美国国家科学委员会：2020年科学与工程指标_69页_1mb

总结：创新、发明与知识转移

核心内容

本报告探讨了美国及全球范围内的发明、知识转移与创新活动，分析了其发展趋势、结构特征及对经济和社会的影响。报告强调，创新是一个复杂的系统，涉及发明、知识转移和市场应用，由多个利益相关方共同推动，包括企业、大学、联邦实验室和个体发明者。

主要观点

• 发明与创新系统：美国的科学与工程（S&E）体系通过发明、知识转移和创新的互动关系，推动新产品的开发和新技术的引入。该系统兼具竞争与合作的特性。
• 专利作为发明指标：专利是衡量发明活动的重要工具，不仅反映了技术发展，还体现了地理分布和行业趋势。2018年，美国专利与商标局（USPTO）共授予309,000项实用专利，其中超过一半（53%）授予外国发明者，而中国在这一领域增长迅速。
• 技术领域分布：工程类专利（尤其是电气和机械工程）占美国专利总数的一半。计算机技术和数字通信是专利增长最快的领域之一。
• 专利国际化趋势：专利家族数据提供了国际可比的发明统计，2018年，中国获得了约334,000项全球专利，占全球总数的一半，远超美国、欧盟、日本和韩国。
• 知识转移机制：大学和联邦实验室通过研究合作、技术许可和初创企业支持等方式促进知识转移。2017年，美国大学拥有约46,000项有效技术许可，联邦实验室则有近9,000项。
• 知识产权保护多样化：除了专利，商标和植物专利也是知识产权保护的重要形式。美国的商标注册数量显著增长，中国成为商标增长的主要驱动力。
• 风险与创新的关系：知识转移旨在填补发明、融资、开发和商业化之间的风险环节，大学和联邦实验室在其中扮演重要角色。
• 创业投资推动创新：风险投资是推动新技术和产品商业化的重要资金来源。2018年，美国和中国分别占全球风险投资总额的44%和36%。美国的风险投资主要集中于ICT和医疗行业。
• 创新对经济的影响：创新不仅带来新产品和新工艺，还影响生产率和就业。美国的生产率增长较慢，而中国等新兴经济体增长更快。

关键信息

• 专利增长：2008年至2017年间，全球专利申请数量增长超过一倍，中等收入国家的参与度显著上升。
• 美国专利结构：2018年，美国企业获得了85%的USPTO专利，个人、学术界和政府分别占9%、4%和1%。
• 行业分布：计算机和电子制造业在2017年获得最多的专利（近30,000项），且其研发投入最高（约790亿美元）。
• 学术与政府专利：尽管大学和政府实验室在研发投入中占比较小，但其专利产出相对有限，主要集中在医药、生物技术和医疗设备等领域。
• 风险投资趋势：美国风险投资主要集中在ICT和医疗行业，而中国在2013至2018年间对美国风险投资的贡献显著增长。
• 创新率差异：数字经济发展迅速的行业（如ICT）创新率更高，美国约有16%的公司引入了新产品或新工艺。
• 专利与商业化的脱节：许多专利未被商业化，且部分有价值的发明未被专利保护，这表明企业可能采用其他策略（如商业秘密）来保护知识产权。
• 政策与创新环境：联邦政策和项目通过支持初创企业、技术转让和研发活动，减少创新过程中的障碍。

重要数据与趋势

• 专利数量增长：2018年USPTO授予的实用专利数量比2008年增长近一倍，达到309,000项。
• 技术领域变化：计算机技术和数字通信成为专利增长最快的领域，而设计专利和实用专利的分布也反映了技术发展的不同方向。
• 国际比较：中国在专利数量上增长迅速，且在全球专利家族中占比近50%，而美国、欧盟、日本和韩国的专利占比相对较低。
• 商标增长：2018年，USPTO注册了273,000项商标，其中184,000项授予美国企业，外国商标数量增长37%，远高于美国的17%。
• 企业与大学合作：2018年，美国企业与学术界合作发表了27,000项S&E文章，与政府合作发表了7,000项，国际合著文章数量也显著增长。
• 创新对生产率的影响：创新对生产率和就业有长期影响，但美国在最近十年的生产率增长速度较慢，而其他高收入国家也有类似趋势。

结论

发明、知识转移和创新构成了一个复杂的系统，推动了新技术和新产品的诞生。美国在这一系统中处于领先地位，但中国等新兴经济体的快速增长表明全球创新格局正在变化。专利和商标数据反映了这一趋势，而风险投资和大学技术转让活动则为创新提供了重要支持。创新不仅影响企业，还对整个社会和经济产生深远影响，包括生产率提升和就业增长。