第一,从本国份额看,中美两国的科技产业对本国GDP的贡献均超10%,中国略高于美国
。
从经济总量上看,美国和中国作为全球前两大经济体,两国经济体量的差距在过去十年间呈现持续收窄态势;而科技产业对两国经济增长的贡献在过去十余年持续提升,目前均高于全球平均水平。2012-2022年,中国KTI产业增加值占本国GDP比重从15.0%增长至17.0%;美国KTI产业增加值占本国GDP比重从9.9%增长至11.2%。
第二,从全球份额看,中美科技产业合计占全球约一半份额;中国的科技制造业全球份额自2011年超越美国,科技服务业份额则长期低于美国。
过往十余年,中美两国科技产业增加值占全球GDP的份额持续增长,目前我国总体份额已经超过美国。根据美国国家科学基金会(NSF)的数据,2012-2021年,中国KTI产业的全球份额从17.97%增长至26.28%,增幅为8.31个百分点;美国KTI产业的全球份额从22.75%增长至25.23%,增幅为2.48个百分点。但其中,两国KTI制造业和服务业的表现分化:2002年至今,美国的KTI制造业份额从30%的高位回落后一直在20%左右震荡,而中国的KTI制造业全球份额则持续提升,并于2011年超越美国,目前已升至34.0%的高位;美国的KTI服务业份额则持续在高位震荡,近年来逐步回升至40%附近,而中国的KTI服务业全球份额则增长缓慢,目前仅为11.9%,显著低于美国的水平。
具体到细分行业的全球份额,中国的电力设备、汽车与运输设备、机械设备、化学品等制造业份额高于美国,美国的航空航天、医疗器械和药品制造业份额更占优;科技服务业中国整体弱于美国。
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022年我国全球份额占比领先的科技制造业包括:电气设备(54.9%)、铁路/军用车辆及其他运输设备(42.3%)、机械设备(37%)、化学品和化学产品(36.8%)、汽车/拖车和半挂车(32.2%)、计算机/电子和光学产品(30.9%);美国领先的科技制造业包括:航空航天器及相关机械(56.6%),医疗器械(37%)、药品(26.7%)。服务业领域,美国在软件、信息技术服务和科研服务三大知识和技术密集型服务业均占全球主导地位,全球份额分别为73.3%、39.2%和21.8%,均明显高于我国。
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.3 产业链地位:中国偏下游,美国偏上游,两国均加大科技产业国内参与度
产业链地位一定程度上可以衡量一国在产业全球分工中的竞争力和影响力
。
产业链地位反映了一国在特定产业中占据的位置,包括技术研发、生产制造、品牌营销等环节的掌控能力,处于产业链上游的国家往往拥有更强的技术优势和附加值获取能力,而处于产业链偏下游的国家则更多依赖劳动密集型或资源密集型环节。2020年以来,受疫情冲击、地缘政治紧张等因素影响,旧的全球化分工模式暴露出脆弱性,各国也愈发重视本国产业链供应链安全问题,进而加码本国在产业链薄弱环节的自主可控能力建设,以应对未来可能出现的断链风险。就中美两国而言,近年来均在强化本国产业链薄弱环节,进一步提高产业链的国内参与度和增加值;中国着重聚焦上游核心技术的自主创新,美国则侧重于推动中下游制造业回流。这种双向调整也反映了全球产业链重构的新趋势,凸显了两国在科技创新和产业安全领域的战略博弈。
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.指标解释:全球价值链(Global Value Chains, GVC)参与度 & 出口国外增加值(Foreign Value Added, FVA)份额
学术界通常通过对比一国全球价值链前向参与度和后向参与度来判断该国属于产业链上游或下游地位。
其中,前向参与度是指一国出口中提供给其他国家用于加工再出口的中间品价值占该国总出口比重,后向参与度是指一国出口中使用从其他国家进口的中间品价值占该国总出口比重,二者相加为该国整体的全球价值链参与度。前向参与度高的经济体多位于全球价值链上游,主要出口中间产品和服务;后向参与度高的经济体多位于全球价值链下游,主要依靠进口中间产品和服务进行产品生产与出口。进一步计算全球价值链前向参与度和后向参与度之比,可以得到全球价值链地位指数(GVC Position Index),若全球价值链地位指数大于1,说明该国前向参与度高于后向参与度,处于产业全球价值链上游;反之反是。
学术界也会使用一国出口产品国外增加值份额(FVA份额)来分析该国对全球价值链的参与程度、对外依赖度。
相较于全球价值链后向参与度更多关注对国外中间品的依赖,FVA份额则会综合考虑进口中间品投入、加工贸易等因素来确定本国出口产品的国外增加值比例。一般情况下,FVA份额越高,说明一国出口产品的国外增加值占比越大,可能表明该国在某些关键供应链上更多依赖进口;而FVA份额的下降则反映了国内增加值的提升,一定程度可以反映该国供应链的本地化趋势;对于正处于经济结构转型的国家,FVA份额的下降也可以从侧面反映该国从全球价值链的低附加值向高附加值攀升。
因此,本节选取学术界广泛使用的全球价值链(GVC)参与度数据来衡量中美两国的产业链地位,并进一步计算两国出口产品中的国外增加值(FVA)份额,以观察两国在提高产业国内参与度和增加值方面的进展,同时进行行业对比。其中,GVC数据来源于中国对外经贸大学的GVC数据库(简称UIBE GVC数据库)和亚洲开发银行(Asian Development Bank, ADB),FVA数据则来源于OECD
。
2.中美全球价值链地位:中国偏下游,美国偏上游
中国的全球价值链地位指数长期低于美国,反映中国在全球产业链的位置更偏下游,而美国更偏上游
。
对比中美两国全球价值链数据,2007-2021年(UIBE GVC数据库仅统计至2021年),中美两国的全球价值链参与度差距不大,均在30%-40%左右,美国略高于中国;价值链地位方面,美国的全球价值链地位指数稳定在1.0至3.0之间,反映美国处于产业链偏上游地位,更多掌握技术研发、创新设计等全球价值链中的高附加值环节;而中国的全球价值链地位指数长期处在0.5至1之间,反映中国处于产业链偏下游地位,更多负责生产制造、加工组装等环节。
2020年以来,中国加码布局产业链上游,美国则重视提高产业链下游参与度
。
根据ADB提供的最新数据(统计至2022年),中国全球价值链后向参与度长期高于前向参与度,但2020-2022年以名义值统计的前向参与度明显提升(名义值和实际值受通胀率和美元兑人民币汇率影响,因此2022年名义值和实际值出现背离),反映中国加码布局产业链上游;而美国的全球价值链后向参与度长期低于前向参与度,但2020-2022年以来后向参与度明显提升,反映美国更加重视中下游制造业回流。
3.中美出口的国外增加值:中国FVA高于美国,且两国科技产业FVA均趋降
中国出口产品尤其是KTI产业的国外增加值份额长期高于美国,但近年来随着国内自主可控进程的加快而呈现下降趋势。
根据OECD,2010-2020年,中国全部出口产品的FVA份额平均为12.3%,高于美国的9.4%,尤其是在知识密集型产业中,中国出口产品的FVA份额平均为17.0%,明显高于美国的10.8%;从趋势上看,近10年随着中国加码国内自主可控进程,知识技术型产业的FVA份额从2010年的18.9%降低至2020年的14.7%,降幅达4.2个百分点,同期美国的知识技术型产业FVA份额下降2.0%至9.1%。
行业层面,近10年中国的信息技术、计算机/电子/光学产品、铁路机车等运输设备、电力设备行业的国外增加值份额明显降低,提升国内参与度和份额;美国的化学品及制品、计算机/电子/光学产品、药品行业的国外增加值份额降低。
1.4 研发与专利:中国R&D与美国差距缩小,专利申请量和存量已超越美国
研发和专利是表征一国科技创新实力的重要指标,分别反映了该国在科技领域的投入和产出水平
。
作为全球科技产业的引领者,中美两国在过去十年中持续加大研发投入,并加速推进专利创新与技术开发。中国在研发支出的总量和强度方面较美国的差距逐步缩小,并且在专利申请和存量有效专利数量上已经超越美国;行业层面,两国研发和专利的布局方向也各有侧重。数据来源上,研发支出、研发强度数据来源于OECD;每百万科研人员数据源于世界银行;PCT专利申请量、存量有效专利数量数据来源于世界知识产权组织(World Intellectual Property Organization,简称WIPO),PCT专利申请量是指通过《专利合作条约》(Patent Cooperation Treaty,简称PCT)提交的国际专利申请数量。
研发方面,中国研发支出规模长期低于美国,但差距正在逐步缩小;两国研发支出强度均持续提升,中国与美国的差距前期逐步缩小但近五年有所扩大。
研发支出规模方面,近十余年中美两国研发支出规模均持续增长,我国增速更快并缩小与美国的差距。2010-2022年,我国的研发支出(2015年不变价)规模从2131.9亿美元增长至6866.9亿美元,研发支出同比增速从13.9%的高位有所回落后一直在10%附近震荡,整体高于同期GDP增速(年均为6.8%);美国的研发支出(2015年不变价)规模从4435.1亿美元增长至7615.8亿美元,研发支出同比增速从0%左右增长至5.0%附近,整体呈现上升趋势,但仍低于我国的研发支出增速。研发支出强度方面,近十余年中美两国研发支出强度均呈现上升趋势,前期差距逐步缩小但近年来有所扩大。2010-2022年,我国的研发支出强度从1.71%提升至2.56%,美国的研发支出强度从2.71%提升至3.59%,我国与美国的差距从最初的1.0%缩小至2013-2017年的0.72%左右,2018年以来再度呈现扩大趋势至1.0%;此外,目前我国研发支出强度相较于韩国、日本、德国等其他非美发达经济体也仍有距离。研发人才方面,近十余年我国科研人才体量持续增长,但人才密度仍较美国有一定差距,2020年,我国每百万人口中的科研人员数量为1602个(相较于2010年增长77.8%),同期美国为4452个(相较于2010年增长25.4%),约是我国的1.8倍。
专利方面,中国PCT专利申请量自2019年起超过美国,2022年起存量有效专利超过美国;我国专利申请集中在信息技术和新能源领域,美国专利申请集中在信息技术和医药生物领域
。
总量上,2010-2023年,我国年度PCT专利申请量从1.23万件增长至6.95万件,全球份额从7.49%提升至25.53%;同期美国PCT专利申请量从4.51万件增长至5.56万件,全球份额从27.43%下滑至20.42%,自2019年以来我国专利申请量持续高于美国;从有效力的存量专利数来看,我国自2022年起超越美国,截至2023年底的存量数达457.94万件,全球份额为24.63%,美国的存量数为348.73万件,全球份额为18.76%。行业层面,我国专利申请量前五大行业均属于信息技术和新能源领域,合计占我国全部专利申请量超五成,分别为数字通信、计算机技术、电动机械/仪器/能源、视听技术和半导体;美国专利申请量前五大行业集中在信息技术和医药生物领域,合计占美国全部专利申请量近五成,分别为计算机技术、医疗技术、数字通信、制药和生物技术。对比来看,过去十余年,我国长期在数字通信行业的专利开发持续占优,同时在其他电气工程(如电动机械/仪器/能源、视听技术、电子通信、半导体等)以及机械工程(如机床、发动机、运输等)领域的专利开发较美国实现赶超;但在化工和仪器领域(如医疗技术仪器、制药、生物技术、高分子化学、微结构和纳米技术等)的专利开发较美国仍有差距。
1.5 资本市场:中国一二级市场支持力度较美国仍有较大提升空间
资本市场对于推动科技产业发展具有重要作用,尤其是股权投融资与科技创新“高投入/高风险/长周期”的特征具有较高适配度。
对比来看,美国资本市场已经经历约一个世纪的发展建设,尤其是从上世纪80年代纳斯达克市场快速发展以来,联动一级PE/VC股权创投,形成了较为成熟的培育科技创新企业的投融资机制。我国资本市场目前仍处于发展建设期,无论是一级的PE/VC股权创投,还是二级的A股市场,市场体量以及对科技产业的培育情况均较美国有一定差距,未来仍有较大的发展空间。数据来源上,中美一级股权创投数据来源于清科研究、美国国家科学基金会(NSF);A股和美股数据源于Wind。
1.一级市场:中国股权创投市场体量小于美国,行业各有侧重
近十年,中国PE/VC股权创投市场经历快速发展,但整体市场投资体量较美国仍有较大差距
。
根据清科研究的数据,2013-2023年我国PE/VC股权投资金额从307.0亿美元增长至977.6亿美元,
年度投资金额平均仅为美国的15%。
从趋势上看,中美PE/VC股权创投市场的体量变化存在一定一致性,其一方面受到宏观层面全球经济和流动性环境的联动影响,另一方面源于产业层面全球技术革命的催化;例如,2020-2021年中美宏观流动性环境均宽松,叠加全球半导体/新能源产业发展,两国PE/VC股权创投市场投资数量和金额均出现明显增长。
行业层面上,近十年,中国PE/VC股权创投经历了从互联网、IT向半导体及
电子设备、生物医疗、机械制造、清洁技术
等高端制造业的转型,尤其是2019年以来对半导体及电子设备的投资力度显著加大,投资金额比重从2019年的5%提升至2020-2023年年均22%。相比而言,美国的股权创投(以VC投资为例)长期聚焦在
软件为主的信息技术、医疗保健、大消费行业
。
2.二级市场:中国A股科技产业市值低于美股,行业占比互有高低
2010年以来,A股科技产业市值比重从不足两成提升至近四成,美股科技产业市值长期稳定四至五成左右
。
随着经济产业转型发展,A股市场也在持续为科技企业提供融资支持和市场溢价,2010-2024年,我国科技产业(以Wind行业分类中的信息技术、通讯服务、医疗保健、汽车与零配件、国防军工、电气设备为代表,美股相同)市值占比从16.53%稳步提升至37.73%。美股市场的发展建设更为成熟,自上世纪80年代纳斯达克市场成立后便持续给予科技企业支持,市场整体科技产业市值占比长期稳定在三至五成,近十年也呈现上升趋势,2010-2024年科技产业市值占比从36.95%提升至50.82%。在科技产业当中,A股的汽车与零配件、电气设备、国防军工的市值占比略高于美股,但
信息技术、通讯服务和医疗保健
市值占比低于美股。
龙头企业变迁也反映了过往A股市场对于科技企业的培育与支持,但相较于美股几乎全部以科技巨头为主导,未来A股市场对于科技企业的培育支持仍有空间
。
2010年底,A股市值前二十大公司中17家都来自金融和能源行业,无科技产业公司;而截至2024年底,A股市值前二十大公司中,金融和能源行业公司降至12家,前述科技产业公司数量增至5家。反观美股,2024年底,美股市值前二十大公司中,属于前述科技产业的有12家来自科技行业(2010年为7家),其余为金融和日常消费行业。