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2021 , Vol. 41 >Issue 1: 121 - 130

DOI: https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2021.01.014

Industry Characteristics and Spatial Pattern of the Top 1 000 Global Innovation Listed Companies

  • MA Jinghan , 1, 2 ,
  • LIU Tianbao , 1, 2, ※
Expand
  • 1. School of Geography，Liaoning Normal University，Dalian 116029，Liaoning，China
  • 2. Research Center for Marine Economy and Sustainable Development，Dalian 116029，Liaoning，China

Received date: 2020-04-01

  Revised date: 2020-09-18

  Online published: 2025-04-23

Fold

Abstract

Based on the R&D data of the top 1000 global innovation listed companies,this paper makes a comprehensive analysis of their industry characteristics and spatial patterns,and discusses the implications for China's participation in global innovation cooperation and competition. The study shows that: 1) The global innovation industry has a wide coverage and diversified development trend is obvious. But there are obvious differences among industries. High-tech industry is the most important field of R&D investment. The R&D investment of basic manufacturing industry and service industry is gradually increasing,while that of other industries is relatively lagging behind. The gap among industries tends to increase. 2) At present,North America,Asia and Europe have their own innovative characteristics and dominate the overall pattern of global innovation. There are obvious differences in innovation ability and innovation field between countries and regions,and the spatial differentiation may be further expanded in the future. In order to ensure the safety of China's economic development and further enhance the industrial competitiveness,in addition to continuing to increase R&D investment in key areas,we should make use of innovation advantages and resources around the world by industry and region,actively integrate into the global innovation chain and promote the continuous improvement of China's innovation ability.

Key words： industrial innovation; R&D investment; industrial difference; global innovation chain; development enlightenment; high-tech industry; open cooperation

Cite this article

MA Jinghan , LIU Tianbao . Industry Characteristics and Spatial Pattern of the Top 1 000 Global Innovation Listed Companies[J]. Economic geography, 2021 , 41(1) : 121 -130 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2021.01.014

创新历来是产业进步、区域发展的核心驱动因素。在经历了2008年的全球经济和金融危机后，各国政府纷纷增加了对实体经济的研发投入，2012年后全球经济从危机中复苏，全球竞争的焦点从财富、金融更多地转移到产业技术创新上来[1]。当前，全球已开启了以工业4.0为代表的新一轮科技产业创新革命，为保持和提升竞争优势，各国和地区不断加大创新资金的投入，以实现创新能力和国际竞争力的提升[2]。为更好地融入智能化时代，各国制定了相应的产业发展战略，其中，德国“工业4.0”“工业2030”聚焦制造业，美国“工业互联网”发展信息科技业，法国制定“工业新法国”，日本的“新产业结构蓝图”和“社会5.0”战略指向打造超智慧社会，中国提出“中国制造2025”“新基建”加速数据与算力的基础建设。新一轮产业创新的影响正在全面推进，刻画和解读这些复杂多面的变化过程是理解当前及今后世界变化的重要内容。在此次疫情的冲击下，国际秩序被重创，可以预见未来全球产业的发展势必要更加重视产业链、供应链的协调与供应秩序问题。产业间的合作与创新、安全与协调不可忽视。同时，基础性及事关国民生命安全的产业制造的核心和技术必须牢牢掌控在手。基于此，为推动我国经济安全发展，提前部署产业发展方向，有必要对全球产业创新的行业特征与空间分异格局做深入分析。

1 文献综述

研发投入历来被认为是创新的引擎，对研发投入的相关分析是探索创新发展的重要视角[3]。因此，国内外研究者对于全球产业创新的演化与趋势从不同尺度、不同领域进行了多方面的探索。概括起来，主要从产业、企业和空间三个视角，分析创新的特征与分异。
产业方面，研究采用单一产业[4⇓-6]或多产业[7⇓⇓⇓⇓-12]的研发支出、研发强度等数据，对全球产业创新的规模与趋势进行了分析。研究发现产业规模对研发创新具有正向影响[4,10]，创新活动更易在规模较大的产业中产生集聚[7]。不同产业的创新能力存在显著差异[7⇓-9]，信息通信等技术含量较高的产业创新能力要强于其他产业[9,11,13-14]。
企业方面，采用研发投入[13-14]、研发强度及趋势[6,13⇓-15]、资本和人力的投入产出[16]、对外投资[17-18]等多种数据，对企业运营效益、时空格局及行业特征、空间布局演变、创新的产业分布、国家分布等[14,16⇓⇓-19]重点内容进行了分析，研究发现，在不同的产业中，企业的平均研发支出差异较大，企业研发投入的国际差异明显，创新活动在少数国家/地区更为集中[20-21]，企业的创新研发水平等因素对其投资决策起重要作用，行业特性也会对企业带来差异化特征[17]，再者，研究也在对比全球创新能力较强的主要国家之间研发投入差异的基础上，从中国企业研发状况、产业的研发投入规模、研发强度变动趋势、R&D经费投入和科技人力投入等方面，提出了对我国产业创新发展的启示[2,12⇓-14,22⇓⇓-25]。
空间方面，研究发现随着高新技术的不断开发和应用，全球产业格局正在伴随着生产方式和空间布局不断变化[26]。为刻画全球产业创新格局，相关研究采用全球范围内创新活力较强的企业数据、创新产品的专利数量等数据，从时间和空间两个维度展开分析。具体内容包括全球产业研发活动的空间格局、未来创新发展趋势[25-26]、全球技术创新体系的空间演变趋势[27]等。研究发现当前全球产业创新的内部关联日益紧密[28]、全球创新竞争的程度不断加深、竞争版图呈多中心扩散化的趋势[26⇓-28]。在此过程中，全球技术创新体系的空间集聚趋势不断加强，正由大西洋格局向太平洋格局演进[27]。但同时，在高技术产业的全球创新价值链中，附加值较高的设计和管理环节依旧主要分布在欧美、日本等发达国家中[29]。
通过梳理现有研究发现，目前对全球产业创新的研究多是利用单个或几个具体产业领域的数据展开分析，对企业的分析多是聚焦于少数几个国家之间的研发创新对比和企业研发状况分析，空间方面的研究主要聚焦于中国同美国、日本、韩国、英国、法国、德国、印度等创新型国家进行比较[12⇓-14,22-23]。而依据多行业数据、从全球整体尺度展开的研究分析较少[30]，且采取的数据更新较慢，存在一定时间局限，缺乏对全球创新格局和创新重要领域的比较，对我国未来经济和产业发展的启示不够。全球产业创新的最新特征与趋势、全球创新格局的总体特征及中国的国际地位、展开全球创新合作的产业与空间选择等问题还需要进一步深入分析[27]。基于此，本文利用全球范围内极具创新实力企业的最新数据，通过国家、洲际、全球多个尺度对企业研发的投资规模、研发强度、产业布局等特征进行更细致和深入的比较研究，以更清晰地刻画当前全球产业创新的总体图景，并挖掘其对我国展开开放式创新的启示。

2 数据来源和研究方法

2.1 数据来源

本文采用普华永道国际会计事务所（PwC）旗下管理咨询机构Strategy公司发布的《2018年全球创新1000强研究报告》（Strategy The 2018 Global Innovation 1000 Study）中的数据进行研究。该报告包含了2018年全球研发支出最高的1 000家上市公司自2012年以来的基础性数据，基本覆盖了全球创新实力最强的公司及相应的国家及地区。这些公司的研发投入量约占全球总量的40%，虽对创新实力较弱的国家及地区的覆盖有所不足，但可以从整体上揭示当前全球产业研发活动的最新特征，分析全球产业创新的行业特征与总体走向，并概括相应空间格局及其变动趋势。本文根据国际行业分类标准（GICS）对研究样本进行了统一的行业定义。所用数据包括10个经济部门（Economic Sector）、21个行业组（Industry Group）和53个行业（Industry）。首先，采用数据所含的研发投入总量及其年均增长率，对当前全球产业的整体创新情况和行业创新能力进行详细了解；然后，通过进一步对比行业间研发强度及行业集中度的差异，对未来全球产业的创新发展趋势进行精准判断；最后，在此基础上对全球创新能力的空间格局进行探讨。

2.2 研究方法

2.2.1 行业集中度计算方法

行业集中度是指某一产业规模最大的n位企业的有关数值占整个市场或行业的份额。其计算公式为：
C R n = ∑ i = 1 n x i / ∑ i = 1 N x i
式中： C R n代表 x产业中规模最大的前 n个企业的市场集中度，它的指数越高表明其产业集中度越大； x i代表 x产业中第i个企业的规模； N代表 x产业的企业数。通过对 C R n的测算能够灵活掌握市场占有率较大的企业份额变化，测定产业内主要企业在市场上的垄断和竞争程度，计算时只需将前几位企业市场占有率累加便可求出，是衡量产业集聚水平常用的指标之一[31]。但 C R n指数测度的是产业在市场空间维度上的集聚水平，较高的 C R n值并不一定反映产业在该地区形成了集聚[32]。因此，本文采用空间碎化指数及均匀度指数，对产业在地理空间上的集聚和扩散状态做进一步补充。

2.2.2 空间碎化指数及均匀度指数计算方法

参考史雅娟等人[33]的城市—区域碎化程度测算方法，将碎化指数模型应用到于全球研发投入空间分布的集聚程度测算。研发投入的空间分布碎化指数，即不同国家或地区的研发投入占全球总量的百分比的平方根加和。假设i国家或者地区的研发投入量为 x i i = 1,2 , ⋯ , n，则
y i = x i / ∑ i = 1 n x i
I = ∑ i = 1 n y i
式中： I为碎化指数； y i为i国家或地区研发投入量占全球总量的比重。 I的范围为 1 ~ n，即1~6。当 y i = 1时， I值最小，研发投入的空间分布高度聚集。当所有 y i都相等时， I值最大，研发投入的空间分布绝对均匀。该指数可以测度全球创新格局的空间分布随时间演变的集聚与分散趋势。
基于碎化指数，参考张京祥等人[34]提出的城市均匀度指数模型，将空间面积的不均衡程度纳入公式。假设i国家或者地区的研发投入量为 x i ( i = 1,2 , ⋯ , n )，空间面积为 s i ( i = 1,2 , ⋯ , n )，则：
Z i = x i / ∑ i = 1 n x i × s i / ∑ i = 1 n s i
N I = ∑ i = 1 n Z i
式中： N I为均匀度指数； Z i为i国家或者地区研发投入量占全球总量的比重与i国家或地区的比重的乘积。 N I的范围是0~1。 N I越趋近于0时，研发投入的空间分布越集聚。 N I越趋近于1时，研发投入的空间分布越均匀。通过改进的模型克服了对研究空间面积考虑不足的问题，对碎化指数起到有益的补充，对衡量研发投入分布的集聚和扩散程度具有较强的参考意义。

2.2.3 国家/地区的综合创新实力评价指标体系

在对产业集聚和扩散程度分析的基础上，为进一步评析国家/地区的综合创新的实力，本文参考李军军等[35⇓-37]构建的中国城市创新竞争力指标体系，制定国家/地区的综合创新实力评价指标体系，见表1。
表1 国家/地区的综合创新实力评价指标体系

Tab.1 Evaluation index system of national （regional） comprehensive innovation strength

要素层 权重 指标层 指标权重 补充说明
创新投入能力 0.375 研发投入量均值 0.125 2012—2018年研发投入量均值
各国企业平均研发强度 0.125 对企业数量≥10的国家/地区计算企业平均研发强度
高技术产业研发投入均值 0.125 主要包括信息科技、医疗保健、航空航天与国防等产业
创新产出能力 0.25 高技术产业销售额 0.125
总销售额均值 0.125 2012—2018年总销售额均值
创新可持续发展能力 0.375 研发投入年均增长速度 0.125 2012—2018年国家/地区的研发投入量年均增长速度
入榜企业数量 0.125
行业覆盖度 0.125 采用21个行业组为基准研究各国/地区的行业覆盖度
所构建的指标体系中，主系统层指标为国家/地区综合创新实力，是整个指标体系所需进行评价的总目标，其下为要素层。根据创新竞争力的作用机理，选取创新投入、创新产出、创新可持续发展能力为三个要素层。创新投入能力是创新竞争力形成的基本动力，而企业创新投入的规模、强度和高技术产业的研发投入能力指标的选用，可以成为产业创新效率最直观的反映。创新产出能力是创新竞争力质量高低最直观的表现，能够综合反映出创新发展水平，基于所用数据，本文主要选用高技术产业销售额和总销售额作为具体指标评价。而创新是一个长期动态变化的过程，根据研发投入年均增长速度、企业数量、行业覆盖度支撑的创新可持续发展能力要素层，可以反映当前行业创新的基本概况，也是创新后续发展动力的主要预测指标。总体来看，具体指标层是以客观性指标为主，遵循指标体系构建的系统性、关联性及可取性原则，通过指标的量化，对国家综合创新实力进行直观比较，便于明确不同国家在世界创新竞争中的位置，对创新发展的规划与预测起到一定启示作用。
计算过程中，采用极差标准化法对基础指标进行无量纲化处理，即第i个指标的无量纲化值 X i为：
X i = x i - x m i n x m a x - x m i n × 100
式中： X i代表第i个指标的无量纲化值； x i为该指标的原始值； x m a x和 x m i n分别代表进行比较的同级指标中的最大原始值和最小原始值。经过无量纲化处理以后，每个指标的数值都在0~100之间，极性一致，具有可比性。然后根据各个指标的无量纲化得分及其权重，计算国家/地区综合创新实力得分，评价分值越高，说明该国家/地区的综合创新实力越强。

3 全球产业创新的行业特征

3.1 投入总量与增长速度的行业差异

从总量来看，全球最具创新力的上市公司的研发投入量从2012年的5 229.5亿美元增至2018年的7 817.9亿美元，研发投入的年均增长率达6.93%。其中，2018年的增长率高达8.44%。同时，这些公司的平均研发强度也从2012年的3.45%增长到了2018年的4.49%，正处于中研发强度向高研发强度的过渡阶段。可见，全球各个国家及地区的公司对产业创新的研发投入愈加重视，未来全球产业创新之间的竞争将更加激烈。
从具体行业来看，全球各主要行业的研发投入量也呈持续增长的态势（图1）。其中，信息科技的研发投入量占比最高，研发投入年均增长率为8.87%，创新发展潜力极强，主要包括了软件与服务、技术硬件与设备、半导体与半导体生产设备等具体行业。非必需消费品的研发投入量不断攀升，2018年反超医疗保健，成为研发投入量占比第二大的行业，其研发投入的年均增长率高达到9.19%，发展态势的强劲同社会经济发展、人们消费观念的转变密不可分，且该行业分类下的消费者服务、零售业等服务行业的研发投入量增长显著，推动了行业的现代化、多元化发展。医疗保健行业具有先期研发投入高、研发周期长的特点，研发投入量在2018年之前一直仅次于信息科技，但其近期研发投入量的年均增长率达到了5.42%，呈现稳中有升的趋势，该行业部门主要包括医疗保健设备与服务、制药与生物科技等具体行业类别。
图1 2012—2018年全球主要产业部门的研发投入量变化

Fig.1 Changes in R&D investment of major global industrial sectors between 2012 and 2018

除上述三大类产业外，工业的研发投入规模最为突出，其年均增长率为4.66%，增速平稳，呈稳定发展的特征，主要包括资本货物、商业服务与供应品和运输等具体行业类别。原材料、必需消费品的研发投入规模显著低于工业部门，年均增长速度也相对较低，为3.13%。从研发投入规模来看，电信服务和能源行业与必需消费品行业很接近，但研发投入的增长速度差别明显。其中，电信服务研发投入的年均增长率为2.10%，虽然相对较低，但也支撑了研究投入总量的持续增长。能源业的研发投入量在2014—2017年有所下降，2018年有所回升，该行业年均增长率为-1.19%，是所有产业部门中唯一整体上呈负增长状态的行业。研发投入规模最低的是金融业和公共事业，但这两类行业的研发投入增长速度优势明显。金融业在经历了2008年的全球经济危机后，自2012年后回暖，研发投入的年均增长率高达14.29%，是十大经济部门中研发投入量年均增长率最高的行业，主要包括综合金融服务等行业部门。公共事业的研发投入年均增长速度达到了3.28%，整体平稳，处于中间水平。

3.2 研发投入强度及其变化的行业差异

从研发投入强度来看，全球产业之间的差异非常明显。以欧盟对产业研发强度的标准（高研发强度>5%，中研发强度 ∈2%~5%，低研发强度 ∈0~2%）为依据，对各行业2012—2018年的平均研发强度进行分级，属于高研发强度产业为医疗保健和信息科技；中研发强度产业为非必需消费品、工业和原材料、金融；低研发强度产业为电信业务、必需消费品、公共事业和能源。
从具体数值来看，医疗保健行业的研发强度远超其行业，多年研发投入强度一直保持在10%以上，处于稳定的高研发强度状态。从需求趋势来看，随着人口与经济发展、患者期望升高和相关科学技术的推动，未来各企业及各国家和地区将继续保持或增加对医疗保健产业的研发投入，该行业将仍然处于研发强度的领先地位。信息科技的研发强度仅次于医疗保健，多年平均研发强度超过了8%。从发展趋势来看，该产业研发强度的提升非常明显，从2012年的7%增长到了2018年的9%以上。同时，信息科技是所有产业中研发强度提升最明显的。从趋势来看，随着工业4.0、智慧社会建设需求的不断释放和5G技术的应用以及国际信息技术竞争的加剧，该产业将继续保持高强度的研发投入，甚至有可能在短期内超过医疗保健产业。
处于中等强度的非必需消费品、工业和原材料等产业研发投入强度整体平稳，而金融业的研发强度则不断提高，创新地位不断提升。其中，非必需消费品多年的研发投入强度保持在4%以上，并展现出了稳定提高的特点。工业和原材料等产业的研发强度在波动中体现了平稳发展的特点，与近期工业及原材料产业稳定发展的特征相一致。
处于低研发强度的电信业务、必需消费品、公共事业和能源产业虽然有所波动，但整体上表现平稳。其中电信服务的下降趋势在2017年后逐步提高，虽未回到最高水平，但预计将会随信息化和智能化进程的深入进一步提升。必需消费品则在经历了上升后出现了小幅度的降低。公共事业和能源产业的研发强度整体上有所提高。这一点与能源产业研发投入规模的降低有所不同。
表2 2012—2018年全球主要产业部门的创新强度变化(%)

Tab.2 Changes in innovation intensity of major global industrial sectors between 2012 and 2018(%)

产业 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
医疗保健 11.36 11.07 10.90 10.85 11.12 11.34 11.31
信息科技 7.73 7.67 7.86 8.34 8.53 9.09 9.15
非必需消费品 4.09 4.22 4.28 4.28 4.25 4.18 4.47
金融 2.32 2.30 2.65 2.85 2.96 3.43 3.44
工业 3.03 3.04 3.00 3.06 3.09 3.14 3.09
原材料 1.98 2.10 2.15 2.11 2.28 2.31 2.27
电信服务 1.66 1.75 1.72 1.58 1.45 1.46 1.55
必需消费品 1.36 1.32 1.36 1.40 1.46 1.45 1.42
公用事业 0.62 0.58 0.55 0.56 0.80 0.70 0.76
能源 0.33 0.32 0.35 0.40 0.51 0.56 0.47
另需注意的是除金融产业外，全球产业创新的研发投入规模与研发强度具有很明显的一致性，即投入规模较大的产业，其研发强度也相对较高。这意味着在未来一段时间内，医疗保健、信息科技、非必需消费品和工业等部门的创新发展将逐步拉开与其他部门的距离，全球产业创新的行业差异将进一步扩大。

3.3 行业集中度分析

本文采用研发投入量、销售额等指标，计算了全球十大产业的集中度水平 C R 4，结果见表3。
表3 全球主要产业的集中度水平

Tab.3 Concentration level of major industries in the world

产业/集中度 根据研发投入量计算的集中度水平（%） 根据销售额计算的集中度水平（%）
2012 2014 2016 2018 2012 2014 2016 2018
信息科技 21.68 23.18 23.01 21.68 21.55 24.03 23.48 16.99
非必需消费品 29.21 27.85 30.83 32.23 25.97 25.73 24.97 22.24
医疗保健 28.55 26.26 23.48 22.99 20.89 18.51 16.49 14.52
工业 24.02 21.48 20.56 18.86 16.07 15.40 16.03 13.11
原材料 26.30 26.23 26.46 26.25 19.14 18.59 19.86 15.61
必需消费品 42.97 41.80 40.74 37.96 30.78 30.57 29.37 23.67
电信服务 56.38 55.06 55.63 47.86 55.69 54.47 54.65 54.95
能源 44.29 45.43 43.67 43.87 45.54 43.99 47.93 51.32
金融 94.35 94.14 93.88 89.09 97.58 97.55 97.46 91.69
公用事业 79.26 71.56 76.83 65.32 73.97 71.71 86.42 57.15
根据贝恩分类法，测算所得的十大产业中，属于竞争型（ C R 4<40%）的产业为信息科技、非必需消费品、医疗保健、工业、原材料、必需消费品。这些行业的集中度较低，其共同特点是行业的企业数量较多、影响力大，市场较为广阔，且行业集中度呈逐年下降的趋势。其中，集中度低、规模差异大的行业，如信息技术、工业、医疗健康等，其市场结构为竞争型，规模大的企业在市场竞争中优势显著，现阶段虽不形成垄断，但有向垄断发展的潜在可能；集中度低、规模差异小的行业，如非必需消费品、原材料、必需消费品等，这类行业的市场结构虽为竞争型，但企业在市场中的份额较为稳定，不易形成垄断。
高集中寡头垄断型（40%≤ C R 4<75%）的产业为电信服务、能源、公共事业。这类行业的集中度水平较高，逐年变化较为平稳。其中，集中度极高、规模差异较小的行业为能源、电信服务，这类行业中存在大企业联合控制市场的可能，因此，极容易产生寡头垄断；集中度较高、规模差异较大的行业为公共事业，这类行业形成垄断市场的可能性较大。
极高寡头垄断型（ C R 4≥75%）的产业为金融业。金融业的入榜企业数量少，但行业的规模较大，研发投入量高，行业的集中度极高，企业的规模水平差异很大，行业壁垒显著，属于寡头垄断型市场结构。

4 全球研发投入的空间格局

本文选取全球、洲际和国家（地区）的尺度，对全球产业创新的空间格局进行研究。

4.1 全球研发投入的集聚与扩散趋势分析

全球研发投入规模的碎化指数和均匀度指数见表4。2012—2018年，全球研发投入的空间分布碎化指数的最大值为3.8937，最小值为3.8696，平均值为3.8796。计算所得的碎化指数略高于 I最高值的一半，整体上呈下降的趋势，说明创新投入在空间上的分布呈集聚趋势；研发投入的空间分布均匀度指数的最小值为0.5208，最大值为0.5391，平均值为0.5293。均匀度指数略高于均匀度指数NI最高值的一半，在2012—2014年有所起伏，但2014年以后呈明显的增长趋势，说明创新投入在空间分布上有扩散趋势。计算结果显示，全球研发投入的空间分布碎化程度和均匀度两种趋势的发展略有差异，表明研究所包含国家及地区的研发投入在空间分布方面处于新格局形成的孕育期。全球创新的空间格局仍处于波动变化的发展阶段，也意味着是国家及地区发展的机遇期。因此，为在新一轮的创新竞争中取得优势，各个国家和地区必须增加对创新的资金支持，重视研发投入量向研发成果的转化，参与到全球产业创新的生产环节之中，只有全面创新、高效率创新才能保障本国产业的竞争力和持续发展。
表4 2012—2018年全球研发投入规模的碎化指数和均匀度指数

Tab.4 Fragmentation index and evenness index of global R&D investment scale between 2012 and 2018

年份 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
碎化指数 3.8747 3.8937 3.8917 3.8722 3.8722 3.8830 3.8697
均匀度指数 0.5208 0.5230 0.5225 0.5274 0.5336 0.5391 0.5390

4.2 全球产业创新的洲际分异

4.2.1 各洲产业创新的投入规模、研发强度及企业数量差异

全球产业创新的资本投入在各洲之间的差距非常明显，北美洲的投入总量占全球的比重超过了40%，遥遥领先（图2）。亚洲和欧洲非常接近，分别为29.7%和27.3%。其他各洲不到总量的1%，明显缺乏竞争优势。研发强度同样是北美洲领先，达到了6.78%，但大洋洲依靠澳洲电讯、CSL、Aristocrat Leisure、Cochlear等大企业的投入，以6.43%的研发强度紧随其后。欧洲和亚洲同处中等强度，都没有达到4%，但欧洲略高于亚洲。南美洲的研发强度仅有1.16%，处于显著落后的境地。
图2 2018年各洲研发投入情况

Fig.2 Situation of R&D investment of each continent in 2018

从入榜企业数量占比来看，亚洲和北美洲非常接近，但亚洲略微领先，占比达到了38.7%。欧洲以25.1%的占比落后于亚洲和北美，南美洲和大洋洲的入榜企业数量都非常少，不到总数的1%。在产品销售额方面，亚洲以接近40%的占比显著领先于欧洲和北美，后两者占比大约在30%左右，落后于亚洲。与企业数量相似，南美洲和大洋洲在产品销售额方面，同样都非常低。

4.2.2 各洲产业创新的行业差异

以GICS为标准定义的行业组（Industry Group）的数量为基础来看，各洲产业创新的行业覆盖度差异显著。北美洲和欧洲的创新覆盖了绝大多数行业，覆盖度超过了95%（图3）。北美洲行业覆盖度的不足主要在公共事业部门，欧洲在零售业。亚洲的行业覆盖度低于北美和欧洲，涉及了近81%的行业，在消费者服务、食品与主要用品零售、综合金融等行业覆盖度低。南美洲和大洋洲的创新行业覆盖度远低于欧美和亚洲，行业覆盖度只有20%左右。
图3 2018年各洲产业创新投入的重点行业

Fig.3 Major industries invested in intercontinental industry innovation in 2018

从各洲研发投入的重点行业来看，其产业投入各有侧重，特色明显。北美洲的行业研发投入较其他大洲来说更加均衡，研发投入的重点集中在高技术产业，而基础制造业研发投入量相对较低。亚洲的重点创新行业同北美洲恰恰相反，更偏重于基础制造类产业，而高技术类产业的研发投入相对较为薄弱。欧洲的信息科技产业研发投入量偏低，研发投入的重点集中在航空航天与国防、汽车与汽车零配件、医疗保健设备与服务、制药与生物科技等行业之中。南美洲和大洋洲主要的研发投入涉及行业较多，前者包括原材料、综合金融、能源、软件和服务、资本货物等部门，后者包括电信服务、消费者服务、医疗保健设备与服务、制药与生物科技等部门。
总体而言，当前全球创新实力最强的区域为北美洲、亚洲和欧洲。其中，北美洲是当前全球综合创新实力最强的地区，在高技术产业领域占有绝对优势。欧洲在高端制造和生物医药产业中方面竞争力较强。亚洲的基础制造业具有较强的竞争实力，且研发创新水平不断提高，已经成为全球创新的主力。南美洲、大洋洲、非洲等地区的创新能力和活力均较低，在全球竞争中处于不利地位。可以判断，未来随着创新竞争的加剧，各洲之间的差距会进一步增大。

4.3 全球创新的国家/地区分异

4.3.1 创新主要行业的国家及地区分异

将2018年全球创新各具体行业的研发投入量进行对比，可以发现各个国家及地区研发创新的行业各有侧重（图4）。医疗保健领域中，医疗保健设备与服务的创新投入主要集中在美国、爱尔兰和荷兰等国家，制药与生物科技研发投入集中在美国、瑞士、日本和英国等国家。信息科技领域，半导体产品与设备的创新投入集中在美国、中国台湾、日本和荷兰等地，软件与服务研发投入集中在美国、中国大陆、德国和日本等地。
图4 2018年全球创新主要行业研发投入规模的国家及地区分异

Fig.4 National and regional differences in R&D investment scale of major global innovation industries in 2018

制造业领域的研发投入覆盖了比较广泛的具体部门。其中，高端制造业领域的研发主要投向了技术硬件和设备、电气设备、航空航天与国防等行业。具体而言，技术硬件与设备行业的研发投入集中在美国、韩国、日本、中国台湾和中国大陆，电气设备的研发投入集中在日本、中国大陆、法国和瑞士等地，航空航天与国防的研发投入集中在美国、荷兰、法国和意大利等国家。传统制造行业领域的研发主要投向了汽车与汽车零部件、机械制造和建筑等具体行业。其中，汽车及零配件行业的研发投入集中在日本、德国、美国、法国和中国大陆等地区，机械制造行业的投入以美国、日本、中国大陆和瑞典为主，建筑行业的研发投入基本集中在中国大陆一个地方。
现代服务业领域的研发主要投向了电信业务、综合金融服务、专营零售、商业服务与供应品、媒体、消费者服务、公用事业等具体部门中。其中，电信业务的研发投入集中在西班牙和澳大利亚，综合金融业的研发投入以荷兰和加拿大最突出，专营零售的研发投入以美国最明显。原材料、能源等资源开发类产业的研发投入集中在能源开发和输出较多的国家，主要包括沙特阿拉伯、奥地利、比利时、俄罗斯、巴西和挪威等。食品、服装以及家庭用品等消费品的研发投入集中在部分发达国家，主要包括美国、日本、瑞士、法国和荷兰等。

4.3.2 国家/地区的综合创新实力分级与类型分析

依据构建的国家/地区综合创新实力评价指标体系，得出各国/地区的创新综合实力得分（表5）。
表5 2018年世界各国及地区创新综合实力得分及排名

Tab.5 Scores and rankings of innovation comprehensive strength of countries （regions） in 2018

排名 国家（地区） 分值 排名 国家（地区） 分值 排名 国家（地区） 分值 排名 国家（地区） 分值
1 美国 80.65 10 中国香港 14.34 19 比利时 9.34 28 芬兰 6.02
2 日本 37.45 11 中国台湾 13.89 20 奥地利 9.18 29 巴西 4.70
3 中国大陆 31.73 12 马恩岛 12.43 21 卢森堡 8.26 30 沙特阿拉伯 4.40
4 德国 23.00 13 爱尔兰 12.22 22 意大利 8.01 31 挪威 4.39
5 韩国 20.22 14 阿根廷 11.94 23 以色列 7.87 32 匈牙利 4.32
6 法国 20.20 15 印度 11.41 24 澳大利亚 7.48 33 斯洛文尼亚 4.19
7 英国 20.11 16 开曼群岛 10.80 25 加拿大 7.36 34 捷克共和国 2.67
8 荷兰 16.69 17 瑞典 10.43 26 西班牙 7.27 35 百慕大群岛 1.16
9 瑞士 15.78 18 土耳其 10.07 27 丹麦 7.00 36 俄罗斯 0.18
根据各国/地区的创新综合实力及重点研发投入领域，本文将这些国家/地区划分为四个类型：
第一类，综合型创新能力超强的国家/地区（综合得分50+），即美国。无论是创新投入能力、创新产出能力还是创新可持续发展能力，美国的各项指标得分均处于全球领先地位。而最为突出的是美国在高技术产业领域的创新实力。美国凭借其超强的经济和科技基础，吸引了全球创新资源的流入，在软件与服务、制药与生物科技、航空航天与国防、专营零售等行业领域中具有引领全球产业发展方向的超强创新实力，代表性公司包括Alphabet、Microsoft、强生公司、默克集团、波音公司、Amazon等。
第二类，赶超型创新潜力极强的国家/地区（综合得分25~50），包括日本和中国（大陆地区）。从综合得分情况来看，日本和中国虽低于美国，但远超其他国家和地区。日本的创新投入和产出能力较强，高技术领域的研发投入量、销售量较强，行业创新重点主要集中在汽车与汽车零配件、技术硬件和设备、制药与生物技术等领域，代表性公司包括丰田汽车公司、HITACHI、武田制药等。中国的创新投入和产出能力有所欠缺，但创新可持续发展能力较强，研发投入量的年均增长速度较高，创新发展潜力巨大，行业创新重点集中在软件与服务、建筑业、技术硬件及设备、汽车及零部件等多个领域，代表性公司包括阿里巴巴、腾讯、中兴通讯、中国建筑股份有限公司、中国国家铁路集团有限公司、上汽集团等。日本和中国在基础制造业领域的创新能力较强，且进行创新发展的行业正在多元化发展，已成为推动全球创新发展的主要力量，形成对美国的追赶之势。
第三类，偏向型创新活力较强的国家/地区（综合得分12.5~25），包括德国、韩国、法国、英国、荷兰、瑞士、中国香港和中国台湾。从综合得分情况来看，这类国家/地区的创新活力较强，其中德国、韩国、法国、英国、荷兰、瑞士的创新投入能力较强，中国香港、中国台湾的创新可持续发展能力较强。同前两类国家相比，这一等级的国家/地区的研发创新产业偏向性明显。其中，德国的创新行业偏重在汽车及零配件行业，代表性公司为大众集团。韩国偏重汽车及零配件、技术硬件与设备行业，代表性公司包括三星电子、现代汽车公司。法国偏重汽车及零配件、制药与生物科技行业，代表性公司包括Sanofi、Renault S.A.、标致汽车公司等。英国偏重汽车及零部件、软件和服务、航空航天与国防等行业，代表性公司包括菲亚特汽车公司、劳斯莱斯汽车公司、CNH工业等。荷兰偏重航空航天与国防、综合金融行业，代表性公司包括EXOR集团、空中客车集团等。瑞士偏重制药与生物科技、食品行业，代表性公司包括罗氏制药、Novartis、雀巢等。中国香港偏重技术硬件与设备，代表性公司为联想。中国台湾偏重半导体、技术硬件与设备等行业，代表性公司包括鸿海精密工业股份有限公司、台湾半导体股份有限公司等。
第四类，单一型创新实力较弱的国家/地区（综合得分0~12.5），包括马恩岛、爱尔兰、阿根廷、印度、开曼群岛、瑞典、土耳其、比利时、奥地利、卢森堡、意大利、以色列、澳大利亚、加拿大、西班牙、丹麦、芬兰、巴西、沙特阿拉伯、挪威、匈牙利、斯洛文尼亚、捷克共和国、百慕大群岛和俄罗斯等众多国家和地区。这类国家/地区的研发创新行业十分单一，创新领域狭窄，同时创新能力也处于一个相对较低的水平。

5 结论与启示

5.1 主要结论

第一，全球产业创新的行业领域主要呈现为多元覆盖、分异发展的特征。目前全球产业创新涉及行业范围较广，以信息科技、生物制药等为代表的高技术产业是创新投入的重点领域。同时，以汽车、航空航天为代表的制造工业和以综合金融业、专营零售业等为代表的服务类行业创新活力也在逐渐增强。从创新趋势来看，高技术含量的产业如信息科技、医疗保健等同传统的工业、能源等行业之间的差距将进一步扩大。
第二，北美洲、亚洲和欧洲主导了全球产业创新格局的形成，同时各个国家和地区在创新综合实力及侧重领域存在显著差别。以美国为代表的北美洲创新实力最强，产业创新覆盖广泛，整体上偏重于信息技术和医疗保健等高技术产业领域。以中日韩为代表的亚洲地区创新实力次之，但潜力强劲，产业创新偏重于软件和服务、技术硬件和设备、汽车及汽车零配件、机械制造和建筑等领域。以德法英等众多国家为代表的欧洲地区创新实力也很突出，具有持续稳定的特点，创新偏重于汽车及汽车零配件、制药与生物科技、航空航天与国防等领域。全球主要区域的产业创新领域各有侧重，对资源流通、地区经济发展来说既是机遇也是挑战。国家及地区间经济水平的差距将会加剧全球产业创新非均衡发展的格局。

5.2 对我国产业创新的启示

当前，我国（中国大陆地区）产业在全球创新竞争中优势初显，但同综合实力超强的美国相比，还存在技术、影响力等方面的差距。未来需要重点从以下两方面促进我国产业创新的发展。
①加强重点领域的研发投入，提升产业的高附加值及全球影响力。当前，全球产业创新的重点集中在高技术行业领域，产业发展的社会需求导向显著，数字、算力、健康及智能制造是重要发展方向。我国的建筑行业遥遥领先，信息科技、智能制造等也在加速发展，但医疗健康行业发展薄弱。未来在保持和提升现有创新优势产业的同时，应重点推动医疗健康领域的创新。
②坚持开放、合作创新，积极融入全球产业创新链，充分利用各地区的优势创新资源。虽然当前全球经济发展处于波动时期，我国面临着严峻的贸易摩擦、技术封锁等制约，但全球化的发展格局不可逆转，只有坚持开放合作，促进地区间优质资源的流通，才能积极地融入全球产业创新链中。未来我国高技术产业领域的企业可以美欧等国家为合作互动方向，基础制造领域的企业以日韩和德法等国家为合作互动方向，借助我国的地缘优势和“‘一带一路’倡议”等国际平台，积极与业内优势企业展开合作交流，提升我国产业创新的质量和影响力。

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