中美德高新技术制造业发展特征及创新产出比较

季良玉,李廉水,2

(1.东南大学经济管理学院，江苏　南京　210096；2.南京信息工程大学中国制造业发展研究院，江苏　南京　210044)

中美德高新技术制造业发展特征及创新产出比较

季良玉1,李廉水1,2

(1.东南大学经济管理学院，江苏南京210096；2.南京信息工程大学中国制造业发展研究院，江苏南京210044)

摘要：分析中美德三国高新技术制造业成长性、结构性以及创新性等特征，比较三国在创新实力以及转化效益等创新产出方面的差异，结果显示：中国高新技术制造业成长前景良好，增长速度较快；实施错位竞争使得高新技术产业内部结构与美德两国有较大差异；创新投入总量不断增长，转化效益显著提升。但与美德相比，存在创新投入强度偏低、创新实力较弱等问题。鉴于此，中国高新技术制造业应当借鉴美德经验，推进自主创新、提升创新效率。

关键词：高新技术制造业；发展特征；创新产出；创新驱动

1引言

美国再工业化、德国工业4.0、中国制造2025等高新技术制造业计划相继推出，意味着高新技术制造业发展的竞争已经上升到国家层面。制造业的规模和水平是衡量一个国家综合实力和现代化程度的重要标志，经济最发达的国家通常都是制造业最发达的国家，而最能反映制造业能力和前景的当属制造业中的高新技术产业。高新技术制造业水平已经成为影响地区综合经济实力和市场竞争能力强弱的关键[1]。

国外学者对高新技术产业的发展和创新问题进行了较深入的研究。早期主要考察高新技术产业发展的影响因素，如人才、基础设施等对高科技企业选址的影响[2]；联邦和州政府的研发资助对高新技术企业技术优势的强化[3]等。目前侧重于高新技术产业周期特点[4]、发展特征[5]；区域之间高新技术产业技术效率差异[6]；R&D投入密度与高技术产品生产能力[7]；创新模式[8]与创新效率的关系等方面的研究。中国学者研究了高新技术产业的发展规律[9]、国外高新技术产业的发展经验[10]、发展政策[11]、产业竞争力[12]、创新模式[13]、创新效率[14]及影响因素等一系列问题。以往研究中较少涉及对不同国家高新技术制造业发展特征和创新产出的比较。本文的边际贡献在于：研究中国、美国与德国高新技术产业的成长性特征、结构性特征和创新性特征，比较中美德高新技术制造业的创新产出，从而提出益于中国高新技术制造业高效发展的政策建议。

2中美德三国高新技术制造业发展特征分析

2001年OECD依照国际标准产业分类第3版(ISIC-Rev.3)中的产业分类，根据13个成员国1991—1997年的平均R&D经费强度确定出高新技术产业的分类标准，主要包括五类：飞机和航天器制造业；医药制造业；办公、会计和计算机制造业；广播、电视及通信设备制造业；医疗、精密仪器和光学器具制造业。我们认为，高新技术制造业的发展特征主要包括成长性特征、结构性特征、创新性特征。其中，成长性特征反映发展速度，结构性特征反映发展质量，创新性特征反映发展潜力。

2.1成长性特征

为保证可比性，以历年美国科学基金会报告《Science and Engineering Indicators》为数据来源，以高新技术产业工业增加值为对比指标，中美德三国1997—2012年的高新技术产业的工业增加值如图1所示。

图1　中美德高新技术产业工业增加值(百万美元现价)

从图1可以看出，美国高新技术产业工业增加值远高于中国和德国，1997年为2484.32亿美元，在2012年达到4163.44亿美元。德国在1997年为426.36亿美元，2008年达到极大值，之后降中有升，2012年达到825.81亿美元。中国的高新技术产业工业增加值1997年为251.29亿美元，除2009年外，各年始终保持着增长的态势，2012年达到3649.38亿美元。从绝对增长量看，1997年时，中国高新技术产业工业增加值仅为美国的10%、德国的60%，2012年时已达到美国的88%，并且是德国的4.4倍。从平均增长速度看，1997—2012年，三国高新技术产业产出年平均增长率呈现出较大的差异性，中国达到19.93%，德国为5.26%，美国仅为3.64%。中国高新技术产业之所以能从2003年起，与美国的差距逐渐缩小，并反超德国，主要原因在于中国初始产出较小，上升空间较大，加之发达国家高新技术跨国公司的投资布局，使得中国高新技术产业发展速度很快。

为了进一步表现中美德三国高新技术产业的成长态势及其在世界中的地位，绘制出三国高新技术产业增加值占世界高新技术产业增加值比重的变化趋势图，见图2。

图2显示，1997—2012年，中美德三国高新技术产业占比发生了较大的变化。总体说来，美国处于下降趋势，从1997年的32.56%下降到2012年的27.28%；德国较为平稳，从1997年时的5.58%变化为2012年的5.41%；中国则处于上升态势，从1997年的3.29%上升到2012年的23.92%。1997年时，中国的占比不仅低于德国，更与美国相差悬殊，但经过十几年的发展，中国的占比反而远高于德国，而且几乎赶上美国，表现出强劲的成长态势。若以成长规模和所占份额进行比较，美国仍居于领先地位，中国呈赶超之势，德国受自身经济体量限制，无法与中美抗衡。但以成长速度来看，中国则遥遥领先，德国远低于中国但略高于美国。

图2　中美德高新技术产业增加值占世界高新技术产业比重

2.2结构性特征

由于经济发展阶段不同，三国高新技术产业在本国制造业地位以及自身内部结构上，同样存在较大的差异。通过观察三国高新技术产业增加值占本国制造业增加值的比重，可以比较出三国高新技术产业的发展态势以及在本国制造业的重要程度。

与高新技术产业总产出一样，美国的高新技术产业占制造业比重同样高于中国和德国，除个别年份有所波动外，基本处于逐年增长的态势，1997年为18.85%，2012年达到22.19%。德国的高新技术产业占比从1997年的9.72%上升到2012年的11.61%。中国的高新技术产业占比在1997年为7.73%，到2012年达到14.98%，高于德国的高新技术产业占比，与美国的差距也在逐年变小。从波动趋势上看，美国1997—2000年属于下降—回升期；2000—2009年属于恢复—增长期；2010—2012年属于回落期。德国在1997—2000年属于持续上升期，2000—2007年属于调整—增长期；2008—2012年属于下降期。中国在1997—2006年属于上升期；2007—2009年属于调整—回落期；2010—2012年属于波动—增长期，见图3。

图3　中美德高新技术产业增加值占本国制造业增加值的比重

2008年全球经济危机发生后，美国高新技术产业增加值的占比有较大提升，尽管在2011—2012年有所下降，但依然高于经济危机之前的占比水平。而同期的德国占比在持续下降，中国的占比虽在下降之后略有回升，也仅能与经济危机前的占比水平持平甚至略低。中美德三国不同的表现更显示出美国高新技术产业强势增长。这种增长固然与美国强大的工业基础，尖端的科学技术分不开，也与联邦政府的政策刺激有关，特别是美国政府倡导的“制造业回流”和“再工业化”。其目的不是简单地回归传统制造业领域，而要鼓励采取以创新为中心、以高端为重点的战略，重建制造业竞争力。事实证明，美国的这一政策已颇见成效。

在高新技术制造业内部产业构成比例上，中美德三国也表现出明显的不同。表1列示了2012年三国高新技术制造业增加值中5个产业分别所占的比例，以及各产业占世界的份额。

2012年三国高新技术制造业的产业构成比例既有相似点，也有不同之处。美国医疗、精密仪器和光学器具制造业与广播、电视及通信设备制造业占比较高，两者比例合计达到61%以上；德国医疗、精密仪器和光学器具制造业与医药制造业占比较高，两者比例合计高达65%；中国则属广播、电视及通信设备制造业与医药制造业，两者比例合计达到73%以上。可见，三国高新技术产业中均有居于优势地位的产业，且优势产业互有重合。

表1　2012年中美德高新技术制造业增加值产业构成比例(%)

资料来源：《Science and Engineering Indicators》(2014)。

2012年三国5个产业占世界该产业的比例指标上，表现迥异。美国的医疗、精密仪器和光学器具制造业与飞机和航天器制造业占世界的份额均达到43%左右，医药制造业所占份额最低，也达到15%以上；德国5个产业占世界的份额则均在10%以下；中国办公、会计和计算机制造业所占份额达到46%左右，在广播、电视及通信设备制造业与医药制造业产业上所占份额也表现不俗，以上3个行业所占份额均优于美国和德国。但是在飞机和航天器制造业产业上占比最低，不仅与美国相差悬殊，甚至低于德国。可见，中国并未直接与美国的高新技术制造业中的优势产业进行竞争，而是重点发展美国相对弱势的产业，以中国与美国的技术实力来说，这种错位竞争战略对于中国高新技术制造业的发展是适宜的。

2.3创新性特征

高新技术产业属于知识密集型、技术密集型的产业，需要根据市场需求变化不断提升创新能力，故而对研发投入的要求较高，因此，一般用R&D投入来衡量高新技术产业的创新竞争力。图4列示了美国、德国、中国2000—2013年高新技术产业R&D投入金额。

从图4可以看出，美国的高新技术产业R&D投入远高于中国和德国，2000年已达到841亿美元，是德国的7倍、中国的13倍，到2011年达到1259亿美元，是德国的8.7倍、中国的3.8倍。除个别年份有所减低外，美国高新技术产业的R&D投入在12年间增长了418亿美元，年均增长率达到3.7%。德国高新技术产业的R&D投入在2000—2012年变化较小，仅从118亿美元增加到152亿美元，年均增长率为2.1%，与美国的投入差距也在逐年增大。中国高新技术产业的研发投入一直处于增长态势，2000年时投入金额在三国中最小，仅为65亿美元，是美国的1/13，德国的1/2左右，但是在2006年时已略高于德国，之后快速增长，且增长速度高于美国和德国，2011年时达到美国的1/4以上，2012年是德国的2.45倍，2000—2013年年均增长率达到17.2%。

图4　中美德高新技术产业的R&D经费(亿美元)

除了从总量上比较三国的R&D投入外，从其占工业增加值的比例上也可以比较三国高新技术产业的创新投入(见表2)。

表2显示，2009年，美国的高新技术产业R&D经费占工业增加值比例达到39%，德国为18%，中国仅为6%。三国高新技术产业内部中，美国的飞机和航天器制造业、医药制造业的占比均达到49%以上，其余三个产业的比例也达到25%以上。德国同样是飞机和航天器制造业占比最高，达到28%，其余产业的比例也达到13%以上。中国的飞机和航天器制造业占比最高，为15%，其余产业的比例均在7%以下。由此可见，尽管中国高新技术产业研发投入在总量上与美国差距较小甚至已经超过德国，但是在结构比例上还是与两国有着巨大的差距。高新技术产业R&D经费占工业增加值的比例仅为德国的1/3、美国的1/6。

表2　中美德高新技术产业R&D经费占工业增加值比例(%)

资料来源：《中国高技术产业统计年鉴2013》。

无论是从成长性还是创新性来看，美国高新技术产业都处于绝对优势地位。中国尽管在成长性方面优于德国，但是在创新方面，尤其是创新投入强度上仍然与德国存在差距。同时三国在高新技术产业结构上存在差异，优势产业各有侧重。

3中美德高新技术制造业创新产出比较

在比较了中国、美国、德国高新技术产业的发展特征特别是创新投入之后，选择专利授权量、高新技术产品出口两个指标来考察三国的高新技术制造业创新产出。其中，专利授权量反映创新实力，高新技术产品出口反映转化效益。

3.1专利授权量比较

以“三方专利”授权量作为创新产出的指标显示(见图5)，美国在2000—2012年间，“三方专利”授权数远高于中国和德国。以2012年的数据来看，分别是中国和德国的7.4倍、2.5倍左右。不过美国和德国在2005年以后的三方专利授权数均有缓慢下降的趋势，而中国的三方专利授权数则在不断上升。可能的原因是研发投入加大时，创新产出可以快速增长，但投入增加到一定程度时，创新产出并不能同比例增长，因为创新更加困难，所需要的资金量也可能更大。

图5　中美德三国三方专利授权量(件)

美国专利和商标局(USPTO)所授予的专利数显示，美国在信息与通信技术(ICT)、生物与制药技术、自动化和控制技术、 测量与仪器技术等领域的专利数均处于遥遥领先的地位。德国尽管与美国差距较大，但也远优于中国。2012年时，美国在上述4个领域的专利授权量均是中国的20倍以上，特别是生物与制药技术专利，达到中国的48倍。德国的生物与制药、测量与仪器的专利授权量也是中国的5倍左右。中国与美国、德国的技术差距可见一斑。

3.2高新技术产业出口比较

世界银行数据显示，2004—2013年，中国高新技术产业的出口表现优于美国和德国，2004年中国高新技术产业出口值为1630亿美元，高于德国而略低于美国，2013年中国高新技术产业出口值已达到5600亿美元。从纵向看，是2004年时中国的3.4倍；从横向看，则是美国的3.8倍、德国的3.9倍。单就出口数量上看，中国高新技术制造业显示出强大的竞争优势，但产品大多“质次价廉、效益不高”，不及美德产品“品质优秀、利润丰厚”。周松兰[15]对中日韩三国技术密集产品制造业竞争力进行分析时发现，中国大多数技术密集产品制造业的出口依赖于在华投资的外商投资企业出口，加工贸易成为中国技术密集产品制造业出口的主要方式。这意味着，尽管在高新技术产业出口总量上超越美国和德国，但实际上属于中国自主创新或是拥有知识产权的高新技术产品并不多。因此，自主创新能力的提高，已成为提高中国高新技术制造业竞争力的重中之重。

从图6可以看出，德国的高新技术产业出口值占制造业出口百分比在2004—2013年远低于中国和美国，但是与中美两国的差距在2008年前后发生了变化。2008年之前，德国与中美两国的比例差距基本保持不变或略有降低的趋势，但是2008年后，这一差距则逐渐变小，在2013年时，尽管与中国的差距仍比较大，但是已十分接近美国的占比。从总的趋势看，中国与美国的占比都在下降，但是两者表现出较大的差异性，占比变化也表现出明显地阶段性。在2004—2008年间，中国与美国的占比几乎持平，但是2008年后，两者分化的趋势明显，美国的占比大幅下降，使得两国的占比差距不断扩大。在2004年时，美国高新技术产业出口占比达到1/3，在全球经济危机发生后，美国高新技术产业出口占比则为1/5～1/6，这种大幅下降可能与其实施的“再工业化”战略有关。美国跨国公司多采用国际部的组织结构，使得国外子公司依赖于美国国内的各产品部，即关键的零部件仍由母公司提供。“再工业化”战略的实施使得美国的制造业出现部分“回流”，所以母公司的出口数量下降。同时“回流”也造成中国加工再出口类型的产业出口减少，使得中美高新技术产业出口占比均有所下降。

图6　中美德高新技术产业出口值占制造业出口百分比

4结论及启示

(1)中国高新技术制造业的发展速度快，有巨大发展潜力。中国高新技术产业发展尽管在总产出上与美国尚存差距，但差距在逐年缩小，且已经超越德国，已在中国制造业发展中占据着重要地位。不仅是产出上以及出口上的贡献，高新技术产业代表着制造业的先进技术水平，对提升制造业整体发展水平和优化产业结构有着重要作用。巨大的市场容量，完备的产业体系，稳定的发展环境，较完善的基础设施、充足的人力资源等优势使得中国仍为最具投资吸引力的国家之一。

(2)中国高新技术制造业发展的后劲严重不足，亟需创新驱动提升。中国高新技术制造业发展仍然存在一些问题，突出表现在创新能力方面。一是研发投入不足。不但在研发经费投入总量上低于美国，在高新技术制造业R&D投入强度上更明显低于美国和德国。二是创新效率较低。R&D投入在总量上超过德国，但是三方专利授权数却远低于德国。美国的研发投入为中国的3～4倍，但三方专利授权数却是中国的7倍多，反映出中国在创新产出能力上逊于美国和德国。这些问题的解决一方面需要政府的大力支持，制定有利于高新技术产业发展的政策，对积极创新的高新技术企业给予税收优惠、融资支持；另一方面需要企业与企业、企业与大学等加强合作。

(3)中国应当学习借鉴美德发展经验，推进中国制造自主创新。美国2012年的《致总统关于塑造先进制造业国家优势的报告》中指出，国家的研究和创新生态系统高度依赖于制造业基地，关键要识别对美国经济增长和竞争力影响最大的先进制造业技术。其提出的“工业互联网”概念，倡导将人、数据和机器连接起来，形成开放而全球化的工业网络，涵盖航空、交通、医疗等工业领域，注重网络、大数据等对工业领域的颠覆。德国则于2013 年发布了“工业4.0”标准化路线图，意图在制造领域实现资源、信息、物品和人相互关联的“虚拟网络-实体物理系统”。美德等发达国家一方面强化新兴技术的工程化和产业化能力，另一方面运用现代制造技术和制造系统来提高传统产业的生产效率。这固然会对中国的产业赶超形成抑制，但同时也为中国在两化深度融合、战略性新兴产业等方面的布局提供了方向。在中国自主创新能力尚弱，关键核心技术受制于人的局面未得到根本改变的情况下，不妨先通过集成创新，加强关键核心技术攻关，加速科技成果产业化，提高关键环节和重点领域的创新能力，最终实现自主创新能力的提升。

目前，中国对制造业的重视已提升到前所未有的高度，中国制造2025的提出，意味着从制造业大国向制造业强国转变已上升到战略高度并成为重大现实问题。其核心观点就在于坚持创新驱动、智能转型，而在这些方面，高新技术产业要一马当先，因为这既是提升中国制造业发展水平的着力点，也是与美德等发达国家竞争的关键。

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(责任编辑刘传忠)

Comparison of Development Characteristics and Innovation Output of High-tech Manufacturing Industry Among China，US and Germany

Ji Liangyu1，Li Lianshui1,2

(1.School of Economics and Management，Southeast University，Nanjing 210096,China;2.Chinese Academy of Manufacturing Industry，Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044,China)

Abstract：It analyzes the growth,structural and innovative characteristics of high-tech manufacturing，compares differences of innovation output in terms of innovation strength and the conversion benefit in the United States,Germany and China.The results find that：Chinese high-tech manufacturing has good growth prospects and faster growth；dislocation competition makes the internal structure of high-tech industry differences with US and Germany；Innovation investment is growing，the conversion efficiency has significantly improved.However，there has lower innovation investment intensity and weaker innovation strength issues.In light of this，it proposes that China should learn development experiences of US and Germany，promote independent innovation and improve innovation efficiency to develop Chinese high-tech manufacturing.

Key words:High-tech industry；Development characteristics；Innovation output；Innovation drive

基金项目：国家自然科学基金项目(71173116)，教育部哲学社会科学发展报告项目(13JBG004)。

收稿日期：2015-10-27

作者简介：季良玉(1988-)，女，河南信阳人，东南大学经济管理学院博士生;研究方向：制造业发展，创新管理。

中图分类号:F062.9

文献标识码:A