2025年关键与新兴技术指数报告

2025年关键与新兴技术指数报告 【译者按】今年6月，哈佛大学贝尔费尔科学与国际事务中心首次发布《2025年关键与新兴技术指数报告》。报告指出，当前关于技术地缘政治的新闻标题常做出惊人断言，却缺乏可靠的跨领域数据支撑。本报告旨在填补这一空白，通过整合数千个公共和商业数据点，构建了一个量化模型及交互式仪表板，为政策制定者、战略家和研究人员评估全球25个国家在人工智能（AI）、生物技术、半导体、太空技术和量子五大关键领域的科技实力提供了基准工具。赛迪智库科技与标准研究所对该报告进行了编译，期望对我国有关部门有所帮助。 【关键词】人工智能生物技术半导体太空技术 量子技术 引言 国家实力概念复杂，界定与衡量颇具挑战。本报告将实力定义为一个国家通过控制资源、物质和思想来实现其国家利益的能力。在创新日益定义世界的今天，关键和新兴技术是国家实力的核心组成部分。技术的演变深受地缘政治影响，而科技进步又反过来催化社会变革，塑造国家发展和技术应用方式。最强大的国家依托由研发和公私投资支撑的先进创新生态系统，构建其技术力量根基——这种力量源自创新与新技术，能重塑其体系并在全球引领变革。在相互依存时代的地缘政治竞争中，技术力量增强国家主权。 尽管各国技术进展备受政策关注，但鲜有工具能促进跨领域的全面比较分析。本指数的主要目标正是填补这一空白，通过可调整参数的交互式仪表板呈现数据，支持用户生成定制化的技术地缘政治可视化分析，例如识别各国领先或落后领域、评估其优劣势、追踪数据更新带来的变化。白宫科技政策办公室2024年更新的关键和新兴技术清单指导了本报告五大领域（人工智能、生物技术、半导体、太空、量子）的选择，这些领域也普遍被其他主要国家和国际组织所强调。它们的创新能推动其他技术进步，对国家安全和战略自主至关重要，帮助政府应对未来挑战并抓住 机遇。1 列入本指数报告的行为体 本指数报告衡量的技术领域 澳大利亚、巴西、加拿大、中国、欧洲、法国、德国、印度、伊朗、以色列、意大利、日本、荷兰、新西兰、朝鲜、俄罗斯、沙特阿拉伯、新加坡、韩国、西班牙、中国台湾、土耳其、乌克兰、阿联酋、英国、美国。2 人工智能、生物技术、半导体、太空技术、量子技术。 本指数的编制方法分为三步：首先，为所有技术领域确定48个关键维度（支柱），分为始终适用的基础支柱（经济资源、人力资本、安全、监管、全球参与者）和反映领域特性的特定支柱，并设定相应子指标。其次，汇编、整理并验证超过3375个数据点构成子指标。最后，对数据进行审查、归一化处理，通过加权平均（领域权重乘以国家归一化分数并求和）得出领域分数及国家综合分数。用户可通过仪表板自定义领域和支柱权重，创建个性化评估。 报告默认领域权重基于结构化评分方法产生，该方法考量六项标准：地缘政治意义（权重30%）、系统杠杆作用（25%）、 GDP贡献（15%）、双重用途潜力（10%）、供应链风险（10%）和成熟时间（10%）。各领域按标准评分（1-5分），分数乘以标准权重后求和得原始总分。原始总分归一化后四舍五入得出最终权重：半导体35%，人工智能25%，生物技术20%，太空15%，量子技术5%。这些权重旨在作为分析参考点，而非技术力量来源的结论性评估。 主要主题 本指数报告显示，在关键及新兴技术领域，美国整体表现强劲，尤其在太空和人工智能领域领先明显。其优势源于经济资源、人力资本及分散式创新生态系统——资源、创意和权力分布于多 机构，能快速汇集专业知识并扩大创新规模。但美国面临学术研究经费削减、政治两极分化问题，联邦政策波动导致人才和资金流失，需扭转贸易反复及与学术机构的冲突以保优势。 中国虽整体落后于美国，但多领域具竞争力，正稳步缩小差距。半导体和人工智能仍落后，因依赖外国设备、早期私人研究生态不足等；但生物技术凭药品生产制造主导地位和量子领域差距显著缩小。中国优势同样来自经济资源和人力资本，政府借规模和集中规划减少进口依赖、推动外企在华创新，提升工业竞争力，不过面临增长放缓、债务增加、产能过剩等挑战。 在关键和新兴技术领域，美国和中国处于无可匹敌的第一梯队。紧随其后的是得分递减的第二梯队国家：日本、韩国、英国、德国、中国台湾、法国、印度等。然而，若将欧洲（法、德、意、荷、西、土、英）视为统一整体，其综合技术实力约为美国的一半，中国的三分之二。欧洲在人工智能、生物技术和量子技术排名第三，但在半导体领域落后于日、台、韩，在太空领域落后于俄罗斯。欧洲需深化市场与政治机构整合，并创建更具活力的创新资本市场，方能充分释放技术潜力。 技术融合意味着一个领域的进步能产生网络效应，加速其他领域发展并重塑未来格局。例如，强大AI模型正加速药物发现和蛋白质结构预测，量子研究推动着下一代芯片材料的开发。这 种融合创造了路径依赖的先行者优势，使微小进步（尤其在生物和量子领域）也可能显著改变未来力量平衡。因此，寻求大国地位者必须在关键技术领域保持优势。 小国并非全无机会。依托自身优势并与伙伴协调，可确保地区性繁荣与安全。例如，加拿大聚焦量子领域，虽仅占全球人口0.5%，却拥有5%的量子人才，贡献大量研究成果并投入国家战略资金。然而，相互依存带来外部风险（如疫情、战争切断供应链）。各国正通过产业政策调整、“友岸外包”及出口管制来应对，但需在成本、韧性与自主间权衡，并无万能之策。 本指数提供全球技术实力概览，但未纳入短期动态。随着技术演进，评估框架也需发展。读者可使用报告交互式仪表板调整权重、审视假设并测试不同分析输入。 人工智能 背景 人工智能指计算机执行人类认知任务的能力，其开发需经历数据处理、算法选择、模型训练等阶段。当前，各国与企业激烈竞争人工智能主导地位，因其已成为社会各领域基础能力，影响未来治理与实力平衡。美国的OpenAI、谷歌等公司领先先进系统开发，中国DeepSeek以成本效率创新，欧洲Mistral推动开源模型发展，各方共同促进全球市场对多领域人工智能的研发与应用。 报告分析基于八大支柱，经济资源和人力资本为生态系统基石权重最大，算法、计算能力等支柱次之，“全球参与者”和“监管”支柱权重较低。 关键判断 1.美国遥遥领先，中、欧并列第二，中美差距远大于中欧。中国在人力资本、数据及经济资源上领先欧洲，但计算能力和算法与欧洲接近。数据、计算能力和人力资本决定竞争优势，中低水平国家因研发不足面临创新瓶颈。 2.美国优势显著，但中国进步迅速，未来十年或能挑战其领先地位。美国主导经济资源、计算能力和算法，而中国领先数据和人力资本。2025年中国DeepSeek、阿里巴巴的新模型显示美国领先地位或更脆弱，持续投入是保持优势的关键，中国在模型性能和成本优化上的进步凸显其技术应用与产业增长的结合。 3.欧洲的优势在人力资本，但算法、计算能力和经济资源落后。因初创企业创新零散、数据保护法规限制模型训练，若不加强跨境激励、协调举措和优化监管，欧洲可能仅能影响治理，难以获得人工智能应用的战略价值。 额外发现 美国高精度模型表现突出，法、中紧随其后但差距大。美国模型在多测试中胜率高，本土模型、用户渠道及数据管道形成自我强化循环，助力政企集成使用。 人力资本或数据强但计算能力弱的国家（如印度、巴西） 潜力未显，云基础设施和开源模型普及也许能加速其发展，但进展速度受美国相关政策影响。 中国原始人力资本领先，庞大人才库推动本土研究、模型训练及国内应用。 云计算基础设施难以衡量，如阿联酋通过G42掌控大量计算能力，挑战传统评估方式。现有出口管制措施因情报和惩罚机制不足，难控先进系统扩散。 中、美、欧以外的国家难具备全方位能力，但可通过垂直或区域专业化建立优势（如日德在机器人与AI融合、加拿大在工业安全工具、巴西在农业数据领域）。 生物技术 背景 生物技术指改造生物体及组成部分以用于特定领域的技术，涵盖基因工程、生物过程工程、合成生物学等多个领域。其在医学、农业等领域应用显著，新冠疫情中，生物技术能力强的国家能快速测序病毒、研发疫苗。全球主要参与者包括：中国华大基因（基因组学巨头）、美国莫德纳（mRNA疫苗）、欧洲则是德国的拜恩泰科和瑞士的诺华等，行业格局随企业并购（如拜耳收购孟山都）不断变化。报告分析基于九大支柱，人力资本、经济资源、药品生产、基因工程、疫苗研究因直接影响创新与危机应对权重最高，农业技术、安全等权重较低。 关键判断 1.中国在生物技术领域最可能快速超越美国，中美差距持续缩小。两国整体表现接近，中国依托大规模公共投资与制造业，在人力资本和医药生产取得优势；而美国依托私营创新和公私合作，在安全、基因工程、疫苗研究等领域领先。 2.人力资本、药品生产、基因工程、疫苗研究是生物技术强国的核心瓶颈，这四大领域差异最大，合计占总分75%。但缺劳动力或生物制造基础，先进研究难落地。同时，基因工程和疫苗专业知识对卫生紧急情况的快速创新至关重要。 3.欧洲落后于中美并非因为潜力不足，而是机构不完善和资源利用不足的问题。欧洲在疫苗研究、安全和人力资本上表现不错，但经济资源和药品生产薄弱。需加强单一市场、协调筹资、建立集中审批通道以释放潜力。 额外发现 日本私营部门资金充足（约为英国3倍、德国2倍），却难转化为生物技术产品，原因是监管滞后、技术转让弱等，需解决转化瓶颈。日本监管环境独特，对人类基因编辑限制少，干细胞研究进展快，这一现象或许与其严重的人口老龄化背景有关。 韩国公共和私人资本投入高，而研究实力不足，但在2023年，韩国政府发布了计划，以改善该国的生物技术产业。澳大利亚凭借分层生物安全体系得分高（如《生物安全法》《国家生物安全战略》），但各国（包括澳大利亚）在快速反应能力上仍有不足，需加强演练与部门协作。 半导体 背景 半导体，尤其是集成电路芯片，是现代计算的核心基础。其制造涉及高度专业化、全球化且脆弱的供应链（例如设计、材料、设备、制造、封装）。近年来，由于中美科技竞争加剧、台海风险凸显台湾作为全球先进芯片制造核心的地位，地缘政治紧张以及对强大AI芯片的爆炸性需求，共同放大了供应链的脆弱性和国家安全的战略意义。美国联合日荷通过出口管制限制中国获取尖端芯片和制造设备，各国政府正通过巨额补贴、产业政策大力投入以实现本土化控制。 本报告分析半导体基于八大支柱，芯片设计与工具、经济资源、人力资本和制造的权重最大，其余权重较低。 关键判断 1.美国强于设计和设备，弱于制造/装配；中国强于经济资源、制造/装配、组装测试，弱于设备和材料；中国台湾主导制造/装配和材料，但依赖外国设备；日韩在设计和制造有优势，但依赖中国市场。 2.美国、日本、中国台湾、韩国主导先进制造、设计/工具、设备等关键环节。高成本和技术壁垒使这些领域差距最大。仅靠投资难建端到端能力，需同步突破设备安全和设计。 3.中国在产能上领先，但在先进制造领域超越中国台湾和韩国面临极大困难。历史表明需在低端站稳后创新突破，且中国正受美国出口管制阻碍迫使企业低调，进展评估亦因此而困难。 额外发现 领先国家/地区，例如中、美、日、韩、欧、中国台湾投入巨额公共资金扶持本土产业（如日本Rapidus、韩国集群计划、欧盟芯片法案）。 美国管制损害其设备商（如应用材料）甚于设计商（如英伟达）。英伟达虽因AI芯片需求激增获利，但2025年对华H20芯片限售仍导致其损失55亿美元（占年收4.2%）。 受美国出口管制影响的英伟达和应用材料公司 2022年10月以来，美国半导体出口管制对英伟达和应用材料公司影响不均。2024年11月至2025年1月，英伟达数据中心收入同比增93%，全年增142%；应用材料同期季度收入仅增7%，反映AI芯片需求未等量带动制造设备需求。2025年4月美国新规要求英伟达向华出口H20芯片需许可证，其预计损失55亿美元，占2025财年1305亿美元收入的4.2%。应用材料因拜登末期管制，与华相关收入损失约4亿美元，占276亿美元收入的1.5%。此外，美国对英伟达AI