美国国家科学基金会（NSF）-2024年科学与工程状况（英）-2024-52页_5mb

2024年美国科学与工程指标报告总结

一、STEM教育与劳动力市场

1. 教育挑战

   • 疫情导致美国小学和中学数学成绩显著下降，四年级和八年级学生成绩回退至20年前水平，且弱势群体差距扩大。
   • 虽然S&E研究生教育规模增长（2020年后国际学生比例回升至近三分之一），但S&E学位获得者中女性、少数族裔及STEM劳动力中的占比仍未达到总体人口比例。

2. STEM劳动力状况

   • 2021年美国STEM从业人数达3680万，占总劳动力的24%，其中近半无本科学位，外国出生者占比19%。
   • 西海岸、五大湖、德克萨斯州及落基山脉是STEM就业和专利活动的热点地区。女性在STEM中占比35%，低于其在总人口中的比例。

二、科研与创新

1. 研发投入

   • 美国2021年R&D支出达8060亿美元，占GDP的3.5%，略低于中国（6680亿美元）。但美国企业在应用研究领域占比更高，基础研究（36%）仍占优势。
   • 联邦政府支持高等教育（52%）和研究生培养（15%），但其R&D经费占比从2011年的30%降至19%。

2. 科研输出

   • 美国仍是高被引论文和化学、仪器领域专利的最大输出国，中国在论文总数、博士数量和国际专利上领先。
   • 开放获取出版物快速增长，2022年Gold OA文章从1.9万增至99.2万。

三、创新与产业

• 创新挑战
  美国专利活动集中于西海岸和制造业强区，女性发明者比例不足11%。

  • 创新行业集中在软件、制药等领域，但部分行业如制造业面临全球供应链依赖。

• 核心技术

  • AI和半导体是中美竞争焦点，中国专利增长迅速，但美国在AI顶级期刊论文和半导体市场保护更占优势。
    知识密集型（KTI）产业中，美国在技术服务领域（39%全球份额）领先，而中国在制造业（33%全球份额）崛起。

四、竞争力展望

美国在全球科技竞争中仍占据基础研究和高端服务优势，但需解决STEM劳动力多样性、企业主导研发外流及国际人才竞争等风险。报告强调STEM教育恢复与国际合作是维持长期竞争力的关键。