中美科技巨头研发实力对比

极客公园
2022年2月13日05时

中美企业在科研上的竞赛，还远远没有停止。

来源：中国科学院院刊(ID:CASbulletin)

作者：隆云滔、王韵、王晓明

原标题：全球互联网头部企业科研产出丨数据资讯

根据国家统计局发布的《2020年全国科技经费投入统计公报》，2020年企业研发投入已经占到中国研发投入的76%以上，并以年增10%的速度在增加。企业已成为中国技术创新的主体。中国互联网企业经过20余年的快速发展，在技术能力、商业模式和运营经验等方面持续积累之余，开始大力投资信息技术（IT）研发甚至是基础研究，为未来发展构筑竞争优势。

在此背景下，笔者借助Scopus文摘库及SciVal分析平台和律商联讯（LexisNexis）PatentSight数据库，对中美两国的全球互联网头部企业^①（表1）进行深度分析，探讨过去6年（2016—2021年）中国和美国互联网企业基础科研产出情况对比及趋势，以更全面了解中国互联网科研（包括基础研究）赶超势头。

表 1 全球市值前 30 位的互联网企业国别分布（2019 年）

学术论文产出情况

表2展示了中美两国互联网头部企业2016—2021年学术论文产出及学术活动情况。从企业数量来看，美国有12家企业有论文被Scopus收录，居首位；排第2位的中国有4家企业。总体来说，根据SciVal平台展示的分析结果，中美两国企业的科研产出已可基本代表全球互联网企业的科研水平。

从论文产出数量来看，不论是汇总量还是单个企业对比，美国均处于绝对领先地位。从汇总量来看，美国互联网头部企业2016—2021年发表的论文数（27458篇）是中国同类企业（7113篇）的近4倍，参与论文发表的作者数（20019位）也是中国（6192位）的3倍多。

从单个企业角度，美国被收录论文最多的企业Microsoft有10978篇收录论文，而中国被收录论文最多的企业阿里巴巴只有2786篇论文；美国参与发表论文作者最多的企业Alphabet有7290位作者，而中国参与发表论文作者最多的企业里巴巴只有2900位作者。

在学术产出和参与学术活动的员工数量上，中国企业与美国同类企业相比仍有不小差距。但值得一提的是中国企业在学术产出上显示了强劲的增长势头；4家有Scopus收录论文的中国互联网企业学术论文产出量的平均年均增长率达到62.31%，是美国同类企业平均年均增长率14.96%的4倍多。而且，不少美国企业在论文产出上已经出现了负增长（如Microsoft、Adobe等）。

从学术合作情况来看，中美两国互联网头部企业均有着良好的国际合作和产学合作态势，跨机构研究协作强度高。

表2显示有论文被Scopus收录的美国互联网头部企业，在论文发表上进行国际合作的比率均值达到41.04%，进行产业/学术界合作的比率均值为69.64%。相比之下，中国互联网头部企业的合作率更高（国际合作率和产学合作率分别达到45.55%和84.3%），这也从侧面反映国内互联网企业紧跟国际和学术潮流发展的局面。

学术论文影响力

从论文发表期刊的影响力来看，2016—2021年美国有10家互联网头部企业超过30%的论文发表在领域内前10%的期刊（表3），中国只有3家企业（阿里巴巴、腾讯和百度）在这方面有类似的表现。

所幸，与论文产出量快速增长（高于全球同类企业平均水平）相对应的是，中国互联网头部企业发表在领域内前10%期刊的比例也在快速增长，到2021年已有3家企业（阿里巴巴、腾讯、百度）年度发表论文在领域前10%期刊的比例超过50%，其中腾讯已达到59.6%。中国互联网企业展示出了强劲的创新活力和日益显著的学术影响力。

从论文引用等科研产出质量指标来看，美国的领先地位同样显著。在论文被引数（含自引）上，2016—2021年美国互联网头部企业的论文被引数平均值（65943.42次）是中国企业（20660次）的3倍多；按单个企业来看，美国论文被引数最多的企业 Alphabet（312563次）是中国同类企业腾讯（34492次）的9倍。

在篇均被引数（含自引）上，美国互联网头部企业篇均被引数的平均值（19.05次）是中国企业（10.1次）的近2倍，而且中国篇均被引数最高的企业（百度）其指标值（14.7次）甚至不及美国互联网头部企业的平均值（19.05次）；按单个企业来看，美国篇均被引数最高的企业Meta（43.6次）是百度（14.7次）的近3倍。

从论文的领域内影响力（以FWCI指数为参照）来看（图 1），考察期间中国企业所发论文的FWCI均值为2.6，美国为3.12，整体上与美国同类企业有一定的差距。

以中、美学术论文产出前3位的企业（分别是百度、阿里巴巴、腾讯和Microsoft、Alphabet、Facebook）为对象进一步考察论文所涉领域及领域内影响力。3家中国互联网头部企业2016—2021年的所有学科领域发表论文的FWCI指数为2.62（即超出国际平均水平162%），其中计算机科学领域发表论文（占比达51.4%）的FWCI为2.76（即超出国际平均水平176%）；3家美国互联网头部企业2016—2021年的所有学科领域发表论文的FWCI指数为4.33，其中计算机科学领域发表论文（占比达47.4%）的FWCI为4.6。

从这些指标来看，美国互联网头部企业仍大幅领先中国互联网头部企业。

中国互联网企业学术论文的整体影响力虽然与美国同类企业相比有一定的差距，但在其主要研究领域——计算机科学领域中，有部分突出科研表现。例如，表4所列研究领域，中国互联网头部企业产出论文的FWCI指数均超出8，远高于全球同类课题研究论文。

总体来看，中国互联网头部企业在论文产出上成效显著，发表数量已位列全球第2，整体上处在靠近全球互联网头部企业平均水平的位置。虽然与处于国际领先地位的美国同类企业相比尚有不小差距，但过去6年的数据显示中国企业已展现出良好的增长势头，有理由期待这些后起之秀在论文产出上会继续有可观的表现。

专利数量与质量

长期以来，互联网头部企业纷纷通过研发创新、专利布局抢占市场先机，构建企业竞争优势。本节利用律商联讯PatentSight专利数据库^②提供的工具分析全球前30位的互联网企业^③2016—2021年的数据，主要从专利资产指数（PAI）^④衡量互联网头部企业专利质量与价值。

企业科研产出的自身经济影响往往通过专利数量⑤和质量/价值⑥来评估。从企业专利获得数量和专利质量/价值来看，中国互联网企业的表现也比较突出。根据图2和3所展示的检索结果⑦，专利数量前10位的全球互联网企业中，前4家均是中国互联网企业；PAI前10位的互联网企业中，中国、美国各有5家企业，分别是腾讯、百度、阿里巴巴、小米、京东，以及Apple、Alphabet、Microsoft、Amazon、Meta。

专利影响力

互联网头部企业持有专利的市场影响力（MC）^⑧排名情况和专利数量、PAI指数这2个指标的排名情况有较大区别。美国企业所持专利的市场影响力普遍超过中国企业，中国企业中专利持有数量居前列的腾讯、阿里巴巴、百度等的市场影响力排在较后位置（图4）。

经仔细检查专利检索数据并结合「市场影响力」定义发现，腾讯、阿里巴巴、百度等传统互联网企业的专利主要在国内申请，只有不到半数的专利在美国、日本、欧洲等的专利局进行了申请，因此得到的MC值小于1。事实上，近6年来各大互联网企业都在积极进行专利的区域布局，美国Alphabet、Apple、Microsoft，以及中国的腾讯、阿里巴巴和百度等，均在中国、美国、欧洲、世界知识产权组织（WIPO）等全球主要区域进行专利布局。

专利技术影响力⑨全球前10位的互联网企业为 Uber、Twitter、网易、Apple、腾讯、百度、美团、Alphabet、小米、Electronic Arts（图5）。

在学术成果与专利的相互影响方面，中国论文产出数前 3 位的互联网头部企业较之美国前3位的互联网头部企业差距明显。

根据Scopus的检索结果^⑩，2015—2020年所发表的论文中，只有104篇来自阿里巴巴、腾讯和百度的论文被国际专利引用，却有1171篇来自Microsoft、Alphabet、Meta的论文被国际专利引用；共有278件国际专利引用了阿里巴巴、腾讯和百度2015—2020年所发表论文，却有6072件国际专利引用了Microsoft、Alphabet、Meta的2015—2020年所发表论文。这说明中国互联网企业学术产出的产业影响力与国际领先的美国企业相比还有较大差距。

然而，也必须看到中国互联网企业的许多学术产出正被众多国际知名企业所引用。以检索到的2021年国际专利为例，引用中国互联网头部企业科研论文的国际专利申请人或所有人主要有美国的Apple、Microsoft、Bertec，以及韩国Naver、日本Honda（本田）等企业（表5），且聚焦在智能数字辅助领域、卷积神经网络与场景分类预测等热点领域。可见中国互联网企业的国际影响力也在日益增强。

总结

创新是可持续发展的基石。中国互联网企业作为数字经济及其支撑力量数字科技创新的主力推动者，在科技革命的风口浪尖。经过约20年的历练，中国互联网企业体量已发展到仅次于美国的水平。中国互联网产业的科研产出与技术创新，会辐射到全国其他众多生产制造业中，并且对于全民生活方式及数字化质量都起着重要作用。

全球互联网头部企业以中美两国为主，因此本文主要分析了中美两国互联网头部企业的数据。通过本文分析可见，中国互联网头部企业与美国同行在科研产出方面相比虽然还有明显的差距，但中国企业在科研论文产出、科研人员发展、学术影响力，及经济影响力方面都飞速赶超国际先进水平。中国互联网头部企业的科研水平与影响力的进一步快速提升，不但取决于企业在研发的投入力度，更重要的是如何建立积极的创新环境及优化利用各类数字化信息资源，实现知识赋能。

相关背景

党的十八大以来，党中央和国务院推出了一系列旨在破除制约企业创新体制机制障碍的政策措施，以进一步强化企业技术创新主体地位、全面提升企业创新能力、加快国家创新体系建设。2016年，《国家创新驱动发展战略纲要》出台，创新驱动成为国家战略。近年来，国际形势和我国发展环境经历的深刻变化，进一步凸显了「创新在我国现代化建设全局中的核心地位」，高水平科技自立自强成为国家发展的战略支撑。党的十九届五中全会、2021年政府工作报告、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》等坚持延续「强化企业创新主体地位」「促进各类创新要素向企业集聚」「提升企业技术创新能力」相关政策要求，「着力推动企业以创新引领发展」「形成以企业为主体、市场为导向、产学研用深度融合的技术创新体系」。

脚注

① 本文根据玛丽·米克尔（Mary Meeker）于 2019 年 6 月发布的《互联网趋势报告 2019》确定全球互联网头部企业。1995 年该报告首次发布以来，已经成为科技行业风险投资的固定关注焦点。

② 律商联讯 Patent Sight 专利数据库检索 2016—2021 年的专利数据，检索时间为 2022 年 1 月 4 日。

③ 按照《互联网趋势报告 2019》前 30 的企业检索，其中 MercadoLibre 公司没有有效专利数据，Facebook 于 2021 年 10 月更名为 Meta。

④ 专利资产指数综合「专利数量」（Portfolio Size）、「市场影响力」（Market Coverage）和「技术影响力」（Technology Relevance）3 个指标进行专利分析，并且重点强调「市场影响力」和「技术影响力」。

⑤ 专利数量定义为在特定时间点上授权和有效专利的数量，以简单专利家族计算数量。

⑥ 以专利资产指数（Patent Asset Index）衡量专利质量与价值。

⑦ 市值前 30 的互联网企业有 29 家可检索到专利数据，但由于排名在 20 位后的企业的专利数量或 PAI 指数只有几百的量级，相对于排名第 1 的企业 2 万—3 万的量，在同一张图中展示几乎没有显示度，因此本文特选取了前 20 个企业来绘图展示。

⑧ 市场影响力定义为有效的授权专利和在审专利的市场保护范围。

⑨ 技术影响力是世界范围内其后专利的引证，根据专利公开年份、来源专利局和技术领域进行修正综合计算得出。该指标的均值为 1。

⑩ 检索日期：2022 年 1 月 6 日。

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