科技创新历史复盘：美国篇，科技的力量，从引入到创新、到引领全球

总量研究 宏观深度 2022年11月18日 证券分析师： 胡少华S0630516090002 hush@longone.com.cn 证券分析师： 刘思佳S0630516080002 lsjia@longone.com.cn 证券分析师： 谢建斌S0630522020001 xjb@longone.com.cn 科技的力量：从引入到创新、到引领全球 ——科技创新历史复盘：美国篇 投资要点 世界经济发展的历史规律表明，每一次新技术革命都会突破原有社会的运行边界，创造出一个“新世界”，带来社会的全面变革和进步。技术进步主导着产业的迭代升级和产业结构的调整浪潮，是经济增长的发动机。新兴产业的发展意味着对资本、原材料、服务以及新的配套产品等多方面需求的增加，这种派生需求会普遍溢出到其他产业之中，相关产业的协同发展将为经济增长提供强劲动力。近170年，美国的石油业、钢铁业、汽车业和信息技术业等先后引领着世界科技和社会的发展，并促使美国超越英国成就了世界霸主地位，其中的核心企业也获得了超常规的发展，收获了超额回报。 超越与领先。19世纪末，美国后来者居上。18世纪中期，英国是全球的科技创新中心，美国抓住第二次工业革命的历史机遇，使电力广泛应用于生产领域，大力发展石油、钢铁等重工业，实现综合国力的超越，19世纪末美国的经济总量已经超过英国。经过20世纪初汽车产业的突破性发展和二次世界大战对美国的有利影响，美国在西方世界第一的地位进一步确立和巩固。20世纪70年代，美国经济陷入滞胀困境；同期日本和欧盟快速崛起。面对诸多不利因素，美国三管齐下：政策上，政府出台创新法案鼓励科技成果转 化；产业上，聚焦高端制造，重点突破半导体、计算机、生物医药等领域；金融上，通 过利率市场化改革、养老金入市等方式大力发展股权融资。美国的措施取得了很好的效果，赢得了信息科技、网络互联和移动互联等领域的绝对领先优势，进而强化了美国的世界霸主地位，同时一批领导型跨国大企业也在全球市场中收获了超额收益。 创新与超额收益。1）公共研发投资的杠杆效应很强。以医药行业为例，1988-2012年，美国用于人类基因组研发项目的30亿美元公共研发投资带动直接和间接经济活动支出高达9650亿美元，撬动320倍杠杆；据测算，美国药品领域的基础研究每增加1美元，市场将追加投资8.38美元。公共研发投资还可“带动所有的船前进”，而不止是“快艇”。收入端，公共研发投资可带动社会整体收入水平的提高；就业端，大学研发支出翻倍时所 在地区就业率将提升1个百分点。2）研发投入与人均GDP和制造业增长的相关性非常 高。经测算，1967-2020年，美国研发投入总额与人均GDP、制造业增加值的相关系数 分别为0.95和0.97；1977-2020年，美国研发投入总额与信息和数据处理服务行业增加值GDP占比的相关系数为0.96。3）持续上升的研发支出推动企业业绩持续向好，带动纳斯达克近20年长牛。2002-2019年，美国计算机与电子产品行业税后利润年平均增速达 12.84%，而基本金属和采矿业则分别为-46.68%、-28.92%。同期，纳斯达克指数最大涨幅为709.83%，标普500指数为378.92%，道琼斯指数为337.53%。 钢铁业：技术进步推动美国钢铁行业的迅猛发展和快速工业化。发生于19世纪中期的贝塞麦炼钢法和西门子马丁平炉炼钢法两项技术创新大幅降低了钢铁生产成本，美国原钢冶炼成本大幅下降约80%。19世纪70-90年代，美国钢铁工业生产实现爆炸性增长，1870-1910年美国钢材产量增长372倍。钢铁工业的迅猛发展助推美国实现工业化转型，1860-1894年美国工业制成品总值从世界第四跃居世界第一。 汽车业：三大里程碑式创新成为美国汽车工业腾飞的关键，帮助美国确立了世界霸主地位。一是福特汽车采用流水线装配生产模式；二是斯隆的多项创新举措；三是钢制轿式车身技术的创新，20世纪初三次里程碑式的创新把美国汽车带向了全球世界，成为美国 经济中影响最大的主导产业。福特汽车也因此名留史册，扬名世界，并获取了高额回 报。20世纪90年代之前，美国汽车产量与制造业PMI变化基本同步，汽车行业景气度反映了美国制造业的强弱。 信息网络业：美国政府、院校、企业合作带领全球进入信息互联时代。美国通过国防等部门和研究院所进行先导性、基础性研究开发，企业部门侧重于专利性、商业性应用技术开发，并限制日本的信息技术，最终在芯片等硬件领域，操作系统、浏览器、办公软件、企业管理软件等领域，搜索、互联等领域，形成了绝对优势地位。20世纪末，信息技术产业已取代汽车成为新的支柱产业，成为拉动美国经济增长的主要动力，超过其他非电子机械制造业规模的总和。期间涌现出了微软、英特尔、谷歌、思科等一批全球著名企业，移动互联时代又出现了著名的苹果公司。美国信息技术的基础研究与规模化、 产业化的工业集群存在两点关系：1）基础研究的开始到第一代产品的出现，周期大约为 5-10年；2）基础研究的开始到形成十亿美元规模的产业，周期大约为10-15年。 创新企业引领时代发展，收获超额回报。福特、微软、苹果等公司的创新活动，不仅巩固了美国的霸主地位，推动了世界科技的突破性发展，其自身也收获了超额收益。总体来看，这些成功的创新型企业，体现出以下共同特征：1）创新符合时代发展的方向，引领全球社会发展，拓宽了社会活动边界，创造了巨大的社会需求。2）企业家自身热爱科 技创新，企业的研发投入力度很大。3）研发投资的回报率很高，能够持续保持很高ROE水平。4）企业高盈利能力，最终映射于股价上涨之中，投资者可以获得很高的回报率。 总结：立足创新发展，寻找高回报产业和标的。从纺织工业及蒸汽机、钢铁和铁路，到电气和重化工业、汽车工业，再到电子计算机、信息技术等，每一轮创新带来的“康波周期”都具有历史性的变革。参考美国近200年的科技发展史，也是从模仿引入、创新到引领时代逐步发展起来的。中国目前许多核心技术仍然受制于人，创新发展正处于追赶和超越的关键阶段。电子信息网络技术、高端制造、医药生物、国防军工等正在不断突破关键核心技术，光风新能源、智能汽车等新兴产业已经具备大规模发展基础，市场空间非常大。我们认为，这些都是值得重点关注的发展领域，其中可以重点关注立足主业 具有很强创新能力、研发投入力度大、回报高的龙头企业。未来看好创新升级中的电子 信息技术、高端制造、国防军工、新能源、新能源汽车等板块；以及科创50、创业板、中证500、中证1000等指数表现。 风险提示：科技创新的不确定性较大，技术路线和企业选择会有一定风险；海外宏观经济和国际关系波动存在一定风险；国内疫情发展态势不确定性较大，或将影响资本市场风险偏好；海外货币政策超预期紧缩，或对我国科创企业股价产生不利影响。 正文目录 1.超越与领先：18世纪末至20世纪60年代6 1.1.早期阶段：英国遥遥领先，实行封锁，美国立足突破6 1.2.发展阶段：英国固步自封，美国趁势超越6 1.3.超越阶段：战争刺激需求，开放环境提供沃土7 2.高歌猛进：引领全球的科技力量，20世纪60年代至今9 2.1.高通胀与制造业下行，倒逼美国科技创新9 2.2.促进创新的政策措施与经济金融力量12 2.2.1.二十世纪后半叶的创新与发展12 2.2.2.站在新的风口，新世纪以来继续高歌猛进17 2.3.公共研发投入是驱动美国经济增长的引擎19 2.4.研发投入可获得超额回报21 2.4.1.美国研发投入强度很大21 2.4.2.研发投入成果丰厚22 2.4.3.高研发带动高技术产业快速发展23 2.4.4.研发投入与经济产业具有相当高的相关性24 3.不同阶段的代表性行业分析25 3.1.钢铁业25 3.2.汽车业26 3.3.信息通信业28 4.不同阶段的代表性公司分析32 4.1.福特汽车33 4.2.微软35 4.3.苹果公司38 5.在创新发展中收获高回报42 5.1.他山之石：美国科技创新的启示42 5.2.创新引领型企业的一些基本特征44 5.3.在赶超式创新发展中收获更大回报45 6.风险提示46 图表目录 图1美国工业研究实验室数量，个9 图21900-1960移民到美国科学家数量占比，%9 图31951-2000国际原油价格，美元/桶10 图41974-1982美国原油进口价格，美元/桶10 图51965-1972美国M1、M2增速，%10 图61970-1973美国联邦基准利率，%10 图71970-1980美国CPI同比，%11 图81965-1975美国GDP增速，%11 图91971-1974美国大宗商品价格，%11 图101971-1974美国制造业PMI指数，%11 图111970-1980美国、日本、欧盟GDP全球占比，%12 图121973-1982美国汽车产量，辆12 图131960-1980美国财政支出与社会保障支出，亿美元13 图141960-1980美国社会保障支出占财政支出比重，%13 图151981-1990美国信息业和现代服务业快速发展，%14 图161981-1990美国GDP增速，%14 图171981-1990美国制造业产业结构优化升级，%15 图181981-1990美国服务业产业结构优化升级，%15 图191970-2000美国非金融企业股权融资比重，%16 图201980-2000美国联邦基金利率，%17 图211980-2000美国股市IPO数量，家17 图221951-2020美国联邦政府研发支出规模，百万美元18 图231952-2021美国联邦政府研发支出增速，%18 图241947-2020美国贫民和富人收入占比，%21 图25美国公共研发投资与家庭收入，美元，百万美元21 图261981-2019美国研发投入情况，百万美元，%22 图271981-2020美国各部门研发投入规模，百万美元22 图282008-2018美国企业各行业研发支出占比，%22 图291981-2014美国研发人员数量，人22 图301993-2021美国专利申请、获批数，件23 图311981-2021美国获诺贝尔科学奖人数，人23 图32美国计算机与电子产品企业业绩向好，百万美元23 图332002-2019美国三大股指走势，点23 图341991-2000美国三大产业就业人数比例，%24 图35美国产业结构实现优化升级，%24 图361980-2000美国第二产业内部优化升级，%24 图371981-2000美国人均GDP及增速，美元，%24 图38研发投入与人均GDP的相关关系25 图39研发投入与制造业增加值的相关关系25 图40研发投入与信息和数据处理服务行业的相关关系25 图41研发投入与加工金属制品行业的相关关系25 图421900-2021美国粗钢产量，千吨26 图431920-2021美国工业总体产出指数，%26 图441967-2022美国汽车产量，千辆27 图45汽车制造、服务业行业增加值GDP占比，%27 图46美国汽车产量与制造业PMI，千辆，%28 图47美国汽车销量与制造业PMI，千辆，%28 图481967-1985美国汽车产量与制造业PMI正相关28 图491990-2022美国汽车产量与制造业PMI负相关28 图501947-2021美国各行业增加值占GDP比重，%29 图511978-2000美国计算机销售情况，十亿美元，%29 图521978-1982美国信息业与制造业指标对比，%30 图532018主要经济体研发支出占销售收入比重，%30 图54信息技术基础研究与产业化的关系32 图55福特T型车的不同款式33 图561910-1920福特年产量和销售额，万辆，亿美元34 图57第1500万辆福特汽车34 图581925-1935美国工业产出指数快速上升，%35 图591947-1968美国制造业增加值占比维持高位，%35 图601967-1990美日汽车年产量，辆35 图61