從研發投入，看世界各國的未來。
現代國家搞科技，跟以前不一樣了。
科技研發支出費用在越來越高。
我小時候讀書的時候，特別喜歡看西方工業革命時期的科學家們的故事，多年過去，我已經記不清這些科學家們的具體事蹟了，但是有一點記住了，他們很多人都是憑藉個人力量，在實驗室甚至在自己家裡就能搞出科研成果。
但是時間到了2018年的今天，這樣子搞研發就行不通了，
越來越依賴兩個輸入量：一個是大規模的資本投入，一個是大規模的團隊協作。
要是有一天，有個自稱是985本碩博的高材生，
說他獨自研發出了堪比英特爾的芯片，你只需要微微一笑，就知道你肯定遇到了民間科學家。
芯片這個東西，設計就不說了，你即使搞設計，也是要買EDA工具，還要買別人的IP核的。
我們不說設計，就說流片，光是一個流片驗證的費用之高，以至於一般的中小企業和學校都很難負擔，所以一般都是搞MPW，也就是多項目晶圓(Multi Project Wafer)，
也就是將多個使用相同工藝的芯片設計放在同一晶圓片上流片，
製造完成後，每個設計可以得到數十片芯片樣品，而製造費用就由所有參加MPW的各方，按照芯片面積分攤，成本僅為單獨進行原型製造成本的5%-10%，極大地降低了產品開發費用。那麼這個“按照面積收費”，究竟有多貴呢？製程越高越貴，而且貴的倍數不是按照比例。
比如28nm這種製程，按照2015年的報價，每平方毫米收費就在幾十萬人民幣了。所以集成電路先進地區，往往都會政府出面，安排工廠給高校研究機構提供個優惠的價格流片，不然一般的學校也很難負擔這麼昂貴的費用。
我國現在也在走這樣的模式。
要是製程繼續往下走，費用還會呈現幾何級數的放大，華為的7nm麒麟980處理器，研發費用是以10億人民幣為單位。這就導致了只有蘋果，三星和華為三家大公司才有足夠資金自研處理器，另外更為重要，只有大公司才有足夠的銷量來攤薄天價的成本，實現投資回收。
小米自研松果，成為全球第四家，真的很有勇氣，但是這條路並不好走。
一個是數以億計的資金投入，另外一個就是搭載這款芯片的機型，如果不能做到百萬，千萬級別的出貨，那意味著芯片研發的費用收不回投資，還不如買高通，聯發科的芯片。
可以簡單的計算一下，如果一款處理器的研發費用是5億人民幣，搭載這款處理器的手機賣了1000萬臺，那麼每臺的處理器成本就高達50元。
這個地球上，能夠單款賣出1000萬臺的機型真的不多，華為努力了這麼多年，2016年才有了首款銷量過千萬臺的機型P9，至今總共也才P9，P10，P20，Mate 9，Mate 10總共五個千萬機型系列。華為早期的被網友稱為萬年不變的海思K3V2，搭載在多款定價不同的機型上，被網友吐槽，除了後續新型號設計研發進度慢之外，攤薄成本也是重要考慮。
華為現在都是採取多款機型共享同一款芯片的策略，
2017年10月發佈的Mate 10，和今年3年發佈的P20，就都是麒麟970芯片，
其他如榮耀V10,等也是用該款芯片，也可見芯片設計研發費用的昂貴。
你買的手機為啥越來越貴，你其實看到新聞，芯片製程越來越先進，從28nm一路到7nm的時候，其實費用是幾何級別的增長，最終會傳導到你這個消費者手裡。
所以OV選擇直接採購高通，聯發科的處理器，也是一種選擇，總體算下來更便宜嘛，自研芯片，一不小心幾十個億就投進去了，而且搞出來的這款芯片，還只能賣一兩年又落伍了。
這個損失是中小公司承受不起的，搞自主研發，不只是技術問題，也是商業問題。
所以我們知道了，現代科技研發，對錢多和人多的大公司和大國越來越有利，
近代幾百年，憑藉單個人的努力就能搞出重大科技突破的時代已經過去了，一個人要想單打獨鬥搞出高科技是不可能的，一個人想自己研發芯片，都不用到流片，他就已經破產了。
科技越是發展，玩家就越少這個定律不只是適用於集成電路行業。
可以說對幾乎一切行業都很適用，
就拿顯示面板來說吧，現在全球還在玩顯示面板的，就只有中日韓臺四家，
現在臺灣是體量太小研發投入上不了量，
日本現在整個國家被老齡化拖累，政府是靠不斷的借債來維持運作，因此只能靠企業自身盈利來維持研發投入，一旦企業出現連續虧損，日本政府也根本無力像中國政府一樣進行大規模投入輸血，以維持該領域的技術投入力量。
所以該企業會陷入一個死循環，出現虧損—無力承擔高額研發支出—技術上逐漸落伍—產品競爭力進一步減弱—出現更大虧損。
日本顯示面板產業現狀就是這樣，唯一大規模量產的企業JDI處於連續虧損狀態，而日本政府也無足夠資金救場，無怪乎JDI在到處找錢，甚至和中國京東方進行融資談判，當然直到現在也沒談攏。
日本最大的集成電路公司東芝存儲器，就在2017年因為東芝集團不斷的虧損，被集團以180億美元賣給了美國貝恩資本主導的收購聯盟，貝恩資本成為了東芝存儲器的第一大股東，連韓國人SK海力士也成為了東芝存儲器的股東。
說實話，這件事發生在中國的話，就是中國第一大集成電路公司海思賣給了美國資本，那是肯定要舉國譁然的。
日本人其實並不甘心東芝存儲器出售，比如在貝恩資本主導的收購聯盟中，你會發現出現了日本產業革新機構和日本開發銀行這樣的名字，
另外東芝集團通過向收購聯盟公司出資的形式，保留了在東芝存儲器的50.1%的表決權。
可見日本人也知道，東芝存儲器作為日本最大的集成電路公司，真的是個寶貝，只是一旦虧損就要被外國資本乘虛而入，日本人心理雖然不太願意，但是也沒有別的選擇。
另外發散一下，日本政府，為啥在本國第一大顯示面板企業，第一大集成電路企業出現經營困難的時候表現的這麼弱勢，無力救場，而不得不讓企業求助外國資本？
我們看下共同社的報道，日本政府編制的2018年度預算案，支出總額為97.7萬億日元。
那收入呢？預計日本一年的稅收收入僅僅為59.1萬億日元，遠遠比不上支出的97.7萬億日元，怎麼辦呢？繼續發國債，新發行33.7萬億日元國債，日本自從1999年起，財政收入的30%以上始終來自國債。
為什麼日本政府一直要發行國債呢？日本老齡化嚴重，醫療支出和養老金支出很高，
2018年預算中，稅收收入59.1萬億日元，社會保障支出就有33萬億日元了，佔了55.8%。這個支出一完，就只剩下26.1萬億日元了，
然後呢，就是到期的國債你得還給日本老百姓吧，不然你就信用破產了，那麼需要2018年需要還多少呢？23.3萬億日元。於是乎稅收收入支付了社保和還了到期國債，就只剩下2.8萬億日元了，換成人民幣，就是大約只有1700億人民幣不到，還沒有蘇州市一年的財政收入多。
然而其他還有科教文衛，軍費，基礎設施支出啊，算下來也需要25.9萬億日元。根本就不夠啊，所以只能繼續借錢，所以現在日本負債率一路攀升，已經是GDP的兩倍多了。
當然，你說日本會不會因此崩潰？暫時還不會，
雖然政府每年赤字運行，但是日本老百姓存款很多，現金存款就有900多萬億日元，其他還有股票等各種金融資產。
據日本央行2018年9月20日發佈最新數據顯示，截至今年6月底，日本家庭金融資產額同比增加2.2%，至1848萬億日元，其中現金和存款增加2.0%，達到971萬億日元。
日本政府目前每年新發行國債向老百姓借30多萬億日元，然後還給老百姓20多萬億日元，也就是每年從日本老百姓手中新增10萬億日元的負債，還可以揮霍下去，10年，20年都不是問題。
當然了，日本政府這種借新錢還舊錢的狀態，長期肯定是無法維持的，
也註定了其沒有太多能力去救助企業，哪怕是本國最為先進產業的龍頭企業也不行。因此選擇出售是一種略顯無奈的選擇。
回到顯示面板產業，由於缺錢，因此日本投在顯示面板研發的投入資金明顯力量在減弱，因此以後的全球顯示面板產業，就是中韓競爭。而韓國人的主力三星，顯然壓力有點大，
存儲器芯片業務要對戰長江存儲和合肥長鑫…..
智能手機業務要對戰華米OV….
顯示面板業務要對戰京東方，華星光電，深天馬…
而中國在這三大方向上研發投入之和遠超過三星，所以未來的勝負概率，其實很明顯。
我們在更多的領域也可以看到幾乎一樣的例子，
比如軍事方面的第五代（或者說第四代）戰鬥機，現在就只有中美俄已經有飛機研製成功，連歐洲目前都沒有。
這背後的原因，美中俄的軍費基本上一直維持在全球前三，
美國第一，中國第二，俄羅斯第三，俄羅斯偶爾會被擠出前三。
充足的軍費投入，保證了三國的軍事科技研發投入力度。
而如果我們把飛機往前一代，全球的各式“三代機”就多了，中國，美國，日本，俄羅斯，歐洲，以色列，甚至於印度也有國產的自稱三代機。
飛機越是先進，投入研發的費用就越高，成本就越貴，所以就越是投資不起。
從上面的例子可以看出什麼呢？
即使是小米這樣的全球巨頭，日本這樣的世界第三經濟大國，歐洲這樣的巨型經濟集團，
在面對芯片研發，顯示面板和存儲器研發，五代機研發的時候，
你都能感受到高投入門檻帶來的效果：
小米是全球第四家自主研發處理器的手機公司，被很多人誇獎很有勇氣；
日本是政府無力救助JDI和東芝存儲器，不得不求助於外資；
歐洲則是對五代機開發猶豫不決進度緩慢。
我們再以軌道交通設備為例，看看全球會繼續發生什麼樣的變化，
中國軌道交通從21世紀初開始強勢崛起之後，目前的世界已經形成了中國和歐洲對決的局面。世界四大軌道交通公司，分別是中國中車，德國西門子，法國阿爾斯通和加拿大龐巴迪。
2016財年來自軌道交通的營收，
中車超過170億歐元，
西門子78億歐元，阿爾斯通76億歐元，
龐巴迪大約70億歐元。
當然還有日本，2016年日立軌道交通收入5000億日元，大約38億歐元，
川崎2400億日元，大約10億歐元，合計48億歐元。
已經和四強拉開較大差距。
由於體量的關係，中車公司的研發投入遠高於全球其他競爭對手，
而技術上的投入將會逐漸傳導到末端的軌道交通產品的競爭力。
其中實力較弱的日本川崎公司，2018年10月30日舉行2018財年中期財報發佈會。
就宣佈其鐵路車輛業務處於嚴重虧損狀態，川崎重工社長表示，在自身努力無法奏效時，公司將考慮所有選項，其中包括：與其他公司合作、合併以及退出鐵路車輛業務 等。
不過有意思的是，川崎重工宣佈其虧損的原因，是因為計入了改修費用，這是什麼費用呢？
2018年5月，在檢查交付至華盛頓都市交通管理局的車輛時，發現列車存在焊料、佈線、連接器處理等缺陷，被認為存在安全隱患，該公司交付到美國華盛頓地鐵的已接收並投入使用的地鐵列車有548輛。
由於這些地鐵車輛每一輛都需要在一段時間內停運以更換佈線。所有列車的維修需要分階段完成，而不是一次完成，整體維修成本大約為30億日元
國內現在，還有很多人對日本製造存在著一種神話，實際上日本製造近年來屢屢爆出造假，並不是孤例，就以日本軌道交通兩大巨頭為例，
日立在2017年就發生了著名的英國高鐵漏水事件，而川崎則在2018年因為華盛頓地鐵地鐵列車質量問題而陷入虧損。
在未來，由於業務規模小，同時還陷入虧損，日本兩家主力軌道交通企業的研發投入已經大大低於中國中車和歐洲公司，未來在技術能力上，必然開始逐漸產生距離。
而在歐洲的兩大巨頭阿爾斯通和西門子，從2017年9月宣佈要合併，
其實兩家公司的合併，按照其管理層的說法，就是為了集中力量對付中國中車的威脅，因為兩家的體量，都只有中車的一半不到。
但是到2018年11月的今天，依然沒有得到歐盟的批准，理由是兩家公司在信號系統方面合併的市場份額太高，而中國中車在歐洲信號系統市場並沒有什麼份額，因此合併會造成壟斷。
歐盟一直阻擋兩家公司合併是件好事情，因為這樣意味著兩家公司的研發支出一直不能實現整合，依然存在互相競爭的關係，降低研發效率，而中國中車，則始終可以在研發支出金額上面，保持對西門子和阿爾斯通的優勢。
這種投入上的差距，經過時間的積累就會不斷的體現在產品的競爭力上，因此歐洲審批兩大巨頭合併進展緩慢，對歐洲軌道交通的產業競爭力並不是好事。
後發國家是不是徹底沒機會了？為什麼有的大產業不需要天量研發投入？
既然現代科技是高資金投入，同時還要市場夠大才能有足額的回報，
那後發的國家是不是就徹底沒有機會了？
當然不是，這個地球上，即使是經濟和科技大國，其研發投入也只是集中在少數的行業。
這些行業的特徵就是研發投資金額極高，因此有門檻，而且即使初始門檻邁過去了，天生神力的大國也對小國會有很大優勢，畢竟在資金上壓了一頭，可以保持持續的高強度的研發投入，長跑能力很強。
但是在很多的產業，尤其是在勞動密集型產業和所謂的夕陽產業，
由於這些行業的技術早就已經發展成熟，因此對研發投入的要求沒那麼高。
我們就以全世界發達國家，其他包括中國在內的新興國家為例，
這些國家都經歷過紡織業和服裝業這樣的勞動密集型產業蓬勃發展的時代，
那麼到了今天，這些行業還需要大量的研發投入嗎？說實話很少，以紡織業為例子，
中國在2017年出口了超過1000億美元，達到1097.7億美元的紡織品，而中國紡織業2017年的研發投入是多少呢？才30多億美元。
這是個連後發國家也可以負擔的費用，因此後發國家和先發國家，小國和大國在資金上的劣勢就被抹掉了。由於技術已經成熟，所以用很小的研發投入就能促成千億美元級別的出口，
能賺到不少錢，同時還解決了大量的就業。
為什麼後發國家，小國家，窮國家，都必須要從勞動密集型產業做起，這個階段不能跨越，我們從中國紡織業每年30億美元多點的研發費用和高達1100億美元的出口金額就可以看出來。可以用較小的投入，獲取巨大的收益，創造出大量的就業機會，同時政府也獲取了不少稅收，積累了推動產業升級的原始資金。
不只是紡織業，服裝產業，鞋類，箱包之類產業也是一樣，技術早已成熟，不需要太高的技術門檻，出口可達到幾百億和幾千億美元，越南2017年服裝紡織和鞋類箱包出口就接近500億美元，這幾年越南經濟飛速增長，也是有原因的。
當然對越南來說，下一步至關重要，積累起了原始資本之後，下一步必須要做更復雜的產業，越南本身有超過9000萬人口，巨大的國內市場是其優勢，可以好好利用。
但是，就全球範圍來說，大型的有技術門檻的中高端產業，基本都被大國佔據，
小國家只能在大型產業的細分領域“撿漏”，這些領域的特徵就是，由於領域比較細分，因此對資金投入的要求不高，大國對小國的競爭優勢不明顯。
另外一個就是小國抱團，歐洲就是典型，當然歐洲的法德之類，在經濟實力上是世界大國而不是小國，但是他們依然採取了抱團的策略。
大量的歐洲公司，其實國界的區別已經有點模糊了，
空中客車是最為著名的歐洲合作的例子，
其實這樣的歐洲公司還有很多，
比如瑞典和瑞士的ABB，英國和瑞典的阿斯利康，
再比如意大利人的EXOR集團，是尤文圖斯，法拉利，菲亞特，Jeep，瑪莎拉蒂，SGS等的大股東，總部設在荷蘭。
還有意大利的SGS微電子公司和法國Thomson半導體公司1988年合併而成的意法半導體
以及現在還在審批中的西門子和阿爾斯通軌道交通業務合併等等
通過抱團的形式，進行分工協作，增強力量。
全球的大型中高端產業，集成電路，汽車，電子品牌，通訊設備，顯示面板，航空航天，軌道交通，軍工製造，製藥業，油氣裝備等等，中國現在已經佔據了一席之地。而由於門檻太高，後來者一定寥寥，究其原因，科技越發展，研發費用越高，不斷的抬高門檻。
從研發投入看不同國家的結果
我們都知道，中東的以色列雖然國家小，只有八百七十多萬人，卻是世界科技強國，以至於我堂堂天朝，也從以色列引進了不少科技。
北歐國家瑞典，小小的國家卻擁有大量的世界一流製造業企業，我在之前的文章裡面就寫過。
亞洲的韓國，是2010-2017年這八年全球經濟15強中，經濟增速僅次於中國和印度。
這三個國家的共同點，就是R&D經費佔GDP的比例都是全球最高水平之一，
2016年的比例，以色列世界第一4.251%
韓國世界第二 4.227%
值得一提的是，以色列和韓國是全球僅有的兩個研發投入佔GDP比例超過4%的國家，而且兩國在世界第一這個位置上輪流坐莊。
世界第三就是瑞典，3.255%。
下圖來自人民日報
接下來是日本，3.141%。中國網絡上有不少文章，說日本研發投入佔GDP的比例是世界第一，其實不會，這些年基本日本保持在第三或者第四的水平。
另外，讓我對中國很有信心的數據，也是我國的研發投入強度，
2016年已經達到了2.108%，超過了英國，意大利，加拿大，挪威，荷蘭這樣的發達國家，也超過了歐盟1.935%的平均水平，而2017年進一步達到了2.13%的水平，也就是還在不斷提升。
考慮到我國的體量，因此可以說我國研發投入非常可觀了。
當然更為強大的是美國，在經濟體量世界第一的情況下，研發經費佔GDP比例依然高達2.744%，比絕大部分歐洲國家，包括英國，法國，意大利之類都要高。
當然了，增長最快的還是中國，
2013-2016年研發經費平均增長高達11.1%
而同期美國平均增長為2.7%
歐盟平均增長為2.3%
日本最差，平均增長僅為0.6%。
我一直認為，中國超過美國，各項指標中國研發經費投入超過才是最為核心的標誌性事件。
2017年我國研發經費依然呈現快速增長的態勢，增速達到了12.3%。就看這個數據什麼時候能超美國了。按照IMF的數據的話，2017年我國經濟總量是美國的62%左右，由於研發經費比例低於美國，因此差不多是美國的50%左右。
另外，如果經常看我的文章的讀者，都能感受到，我不是很看好日本，包括這篇文章也是，
日本2013-2016年這四年的科研經費投入增速太慢，遠低於歐美和中國。
這幾年日本製造頻頻暴露問題只是表象，背後是日本研發投入增長乏力，技術領先優勢不斷縮小甚至被反超，產品競爭力衰退，而日本製造又是高成本，因此企業不得不依靠放鬆質量控制的手段來維持利潤。
而從研發投入數據來看，美國在發達國家中繼續保持領先毫無懸念，
在我之前關於過去的七八年全球經濟增長的文章裡面也可以看到，
美國一直保持在美歐日三強中，保持經濟增長最快的速度，而今天的數據也可以看到，美國在R&D經費投入增長方面，也是三強中最快，這可並不是巧合。
另外一個數據，我們也可以感受下美國的力量，
基礎研發的投入佔經費的比例，以2015年為例：
美國為17.2%
日本為11.9%
中國僅為5.5%
另外值得一提的是俄羅斯，俄羅斯現在雖然窮了，但是基礎研發的比例佔研發經費達到15.5%，這也讓俄羅斯保持了較強的基礎研究實力。
另外一個值得注意的是韓國，基礎研究佔研發經費的比例達到了17.2%，和美國同一水準。
但是總體而言，韓國雖然比例高但是總額低，中日雖然總額高但是比例低。
因此亞洲在0到1的基礎科學研究領域，還是遠不如歐美的。
由於日本的研發經費投入基本算是停滯了，韓國體量暫時上不去，因此亞洲基礎研究崛起的希望還是隻能在中國身上。
最後，我們簡單看一下國內各省份研發經費投入的情況，
還有幾個比較特別的地方，有什麼特別呢?
1: 北京2017年經濟總量只佔到全國第12位，但是科研經費投入卻排到了全國第5位，是科研經費領先經濟總量最多的省市。其背後的原因，是北京的智力資源實在太豐富。
同樣領先非常多的是上海，經濟總量全國第11位，科研經費全國第6位。
北京和上海，衰落是不可能衰落的，在可見的將來都不會衰落。
2：一個省份真的需要一流大學
我們都知道河南省引進富士康等發展電子產業集群，其他還發展裝備製造集群，食品產業集群等，現在是我國北方省份發展最快的之一，經濟總量排在全國第5位。
但是科研經費總量，河南只排在全國第9位，被北京上海超過就算了，居然也被四川和湖北超過了，而四川和湖北的中心城市成都和武漢現在剛好是如日中天，都有不少一流大學。
雖然經濟總量上，河南領先不少，2017年大約4.5萬億，而四川3.7萬億，湖北3.65萬億元，但是一看研發經費，湖北700.6億，四川600多億，而河南是500多億，反而差了不少。
集中力量建設一所好大學，實現優秀智力資源聚集，對河南很重要。
當然了，河南省至少憑藉電子產業等勞動密集型產業，經濟還在快速發展，也對科研經費總額起到了很大的提振作用。
鄰居河北省就比較差了，不只是沒有一流大學，經濟發展也不行，經濟總量全國第6位，研發投入全國第15位，足足差了9位，這是全國科研經費落後經濟總量排名最多的。
這也多少說明河北省產業結構肯定有問題，大量經濟產出來自於不怎麼需要研發投入的低端產業和技術已經成熟的夕陽產業。
需要大量研發資金投入的中高端產業沒有起來，經濟發展後勁不足。
另外一個很好的例子是安徽省，該省2017年GDP為2.75萬億元，科研經費卻一舉超過了福建省，而福建省的GDP為3.33萬億元，比安徽省多了不少。
另外還有天津市，經濟總量僅僅全國第20位，但是科研經費卻能排到第14位。
3：從科研經費也能看出南北經濟差距還將繼續拉大
除了河北這個例子外，一些數據可以說讓我感到很有衝擊。
比如我國內蒙自治區，這樣一個省級單位，2017年一年的研發投入僅為132.3億元，
同樣的還有科研經費146.6億元的黑龍江省和128億元的吉林省。
我國今年被美國禁令的中興公司，一年研發投入也有一百多億元，一個公司的研發投入，
就相當於一個北方省級單位的投入了。
青海，甘肅，寧夏，新疆等，一年研發經費投入只有幾十個億。
北京已經成為北方的絕對核心，一年1579.7億的研發經費投入，研發密度最大。
總是有讀者反映我的文章篇幅太長，因此我也嘗試精簡，因此這篇文章就到這裡。下一篇文章，我們可以看看研發投入和產業升級的關係，感受下我國各領域的技術進步究竟怎麼樣。
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