中美科技脫鉤:中國最需要警惕的行業


文 | 石光

要點:

專利是技術的主要載體,涵蓋了全球90%以上的技術創新成果。從專利互持角度,中國對美技術存在較高依賴,處於技術淨進口的被動地位

1993年-2018年,中國持有的美國發明專利累計爲7.3萬件,美國持有的中國發明專利累計爲24.5萬件,差距3.3倍 中國對美技術依賴度從2001年入世後快速增加,2009年國際金融危機之前呈單邊快速加深態勢,2016年達到峯值,此後開始反轉 中國產業對美技術依賴程度可以分爲高中低三類,高依賴行業主要是計算機技術、醫療技術、發動機、藥品、基礎材料化學等 科技競爭將伴隨中美競爭的全過程,高度警惕美國從高依賴行業入手,打壓中國科技進步。

當前,中美經貿磋商取得積極進展,第一階段協議在知識產權、技術轉讓等方面達成一定共識,全面爆發科技戰的概率在減小,但在局部仍有可能。長期看,科技競爭將伴隨中美競爭的全過程。面對中國創新能力的持續增強,特別是由跟跑爲主轉向“三跑”並存,美國未來很可能在權衡貿易收益、本國產業利益的基礎上,有選擇性地打壓中國科技發展,甚至在局部領域推動技術“脫鉤”。分析中美技術關聯程度,是判斷脫鉤的可能領域和提出應對思路的基礎。專利涵蓋了全球90%以上的技術創新成果,是技術的主要載體。本文從專利互持的角度,分析中美兩國技術關聯的總體態勢和演變趨勢,區分了中國高度、中度和低度依賴美國技術的三大類產業,並提出科技脫鉤的可能與應對思路。

中國對美國存在較強技術依賴但近年來創新能力持續改善

(一)中國總體上高度依賴美國技術,處於技術淨進口的被動地位

中美兩國科技關聯密切,這突出體現在兩國相互在對方持有大量發明專利——中國的自然人或法人(下文簡稱“個人”)在美國專利商標局(USPTO)獲得發明專利授權(下文簡稱“中國持有的美國專利”),美國的個人也在中國國家知識產權局獲得發明專利授權(下文簡稱“美國持有的中國專利”)。從本質上看,前者是中國對美國的技術出口,後者是中國從美國的技術進口。在對方國家申請專利,既有助於在其市場上銷售產品獲利,也有利於壓制對方國家的競爭企業。例如,在數字通信領域,美國高通公司充分利用專利戰略,在中國持有大量專利,且大多是繞不過的核心專利或標準必要專利,中國的通信設備和手機制造商向高通支付了大量專利使用費。專利許可收入約佔高通營業收入的三分之一,也就是說,高通即使不生產銷售任何產品,僅靠專利許可就能獲得高額收入,這切實體現了高強度專利保護下創新的高收益。

中國總體上高度依賴美國技術,處於技術淨進口的被動地位。根據世界知識產權組織(WIPO)統計,1993年-2018年,中國持有的美國發明專利累計爲7.3萬件,美國持有的中國發明專利累計爲24.5萬件,是前者的3.3倍。2016年之前,在各個技術類別中,中國都處於不同程度的技術淨進口狀態,即中國獲得的美國專利,少於美國獲得的中國專利。從專利價值上看,專利許可費是中國貿易逆差的主要來源之一,根據國家外匯局統計,2018年中國專利許可費逆差高達304億美元,是除旅遊之外最大的服務貿易逆差項。因此,無論從專利數量角度,還是專利價值角度,中國對美國的技術依賴度遠遠高於美國對中國的技術依賴度。

(二)中美技術關聯演變存在鬆散關聯、快速依賴、膠着反覆、部分反轉四個階段

中國對美技術的高度依賴並非一直如此,它與雙方經貿關係的演變密切相關。總體看,中美技術關聯度經歷了鬆散關聯、快速依賴、膠着反覆、部分反轉四個階段。這實際上體現了中國在融入全球產業鏈過程中,從引進消化吸收先進技術,到自主創新能力不斷增強的過程。

圖1是1993年-2018年中美互持專利差額的變化趨勢。2000年之前,中美技術關聯鬆散,基本沒有專利互持。從2001年中國入世到2009年國際金融危機之前,中國對美技術依賴度呈單邊快速加深態勢,美國對中國單向輸出技術,而中國持有的美國專利近乎爲零(見圖2)。2010年到2016年,中國對美技術依賴度進一步增強,但中間出現多次膠着反覆。其中,2010年、2014年依賴度一度有所降低,主要原因是金融危機和歐債危機對美國經濟衝擊較大,美國在華專利增速放緩。2016年中國對美技術依賴達到峯值,專利互持差額近2萬件,此後大幅反轉,中國在部分產業開始具備一定的技術優勢。



在膠着和反轉階段,中國持有的美國專利一直平穩增長,美國持有的中國專利數量在2016年之前增長更快,但2016年之後明顯下降(見圖2)。這說明,近年來中國對美技術依賴程度的下降,既因中國自身創新能力在增強,也因美國在華專利數量在下降。

(三)科技摩擦是美國應對中國技術依賴部分反轉的戰略選擇

中美科技摩擦近年來明顯增加,特別是2016年後更加頻繁,這與中國對美技術依賴進入部分反轉期的大趨勢變化基本一致。這種時機選擇並非偶然,背後體現了中美力量對比的變化和美國的戰略意圖。實際上,在2018年中美貿易戰發生之前,中美科技競爭就已日趨激烈,這在一些關鍵領域尤爲明顯。例如,在中國優勢增長最快的電信行業,2016年以來,美國以違反對伊朗制裁禁令而制裁中興通訊,以影響國家安全爲由禁止華爲通信設備和智能手機進入美國市場,並對歐洲國家施壓禁止採購中國通信設備。

但是,由於中國擁有龐大的市場規模和完整的產業鏈優勢,蘋果、英特爾、高通等美國高科技企業約四分之一到一半營收來自中國市場,並將產品組裝、半導體封裝測試等生產環節轉到中國。因此,雖然美國在國家戰略上試圖遏制中國科技進步,但由於中美產業關聯緊密、經濟利益交織,美國發起科技戰會面臨多方面掣肘因素,在行業選擇、方式手段和時機判斷上要綜合權衡貿易收益、本國產業發展等因素。

產業層面對美技術依賴程度的差異及特點

(一)中國產業對美技術依賴程度可以分爲高中低三類

中國不同行業對美技術的依賴程度存在很大差異。依賴度高的行業,面臨的技術脫鉤風險更大。WIPO將專利劃分爲35個行業類別。本節通過分行業計算“美國優勢綜合指數”,評估了中國35個行業的對美技術依賴度。測算公式是:

美國優勢綜合指數=[50%×美國優勢倍數/max(美國優勢倍數)+50%×美國優勢差額/max(美國優勢差額)]×100。

其中:美國優勢倍數=美國累計獲得的中國專利授權數量÷中國累計獲得的美國專利授權數量。美國優勢差額=美國累計獲得的中國專利授權數量-中國累計獲得的美國專利授權數量。

上述測算公式綜合考慮了兩國技術的相對差距和絕對差距兩方面因素,二者權重各佔50%。“美國優勢倍數”是兩國互持專利數量之比,體現了相對差距。“美國優勢差額”是兩國互持專利數量之差,體現了絕對差距。之所以區分這兩方面,原因是行業規模不同導致跨行業不可比。規模大的行業往往互持專利的數量差距大,但倍數差距小,如計算機技術,美國優勢差額高達17443件,但優勢倍數只有2.6倍,說明中國在美持有專利數量也比較多,具有一定的制衡能力。規模小的行業往往互持專利的倍數差距大,但數量差距小,如食品化學,美國優勢倍數高達13倍,但優勢差額只有1833件。此外,上述公式經過了標準化處理,取值範圍是0-100,取值越高,表明中國對美技術依賴度越高。


根據美國優勢綜合指數,中國產業對美技術依賴程度可以分爲高中低三類,如表1所示。圖3是各行業的美國優勢綜合指數值,前十位是高依賴行業(指數值大於40),後十位是低依賴行業(指數值小於20)。高依賴行業中,規模較大的包括計算機技術、醫療技術、發動機、藥品、基礎材料化學等(美國在華專利累計都超過8000件);規模較小的有食品化學、紡織和造紙機等。低依賴行業中,規模較大的是視聽技術、電信、光學(美國在華專利累計都超過6000件);規模較小的是納米技術、IT管理方法、熱處理和設備、其他消費品等。


(二)三類產業對美技術依賴度動態演變趨勢

我們根據表1分類進行加總,得到高中低依賴度產業專利差額的總體情況。圖4顯示了三類產業的演變趨勢,有三個特點值得注意。



一是2001年中美技術關聯快速加深以來,低依賴產業互持專利差額一直穩定在較低水平,而中、高依賴產業則經歷了大幅增長。這表明,低依賴行業對美技術依賴程度一直較低,中國有相對較強的自主創新能力。低依賴行業既有納米技術、光學、視聽技術、電信、控制等高技術產業,也有傢俱玩具、服裝鞋帽等對美出口較多、符合中國比較優勢的勞動密集型產業。積極參與國際產業鏈分工,利用巨大的國內市場規模加速技術迭代,市場競爭激烈,這些是低依賴產業保持較強創新能力的重要原因。

二是高依賴和中依賴產業在2008年之前對美技術依賴程度相近,之後才拉開明顯差距,前者提高更快。這一分水嶺的出現,與中國開始大力推進自主創新密切相關。高依賴行業中的醫療藥品、發動機、基礎材料、特殊機器裝備等都是中國重要的產業短板,產業基礎薄弱,長期依賴進口。

從技術特性看,這些行業先發優勢更強,需要長期漸進的技術積累,這加大了後發技術追趕難度。2006年《國家中長期科技規劃》出臺後,中國更加重視自主創新,在上述領域陸續組織實施了國家科技重大專項,有力引領了產業發展,技術引進力度也在相應提高。中依賴行業中的有機化學、化工、機械機牀、電機能源、材料冶金、數字通信、半導體、土木工程等多爲當前中國主導產業,引進吸收美國技術有助於加快產業升級,但由於國內具備一定的產業基礎和創新能力,所以不至於對美技術產生過高依賴。

三是三類產業對美技術依賴度在2016年後同時出現大幅下降,且降幅遠高以往。這種同時間出現的共同變化,可能具有較強的趨勢性。

圖5以半導體行業爲例,展示了中國對美技術依賴的變化過程。2001年以來,半導體行業對美技術依賴度快速提高,英特爾、高通等美國企業在中國加快佈局。特別是2007年智能手機的興起,帶來了對CPU、存儲器、液晶面板等半導體產品的巨大需求,對美技術依賴度2009年達到峯值(由於產業週期各異,不同產業對美技術依賴度的峯值時間不同。中國總體對美技術依賴的峯值出現在2016年,見圖4)。2010年以來,半導體對美依賴度在波動中減小。一方面,中國將液晶面板和集成電路納入戰略性新興產業,半導體行業發展迎來新機遇。另一方面,由於摩爾定律,半導體技術更迭快,2012年和2016年對美依賴度的兩次反覆,大致對應28nm和14nm兩次製程工藝創新的出現時間。2017年以來,中美在對方獲得的半導體專利授權數量已接近平衡,但由於美國有近20年的在華專利累積,總體上仍佔優勢。如果中國的反轉態勢能夠持續,並隨着專利保護陸續到期,中國半導體產業自主可控能力有望繼續提升。


應對思路和建議

科技競爭是中美長期競爭的關鍵。中國各行業對美國都存在不同程度的技術依賴,但2016年以來對美依賴度有所下降。但應看到,這種轉折目前只是剛剛開始,基礎仍不牢固。美國經過多年積累,在各行業仍有顯著技術優勢。在這一關鍵時點,如果中美科技脫鉤,短期內很可能會延緩或阻礙中國創新能力的持續反轉。從更大範圍和更長期限看,兩個最大經濟體之間的科技脫鉤是囚徒困境,將對全球相關產業鏈佈局和技術進步帶來巨大的不利影響。

要客觀認識到,全球化時代各國技術相互依存是必然趨勢。中美技術關聯程度的總體趨勢是不斷深化,這體現爲兩國在對方持有的專利數量在增長。中國對美技術依賴度的反轉,不是因爲相互封閉技術,而是在技術聯繫持續增強的過程中,技術交流從單向爲主(美國輸向中國)轉爲雙向並存(美國輸向中國和中國輸向美國)。近年來中國在美獲得專利數量增速加快,導致中美科技博弈中,中國正在由守勢轉向均勢。美國的優勢仍然存在,只是在逐步弱化。展望未來,在最好情景下,中美科技競爭將實現均勢,你追我趕,交錯進步;在最差情景下,中美科技可能在局部脫鉤。

中國要保持創新能力持續增強的良好態勢,不斷增加在中美科技競爭中的籌碼,鞏固各產業鏈佈局中“你中有我、我中有你”的格局。科技關聯越緊密,科技脫鉤對雙方產生的成本就越高,就越容易避免科技脫鉤的囚徒困境。如果中美科技局部脫鉤,雖然可能有助於倒逼中國自主創新,但因無法獲得現有技術而被迫從頭研發,這會推高技術進步的成本。在對外技術依賴度高的行業,要加強與歐洲、日韓的科技合作,減少對美國單一技術來源的依賴。化危爲機,引導企業和政府部門更多采購國產產品,鼓勵國產替代。利用國內市場規模巨大和產業鏈完整的優勢,增加試錯機會,加速技術迭代。

高度警惕美國從高依賴行業入手,對中國發起科技戰。在最差情景下,如果美國要與中國科技脫鉤,高依賴行業將是優先選擇,因其對中國相關產業衝擊更大。但從美國角度看,需要權衡脫鉤的成本,這主要包括市場成本和產業鏈成本。例如,中國是全球最大的汽車和民用大飛機市場,如果在發動機領域技術脫鉤,將對美國企業帶來很大市場損失。中國擁有全球最完整的計算機產業鏈,如果計算機技術脫鉤,美國企業需要承擔調整產業鏈佈局的巨大成本。

綜合考慮技術依賴、貿易收益、產業鏈佈局三大因素,美國可能優先選擇脫鉤收益大、成本低的行業,如醫療技術、藥品、基礎材料、特殊機器等。對此,短期內中國要制定應對預案,做好產品儲備,避免技術脫鉤後對國內產業和市場需求帶來過大沖擊;長期內,要加強上述領域技術研發,逐步提高自主可控程度。

原載2020年9月14日《財經》雜誌;作者爲國務院發展研究中心副研究員

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