2022年美国科学与工程状况

TSte的U。 合作伙伴e 合作伙我 伴N在一个LEE波 国家科学委员会 艾伦·奥乔亚讲的椅子董事(退休) 林登·约翰逊航天中心 Victorr.McCrary讲副主席 负责研究和研究生课程的副总裁以及化学教授 哥伦比亚特区的大学 w·卡尔Lineberger 国际劳动协会（JILA）院士、E.U.Condon杰出教授化学 科罗拉多大学 马修Malkan 物理学和天文学的特聘教授加州大学洛杉矶分校 SudarsanamSureshBabu 布雷德森跨学科研究中心主任和研究生教育; 州长先进制造业主席和教授机械工程和材料科学 橡树岭国家实验室/田纳西大学，诺克斯维尔 罗杰·n·比奇 名誉教授生物学 华盛顿大学,圣路易斯 亚瑟Bienenstock称光子科学的名誉教授斯坦福大学 莫林·l·Condic 神经生物学和解剖学副教授犹他大学医学院的 亚伦Dominguez教务长 美国天主教大学 w·肯特福克斯总统 佛罗里达大学 苏雷什诉盖瑞总统 佛蒙特大学 达里奥吉尔 研究的高级副总裁兼董事 IBM 梅尔文发怒讲师 Massachusetts-Dartmouth大学 史蒂文Leath总统(退休) 爱荷华州立大学和奥本大学 埃米利奥·莫兰 JohnA.Hannah全球变化杰出教授科学 密歇根州立大学 茱莉亚·m·菲利普斯高管退休 桑迪亚国家实验室 丹•里德 学术事务高级副校长（教务长）犹他大学 萨金特学院。 爱尔兰共和军的天文学荣誉退休教授鲍文加州理工学院的 ScottStanley技术副总裁电子的星球 美国的艾伦·斯特 协恩理副总裁兼特别助理总统 西南研究所 斯蒂芬·h·威拉德 生物技术高管和律师 希瑟·威尔逊总统 德克萨斯大学埃尔帕索 SethuramanPanchanathan,成员依据职权导演 国家科学基金会 约翰·j.Veysey二世,执行官董事会办公室主任 国家科学委员会 国家科学委员会科学与工程指标 2022 美国科学的状态与工程2022 2022年1月|讲-2022-1 前言 国家科学委员会（委员会）是必需的 美国国家科学基金会（NSF）法案，42U.S.C.§1863（j） (1)准备和传播两年一次科学和工程指标(指标)向总统汇报 和国会每偶数年。该报告是由国家科学与工程中心编制 NSF内的统计（NCSES）在NSF的指导下董事会。 指标提供美国的状态信息 随着时间的推移，科学与工程（S&E）企业和在全球背景下。该报告是一份与政策相关的政策高质量美国和国际数据的中立来源。 报告中提出的指标是定量的 与范围、质量和活力相关的陈述是企业。 本报告总结了九个专题的主要发现提供深入科学数据和信息的报告，技术、工程和数学（STEM）教育在各级;STEM劳动力;美国和国际研究和开发性能;美国 高科技产业的竞争力;发明知识转移和创新;和公众看法科学技术和意识。指标也 包括一个交互式在线工具，可实现状态各种S&E指标的比较。这份报告， 九个专题报告,和在线状态指标数据工具一起构成完整的指标套产品。 表的内容 执行总结2 介绍4 美国和全球阀杆教育和劳动力5 小学和二次(k-12)数学和科学|到底是更高的教育在的曼联州|国际到底是更高的教育和学生流动性|美国人的感知关于科学|的阀杆劳动市场和的经济|人口作文的的阀杆劳动力 美国和全球研究和发展14 全球研发|美国性能和资金趋势 美国和全球科学和技术功能23 研究出版物|发明和创新|知识和技术密集型行业输出 结论30 术语表31 定义|关键来首字母缩略词和缩写 参考文献35 笔记37 致谢和引用39 致谢|封面图像信贷|推荐引用 关键的外卖美国科学和工程的状态显示, 加强美国S&E企业至关重要 ●全球研发（R&D）绩效是 集中在少数几个国家，与美国执行最(2019年全球研发的27%), 其次是中国（22%）、日本（7%）、德国（6%），和韩国(4%)。 保持美国作为主要表现者的地位，以及全球科技活动的合作者(见术语表部分本报告中使用的术语的定义）。目前， 美国在几个S&E方面处于世界领先地位。这 COVID-19疫苗的成功发展 ●全球研发的集中表现继续从美国和欧洲转向 国家在亚洲东南东和南亚。 ●许多中等收入国家,如中国和 印度正在增加科学与工程（S&E）出版、专利活动以及知识和 技术密集型（KTI）输出，已分发贯穿始终的科学和技术（S&T）能力全球。 ●美国研发经费占美国研发总额的比例政府从2010年的31%减少到一个 估计2019年为21%，即使绝对金额 证明美国S&E企业实力雄厚，并且可以跨部门有效地开展国际合作。 在全球范围内，美国进行的研发最多（656美元）亿，初步估计）在2019年。然而，美国 国家作为世界上研发最重要的执行者的作用是随着亚洲继续增加投资而变化。 其他国家的研发和科技产出增长，包括中国，超过了美国。因此 即使美国的研发有所增加，美国在全球的份额也有所增加。研发下降，而美国的相对地位 某些科技活动的状态要么没有改变，要么没有改变尽管绝对的活动的增加而减少。 联邦政府资助研发增加。全球和美国境内的商业部门 既资助又执行最多的研发。但是，就而言，在 ●美国科学、技术、工程、和数学（STEM）劳动力占23% 美国劳动力总数，涉及所有教育工作者水平，并包括更高比例的男性，白人，亚洲人与外国出生的工人的比例比 这些团体在美国的人口。 ●黑人和西班牙裔之间的弱势学生获得是学位和茎中 至少具有学士学位的工人。然而茎的工人没有学士 学位与他们在美国劳动力中所占的比例相似。 ●差异,在k-12教育和学生在人口和社会经济性能类别和地理区域是挑战 美国STEM教育体系，以及负担能力 在研发总经费中所占的份额，联邦政府是 基础研究的单一最大资助者（41%），其次是企业（31%）、非联邦政府和非营利组织 （16%）和高等教育（13%）。联邦政府也资助了最大比例的研发 高等教育机构（50%）。美国的比例 自那以后，联邦政府资助的研发有所下降 2010年，在所有部门和所有研究类型中-基础，应用，和实验开发。因为高等教育 机构承担了全国大部分的基础研究并且因为他们提供高级S&E培训许多KTI行业需要，联邦份额下降对高等教育的支持可能会限制 美国既要进行研发，又要开发充分遏制劳动力专家。 的高等教育。美国STEM劳动力，那些从事以下工作的人 ●美国奖最是博士学位 全球。在美国的S&E博士生中 国家，很大一部分是国际国家，一半以上经济学领域的博士学位， 计算机科学、工程和数学统计数据是授予国际学生。 通常需要S&E知识和技能，很大：16 百万拥有至少学士学位和近乎学士学位的工人 2000万熟练技术劳动力（STW）工人没有学士学位。不均匀的 阻止人口群表示 劳动力表明有机会增加 拥有国内人才的STEM劳动力-特别是在学士学位或更高水平。 妇女和某些少数群体——黑人、西班牙裔、和美国本土或阿拉斯加的人 相对于他们的STEM劳动力，在STEM劳动力中的代表性不足在美国人口中的比例。女性构成 更大比例的STEM劳动力至少具有学士学位比STW的。相比之下，少数群体人员在 干细胞在很大程度上是由他们的劳动力阻止工人的代表名额不足的 本科及以上学历。这些群体更多在STW表示。 阀杆严重依赖外国出生劳动力个人，约占STEM的五分之一 劳动力（以及某些领域的更高比例）。中 拥有S&E学位的外国出生的STEM工人，约占50%来自亚洲，大多数来自印度或中国。另外 计算机和数学科学家的比例很大 学士（25%）和博士学位（60%）学位 2019年水平外籍阻止工人。 作为教育家和合作者，美国促进国际科技能力的发展。 美国撰写的S&E文章是一些最高级的文章世界上引用的文章。此外，全球35%的来自多个国家的作者的S&E文章在 至少一位美国作者。即使行动不便由COVID-19大流行引起的，国际在美国高等教育就读S&E专业的学生 2020年机构超过325，000家（低于406，000家）前一年）。大多数国际学生学习 工程、经济学、计算机科学或数学和统计数据。 虽然美国在国际上很高 美国大学STEM教育的竞争力大学预科学生的表现仅略有高于经济合作组织和 在下面科学和发展组织(OECD)的平均水平 数学平均。K-12教育中的不平等现象持续存在按种族或民族、社会经济地位划分的结果，以及美国地区。STEM考试成绩的差距最大 亚洲学生在顶部，黑人学生在底部。 经验较少的STEM教师在 少数族裔入学率高或少数民族入学率高的学校贫困学生或学校学生集中 南部和西部。 地区差异并非K-12教育所独有。 美国的科技能力,KTI行业(见术语表部分 KTI产业的定义），高创新活动,遏制劳动力 集中在几个地理区域。美国专利活动集中在沿海地区和部分地区德克萨斯州五大湖地区和落基山脉分布与STEM就业和KTI相似 工业生产。此外，可负担性更高 各州的教育也各不相同。支持所有美国人接受高质量的STEM教育并追求任何 S&E学习或职业领域是关键组成部分维持和发展美国遏制劳动力。 解决美国S&E企业的区域差异， 包括进入高等教育机构的机会，5月提供使该国能够开会的潜在途径 现有的和新的挑战，如 COVID-19大流行。 COVID-19对全球经济产生了重大影响，包括美国S&E企业。在美国， 大流行加剧了现有的社会经济差异，例如无法访问计算机和 低收入和一些少数民族的家中宽带学生。STEM工人的失业率为 低于非STEM工作者，但STEM中的女性经验丰富的高失业率比她们的男性 同行。缺乏在线技术 据报道，一些少数群体的学习率更高组。在低 收入学生急剧下降。的经历 大流行凸显了美国S&E企业面临的挑战，例如改善获得高质量在线教育的机会，同时显示了美国的反应能力 快速开发有效COVID-19的科技能力疫苗。 介绍 美国科学和工程的状态总结了关键评估科学状况的指标 美国境内的工程（S&E）企业和 这说明了美国在多个方面的全球地位 S&E企业。这包括有关 检索和娱乐活动的地理分布;科学技术、工程和数学(STEM) 就业机会;STEM的地理差异教育;以及人口和 S&E企业中的社会经济群体 美国。(见术语表部分术语的定义本报告中使用)。 今年的报告与上一份报告有四个不同之处 主要方式。首先，现在对STEM劳动力的分析结合了以前两个主要组件 被视为独立的：（1）S&E和S&E相关工人具有学士或更高学位和（2）熟练的技术没有这种学位的工人。整合这两者 组件可以更好地估计使用S&E的组件支持美国S&E企业的技能和知识。 其次，该报告包括一个关于COVID-19如何大流行影响了S&E企业的许多方面—— 教育、就业、创新、协作和向市场发布新产品。三、用于分析全球研发的数据因为更新修订(R&D)的贡献 购买力平价（PPP）估计值，将 国家的研发支出以本国货币兑美元计算支出，作为所有国家的共同衡量标准。这导致中国研发的变化相对较大。 估计数高于其他国家，即 详见侧边栏。四、调查仪器用于捕获美国商业创新改为捕获 创新更全面，导致大量修改创新数据。 本报告提供了来自详细 九份专题报告中的分析共同构成了科学和工程学指标》2022年。主题报告依赖于公开数据，进行了调查由国家科学与工程中心 美国国家科学基金会内的统计学（NCSES） （NSF），以及由一系列其他联邦政府和国际组织。 在这里，从九个报告中选择的数据分为三个主要部分，以及报告末尾的注释提供有关特定报告的信息，这些报告是每个部分的来源。第一部分介绍 从K-12到博士的美国STEM教育体系水平教育和STEM劳动力，包括S&E学位学生的国际组成 以及外国出生工人的贡献。第二个 部分是关于研发的，它提供了对各种形式的分析经济部门资助和开展研发活动 将美国与其他顶级研发表现进行比较 国家。此部分还包括两个侧边栏：一个在对全球研发估计的修订和对 COVID-19大流行对美国的影响是企业。最后一部分侧重于S&E的产出