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科学普及

美国研发经费的增长模式

来源:科学网 时间:2015-09-10

  1 前言 

 

  美国研发系统由多个研发执行者的研发活动以及支持这些活动的经费来源组成。经费执行者和提供者包括私营企业、联邦政府、非联邦政府部门、高校和其他非营利机构。执行研发经费的机构通常接受大量的外部经费,其同时也可能是研发经费的提供者;同样,研发经费提供者同时也可能是执行者。 

 

  美国是收集国家研发活动统计数据的最早国家之一,科学基金会(NSF)在1950年代成立之初就承担国家科学与工程数据统计的职责,迄今已经有60余年的数据积累。201598,美国国家科学与工程数据统计中心(NCSES)发布了最新研发统计数据,本文根据这一最新统计数据,对近年来美国研发经费的增长模式进行了初步研究。 

 

  2 总体概况 

 

  2013年美国研发执行总额为4561亿美元表1,相比之下,2012年为4353亿美元(较之前估计值的向下修正)(2011年为4278亿美元),而国内国际经济危机和大衰退的主要经济效应开始前的2008年则为4070亿美元。统计数据来自NCSES的几个主要研发调查的数据综合,包括:NSF的企业研发和创新调查、高校研发调查、联邦研发经费调查以及联邦资助研发中心(FFRDC)研发调查等。其中其他非营利组织执行的研发数据是根据1996-1997年非营利机构研发经费和执行调查的参数估计的。需要指出的这些数据由研发执行(如公司、高校以及FFRDCs)机构填报的,总数同联邦机构报告的研发数据存在差别。如2012年,联邦机构报告提供给所有执行者的研发合同预算为1380亿美元(590亿美元给企业),但所有执行者报告的数据估计为1250亿美元(310亿美元给企业)NSF迄今尚未找到造成这一差别的明确原因。 

 

  1. 2008-2013年按经费来源和执行部门的美国研发经费 

部门 

2008 

2009 

2010 

2011 

2012 

2013a 

  

当前价(百万美元) 

所有执行部门 

406,952 

405,136 

408,197 

427,833 

435,347 

456,095 

企业 

290,680 

282,393 

278,977 

294,092 

302,251 

322,528 

联邦政府 

45,649 

47,363 

49,955 

52,668 

51,318 

49,859 

联邦内部b 

29,839 

30,560 

31,970 

34,950 

34,017 

33,026 

FFRDCs 

15,810 

16,804 

17,985 

17,718 

17,301 

16,833 

非联邦政府 

343 

405 

490 

493 

468 

467 

高校 

53,917 

56,972 

60,374 

62,446 

63,284 

64,680 

其他非营利机构c 

16,363 

18,002 

18,401 

18,134 

18,026 

18,561 

  

  

  

  

  

  

  

所有来源部门 

406,952 

405,136 

408,197 

427,833 

435,347 

456,095 

企业 

258,131 

246,770 

248,314 

266,606 

275,892 

297,279 

联邦政府 

119,113 

127,180 

127,559 

128,039 

124,956 

121,808 

非联邦政府 

4,257 

4,287 

4,287 

4,355 

4,105 

4,113 

高校 

11,640 

11,917 

12,105 

12,951 

14,136 

15,240 

其他非营利机构c 

13,811 

14,983 

15,932 

15,882 

16,258 

17,655 

  

2009年不变价(百万美元) 

所有执行部门 

410,043 

405,136 

403,270 

414,122 

413,961 

427,323 

企业 

292,888 

282,393 

275,610 

284,667 

287,403 

302,182 

联邦政府 

45,995 

47,363 

49,352 

50,981 

48,797 

46,714 

联邦内部b 

30,066 

30,560 

31,584 

33,830 

32,346 

30,943 

FFRDCs 

15,930 

16,804 

17,768 

17,150 

16,451 

15,771 

非联邦政府 

345 

405 

484 

477 

445 

438 

高校 

54,327 

56,972 

59,645 

60,445 

60,176 

60,600 

其他非营利机构c 

16,487 

18,002 

18,179 

17,552 

17,141 

17,390 

  

  

  

  

  

  

  

所有来源部门 

410,043 

405,136 

403,270 

414,122 

413,961 

427,323 

企业 

260,092 

246,770 

245,317 

258,062 

262,339 

278,525 

联邦政府 

120,017 

127,180 

126,019 

123,936 

118,817 

114,124 

非联邦政府 

4,289 

4,287 

4,235 

4,216 

3,904 

3,853 

高校 

11,728 

11,917 

11,959 

12,536 

13,442 

14,278 

其他非营利机构c 

13,916 

14,983 

15,739 

15,373 

15,459 

16,542 

  数据来源:NSFNCSES, National Patterns of R&D Resources (annual series). 

 

  2013年,美国总研发支出较2012年增长了207亿美元。而2012和2011年分别较上一年度增长75亿美元和196亿美元,2009和2010年则为负增长。近年来大部分增长都是来自企业研发的增长(本文除非特别注明均为当前价)。2008-2013年的5年间,美国研发平均年增长率按通货膨胀调整后仅为 0.8%,低于GDP平均年增长率1.2%(表2)。但个别年度表现不错,如2010–11 (研发2.7%>GDP1.6% ),2012–13 (3.2%>2.2%)。在更早的趋势比较中,2003-2008年的美国研发年平均增长率为3.9%,超过GDP的年平均增速(2.2%)。1993到2003年,美国研发年平均增速为3.9%,而GDP则为3.4%。尽管数据显示总研发最近几年都在明显增长,远超GDP的增速,但尚未恢复到美国研发的长期增长模式。 

 

  表2. 美国研发支出的年增长率,按总计和执行部门, 1993–2013%) 

支出和GDP 

较长期趋势 

  

最近5 

1993–2003 

2003–08 

2008–13 

  

2008–09 

2009–10 

2010–11 

2011–12 

2012–13 

  

当前价美元 

总研发支出,所有执行者 

5.9 

6.8 

2.3 

  

-0.4 

0.8 

4.8 

1.8 

4.8 

企业 

5.7 

7.7 

2.1 

  

-2.9 

-1.2 

5.4 

2.8 

6.7 

联邦政府 

4.3 

4.2 

1.8 

  

3.8 

5.5 

5.4 

-2.6 

-2.8 

联邦内部a 

4.2 

3.6 

2.1 

  

2.4 

4.6 

9.3 

-2.7 

-2.9 

FFRDCs 

4.4 

5.2 

1.3 

  

6.3 

7.0 

-1.5 

-2.4 

-2.7 

非联邦政府 

NA 

NA 

6.4 

  

NA 

20.9 

0.6 

-5.1 

-0.1 

高校 

7.4 

5.1 

3.7 

  

5.7 

6.0 

3.4 

1.3 

2.2 

其他非营利机构b 

9.6 

4.5 

2.6 

  

10.0 

2.2 

-1.5 

-0.6 

3.0 

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

GDP 

5.3 

5.0 

2.6 

  

-2.0 

3.8 

3.7 

4.2 

3.7 

  

2009年不变价 

总研发支出,所有执行者 

3.9 

3.9 

0.8 

  

-1.2 

-0.5 

2.7 

0.0 

3.2 

企业 

3.8 

4.8 

0.6 

  

-3.6 

-2.4 

3.3 

1.0 

5.1 

联邦政府 

2.4 

1.4 

0.3 

  

3.0 

4.2 

3.3 

-4.3 

-4.3 

联邦内部a 

2.3 

0.9 

0.6 

  

1.6 

3.4 

7.1 

-4.4 

-4.3 

FFRDCs 

2.5 

2.4 

-0.2 

  

5.5 

5.7 

-3.5 

-4.1 

-4.1 

非联邦政府 

NA 

NA 

4.9 

  

NA 

19.4 

-1.4 

-6.8 

-1.6 

高校 

5.5 

2.3 

2.2 

  

4.9 

4.7 

1.3 

-0.4 

0.7 

其他非营利机构b 

7.6 

1.7 

1.1 

  

9.2 

1.0 

-3.4 

-2.3 

1.5 

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

GDP 

3.4 

2.2 

1.2 

  

-2.8 

2.5 

1.6 

2.3 

2.2 

 数据来源:NSFNCSES, National Patterns of R&D Resources (annual series). 

 

  3 研发执行层面 

 

  从执行层面来看,企业继续是美国研发最大的执行者。2013年,国内执行的企业研发为3225亿美元(美国总计4561亿美元),占71%1,图1)。企业长期是美国主要的研发执行者,1993-2013年的20年间企业研发执行年占比在68%74%之间。20122013年间,企业研发支出增长203亿美元,2011-122010-11年分别增长82亿美元和151亿美元。而20092010年研发执行几乎没怎么增长。最近几年的企业研发的增长是总研发支出增长的主要原因。2008-20135年间,按通货膨胀调整后的企业研发年平均增长率为0.6%,低于同期总研发支出的年平均增长0.8%,也低于同期GDP的年平均增长率1.2%2)。但20112013年,企业研发的增长明显超过总研发支出和GDP的增长率。 

   

   1  2013年按执行部门和经费来源统计的各部门研发经费占比 

 

  高校是美国第二大研发执行者。2013年,高校执行的研发总计为647亿美元,占总量的14%1,图1)。1993-201320年间,高校每年的占比在11%15%之间。美国高校在其研发体系中处在一个特殊位置:2013年高校执行超过一半的(51%)基础研究。2008年以来,高校研发执行增长10到几十个亿美元。按通货膨胀调整后,2008-2013年间高校研发执行年平均增长率为2.2%,超过美国研发总支出(0.8%)GDP (1.2%)增速。但进一步看每一年的增长时,高校的这一时期的前半段的增长明显要强劲(2008–092009–10)2)。 

 

  2013年,联邦政府执行了499亿美元的研发支出,占总量的11%1,图1)。其中330亿美元(7%)是联邦机构的内部研发执行,168亿美元(4%)40家联邦资助研发中心(FFRDCs)执行的。20122013年间,联邦执行经费总计下降15亿美元,20112012年下降14亿美元。这些下降直接影响了联邦内部研发和FFRDCs1, ,图1)。2008年到2011年正好相反:联邦总研发支出每年都增长1020亿美元之间。近年来的趋势反映了2010年后来自2009ARRA法案经费的减少以及2011年后日益严峻的联邦研发预算形势。在1993年,联邦执行占比大约为15%,但自那以后逐年下降。 

 

  2013年,美国其他非营利机构的研发执行(排除高校和非营利机构管理的FFRDCs)总量估计为186亿美元(1,图1),占全美4%,这一比例自1990年代后期以来几乎保持不变。 

 

  4 经费来源层面 

 

  从经费来源层面看,企业是美国研发执行的主要经费来源。2013年,来自企业的经费为2973亿美元,占美国研发执行的65%4561亿美元)(1,图1)。几乎所有的企业研发经费(98%)投向企业研发执行(3)。剩下的少部分主要投向高校、其他非营利组织以及FFRDCs 

 

  3. 2013年按执行部门、经费来源和工作性质的美国研发经费 

  

经费来源(百万美元) 

  

执行部门和工作性质 

总计 

企业 

联邦政府 

非联邦政府 

高校 

其他非营利机构 

执行部门百分比分布 

研发 

456,095 

297,279 

121,808 

4,113 

15,240 

17,655 

100.0 

企业 

322,528 

292,153 

29,362 

194 

* 

819 

70.7 

联邦政府 

49,859 

180 

49,448 

50 

* 

181 

10.9 

联邦内部 

33,026 

0 

33,026 

0 

0 

0 

7.2 

FFRDCs 

16,833 

180 

16,422 

50 

* 

181 

3.7 

非联邦政府 

467 

* 

193 

274 

* 

* 

0.1 

高校 

64,680 

3,502 

36,867 

3,594 

15,240 

5,477 

14.2 

其他非营利机构 

18,561 

1,444 

5,939 

* 

* 

11,178 

4.1 

来源部门百分比分布 

100.0 

65.2 

26.7 

0.9 

3.3 

3.9 

na 

  

  

  

  

  

  

  

  

基础研究 

80,460 

28,441 

37,826 

2,317 

2,156 

9,720 

100.0 

企业 

19,508 

18,203 

1,196 

21 

* 

88 

24.2 

联邦政府 

9,531 

52 

9,413 

14 

* 

52 

11.8 

联邦内部 

5,355 

0 

5,355 

0 

0 

0 

6.7 

FFRDCs 

4,176 

52 

4,058 

14 

* 

52 

5.2 

非联邦政府 

NA 

* 

NA 

NA 

* 

* 

NA 

高校 

41,275 

9,384 

24,148 

2,213 

2,156 

3,373 

51.3 

其他非营利机构 

10,029 

802 

3,021 

* 

* 

6,207 

12.5 

来源部门百分比分布 

100.0 

35.3 

47.0 

2.9 

2.7 

12.1 

na 

应用研究 

90,629 

49,988 

33,357 

1,340 

1,103 

4,841 

100.0 

企业 

51,013 

44,738 

6,028 

47 

* 

200 

56.3 

联邦政府 

15,103 

82 

14,915 

23 

* 

83 

16.7 

联邦内部 

8,337 

* 

8,337 

* 

0 

* 

9.2 

FFRDCs 

6,766 

82 

6,578 

23 

* 

83 

7.5 

非联邦政府 

NA 

* 

NA 

NA 

* 

* 

NA 

高校 

18,608 

4,801 

9,845 

1,132 

1,103 

1,726 

20.5 

其他非营利机构 

5,671 

366 

2,472 

* 

* 

2,833 

6.3 

来源部门百分比分布 

100.0 

55.2 

36.8 

1.5 

1.0 

5.3 

na 

试验发展 

285,007 

230,588 

50,625 

456 

242 

3,096 

100.0 

企业 

252,007 

229,212 

22,137 

126 

* 

532 

88.4 

联邦政府 

25,225 

46 

25,120 

13 

* 

46 

8.9 

联邦内部 

19,334 

* 

19,334 

* 

0 

* 

6.8 

FFRDCs 

5,890 

46 

5,786 

13 

* 

46 

2.1 

非联邦政府 

NA 

* 

NA 

NA 

* 

* 

NA 

高校 

4,797 

1,054 

2,874 

249 

242 

379 

1.7 

其他非营利机构 

2,861 

276 

446 

* 

* 

2,139 

1.0 

来源部门百分比分布 

100.0 

80.9 

17.8 

0.2 

0.1 

1.1 

na 

  数据来源:NSF, NCSES, National Patterns of R&D Resources (annual series). 

 

  2013年,来自联邦政府的研发经费为1218亿美元,占27%1,图1)。这些经费主要投向联邦政府、企业和高校(3),其中联邦政府内部经费330亿美元全部来自联邦政府,FFRDCs 168亿美元绝大多数来自联邦政府(近年来非联邦渠道支持FFRDC研发大约是4亿美元左右,或占FFRDCs2%)2013年,联邦研发经费投向企业的为294亿美元,占当年企业的9% 3)。2013年,联邦投向高校的经费为369亿美元(占高校总经费647亿美元的57%)。其他非营利机构执行研发经费186亿美元中,有59亿美元来自联邦(大约32%) 

 

  2013年来自其他渠道的研发经费很少,大约370亿美元,占美国研发执行总量大约8%。其中,152亿美元是高校自有经费(3%),这部分经费全部留在高校执行;41亿美元(1%)来自州和地方政府,主要支持高校科研;177亿美元(4%)来自其他非营利机构,大多数也在其内部消化执行。此外,也有部分非营利机构的经费资助高校研发。 

 

  5 研发活动性质和投入强度 

 

  从研发活动性质来看,2013年美国研发支出中基础研究为805亿美元,占18%3),应用研究为906亿美元,占20%,绝大多数研发支出用于试验发展,总计2850亿美元,占63%2013年在805亿美元的基础研究支出中,高校所占比例刚好过半(51%)应用研究的906万中企业执行超过一半(56%),其在2851亿美元的试验发展中所占的比例更大(88%)2013年的805亿美元的基础研究经费中,47%来自联邦政府。但在应用研究中,联邦经费的比例不占支配地位(906亿美元的37%),试验发展更是如此(2851亿美元的18% )。企业提供最大比例的应用研究经费(55%),试验发展经费也是来自企业的最多(81%) 

 

  研发强度即一国研发总支出占其GDP的比率,常被用于测度一个国家整体研发强度的指标,并被广泛用于国际上各国研发体系的对标比较。2013年美国的研发强度为2.72%20122011年分别为2.69%2.76%2009年美国的研发强度为2.81%,这是自1953年以来的最高水平。20032013年的十多年间,这一比率每年都在波动,范围在最低的20042.48%到最高的20092.81%之间。1990年代后期以来的研发强度的变化趋势是增长。2009年以来的下降只是短期趋势,长远趋势还是增长。过去几十年,大多数研发强度的增长来自非联邦因素,尤其是企业。企业在国家研发系统中日益重要,研发依赖的商品和劳务在国家和全球经济中越来越重要。相反,来自联邦的研发强度比例1980年代中期到1990年代后期下降,主要是国防相关的研发大幅削减。到2009年这一比例略有增长,主要是联邦投入在生物医学和国家安全的研发增加以及一次性的ARRA研发经费的投入。 

 

  6 结论 

  结果表明,企业在国家研发系统中日益重要,研发依赖的商品和劳务在国家和全球经济中越来越重要。美国研发近年来大部分增长都是来自企业研发的增长。尽管数据显示研发总经费在最近几年都在明显增长,远超GDP的增速,但尚未恢复到美国研发的长期增长模式。从执行层面来看,企业长期是美国主要的研发执行者,1993-2013年的20年间企业研发执行年占比在68%到74%之间。高校是美国第二大研发执行者,在美国的研发体系中处在一个特殊位置:2013年高校执行超过一半的(51%)基础研究。从经费来源层面看,企业也是美国研发执行的主要经费来源。2013年占美国研发执行的65%,但与此同时,几乎所有的企业研发经费(98%)投向企业研发执行。从研发活动性质来看,2013年美国研发支出中基础研究占18%,应用研究占20%,试验发展占63%。从研发投入强度看,2003到2013年的十多年间每年都在波动,范围在最低的2004年2.48%到最高的2009年2.81%之间。过去几十年,大多数研发强度的增长来自非联邦因素,尤其是企业。 

 

  作者: 贺飞  北京大学 

    参考文献:NSF, NCSES, National Patterns of R&D Resources (annual series). 

    原文来源:http://blog.sciencenet.cn/blog-1015-919784.html

 

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