美国与中国:在先进行业研发投资的较量

图片源于:https://itif.org/publications/2023/07/24/innovation-wars-how-china-is-gaining-on-the-united-states-in-corporate-rd/

根据最新报告,先进、可交易的行业在推动美国经济的全球竞争力方面发挥着关键作用。

企业在研发(R&D)上的投资是衡量这些行业强度的关键指标。

面对中国在创新经济中的激烈挑战,评估两国在其先进行业私营部门研发支出上的表现至关重要。

本报告利用欧盟研发2500强榜单,该榜单覆盖全球90%的私营部门R&D支出,比较了美国和中国总部公司的研发支出。

首先,我们考察九个战略性重要的先进可交易行业。

其次,我们对比美国和中国在所有非先进可交易行业中的表现。

最后,我们研究非交易行业。

需要注意的是,这些数据集存在一些警告:公司的位置是基于其总部进行分类,而不是研发投资发生的地点;研发支出以名义美元计,公司的行业是按主要业务活动分类的,并且这里的大部分数据并没有尝试进行购买力平价调整以反映中国较低的研发薪资。

每个报告部分还按规模调整的基础审查美国和中国在这些行业的私营部门研发支出——首先相对于各自经济的规模;然后以其在每个行业或行业组中的全球研发比例进行比较;最后使用一种称为位置商(LQ)的行业集中度比率,LQ是指一个国家的研发占其国家经济的份额与全球平均值的比率。

我们还比较了私营研发在各自国家的前四大公司的集中程度,这些公司均在欧盟研发2500强榜单上。

数据显示,尽管美国公司的研发投资正在增长,但中国正在趋近。

在2013年,美国企业在九个先进行业的研发投资超过了中国企业。

然而到了2021年,美国企业在九个行业中的两个行业失去了领先地位,而中国在其他七个行业的差距逐渐缩小。

如果这一趋势持续下去,美国可能在这七个行业失去全球市场份额,因为中国公司在政府支持下不断扩大研发投资。

此外,因中国企业依赖于广泛的知识产权盗窃和强制技术转让,他们在获得相同的创新结果方面不需要像美国企业那样投入相同数量的研发。

可以将中国视为一名“搭便车者”,他们依靠美国及其他外企的研发投资生存。

除了这种搭便车的策略,考虑到研发工作者的薪资较低,中国企业也在自身内部联系能力的投资上加大了力度。

因此,华盛顿需要更好地激励私营部门继续投资研发。

这应包括扩大资金资助联合行业-大学研究的项目,将替代简化研发税收抵免率从14%提升至至少28%,并恢复研发费用的完全扣除。

通过这些政策,维持美国行业的全球市场份额要比失去后才努力恢复市场份额容易得多。

下面的各个小节比较了美国与中国在九个先进行业(包括航空航天与国防、电子与电气设备、通用工业、工业工程、制药与生物技术、软件与计算机服务、技术与硬件设备、替代能源以及汽车与零部件)中私营企业的研发支出。

需要注意的是,这些公司的样本仅包括全球前2500名的研发支出者。

在先进行业中,普通美国公司的研发支出高于普通中国公司。

2021年,659家美国公司和424家中国公司进入欧盟研发2500强榜单。

与此相比,全球其他地区有618家公司。同样值得注意的是,平均美国公司在这些九个行业的研发支出为802百万美元,略高于全球平均的655百万美元。

相较之下,平均中国公司在研发上的支出为363百万美元,明显低于全球行业的平均支出。

纵观整个先进行业,美国企业在研发上的投资高于中国企业。

2021年,美国公司在九个先进行业的研发支出达到5290亿美元,而中国公司的研发支出为1540亿美元。

因此,美国公司在研发方面所占份额为47.4%,而中国公司仅占13.8%。

这一比例与全球其它地区的39%相比仍有差距。

即便在对国内生产总值(GDP)进行调整后,美国公司在这些九个行业的研发支出仍然高于中国公司。

对于每1000美元的GDP,美国公司在研发上的支出为22.70美元,而中国公司的支出仅为8.67美元。

其他国家的企业支出为7.80美元。换句话说,无论是中国企业还是美国企业在总体上相对于全球其它公司都投入更多研发支出,但美国企业仍然在研发总支出方面表现优于中国企业。

在考量工资差异后,中国企业正在迅速赶上美国企业的投资水平。

尽管工资在测量中存在一定困难,PayScale估算中国研究科学家的年收入为45446美元,是美国同行87132美元的1.9倍。

这一差异意味着中国企业的研发支出能产生更大的效益。

经过调整后,美国公司与中国公司的研发支出仅高出80%:5290亿美元对2950亿美元。

同时,既然考虑到工资差异和GDP,美国在研发支出方面的优势仅为37%:每1000美元的GDP中,美国支出1.74美元,而中国为1.28美元。

在行业集中度方面,美国企业的研发支出仍高于中国企业。

在六个行业中,美国公司的研发支出显著高于中国公司,其中包括软件与计算机服务、技术与硬件以及制药与生物技术行业。

然而,在通用工业、电子与电气设备和工业工程这三个行业中,美国公司的研发支出或与中国企业持平,或略低于中国公司。

此外,中国企业正在缩小与美国企业的研发支出差距。

自2013年以来,在九个主要领域中,美国公司的研发支出表现疲软,而中国企业在快速增长。

航空航天与国防部门包括制造商、装配商和航空零部件及航空器的分销商,以及在商业和私人航空运输中使用的通信卫星的生产商。

这一领域也涵盖了军事航空器、雷达设备及其在国防行业使用的武器制造的相关公司。

在2021年,有15家美国公司进入欧盟研发2500强榜单,囊括了雷神科技、波音和洛克希德·马丁等知名企业。

而5家中国企业,诸如中国航空工业集团电机系统、航天科技集团等也在榜单中。

2021年,该部门的平均美国公司在研发支出上为626百万美元,明显高于全球航天与国防行业的平均支出495百万美元。

相比之下,平均中国公司的支出仅为144百万美元,远远低于该行业的全球平均水平。

美国公司在研发支出上花费的约为中国公司的13倍:94亿美元对0.72亿。

经过调整后,美国企业的研发支出在GDP比上仍为中国的10倍:每1000美元GDP在美国投入了0.40美元,而中国仅投入0.04美元。

因此,美国公司在该领域的研发支出占全球行业研发总支出的43.2%,而中国仅占3.3%。

这相较于全球其他地区53.5%的支出有显著差距。

即便在调整工资之后,美国公司仍高出中国公司约6.8倍:94亿美元对14亿美元。

自2013年至2021年,美国公司在全球航天与国防行业的研发竞争力相对稳定,从35%提升至43%。

而中国企业的份额则由0.1%提升至3.3%。

在美国和中国的研发支出中,研发支出最高的四家公司在推动各自国家的研发水平上扮演着重要角色。

2013年,前四大美国企业在本国的研发占比为81%。

至2021年即便公司数量减少至15家,前四大企业在国内行业的研发占比仍保持在80%,并占全球该领域34.4%的份额。

同样,中国前四大研发企业的份额在2013年为100%。

到2021年,前四大企业在中国航天与国防领域的研发投入占比为87%。

无论如何,这一小幅下降反映出中国企业在这一行业的公司数量从1家增至6家。

换言之,美国与中国企业都依赖于其行业内的前四大企业来保持当前研发的竞争力。

美国在这一领域的规模调整研发支出为全球平均水平的120%。

这一比例在2013年是160%,而在2021年已经下降至80%。

相较而言,中国企业的研发支出从70%增加到160%,成为全球研发投资的领导者之一。

电子与电气设备行业涵盖了用于收音机和其他消费电子的电气部件的制造和分销。

这包括机械和电子安全的设备、过滤系统、电气、天然气和水的测量设备、污染控制设备,以及针对企业市场的电气设备和组件。

在2021年,有41家美国公司上榜,包括达纳赫、基石科技和诺斯罗普·格鲁曼,106家中国公司如比亚迪、京东方和汉州海康威视等也进入榜单。

当年,平均美国公司在研发上支出299百万美元,而平均中国公司仅为228百万美元。

相较之下,全球行业的平均支出为408百万美元。

也就是说,两国在研发上的平均支出都低于行业平均水平,这表明其他国家企业在推动创新方面表现更为突出。

尽管美国公司的平均支出较高,但由于数量庞大的中国公司,在2021年,中国企业在研发上的总支出反而超过美国。

美国公司的研发支出为123亿美元,而中国企业则接近翻倍,达到241亿美元。

由于中国公司的数目庞大,其全球行业的研发占比为23.8%,而美国公司的份额降至12.1%。

经过GDP调整后,中国公司在研发投入上也超过了美国。在每1000美元的GDP中,中国公司投入了1.36美元,而美国仅为0.53美元。

这与全球其他地区的研发占比和支出比例相比,已发生显著变化。

尽管美国企业与中国公司的支出差距依然存在,但这一现象在2013年时却未必出现,当时美国企业在这一领域的研发支出占比为12.2%,而中国企业为2.5%。

然而,因美国企业在全球行业内无端增长,未能以与全球行业支出增速相称的速度增加其研发投入。

相对而言,中国公司的增长速度超过了全球行业的增速。

因此,到2021年,中国公司在研发上的投入兑现了美国及中国在支出方面的差距,实现了共同持平。

美国企业在电子和电气设备行业中的研发支出表现在2013年占全球行业主导地位,微乎其微的增长就在2017年趋于并轨,而到了2021年,已明显低于往年。

四大美国企业的研发支出也对推动其全球市场份额起到了显著作用。

2013年,前四家公司占据了44%的市场份额,然而至2021年,这一份额已下降至37%。

从2013年至2021年,中国四大企业的数字也在变动,其全球市场份额逐渐加大,使得其在科研领域的影响力也大幅提高。

在全球竞争日益激烈的环境下,两国企业都越来越依赖各自的前四大公司提供支持。

通用工业行业包括参与三种或更多工业业务活动的公司。此外,该行业还包括制造、分销和生产涂料、材料涂层、树脂、塑料制品、用于塑料的化学品以及结构玻璃和其他玻璃制品和包装产品的公司。

2021年,有15家美国公司入围欧盟研发2500强,包括通用电气、霍尼韦尔和3M,而16家中国公司也如冶金建设、中国国际海运等也进入榜单。

该部门的平均美国公司在研发投资上达到457百万美元,而 average Chinese firm spent $308 million, a standard deviation below the global average of $393 million.

尽管美国公司的平均支出高于中国公司,在2021年美国企业在该领域的总研发支出也仍然低于中国公司的份额。

美国企业研发的支出为69亿美元,而中国公司的研发支出为49亿美元。这也使得美国占全球市场份额的27.3%低于中国的19.6%.

经过GDP的调整,美国的支出与中国企业支出差不多,也就是每1000美元的GDP中,美国支出0.19,而中国企业支出0.18。虽然与全球其他地区的平均持平,但同时中国企业在这一行业的企业支出历来对美国公司构成威胁,必须步步为营。

此外,中国企业在这方面的研发投资更是极具竞争力,推动了其市场份额的快速上升。

其中,工资调整后,中国公司的研发支出是美国公司的1.4倍。

随着美国企业在研发支出上的比重逐渐下降,中国公司近几年来的市场竞争优势逐步显现。

从2013至2021年,前四大美国公司在该行业的研发占比为91%。

2021年,四大企业仍占据了85%的市场份额,说明这些公司依然在该领域的全球市场中发挥着重要作用。

相比之下,中国企业在这一领域的分布相对收窄,其前四大公司占据了70%的市场份额,从而使得中国企业在全球市场的竞争格局逐步转变。

工业工程行业包括“设计、开发、制造、销售和支持通用工业机械和配件的公司”;大规模生产农用设备;制造大型建设和港口工业设备;制造和分销能量输出设备(例如,柴油发动机);生产重工业设备;以及制造和营销特定类型或类别的工业机具和零件。

在2021年,有28家美国公司进入欧盟研发2500强榜单,包括卡特彼勒、迪尔和康明斯,52家中国公司包括中国中车、三一重工等也上榜。

该行业的平均美国公司在研发投资上达312百万美元,高于全球平均水平。

相比之下,平均中国公司投入241百万美元,将全球上下的支出程度拉至257百万美元。

尽管平均美国公司的研发支出较高,但由于中国公司数量庞大,最终中国公司的研发支出超过美国。

在2021年,美国公司的研发支出为87亿美元,而中国公司则为114亿美元。

因此,中国企业的研发在全球行业中的占比为29.2%,而美国企业的占比则仅为20.3%。

经过GDP调整,中国企业的研发支出依旧较高,使用过量资本进行投资的现象,造成了相对竞争力的劣化。

大致而言,经过对比,数据表明中国企业在工业工程行业上的支出仍在上升。

通过举个例子,甚至在2013年美国企业在全球市场上的份额依然高达24.8%时,中国企业仅仅为8.9%。然而中国企业的生产能力和研发市场并不止步,因此预计会在不久之后追上美国。

与此相反,美国企业在全球工程行业中依然依赖其四大公司以维持目前私营行业的竞争力。

到了2013年,美国企业基本占据整体市场的58%份额,他们的领先地位很大程度上依赖于四大美国公司。

然而,这一交易模式在中国企业中并没有显著效应,前四大企业的占比较2013年的55%只下降到42%。

即便且的情况因为公司数量的增加而表现出不同,在这方面的注意力也形成了一种明显的竞争格局。而在制药与生物技术行业则是相同的情况。

制药与生物技术行业包括“从事生物物质的研究与开发,以实现药物发现和诊断开发的公司。”该行业还包括处方和非处方药的制造商,以及生产和分销大麻的公司。

在2021年,263家美国公司进入欧盟研发2500强榜单,包括强生、辉瑞和百时美施贵宝。而79家中国公司,包括药明康德和华大基因进入榜单。

美国企业的平均研发支出为523百万美元,而中国企业的支出仅为194百万美元,低于全球平均企业548百万美元。这表明中国企业在研发领域的竞争力依然偏弱。

相比较而言,美国企业在R&D上的支出显著高于中国。美国企业在R&D上的支出达到1380亿美元,而中国企业的研发支出仅为153亿美元,占全球制药与生物技术行业5.8%份额。

这一水平与世界其他地区41.6%的R&D支出相去甚远。

经过调整GDP后,美国公司研发支出仍高出中国7倍。每1000美元GDP中,美国企业在研发方面的支出为5.90美元,而中国企业仅为0.86美元。

尽管从2013到2021年,美国公司在这一领域的市场份额始终保持高于中国企业,对比数据显示美国保持领先,而中国的比重较小从0.4%提高至5.8%。

即便在这一趋势的情况下,不可否认的是,美国的全球研发支出表现依然远超中国,仅美国企业占地区总投资的52.6%。

在此之后,关于四大企业在制药与生物技术领域的实力及其全球市场态势也日趋重要。 在制药与生物技术行业,四大美国企业在2013年占有48%份额,然而到了2021年,上述企业的研发占比下降至37%。这一趋势显示出对四大企业的依赖程度在下滑。

但与此同时,中国企业的前四大公司在2021年的市场控制力下降至24%,这也使得中国企业的全球接纳能力增加。

软件与计算机服务行业包括提供咨询或集成服务的公司,包括计算机系统设计公司、系统集成商、网络与系统运营、云计算服务提供者等。该行业还包括信息技术出版商和数字产品产生的公司。

2021年,有197家美国公司进入欧盟研发2500强榜单,包括Alphabet、Meta和微软。而有73家中国公司,包括阿里巴巴、腾讯和百度也上榜。

该年,平均美国公司在研发上支出达到11亿美元,高于全球258百万美元的平均公司。与此相比,平均中国公司研发支出为528百万美元,显著低于全球公司平均值。

美国公司在研发方面的支出遥遥领先中国企业,2021年美国公司在研发上的总体投入达到2190亿,约占75.8%的全球市场份额,相比较中国的388亿美元仅占13.4%。

即便在GDP调整后,美国企业在行业投入上仍高出中国企业4倍。

经过调整后,平均美国公司在GDP占比中高出中国公司4倍,仍具备更强的竞争力。相比之下,2013年中国企业的市场占有率乃低于0.6%,而美国企业刚结束75%份额。

到2021年重现的75.8%到13.4%表述出了两国公司对于市场发掘条件变化的重视。

中国企业在竞争空间中的份额逐渐增大,但其全球份额的稳定性仍面临严峻考验。

技术与硬件设备行业包括半导体和其他芯片的生产商及其分销商。

在2021年,有71家美国公司上榜,包括苹果、英特尔和高通,而47家中国公司如华为、ZTE和小米也进入榜单。

该年,美国公司的平均研发支出达1.5亿美元,而中国公司的预算只达847万美元,这在全球水平上显著低于平均水平。

同年,前美国企业的整体研发支出在1075亿美元左右,而中国做到了398亿美元。可见,美国公司的研发支出占到53.2%的全球份额,几乎占据了所有市场优势。

经过GDP调整后,美国公司研发支出高出中国2.1倍,显示出双方的竞争变化。

尽管在过去十年间,美国公司在这方面的表现一如既往地超过了中国公司,在2013年美国的全球行业研发占比达到了55.6% 。

然而,随着市场需求和条件的变化,中国企业的份额在逐渐上升至19.7%。

美国相关企业在研发当中的战略逐渐压缩,而这对于后续的发展将终究打下埋伏。

随着中国国际市场的不断拓展,中国企业在技术和硬件装备行业中的竞争力也在稳步提升。

探索与利用现代科技的结合与战略性推动,是中国企业的一大收获。

此时,关于中国企业在全球竞争中的表现,也在不断转变。

替代能源行业包含了“生产替代燃料如乙醇、甲醇、氢和生物燃料的公司,以及生产替代燃料的基础设施。”此外,该行业还包括“开发或制造利用太阳能、风能、潮汐能、地热能、水能和波浪等资源进行可再生能源设备的公司。”

在2021年,该行业有两家美国公司上榜,分别为Solaredge Technologies和First Solar。

而中国公司中有Sungrow Power Supply则进入了榜单。

该年,平均美国公司在研发上的开支为171百万美元,明显低于全球378百万美元的行业平均水准。

相比之下,平均中国企业的研发支出为188.1百万美元,也低于全球该行业的平均水平。

然而,在整体上,美国企业在替代能源领域的研发支出仍然高于中国公司。

在2021年,美国企业在这一领域的总研发支出为343百万美元,比中国的费用高出155百万美元。

因此,美国企业在全球替代能源行业的研发占比为11.3%,而中国企业仅占6.2%。

经过GDP的调整,两国公司在研发方面的支出都是同等,不具有显著的亩舫差异。

尽管两国在过去一段时间都没有形成大的亮点,尽管中国企业通过大量的联系获得了相对应的成功。

由于企业数量的短缺,研发领域的整体规模仍以每个企业的四大公司为主导。因此,在面对严重的市场竞争时,两国企业始终对其四大公司保持高度的信任。

这种竞争背景逐渐改变了传统的竞争理念,其投入与市场基础建设已成为保障企业规范与发展前景的基础。

汽车与零部件行业包括制造和分销汽车、卡车,以及摩托车轮胎的制造商;同时还包括“公司提供对个别车主的服务”。

在2021年,28家美国公司上榜,包括通用汽车、福特和特斯拉。

此时,45家中国公司也在榜单上,包括上汽、大约和魏派等。

2021年,平均美国公司在研发上的支出为985百万美元,稍低于全球汽车行业的标准1.1亿美元。

与此比较,平均中国公司的研发支出为391百万美元,显示出中国的市场依然在提升过程中。

整体而言,美国企业在研发上的投资仍高于中国公司。

2021年,美国公司的研发支出为276亿,而中国企业的支出为166亿,足足高了10亿。

因此,美国企业在全球汽车和零部件行业的研发占比为16.3%,而中国企业占比为10.4%。

经过GDP调整,美国的研发支出远高于中国公司,1000美元GDP为1.18,而后者为因市场需求变化接近0.99。

即便如此,经过工资调整,所有的研发费用都能推动中国公司的研发支出幅度将近为美国的1.2倍,总计337亿美元。

回望2013年至2021年,美国企业在研发支出方面的业务表现一路走高,增长趋势稳定;与之对比,中国企业的研发投资1972年裁减至10.4%的阶段,表现也显著减少。

无论如何,前四大美国企业在这一行业依旧发挥了核心作用。

在2013年,他们的研发支出高达85%,而在2021年仍旧占据79%的比例。这意味着这一正在缩小的份额,继续在全球市场占有显著一席之地。

与中国市场相对比,前四大企业的比例在逐步减少。

2013年,前四大中国公司占有58%的市场份额,然而到2021年这千差万别的比例有所减小至41%。

正如研究所示,这表明美国企业在保持当前私营部门集体研发竞争力方面面临更多的压力。

与此同时,中国正在逐步缩减其对领先企业的依赖程度。

除了前述的以外,继续加大在非先进行业中的研发支出也在无形中助推了市场竞争的加速。

从2013年到2021年,非先进可交易行业包括消费品、化工和食品等,这些行业正是企业研发预算的低地。

在2021年,65家美国公司和143家中国公司入围欧盟研发2500强榜单。

美国平均支出为294百万美元,中国企业为240百万美元;与全球市场相比较,前者的投资不足以明显提升市场内竞争力。

与此同时,中国企业在整体收入上仍然高于美国,2021年中华人民的研发总支出达到34亿美元。而美国企业的研究开支仅为19亿美元。

因此,中国企业的研发占比为16%而美国企业仅为10%。

正如之前所述,经过GDP调整,两国在研发方面的支出也呈现出明显的变化。

每1000美元的GDP,U.S.的支出为0.82,而中国的研发费用几乎翻倍,为1.94,显示出中国在非先进行业的竞争力度正在稳步上升。

当年若以薪资为依据进行调整时,中国企业有可能在推动加强自身核心发展的同时,支出近3.4倍于美国。

同样地,在可交易领域中虽然美国企业在过去一系列项目中表现不彰且逐步下滑,但其在成长方面的潜力和其声望在某种程度上减缓了下滑幅度。

在非交易领域中,自身所占的市场已经逐渐渐入,将更多依赖于客户侧而非单向的技术性核心信托。

必须注意到的是,早在2013年,U.S.在非先进交易领域中仍占市场份额37.3%,而中国企业涉及的比例仅为3.3%。

但是到2021年,这一比例却已反转,中国的市场占比较高,令人警惕。

科学与工程研究是企业和经济成功创新的关键驱动。

生成的知识被转化为创新,这意味着能够产生新的产品与服务。

最重要的是,商业研究是推动国家全球竞争力的关键驱动力。

如果我们希望能够逆转中国公司在研发投资方面与美国公司之间拉开的差距,国会应该加大研发税收激励。

在34个经济合作与发展组织(OECD)国家中,美国在研发税收支持的慷慨程度中排名第24位,而中国则排在第8位。

因此,国会应将替代简化税收的比率从14%提升到20%,以恢复美国在研发领域的竞争力。

此外,这项改变应能够帮助增加私人在GDP中的研发支出,使美国在与中国及其他OECD国家在竞争上更具优势。

同样,国会应恢复研发支出成本的全额扣除,同时必须推进相关法律。

显然对于这些举措的实施应是优先考虑,以便建立国家创新体系并促进在先进行业中的全球竞争力。

美国正在与中国展开激烈的地缘政治竞争,尤其是在先进行业中。

随着与研发投资直接相关的发展,整体经济和全球竞争力也都与之息息相关。

然而,美国在九个先进行业中的规模调整后研发支出正在被中国企业慢慢追赶,更为担忧的是美国在两个行业中已经低于中国。

同时,中国在这方面的研发支出明显上升。

如果这其中的这一趋势持续下去,美国的市场份额风险更是显而易见,中国有可能会在未来实现超越。

综上所述,无论是国际市场还是国内市场,在极具竞争力的格局之间,如何保持并加强企业的实质发展与市场优势将是未来的方向与机遇。同时希望美国能够在科技领域与中国企业继续保持竞争,增强对国内外企业投资环境的改善和更加对外部竞争力量的应对。

Isla Wang

Isla Wang is a multimedia journalist who brings stories to life through her vivid storytelling. Her work spans cultural features, community news, and in-depth interviews with key figures in the UK's Chinese society.

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