澳洲報告 2003美領先60中3，2023美7中57
ASPI 的二十年關鍵技術追蹤
ASPI's two-decade Critical Technology Tracker
Aug 28 2024
https://www.aspi.org.au/report/aspis-two-decade-critical-technology-tracker
Jennifer Wong Leung 博士、Stephan Robin 和 Danielle Cave@ASPI_CTS
ASPI 的二十年關鍵技術追蹤：長期研究投資的回報
***2003 年至 2007 年的五年間，美國在 64 項技術中 60 項處於領先地位，但在最近五年（2019-2023 年）中，美國在 7 項技術中處於領先地位。 2003-20074 年，中國僅在 64 項技術中領先 3 項，但現在在 2019-2023 年的 64 項技術中 57 項處於領先地位，領先優勢比我們去年（2018-2022 年）的排名有所提升，當時中國在 52 項技術中處於領先地位。***
***The US led in 60 of 64 technologies in the five years from 2003 to 2007, but in the most recent five years (2019–2023) is leading in seven. China led in just three of 64 technologies in 2003–20074 but is now the lead country in 57 of 64 technologies in 2019–2023, increasing its lead from our rankings last year (2018–2022), where it was leading in 52 technologies.***
關鍵技術追蹤器是一個大型數據驅動項目，目前涵蓋 64 項關鍵技術，涵蓋國防、航天、能源、環境、人工智能、生物技術、機器人、網絡、計算、先進材料和關鍵量子技術領域。它提供了一個國家研究績效、戰略意圖和未來潛在科學技術能力的領先指標。
它於 2023 年 3 月 1 日首次啟動，並於 2024 年 8 月 28 日進行了重大擴展，將數據集從五年（之前為 2018-2022 年）擴展到 21 年（2003-2023 年）。在此處探索網站和更廣泛的項目。
有意支持這項持續工作計劃（包括進一步擴展和增加新技術）的政府和組織可以聯係：criticaltech@aspi.org.au
摘要
本報告附有 ASPI 關鍵技術追蹤網站 1 的重大更新，該網站揭示了在關鍵技術領域引領科學和研究創新的國家和機構（大學、國家實驗室、公司和政府機構）。它通過關注高影響力的研究（引用率最高的論文的前 10%）來實現這一點，這是一個國家研究表現、戰略意圖和未來潛在科學技術 (S&T) 能力的領先指標。
目前，Tech Tracker 的數據集已涵蓋 64 項關鍵技術和關鍵領域，涵蓋國防、太空、能源、環境、人工智能 (AI)、生物技術、機器人技術、網絡、計算、先進材料和關鍵量子技術領域，其數據已從五年數據（之前為 2018-2022 年）2 擴展和更新為 21 年數據（2003-2023 年）。3
這些新結果揭示了過去二十年來，研究領導地位向印度太平洋地區大型經濟體的驚人轉變，其中中國取得了非凡的進步。在 2003 年至 2007 年的五年間，美國在 64 項技術中的 60 項中處於領先地位，但在最近五年（2019-2023 年）中，美國在 7 項技術中處於領先地位。 2003-2007 年，中國僅在 64 項技術中領先 3 項，但 2019-2023 年，中國在 64 項技術中 57 項處於領先地位，領先優勢比我們去年（2018-2022 年）的排名有所提升，當時中國在 52 項技術中處於領先地位。
印度也正在成為全球研究創新和卓越的重要中心，確立了其作為科技強國的地位。盡管新興科技強國加快了努力，但美國、英國以及歐洲、東北亞和中東的一係列國家在一些關鍵技術領域的高影響力研究中保持了來之不易的優勢。
本報告研究了短期和長期趨勢，以產生獨特的見解。我們更新了最近五年的結果（2019-2023 年），以顯示當前的研究績效排名（前 5 個國家的結果見附錄 1）。我們還分析了新的曆史數據集，以了解整個 21 年期間國家和機構的研究表現趨勢。在選定的技術領域，我們還根據當前趨勢對中國和美國到 2030 年的發展趨勢進行了預測。
結果顯示了各國在哪些時間點獲得了、失去了或麵臨失去其全球科學研究和創新優勢的風險。曆史數據提供了新的深度和背景，揭示了不同國家所采取的表現軌跡、發展勢頭所在，以及整個二十年的長期主導地位可能反映了基礎專業知識和能力，即使該領導者最近被其他國家取代，這些專業知識和能力仍會繼續延續。結果還有助於揭示哪些國家和許多機構可能會在未來出現創新和突破。
中國在量子傳感器、高性能計算、重力傳感器、航天發射和先進集成電路設計和製造（半導體芯片製造）方麵取得了新的進展。美國在量子計算、疫苗和醫療對策、核醫學和放射治療、小型衛星、原子鍾、基因工程和自然語言處理等領域處於領先地位。
印度目前在 64 項技術中的 45 項中排名前五（比去年的 37 項有所增加），並取代美國成為排名第二的國家
在兩項新技術（生物製造和分布式賬本）上，英國在 64 項技術中排名第二，其中 7 項位居第二。另一個值得注意的變化是英國，它在 8 項技術的排名中跌出了前 5 名，從去年的第 44 位下降到現在的第 36 位。
除了印度和英國，大多數二級科技研究強國（排在中國和美國之後的國家）在前 5 名中的表現基本沒有變化：德國（27）、韓國（24）、意大利（15）、伊朗（8）、日本（8）和澳大利亞（7）。
我們繼續衡量國家在某些關鍵技術研究中壟斷的風險，衡量標準是高影響力研究成果的份額和主導國家擁有的領先機構的數量。被歸類為“高風險”的技術數量從去年的 14 項躍升至現在的 24 項。中國在每一項新歸類為高風險的技術領域都處於領先地位——這意味著 64 項技術中共有 24 項麵臨中國壟斷的高風險。令人擔憂的是，新近被歸類為高風險的技術包括許多具有國防應用的技術，例如雷達、先進的飛機發動機、無人機、群集和協作機器人以及衛星定位和導航。
在機構方麵，包括穀歌、IBM、微軟和 Meta 在內的美國科技公司在人工智能 (AI)、量子和計算技術方麵處於領先或強勢地位。主要政府機構和國家實驗室也表現良好，包括在太空和衛星技術方麵表現出色的美國國家航空航天局 (NASA)。結果還顯示，被認為是世界上最大的科技機構5的中國科學院 (CAS) 是迄今為止關鍵技術追蹤器中表現最好的機構，在 64 項技術中的 31 項中處於全球領先地位（比去年的 29 項有所增加，有關 CAS 的更多信息請參見第 19 頁的分組框）。
本報告的結果應提醒世界各國政府，獲得和保持科學和研究卓越性並不是一個可以打開和關閉的水龍頭。很多時候，各國在具有長期競爭優勢的領域（例如 5G 技術6），會放慢或停止投資，例如研發和製造能力。在一係列重要領域，民主國家可能會失去來之不易的長期尖端科學研究優勢，而這些優勢是支撐世界最重要技術發展和進步的關鍵因素。在某些領域退縮還可能意味著民主國家無法充分利用新興技術，包括那些尚不存在的技術。
同時，關鍵技術追蹤的縱向結果使我們能夠看到中國巨額投資和數十年的戰略規劃現在如何獲得回報。7
建設技術能力需要持續投資和積累科學知識、人才和高績效機構，而這些不能僅通過短期或臨時投資獲得。8 新政府的被動政策和即時預算節省的誘惑必須與失去數十年投資和戰略規劃所獲得的優勢的代價相平衡。在中國繼續擴大領先地位的同時，其他國家也必須評估它們在所有關鍵關鍵技術領域的曆史、綜合和互補優??勢。
本報告由幾個部分組成。下麵是關鍵國家和機構調查結果的摘要，隨後解釋了為什麽跟蹤曆史研究表現很重要。然後，我們進一步分析了中國領先地位的細微差別，並簡要解釋了我們的方法（詳細方法見附錄 2）。我們還更仔細地研究了 10 個關鍵技術領域，包括與人工智能、半導體、國防、能源、生物技術和通信相關的領域。附錄 1 包含 64 項關鍵技術排名前 5 位的國家的快照。
我們鼓勵您訪問 ASPI 的關鍵技術追蹤網站 (https://techtracker.aspi.org.au) 並探索新數據。
ASPI's two-decade Critical Technology Tracker
https://www.aspi.org.au/report/aspis-two-decade-critical-technology-tracker
Dr Jennifer Wong Leung , Stephan Robin & Danielle Cave@ASPI_CTS
ASPI's two-decade Critical Technology Tracker: The rewards of long-term research investment
***The US led in 60 of 64 technologies in the five years from 2003 to 2007, but in the most recent five years (2019–2023) is leading in seven. China led in just three of 64 technologies in 2003–20074 but is now the lead country in 57 of 64 technologies in 2019–2023, increasing its lead from our rankings last year (2018–2022), where it was leading in 52 technologies.***
The Critical Technology Tracker is a large data-driven project that now covers 64 critical technologies spanning defence, space, energy, the environment, artificial intelligence, biotechnology, robotics, cyber, computing, advanced materials and key quantum technology areas. It provides a leading indicator of a country’s research performance, strategic intent and potential future science and technology capability.
It first launched 1 March 2023 and underwent a major expansion on 28 August 2024 which took the dataset from five years (previously, 2018–2022) to 21 years (2003–2023). Explore the website and the broader project here.
Governments and organisations interested in supporting this ongoing program of work, including further expansions and the addition of new technologies, can contact: criticaltech@aspi.org.au
Executive Summary
This report accompanies a major update of ASPI’s Critical Technology Tracker website,1 which reveals the countries and institutions—universities, national labs, companies and government agencies—leading scientific and research innovation in critical technologies. It does that by focusing on high-impact research—the top 10% of the most highly cited papers—as a leading indicator of a country’s research performance, strategic intent and potential future science and technology (S&T) capability.
Now covering 64 critical technologies and crucial fields spanning defence, space, energy, the environment, artificial intelligence (AI), biotechnology, robotics, cyber, computing, advanced materials and key quantum technology areas, the Tech Tracker’s dataset has been expanded and updated from five years of data (previously, 2018–2022)2 to 21 years of data (2003–2023).3
These new results reveal the stunning shift in research leadership over the past two decades towards large economies in the Indo-Pacific, led by China’s exceptional gains. The US led in 60 of 64 technologies in the five years from 2003 to 2007, but in the most recent five years (2019–2023) is leading in seven. China led in just three of 64 technologies in 2003–20074 but is now the lead country in 57 of 64 technologies in 2019–2023, increasing its lead from our rankings last year (2018–2022), where it was leading in 52 technologies.
India is also emerging as a key centre of global research innovation and excellence, establishing its position as an S&T power. That said, the US, the UK and a range of countries from Europe, Northeast Asia and the Middle East have maintained hard-won strengths in high-impact research in some key technology areas, despite the accelerated efforts of emerging S&T powers.
This report examines short- and long-term trends, to generate unique insights. We have updated the recent five-year results (2019–2023) to show current research performance rankings (top 5 country results are in Appendix 1). We have also analysed our new historical dataset to understand the country and institutional trends in research performance over the full 21-year period. In select technologies we have also made projections, based on current trends, for China and the US to 2030.
The results show the points in time at which countries have gained, lost or are at risk of losing their global edge in scientific research and innovation. The historical data provides a new layer of depth and context, revealing the performance trajectory different countries have taken, where the momentum lies and also where longer term dominance over the full two decades might reflect foundational expertise and capabilities that carry forward even when that leader has been edged out more recently by other countries. The results also help to shed light on the countries, and many of the institutions, from which we’re likely to see future innovations and breakthroughs emerge.
China’s new gains have occurred in quantum sensors, high-performance computing, gravitational sensors, space launch and advanced integrated circuit design and fabrication (semiconductor chip making). The US leads in quantum computing, vaccines and medical countermeasures, nuclear medicine and radiotherapy, small satellites, atomic clocks, genetic engineering and natural language processing.
India now ranks in the top 5 countries for 45 of 64 technologies (an increase from 37 last year) and has displaced the US as the second-ranked country in two new technologies (biological manufacturing and distributed ledgers) to rank second in seven of 64 technologies. Another notable change involves the UK, which has dropped out of the top 5 country rankings in eight technologies, declining from 44 last year to 36 now.
Besides India and the UK, the performance of most secondary S&T research powers (those countries ranked behind China and the US) in the top 5 rankings is largely unchanged: Germany (27), South Korea (24), Italy (15), Iran (8), Japan (8) and Australia (7).
We have continued to measure the risk of countries holding a monopoly in research for some critical technologies, based on the share of high-impact research output and the number of leading institutions the dominant country has. The number of technologies classified as ‘high risk’ has jumped from 14 technologies last year to 24 now. China is the lead country in every one of the technologies newly classified as high risk—putting a total of 24 of 64 technologies at high risk of a Chinese monopoly. Worryingly, the technologies newly classified as high risk includes many with defence applications, such as radar, advanced aircraft engines, drones, swarming and collaborative robots and satellite positioning and navigation.
In terms of institutions, US technology companies, including Google, IBM, Microsoft and Meta, have leading or strong positions in artificial intelligence (AI), quantum and computing technologies. Key government agencies and national labs also perform well, including the National Aeronautics and Space Administration (NASA), which excels in space and satellite technologies. The results also show that the Chinese Academy of Sciences (CAS)—thought to be the world’s largest S&T institution5—is by far the world’s highest performing institution in the Critical Tech Tracker, with a global lead in 31 of 64 technologies (an increase from 29 last year, see more on CAS in the breakout box on page 19).
The results in this report should serve as a reminder to governments around the world that gaining and maintaining scientific and research excellence isn’t a tap that can be turned on and off. Too often, countries have slowed or stopped investing in, for example, research and development (R&D) and manufacturing capability, in areas in which they had a long-term competitive advantage (5G technologies are an example6). In a range of essential sectors, democratic nations risk losing hard-won, long-term advantages in cutting-edge science and research—the crucial ingredient that underpins much of the development and advancement of the world’s most important technologies. There’s also a risk that retreats in some areas could mean that democratic nations aren’t well positioned to take advantage of new and emerging technologies, including those that don’t exist yet.
Meanwhile, the longitudinal results in the Critical Tech Tracker enable us to see how China’s enormous investments and decades of strategic planning are now paying off.7
Building technological capability requires a sustained investment in, and an accumulation of, scientific knowledge, talent and high-performing institutions that can’t be acquired through only short-term or ad hoc investments.8 Reactive policies by new governments and the sugar hit of immediate budget savings must be balanced against the cost of losing the advantage gained from decades of investment and strategic planning. While China continues to extend its lead, it’s important for other states to take stock of their historical, combined and complementary strengths in all key critical technology areas.
This report is made up of several sections. Below you’ll find a summary of the key country and institutional findings followed by an explanation of why tracking historical research performance matters. We then further analyse the nuances of China’s lead and briefly explain our methodology (see Appendix 2 for a detailed methodology). We also look more closely at 10 critical technology areas, including those relevant to AI, semiconductors, defence, energy, biotechnology and communications. Appendix 1 contains visual snapshots of top 5 country rankings in the 64 critical technologies.
We encourage you to visit ASPI’s Critical Technology Tracker website (https://techtracker.aspi.org.au) and explore the new data.
澳洲報告 2003美領先60中3，2023美7中57
澳洲智庫報告：中國取代美國 在關鍵技術研究方麵處於領先地位
https://www.voachinese.com/a/china-takes-lead-in-critical-technology-research-after-switching-places-with-us-20240911/7780616.html
亞當·漢考克 2024年9月12日
根據一個澳大利亞研究所（ASPI），64項關鍵技術領域的美中競爭，20年間發生巨大變化：
2003年，美國領先60項，中國領先3項。
2023年，美國領先7選，中國領先57項。
長期的科研投資對此反轉，至關重要。
新加坡 —
一家追蹤技術競爭力的澳大利亞智庫表示，中國現在在近90%的關鍵技術研究方麵處於世界領先地位。在一份新發布的報告中，該研究集團指出，北京壟斷國防相關技術的風險也很高，包括無人機、衛星和協作機器人--那些可以與人類一起安全工作的機器人。
分析人士表示，中國取得的巨大進步是過去二十年來國家大力投資的結果。他們補充說，盡管取得了進展，但北京在關鍵技術部件方麵仍然依賴其他國家，缺乏自給自足。
由政府資助的澳大利亞戰略政策研究所(ASPI)上個星期四發布的報告稱，在2019年至2023年的五年間，中國在64項先進技術研究中的57項處於領先地位。
澳大利亞戰略政策研究所的關鍵技術追蹤係統根據前10%的研究論文中出現的次數對各國的創新能力進行排名。它重點關注人工智能、生物技術、網絡和國防等一係列領域的關鍵技術。
報告發現，“中國在短短二十年內實際上已經取代了美國在研究領域的壓倒性領先地位。”
2003年至2007年間，中國僅在64項技術中領先三項，但排名已大幅上升，取代了美國，而美國目前僅在七項關鍵技術中處於領先地位。
喬希·肯尼迪-懷特(Josh Kennedy-White)是駐新加坡的一名技術戰略家。他說，中國的巨大飛躍是“過去20年來其在國家主導下大力投資研發的直接結果”。
他補充說，向中國轉移的趨勢“在人工智能、量子計算和先進飛機發動機等領域尤為明顯，中國在相對較短的時間內從落後者轉變為領導者。”
澳大利亞戰略政策研究所還確定了各國壟斷關鍵技術研究的風險。他們目前將24項技術歸類為被北京壟斷的“高風險”。
今年有10項技術被新列為“高風險”，其中許多與國防工業有關。
谘詢公司“原恒星戰略”(Protostar Strategy)創始人托拜厄斯·費金(Tobias Feakin) 告訴美國之音：“在當前和未來的地緣政治背景下，24個技術領域--尤其是雷達和無人機等國防相關領域--的潛在壟斷風險令人擔憂。”
中國國家主席習近平試圖通過雄心勃勃的“中國製造2025”計劃來提升中國的先進製造業能力。
該政策於2015年推出，旨在加強北京在關鍵領域的自力更生，使中國成為全球科技強國。
費金表示，習近平將先進技術視為“中國發展、國家安全和全球競爭力的戰略重點”。
他補充說，技術被視為“中國長期經濟和地緣政治目標的核心組成部分”。
華盛頓密切關注北京的野心，拜登行政當局正在努力限製中國獲取先進技術。
上周，美國對向中國出口關鍵技術方麵--包括芯片製造設備、量子計算機和組件--實施了新的出口管製。
此前不久，美國國家安全顧問傑克·沙利文(Jake Sullivan)首次訪問北京。他會見了習近平和中國外交部長王毅。
沙利文告訴記者，華盛頓“將繼續采取必要行動，防止美國先進技術被用於破壞國家安全。”
持續遏製中國芯片產業的努力意味著北京必須尋找其他途徑獲得先進技術。
肯尼迪-懷特告訴美國之音：“盡管中國在人工智能和5G等領域處於領先地位，但中國仍然依賴台灣、美國和韓國來生產高端半導體。”
肯尼迪-懷特稱這是中國的致命弱點，並表示半導體行業缺乏自給自足可能會“阻礙北京在人工智能、量子計算和軍事應用方麵的進步。”
隨著中國繼續在關鍵技術研究領域占據主導地位，人們對中國究竟是如何取得這些突破提出了質疑。
去年10月，五眼聯盟(Five Eyes，由澳大利亞、加拿大、新西蘭、英國和美國組成)官員發表聯合聲明，指責中國竊取知識產權。美國聯邦調查局局長克裏斯托弗·雷(Christopher Wray)稱這是“前所未有的威脅”。
新加坡風險投資催化劑公司DivisionX Global的董事總經理肯尼迪-懷特(Kennedy-White)同意這一評估。他表示，中國在澳大利亞戰略政策研究所排名中的躍升“並非完全是自然發生的”。
“中國在某些技術領域的崛起和知識產權盜竊指控有關，”他補充道。
澳大利亞戰略政策研究所還建議其他國家縮小與中國的差距。它建議澳大利亞、英國和美國的“奧庫斯”(AUKUS)聯盟與日本和韓國聯手，努力迎頭趕上。
該報告還強調印度正在崛起成為全球研究創新和卓越的“關鍵中心”。
在澳大利亞戰略政策研究所跟蹤的64項技術中，印度目前在45項技術上排名前五。與2003-2007年相比，這是一個巨大的進步，當時印度僅在四項技術上排名前五。
費金表示，亞太各國“將受益於利用印度日益增長的技術專長和影響力”。
他補充說，這也將平衡“對中國技術供應鏈的過度依賴”。
