2023全球数字科技发展研究报告——全球科研实力对比

报告作者 叶静芸 jingyun.ye@aminer.cn 邬克 ke.wu@aminer.cn 苏中 suzhong.sz@alibaba-inc.com 智谱AI研究咨询部科技产业研究员，生态学博士。曾经多次主持或参与“北京市十大高精尖产业研究”、“各地企业技术尽调”、“人工智能系列报告”等多个项目，积累了科技政策、人才政策、科技评估等多方面研究经验。重点关注人工智能、先进制造等领域。 智谱AI研究咨询部科技产业研究员、负责人，外交学院法学硕士。在核心期刊、知名媒体发表论文和评论性文章20余篇；10余年科技产业研究咨询经验。 阿里研究院资深技术专家，计算机博士。阿里研究院资深技术专家，阿里研究院未来技术中心负责人，中国中文信息学会理事，中国计算机学会人工智能专委会常务委员。关注下一代互联网技术与产业发展。 报告概述 （一）全球数字技术论文的“量与质”比较 1.中美数字科技论文整体影响力大致相当。尽管中国数字科技领域论文数量（525,794篇）与美国（506,775篇）还存在4%的差距，但是平均被引量中国比美国多4次/篇，这说明中国数字科技领域论文整体影响力与美国大致相当。英国和加拿大论文数量大幅落后于中美两强，但其论文平均被引量明显高于中美，这说明英加两国数字科技论文影响力在全球仍占有重要地位。 2.中国在卓越研究成果方面明显落后于美国。某领域全球被引量Top1%论文（以下简称“Top1%论文”）被称为“顶尖论文”，其代表该领域卓越的学术研究成果。在数字科技领域，中国Top1%“顶尖论文”数量（7,096篇）明显少于美国（9,634篇），且平均被引量也明显落后于美国。 3.在全球数字化浪潮中，欧美国家是数字科技基础研究创新的引领者。除中国外的亚洲国家——印度、日本和韩国也跻身全球论文数量前10强国家行列，但它们的身影没有出现在Top1%论文数量前10强行列。在Top1%论文数量前10强国家中，除中国和澳大利亚外，其他8国（美、英、德、加、法、意、荷、西）均为欧美国家，且平均被引量均在300次/篇以上，而中国仅为202次/篇。 4.中国科学院1的数字科技论文发表量高居全球第一。在全球数字科技论文量前10强机构中，排名前三的机构依次是中国科学院（59,487篇）、美国加州大学（49,111篇）和法国研究型大学联盟（UDICE）（48,217篇）；除中国科学院外，中国还有一家机构即中国科学院大学（18,381篇）也跻身前10强；平均被引量最高的是哈佛大学和美国能源部，前者为50次/篇，后者为45次/篇，显示两者在数字科技领域显示出较强的研究和创新能力。 1注：中国科学院是一个庞大的科研学术机构，下设11个分院、100多家科研院所、130多个国家级重点实验室和工程中心，目前有正式职工6.9万余人，在学研究生7.9万余人。 表1全球数字科技论文产出国家排名 说明：论文检索时间范围为2012年1月至2021年12月。 数据来源：AMiner科技情报平台。 5.美国加州大学Top1%论文发表量位居全球第一。从数字科技Top1%论文数量来看，美国加州大学最多，为1,550篇；其次是中国科学院，为1,309篇；第三是美国哈佛大学，为1,192篇。多伦多大学和马克斯·普朗克学会的Top1%论文数量分别排名第9名和第10名，但平均被引量分别名列第1和第2名，这说明这两所学术机构在全球数字科技领域生产出最具影响力或者卓越成果。 6.令人感到鼓舞的是，中国在总体论文和Top1%论文数量增长上与美国的“黄金交叉”均已出现。2019年，中国在总体论文发表数量上与美国实现“黄金交叉”，而2020年中国在Top1%论文数量上与美国再次实现“黄金交叉”，这说明中国不仅在论文总量超过美国，而且在“顶尖论文”数量上超越美国，并逐年扩大与美国的优势。 图1全球数字科技领域论文产出数量前10强机构 说明：1.上图条形长度表示论文产出数量大小；2.论文检索时间范围为2012年1月至2021年12月。 （二）全球数字技术专利比较，中国是数字技术专利大国，而非强国 1.中国数字技术专利数量全球遥遥领先。中国共387,989件数字技术专利，是排名第2美国的2.9倍，是排名后9位国家总和的1.6倍，中国数字应用技术整体研发能力在全球首屈一指。 在数字科技领域专利数量排名前10机构中，中国机构占一半，其分别是百度、国家电网、腾讯、平安科技和华为。另外，老牌信息技术公司——国际商业机器公司（IBM）专利储备仍高居全球机构之首，显示深厚的数字技术积淀。分析发现，中国数字技术实力最强机构来自于能源、互联网、通信、金融等行业的科技巨头，以及211、985、双一流和以理工为特色的全国重点大学，如西安电子科技大学、浙江大学、东南大学、华南理工大学等。 图2全球数字技术授权专利数量前10强国家排名 说明：专利检索时间范围为2012年1月至2021年12月； 数据来源：AMiner科技情报平台。 2.中国数字技术高价值专利（市场价值100万美元以上）数量在全球相对落后。从数量上看，中国以1,650件高价值专利数量排名全球第4位，落后于美国的12,859件、日本的3,718件以及韩国的2,111件。 3.在全球高价值专利前10强机构中，中国的华为和阿里巴巴入榜。韩国三星、微软公司和谷歌公司是全球高价值专利前三大巨头，数量依次为1,061件、630件和592件。其他前10强机构依次是、高通、华为、IBM、苹果、飞利浦、阿里巴巴以及索尼。中国的华为和阿里巴巴入榜。 4.中国数字科技巨头高价值专利储备实力与国际巨头差距仍然较大。中国高价值专利数量最多的是华为，阿里巴巴和腾讯分别位列第2和第3位，专利数量分别为261和127件，与三星、微软和谷歌等国际巨头的专利储备实力相差较大。 表2中国数字科技高价值专利数量前5强机构 说明：1.本报告将市场价值为100万美元及以上的专利视为高价值专利； 2.专利检索时间范围为2012年1月至2021年12月。 5.中美数字技术专利实力差距在价值链高端部分。虽然中国专利总量是美国的2.9倍，但美国高价值专利是中国的8倍，特别是越往价值链高端，美国的优势越明显。可见美国占据了全球数字科技产业链的高端部分，而中国专利集中在价值链低端。从近10年中美高价值专利数量走势看，中美之间的差距并非出现明显的缩窄态势。 6.全球数字技术高价值专利储备实力在较长时间内仍然维持“一超多强”格局。从近10年高价值专利数量变化态势看，全球主要数字技术强国均处于下降态势（原因之一是专利价值的显现需要一定时长），但是美国与日本、韩国、中国、德国等数字技术强国仍保持较大优势，很难预期后者在较短时期内能赶超前者。 （三）中国数字科技发展前景在于向价值链高端跃升 专利是倾向于应用技术的科研成果，其市场价值直接反映该技术应用产品处于产业价值链的位置。从专利市场价值分布看，中国数字技术专利价值在30万美元以下的占98%，因此中国数字技术产业仍处于全球价值链低端。论文是倾向于基础研究的科研成果，往往是科技创新突破的先导。未来中国数字科技的发展前景在于从日益强大的基础研究成果中实现实际应用转化，推动数字技术产业向价值链高端跃升。 前言 近年来，数字经济己经成为推动全球经济发展的新动力，各国纷纷出台战略规划，依托数字化技术实现新一轮产业变革，进而抢占全球价值链的制高点。中国政府也做出了重大战略部署，相继出台了多项数字科技发展引导政策，全面推进数字科技发展，并明确提出数字中国战略，构筑国家竞争新优势，加快建成社会主义现代化强国。 2022年11月，习近平总书记在致世界互联网大会乌镇峰会的贺信中指出：“当今时代，数字技术作为世界科技革命和产业变革的先导力量，日益融入经济社会发展各领域全过程，深刻改变着生产方式、生活方式和社会治理方式。”国家十四五规划纲要专门设置“第五篇加快数字化发展建设数字中国”章节，对加快建设数字经济、数字社会、数字政府，营造良好数字生态做出明确部署。2021年12月，中央网络安全和信息化委员会日前印发《“十四五”国家信息化规划》，提出要建立健全规范有序的数字化发展治理体系。为推动开放、健康、安全的数字生态，加快数字中国建设进程提供方向。 作为技术研发的副产品，学术论文和专利是科研成果的重要结果之一，可以作为研发实力的衡量指标。为了更好地了解全球数字科技的发展情况，我们基于AMiner科技情报平台的数据，利用文献计量方法，通过持续跟踪相关领域学术论文、专利的申请情况和走势，揭示数字科技的热点前沿领域。另外，通过分析相关领域可以展示技术创新的活跃程度，对全球各国数字科技发展状况做全面比较。 目录 11/第一章数字科技论文 12/1.国家分布 12/1.1论文总量前10强国家 13/1.2Top1%论文前10强国家 13/1.3中美论文发表数量变化态势 15/2.机构分布 15/2.1论文发布量前10强机构 16/2.2Top1%论文数量前10强机构 17/第二章数字技术专利 18/1.专利分布 18/1.1全球专利数量前10强国家 19/1.2专利数量前10强机构 20/1.3中美专利数量变化态势 21/2.高价值专利分析 21/2.1全球高价值专利前10强国家 22/2.2全球高价值专利前10强机构 23/2.3中国高价值专利前10强机构 25/2.4中美专利价值比较分析 26/2.5中美等国高价值专利变化态势 27/第三章总结与展望 28/1.中国数字科技论文两项关键指标将登顶全球第一 28/2.中国是数字技术专利大国，而非强国 28/3.中国数字科技发展前景在于向价值链高端跃升 29/附件 30/1.研究方法 31/2.数字科技八大领域主题词知识图谱 Chapter1 数字科技论文 本章以数字科技领域的ESI5核心论文（以下简称“论文”）、被引量Top1%论文（以下简称“Top1%论文”）数据为研究基础，分别从论文的国家和机构分布两个方面进行分析。基于AMiner科技情报系统，共检索到数字科技领域内论文2,204,950篇，其中Top1%论 文23,138篇。 5ESI被称为基本科学指标数据库(EssentialScienceIndicatorsDatabase)，是国际公认的评价大学、学术机构和国家/地区国际学术水平和影响力的重要评价指标工具之一。 1国家分布 1.1论文总量前10强国家 从论文数量上看，美国的论文数量为525,794篇，位居全球第一，论文平均被引量为14次； 中国的论文数量为506,775篇，论文平均被引量为18次。虽然中国的相关论文数量低于美国，但 是被引用数量更具优势。第三至五位的德国、英国和印度的论文数量分别是151,435篇、137,826 篇和122,982篇。 从论文的平均被引量上看，英国的平均被引量最高，为25次/篇。虽然加拿大的论文数量相对较少，但平均被引量高达22次/篇，位列第二。中国论文平均被被引量位列全球第三。意大利 （17次/篇）和印度（15次/篇）研究成果的认可度也较高，分列第四和第五位。 图3数字科技领域论文数量前10强国家 说明：论文检索时间范围为2012年1月至2021年12月。 数据来源：AMiner科技情报平台。 1.2Top1%论文前10强国家 被引量进入前1％的“顶尖论文”被称为引领相关领域最卓越的研究成果。下图显示了数字科技领域Top1%论文数量前10强国家状况。 从论文数量和平均被引量综合分析看，拥有最多Top1%论文的国家是美国为9,634篇，但被引状况表现一般；第二名为中国，数量为7,096篇，约为第三名英国（3,611篇）的两倍，但相比于英国202次/篇的被引量，中国研究论文的国际影响力还待提升。其余七个国家Top1%论文数量明显少于前三名，但其中六个国家的平均被引量都在高于300次/篇，其中法国（387次/篇）、荷兰（386次/篇）、西班牙（377次/篇）和加拿大