G20国家科技竞争格局之辩.pdf

目 录CONTENTS摘要 2引言 4第 1 章 分析方法与指标 5第 2 章 G20 国家科研表现力比较 7（一）G20 国家研发概况 8（二）G20 国家论文产出规模 9（三）G20 国家论文学术影响力 12（四）G20 国家论文国际合作 18（五）G20 国家各学科领域论文产出规模及影响力 21第 3 章 G20 国家技术创新力比较 102（一）全球专利产出规模 103（二）G20 国家专利产出规模 104（三）G20 国家专利国内外布局 104（四）G20 国家专利技术主题分布 106第 4 章 主要结论 112 2 当今世界，全球创新版图正在加速重构，科技创新成为各国打造国家竞争新优势的核心，影响和改变着国家力量对比和国际科技竞争格局。G201国家作为拥有世界80%以上GDP、92%研究开发经费、90% 以上科研论文以及 94% 美国专利商标局授权专利的集团，在全球科技创新中表现出的竞争力和活力将决定世界科技创新的未来和方向。本报告以 G20 作为研究对象，基于科睿唯安公司的论文、专利数据库，重点分析了 2007-2016 年 G20 总体及各国家的科研论文产出规模、学术影响力、国际合作和技术创新表现力，及其竞争力格局的变化。综合上述分析，2007-2016 年 G20 科技竞争格局初步呈现以下特点：1. 从科研表现力来看，G7 国家2的科研论文产摘 要出规模和学术影响力均高于除中国以外的其它国家，2012-2016 年 G7 国家（除意大利外）论文产出规模和学术影响力呈小幅下降趋势；而以中国、印度、巴西为代表的金砖国家3以及以澳大利亚、韩国为代表的其它国家在 2012-2016 年科研产出规模及学术影响力则均呈现较快增长速度。2. 从全球论文引证关系网络来看，美国在 2007-2011 年和 2012-2016 年均处于引证关系网络的核心位置，美国的论文是世界论文引用的最大来源地； 2012-2016年，中国从论文引证关系网络非核心位置跃进核心位置，且网络中心度指标仅次于美国，表明近五年来中国论文的学术影响力凸显，逐渐成为论文引证的核心国家；其它 G7 国家如英国、德国和法国基本处于次核心位置。1G20 国家是指美国、中国、德国、日本、英国、韩国、法国、印度、澳大利亚、加拿大、意大利、土耳其、巴西、俄罗斯、墨西哥、沙特阿拉伯、阿根廷、南非、印度尼西亚和欧盟 28 国。2G7 国家是指美国、日本、德国、法国、英国、意大利、加拿大。3金砖国家是指中国、俄罗斯、印度、巴西、南非。 3 3. 从国际合作网络来看，美国和以英国和德国为代表的欧盟 28 国集团仍然是论文国际合作最有吸引力的国家；中国 2012-2016 年在国际合作网络中的吸引力有较大提升，但还未进入国际合作网络的核心位置。4. 从学科布局来看，2012-2016 年， G7（除日本外）及中国在 22 个领域的论文规模与学术影响力均进入 G20 国家前十位。5. 从技术创新力来看，G7 国家、金砖国家（除南非外）及韩国和澳大利亚是世界申请专利的主要来源国，2012-2016年中国专利申请量超过美国，居世界第一位；美国、英国、德国、法国、加拿大等国专利国外布局较为明显，而中国、韩国、日本、俄罗斯等国专利更多侧重在国内布局。6. 美国在科研经费投入、研究产出及 19 个学科领域科研规模与学术影响力方面，雄踞世界霸主的地位，并在论文引用网络及国际合作网络中处于中心地位。2015 年美国的国内研究开发总经费居世界第一，超过欧盟 28 国总量。2007-2016 年，美国论文产出超过世界份额的四分之一，仅次于欧盟 28 国总和，远高于其余 18 国；同期美国论文的总被引频次超过欧盟28国，居G20国家首位，美国以世界27.4% 的论文量获得了世界 40.4% 的被引频次，表明美国的论文更具有学术影响力。7. 中国在科研经费投入、研究产出与学术影响力方面提升迅速，2012-2016 年均跃居世界第二位，并在全球论文引证网络中跃进核心位置；从学术影响力来看，中国学科规范化引文影响力（消除论文规模影响）自 2012 年超过世界平均水平，论文的平均影响力也有小幅提升；中国三个领域（化学、工程学和材料科学领域）的科研产出规模与学术影响力均居世界第一，并处于世界论文引证网络以及国际合作网络的核心位置。2007-2016年，中国论文约占世界的八分之一多。2012-2016年论文的世界份额从 2007-2011 年 10.2% 提升到 16.7%，论文被引用频次从 7.6% 提升到 15.7%。中国 2012-2016 年在化学、计算机科学、工程学、材料科学和物理学领域论文产出数量占世界份额均排名G20国家首位；除 3 个领域（空间科学、心理学与精神病学、社会科学总论），其余19个领域论文规模方面均进入G20 国家前五位；中国 2012-2016 年在化学、工程学和材料科学领域论文总被引频次占世界份额均排名G20国家首位；除7个领域（空间科学、临床医学、免疫学、神经科学与行为科学、心理学与精神病学、经济学与商学、社会科学总论），其余 15 个领域均进入 G20 国家前五位。8. 日本论文产出规模与学术影响力均呈缓慢下降趋势，日本的学科规范化引文影响力在2008、2012和2016年度均处于世界平均水平以下；日本仅在生物学与生物化学、化学、材料学三个领域科研规模与学术影响力进入G20国家前五位。2012-2016 年论文规模以及五年累计被引频次的世界份额从6.5%和6.6%降至2007-2011年的5.3%和5.4%，学术影响力的世界排名从第六位降至第八位。 9.英国论文产出规模和学术影响力在2012-2016 年均居世界第三位；而英国学科规范化引文影响力指标各年均居世界第一位；英国在 18 个分支领域论文产出规模与学术影响力均居 G20 国家前五位，表明英国论文的平均质量仍然保持较高水平。10.德国论文产出规模和学术影响力在2012-2016 年均居世界第四位，德国的学科规范化影响力指标仅次于英国和美国；德国在 16 个领域论文产出规模与学术影响力均居 G20 国家前五位。 4 在全球创新版图正在加速重构，创新多极化趋势日益明显背景下，科技创新成为各国实现经济再平衡、打造国家竞争新优势的核心，正在深刻影响和改变国家力量对比，重塑世界经济结构和国际竞争格局。自第二次世界大战以来，国际政治经济格局发生了重要而深刻的变化，发达国家和新兴市场国家的对话、交流与合作成为一种新的国际关系，在此背景下，二十国集团（G20）于 1999 年正式成立，迅速成为解决国际经济政治问题的对话平台，并在推动世界经济强劲、可持续、平衡增长方面发挥了建设性作用。2008 年，世界各国均面临全球金融危机带来的威胁。在世界经济现实发展需要的带动下，发达国家和新兴国家为加强对话和政策协调，在美国华盛顿召开首次二十国集团（G20）领导人峰会，G20 机制自此应运而生，成为全球经济合作首要论坛。近年来，主要国家经济走势和政策取向的差异变得越来越大，美国经济呈现复苏态势，缓慢按下“紧缩”按钮；欧元区、日本为刺激经济，需要维持极度宽松的货币政策，这种严重分化的经济形势和货币政策取向，已经引发国际金融市场的剧烈震荡，使得全球经济面临失衡风险，乃引 言至彻底陷入增长困境。如何重塑 G20 集团国际经济增长的动力，推动全球经济强劲、平衡的发展，成为 G20 集团面临的重要议题。历史经验表明，全球性的经济危机往往催生重大科技创新突破，依靠科技创新的经济增长点和创新发展模式，是摆脱经济困境的基本出路。世界上发生的科技革命都会影响着世界格局。科技实力决定着世界经济政治力量的对比。G20国家作为全球经济发展的重要“火车头”，拥有世界 64% 的人口、80% 以上的 GDP、92% 的研究开发经费以及94%的美国专利商标局授权专利（UNESCO，2016）。G20 国家在全球科技创新中表现出的竞争力和活力将决定世界科技创新的未来和方向。客观分析 G20 国家 2007-2016 年科技竞争力的表现对了解 G20 科技格局变化有重要参考意义。该报告主要利用中科院文献情报中心情报分析与知识产品研发中心前期在竞争力比较分析中的知识积累与科睿唯安公司在数据方面的优势，合作打造有影响力的 G20 国家科技竞争格局之辩系列研究报告，以期为我国提升科技竞争力，建设科技强国提供决策依据和借鉴。第1章 分析方法与指标 5 第 章分析方法与指标1本研究报告基于 2007-2016 年 10 年间发表的科学论文和专利文献，利用文献计量分析、专利分析以及引文分析方法，系统分析了 G20 国家科学研究以及技术创新产出的国际竞争力水平及变化。G20 报告从国家层面与领域层面选取论文产出规模、学术影响力、国际合作等指标对 2007-2016 年及前后两个五年期 G20 国家科研现状进行横向比较，选取专利产出规模、国家技术的国内外布局以及重点技术方向等指标对 G20 国家技术创新产出现状进行分析。国家科技竞争格局之辩 6 论文产出规模：指被 Web of Science 核心合集引文数据库收录，且文献类型为论文（article）、综述（review）和快报（letter）的论文（简称“SCI论文”）。论文五年累计被引频次：即某一五年内发表的论文在这五年内被引用的总次数，该指标在一定程度上消除论文发表年限对论文被引用频次的影响，且不受检索时间的影响，也是衡量研究成果被同行关注程度的重要指标。Top1% 高被引论文： 通过数据统计，得到每年被引频次最多的前 1% 的论文，该数据集合中最低的被引频次即为世界Top1%引文百分比基准。例如，某一年，国家C在领域S的Top1%高被引论文指在同期、同领域的世界 SCI 论文中，该国被引频次排名前 1% 的论文。学科规范化的引文影响力（CNCI）：指一篇论文相对于同行论文的被引表现。该指标消除了学科、发表时间和文献类型对论文被引频次的影响，是标准化的且独立于论文规模的指标，具体的指标算法如下：CNCI=C/reference, 其中，C 为目标论文的被引频次，reference为与该论文发表同一年、同一学科、同一文献类型的全球论文篇均被引频次。CNCI 值为1，表明论文的被引表现与全球水平持平。引文网络（或论文引证关系网络）：由 G20 国家科研论文相互引证所形成的关系网络，本报告中节点代表国家，节点大小代表国家的发文量多少，节点颜色深浅代表国家在网络中的中心度大小，节点间连线的粗细代表引用关系的强弱，连线箭头指第 1 章 分析方法与指标向的国家为被引国家。合作网络（或论文合作关系网络）：指由 G20国家科研论文合作所形成的关系网络，本研究报告中，节点代表国家，节点颜色深浅代表国家在网络中的中心度大小，节点间连线的粗细代表合作关系的强弱。ESI 学科：Web of Science 核心合集收录的期刊共分为 22 个学科（简称 ESI 学科），包含数学、物理学、化学、材料科学、地学、工程学、计算机科学、空间科学、农业科学、环境学与生态学、分子生物学与遗传学、临床医学、免疫学、神经科学与行为科学、生物学与生物化学、微生物学、药理与毒理学、植物与动物科学、综合学科、心理学与精神病学、社会科学总论和经济学与商学。专利产出规模： 包括专利申请量、专利授权量。该指标可以反映国家、地区、行业、领域、组织等不同层面、不同主体在某一时间范围内的专利产出情况。授权量可以反映专利质量情况。专利授权率（PAR）： 专利授权量（S）占专利申请量（A）的比值。只有获得授权的专利才真正具有新颖性、创造性、实用性，因此授权量及授权率的大小能更真实地反映专利技术的实际情况。PAR=S/A。专利技术来源国： 即按照专利权人（或发明人）的国别进行划分确定某一专利技术的来源国。本文涉及的国别分析均为按照专利权人进行国别划分以确定技术来源国。专利技术来源国的指标可以更加清楚地反映出国家对技术的实际拥有力。第2章 G20 国家科研表现力比较 7 第 章G20 国家科研表现力比较G20 国家作为发达国家与新兴市场国家进行国际对话与合作的重要平台，发挥着越来越重要的作用。它拥有世界 64% 的人口、80% 以上的 GDP、全球贸易额的 80%、世界 92% 的研究开发经费以及 94% 的美国专利商标局授权专利产出。G20 在全球的经济及科技中均占据举足轻重的地位。在国家之间的竞争越来越表现为国家科技创新能力的竞争较量时，G20 国家在全球科技创新中表现出的竞争力和活力将决定世界科技创新的未来和方向。本部分着重对 2007-2016 年及前后两个五年期 G20 国家论文产出与专利产出进行比较分析，揭示出 G20 国家科技竞争格局的变化。2国家科技竞争格局之辩 8 （一）G20 国家研发概况国家科技竞争力与国家经济实力、科研投入情况有很大关系。研究开发经费是衡量一个国家科技资源的重要指标，国内研究开发总经费（GERD）是测度国家研发活动规模、评价国家科技实力和创新能力的重要指标。研究开发人员是指直接从事研发活动的人员以及为研发活动提供直接服务的管理人员、行政人员和办事人员，是研发系统的重要组成部分。研究开发人员的规模和素质成为衡量国家科技资源和潜力的重要指标。2015 年美国国内研究开发总经费居世界第一，中国居世界第二，且两国均超过欧盟28 国的研发经费总和（表 1）。表 1 G20 国家 GDP（2016 年）、GERD（2015 年）及研发人员（2015 年）国家GDP/亿美元GERD/百万美元全时当量研发人员 / 千人国家GDP/亿美元GERD/百万美元全时当量研发人员 / 千人美国 169203.3 462765.6 1351.9* 意大利 20833.2 26809.5 248.1中国 95042.1 376858.9 3758.8 土耳其 11224.8 15691.6 122.3德国 37817.0 101681.2 640.5 巴西 22181.1 32498.5（2014） 226.7（2010）日本 60478.9 154689.3 875.0 俄罗斯 16544.3 36725.1 833.7英国 27537.9 42115.0 50.4 墨西哥 12381.5 10628.5 59.1韩国 13046.6 73719.8 442.0 沙特阿拉伯 6905.5 10766.3（2013）法国 28105.3 54500.1 428.6 阿根廷 4452.3 5132.3 78.7印度 24649.3 42038.4 528.2 南非 4195.0 4709.3（2013） 38.0澳大利亚 13431.821551.9（2013）69.3 印度尼西亚 10376.9 1832.9（2013） -加拿大 18227.4 25888.1226.6(2013)欧盟（28 国）183052.3 346318.9 2869.4（ 注 GDP 和 GERD 均按 2010 固定美元购买力评价；GDP 数据来自世界银行；GERD 和研发人员数据来自 OECD MSTI，印度、巴西、沙特阿拉伯、印度尼西亚数据来自 UNESCO。* 美国仅为研究人员的数量。）第2章 G20 国家科研表现力比较2015 年国内研究开发总经费超过千亿美元的国家有：美国（4627.7 亿）、中国（3768.6 亿）、欧盟（3463.2亿）、日本（1546.9亿）和德国（1016.8亿）；GERD在100亿1000亿美元的国家有：韩国（737.2亿）、法国（545.0 亿）、英国（421.1 亿）、印度（420.4亿）、俄罗斯（367.2亿）、巴西（324.9亿）、加拿大（258.9 亿）、澳大利亚（215.5 亿）、意大利（268.1 亿）、土耳其（156.9 亿）、沙特阿拉伯（107.7 亿）和墨西哥（106.3 亿）；低于 100 亿美元以下国家有：阿根廷（51.3 亿）、南非（47.1 亿）和印度尼西亚（18.3 亿）。