美国的研发经费的最新态势

贺飞 | 北京大学

美国的研发主体包括企业、高等教育、政府和非营利组织，这些主体既是研发的执行者，同时也是研发的资助者。根据美国自然科学基金会近日公布的统计数据（参见文末所列参考文献），2022年，美国研发支出约为8856亿美元（当前价美元），比2021年增长了12%，但扣除通货膨胀因素（按2017年不变价美元计算）仅增长5%。

第二次世界大战结束以来，美国的研发支出一直保持长期增长态势。1953年以来的复合年增长率为4%（以不变美元计算）。美国研发支出排名前三的行业是企业、高等教育和联邦政府，其中企业是目前最大支出部门，2022年占78%。自2002年以来，高等教育一直是第二大支出部门，一直略高于联邦政府部门（2002年后）。另一方面，自20世纪50年代以来，联邦政府和企业部门为美国研发提供了超过90%的资金，1980年企业超过联邦政府成为最大资助者。

研发投入强度（研发支出与国内生产总值（GDP）的比率）是国家层面的一个研发分析指标。相关统计数据显示，美国自2019年以来的研发强度一直高于3.0%，2022年为3.4%。从资助层面看，联邦政府研发强度自2009年达到峰值以来有所下降。

到目前为止，企业部门是美国研发的最大执行者。2022年，企业国内研发的支出为6927亿美元（按当前美元计算），而2021年为6086亿美元，增长了14%（按不变美元计算为6%）。从2010年到2022年，企业研发的年复合年增长率为5%（以不变美元计算），是所有行业中最高的。

第二大支出行业是高等教育，2022年为914亿美元（占10%）。与2021年相比增长7%（以当前美元计算），但以不变美元计算则停滞不前（0.4%的负增长）。自2010年以来复合年增长率为1.5%（以不变美元计算）。

2022年，联邦政府研发执行733亿美元，占美国研发的8%，而2021年为668亿美元，增长了10%（按不变美元计算为3%）。其中470亿美元为政府内部研发，264亿美元为联邦资助研发中心（FFRDCs）支出。2022年非联邦政府研发支出估计为6.97亿美元，按不变美元计算，2010年至2022年平均为6.55亿美元。2022年约占美国研发总量0.1%。

2022年，非营利组织（不包括高等教育机构、联邦政府和非联邦政府）研发支出273亿美元（按不变美元计算为232亿美元）。自2010年以来，该行业的份额一直在3%至4%之间徘徊。

企业同时也是美国最大的研发资助者。2022年企业资助6729亿美元（按2017年不变美元计算为5704亿美元），占美国研发总额的76%。2022年几乎所有（99%）的企业研发资金都支持企业自身的研发。

2022年，联邦政府资助了18%（1598亿美元，按固定美元计算为1355亿美元），成为美国研发的第二大资金来源。2022年联邦研发资金的最大受援部门是高等教育（30%）、联邦政府内研发（29%）、企业（17%）和FFRDC（16%）。其余部门资助了另外6%：高等教育（3%）、非营利组织（2%）以及州和其他地方或非联邦政府（1%）。

在世纪之交，联邦政府资助了大约60%的基础研究。2022年，联邦政府估计将资助40%的基础研究。随着联邦政府对基础研究的资助份额下降，企业资助的份额有所增加。2022年，40%和37%的基础研究分别由联邦政府和企业资助。

按预算职能划分的联邦研发资金显示，联邦政府资助基础研究经费从1978财年占研发预算总额的14%增加到2017财年的27%以上，此后一直保持相对稳定，2022财年约为25%。

从资金来源看，美国联邦政府资助所有经济活动部门（政府、企业、高等教育机构和非营利组织）开展研发活动，其中包括基础研究。尽管自20世纪70年代末以来，所有经济部门所执行的基础研究经费中来自联邦政府的份额一直在下降，但数据显示，联邦资助的基础研究资金占联邦研发资金总额的比例已从1953年的10%上升到2022年的32%。2003年，联邦资助的基础研究资金占联邦研发资金总额的比例达到39%的历史最高水平。20世纪90年代末和21世纪初，联邦对基础研究和应用研究的资助经费增加可归因于美国国立卫生研究院（NIH）的预算翻了一番，通常被称为“NIH翻倍”，这是国会和行政部门之间的一项五年计划（1998年至2003年），旨在通过隶属于卫生与公众服务部（HHS）的NIH刺激研究。自2008年以来，联邦资助基础研究经费在所有联邦资助研发经费中所占的比例保持相对稳定，到2022年徘徊在30%至33%之间。

从联邦部门来看，2022财年，联邦基础研究预算为454亿美元，约占联邦研发投资总预算（1904亿美元）的24%。数据显示，自1967财年以来，HHS（以前称为卫生、教育和福利部）一直是联邦政府对基础研究的最大资助者，当时它占所有联邦基础研究义务的27%。2008财年，HHS（卫生和公众服务部）对基础研究资助最大，占比达到峰值，占联邦基础研究经费的59%。2023财年，（HHS）卫生和公众服务部占49%。

联邦机构的基础研究预算随时间推移而变化。例如，在1967财年，美国国家航空航天局（NASA）是基础研究的第二大资助者，占18%，其次是能源部（DOE）（以前称为原子能委员会）（16%）、国防部（DOD）（15%）、国家科学基金会（13%）和农业部（USDA）（5%）。到2023财年，美国能源部和美国国家科学基金会分别是基础研究的第二大和第三大资助者，各占13%，其次是美国国家航空航天局（11%）、美国国防部（7%）和美国农业部（3%）。2023财年，所有其他机构加起来占联邦基础研究预算3%。

从研发领域来看，联邦政府对研发领域的资助通常是由机构使命和需求驱动的。例如，鉴于卫生和公众服务部是所有机构中基础研究的主要资助者，因此，联邦基础研究资金的大部分用于生命科学领域也就不足为奇了，该领域在2022财年占基础研究研发所有领域的42%。在“NIH翻倍”过程结束时，生命科学在2003财年达到了基础研究所有研发领域近60%的峰值（注：美国生命科学包括五个子类别：农业科学、生物和生物医学科学、健康科学、自然资源和保护以及所有其他生命科学）。

尽管卫生和公众服务部（HHS）在2022财年占所有联邦生命科学基础研究资金的近81%，但美国农业部是第二大资助者，占6%（12亿美元），其次是美国国家科学基金会和退伍军人事务部，分别占4%（7.87亿美元）和3%（6.651亿美元）。尽管联邦政府在心理学基础研究预算仅占所有研发领域的5%（23亿美元），但它高度集中在HHS，HHS在2022财年占心理学所有基础研究的97%（22亿美元）。

2022财年，物质科学（physical sciences）是第二大研发领域，占所有联邦基础研究资金的21%（94亿美元）。2022年，美国能源部（DOE）占物质科学基础研究的40%（37亿美元），其次是美国国家航空航天局（NASA），占35%（34亿美元）和美国国家科学基金会（NSF），占14%（13亿美元）。联邦对地球科学、大气科学和海洋科学；工程学；以及其他领域的基础研究的预算均约占所有联邦资金的8%。美国国家航空航天局和美国国家科学基金会是地球科学、大气科学和海洋科学的最大贡献者，分别占46%（16亿美元）和30%（10亿美元）。卫生和公众服务部（HHS）和国防部（DOD）是工程基础研究的最大资助者，分别占45%（17亿美元）和28%（10亿美元）。2022财年，计算机和信息科学的基础研究占基础研究所有义务的5%（23亿美元），这一领域来自美国能源部的经费占44%（10亿美元）和美国国家科学基金会占34%（7.76亿美元）。

从执行层面看，尽管联邦机构既是研发的执行者同时也是资助者，但2022财年联邦基础研究预算的大部分（68%，即308亿美元）都是提供给联邦政府外部研发执行者，即企业、高等教育机构、非营利组织、州和地方政府以及其他非美国执行者或外国执行者。在内部，即联邦机构和联邦资助的研发中心（FFRDCs），美国能源部是2022财年的主要资助者，提供47亿美元；然而，在这一数额中，45亿美元用于FFRDCs。卫生和公众服务部（HHS）紧随其后的是46亿美元，其中42亿美元用于联邦机构的设施和实验室。尽管2022财年联邦机构内部基础研究预算为78亿美元，但HHS占54%（42亿美元）。然而，在FFRDCs方面，DOE占FFRDCs基础研究总额（67亿美元）的66%（45亿美元）。

作为所有联邦机构基础研究的主要资助者，HHS继续为外部研发人员提供更大份额的资金。例如，在2022财年的联邦预算方面，HHS为企业提供了31%（12亿美元）资金，为高等教育机构提供了58%（128亿美元），为非营利组织提供了81%（32亿美元）、为州和地方政府提供了87%（4.721亿美元）以及为非美国执行者提供了66%（1.31亿美元）。2022财年，美国国家航空航天局是企业部门基础研究的第二大资助者，其次是国防部。NSF是高等教育机构和非营利组织基础研究的第二大资助者。

总体来看，以当前美元和2017年不变价美元计算的联邦基础研究预算经费，均是自1952年美国统计按研发类型统计以来的最高水平。而联邦预算所占份额较小的事实表明，美国经济正在增长，企业对基础研究资助也在增加。

美国大多数研发支出都致力于试验性开发（以下简称开发），这反映了营利性企业在资助和执行方面的重要作用。2022年，开发活动按当前美元计算5962亿美元，占美国总研发支出8856亿美元的67%。其次是应用研究（18%）和基础研究（15%）。这些相对份额多年来一直保持稳定。高等教育部门在基础研究中所占份额最大（1294亿美元中的578亿美元，即45%），而企业部门在应用研究中占63%（1599亿美元中为1003亿美元），在试验开发中占92%（5962亿美元中有5461亿美元）。

    2022年，美国企业为88%的试验开发支出提供了资金，而占美国总体研发支出76%。企业也为应用研究提供了最大份额的资金（62%）。联邦政府资助的基础研究占美国基础研究总额的最大比例（40%），其次是企业部门（37%）和高等教育部门（12%）。对于高等教育部门进行的基础研究，53%由联邦政府资助。

报告显示，2022年，美国企业研发支出继续增长，达到6920亿美元，比2021年增长了14.8%，其中来自企业自有资金为6080亿美元，比2021年增长了15.2%，其他来源资金为830亿美元，比2021年增长11.8%。20世纪80年代，企业超越联邦政府成为国内研发执行的最大资助者。

2022年，企业研发支出的6920亿美元中的430亿美元（6%）用于基础研究，1010亿美元（15%）用于应用研究，5480亿美元（79%）用于开发。其中制造业公司研发支出为3720亿美元（54%），其中88%来自企业自有资金。而非制造业公司国内研发支出为3190亿美元（占国内研发支出总额的46%），其中88%来自企业自有资金。

美国联邦政府是大多数企业研发的主要外部资金来源。在其外部来源830亿美元中，联邦政府占320亿美元。联邦政府资金的84%流向了三个行业：航空航天产品和零部件（190亿美元）、科学研究和开发服务（50亿美元）以及计算机和电子产品（30亿美元）。此外，企业研发也得到了其他美国公司（270亿美元）和外国公司的资助，包括美国子公司的外国母公司（240亿美元）。其他美国公司资助的所有企业研发中，有190亿美元（68%）用于科学研究和开发服务。78%的外国公司研发资金流向了四个行业类别：制药和医药（80亿美元）、科学研究和开发服务（60亿美元），计算机系统设计和相关服务（20亿美元）以及半导体和其他电子产品（20万美元）。

2022年，美国企业研发6920亿美元中，仅加利福尼亚州就占34.1%。其他包括华盛顿州（8.3%）、马萨诸塞州（7.2%）、纽约州（4.7%）、德克萨斯州（4.5%）和新泽西州（3.8%）。

参考文献：

1.    Pece CV, Anderson GW; National Center for Science and Engineering Statistics (NCSES). 2024. Analysis of Federal Funding for Research and Development in 2022: Basic Research. NSF 24-332. Alexandria, VA: U.S. National Science Foundation. Available at https://ncses.nsf.gov/pubs/nsf24332.

2.    Hughes A; National Center for Science and Engineering Statistics (NCSES). 2024. Business R&D Performance in the United States Nears $700 Billion in 2022. NSF 24-334. Alexandria, VA: U.S. National Science Foundation. Available at http://ncses.nsf.gov/pubs/nsf24334.