言治有理｜从科技投入产出看2022—2023年中国创新发展
中国研发经费投入已经多年位居世界第二，2023年研发强度又跨过2.5%基线，超过了2.6%，开始向创新型国家前列的3.0%方阵进军。中国国际论文数量继续保持世界第一位，高于国际平均被引次数的论文增长幅度较大。中国科学技术信息研究所研究员、大国创新战略研究组组长郭铁成在《国家治理》撰文指出，中国论文国际引用率特别是科研强国引用率的增长，表明中国论文国际影响力的扩大。我国高价值发明专利高速增长，企业的创新主体地位进一步巩固，科技要素加速转化为新质生产力。与此同时，我国科技投入结构和创新体制还存在一些短板，有待进一步优化。
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本文所说的科技投入，是指一年的全国科技经费投入。科技经费投入包括研发经费投入和财政科技支出两部分，但这两部分不是并集，而是交集，即前者有一部分来自财政支出，但大部分不是；后者有一部分是研发经费，但很大一部分不是。本文所说的科技产出，是指全国的科技论文产出和发明专利产出，其中科技论文产出是中国作者在国际期刊发表的国际论文，以及在国内期刊发表的超过平均引用水平的论文。由于统计的自然时滞，科技投入产出的最新数据有的是2023年的，有的是2022年的。
需要说明的是，科技投入与科技产出的关系，不是简单对应关系。这一点不同于经济投入与产出的关系。经济投入与产出的计量单位是一致的，都用货币额计算；科技投入与产出的计量单位则不一致。科技投入用货币额计算，而科技产出的论文和专利虽然也有经济价值，但却不能直接用货币额来度量，特别是论文的科学价值、社会价值、文化价值，更无法用货币额度量。
其次，经济投入与产出的周期是一致的，而科技投入与产出的周期则是不一致的。经济投入与产出都是当年的；科技投入也是当年的，而科技产出的大部分则不是当年的。科技投入的绝大部分当年没有产出，无论是论文还是专利，一般是投入的第二年、第三年才有大量产出，有的产出甚至耗时长达十年以上。或者说，当年的科技产出，绝大部分不是当年科技投入的产出，而是前两三年甚至更长一段时间科技投入的产出；产出与投入的关系也不是一一对应的，而是非常复杂的，往往是很多年、很多项目的投入才导致一个产出，也有一项投入产生多个产出的情况。科技部张杰军研究员、中科院张赤东研究员曾研究过中国一百多家大型国有企业科技投入与产出情况，发现科技产出最多的年份是科技投入后的第二年，其次是第三年。据中国科学技术信息研究所张静研究员的一项研究，美国国防高级研究计划局（DARPA）的研发项目实施时间普遍为3—5年，64%的专利是项目执行期间（5年）产生的，项目执行的第2年专利产出较多，产出最多的是第3年，其次是第4年、第1年；项目执行期结束后的专利申请量约占全部申请量的36%。DARPA项目立项后的第6年（结项后的第1年），专利产出仍然处于较高水平，此后有所下降，直至第11年才出现大幅度下降，最长的第20年仍有产出。
中国科技经费投入的数据，来自国务院新闻办公室2024年举行的2023年全年国民经济运行情况新闻发布会、2023年发布的《2022年全国科技经费投入统计公报》；论文产出数据来自中国科学技术信息研究所发布的《中国科技论文统计结果2023》，采用的是SCI数据库数据；专利产出数据来自国务院新闻办公室2023年知识产权工作新闻发布会，中国获得的美国专利、欧洲专利采用的是《2022年世界五大知识产权局统计报告》数据。
中国科技经费投入
2023年，全社会研发经费投入超过3.3万亿元，估计约相当于美国的一半。初步测算，2023年全社会研究与试验发展经费投入达到33278.2亿元，继续居世界第二位。若按2023年平均汇率1美元兑换7.05元人民币计算，约合4720.3亿美元，约相当于美国2021年全年研发经费的59%；美国2023年数据尚未公布，估计约相当于美国2023年研发经费的一半左右。2023年中国研发经费增长幅度，较上一年的10.4%有所放缓，约为8.1%，但增幅仍是国际上最高的。
2023年，全社会研发经费投入强度2.64%，与发达国家仍有差距。初步测算，2023年全社会研发经费投入强度（与生产总值之比）达到2.64%，跨过了创新型国家2.5%的基线，比上年提高0.08个百分点。高于英国2021年的水平（1.71%），略高于法国2021年的水平（2.35%），但低于美国、德国、日本以及韩国、以色列。2021年美国研发强度为3.45%，德国为3.14%，日本为3.27%，韩国为4.81%，以色列为5.44%。
2022年，基础研究经费投入占比为6.57%，试验发展经费投入占比为81.88%。2022年在全国研发经费中，基础研究经费2023.5亿元，首次突破2000亿元，占比6.57%；应用研究经费3482.5亿元，占比11.28%；试验发展经费25276.9亿元，占比81.88%。2023年，基础研究经费投入2212亿元，比上年增长9.3%，占研发经费支出比重为6.65%。在全国研发经费投入中，企业研发经费投入23878.6亿元，占比77.6%。
2022年，制造业研发经费投入强度为1.55%，高技术制造业研发经费投入强度为2.91%。2022年规模以上工业企业研发经费投入19361.8亿元，投入强度1.39%。其中，采矿业研发经费投入强度0.67%，电力、热力、燃气及水生产和供应业研发经费投入强度为0.24%，制造业研发经费投入强度为1.55%。其中，高技术制造业研发经费投入6507.7亿元，投入强度为2.91%。
2022年，七个产业研发经费投入超过千亿元，七个产业研发经费投入强度超过全国平均水平。我国研发经费超过千亿的七个产业，依次是：计算机、通信和其他电子设备制造业，电气机械和器材制造业，汽车制造业，通用设备制造业，专用设备制造业，医药制造业，化学原料和化学制品制造业。超过全国平均研发强度的七个产业，依次是：铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业，医药制造业，仪器仪表制造业，其他制造业，专用设备制造业，计算机、通信和其他电子设备制造业，通用设备制造业。
2022年，财政科学技术支出中地方占比约三分之二，研发经费超过千亿元的省份有12个。2022年，国家财政科学技术支出11128.4亿元，其中，中央财政科技支出3803.4亿元，占全国财政科技支出的比重为34.2%；地方财政科技支出7325.0亿元，占比为65.8%。研发经费投入超过千亿元的省份有12个，依次为广东、江苏、北京、浙江、山东、上海、湖北、四川、湖南、安徽、河南和福建。研发经费投入强度超过全国平均水平的省份有7个，依次为北京、上海、天津、广东、江苏、浙江和安徽。
中国科技论文产出
2022年，中国国际论文数量继续保持世界第一位，其中高于国际平均被引次数的论文数量比上年增加近三分之一。2022年中国国际论文产出继续居世界第一位，总量为73.56万篇，占世界份额的28.9%。居第二位的是美国，数量为54.78万篇，占世界份额的21.4%。英国、德国和印度依次居第三、第四和第五位。中国发表论文较多的10个学科依次是：临床医学，化学，生物学，材料科学，电子、通信与自动控制，物理学，环境科学，计算技术，地学，基础医学。在73.56万篇国际论文中，高于国际平均被引次数的论文27.89万篇，比上年增加了32%。国际论文被引用篇数较多的10个高等院校依次是：浙江大学、上海交通大学、四川大学、北京大学、华中科技大学、中山大学、清华大学、中南大学、复旦大学、西安交通大学。
2013—2023年，国际论文篇均被引次数有所提高，但小于世界平均水平增长幅度。2013年至2023年（截至2023年8月）中国国际论文篇均被引15.19次，比上年度统计时的14.34次提高了0.85次；与此同时，世界篇均被引次数为15.85次，比上年度统计时提高了1.13次。世界篇均被引次数超过18次的国家有13个，中国与这些国家的差距仍然较大。
2013—2023年，中国高被引论文数量仍居世界第二位，增速与上年持平。各学科论文最近十年间被引用次数处于世界前1%的论文称为高被引论文，简称“百分之一论文”。2013—2023年中国高被引论文数为5.79万篇，仍保持在世界第二位，占世界份额为30.8%，比上年统计时增加了16.2%，增速与上年持平。美国的高被引论文数量为7.66万篇，仍居第一位，占世界份额为40.7%。
截至2023年7月，中国热点论文数仍居世界第一位，占世界比例45.9%。最近两年间发表的论文在最近两个月得到大量引用，且被引用次数进入本学科前1‰的论文为热点论文，简称“千分之一论文”。截至2023年7月，中国的热点论文数为1929篇，占世界总量的45.9%，仍居世界第一位。美国的热点论文数为1592篇，居第二位。
2018—2022年，中国国际科技论文四成以上的引用来自国际论文，2022年美国引用最多。从2018—2022年，在中国国际科技论文的即年被引中，四成以上是国际引用，2022年国际引用占比为43.29%。根据国际引用2022年中国SCI论文的分析，美国引用中国论文的数量最多。在引用中国论文最多的10个国家中，G7国家占一半；能源、化学、材料、环境科学等4个学科引用中国论文的比例较高。
国际合作论文占中国国际论文总数的21.6%，比上年下降3个百分点。2022年中国发表的国际论文中，国际合作论文为15.92万篇，比上年增加1万篇；占全部国际论文的21.6%,比上一年下降了3个百分点。合作伙伴排前6位的是美国、英国、澳大利亚、加拿大、德国和日本。美国是我国最大的科技论文合作国，2020年，中国国际论文中的国际合作论文，40%都是与美国合作的，但2021年中美合作论文占中国国际论文中的国际合作论文总量减少3个百分点，下降到36.8%；2022年又减少近6个百分点，下降到31%。
2022年，国内论文产出小幅下降，但影响力较高的论文（卓越论文）占比接近七成。2022年中国科技论文与引文数据库（CSTPCD）收录的我国作者为第一作者的论文45.40万篇，比上年略有下降，但其中影响力较高的国内论文（卓越论文）31.69万篇，比上年增长了17.7%，占比69.80%。
2022年，中国预印本论文总量居世界第二。预印本论文是在提交期刊出版前，未经严格同行评议而首先在预印本平台发布的手稿。预印本论文有利于首次论文、早期论文涌现。据arXiv、bioRxiv、medRxiv、ChemRxiv、Preprints等预印本主要发布平台统计，2022年世界发布预印本论文总量为17.54万篇。中国发表2.55万篇，位居全球第二，占世界总量的14.5%。排在第一位的美国，其预印本论文数量为6.04万篇，占世界总量的34.3%。预印本论文数量排在世界前5位的分别是美国、中国、德国、英国和法国。2022年SCI、SSCI、CPCI等收录的中国预印本重要国际论文，被引用的次数也位居世界第二。
中国发明专利产出
2023年，授权发明专利继续保持较高增长速度，达到92.1万件。国家知识产权局数据，中国2023年全年共授权专利364.9万件，比上年下降15.6%；但其中授权发明专利92.1万件，比上年增长15.4%，仍保持较高增长速度。
据德温特创新平台数据统计，2022年获得发明专利授权较多的10个类别，依次是：计算机，工程仪器，天然产品和聚合物，科学仪器，电子仪器，电话和数据传输系统，电性有（无）机物，造纸，唱片，清洁剂、食品和油井应用等其他类（下划线表示是同一类），电子医疗设备，电子应用。2022年获得发明专利授权较多的10个企业依次是：华为技术有限公司、腾讯科技（深圳）有限公司、中国石油化工股份有限公司、OPPO广东移动通信有限公司、京东方科技集团股份有限公司、珠海格力电器股份有限公司、苏州浪潮智能科技有限公司、维沃移动通信有限公司、中兴通讯股份有限公司、北京百度网讯科技有限公司。获得发明专利授权较多的10个高等院校依次是：浙江大学、东南大学、电子科技大学、哈尔滨工业大学、清华大学、西安交通大学、华南理工大学、中南大学、上海交通大学、山东大学。
截至2023年底，高价值发明专利每万人拥有量接近12件，有望提前实现“十四五”规划目标。截至2023年底，我国国内（不含港澳台）高价值发明专利拥有量达到166.5万件，占发明专利的比例为41.5%，增速高达25.7%；每万人口高价值发明专利拥有量达到11.8件，有望在2024年提前实现“十四五”规划目标。
截至2023年底，国内有效发明专利突破400万件，居世界第一位。截至2023年底，中国发明专利有效量499.1万件。其中，国内（不含港澳台）发明专利有效量为401.5万件，增速高达22.4%，成为世界上首个国内有效发明专利数量突破400万件的国家。
截至2023年底，国内维持年限超过10年的有效发明专利保持高速增长，达到60.2万件。截至2023年底，中国国内维持年限超过10年的有效发明专利达到60.2万件，比上年增长35.4%；国内高价值发明专利平均维持年限8.4年，较上年增加0.1年。
2023年，PCT专利申请量与上年持平，继续居世界第一位。PCT是国际专利合作条约（Patent Cooperation Treaty）的英文缩写，该条约只是申请注册，而不对专利授权，但可以节约向多个国家同时申请授权所花费的时间等成本。2023年中国通过PCT注册申请的专利7.4万件，与上年持平。
2022年，获得美国授权的专利增长较多，占比较大。根据美国专利商标局的国外专利授权统计，中国申请人获得的专利授权共35193件，比上年增长了5350件，增长17.92%，大致与上年增速（18.6%）持平；占美国国外专利授权总数的比例比上年增加7.8个百分点，达到17.4%，仍排在第二位。日本排在第一位，占比23.76%。
2022年，中国大陆获得欧洲专利局授权专利首次出现下降。中国大陆获得欧洲专利局授权专利为5846件，比上年少了1018件，下降了14.8%，位次仍为世界第四，前三位是美国、德国和日本。但在授权量前10的国家和地区中，中国大陆下降幅度最小。欧洲专利局授权量自2020年起已经连续三年减少，2022年较上年下降了24.9%，美国获得的授权量下降了27.2%，德国下降了23.9%，日本下降了29.0%。虽然授权量下降了近15%，但中国大陆申请量却增长了15.1%，达到19041件。
数据中的创新与发展
中国研发经费投入强度告别2.5%时代，科技产出显现高质量增长点
中国研发经费投入已经多年位居世界第二，2023年研发强度又跨过2.5%基线，超过了2.6%，开始向创新型国家前列的3.0%方阵进军。在国家制定新千年第一个中长期科技发展规划纲要时，创新型国家的研发强度一般都在2.5%以上。
我国高于国际平均被引次数的论文增长幅度较大，接近三分之一。预印本论文较多，表明产生原创性成果的可能性增大。中国论文国际引用率特别是科研强国引用率的增长，表明中国论文国际影响力的扩大。2013—2023年，农业科学、化学、计算机科学、工程技术、材料科学和数学6个学科论文的被引用次数排名世界第1位，其中数学学科是新晋的。
我国高价值发明专利高速增长，达到24.2%。我国国内（不含港澳台）发明专利有效量达到第一个、第二个和第三个100万件分别用时31年、4年和2年左右，而突破第4个100万件仅用时一年半，说明中国发明专利可能开始进入爆发性的增长期。国内维持年限超过10年的有效发明专利增长35.4%，数量是“十三五”末的2.4倍。
企业的创新主体地位进一步巩固
研发经费投入企业占比多年高达77%以上。2023年国内有效发明专利企业占比首次超过七成，达到71.2%。全年专利商标质押融资登记金额8539.9亿元，同比增长75.4%。质押金额1000万元以下的普惠贷款同比增长44%，惠及中小微企业2.6万家。678家中国公司进入世界研发2500强，其中新增企业81家。在2500强企业中，中国企业研发投入占比17.9%，位居世界第二。2022年中国投入研发费用最多的三个企业依次是华为、腾讯和阿里巴巴，其中华为研发投入身全球前五。企业专利申请活跃，获得美国授权的发明专利数量继续高速增长。欧洲专利局授权的中国专利虽然下降，但在欧洲授权专利下降幅度普遍较大的情况下，中国获得授权的欧洲专利下降幅度最小，而且中国专利申请数量世界最多。
科技要素加速转化为新质生产力
在房地产业增加值和净出口下降的情况下，2023年我国GDP增速仍达到5.2%，制造业利润下降幅度收窄，一个重要原因就是科技要素带来的创新增长。战略性新兴产业拥有的高价值专利占比70%，增长率高达22.5%；战略性新兴产业增加值占国内生产总值的比重超过13%。专利密集型产业增加值首次突破15万亿，达到15.3万亿元，占国内生产总值的比重达到12.7%，2022年人均劳动生产率为31.3万元/人，是非专利密集型产业人均劳动生产率的2.1倍。
数字经济领域专利增速最多。截至2023年底，我国国内有效发明专利增速前三的技术领域都位于数字经济领域，分别为信息技术管理方法、计算机技术和基础通信程序，同比分别增长59.4%、39.3%和30.8%。人工智能企业数量超过4400家。
高技术产业投资增长10.3%，快于全部投资7.3个百分点；销售收入增长9.8%。从高端制造来看，装备制造业销售收入同比增长6.4%，比制造业平均增速高2.9个百分点，占制造业比重44.8%，比2022年提高1.2个百分点。其中，电动载人汽车、锂离子蓄电池、太阳能电池“新三样”产品相关行业销售收入合计同比增长22.4%。
在制造业整体利润下降的情况下，装备制造业利润逆势增长，拉动规上工业利润增长1.4个百分点。分行业看，由于造船订单、汽车出口、新能源汽车、光伏、锂离子电池等产业带动，铁路、船舶、航空航天运输设备行业利润增长22.0%，汽车行业利润增长5.9%；电气机械行业利润增长15.7%；通用设备行业利润增长10.3%。
出现多个科技创新增长极省份和区域
从研发经费投入来看，2022年超过千亿的省份有12个，总额合计占全国的74%。研发经费投入强度超过3%的省份有6个，超过全国平均水平的省份有7个。北京的研发经费投入强度为6.83%，超过任何一个创新型国家，有4个省份的投入强度超过美国。
从产出来看，截至2023年底，长三角、京津冀、粤港澳大湾区发明专利有效量分别为130.8万件、70.3万件和67.2万件，合计占国内总量的65.6%，增速均超过20%。
从科技投入和产出综合来看，北京投入位次第三，但论文产出第一；江苏投入第二，论文和专利产出较高，都位居第二；上海投入第六，但论文产出效率高，位居第三；广东投入第一，专利产出最高，位居第一，论文位居第四。值得关注的是，安徽和湖南投入分别位居第十和第九，论文产出都没进入前十位，但专利产出分别位于第八位和第十位；陕西和辽宁投入都不多，专利产出也不多，但论文产出分居第五位和第十位。（表1）
从投入和产出数据来看，中国科技投入结构和创新体制还存在一些短板
一是研发经费中开发研究（发展与试验）占比过大，高达五分之四以上，而基础研究、应用研究占比过小。从地方来看，研发投入超过千亿的12个省份，主要投入的也是开发研究，而基础研究、应用研究投入较少。这说明我们的创新绝大多数还是改进性的，基础性、开创性的创新不多。在世界研发十强企业中，中国只有一家企业进入，在20强中只有两家企业进入。应引导企业、社会资金进入基础研究、应用研究和高风险、高回报的创新领域；同时要改革研发体制，避免基础研究、应用研究经费下沉到开发研究。
二是论文数量过多，但重大发现、发明不多。由于中国科研人员数量世界最多，全社会研发经费、基础研究经费总量世界第二，而且“四唯”导向的科研尚未根本扭转，靠论文提职、增薪、毕业的需求庞大，因此在相当长的时期内，中国科研论文产出仍将是世界上最多的。这在统计学和科学计量学上是有意义的，但在科研内容评价上没有实质意义。在科研评价上，必须坚决打破唯SCI论文、唯核心期刊论文导向的科研，挤出那些没有新的科学问题、没有新的科研路线、没有创新点的论文。把质量作为检验科研成果的根本标准，探索国际化的同行评价、非共识评议、颠覆性创新评议等先进的评议机制；对于技术创新成果，则交由市场检验。
三是科研的国际化程度下降。论文国际合作率是指一国国际合作论文占该国论文总数的比例，反映科学研究跨学科、跨文化、跨国际的程度，也在很大程度上反映科研的先进程度。受全球不确定难预料因素增加的影响，以及新冠疫情、乌克兰危机的影响，中国论文的国际合作率下降，从2019年的26.2%，下降到2021年的24.4%，2022年又下降到21%。与科研强国的合作率下降幅度更大。作为一个开放性、国际化的大国，论文的国际合作率应保持在30%—40%。
四是基础专利产出不足。我国改进型、应用型专利较多，但缺乏首创概念和方法，不能催生新兴技术和未来技术，不能为下游技术带来衍生创新，因此无法形成独家使用权，赢利能力有限。应把基础专利作为战略重点，鼓励企业、高等院校和研发机构开展引领性的创新。
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来源 | 《国家治理》2024年3月上
原文标题 | 从科技投入产出看2022—2023年中国创新发展
作者 | 中国科学技术信息研究所研究员，大国创新战略研究组组长 郭铁成
原文责编 | 周素丽
新媒体编辑 | 王 洋
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