Enligt National Science Foundations (NSF) Indikatorer för vetenskap och teknik 2018 års rapport släpptes idag, USA är världsledande inom vetenskap och teknik (S&T). Dock, USA:s globala andel av vetenskaps- och teknikverksamheten minskar i takt med att andra nationer – särskilt Kina – fortsätter att öka.

National Science Board (NSB) är NSF:s styrande organ och publicerar kongressens mandatrapport om tillståndet för det amerikanska vetenskaps- och ingenjörsföretaget (S&E) vartannat år. 2018 års rapport visar att USA investerar mest i forskning och utveckling (FoU), lockar mest riskkapital, ger de mest avancerade graderna, ger mest affärer, finansiella tjänster och informationstjänster, och är den största tillverkaren inom högteknologiska tillverkningssektorer. Den fullständiga rapporten, som täcker data om det inhemska och globala vetenskaps- och ingenjörslandskapet, finns tillgänglig online.

"NSF:s Indikatorer för vetenskap och teknik är den högsta kvalitet och mest omfattande informationskällan om hur det amerikanska vetenskaps- och ingenjörsföretaget presterar nationellt och internationellt, " sa NSF-chefen France Córdova. "2018 års rapport presenterar en mängd lättillgängliga, viktiga data. Det ger insikter i hur vetenskap och ingenjörsvetenskaplig forskning och utveckling är kopplad till ekonomisk utveckling och utveckling av arbetskraft, samt STEM-utbildning, i USA och utomlands."

"Årets rapport visar en trend som USA fortfarande leder med många vetenskapliga och tekniska åtgärder, men att vårt försprång minskar inom vissa områden som är viktiga för vårt land, sa Maria Zuber, NSB ordförande och vice VD för forskning vid Massachusetts Institute of Technology. "Den trenden väcker oro för effekterna på vår ekonomi och arbetskraft, och har konsekvenser för vår nationella säkerhet. Från genredigering till artificiell intelligens, vetenskapliga framsteg kommer med inneboende risker. Och det är avgörande att vi ligger i framkant av vetenskapen för att mildra dessa risker."

Kinas tillväxt inom S&E fortsätter i en exceptionell takt

FoU-utgifter återspeglar en nations engagemang för att utöka kapaciteten inom S&T, som i sin tur driver innovation. Medan USA ledde världen i FoU-utgifter på 496 miljarder dollar (26 procents andel av den globala totalen), Kina var en avgörande tvåa med 21 procent (408 miljarder dollar). Kina har ökat sina FoU-utgifter snabbt sedan 2000, i genomsnitt 18 procent årligen. Dess fokus är främst inriktat på utveckling snarare än grundläggande eller tillämpad forskning. Under samma tidsperiod, USA:s FoU-utgifter ökade med endast 4 procent. Även om tillväxtekonomier börjar på en lägre bas och därför tenderar att växa mycket snabbare, Kinas tillväxttakt är exceptionell.

Riskkapitalinvesteringar, som stöder kommersialiseringen av ny teknik, uppgick till mer än 130 miljarder USD globalt 2016. Medan USA lockade flest investeringar (nästan 70 miljarder USD), står för drygt hälften av den globala andelen, 26 procent av de totala riskkapitalfonderna gick till Kina. Riskkapital i Kina steg från cirka 3 miljarder USD 2013 till 34 miljarder USD 2016, klättring från 5 procent till 27 procent av den globala andelen, den snabbaste ökningen av någon ekonomi.

Kunskaps- och teknikintensiva industrier – där framsteg inom vetenskap och teknik är viktiga insatser – är en viktig del av den globala ekonomin, utgör nästan en tredjedel av världens bruttonationalprodukt (BNP). Amerika leder i att tillhandahålla affärer, finansiella tjänster och informationstjänster, står för 31 procent av den globala andelen, följt av Europeiska unionen (EU) med 21 procent. Kina är den tredje största producenten av dessa tjänster (17 procent global andel) och fortsätter att växa i en mycket snabbare takt (19 procent årlig tillväxt) än USA och andra utvecklade länder. USA är den största tillverkaren av högteknologisk tillverkning (31 procent global andel). Detta inkluderar tillverkning av flygplan och rymdfarkoster, halvledare, datorer, läkemedel, och mät- och styrinstrument. Kina ligger tvåa med 24 procent, mer än fördubblat sin andel under det senaste decenniet.

Högre utbildning ger de avancerade arbetsfärdigheter som behövs i en allt mer kunskapsintensiv global ekonomi. Enligt de senaste uppskattningarna, USA tilldelade det största antalet S&E doktorsexamina (40, 000) i vilket land som helst, följt av Kina (34, 000), Ryssland (19, 000), Tyskland (15, 000), Storbritannien (14, 000) och Indien (13, 000). I kontrast, USA släpar efter i kandidatexamen. Indien tjänade 25 procent av de mer än 7,5 miljoner tilldelade S&E-examen på kandidatnivå 2014, tätt följt av Kina (22 procent), EU (12 procent) och USA (10 procent). Nästan hälften av alla examina som ges i Kina är inom S&E-områden. Sedan 2000, antalet S&E kandidatexamen i Kina har ökat med 300 procent.

Under de senaste tjugo åren, studenter har blivit mer rörliga och länder konkurrerar i allt högre grad om dem som potentiella rekryter till S&E-arbetsstyrkan. Antalet internationella studenter i USA sjönk mellan hösten 2016 och hösten 2017, med de största nedgångarna sett på forskarnivå inom datavetenskap (13 procent nedgång) och teknik (8 procent nedgång). Internationella studenter står för över 57 procent av kandidatinskrivningarna inom datavetenskap och ingenjörsvetenskap i USA. Dessa studenter är en kritisk komponent i den amerikanska arbetskraften inom dessa områden med hög efterfrågan. 79 procent av de utländska doktoranderna väljer att stanna och arbeta i USA efter att ha avslutat sin examen.

Företag leder amerikansk FoU

Affärssektorn är den överlägset största utföraren av FoU i USA, står för 72 procent av totalt 495 miljarder dollar 2015. Under flera år, den årliga ökningen av företagens FoU-resultat har stått för det mesta av tillväxten i den totala amerikanska FoU. Av de tre huvudtyperna av FoU—grundforskning, tillämpad forskning och experimentell utveckling – företag leder inom både tillämpad forskning (58 procent av totalt 97 miljarder USD) och experimentell utveckling (88 procent av totalt 314 miljarder USD). Institutioner för högre utbildning fortsätter att utföra den största andelen av amerikansk grundforskning (49 procent av totalt 83 miljarder USD).

Näringslivet leder också i FoU-investeringar, tillhandahåller 67 procent (333 miljarder USD) av den nationella totalen 2015. Däremot den federala regeringen – som en gång var den primära finansiären av FoU (67 procent 1964) – nådde en historisk låg nivå 2015, finansierar 24 procent av det totala USA. Denna nedgång har främst berott på den snabbare tillväxten i FoU-investeringar inom näringslivet. Dessutom, federalt finansierad FoU har varit på en nedåtgående trend sedan 2011 (från 127 miljarder USD 2011 till 120 miljarder USD 2015).

Ändå, den federala regeringen är fortfarande den största finansiären av grundforskning (36,9 miljarder USD, 44 procent av den totala andelen), och är den primära drivkraften för både innovativ forskning och utbildning av vetenskapen, teknologi, ingenjörs- och matematikarbetare (STEM). Affärssektorn stod för 22,7 miljarder dollar (27 procent av den totala andelen) 2015.

"FoU – grundläggande, experimentell och tillämpad – är bränslet som driver amerikanska företag. Vår förmåga att omvandla grundläggande och experimentella forskningsresultat till praktiska tillämpningar är legender, " sa Vinton Cerf, NSB-medlem och Vice President och Chief Internet Evangelist på Google. "Vi riskerar det amerikanska företagets fortsatta framgång om vi misslyckas med att anta policyer som förstärker denna gränslösa triad av möjligheter. Det är dags att vända den minskande trenden i federalt forskningsstöd och återuppliva amerikansk innovation."

Framsteg inom S&E överskrider nationella gränser

Det globala S&T-landskapet är dynamiskt, snabbt föränderliga, och beroende av varandra. Länder är specialiserade på olika sektorer av S&E, vilket resulterar i framsteg som kan ge fördelar över hela världen.

"Vad framgår av Indikatorer är att även om det finns en ökning i många tillväxtekonomier, det finns också fler specialiseringsområden som dyker upp som toppområden, sa Geraldine Richmond, Chair of NSB's Science and Engineering Policy Committee and Presidential Chair and Professor Chemistry at the University of Oregon.

Invention is a good example of this specialization. Of the three leaders in U.S. Patent and Trademark Office patents, U.S. and EU inventions are concentrated in chemistry and health, including pharmaceuticals and biotechnology. Japan's patents are primarily in semiconductors, telekommunikation, optik, and materials and metallurgy. Information and communication technologies—including digital communications, halvledare, telecommunications and optics—are mainstays of South Korea and China.

"From my own experience working with a number of developing countries, I think one of our strengths is our ability to educate students to solve problems. Our innovations and patents really reflect that U.S. creativity remains one of our biggest assets, " said Richmond.

På samma gång, the world's scientists are increasingly collaborative in their research endeavors. Among the major producers of S&E publications, the United Kingdom had the highest international collaboration rate (57 percent) in 2016, followed by France (55 percent) and Germany (51 percent). The U.S. followed with a 37 percent international collaboration rate, up 12 percent from 2006. The impact of S&E publications has also become more global. Between 2004 and 2014, the share of U.S. publications with citations from abroad increased from 47 percent to 56 percent. Countries also specialize in different fields of research, with the U.S., EU and Japan publishing heavily across the medical and biological sciences, while India and China focus on engineering.