第一章 創新經濟學：科技創新促進產業鏈安全與效率

科技進步以及冷戰后國際競爭大幅緩和，共同造就了過去幾十年的國際產業鏈分工格局。雖然生產效率因序列生產與網絡協作而提升，但是產業鏈安全問題也逐步凸顯。具體而言，產業鏈風險有兩個來源：一是自然災難，例如地震等；二是國際競爭。這兩類風險都帶有不可抗力甚至不可預知的屬性。因此，所謂產業鏈安全，并非是指完全杜絕風險，而是指具備消化風險沖擊的能力，或者說在風險發生后恢復正常生產的能力。

從自然災難層面看，鏈條越長、節點越多，產業鏈越脆弱，受到沖擊后恢復原狀的能力越差，因此縮短產業鏈是提升產業鏈安全的必要條件，這需要付出一些效率的代價。國際競爭會中斷原有的序列生產，短期內沒有贏家，但在中長期內，產業鏈上不可替代性較強的國家，有能力通過與其他節點形成新的網絡連接而恢復生產，不可替代性較弱的國家有被邊緣化甚至被生產網絡移除的風險而難以恢復生產。政策應對的重點應放在國際競爭的風險上：一方面，不可預知的自然災難通常持續的時間較短；另一方面，國際合作可以大幅緩解自然災難對產業鏈的威脅。

根據全球價值鏈分析，中國在全球產業鏈分工中的位置呈現兩個特點：從網絡協作的角度看，中國已經取代日本成為全球三大貿易中心節點之一，在產成品貿易方面的優勢超過了美國和德國；從序列生產的角度看，中國整體偏下游，美國、日本等國位于中上游。中國的優勢行業主要集中在低技術制造業領域，可能會面臨貿易摩擦造成的橫向風險，其本質是“去中心化”；劣勢行業主要集中在石油等初級產品，以及半導體等中高技術領域，可能會面臨斷供造成的縱向風險，其本質是“卡脖子”問題。

無論是橫向風險，還是縱向風險，應對的關鍵都在于科技進步。考慮到“系統重要性”和“發展前景廣闊”兩個維度后，我們認為分析重點應聚焦在半導體、軟件等數字經濟，儲能、氫能、碳捕捉等綠色經濟，以及醫藥、農業等生物經濟三大領域。這三大領域的分析表明，產業價值鏈和研發鏈是高度相關的，價值鏈中不可替代性越強的環節，基本上也是研發強度越高的環節。這意味著，只有通過加速科技創新的方式，才能提升一國在產業鏈中的不可替代性，才有利于提升產業鏈安全度，從這個層面看，效率與安全是一致的。

即便沒有國際競爭，我國要實現中長期增長目標，也需要提高研發投入強度。我們測算，未來15年我國TFP（全要素生產率）增速需要維持在2.5%~3%，相比于過去10年需要提高0.4~0.9個百分點，由此需要將研發投入強度由當前的2.4%提升至約3.4%。因此，無論是從國際競爭還是國內增長的角度看，均需要加速科技進步，而政策干預則是加速科技創新的必由之路。

伴隨著制造和物流方面的科技進步，早期的產品貿易逐步發展成產業鏈貿易。產業鏈分工雖然帶來了效率的提高，但伴隨著環節的增多，整個產業鏈以及經濟的脆弱性開始顯現。新冠肺炎疫情的沖擊加速暴露了這個問題，促使各國開始高度關注產業鏈安全問題。對中國而言，產業鏈風險的顯著暴露在時間上要更早一些，2018年的貿易摩擦已經凸顯了產業鏈安全的重要性。目前，各國在應對產業鏈安全問題時，似乎達成了一個共識，即有必要縮短產業鏈，提高本土化產能，以一定的效率損失為代價來換取安全。

這樣宏觀視角的看法，事實上是認為效率與安全不可兼得。不過，從微觀層面看，產業鏈分工的一個重要基礎是“溫特制”，這種生產模式將原本在單個企業內的生產環節，拆散到了不同企業、地區甚至國家間進行，并由此形成了全新的分工方式和生產體系。青木昌彥在研究美國新經濟時認為，美國正是依靠以“溫特制”為代表的新產業組織形式，扭轉了美國企業對日本公司的競爭劣勢，并創造了20世紀90年代中后期美國經濟持續高速增長的奇跡。

不過，對于具有“溫特制”特點的行業而言，各個環節在產業鏈分工中的不可替代性并不一樣，研發是整個產業鏈的核心，也是不可替代性最強的環節。企業若占據了上游研發環節，便能在很大程度上占據整個產業鏈的主導地位，不可替代性較弱的其他環節居于為核心環節進行生產配套的從屬位置。因此，從微觀層面的“溫特制”看，提升產業鏈安全度的關鍵在于提高企業自身在產業鏈中的不可替代性。這意味著效率與安全并非不可兼得，關鍵在于加強研發與科技創新。

問題在于，同樣是對產業鏈安全問題的觀察，上述兩個視角對效率與安全關系的認識卻不盡相同。那么，如何理解這種差別？這是否意味著不應該對產業鏈安全問題進行籠統的分析，而是應該區分不同類型？如何衡量產業鏈不同環節的不可替代性？為什么說科技創新能力決定了不可替代性的強弱？創新是怎樣產生的，如何通過加速科技創新的方式來提升產業鏈安全性？在本章中，我們嘗試對這些問題進行一些探討。

產業鏈安全的內涵：提升不可替代性

理論上來講，產業鏈分工既可以在國內展開，也可以在國際展開，因而產業鏈安全也可以從國內生產和國際貿易兩個視角去討論。但從現實層面看，國內外對產業鏈安全的關注主要是從國際貿易角度展開的。2021年6月，美國白宮在供應鏈安全審查報告中明確表示：對產業鏈安全的擔憂主要來自對海外原材料供應和他國制造業生產的依賴。國內方面，每年發表的中文文獻中與“產業鏈安全”相關的論文數量也與中國進出口占全球的比重高度相關。因此，本章也將從國際貿易視角對產業鏈安全問題展開討論。

全球產業鏈特點：序列生產與國際協作

當前全球產業鏈已形成了以序列生產和國際協作為特點的復雜生產結構。對比過去20年間的全球貿易流向圖（見圖1.1），各經濟體參與全球貿易分工的程度不斷提高，全球貿易網絡日益復雜，中國也在這一過程中取代日本，成了全球貿易網絡的亞洲中心。

注：貿易流向圖中體現了超過50億美元（以2000年美元不變價計）的雙邊貿易，任意一條曲線代表按順時針方向上游節點出口商品至下游節點。節點大小代表經濟體的總出口金額，曲線粗細代表雙邊貿易量的大小。

資料來源：基礎數據來源參考《總貿易核算法：官方貿易統計與全球價值鏈的度量》（王直等，2015年），ADB MRIO（亞洲開發銀行多區域投入產出表）數據庫，中金研究院。

這一產業分工特點主要是由技術進步和國際關系緩和共同推動形成的。技術進步方面，最重要的是物流成本下降和以“溫特制”為代表的新制造模式的普及。物流成本下降使得資源的全球化配置和跨國協作生產成為可能。貨物貿易出口占全球GDP的比重在提升。“溫特制”使得跨企業的序列生產成為技術密集型行業的普遍生產模式。在這兩個因素的共同影響下，全球產業鏈分工日益細化，全球價值鏈（GVC）被不斷拉長（見圖1.2）。

注：全球價值鏈中的價值鏈生產長度指商品生產從原始要素投入到最終產品的過程在不同國家和地區之間的生產階段數，反映了生產過程的復雜程度。

資料來源：ADB MRIO數據庫，中金研究院。

國際關系方面，“二戰”后尤其是冷戰后，地緣政治沖突緩和，為各類貿易協定的簽訂創造了良好的國際環境，使得全球范圍內關稅水平大幅下降，降低了物資跨國流動的成本。不同地區市場的連接創造了全球一體的新產品和勞動力市場，又進一步促進了全球產業分工的深化。尤其是在2001年中國加入WTO（世界貿易組織）之后，更是深度改變了全球和區域的貿易與分工態勢，各國協作的網絡化生產日益復雜。

產業鏈風險的來源及安全的內涵

伴隨國際分工日益深化，產業鏈也面臨著各類風險的沖擊。拜登政府將產業鏈風險的來源界定為“全球流行病、網絡攻擊、氣候沖擊和極端天氣、恐怖襲擊、地緣政治和經濟競爭，以及其他會降低美國關鍵制造能力、對關鍵商品與產品和服務的可用性和完整性造成影響的因素”。歸納起來，產業鏈風險主要可以分為如下兩類。

一是自然災難沖擊序列生產，任一環節中斷都將導致整個生產過程難以完成。例如，2011年3月，日本東北部發生9.0級地震，而該地區也是全球重要的硅晶圓生產基地，地震導致多家晶圓工廠減產甚至關閉，引發了半導體市場的短期價格波動，當月全球集成電路銷售價格環比上漲約8%，閃存價格環比上漲近25%。再如，新冠肺炎疫情暴發以來，海運行業受到嚴重干擾。美國西海岸港口擁堵嚴重，這背后既有美國貨幣罕見高增長帶來的進口需求大幅增長的影響，也有疫情導致清關效率下降的影響。大擁堵使得集裝箱航運班輪的準班率大幅降低，推動了運價攀升，對全球產業鏈的正常運轉造成了較大負擔。

二是國家競爭破壞網絡協作，導致某一國所處的生產節點被迫與其他節點發生連接重構，國際協作網絡受到人為沖擊而影響了原有的生產效率。原本是協作關系的國家之間，一旦出現貿易壁壘、科技封鎖、原料禁止進出口等情況，將對產業鏈的原有生產模式造成巨大沖擊，這一風險在大國競爭的背景下尤為突出（見圖1.3）。

注：美元計價；2019年之前的數據來自IMF（國際貨幣基金組織）；2021年中國實際GDP增速預測來自中金公司研究部宏觀團隊；2020—2035年美國實際GDP增速預測來自美國CBO（國會預算辦公室）；2022—2035年中國實際GDP增速估算來自《A股十年不漲，未來十年會漲嗎？》（謝超、李瑾等，2019年8月）。

資料來源：萬得資訊，美國CBO，中金研究院。

在識別了產業鏈風險的兩類來源之后，那么產業鏈安全的內涵是什么？是完全規避風險的發生，還是具備應對風險的能力？在某種程度上，前述兩類產業鏈風險都是不以人的主觀意志為轉移的。自然災難通常具有不可抗力，很多時候難以預知、難以完全避免。大國競爭同樣有其必然性，隨著兩個大國的經濟實力逐漸接近，競爭增加難以避免。既然產業鏈風險的出現不可避免甚至不可預知，那么產業鏈安全的內涵不在于完全避免風險的發生，而在于消化風險沖擊的能力。問題是，面對自然災難和國際競爭兩種風險，應該把消化風險的能力重點放在哪個方面？消化哪種風險沖擊，對于產業鏈安全而言更重要？

如果是應對自然災難更重要，那么效率與安全確實可能存在取舍問題，按照阿西莫格魯等人（Acemoglu et al.，2010）的研究，產業鏈節點越多、結構越復雜，受到沖擊后消化風險的能力可能越弱，恢復原狀的速度可能越慢。因此，從這個角度去談提升產業鏈安全，適當地縮短產業鏈長度具有一定的合理性，這有利于增強整個產業鏈應對自然災難事件時的彈性。

不過，相比于自然災難，我們認為國際競爭風險更值得重視，主要原因有兩點。一是自然災難持續的時間通常相對短暫。例如，雖然日本地震對半導體價格造成了沖擊，但是過了地震發生的3月份，價格沖擊基本上消退了；1918年史無前例的美國大流感，基本上流行了3年就結束了。相比之下，重大的國際競爭通常持續時間比較長。二是在自然災難的沖擊下，如果各國密切合作，則可以盡可能地縮短沖擊的時間長度，降低危害程度。反之，即便沒有自然災難，單是國際競爭就足以導致整個產業鏈中斷。

國際競爭造成的產業鏈風險，短期來看似乎各環節沒有贏家，因為各環節少了彼此的通力合作都無法完成序列生產；但從中長期來看，對各環節的影響是有差別的。原因是：一方面，各環節在產業鏈上的不可替代性不同；另一方面，產業鏈分工的特點不只有序列生產，還有網絡協作。占據著不可替代性較強環節的國家，有能力通過逐步與其他生產節點建立新的聯系而恢復生產。作為競爭的另一方，也即占據著不可替代性較弱環節的國家，則可能會逐步被產業鏈邊緣化，甚至可能最終會被產業鏈移除而遲遲無法恢復生產。

如前所述，產業鏈安全是指風險沖擊發生后恢復生產的能力，這意味著提升產業鏈安全也即提升一國在產業鏈中的不可替代性。接下來我們將聚焦國際競爭造成的產業鏈風險，考察中國在各產業鏈中的不可替代性。首先要明確的問題是，如何衡量一國在產業鏈分工中的不可替代性的強弱？到底哪些行業是中國的優勢行業，哪些行業是中國的劣勢行業？這些行業是否面臨著不同的產業鏈風險？

“去中心化”：低技術行業面臨橫向風險

中國已成為全球最大的產成品輸出國

加入WTO以來，中國已成長為全球最大的出口國，從產品類型來看，中國在出口貿易中的優勢主要集中在產成品出口（見圖1.4）。2000—2019年，中國整體出口占全球出口的比例從4.0%大幅提升到13.7%，其中2019年中國產成品出口占全球產成品出口的比例為16.4%，高于同期的總出口占比。分行業來看，中國四位HS編碼的1242個細分行業的出口占比中位數，也從2.5%增加到了11.1%。但如果從初級產品、低技術制造業、中高技術制造業三大類行業來看（見圖1.5），中國的主要優勢集中在低技術制造業。這也顯示出，認為中國在初級產品領域占據優勢的觀點可能是站不住腳的。實際上，2019年美國在包含礦產在內的初級產品的出口占比（9.4%）遠遠領先中國的出口占比（2.1%）。

注：產成品指的是被直接進口國吸收的最終商品出口。根據全球價值鏈的分析框架，可以將一國總出口分解為產成品出口、中間產品出口等部分。貿易流向圖中體現了超過50億美元（以2000年美元不變價計）的雙邊貿易，任意一條曲線代表按順時針方向上游節點出口商品至下游節點。節點大小代表經濟體的總出口金額，曲線粗細代表雙邊貿易量的大小。

資料來源：基礎數據來源參考《總貿易核算法：官方貿易統計與全球價值鏈的度量》（王直等，2015年），ADB MRIO數據庫，中金研究院。

注：出口占比=該國該類貨物出口金額/全球該類貨物出口金額。

資料來源：UN Comtrade（聯合國商品貿易統計數據庫），中金研究院。

中國的優勢主要在于低技術制造業

無論是從相對的RCA（顯示性比較優勢指數）指標還是絕對的出口占比指標來看，中國當前的優勢都主要在于低技術制造業。2019年中國在初級產品、低技術制造業、中高技術制造業的RCA指標分別為0.22、1.27和1.11，在全球出口的占比分別是3.0%、17.4%和15.3%。進一步看兩位HS編碼的97個細分行業的RCA指標，在18個初級產品細分行業，2000年中國RCA大于1的有8個，到2019年就僅剩3個，而且與大豆等農產品安全相關的重點領域和與礦產安全相關的重點領域的RCA指標不到0.2，初級產品不是中國具有比較優勢的產業。在58個低技術制造行業中，2019年中國有16個低技術細分行業的RCA大于2.5，有34個細分行業大于1，顯示出中國在低技術制造業方面具有較強的比較優勢。在21個中高技術制造業中，中國整體而言競爭力并不突出，只有8個行業的RCA指標大于1。其中，中國在樂器、電機電器設備、鐵道電車等行業比較優勢最為突出；在航空器、藥品、化妝制品、汽車等領域沒有比較優勢，過去20年未得到顯著改善。

97類細分行業的絕對占比指標也顯示出中國當前的主要優勢在低技術制造業。在18個初級產品細分行業中，2019年中國出口占比最高的為動物皮毛等其他動物產品，且占比僅為22%。在58個低技術制造行業中，2019年中國在28個行業的出口占比超過20%，在6個行業的出口占比超過50%，其中在羽毛羽絨制品、雨傘等產品的出口占比更是高達或者接近80%（見圖1.6）。在21個中高技術制造業中，中國的出口占比也并不突出，其中出口占比最高的樂器及其零件也僅為25%。

注：出口占比=該國該類貨物出口金額/全球該類貨物出口金額。

資料來源：UN Comtrade，中金研究院。

總的來看，中國在出口貿易中的比較優勢主要集中在低技術制造業。但目前處于優勢地位并不意味著這些產業沒有風險，事實上這些優勢行業正面臨著來自逆全球化造成的橫向風險。如前所述，中國在這些低技術制造業領域占據全球貿易的中心環節，因此貿易摩擦下的橫向風險本質是“去中心化”，即減少對中國這個貿易中心節點的依賴。其風險的一個重要體現形式是外需及隨之而來的產能轉移風險。貿易摩擦前后美國對中國進口關稅水平見圖1.7。

資料來源：PIIE（彼得森國際經濟研究所），USTR（美國貿易代表辦公室），美國商務部普查局，中金公司研究部宏觀團隊。

“卡脖子”：部分高技術產業和初級產品面臨縱向風險

中國整體位于產業鏈下游，受上游原材料及關鍵設備、零部件進口制約

雖然出口視角的分析證明中國占據了全球產成品貿易的中心地位，但從中間品貿易來看（見圖1.8），中國在貿易中的優勢地位有所下降，而且分工越復雜的中間品優勢越弱。全球價值鏈相對位置指數的分析表明，中國整體在全球產業鏈中處于下游位置。

注：簡單中間品指的是被直接進口國吸收的中間出口；復雜中間品指的是被直接進口國生產、向第三國出口所吸收的中間出口。貿易流向圖中體現了超過50億美元（以2000年美元不變價計）的雙邊貿易，任意一條曲線代表按順時針方向上游節點出口商品和服務至下游節點。節點大小代表經濟體的總出口金額，曲線粗細代表雙邊貿易量的大小。

資料來源：基礎數據來源參考《總貿易核算法：官方貿易統計與全球價值鏈的度量》（王直等，2015年），ADB MRIO數據庫，中金研究院。

需要說明的是，位置指數只能說明各國在全球產業鏈分工中距離終端消費者的遠近，或者可以大致理解為整體意義上的上下游關系，并非衡量不可替代性的唯一指標。指數越高代表離終端消費者越遠（見圖1.9），俄羅斯、澳大利亞等國的指數高是因為輸出礦產油氣資源等原材料，日本和美國的指數較高是由于它們位于中上游的研發等環節。中國位于產業分工下游，進口同時受到基礎資源出口國、關鍵技術出口國和關鍵設備出口國的制約，有必要結合進口對外依賴程度進一步分析產業鏈風險。

從總進口占比來看，2019年中國總進口占世界總進口的11.2%，為全球第二大進口國，僅次于美國的14%。從四位HS編碼的1242個細分行業看，2019年中國各行業進口占全球總進口比重的中位數為4.0%，比2000年的水平上漲了2.2個百分點。而從初級產品、低技術制造業、中高技術制造業三大行業的分類進口看（見圖1.10），2019年中美在全球進口中所占的比重遠高于G20（20國集團）中的其他成員，中國對于初級產品的進口占比最高，而美國對低技術、中高技術制造業產品的進口占比都居于首位。值得注意的是，2019年中國的總進口占比高于1242個細分行業進口占比分布的75%分位數。這意味著中國的進口結構呈現出兩極分化的特點，即超過75%的細分行業的進口占比低于平均值，而少部分行業對進口的過度依賴大幅抬高了整體的進口風險，有必要對這些行業做進一步的分析。

注：GVC位置指數越高，代表該國在全球價值鏈越靠近上游。氣泡大小代表該國總出口中被國外吸收的國內增加值大小。

資料來源：《總貿易核算法：官方貿易統計與全球價值鏈的度量》（王直等，2015年），ADB MRIO數據庫，中金研究院。

注：進口占比=該國該類貨物進口金額/全球該類貨物進口金額。

資料來源：UN Comtrade，中金研究院。

篩選進口風險過高的細分行業

我們對進口風險過高的定義包含三個方面，即進口金額、在全球進口的占比、前四大進口來源地集中度。前兩個指標越大，說明產業鏈對外進口風險程度越高，而第三個指標越高，說明對于單一或少數市場的進口風險程度越高，越容易受到國際競爭或自然災難的影響。最后考慮到中國經濟的規模，過濾掉四位HS編碼1223個細分行業中進口金額小于20億美元的行業，篩選出進口風險較高的細分領域。

在207個初級產品細分行業中，共有24個行業被篩選為進口風險過高的領域，行業數目占比11.6%，尤其是石油原油、鐵礦、石油氣、銅礦等礦產資源行業和大豆等油料作物行業。部分產品（如鐵礦、大豆、棕櫚油）的進口來源地CR4（行業前四名份額集中度指標）均超過了90%（見圖1.11）。

注：2019年數據，圓圈大小代表中國對各類產品的進口值大小；進口占比=該國該類貨物進口金額/全球該類貨物進口金額。

資料來源：UN Comtrade，中金研究院。

在609個低技術制造細分行業中，只有35個行業被識別為進口風險較高，行業數目占比5.7%，而且主要集中在初級產品的粗加工領域，比如精煉銅及銅合金（見圖1.12）。這些行業技術復雜度不高、進口集中度相對較低，因此，單純從低技術制造領域來看，中國受制于人的概率不大，更關鍵的是保證上游礦產資源的進口安全。

在407個中高技術制造細分行業中，共有33個被篩選為進口風險較高的細分領域，行業數目占比8.1%，主要集中在高技術領域，例如集成電路、半導體器件、用于制造集成電路和半導體器件的設備等領域的進口風險最為突出，且進口集中度在80%左右（見圖1.13）。

綜上，中國的劣勢行業在于石油、大豆、鐵礦石等初級產品，以及集成電路、制造集成電路的設備、機動車輛、藥品等中高技術制造業。這些進口風險較高的劣勢行業，如果海外斷供，則本國相關生產也可能存在中斷風險，由于這種風險來自中上游，因此將其稱為“縱向風險”，即通常所稱的“卡脖子”問題。

注：2019年數據，圓圈大小代表中國對各類產品的進口值大小；進口占比=該國該類貨物進口金額/全球該類貨物進口金額。

資料來源：UN Comtrade，中金研究院。

注：2019年數據，圓圈大小代表中國對各類產品的進口值大小；進口占比=該國該類貨物進口金額/全球該類貨物進口金額。

資料來源：UN Comtrade，中金研究院。

產業鏈安全的創新經濟學

以上出口和進口視角的風險，只是有助于識別不同領域中存在的是橫向風險還是縱向風險，并不能給出有關如何提升產業鏈安全的信息。如前所述，從國際競爭角度看，提升產業鏈安全度的關鍵在于提高本國在產業鏈中的不可替代性。問題是，如何衡量不可替代性？通常而言，不可替代性越強的環節，定價能力應該越強。在微觀層面的財務指標上，我們認為毛利率比ROE（凈資產收益率）更適合衡量定價能力。因為影響ROE的不只是企業本身的不可替代性，還有受經濟周期影響的資產周轉率、受會計制度影響的凈利率，以及代表資本結構的杠桿率。相對而言，毛利率能夠較純粹地體現企業自身的定價能力。

下文中，我們將以毛利率作為不可替代性的衡量指標，以研發強度作為創新能力的衡量指標，分別刻畫產業價值鏈和研發鏈，以嘗試對如何提升產業鏈安全度進行探討。需要說明的是，并非所有存在劣勢或者風險的行業都需要政策層面的高度關注。例如，從2019年中國進口占該項在全球進口的比重來看，化妝品是22%，藥品是6%；從進口來源地的CR4來看，化妝品高達78%，也高于藥品的54%。但這并不意味著從政策的角度看，政府要更關注化妝品行業而非藥品行業。考慮到各個行業的社會意義不一樣，因此沒有必要關注所有的風險行業，這樣不利于集中資源以提升關鍵領域的產業鏈安全。

基于前述各行業的優劣勢分析，結合“系統重要性”和“發展前景廣闊”兩大標準，我們篩選出數字經濟、綠色經濟和生物經濟這三大重點領域。其中，數字經濟是未來10年中國經濟最具“系統重要性”的領域之一，產業數字化將給眾多行業帶來深刻變革；綠色經濟是碳中和目標下未來40年中國經濟的新約束和新機遇，氫能、碳捕捉、儲能等新技術、新產業將會有廣闊的發展前景；罕見的新冠肺炎疫情凸顯了生物經濟的系統重要性，在全球氣候變暖的大背景下，無論是糧食生產還是防病、治病，生物經濟對于人類社會的可持續發展可能越來越重要，AI（人工智能）在預測蛋白質結構上的巨大成功也意味著數字經濟的發展可能會大大加速生物經濟的發展。

三大領域的啟示：產業價值鏈與產業研發鏈高度正相關

數字經濟：美國通過高研發投入占據產業鏈的高毛利環節

集成電路和制造半導體的關鍵設備領域存在比較突出的縱向風險問題。2019年，中國集成電路進口占到全球集成電路進口的37%，光刻機等用于制造半導體器件等的機器設備進口占全球比重高達31%。相比之下，美國半導體行業在全球市場的進出口占比更為均衡，進口風險較低。同時在“用于制造半導體器件或集成電路的機器設備”這一細分領域上，美國出口的全球占比更是高達23%，顯示出美國在數字經濟核心層的顯著優勢。

從毛利率刻畫的半導體價值鏈來看（見圖1.14），設計、設備和IDM（垂直整合制造）是半導體產業鏈毛利率最高的三個環節，也是不可替代性最強的三個環節。美國在這三個環節的毛利率和營收均遠遠領先于其他經濟體，這背后是美國在設計、設備以及IDM上領先的研發投入強度。中國的毛利率只在封測這個環節處于領先地位，從整個產業鏈的角度看，封測是毛利率最低，也即不可替代性最弱的環節。即便是在這個不可替代性最弱的環節，中國領先的毛利率也與中國在該環節領先的研發投入強度相關。此外，代工是中國大陸另外一個研發投入強度領先的領域，但從整個半導體產業鏈的角度看，代工環節的毛利率僅高于封測，也是一個不可替代性較弱的環節。

注：氣泡大小為該國/地區企業在對應行業的總營收規模相對值（中金公司測算）。

資料來源：萬得資訊，彭博資訊，IC Insights（半導體市場趨勢研究公司），Trendforce（集邦咨詢），Digitimes（《電子時報》），中國半導體行業協會，中金公司研究部科技硬件團隊。

按照類似的思路，我們對數字經濟的另一個重要方面——軟件也進行了分析。從產業的價值鏈和研發鏈的分析來看，中國軟件產業也存在需要提升產業鏈安全的問題（見圖1.15）。在軟件行業中，基礎設施軟件的毛利率最高，不可替代性最強，美國無論是在毛利率的水平，還是整體營收方面均遠高于其他經濟體，背后的支撐依舊是美國在該環節遠超其他經濟體的研發投入；應用軟件的毛利率位于基礎設施和IT（信息技術）服務兩者之間，美國在這個方面的毛利率和營收依舊居于領先地位，在研發投入方面更是遠超其他經濟體。IT服務是毛利率最低、不可替代性最弱的環節，美國在這方面雖然具有一些營收優勢，但毛利率水平并不明顯高于其他國家，研發投入強度也沒有明顯優勢。

注：選取了彭博資訊軟件/技術服務行業中西歐、美國、中國（包含香港和臺灣地區）、日本、韓國的2712家公司計算；氣泡大小代表營收規模大小。

資料來源：彭博資訊，中金公司研究部計算機軟件團隊。

綠色經濟：研發投入支撐中國目前的領先地位

綠色經濟作為一個新興領域，是當前中國具有一定國際競爭優勢的行業，尤其是在光伏和動力電池這兩大領域。在半導體光敏領域，中國的全球出口占比為21%，遠高于7%的全球進口占比；在蓄電池領域，中國的全球出口占比達28%，是全球進口占比8%的3倍多，其中鋰電池出口占全球出口的比重更是高達38%。優勢的背后，一個重要原因在于中國在主要環節都維持了較高的研發費用率，從而支撐中國企業占據大的市場份額和享有較高水平的毛利率。在光伏產業鏈中（見圖1.16），中上游制造環節由中國企業主導；僅逆變器環節上，美國、德國仍有一定競爭力，值得一提的是，美國、德國在這個環節的優勢依舊是建立在研發投入強度較高的基礎上。在動力電池產業鏈中（見圖1.17），中國企業在動力電池各環節的研發投入高于其他地區，也擁有高于其他地區的毛利率水平。

注：根據2020年全球重點國家/地區光伏產業各子行業的2~3家龍頭公司計算；氣泡大小為該國/地區企業在對應行業的總營收規模相對值（中金公司測算）。EPC為一種工程總承包模式。資料來源：萬得資訊，彭博資訊，中金公司研究部電新公用環保團隊。

目前的優勢地位意味著中國在光伏、新能源電池領域面臨的產業鏈風險與半導體產業不同。短期來看，中國在綠色經濟領域面臨的主要是出口維度的橫向風險，部分發達國家以反傾銷、反補貼等借口為由，對中國光伏等綠色產業進行制裁。例如2021年8月，美國在一項共同決議案中，通過了要求獲得美國聯邦政府資助的項目不得進口中國光伏產品的相關條款。長期來看，綠色經濟方興未艾，實現碳中和更為關鍵的技術在于儲能、氫能、碳捕捉等，在這些對于綠色經濟具有戰略意義的領域，中國尚未建立起像光伏、新能源電池等領域的優勢，而各主要國家都在這些戰略領域持續投入研發力量，一旦其他國家在這些領域率先取得突破，中國綠色經濟的優勢可能會被大幅削弱，出現新的縱向風險。

注：氣泡大小為該國/該地區產值的相對值，產值為該國/該區域重點公司對應業務收入；動力電池環節為動力電池業務營業利潤率，其他環節為公司整體毛利率；美國動力電池環節選取代表公司為Romeo Power、Proterra。

資料來源：公司公告，萬得資訊，中金公司研究部電新公用環保團隊。

生物經濟：歐美在制種和制藥領域的不可替代性較強

總的來看，生物經濟的縱向風險不如半導體那么明顯，進口風險主要存在于個別領域，比如農業領域的大豆等油料作物和種子，以及醫藥領域的人用疫苗和醫用儀器等。從醫藥產業的研發鏈與價值鏈來看（見圖1.18），基本上也是毛利率越高、不可替代性越強的領域，研發投入強度也越高。目前，中國在毛利率較高的制藥和器械兩個領域的研發投入強度明顯落后于美國和歐洲。2020年，美國收入前十大藥企的研發投入占營業收入比重高達22.1%，而中國制藥收入前十大藥企僅為14.3%。在農業領域，除了更多具有化工屬性的化肥領域外，其他環節基本上也是毛利率和研發強度正相關。其中，毛利率最高、不可替代性最強的環節是制種。以種植為例（見圖1.19），中國在上游制種環節的研發費用率僅為5%左右，遠低于美國和歐洲10%~20%的水平，導致我國在該環節的毛利率低、不可替代性較弱。

注：樣本為該國家/地區醫藥行業前十大企業，中國制藥行業根據上市公司制藥收入排序；作為體量參考，美國制藥行業前十大企業營業收入為286.8億美元；氣泡大小代表營收規模大小。

資料來源：萬得資訊，彭博資訊，中金公司研究部醫藥團隊。

注：氣泡大小為該國/地區企業在對應行業的總營收規模相對值（中金公司測算）。

資料來源：中金研究部農業團隊，Phillips McDougall，ETC Group，世界農化網，萬得資訊，彭博資訊。

科技創新是提升產業鏈安全性的關鍵

上述三大重點領域作為典型的高科技產業，產業價值鏈與研發鏈的高度正相關體現出研發驅動的“溫特制”特點。除了光伏、新能源電池外，我們在半導體、軟件等領域不可替代性較弱的問題，根本原因在于研發投入不足（見圖1.20）。事實上，這樣一個問題不只存在于高科技領域，也存在于中國具有優勢的低技術制造業領域，這是中國制造業存在的普遍問題。中國幾乎所有行業的資本投入強度都高于研發投入強度，制造業企業更多通過擴張產能而非提高研發的方式進行競爭。這不僅在一定程度上可能造成資源浪費、低端領域過度競爭，也會導致企業研發投入不足、削弱企業向產業鏈高端位置提升的動力。因此，提高研發強度、加速科技創新，不只是高科技領域提升產業鏈安全的需要，也是各行各業的普遍需要。

注：圖中為2020年各國上市制造業企業數據，研發（資本）投入強度=研發（資本）投入/銷售收入。

資料來源：Factset，中金研究院，中金公司研究部機械團隊。

初級產品領域中，中國在石油等重要的原材料方面進口風險較大，存在縱向風險。初級產品通常被認為是自然資源，解決這方面的縱向風險要么通過分散進口源、建立國內庫存等經濟方式，要么通過非經濟方式來解決供應安全問題。事實上，這些措施的效力期偏短，而且效果存疑。美國石油供給安全問題最終是靠技術進步實現的。中國未來解決石油等初級產品的進口風險問題，最終也是要靠綠色能源等方面的技術進步來解決。

如前所述，在中國占據著優勢地位的低技術制造業領域，正面臨著來自逆全球化造成的橫向風險。需要強調的是，2018年以來雖然有一些企業為規避關稅將生產線遷移至越南、菲律賓等國家，但是更多的企業仍選擇了立足中國戰略，這表明單純的貿易摩擦政策并不足以改變中國的比較優勢，這并不是真正具有威脅的橫向風險（見圖1.21）。真正的橫向風險還是在于科技進步。研究表明，美國制造業中平均每增加1個機器人，將會取代3.3名工人的崗位。隨著工業機器人的廣泛使用，美國制造業已呈現緩慢回流跡象，近10年來制造業投資規模穩定增加（見圖1.22）。在此背景下，依靠人口紅利占據“世界工廠”位置的發展中國家或面臨著出口產能被替代的可能。因此，對中國而言，要在根本上化解低技術產業的橫向風險，最重要的還是通過科技進步來提升不可替代性。

資料來源：美國中國商會報告，中金公司研究部宏觀團隊。

資料來源：萬得資訊，中金研究院。

創新經濟學：總量、產業與金融

綜上所述，所謂國際競爭造成的產業鏈風險，根本原因在于我國研發投入不足、科創能力偏弱。對此，我們將在第二章中進行詳細分析，從學術文獻發表、發明專利申請等多個視角來對比分析中國知識創新實力在全球的位置。而要加速中國的科技創新，有兩個基本路徑：一是吸收先進國家的技術外溢，二是靠自主創新。自中華人民共和國成立以來，一方面，某些國家一直在高技術領域對中國實施諸多限制措施；另一方面，這些國家也需要中國融入全球產業鏈以提供更有效率的生產。因此，過去幾十年對中國的科技創新而言，吸收國外與自主創新一直是并行不悖、互相促進的。

在當前國際競爭背景下，中國面臨的技術封鎖態勢越發嚴重，從外吸取先進科技成果越發困難。在奧巴馬第二個任期，美國對華制裁強度就已大幅提升。特朗普任期內中美貿易摩擦持續升溫，美國在芯片等領域加大對于中國企業的打壓。即便是拜登上臺，這樣一個科技上的競爭、封鎖態勢，也并沒有明顯緩和的跡象。事實上，國際競爭是由雙方實力此消彼長的客觀態勢決定的，不以人的意志為轉移，也意味著科技競爭是大國競爭的關鍵所在，這進一步說明了寄希望于美國主動緩和對中國的科技封鎖是不現實的，或者說如果期望美國緩和對華科技封鎖，除非中國能夠加速科技進步、降低美國封鎖的必要性。

失之東隅，收之桑榆。盡管美國不斷擴大對華技術管制的范圍和強度，確實對我國繼續吸收國外先進技術造成了不利影響，但這反而有可能倒逼中國企業加速自主創新。實證研究表明，科技封鎖會促使中國企業在相應領域的專利產出增加。這說明國外的科技封鎖不只有“產業鏈風險”的一面，也在醞釀我國科技進步自發加速的新機遇。

不過，即便沒有外部的國際競爭壓力，中國要實現中長期的增長目標也需要加強研發投入、加速科技創新。黨的十九大通過的《中國共產黨章程（修正案）》指出，到中華人民共和國成立一百年時，全面建成社會主義現代化強國。《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》針對2035年的遠景目標，提出人均國內生產總值達到中等發達國家水平。上述目標意味著我國人均GDP增速在未來很長的歷史時期仍需要維持在4%~6%的較高水平。但是，由于我國人口紅利漸行漸遠、老齡化問題日益加劇，我們預計我國勞動年齡人口在未來30年將處于負增長。同時，由于我國青壯年人口已經在2011年跨過增長拐點處于下降趨勢，未來儲蓄率也很有可能隨之持續下降，這將導致資本積累速度逐步放緩。因此，要實現我國中長期發展目標，我國經濟增長將更多依靠科技進步推動的TFP增長。

根據我們的估算，要實現2035年中長期發展目標，我國TFP增速需要維持在2.5%~3%，相比過去10年需提高0.4~0.9個百分點（2010—2020年，我國TFP增速均值約2.1%）。與此同時，對于中高收入國家而言，研發投入強度每提高1個百分點，TFP增速大約提升0.63個百分點（見圖1.23）。因此，如果要實現上述TFP增速的提升目標，則需要研發投入強度由當前的2.4%提升至約3.4%。

注：不同收入國家的定義來自世界銀行2019年的Natural Resources and Total Factor Productivity Growth in Developing Countries：Testing A New Methodology報告，其中，低收入為人均GDP小于995美元，中低收入為人均GDP 995~3895美元，中高收入為人均GDP 3895~12055美元，高收入為人均GDP大于12055美元。圖中“TFP平均增長率”為上述報告測算的2007—2014年不同收入國家組別的TFP增速平均值。

資料來源：World Bank（世界銀行），Bravo、Marín（2011），中金研究院。

需要說明的是，由于不同研究者對于相關數據、計算方法等存在不同理解，研發對于TFP乃至經濟增長的量化分析確實很難取得沒有爭議的一致結論。因此，我們的測算結果更宜理解為以定量分析表達一個定性結論，即在當前的人口形勢下，提升TFP增速是實現中長期增長目標的必要條件，因此，有必要進一步提高研發投入強度。不過，比上述量化測算更重要的是，如何提升研發投入強度，如何加速科技進步。在這個過程中，政策干預可能需要發揮關鍵性的作用。理解這一點需要超越傳統的自由貿易理論。克魯格曼在新貿易理論中提出，對于高新技術產業，政府需要采取適當的干預措施，才能有效地促進在該領域的創新，獲得長久的競爭優勢。

至于應該采取什么樣的具體政策，這屬于創新經濟學的范疇。我們將在第三章到第八章中，結合中國的實際情況對創新經濟學進行系統的分析。通常而言，創新的發生需要三個方面的共同作用：一是供給側的研發資源和人才資源投入，第三章和第四章將分別聚焦這兩個主題；二是需求側的本國需求和國際貿易，這是第五章和第六章重點分析的內容；三是將供給側和需求側形成互動關系的創新生態，具體而言又可以分為第七章探討的區域創新機制，以及第八章探討的國家創新體系兩個層面。以上聚焦于創新經濟學的六章內容，再加上對中國創新實力進行刻畫的第二章，就構成了本書的總量篇。不過，對于創新經濟學的分析只是開始，其目的是指導我們探索產業層面加速科技創新的具體路徑。在產業層面，我們分成了兩個維度進行探討。

一方面，探討需要通過科技創新來提升不可替代性的重點領域，主要包括第九章的半導體、第十章的軟件、第十一章的綠色能源、第十二章的醫藥，以及第十三章的農業。需要說明的是，由于各個行業的產業鏈位置和科創技術特點不同，因此創新經濟學體現在每一章的側重點可能并不一樣。例如，人才對于半導體加速科創而言可能非常重要；但對于軟件而言，當務之急可能是創建一個有利于開源的創新生態；國內需求對于中國光伏、新能源電池的崛起發揮了關鍵作用，但在儲能、氫能、碳捕捉等事關未來的戰略性技術領域是否依然重要，還需要進一步分析；對于醫藥而言，在我國商業醫保制度不健全的當下，能否利用國外商業保險需求來加速本國的醫藥進步，是一個值得探討的問題；對于農業而言，如何加強知識產權保護、提高研發強度，可能是一個亟待破解的重要課題。

另一方面，還需要對制造業和物流兩個行業進行專門討論。如前所述，國際產業鏈分工得以形成的產業基礎，一個是制造業向“溫特制”的轉型，另一個是物流成本的大幅下降。對于當下的中國而言，制造業規模大、門類全以及物流設施建設比較完善，也是我們能夠加速科技創新的重要產業優勢。不過，這兩個重要的創新支撐，也存在“大而不強”等問題。究竟應該如何看待中國的制造業和物流在創新支撐中的作用，有哪些待補的短板，這兩個行業又有什么新機遇來進一步強化其創新支撐作用？這些問題我們將分別在第十四章和第十五章中進行討論。

上述七章構成了本書的產業篇，主要聚焦于創新經濟學在實體產業層面的落地。但由于創新的正外部性，實體資本的內部融資意愿往往是不足的，因此一個通常的看法是需要外部金融支持。問題是，實體資本和金融資本都是逐利的，實體資本的內部融資意愿不足，為什么外部的金融資本有意愿去支持創新？事實上，根據第十六章的分析，關于金融與創新的關系，存在兩個“不會自發”的問題，解決這兩個問題首先需要提高金融資本投資創新的預期回報率。要實現這個目的，有兩個基本方式：一是提高創新企業的內在價值，例如第十七章將探討有利于科創的會計制度；二是利用股市泡沫，給予創新投資者在股價高于內在價值時退出的機會，這個問題我們將在第十八章中進行討論。這三章構成了本書的金融篇。