术产业在国民经济中占有重要的地位，高
技术产业在制造业中所占比重始终较高。
2001年，美国高技术产业增加值占制造业增加值的比重为17％，此后一直稳步提升，2005年达到18.1％，到2009年达到21.2％。
进入21世纪以来，美国高技术产业出口占制造业出口比重也一直比较高，2001年为32.6％，此后直到2006年基本保持在30％左右。
但是金融危机爆发以后，美国高技术产业出口占制造业的比重开始快速下降，从2007年的27.2％下降为2010年的19％。
高强度的研发经费投入是美国高技术产业能够快速发展，并在国际上占据领先地位的关键。
美国高技术产业研发经费投入强度始终比较高。
2007年美国研发经费占工业总产值的比例达到16.89％。
我国2011年这一比例才为1.63％。
美国医药制造业研发经费占工业总产值比例高达26.57％。
（四）美国近年来发展较为迅速的高科技领域
1、生物技术
美国的生物技术起步较早，发展较完善，已经具备了全球最先进的技术水平、最多的技术成果储备，形成了完整的产业链，且人力资源充足，具有多个发展势头良好的产业集群和优良的发展环境。
目前，生物技术产业已经成为美国高技术产业的核心动力之一，增长速度大致是25％到30％，是整个经济增长平均数的8到10倍。
美国的生物技术和经济水平在转基因农产品、制药、生化仪器和医疗服务等领域居世界前列，对全球大豆、玉米的生产具有重要的影响。
每年美国食品药品监督管理局批准大约150到200种具有重要意义的新药，并在基因和分子生物学上占据科技的制高点，形成了波士顿、洛杉矶、纽约、费城等9个较大的生物技术产业集聚区。
生物技术部门是美国经济中充满活力的领域，创造并拉动了更多的就业。
2004年，美国生物技术部门的就业总人数达到120万人，共创造了700万个工作岗位。
美国始终保持对生物医药研究的高度重视。
2012财年，美国国家卫生研究院获得308亿美元的预算，超过全部非国防研发预算46％。
美国企业对生物医学研发投资同样引人注目。
2011年，美国主要生物医药企业用于本土研发的经费达到385亿美元，高于联邦
投入，并超过金融危机前的研发投入水平。
在生物医药领域，美国开始加强转化医学的研究。
2012年组建了美国国家卫生研究院国家促进转化科学发展中心，获得了国会5.57亿美元的拨款。
美国还积极开展爱滋病防治和相关的研究，发布了国家生物经济蓝图。
2．信息产业
美国信息产业发展的特点是产业竞争力在全球领先，技术创新水平居于首位，并且非常注重掌控标准的制高点。
第一，美国信息产业竞争力在全球领先。
从2006年到2009年，美国信息产业增加值的复合增长率为3.8％，信息产业在GDP中的比重始终保持在8％左右。
2009年美国信息产业完成增加值大约1万亿美元，比2008年增长了4个百分点。
根据英国《经济学家》信息部发布的《IT产业竞争力指数》报告，美国IT产业竞争力在全球居于领先位置，这主要是由于美国拥有良好的创新氛围，雄厚的人才资源，先进的技术基础设施，健全的法律制度，政府的支持以及开放的商业环境。
第二，美国信息产业技术创新水平居全球首位。
基于全球最雄厚的技术创新成果储备、最充裕的人才储备和巨额的信息技术研发投入，美国的信息技术水平在全世界处于绝对领先地位。
“二战”后，全球60％的信息科技发明是在美国产生的，70％是在美国最先使用的，这些创新一直推动着美国信息产业的发展。
第三，美国发展信息产业非常注重掌控标准的制高点。
美国政府和信息产业的企业都非常注重对标准的掌握，积极争取在制订信息技术标准方面发挥重要作用。
对基础软件、办公软件、移动通讯等领域标准的掌控，帮助美国企业获得了巨额利润。
目前，美国信息产业在互联网技术、云计算技术、移动互联、软件技术和电子商务等方面具有优势。
2012年3月，美国宣布启动“大数据研究与开发计划”，使美国成为第一个将大数据研发上升至国家战略并制订行动计划的国家。
其目标是通过提高从海量复杂数字数据集中获取知识和创见的能力，促进解决当前国家面临的一些最迫切的挑战性的问题。
2012年7月，美国国防部发布了云计算战略，其目的在于通过部署云计算环境，整合并共享商业IT功能，进而更为有效地利用资源。
3．航空航天业
航空航天业是美国的传统优势产业。
目前，美国在无人智能型航空航天器、隐身飞机，发动机、特种材料及加工制造能力等方面居领先地位，在大型客机等领域与欧洲平分天下。
2012年，美国国家研究委员会发布了《NASA太空技术路线图与优先事项：
恢复NASA的技术优势，为太空新纪元铺平道路》的报告，从大约300项技术里面，挑选出了83项高优先级的技术，进而又明确了16项优先级最高的技术。
这些技术都将帮助人类实现在空间和低地球轨道以外长期居住，研究地外生命，扩展科学家对宇宙和银河系起源的认知，也将为美国航空航天工业和国家带来利益。
4．纳米技术
美国从2001年开始实施国家纳米技术行动计划，到现在已经有10多年的时间。
在这十多年里面，美国对纳米研究的投入稳步增长，取得了丰硕的研究成果。
2010年3月25日，白宫科技政策办公室公布了总统科技顾问委员会向总统和国会提交的国家纳米技术行动计划第三次评估报告。
这份报告认为，在过去的十年中，美国25个联邦机构参与了纳米相关研究，并投入了120亿美元，对美国纳米技术创新能力的增长起到了催化和显著提升的作用。
报告同时提出，如果不解决一些关键的问题（比如要通过增加对产业、产品商业化和技术转移的投入，确保新的纳米技术方法和产品进入市场，加强纳米技术在环境、卫生和安全等领域的研发），那么美国在纳米技术领域的领导地位将受到影响。
在纳米技术领域的投资，如果将2011财年的将近18亿美元和2012财年的21亿美元的预算申请计算在内的话，总投资额将达到160亿美元。
这意味着美国的国家纳米研究计划，成为了阿波罗登月计划以来美国最大的民用科学和技术的投资计划。
5．先进的制造业
美国是世界制造业的头号大国，强大的制造业奠定了美国在20世纪很长时期经济繁荣的基础。
但是，从20世纪90年代后期以来，随着全球化和技术的进步以及发展中国家工业化进程的加快，美国制造业的竞争力受到日本、德国、韩国等工业化国家，以及中国、印度等新兴经济体的挑战。
2010年《全球制造业竞争力指数》报告显示，美国制造业的竞争力指数在全球排名第四。
在金融危机的影响下，美国深切体会到了金融、房地产业的脆弱性，对以先进制造为代表的实体经济日益高度重视，通过一系列措施，力图重树制造业的优势地位。
2011年5月，美国众议院启动“美国制造’’行动议程，其中包括30多项立法或立法议程，涉及成立国家基础设施建设银行、改革公司税制、扩大研究开发、税收减免、专利和货币改革等内容。
美国在2012财年预算申请中也大幅度增加了对先进制造业的支持力度，美国国家科学基金会、美国国防高级研究计划局等机构的相关预算得到了大幅度提高。
2011年，总统科学和技术顾问委员会向奥巴马提交了《确保美国在先进制造领域的领先地位》的报告，建议政府实施先进制造的计划，随后不久，奥巴马就宣布实施先进制造计划，支持在顶尖大学、最具有创新能力的制造商和联邦政府之间建立合作伙伴关系，制订先进制造技术发展路线，尽快使新技术、新创意从实验室走向工厂。
支持的重点包括提高本国的制造能力、材料基因组计划、国家机器人计划、提高制造过程中的能源效率等。
近年来，美国还积极推动增材制造的创新，也就是所谓的3D打印，取得了显著的成效。
2012年6月，美国宣布投入7000万美元，建立增材制造创新研究院，这是奥巴马政府实施国家制造业创新网络计划以来的第一个制造业创新研究院。
为了支持增材制造研发和产业化，一些联邦机构不仅积极参与推进增材制造研究，还采购各类利用增材制造技术所生产的零部件，以早期购买者的形式使用增材制造，加速市场对其接受程度。
美国材料与试验协会联合美国制造业工程师协会开发跨行业的采用增材制造的共识性标准。
美国国家科学基金会还实施了增材制造业技术教育计划，开发增材制造教育课程。
美国的科技政策和管理体制
美国之所以在科技发展方面取得那么多成就，与政策支持和管理体制是分不开的。
（一）美国的科技政策
从美国独立以后，美国就十分重视科技政策对促进国家繁荣所起的作用。
无论从科技政策的实施效益来看，还是从科技政策实施的事实上来看，美国都是科技政策实施效果最好的国家之一。
美国政府对科技政策的弓I导作用功不可没。
因此，美国政府对科技政策的制订、引导、实施、监督等方式已经成为世界各国，特别是发展中国家加快科技发展所仿效的对象。
美国科技政策的发展大致划分为四个阶段。
第一个阶段是从美国独立以后到“二战"之前。
这个时期，美国在自由开放的制度下运行。
美国的个体发明者和小企业主推动了美国的工业技术和生产方式的创新发展。
1787年在宪法中正式写入确定度量衡标准和采用知识产权制度，1790年颁布的美国专利法，1802年成立的联邦专利局等，都为美国个体发明者在19世纪20年代以前成为美国技术创新的主体奠定了法律和制度的基础。
此后，随着国际市场的扩大，企业多元化的发展，美国的企业规模迅速膨胀，一些大型企业开始在其内部建立起新的技术创新组织形式。
此外，1862年前后，美国政府通过相关法案支持鼓励加大研发教育投入。
到1940年，美国私营企业的研发费用占全美的将近三分之二，大学占了20％。
第二个阶段是“二战"和“冷战”的时期。
“二战”引发了美国政府加大对基础科学研究和知识信息的积累投入，成为推动美国科技进步和管理技术创新的核心。
通过政府财政管理和分配的权力，将科学研究部门、军事部门、行政部门、大学、企业和私营研究机构等结合为一体，共同为国防和公共目标服务。
围绕基础科学研究成立了美国国家科学基金会等，国家在财政上也给予大力支持。
美国联邦的研发投入从1940年8000多万美元增长到1945年13.1亿美元，1961年增长到92亿美元。
从美国科技政策制订的中心思想可以看出政府对科技发展的支持，比如政府对以追求真理为目标的科学研究活动，在制度上和组织上给予保障。
“冷战”时期，美国政府科技战略的重点是国防和空间领域。
国防研发支出占到联邦政府研发经费的80％到90％。
强大的国防投入为美国的经济发展奠定了技术储备，为以后转向民用和参与国际竞争打下了坚实基础。
同时，美国科技体系逐步完善。
不仅联邦实验室体系得到了发展壮大，很多大学也通过承担委托的科研项目逐步成为研究型大学，企业技术研发能力也大幅度提升。
第三个阶段是“冷战"和“冷战"以后的一段时期，到2000年以前。
20世纪70年代后期，美国科技政策呈现出向“二战"前开放政策“回归”的现象。
除了对知识产权法等相关法律进行调整之外，美国还加强了政策引导，鼓励企业技术创新，促进产学研交流合作，比如尼克松政府制订了《科技评估法》，里根政府制订了《大学和小企业专利程序法》、《联合研究开发法》、《联邦技术转移法》等，引导知识和技术向企业转移。
美国政府明确鼓励私人部门的研究开发活动，实施了对企业研发活动的税收优惠，放宽反垄断法的相关规定，以促进企业间的研发合作。
还有老布什政府的《美国技术报告》、《加强小企业研究与发展法》等。
期间美国企业的科技投资比重不断增加，到2001年上升到67.6％。
特别是到了20世纪90年代，面对“冷战"结束后世界经济竞争日趋激烈的新形势，克林顿政府强调国家安全的中心开始转移，今后国家安全将取决于经济和技术的整体实力，为维持美国的霸权地位，必须把保持美国科学研究和教育的优势置于最重要的地位。
克林顿政府进一步加大了全美科技投入力度，制订了研发经费达到GDP3％左右的指令性目标，鼓励产业、学术和各种社会力量共同参与科技发展。
第四个阶段是进入21世纪以来。
进入21世纪以来，面对多变的国际环境和科技创新的势头，以及美国科技创新发展进程中遇到的一些问题，2001年小布什在就职开始就强调要重视科技，提出要确保信息化基础上的美国科技领先地位。
现任的奥巴马政府也表达了对科学的态度，明确表示恢复科学政策的诚信和健全，承诺10年内联邦对科学基础研究投资翻番等内容。
进入21世纪，美国的科技政策和战略都是围绕着“创新”和“竞争力”这两大主题思想开展的。
政策的指导地位和政府对国家基础研究的重新重视反映了美国科技政策的又一次“回归”。
（二）美国的科技管理体制
美国的科技管理体制是其科技发展水平达到世界领先地位的重要保障。
美国实行的是分散的科技管理体制。
它的科技政策的制订、执行和监督的功能都分散在行政、立法和司法几个系统。
白宫和国会是科技政策的主要制订者，但决策会受到顾问团或者研究机构、州以及私人部门的影响。
司法部门在科技政策的制订过程中，负责解释科技政策中的权利、义务及相关知识产权的法律法规。
1．行政管理系统
在美国科技行政管理系统中，总统拥有最高的决策权，直接辅助总统进行科技战略决策和相关预算编制的行政部门，包括白宫科技政策办公室、国家科学技术委员会、总统科技顾问委员会、白宫管理和预算办公室，以及各个内阁部门等。
白宫科技政策办公室于1976年成立，是美国总统直接领导下的科技行政机构。
主要职责包括向总统和总统办公室的其他人，就科学和技术对国内和国际事务的影响提出建议；牵头多部门制订和实施完整的科学技术政策和预算；与私营部门合作，以确保联邦政府对科技的投入能够促进经济繁荣、环境改善和保障国家安全；在联邦政府、州政府、地方政府以及国家和科学团体之间，建立起强有力的合作关系；评估联邦政府在科学和技术方面举措的规模、质量和成效；等等。
白宫科技政策办公室的主任是总统办公室科技政策处最高负责人，也要负责管理总统的国家科技顾问委员会，同时也是总统直属科技顾问委员会的主席团成员。
国家科学技术委员会于1993年成立，是内阁级的委员会，总统担任主席。
成员包括副总统、各内阁部门、联邦主要科技部门负责人、白宫科技官员等，是白宫协调联邦政府各研发管理和执行部门的重要机构。
总统科技顾问委员会，起源于罗斯福总统在1933年成立的科学顾问委员会。
总统科技顾问和总统指定的一个非政府部门代表共同主持总统科技顾问委员会，其成员由总统直接任命，主要来自于企业、教育或研究机构、非营利组织的知名科学家，主要负责为总统制订科技政策提供顾问意见。
白宫管理和预算办公室，主要负责形成总统提交国会审议的预算方案，与国会就预算进行沟通，并负责监督政府各行政部门的预算执行情况。
白宫管理和预算办公室通过评估各部门上报的计划、政策、报告、规定等，与白宫科技政策办公室一起制订预算的优先领域和每年的部门预算。
最后一些行政管理部门是各个内阁的部门，主要负责美国科技政策的实施工作，包括为研发活动提供资金。
这些联邦机构主要包括美国科学基金会、国家卫生研究院、国家标准技术研究院、国家航空航天局、国家海洋大气局、地质调查局等。
这些内阁部门所属的联邦研究机构一般都设在相关的主管部门，比如国家卫生研究院的主管部门就是卫生及公共服务部。
和科技研发政策相关的主管部门，还包括国防部、国土安全部、能源部、交通部、卫生局、公共服务部、退伍军人事务部、教育部、农业部、司法部、内政部、劳工部等。
2．立法系统
国会通过立法来推动科技政策的制订和实施，对科研活动也起到一定的监督作用。
美国政府的科技计划和预算须经过国会的审议和通过，经总统签署后才能生效。
国会影响政府科技决策的委员会主要有两个
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