中美科技"雙峰對決"：中國在關鍵技術基礎研究領域如何從跟跑到領跑？

基礎研究是重大技術創新的源頭，中美在關鍵技術領域的競爭態勢已成為全球科技格局演變的重要風向標。《科技導報》特邀顧天安團隊，通過建構競爭集中度、領先度等多維指標，深度剖析中美基礎研究競爭態勢，揭示中國面臨的潛在優勢領域圍堵、創新安全雙重挑戰等現實問題，並提出深化體制機制改革、激發科研主體活力等政策建議。

近年來，新一輪科技革命和產業變革加速發展，關鍵核心技術攻堅任務艱巨。在中美科技競爭激烈的背景下，科學研判中國在關鍵技術領域基礎研究競爭格局中所處位勢刻不容緩。

當前針對全球各國基礎研究競爭力演變的長周期研究、針對中美科技競爭集中度高的關鍵核心技術領域的系統性研究十分匱乏。本研究選取人工智慧、半導體等10大核心關鍵技術領域及27個重點技術方向，獲取Web of Science資料庫2012-2021年的2650.9萬篇論文資料，借鑑產業組織理論“結構-行為-績效”（SCP）分析範式，建構多維指標，旨在揭示中國在關鍵技術領域基礎研究存在的差距與不足並提出建議。

1 全球關鍵技術領域競爭基本態勢

1.1 10大關鍵技術領域基礎研究整體呈現“三高”特徵

2012-2021年，10大關鍵技術領域基礎研究呈現“三高”特點。一是增長率高，發文量年均複合增長率達10.46%，是其他領域的2.28倍。二是競爭集中度高，2012—2021年期間10大關鍵技術領域排名前2位和前5位國家發文量佔比均值分別為51.59%和73.66%，顯示出高度集中。三是中美競爭熱度高，截至2021年，中國在27個重點技術方向中排名第1的有18個，佔比66.7%，中美排名前2位的達25個，佔比89.3%，表明中國已從“跟跑”轉向“跟跑、並跑、領跑”並舉，中美關鍵技術競爭將進入關鍵階段。

1.2 中國關鍵技術領域基礎研究能力顯著提升

2012年以來，中國在10大關鍵技術領域高水平論文發文量快速增長，年均增速約20%。其中人工智慧領域增速最快，2021年中國人工智慧領域高水平論文發文量約2.97萬篇，佔過去10年總發文量的29.8%，較2012年增長10倍（圖1），佔全球發文總量的1/4，位居世界第1，這反映出中國在多個關鍵技術領域基礎研究投入力度持續增強，成果數量大幅提升。

1.3 中美科技競爭“雙峰格局”初步形成

採用集中度指標分析，2012年兩國在27個重點技術方向中競爭集中度高於0.5的僅8個，且其中6個重點技術方向美國高水平論文數量明顯高於中國（圖2）。截至2021年末，兩國在27個重點技術方向競爭集中度高於0.5的達21個，高於0.6的有10個，按照兩國競爭集中度由高到低排序前5位的重點技術方向包括災害預防與減災、先進材料等（圖3），表明中美“雙峰格局”初步形成，競爭日趨激烈。

1.4 美國在關鍵技術領域基礎研究影響力全球領先

學科規範化引文影響力指標顯示，2012-2021年美國在10大關鍵技術領域基礎研究影響力始終位居全球首位，保持著科技創新的全球中心地位。中國影響力指數雖從2012年的15.34上升到2021年的15.49，但與全球主要經濟體國家相比仍存在差距，亟需從“高數量”向“高品質”轉變。

2 中國在關鍵技術領域面臨的現實挑戰

2.1 潛力優勢領域或將面臨更大力度圍堵和制裁

分析領先度指標，中國在11個重點技術方向實現“後發趕超”，在9個方向“持續跟進”，在6個方向“重點突破”。美國為保持領先，可能對中國潛在優勢領域如人工智慧、機器人等進行更大力度打壓，需提前佈局應對。

2.2 競爭集中度大幅提升方向或將面臨創新與安全雙重挑戰

兩國在先進製造、半導體等11個重點技術方向競爭集中度大幅提升。一方面，中國進入“無人區”的技術方向增多，亟需提升原始創新能力；另一方面，海量基礎研究成果及核心資料長期被美西方跟蹤監測的重大風險將日益凸顯，關鍵核心技術安全問題需高度關注。

2.3 多個重點技術方向影響力差距仍在持續擴大

2012—2021年期間，在27個重點技術方向中中國僅有基因組學、自治技術2個技術方向與美國高被引文章影響力差距縮小，其餘25個方向差距擴大，較2012年兩國影響力差距擴大程度前5位的包括先進電腦硬體及軟體、災害預防與減災等，反映出中國在一些關鍵領域面臨引領性和原創性成果短缺、高品質基礎研究內生動力不足等挑戰。

2.4 科技文獻資源服務保障國家戰略能力有待提升

美國等西方國家建構了完備的全球科技文獻基礎資料庫體系，支援精準監測與評估。而中國科技文獻資料庫以國內資料為主，難以支撐國家科學研判全球科技創新態勢，服務保障國家戰略的能力亟待加強。

3 推動關鍵技術領域基礎研究高品質發展的建議

深化基礎研究體制機制改革

加強統籌規劃，發揮新型舉國體制優勢，建構協同高效的創新體系，強化國家戰略科技力量。最佳化國家科技計畫體系，加大投入，引導地方、企業、社會資金參與，形成多元化投入格局。推進國家科技資源共享服務平台建設，建構完善的國家科技文獻資訊保障服務體系，強化科技文獻資源保障服務國家科技戰略能力。

激發各類科研主體創新活力

對科研人員，落實自主權，建立符合基礎研究特點的人才評價激勵機制，對自由探索和顛覆性創新活動建立免責機制。對企業，吸納關鍵技術領域頭部企業基礎研究力量，引導其加大基礎研究投入，支援企業承擔國家科研項目，發揮以重點企業為依託的國家工程研究中心成果轉化紐帶作用。對新型研發機構，在科研模式、人才評價等方面給予創新空間，支援其先行先試，建設創新平台，承擔科研任務。

健全基礎研究項目管理機制

推進基礎研究項目管理改革，提升基礎研究科研組織程度，強化部門協同。關注中美競爭集中度快速提升的領域，制定國家科技創新戰略管理專項計畫，推動自主創新與國家安全“雙輪驅動”，落實全生命周期管理，建立跨部門常態化機制。

廣泛開展基礎研究國際合作

中國要聚焦關鍵領域“卡脖子”環節，堅持獨立自主和國際合作“兩條腿走路”。對中國有潛在優勢的領域，應進一步加強基礎研究多元化投入，大力推動中國科技期刊卓越行動計畫。對競爭集中度較低的領域，實施“與技術領先友好國合作開展科技創新”為主的發展策略，提升國際化水平和影響力。 (科技導報)