來源:中國科協創新戰略研究院《創新研究報告》
第54期（總第255期）2018-10-19
摘要：2018年8月，日本科技政策研究所（NISTEP）發布了《科學技術指標2018》（Japanese Science and Technology Indicator 2018）報告。該報告從研發經費、研發人才、高等教育和科技人才、研發產出、科學技術與創新五個方面的160個指標數據對日本及世界主要國家的科技活動情況進行對比。本文就其主要內容進行分析。
一、日本研發經費狀況分析及國際比較
2016年，日本的總研發經費為18.4萬億日元（經合組織估算值為16.9萬億日元），排在美國和中國之後，較2015年（18.9萬億日元）減少2.7%（經合組織估算減少3%）。美國的研發經費為51.1萬億日元，居全球首位。1999年以來，隨著我國實施973計劃、863計劃、科技攻關計劃、知識創新工程、自然科學基金資助項目等一系列科技計劃和政府財政科技投入的加強，我國的科技水平獲得了較大的發展。2009年，我國研發經費超過日本，此後還在繼續增長。2016年達到45.2萬億日元，超過歐盟居全球第二位（圖1）。德國為11.9萬億日元，韓國為8.0萬億日元，法國為6.2萬億日元，英國為4.7萬億日元。
圖1 1981～2016年世界主要國家的研發經費情況
1. 世界主要國家均以企業的研發經費占比最大
2016年，美國企業的研發經費為36.5萬億日元，占比最大。較前一年相比減少2.7%。中國企業的研發經費增長迅猛：2009年超過日本；2000年超過英國和韓國；2012年超過歐盟。2016年達到35萬億日元，逼近美國。日本2016年企業的研發經費為13.3萬億日元（圖2）。
亞洲主要國家中企業研發經費占比最大，歐洲主要國家（德國、法國、英國）企業與其他機構間差別較小（圖3）。不同機構的研發經費與上年度相比均有減少，其中公共機關減少7.3％，企業減少2.7％，高校減少1.1％（經合組織估算高校減少2.7％）。
圖2 世界主要國家企業部門的研發費用情況
圖3 世界主要國家研發經費在不同機構類別的分配情況
2. 企業的研發支出費用承擔比例最大，且基本由企業自身使用
日本研發經費從承擔主體到使用部門（經合組織估算）的流向有以下特徵：①企業所承擔的研發經費最多（約占總經費的78.1%），絕大部分流向企業自身使用，而從企業流向大學的研發經費較低，占大學研發經費總額的2.8％；②政府承擔的研發經費占15%，其中48.6%流向公共機關，42.9%流向大學；③大學所承擔的研發經費也幾乎全部由大學自身使用（圖4）。
圖4 日本研發經費承擔主體及流向情況
3. 日本「運輸設備製造業」的研發經費持續上漲
日本製造業的研發經費數據表明，「計算機、電子和光學產品製造業」的研發經費在逐漸減少，而「運輸設備製造業」的研發經費在持續增加，2015年達到3.6萬億日元（圖5）。
較之於非製造業數據可以看出，美國的兩種產業均在擴大，其中「信息通信業」的研發經費增長顯著。日本、德國和韓國的「製造業」研發經費增加，非製造業有縮小傾向；法國和英國投入非製造業的研發經費比重大於其他國家（圖5）。
圖5 世界主要國家企業研發費用在不同行業分布情況
4. 日本企業的外部研發經費長期保持增長趨勢
日本面向海外拓展的研發經費增加幅度最大。其中，企業的外部研發經費支出在國內和海外都是最大的。從大學的支出來看，日本對國家公立大學的外部研發經費支出占比較大。2016年，海外大學和國內私立大學的外部研發經費支出與前幾年幾乎持平（圖6）。
圖6 日本企業的外部研發經費情況
二、日本研發人才狀況分析及國際比較
2017年，日本的研發人員達66.6萬人，僅次於中國和美國，位居第三。自2010年以來韓國的研發人員數量超過法國和英國，2016年與德國接近（圖7）。從研發人員類別來看，日本有48.9萬研發人員來自企業，而在大多數國家也是企業的研發人員所占比例較大，英國卻是大學的研發人員數量最多（圖8）。
圖7 1981～2017年世界主要國家對研發人才情況
圖8 世界主要國家研發人才在不同機構類別的分配情況
1. 工科類的研發人才占據日本研發人員較大比重
從研究人員的專業背景來看，製造業中「交通運輸設備製造業」具有「機械、船舶、航空」專業背景的研發人員比例最高（14.9%，81806人）；「信息通信機械設備製造業」具有「電氣通信工程」專業背景的研發人員比例最高（13.7%，75037人）。非製造業中「信息通信」領域的「信息科學」專業背景的研發人員占比較多（6.6%，35968人）。在其他工業分類中，從事信息科學的研發人員較少（圖9）。
圖9 日本研發人才在不同領域的企業分布
2. 女性研發人員數量與所占比例都有快速增長
2017年，日本的女性研發人員數量達到144126人，同比增長4.1%。其中具有博士學位的共29114人，同比增長5.6%（圖10）。此外，女性研發人員多集中在大學，在企業的占比較小（圖11）。
圖10 日本女性研究人員的數量和百分比情況
圖11 按部門分類的世界主要國家女性研究人員百分比情況
從各機構新增研究人員的數據中可以看出，新錄用研究人員中的女性比例高於各機構女性研究人員所占的比例。在企業中，任職的男性和女性研究人員數量均呈增長趨勢。新遷入的研究人員方面，各機構中任職的男性普遍多於女性。另外，大學的新遷入女性研究人員比例較大，約31%（圖12）。
圖12 新錄用和遷入研發人員的性別比例
三、日本高等教育和科技人才狀況及國際比較
除日本以外的世界主要國家，每100萬人口中學士、碩士和博士學位取得的人數均有所增加（圖13）。儘管2017年日本學士學位取得的人數有所增長，但與韓國（6620人）、英國（6124人）和美國（5980人）等國家相比，僅為4473人。較2008年相比，日本、法國和中國有所增加，特別是德國的增長率顯著（圖13A）。
從每100萬人口中碩士和博士學位取得的人數來看，世界主要國家中只有日本在不斷減少。同時與其他國家相比，日本在人文和社會科學領域中取得碩士或博士學位的人數較少（圖13）。
圖13 每100萬人口中取得學士、碩士和博士學位的人數情況
四、日本研發產出狀況分析及國際比較
1. 論文方面
日本2014—2016年發表論文數量1與10年前相比，略有下降。高被引的（前10％的補正論文數2和前1％的補正論文數）論文數量排名下降明顯（表1）。
在自然科學領域中，日本在2014—2016年平均發文63330篇，僅次於美國、中國和德國，排在第4位。在前10%補正論文數中，日本排在第9位，位於美國、中國、英國、德國、義大利、法國、澳大利亞和加拿大之後。在前1%補正論文數中，位於美國、中國、英國、德國、澳大利亞、法國、加拿大和義大利之後，排名第9（表1）。
表1 不同國家的論文發表情況
過去20年間，日本的「經濟和管理學」、「社會科學和一般科學3」的論文（整數計數法）增長速度高於全球論文的增速，在全球論文總數中所占比例也相應增加。以SSCI（社會科學引文索引）收錄的論文數和期刊數統計來看，日本的論文數量和期刊數量在2005年後急劇增加，2016年達到峰值（2017年未統計完全）（圖14）。
圖14 經濟和管理學/社會科學和一般科學的論文數和期刊數
經濟學和管理學領域，日本在2014—2016年平均發文數量565篇，1994—1996年的平均發文數量136篇，20年間平均發文數量增長迅速。雖然論文數所占比例從1.3%增加到2.1%，但排名卻從第10位下降至第15位（表2）。
社會科學和一般科學領域，日本的近10年論文數從188篇增加到868篇，所占比例也從0.6％增加到1.0％，但排名從第14位下降至第24位（表2）。
從國家（地區）的論文數量來看，在社會科學領域，由於受法律、社會制度和語言的影響，各個國家（地區）經濟學和管理學科的論文數和社會科學和一般科學（包括教育學、法學、政治學）的論文數，在英語國家和非英語國家（地區）間排序的變化存在差異（表2）。
表2 國家（地區）的經濟和管理學/社會科學和一般科學的論文發表情況
2. 專利方面
近10年來，日本擁有的專利家族數量（在兩個以上國家申請的同族專利）一直保持增長態勢。從專利家族數量來看，1991—1993年美國排名第1，日本第2。但2001—2003年以及2011—2013年日本超越美國排名第1。我國的專利家族數量在2011—2013年排第5，其數量仍在穩步增長（表3）。
表3 不同國家的專利家族分布情況
從2011—2013年世界主要國家的專利家族數量占比來看，日本的「電氣工程」和「通用設備」的占比超過了35%，「生物技術和醫療設備」「生物技術和製藥」的占比較低（圖15）。
伴隨著我國和韓國的專利家族數量迅速增加，在全球所占比例也隨之增加。與2001—2003年相比，日本的「信息和通信技術」「電氣工程」相對於全球的占比均下降6%（圖15）。
圖15 世界主要國家技術領域的專利家族數量
分析專利引用論文的信息可以看出科學與技術間的聯繫。引用了論文的日本專利家族數僅次於美國，居世界第2位，但在日本的專利家族中，引用了論文的專利家族占比為9.4%，與其他國家相比，日本的技術引用科學成果的比例較低（表4）。
表4 專利引用數量和專利家族引用的論文數量
作為科學成果備受矚目的論文，在技術上也備受矚目。1994年以來全球發表的論文中有4.2%被2006—2013年的專利家族所引用。而且引用率較高的論文被專利家族引用的比例也較高，被專利家族引用的文章有一半是在被引頻次排序前20%的論文（圖16、圖17）。
圖16 論文被引用情況分布圖
圖17 論文被引用程度與在被專利家族引用論文中的比例
五、日本科技與創新狀況分析及國際比較
從世界主要國家的產業貿易出口結構來看，絕大多數國家的出口集中於中高科技產業。2016年日本的中高科技產業出口約占56.8%，其次是德國，為50.0%。我國的產業貿易出口結構中，高科技產業占比最大，為30.4%，中低科技產業占27.6%（圖18）。
圖18主要國家產業貿易出口結構
日本的高科技產業貿易收支比在全球主要國家中較低。日本高科技產業貿易收支比持續減少——2016年國際收支比率為0.75。日本中高科技產業貿易收支比自20世紀90年中期急劇下降後逐漸降低，2016年為2.73，在全球主要國家中位居第一（圖19）。
圖19 高科技產業貿易收支比和中高科技產業貿易收支比
註：高科技產業是指製藥、電子設備和航空航天；貿易收支比=出口額/進口額。中高科技產業是指「化工」、「電氣設備」、「機械」、「汽車」、「其他運輸」等。
日本在大學與私營企業合作項目數量與研究經費均穩步增加。從與私營企業等合作研究的經費總數和項目數量來看，「共同研究」占比最大，經費537億日元，項目23000個。其中，來自大企業的經費相對較多，總額達429億日元；而「臨床試驗」的經費總額為171億日元（圖20）。
圖20 日本大學與私營企業等聯合研究的分類項目數量
日本企業發表的論文數量不斷減少，但產學合著的論文比例有所增加。數據顯示，1982年，產業界和學術界研究人員合著論文比例僅為22%，2015年達到67%。同時，大學參與企業研究活動的比重也在增加。1997—2015年，企業發表論文的數量在許多學科領域都有所下降，如物理學、基礎生命科學領域。在臨床醫學和環境/地球科學領域，企業發表的論文數量有所增加（圖21、圖22）。
圖21 日本企業的產學合著論文數量
圖22 不同領域的日本企業產學合著論文分布情況
六、總結
研發經費方面，我國投入持續加大，比上年增長10.6%。從全球研發經費來看，主要集中在北美、歐洲和東亞地區。美國居世界首位，占全球總額的26%，我國已達到世界第二位，占全球總額的21%。歐盟第三，占全球總額的14.8%。我國政府來源研發經費占總量20%左右，已超日本15%的比例。研發人才方面，世界主要國家的女性研發人員數量與所占比都有快速增長，且多集中在大學。高等教育和科技人才方面，我國的學士、碩士和博士學位取得的人數增長顯著；高等教育學校規模也在不斷擴大。研發產出方面，我國論文數量呈現高速發展態勢，年均增長率在15%左右，僅次於美國居世界第二；我國專利申請量也在快速增長。科學技術與創新方面，我國的產業貿易出口結構中，高科技產業占比較大，2016年為30.4%，領先美國、德國和日本；中低科技產業占27.6%（圖18）。我國的高科技產業貿易收支比保持平穩，2016年為1.24，僅次於韓國（1.56）居世界第二；我國中高科技產業貿易收支比有所增加，2016年為1.38，僅次於日本（2.73）、韓國（1.81）和德國（1.76）（圖19）。
1 分析對象包括研究性論文和綜述。
2 抽選出每年在各領域被引用次數進入前10%的論文後，為使其等於實際論文數的1/10，而加以補充修正得到的論文數量。
3 包括教育學、社會學、法學、政治學等學科。
4 共同研究：與機關或私營企業聯合研究，由對方負擔經費。依據接受金額和實施件數分為大型企業、中小企業和小型企業。
委託研究：受私營企業等委託，在大學進行研究開發，而由企業支付經費的研究。
臨床試驗等：大學接受外部委託，主要由大學進行醫藥品和臨床醫療器械研究，經費由委託方支付。除臨床試驗以外的病理組織檢查，還包括類似的考試和調查。
提供課程/研究的部門：僅包含國立大學的數據。
文章來源：王達，張麗琴，徐冰冰，等.日本科學技術指標2018重點解析
作者：王達 張麗琴 徐冰冰 鞏玥 羅彧
《創新研究報告》編輯：王達 張麗琴
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