总量篇

第二章 追赶者：五大画像看中国知识创新

知识创新是科技创新活动的基石，也是人类认识、适应以及利用自然的重要依托，决定着各国生产创新的潜能。自20世纪90年代以来，我国投入大量人力、物力和财力以改变我国在全球知识创新活动中长期处于“追赶者”的角色。这些投入取得了什么样的成果？是否已经改变了我国“追赶者”的角色，又能给未来发展带来哪些启示？以史为鉴，总结过往中国知识创新的利弊得失，是促进我国未来知识创新更好发展的第一步。本章以知识创新成果为导向，聚焦于学术发表和商业专利申请，从国际比较的视角出发，为中国知识创新的30年追赶史绘制出五大画像。

第一，中国知识创新的数量后来居上，领先幅度有望加大；与发达国家知识创新的“质量鸿沟”正在不断缩小。

第二，在全球知识网络中，中国的核心贡献相对较少，当前仍然存在原创性落后的硬伤。

第三，知识创新成果转化“产业强、学研弱”，高质量科技前沿企业稀缺阻碍前沿知识创新成果的产业化。

第四，我国知识创新活动表现优异的领域往往是在国际贸易中具有比较优势的领域，这是创新发展的动力，但也可能对跨越发展带来约束。

第五，近年来，我国知识创新国际合作的增长势头放缓，特别是在学术合作领域与国际趋势出现背离。

上述五大画像表明，我国的知识创新活动正从原先的模仿和跟随逐渐向自主创新过渡，在部分领域我国甚至开始扮演“开拓者”的角色，然而这些画像也暴露出我国知识创新总体原创度仍然较低、成果转化和产业化程度不高、国际合作不充分等问题。面对中国高质量发展需求和日益激烈的全球科技竞争，我们更需继续保持“追赶者”谦虚的态度，围绕科技创新的“初心”建立知识创新体系的考核和激励机制，重视市场对知识创新的拉动作用，打造国内学术共同体，营造清朗健康的科创文化环境，进一步鼓励和支持中国与全球知识创新体系的融合，从而为我国未来知识创新活动的更好发展打下基础。

在全球竞争日益激烈的今天，一个国家的发展越来越依赖科技创新。而知识创新作为科技创新的基石，不仅是人类科技进步和经济增长的基础，更是人类认识和改造世界的重要途径。由于接触现代科学时间较晚，中国的知识创新活动在近现代曾被时代大潮抛下，近代化的进程也比西方国家晚了200余年。中华人民共和国成立后，特别是20世纪90年代以来，我国投入大量人力、物力和财力，以求改变在知识创新层面近乎处处落后、处处追赶的局面。30多年过去，这些投入取得了什么样的成果？有哪些经验和收获，又面临着怎样的短板和不足？我国的知识创新活动是否已从追赶变为引导？总结过去，才能更好地指引未来。认清当前中国知识创新实力在全球范围所处的位置，寻找上述问题的答案，对于推动未来我国科技创新更好地发展具有重要意义。

以成果为导向，明利弊得失

一个国家的创新系统，通常由科技创新投入、科技创新成果、科技创新机制与环境三个部分构成（见图2.1）。与科技创新投入和科技创新机制与环境不同，科技创新成果能够直接反映一国过往科研实力水平，可以说是一国科创活动的结果和“成绩单”。不仅如此，科技创新成果还是一国科创投入和环境建设的“指挥棒”。通过比较各国科创活动取得的成果，可以帮助我们总结过往科创活动的利弊得失，为完善创新机制以及更好地分配资源指明方向。也正基于上述两个特点，以成果为导向探讨当前中国科创水平，为指引如何改进我国科创实践活动提供了一个视角。人类的科创活动可以分为知识创新和生产创新两类。从源头来讲，知识创新一定程度上是生产创新的前提条件，决定着未来生产创新的可能，因此相对而言更为基础也更具前瞻性，所以本章聚焦于中国科创活动中的知识创新部分。

注：上文科技创新机制与环境参考WIPO Global Innovation Index（世界知识产权组织全球创新指数）的构建方法。R&D指研发，S&T指科技。

资料来源：OECD（经济合作与发展组织），中金研究院。

那么究竟什么叫知识创新？简单地讲，知识创新就是指人类通过科学研究获取基础科学以及应用科学新知识的活动。与之相对应的生产创新，则是指人类借助创新思维把知识生产和实物生产有机结合起来的活动。与生产创新比，知识创新不仅是人类认识世界、改造世界的前提，而且决定了生产创新的广度和深度。生产创新更多直接影响近阶段的社会生产情况，而知识创新更多影响未来的生产活动。

人类的知识创新活动种类繁多，大到对星系运行的认知，小到对某些工艺理论的改进，都可以算作知识创新。不过有些知识创新受创新幅度限制、保密需要、难以客观量化等原因，只能在小范围内流传或缺少公开记录。这一类未被公开的知识创新可能也很重要，但因为存在较大的研究限制，所以往往无法被纳入研究范围，本文也不例外。不过，这些被“遗漏”的知识创新往往与可以被研究观察的知识创新存在正相关性，从而不会影响研究者对知识创新发展规律的把握。因此，在实践中通常只把学术文献、商业专利、学术会议、注册商标、原创商业设计或广告创意等可以被客观度量的行为或作品算作知识创新的成果（见表2.1）。而在这些可被研究的成果中，学术文献发表、商业专利申请又因其良好的可比性、客观性以及与科技的相关性，被主流的国际机构当作衡量各国知识创新成果的主要指标。从数据的可得性、讨论的复杂性、科技的相关性，以及国际比较的需要出发，本章遵循惯例同样把对知识创新的研究范围限定在学术文献发表和商业专利申请上。

为了全面地展现中国自20世纪90年代以来的知识创新的成果，我们利用微软学术文献库（MAD）、Nature Index（自然指数）、SCImago Journal &Country Rank（SCImago期刊排名）等数据库，覆盖了自1800年以来数学、物理、化学、生命科学、环境科学、材料学、医学等27个学科和近5万本期刊的约3亿篇学术论文数据，同时还利用来自世界知识产权组织和相关国家专利局的数据库，覆盖了1978年以来全球在电气工程、机械工程、化工、仪器等行业大类和其下35个细分领域的300多万个PCT专利申请信息。

资料来源：OECD，中金研究院。

通过这些数据，我们发现与知识创新先进国家相比，20世纪90年代以前，中国的知识创新基础很弱，但从20世纪90年代中期开始，中国的知识创新活动逐渐融入世界主流的体系中，成果输出不断追赶西方发达国家，结构也发生了较为显著的变化，甚至个别领域的知识创新成果已跻身世界领先梯队。尽管过去几十年，中国的知识创新取得了丰硕的成果，但我们也要清醒地认识到，当前中国的知识创新活动，仍然面临着诸多挑战，中国并没有从本质上改变“追赶者”的角色，这需要我们不断汲取历史的经验教训，推动投入总量和投入结构的更合理配置，完善我国相关的机制设计。我们将过去近30年的中国“知识创新史”在表现形式和运行逻辑上归纳为五大画像，希望利用这些画像来帮助我们了解中国知识创新活动中的利弊得失，并为进一步建设我国科技创新生态提供线索。

30年追赶史，中国知识创新成果五大画像

画像一：知识创新数量后来居上，“质量鸿沟”逐步缩小

由于起步晚，近现代以来中国的知识创新在数量与质量方面，都曾经与发达国家存在较为明显的差距。但是从20世纪90年代中期开始，经过二三十年的发展，与其他国家相比，当前中国知识创新成果在数量和质量上都出现了较大的提升。

论文发表数量后来居上，理工类增长更快

从20世纪初开始，美国年度学术论文发表量曾遥遥领先于全球其他国家。从统计数据来看，直到1995年，中国每年发表的学术论文数量还不到全球的3%，远远落后于美国（30%）。但是经过近30年的奋起直追，中国年度学术论文发表总量已在2020年超过美国，成为全球当年论文发表数量最多的国家，2020年发表量已占全球的16%左右。从论文发表的趋势来看，未来中国学术论文年发表数量存在进一步领先于美国的可能（见图2.2）。

从文献发表的结构来看，我国的材料科学、化学和医学占据发表量的前三位。与21世纪初相比，2015—2020年我国学术文献发表向理工科集中的趋势明显，几乎所有主要理工类学科的文献发表数量占比都要高于2000—2005年（见图2.3）。

注：该数据库统计了1996—2020年所有主要学科的文献，涵盖数学、物理、化学、医学、经济学、社会科学以及人文科学等27个研究领域。

资料来源：SCImago Journal & Country Rank，中金研究院。

资料来源：SCImago Journal & Country Rank，中金研究院。

如果单纯从2015—2020年的发表数量来看，中国在材料科学、化学和计算机科学领域的发表量已经超过美国和欧盟，位列世界第一（见图2.4）。不过在医学和生物学领域，中国发表数量与美欧依然存在着较大的差距，这可能与生命科学领域知识系统性强、人才培养周期长、中国科研基础薄弱等因素密切相关。

资料来源：Microsoft Academic，中金研究院。

专利申请总量全球领先，电气工程类占据半壁江山

与20世纪90年代中国国际学术论文发表稀少类似，通过《专利合作条约》申请的国际专利数（简称为PCT专利）更是屈指可数，但2000—2019年，中国PCT专利申请数的年均增长率接近26%，同期美国的年均增长率仅为2%。这促使2019年中国PCT专利申请数正式超过美国，成为世界最大的PCT专利申请来源国（见图2.5）。随着中国PCT专利申请数量的增多，中国PCT专利申请数的世界占比也在逐年增加。2000—2020年，中国年PCT专利申请数的世界占比从不到1%提高到25%，而美国则从41%下降到21%（见图2.6）。

注：WIPO数据版本为2021年7月更新版。

资料来源：WIPO，中金研究院。

注：WIPO数据版本为2021年7月更新版。

资料来源：WIPO，中金研究院。

从PCT专利申请的结构上看，中国专利方面总量增长的主要来源是电气工程领域，目前电气行业申请量已经占据中国PCT专利申请的半壁江山（见图2.7）。

注：2015—2020年中国PCT专利申请数最多的领域为数字通信、计算机技术、视听技术、电动机械及能源和电子通信；“其他领域”包含的领域为：热工艺和设备、生物技术、土木工程、精细有机化学、处理技术、其他特殊机械、化学工程、机械元件、基础材料化学、高分子化学及材料、材料与冶金、机床、发动机涡轮机与泵、表面技术与涂料、环保技术、纺织和造纸机械、基础通信原理、食品化学、生物材料分析、微结构和纳米技术。

资料来源：EPO Patstat（欧洲专利局全球专利统计数据库），中金研究院。

单从2015—2017年的PCT申请数量上看，中国在以下专利细分领域至少实现了对美国数量上的赶超，包括电气工程大类的数字通信、电子通信、视听技术和电动机械及能源；仪器行业的控制技术和光学；机械行业的热工艺和设备；其他领域中的消费品（见图2.8）。从申请量上看，中国的PCT专利申请的数量仍然保持着高速增长的趋势，预计未来中国PCT每年申请数量领先于其他国家的距离将进一步拉大。

尽管有些人认为中国的论文发表和PCT专利申请数的快速上升，是因为存在数量导向的政策激励，并且认为这些政策可能拉低了中国知识创新的质量，但是多种质量指标表明，中国知识创新的整体质量在过去20多年里取得了较为明显的进步，与发达国家的“质量鸿沟”正在不断缩小。

注：专利族申请于2015—2017年，中美合作专利在两国间平分。

资料来源：EPO Patstat，中金研究院。

知识创新质量差距缩小，但理工类研究与应用领域差距依然明显

一篇论文的被引用数越高，往往表明这篇文献就越受到同行们的认可，因此被引用数的多少常被当作衡量文献质量高低的重要指标。与美国同时期不同学科的文献被引用数对比，我们发现在过去20年里，中国论文的平均被引用数出现了较为明显的提升。在2000—2002年发表的论文中，中国绝大多数学科论文的平均被引用数都明显少于美国，而2017—2019年在发表总数提升的基础上，中国各个学科论文相对美国的平均被引用数都取得了增长。不过，从中美论文被引用数比率的科目排名上来看，中国理工科论文的被引用数相对比例仍然较为落后（见图2.9）。

用被引用数来衡量文献的质量也有一个弊端，那就是自引用问题。由于自引用并非同行引用，因此自引用的普遍存在有可能导致使用被引用数来衡量论文质量在一定程度上高估了论文的质量。虽然过去20年，中国的自引用率接近60%，高于美国的40%，但是自引用的影响可能只是一个固定冲击，并不会改变中国论文发表质量趋势上升的形态。

资料来源：SCImago Journal & Country Rank，中金研究院。

这与我们利用Nature Index所统计的高质量论文数量来度量中国论文发表质量所得的结论相吻合。Nature Index是依托四大领域数十家全球顶尖期刊，统计各高校、科研院所在国际最有影响力的学术期刊上发表的论文数量的数据库。能被Nature Index收录并在期刊上发表的论文，至少应该是相关领域公认的高质量论文。如图2.10显示，2015—2020年，中国被Nature Index收录的论文在四大领域的数量逐年增加，尤其是在化学领域，从2018年开始中国在该领域的Nature Index指数甚至超过了美国，这同样印证了我国的高质量论文发表数量不断增加的事实。当然我们也要看到，尽管经过多年的发展，中国每年被Nature Index统计的论文总量仍落后于美国，特别是在生命科学领域，中美差距依然相当明显。

注：上图展示了中美两国作者在Nature Index收录期刊的各年发表数，作者的国别取决于其所属研究机构的地址；上图采用的计数为非加权计数（simple count），即一篇多国合作论文对所有相关国家都记为1。

资料来源：Nature Index，中金研究院。

我们用中国“核心专利”的世界占比来判断中国PCT专利的质量，也同样发现中国专利质量上升、中美专利质量差距缩小的趋势。我们将“核心专利”定义为在含有被授予专利的专利族中，申请后3年内被引用次数最多的前5%的PCT专利族，其背后的理论依据是，只有那些具有商业潜力和技术先进性的专利才会被后来的专利文书更频繁地引用。

我们统计，2005—2017年，中国核心专利的世界占比不断提高。在2005—2007申请年，世界核心专利有71%来自美国，仅1%属于中国；而在2015—2017申请年，世界核心专利有58%来自美国，10%来自中国（见图2.11）。注：图中所用年份为专利申请年；上图为中美核心专利数量世界占比；中美合作专利在两国间平分。资料来源：EPO Patstat，中金研究院。

总体来说，跟二三十年前相比，我国知识创新产出在数量和质量上都有了比较明显的提高。无论是论文的发表数还是PCT专利的申请数，我国都处于全球领先的位置，但从知识创新的质量上看，我国在绝大多数领域与先进国家的差距仍然显著。

画像二：全球知识网络核心占比少，原创性低仍是硬伤

引用关系构建全球知识网络

与发达国家悠久的现代学术和专利体系相比，中国参与全球科创体系时间较晚。尽管人类科创知识的产出具有随机性，但很少是孤立产生的。在现代科学体系中，文献间的引用与被引用关系，已经成为科创知识产出中的必备信息。正是人类记录的这种引用与被引用关系，构建了全球的知识网络。利用这个知识网络，我们可以一窥人类知识发展的传承体系，了解人类创新趋势的变动以及每一次创新活动的重要性。这对理解创新发生的时间、地点、技术领域以及探索创新活动背后的演进规律具有重要意义。

我们从数据库中抽取了人类自1995年以来发表及引用的论文信息，以及自1978年起所有PCT专利信息，并根据其引用关系绘制出各文章或专利间的网络关系图。在这些网络关系图中，每一个点代表一篇文献或一个专利，点与点之间的距离取决于它们之间的引用与被引用关系，网络中两点之间的距离越近，说明两者间的引用关系越紧密；而网络密度越高的地方，往往越是人类研究的核心领域；那些点更为分散的领域，则对应在不同学科或产业都有所应用的通用知识或技术。

在1995年以来人类发表的学术文献引用关系网络图中，一些相互关联性高的论文，例如计算机科学、生物学等，都聚集成了相对独立的区域。特别是计算机科学的引用网络，大部分文献仅在其自身知识体系内不断扩展，同时在计算机科学领域周边延伸出部分数学与社科类的文献，这表明目前计算机科学相互的引用关系大多都局限在学科内部。而工程学则不同，尽管其论文数量在所有领域中排名第二，但其引用网络中间交叉分布了大量其他学科，与计算机科学、材料科学、数学等学科都有不同程度的联系。这说明工程学利用了大量其他领域的学术文献作为基础支撑，不断地创新，同时也为这些学术领域提供了继续创新研究的支持。还有部分学科与其他大类学科联系较为紧密，这些学科围绕在基础学科的周围并形成交织的引用关系网络，例如材料科学与化学、医学与生物学都有较多的联结。

从我国的学科结构来看，近年来中国论文的引用网络主要分布于计算机科学、材料科学和生物学，在其他领域中则只有零星的一些连接关系。在引用关系网络图中，越靠近学科区块核心位置的论文，在学科中被引用的次数越多。而与中国相关的引用网络大多数位于其行业或学科区域的边缘，同时密度较低，这在一定程度上表明，中国的论文发表在核心位置的占比依然较低。同时从引用关系网上，我们发现当前中国的学术文献偏向集中在应用学科领域，基础学科较为不足。

全球自1978年以来的PCT专利的引用关系网络中，一方面，电气工程与化学工程行业的专利分布相对集中，与其他行业交叉较少，表示这两个行业的内部引用较多。另一方面，机械工程和仪器行业位于引用关系网络的中心位置，二者互相交织，并且和其他行业联系较多。这表明机械工程和仪器行业在所有专利中，扮演着为其他产业提供广泛的通用技术和产品支持的角色。

关于中国PCT专利申请在全球专利引用关系网络中的位置，我们发现中国PCT专利主要聚集在电气工程领域的边缘地带，但是在其他行业领域，中国专利的分布较少。这与前文关于学术论文的讨论相似，尽管在电气工程领域中国专利分布较多，然而从总体上来看，中国的专利分布比较靠边缘，并且核心专利的占比相对较少。

我国知识创新原创性不足仍是硬伤

原创性对科技发展的重要性不言而喻，但是如何客观地衡量原创性一直是个难题。利用知识创新引用网络的特点，我们根据全球的文献或专利引用关系，可以估算出中国不同学科或领域的论文及专利的原创性指数。

刻画原创性可以利用一个巧妙的思想，即如果某个知识创新成果的后续引用成果引用这个知识创新成果的前序引用成果的比例越低，那么知识创新成果的原创性指数就越高。相较于传统的使用被引用量来衡量质量的方法，原创性指数通过结合之前的引用关系，更加客观全面地反映了知识性产出的独特性、创新性与重要性。

基于上述思路，我们利用Microsoft Academic的数据，计算出2010—2015年中美两国学术论文的原创性指数并进行比较分析。我们发现，相较于美国，中国在材料科学、物理学方面的原创性与美国接近，但是其他多数学科仍落后于美国，其中医学、计算机科学以及工程学与美国的差距较大（见图2.12）。

资料来源：Microsoft Academic，中金研究院。

图2.13展示了中美PCT专利的原创性指数的对比（2015—2017申请年）。与学术论文发表类似，美国几乎所有领域PCT专利的原创性都要高于中国。在五个行业大类中，中国在电气工程行业的专利原创性相对较高。比较有意思的是，中国在半导体领域的原创性略高于美国，一个可能的原因是由于技术和产业交流受限，我国只能在半导体领域开展自主研发，这在一定程度上提升了中国在该领域的原创性。

资料来源：EPO Patstat，中金研究院。

画像三：知识创新成果落地“产业强、学研弱”，科技前沿企业稀缺

知识创新成果转化是指对基础和技术研究中所产生的具有实用价值的知识创新成果进行的后续试验、开发、应用、推广直至形成新产品、新工艺、新材料，发展新产业的活动。狭义上来讲，知识创新成果转化包含两种类型：一个是基础研究的创新成果向商业专利的成果转化，我们用基础研究成果转化效率度量；另一个是商业专利向商业产品的产业转化，我们用专利产业化率来度量。中国在两个不同转化类型中，体现出了较为明显的“产业强、学研弱，前沿稀缺”的特征。

我国知识创新成果落地，“产业强、学研弱”

我国的基础研究工作主要由高校和科研院所承担，不过从基础研究成果向商业专利转化的过程来看，我国与美国、日本等国家存在差距。我国重点技术领域基础研究成果的商业转化效率落后于美国、日本。其中，在网络信息和制造与工程领域，我国基础研究对相关商业专利的支持程度更是微乎其微（见表2.2），这说明我国基础研究与商业技术研发的衔接能力弱，高校和科研院所对我国商业应用型创新活动的支持不够。

资料来源：吴菲菲，李一苇，苗红，黄鲁成.中国重点技术领域基础研究成果转化效率评估［J］.科学学研究，2021（5）.中金研究院。

中国商业专利的产业化率整体并不低，但其中大学和科研院所明显弱于发达国家。同很多发达国家相似，中国的企业在专业申请方面也占据着主导地位，中国企业PCT专利申请数占我国总PCT申请数比例已超80%（见图2.14）。中国企业的专利产业化率大概为45%，与发达国家相比并不低，但其中由大学和科研院所主导的商业专利产业化率则明显低于发达国家的水平，可能拉低了平均值（见表2.3）。因此，无论是基础研究的成果转化，还是商业专利的产业化，中国的大学和科研院所的表现都相对弱于发达国家，而企业表现则与其他发达国家相当。

资料来源：WIPO PCT Yearly Review 2019（世界知识产权组织2019年全球专利申请情况），中金研究院。

注：美国和欧盟数据为商业化率，定义为专利转化为进入市场的商业产品；美国高校使用的是有效专利许可率，略微高估对应产业化率；数据年份为2020年，以上统计仅涉及发明专利。

资料来源：《2020年中国专利调查报告》，中金研究院。

科技前沿企业稀缺，或成前沿知识创新成果落地掣肘

在UNCTAD（联合国贸易和发展会议）定义的11个数字化、新科技前沿领域中，中国的全球学术发表和商业申请占比都比较高。比如，截至2018年中国在人工智能、物联网、大数据、区块链等11个前沿领域的学术论文存量占全球总量的比重为13%，美国为21%；商用专利的比重为22%，美国为30%，中国整体表现较为优异（见图2.15）。

资料来源：UNCTAD，中金研究院。

然而在科技前沿企业层面，除了无人机和太阳能光伏领域外，全球领先的中国企业稀缺（见表2.4）。这既可能是因为中国前沿领域的知识创新还没有办法给中国相关企业带来竞争力，也可能是因为中国相关企业自身竞争力弱，限制了中国知识创新成果的转化。但无论是哪种情况，都表明中国在前沿领域的知识创新落地方面存在掣肘。

画像四：高质量创新背后隐藏着比较优势，既是动力也可能是约束

从成果来看，中国不同学科的知识创新活动有些表现优异，有些则稍逊一筹。而那些创新成果质量高、数量多、转化率或产业化率高的领域背后，往往都有明显的市场力量在发挥作用。尤其从国际贸易视角来看，这些知识创新领域所对应的产业更属于中国具有比较优势的产业。事实上，这种现象并非孤例，知识创新与比较优势的正向反馈似乎是一个相对普遍的规律，但这种正向反馈却对中国实现跨越式发展提出难题，即如何在市场力量薄弱或者缺少比较优势的领域，促进相关学科知识创新活动的高质量发展？

高质量的知识创新背后，隐藏贸易比较优势

上文的讨论表明，我国电气行业相关的知识创新成果质量高、数量多。比如，我国与电气行业相关的基础研究，包括材料科学与计算机科学，文献发表量占比不仅在各行业中名列前茅，而且在过去20年里都呈现上升趋势；与电气行业相关的PCT专利申请更是占据了最近几年我国PCT专利申请的半壁江山，同时在原创性上，电气行业相关的PCT专利也处于国内各领域领先的位置。这表明我国的电气行业的知识创新充满活力，而与高质量的创新活动相对应的是相关行业的出口也同样出色。比如，2018年中国高科技出口的各类技术领域中，计算机与通信技术占据绝对主导地位（68%），电子技术领域出口额居第二位（19%），而生命科学技术（4.4%）、航空航天技术（1.2%）、生物技术（0.1%）则占比相对较小（见图2.16）。

资料来源：UNCTAD Technology and Innovation Report 2021，中金研究院。

资料来源：科技部《2018年高技术产品贸易状况统计分析》，中金研究院。

为什么中国的电气相关行业的知识创新与国际贸易活动都呈现出较高的活力？这背后隐藏的比较优势扮演了重要的角色。根据OECD（2016）对制造业的分类标准，科技商品可分为高技术、中高技术、中技术和中低技术四类。其中高技术制造主要包括航天航空设备、计算机通信、电子及光学设备和医药设备。中国当前还没有根本改变劳动力密集的禀赋条件，因而高技术制造业似乎并不符合中国产业发展的比较优势。但如果我们将OECD定义的中高技术制造业按照资本和技术密集需求情形进行分类，就会发现计算机通信是高技术产业中最符合我国比较优势的行业（见图2.17）。

注：资本劳动比率为行业固定资产净值/从业人员数目（万元/人，参考上海社科院），技术密集程度为行业科研人员占比；美国样本采用2016年数据，中国样本采用2017年数据。

资料来源：中国国家统计局，美国国家科学基金科学会，美国经济分析局，中金研究院。

按照OECD的定义，我们将中国和美国的中高技术的6个制造业根据资本和技术的密集度，做了散点图进行分析。与对高技术行业的普遍认知不同，以美国为参照，计算机通信和其他电子设备对于资本密集程度的要求低于航空航天和医药行业，甚至计算机通信的资本密集度还要低于中技术的汽车和化学原料及制品产业。计算机通信行业在高技术产业中具有相对的劳动密集型特征，而这恰好符合中国劳动力相对密集的比较优势。因此，中国在计算机通信以及电子设备领域形成了知识创新与企业收益相互反哺的良性循环。这也就解释了为什么中国的知识创新和出口都能够在电气工程行业有比较好的表现。

知识创新与比较优势正反馈，是动力也可能成产业升级约束

事实上，中国电气领域比较优势与创新能力间的正反馈关系并非个例，对一个国家而言，具有比较优势的领域，往往相关的知识创新能力也相对较强。按照OECD（2016）的制造业分类标准，我们分别计算出2000年和2019年中美四个技术分类下的专利和出口的相对比较优势指数（RCA），可以发现不同技术领域的专利的相对比较优势与国际贸易的相对比较优势的走势基本保持明显的正相关关系（图2.18）。比如美国贸易的比较优势在于高技术领域，过去20年，这种情况并未发生改变，其专利申请的比较优势也突出体现在高技术领域。而中国2000年左右具备比较优势的领域主要集中在中低技术的劳动密集型产业，因此2000年左右中国专利申请的比较优势主要也集中在中低技术领域。但是到了2019年，中国的比较优势偏移到了以计算机通信为主的高技术领域，我们观察到专利申请的RCA也发生了类似的偏移。

注：比较优势RCA=（N_ij/N_i）/（N_j/N），N_ij为国家i在部门j的PCT专利申请数或货物出口金额，i为国家，j为专利或货物部门，N_i为国家i总PCT专利申请数或出口金额，N_j为世界各国在部门j的总PCT专利申请数或出口金额，N为世界所有国家所有部门的PCT专利申请数或出口金额总和；上图RCA对原始数据进行转换，比较优势指数= tanh［ln（RCA）］×100；2000年出口对应的专利样本时段为1996—1998年，2019年出口对应的专利样本时段为2016—2018年。

资料来源：UNCTAD，WIPO，OECD，中金研究院。

知识创新与贸易比较优势的强相关性，可以帮助我们引导市场力量推动中国知识创新活动的发展，但另一方面也对中国知识创新的跨越式发展带来了约束。当前中国在很多领域（比如航空和医药）并不具备比较优势，单纯依靠市场力量没有办法反哺这些领域的知识创新活动，但是这些领域对中国的发展却具有重要的意义，那么如何克服比较优势的约束，如何发挥政府的市场补位作用，就成了我们必须要面对的挑战。

画像五：知识创新国际合作的增长势头近乎停滞

在知识创新的过程中，不同国家的科研工作者合作，不仅可以提高人类攻克难题或者认识自然与社会的效率，而且为全人类共同学习和分享知识创新果实提供了一个重要途径。对于中国来说，参与全球知识创新合作不仅有助于避免闭门造车以及重复无效的研究，缩小与国际知识创新前沿的差距，同样也可以为全球的创新提供方向和资源的支持。通过分析中国学术论文和PCT专利申请的中外合作情况，我们发现我国参与国际知识创新合作仍有较大提升空间，并且近年来知识创新国际合作的增长势头近乎停滞，这对政策应对提出了新的要求。

国际学术合作势头放缓，合作趋势与发达国家背离

由于跨国合作可以帮助研究者节约科研经费、共享研究资源、探究全球性的学术课题，国际合作已经成为提高科研效率的重要方式。比如，2016年，中美合作的理工科论文占美国所有理工科合作论文数的23%，占中国理工科合作论文数的46%，中美互为对方最重要的理工科学术合作国家，中国已经成为国际学术合作的重要参与者。

但从趋势上看，近几年中国参与国际学术合作的增长步伐放缓。自1995年以来，世界主要发达国家都在加强跨国学术合作，合作论文占比呈上升趋势，而中国的国际学术合作却经历了以下几个阶段的变化（见图2.19）。第一阶段，1995—2007年前后，随着中国自身学术实力的增强，本国论文产出增速大于国际合作论文增速，国际合作论文占比相对下降。第二阶段，2007—2016年，中国开始加速融入全球学术体系，国际合作研究变得越发普遍，合作论文占比快速增加。第三个阶段，自2016年起中国国际合作论文占比仍然低于其他发达国家，且上升趋势出现了停滞的迹象，而其他发达国家论文发表的国际合作比例则在继续增高。

资料来源：Microsoft Academic，lens.org，中金研究院。

国际合作专利年申请数增长近乎停滞，占比下降明显

我国国际合作PCT专利申请数量从2013年开始就落于每年3000件至5000件的区间内，并没有随着中国整体PCT专利申请数量的增加而同比例增长，因而占比明显下降（见图2.20）。事实上，过去20年，中国的国际专利合作大致可以分为四个阶段：在21世纪初，由于科技实力较为落后，中国的发明活动依赖于与发达经济体的合作，约有1/3的PCT专利为中外发明人共同申请，不过随着中国专利申请的启动，国际PCT专利占比一开始出现小幅下降；而加入WTO之后，中外经贸合作加强，中国国际合作专利占比明显提升；进入2006年，虽然国际合作PCT专利申请数量仍在上升，但是国内PCT专利申请增势迅猛，导致中国国际合作PCT专利申请占比下滑；进入2013年之后，中外国际合作PCT专利数量上升趋势放缓。

中外合作专利占比的下降一方面体现出中国自身科技创新能力的增强，另一方面也可能体现出中国产业结构转型中遭遇的现实阻碍。从2013年开始，中国开始强调产业结构转型，要改变以往粗放型增长的模式，扩大内需，提倡产业结构升级。但是中国在全球产业链中往往处于价值链的尾端，对创新的要求相对较低，而发达国家往往掌握着上游产业链的创新优势。在一个国家主动进行产业链升级之前，国内企业与国外企业往往是合作关系，但是当该国开始主动进行产业链升级时，其与发达国家的竞争关系可能变强，从而导致合作意愿降低。但无论如何，中外国际专利合作裹足不前，意味着较大的社会效率损失，需要积极的政策干预。

注：中国申请的定义为在专利申请人中存在至少一位来自中国的申请人的PCT专利族，中外合作专利指在专利申请人中，同时存在来自中国大陆和非中国大陆地区的申请人的PCT专利族；中外合作/中国申请比例由二者5年移动平均值计算得出。

资料来源：EPO Patstat，中金研究院。

回归“初心”，迎接知识创新挑战

回顾过去30年，我国知识创新活动日益融入全球主流的科技创新活动中，并结出了丰硕的成果。中国的知识创新活动已经从原先的模仿和跟随逐渐向自主创新过渡，甚至在部分领域已经开始扮演引领者的角色。然而在中国经济快速发展和全球科技竞争日益激烈的大背景下，考察当前中国的知识创新成果也暴露出一些中国科创活动不得不面对的问题，包括原创和引领性仍不够、知识性的科创成果向产品的转化程度不高、国际合作面临新的挑战。然而要解决这三个问题，就需要我们继续保持“追赶者”的谦虚心态，积极总结知识创新活动的规律，对传统的追赶型制度环境进行调整，回归知识创新的初心，优化我国知识创新体系。人类进行科技探索的初心是为了“提高大众的福祉”，只有回归初心，知识创新才能与社会经济活动相互支持，知识创新也才会更有生命力和持续力，真正推动社会进步、经济发展。从中国科技创新成果出发，下述三点对回归“科创初心”具有指导意义。

第一，吸取国际经验，围绕知识创新的“初心”构建考核和激励体系，同时政府应补齐市场对高科技知识创新产品转化需求的缺位。为了纠正过度单一化的科研评价体系导致的原创性和知识创新成果转化度不高的问题，教育部在2018年提出要破除唯分数、唯升学、唯文凭、唯论文、唯帽子等具有典型“追赶”特征的激励政策。不过在破除这“五唯”之外，更要建立更加符合“初心”要求的有效的整体化科研评价体系。而针对科研评价体系的改革过程，国际科研评价体系的经验值得借鉴。比如，法国科研评价体系中按重要程度排序的6个主要指标，研究质量被排在了首位。在重视研究质量的同时，欧洲的科研评价也开始注重科研成果对于社会经济等诸多方面的影响。比如在荷兰科研评价体系中，社会相关性作为一个重要的评价指标被纳入评价体系。因此，我国完善科研评价体系时，应进一步注重科研成果质量，鼓励原始创新，提升科研成果的商业转化。当前，中国在部分高科技行业并不具备比较优势，缺少足够的市场转化需求。对此政府应该及时补位，让市场成为拉动知识创新成果，特别是高技术成果转化的暖房。

第二，打造国内学术共同体，营造清朗健康的科创文化环境。相同的学术价值观和道德体系有助于培养年轻一代科研工作者统一的科创价值观，而这正是学术共同体保持清朗健康的科创文化的重要功能。长远地看，良好的学术共同体与良好的学术生态环境相辅相成，但这都离不开国家顶层设计。以美国联邦政府为例，“二战”后美国加大了对科学技术的支持，还在各界创造了一种共识氛围：从事基础研究工作是令人尊敬的。同时，美国政府不对资助预算做出课题限制，尊重科学家的自由探索精神，鼓励科学家从事自己认为值得做的研究。在英国，学术造假会被纳入诚信记录跟随一生，长期影响其未来工作和学习。只有良好的制度设计才可以让科研人员以身作则，去伪存真，真正营造鼓励知识创新、求真求实、探索未知、服务人类的科创文化环境。

第三，坚持学术开放，鼓励国际科创交流合作，深化与全球知识创新体系的融合。学术开放有利于科学研究思想的迸发，支持科研工作者参与国际科技合作对于完善我国的知识创新体系具有重要意义。目前，国内许多知识创新课题仍处于跟随西方主流研究议题的位置，加强学术合作有利于促进我国科研课题与全球接轨，并且能在学术交流中产生思想的激荡，提升知识创新效率。同时，鼓励国际知识创新合作也有利于让我国具有影响力的研究走出国门，推动世界更好地认识和了解中国，促进我国的知识创新体系与全球创新体系更好地融合。在逆全球化思潮略有抬头的当下，我们更应该为了全人类共同的福利，积极地支持和鼓励知识创新活动的国际合作和交流。