从研发投入来看，各国未来的发展
宁南山
从研发投入，看世界各国的未来。
现代国家搞科技，和以前不一样了。
科技研发费用越来越高。
当我还是个孩子的时候，我特别喜欢看西方工业革命时期科学家的故事。多年来，我不记得这些科学家的具体行为，但我记得他们中的许多人可以在实验室甚至自己家里取得科研成果。
但到了2018年的今天，这样做研发就行不通了，
越来越越依赖于两种输入：一种是大规模的资本投资，另一种是大规模的团队合作。
如果有一天，有一个高材生自称是985硕士，
说他一个人开发了堪比英特尔的芯片，你只需要微笑就知道你一定遇到了民间科学家。
芯片，设计就不说了。即使你从事设计，你也必须购买它。EDA买别人的工具IP核的。
我们不谈设计，只谈流片。验证流片的成本太高，普通中小企业和学校很难负担，所以一般都是MPW，也就是多项目晶圆(Multi Project Wafer)，
也就是说，在同一晶片上放置多个使用相同工艺的芯片，
制造完成后，每个设计可以获得几十个芯片样品，制造成本将由所有参与者支付MPW各方按芯片面积分摊，成本仅为原型制造成本的5%-10%，大大降低了产品开发成本。那么这个按面积收费有多贵呢？工艺越高越贵，贵的倍数不按比例。
比如28nm根据2015年的报价，每平方毫米收费数十万元。因此，在集成电路先进地区，政府往往会安排工厂为高校研究机构提供优惠的价格流片，否则普通学校很难承担如此昂贵的费用。
中国现在也在采取这种模式。
如果工艺继续下降，成本将显示几何级数的放大，华为7nm麒麟980处理器的研发成本为10亿元。因此，只有苹果、三星和华为有足够的资金开发自己的处理器，更重要的是，只有大公司有足够的销售来稀释高成本，实现投资回收。
小米自主研发松果，成为世界第四家，真的很有勇气，但这条路并不容易走。
一个是数亿的资本投资，另一个是配备芯片的模型。如果不能实现数百万或数千万的运输，这意味着芯片研发的成本不能收回投资。最好购买高通和联发科的芯片。
可以简单的计算一下，如果一款处理器的研发费用是5亿人民币，搭载这款处理器的手机卖了1000万台，那么每台的处理器成本就高达50元。
在这个地球上，能卖出1000万台的机型真的不多。华为努力了这么多年，才有了2016年销量超过1000万台的第一款机型。P到目前为止，总共也才P9，P10，P20，Mate 9，Mate 总共有五千万机型系列。华为早期被网友称为万年不变的海思K3V2.除了后续新型号设计研发进展缓慢外，摊薄成本也是一个重要考虑因素。
华为现在采取多款机型共享同一芯片的策略，
2017年10月发布的Mate 今年3年发布的10、P都是麒麟970芯片，
其他如荣耀V10.也使用这种芯片，这也表明芯片设计和研发成本昂贵。
为什么你买的手机越来越贵？事实上，当你看到新闻时，芯片制造越来越先进，从28开始nm一路到7nm事实上，成本是几何增长，最终会传递给你的消费者。
所以OV选择直接购买高通和联发科的处理器也是一种选择。总的来说，它更便宜。自主研发的芯片不小心投入了数十亿元，制造出来的芯片只能出售一两年，而且已经过时了。
中小企业负担不起这种损失。从事自主研发不仅是技术问题，也是商业问题。
所以我们知道，现代科技的研发对钱多人多的大公司和大国越来越有利，
在过去的几百年里，一个人努力取得重大科技突破的时代已经过去了。一个人不可能独自创造高科技。如果一个人想开发自己的芯片，他就不需要去流片，他就破产了。
随着科学技术的发展，玩家越少，这一定律不仅适用于集成电路行业。
几乎所有的行业都适用，
以显示面板为例，现在全世界还在玩显示面板，只有中日韩台四家，
现在台湾省的研发投入太小，不能投入太多。
现在整个日本国家都被老龄化拖累了，政府依靠持续的债务来维持经营，所以我们只能依靠企业自身的利润来维持研发投资。一旦企业持续亏损，日本政府就无法像中国政府那样进行大规模输血，以维持该领域的技术投资。
因此，企业将陷入死循环，亏损——无法承担高研发支出——技术逐渐落后——产品竞争力进一步减弱——亏损更大。
日本显示面板产业现状就是这样，唯一大规模量产的企业JDI难怪日本政府处于持续亏损状态，没有足够的资金拯救市场。JDI到处找钱，甚至和中国JD.COM谈判融资，直到现在还没有谈妥。
2017年，由于东芝集团的持续亏损，日本最大的集成电路公司东芝存储器以180亿美元卖给了以贝恩资本为主的收购联盟。贝恩资本已成为东芝存储器的最大股东，甚至是韩国人SK海力士也成为东芝存储器的股东。
说实话，如果这件事发生在中国，那就是中国最大的集成电路公司海思卖给了美国资本，肯定会引起全国的轩然大波。
事实上，日本人不愿意出售东芝存储器。例如，在贝恩资本主导的收购联盟中，你会发现日本工业创新机构和日本开发银行的名称，
此外，东芝集团以出资收购联盟公司的形式保留了东芝存储器的50.1%表决权。
可以看出，日本人也知道，作为日本最大的集成电路公司，东芝存储器确实是一个婴儿，但一旦损失将被外国资本利用。虽然日本人不愿意，但他们别无选择。
此外，日本政府为什么在中国最大的显示面板企业和最大的集成电路企业遇到经营困难时表现如此弱势，无法挽救现场，不得不让企业向外资寻求帮助？
我们来看看共同社的报道。日本政府编制的2018年预算总支出为97.7万亿日元。
那么收入呢？预计日本的年税收收入仅为59.1万亿日元远不如支出97元.7万亿日元怎么办？继续发行国债，新发行33.自1999年以来，日本财政收入的30%以上一直来自7万亿日元国债。
为什么日本政府一直在发行国债？日本老龄化严重，医疗费用和养老费用高，
在2018年预算中，税收收入为59.1万亿日元，社会保障支出33万亿日元，占55.8%。这笔支出一结束，只剩下26.1万亿日元，
那么，你必须把到期的国债还给日本人，否则你的信用就会破产。2018年需要多少？.3万亿日元。因此，社会保障和到期国债支付了税收收入，只剩下2000元。.8万亿日元，换成人民币，就是不到1700亿元，没有苏州一年的财政收入多。
但其他科教文卫、军费、基础设施支出也需要25.9万亿日元。这还不够，所以我们只能继续借钱，所以现在日本的负债率一路上升，已经是GDP两倍多了。
当然，你说日本会崩溃吗？还没有，
虽然政府每年赤字运行，但日本人有大量存款，现金存款超过900万亿日元，其他金融资产如股票。
根据日本央行2018年9月20日发布的最新数据，截至今年6月底，日本家庭金融资产同比增长2.现金和存款增加2%至1848万亿日元.971万亿日元，0%。
日本政府目前每年新发行国债向老百姓借30多万亿日元，然后还给老百姓20多万亿日元，也就是每年从日本老百姓手中新增10万亿日元的负债，还可以挥霍下去，10年，20年都不是问题。
当然，日本政府长期以来一定无法维持借新钱还旧钱的状态，
也注定了其没有太多能力去救助企业，哪怕是本国最为先进产业的龙头企业也不行。因此选择出售是一种略显无奈的选择。
回到显示面板行业，由于资金短缺，日本对显示面板研发的投资明显减弱。因此，未来的全球显示面板行业将是中韩之间的竞争。韩国主力三星显然压力有点大，
存储器芯片业务应与长江存储和合肥长鑫作战……
智能手机业务应对华米OV….
显示面板业务应与京东、华星光电、深天马作战…
而且中国在这三个方向上的研发投入之和远远超过三星，所以未来的胜负概率其实很明显。
我们可以在更多的领域看到几乎相同的例子，
例如，只有中国、美国和俄罗斯成功开发了第五代（或第四代）军事战斗机，甚至没有欧洲。
这背后的原因，美国、中国和俄罗斯的军费基本上保持在世界前三名，
美国第一，中国第二，俄罗斯第三，俄罗斯偶尔会被挤出前三。
军费投入充足，保证了三国军事科技研发投入。
如果我们把飞机放在前一代，世界上就会有更多的三代飞机，包括中国、美国、日本、俄罗斯、欧洲、以色列，甚至印度。
飞机越先进，研发成本越高，成本越贵，投资越少。
从上面的例子可以看出什么？
即使是像小米这样的全球巨头，日本这样的世界第三经济大国，欧洲这样的巨型经济集团，
面对芯片研发、显示面板和存储器研发、五代机研发，
你能感受到高投资门槛的影响：
小米是世界上第四家自主研发处理器的手机公司，受到很多人的称赞和勇气；
政府无法帮助日本JDI和东芝存储器，不得不求助于外资；
欧洲对五代机的发展犹豫不决，进展缓慢。
以轨道交通设备为例，看看世界会继续发生什么变化，
自21世纪初中国轨道交通强劲崛起以来，世界已经形成了中欧对决的局面。世界四大轨道交通公司是中国中车、德国西门子、法国阿尔斯通和加拿大庞巴迪。
轨道交通收入来自2016财年，
超过170亿欧元的中车，
西门子78亿欧元，阿尔斯通76亿欧元，
庞巴迪大约70亿欧元。
当然还有日本，2016年日立轨道交通收入5000亿日元，大约38亿欧元，
川崎2400亿日元，大约10亿欧元，合计48亿欧元。
已经和四强拉开较大差距。
由于体量的关系，中车公司的研发投入远高于全球其他竞争对手，
而技术上的投入将会逐渐传导到末端的轨道交通产品的竞争力。
其中实力较弱的日本川崎公司，2018年10月30日举行2018财年中期财报发布会。
就宣布其铁路车辆业务处于严重亏损状态，川崎重工社长表示，在自身努力无法奏效时，公司将考虑所有选项，其中包括：与其他公司合作、合并以及退出铁路车辆业务等。
不过有意思的是，川崎重工宣布其亏损的原因，是因为计入了改修费用，这是什么费用呢？
2018年5月，在检查交付至华盛顿都市交通管理局的车辆时，发现列车存在焊料、布线、连接器处理等缺陷，被认为存在安全隐患，该公司交付到美国华盛顿地铁的已接收并投入使用的地铁列车有548辆。
由于这些地铁车辆每一辆都需要在一段时间内停运以更换布线。所有列车的维修需要分阶段完成，而不是一次完成，整体维修成本大约为30亿日元
国内现在，还有很多人对日本制造存在着一种神话，实际上日本制造近年来屡屡爆出造假，并不是孤例，就以日本轨道交通两大巨头为例，
日立在2017年就发生了著名的英国高铁漏水事件，而川崎则在2018年因为华盛顿地铁地铁列车质量问题而陷入亏损。
在未来，由于业务规模小，同时还陷入亏损，日本两家主力轨道交通企业的研发投入已经大大低于中国中车和欧洲公司，未来在技术能力上，必然开始逐渐产生距离。
而在欧洲的两大巨头阿尔斯通和西门子，从2017年9月宣布要合并，
其实两家公司的合并，按照其管理层的说法，就是为了集中力量对付中国中车的威胁，因为两家的体量，都只有中车的一半不到。
但是到2018年11月的今天，依然没有得到欧盟的批准，理由是两家公司在信号系统方面合并的市场份额太高，而中国中车在欧洲信号系统市场并没有什么份额，因此合并会造成垄断。
欧盟一直阻挡两家公司合并是件好事情，因为这样意味着两家公司的研发支出一直不能实现整合，依然存在互相竞争的关系，降低研发效率，而中国中车，则始终可以在研发支出金额上面，保持对西门子和阿尔斯通的优势。
这种投入上的差距，经过时间的积累就会不断的体现在产品的竞争力上，因此欧洲审批两大巨头合并进展缓慢，对欧洲轨道交通的产业竞争力并不是好事。
后发国家是不是彻底没机会了？为什么有的大产业不需要天量研发投入？
既然现代科技是高资金投入，同时还要市场够大才能有足额的回报，
那后发的国家是不是就彻底没有机会了？
当然不是，这个地球上，即使是经济和科技大国，其研发投入也只是集中在少数的行业。
这些行业的特征就是研发投资金额极高，因此有门槛，而且即使初始门槛迈过去了，天生神力的大国也对小国会有很大优势，毕竟在资金上压了一头，可以保持持续的高强度的研发投入，长跑能力很强。
但是在很多的产业，尤其是在劳动密集型产业和所谓的夕阳产业，
由于这些行业的技术早就已经发展成熟，因此对研发投入的要求没那么高。
我们就以全世界发达国家，其他包括中国在内的新兴国家为例，
这些国家都经历过纺织业和服装业这样的劳动密集型产业蓬勃发展的时代，
那么到了今天，这些行业还需要大量的研发投入吗？说实话很少，以纺织业为例子，
中国在2017年出口了超过1000亿美元，达到1097.7亿美元的纺织品，而中国纺织业2017年的研发投入是多少呢？才30多亿美元。
这是个连后发国家也可以负担的费用，因此后发国家和先发国家，小国和大国在资金上的劣势就被抹掉了。由于技术已经成熟，所以用很小的研发投入就能促成千亿美元级别的出口，
能赚到不少钱，同时还解决了大量的就业。
为什么后发国家，小国家，穷国家，都必须要从劳动密集型产业做起，这个阶段不能跨越，我们从中国纺织业每年30亿美元多点的研发费用和高达1100亿美元的出口金额就可以看出来。可以用较小的投入，获取巨大的收益，创造出大量的就业机会，同时政府也获取了不少税收，积累了推动产业升级的原始资金。
不只是纺织业，服装产业，鞋类，箱包之类产业也是一样，技术早已成熟，不需要太高的技术门槛，出口可达到几百亿和几千亿美元，越南2017年服装纺织和鞋类箱包出口就接近500亿美元，这几年越南经济飞速增长，也是有原因的。
当然对越南来说，下一步至关重要，积累起了原始资本之后，下一步必须要做更复杂的产业，越南本身有超过9000万人口，巨大的国内市场是其优势，可以好好利用。
但是，就全球范围来说，大型的有技术门槛的中高端产业，基本都被大国占据，
小国家只能在大型产业的细分领域“捡漏”，这些领域的特征就是，由于领域比较细分，因此对资金投入的要求不高，大国对小国的竞争优势不明显。
另外一个就是小国抱团，欧洲就是典型，当然欧洲的法德之类，在经济实力上是世界大国而不是小国，但是他们依然采取了抱团的策略。
大量的欧洲公司，其实国界的区别已经有点模糊了，
空中客车是最为著名的欧洲合作的例子，
其实这样的欧洲公司还有很多，
比如瑞典和瑞士的ABB，英国和瑞典的阿斯利康，
再比如意大利人的EXOR集团，是尤文图斯，法拉利，菲亚特，Jeep，玛莎拉蒂，SGS等的大股东，总部设在荷兰。
还有意大利的SGS微电子公司和法国Thomson半导体公司1988年合并而成的意法半导体
以及现在还在审批中的西门子和阿尔斯通轨道交通业务合并等等
通过抱团的形式，进行分工协作，增强力量。
全球的大型中高端产业，集成电路，汽车，电子品牌，通讯设备，显示面板，航空航天，轨道交通，军工制造，制药业，油气装备等等，中国现在已经占据了一席之地。而由于门槛太高，后来者一定寥寥，究其原因，科技越发展，研发费用越高，不断的抬高门槛。
从研发投入看不同国家的结果
我们都知道，中东的以色列虽然国家小，只有八百七十多万人，却是世界科技强国，以至于我堂堂天朝，也从以色列引进了不少科技。
北欧国家瑞典，小小的国家却拥有大量的世界一流制造业企业，我在之前的文章里面就写过。
亚洲的韩国，是2010-2017年这八年全球经济15强中，经济增速仅次于中国和印度。
这三个国家的共同点，就是R&D经费占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%
韩国世界第二 4.227%
值得一提的是，以色列和韩国是全球仅有的两个研发投入占GDP比例超过4%的国家，而且两国在世界第一这个位置上轮流坐庄。
世界第三就是瑞典，3.255%。
下图来自人民日报
接下来是日本，3.141%。中国网络上有不少文章，说日本研发投入占GDP的比例是世界第一，其实不会，这些年基本日本保持在第三或者第四的水平。
另外，让我对中国很有信心的数据，也是我国的研发投入强度，
2016年已经达到了2.108%，超过了英国，意大利，加拿大，挪威，荷兰这样的发达国家，也超过了欧盟1.935%的平均水平，而2017年进一步达到了2.13%的水平，也就是还在不断提升。
考虑到我国的体量，因此可以说我国研发投入非常可观了。
当然更为强大的是美国，在经济体量世界第一的情况下，研发经费占GDP比例依然高达2.744%，比绝大部分欧洲国家，包括英国，法国，意大利之类都要高。
当然了，增长最快的还是中国，
2013-2016年研发经费平均增长高达11.1%
而同期美国平均增长为2.7%
欧盟平均增长为2.3%
日本最差，平均增长仅为0.6%。
我一直认为，中国超过美国，各项指标中国研发经费投入超过才是最为核心的标志性事件。
2017年我国研发经费依然呈现快速增长的态势，增速达到了12.3%。就看这个数据什么时候能超美国了。按照IMF的数据的话，2017年我国经济总量是美国的62%左右，由于研发经费比例低于美国，因此差不多是美国的50%左右。
另外，如果经常看我的文章的读者，都能感受到，我不是很看好日本，包括这篇文章也是，
日本2013-2016年这四年的科研经费投入增速太慢，远低于欧美和中国。
这几年日本制造频频暴露问题只是表象，背后是日本研发投入增长乏力，技术领先优势不断缩小甚至被反超，产品竞争力衰退，而日本制造又是高成本，因此企业不得不依靠放松质量控制的手段来维持利润。
而从研发投入数据来看，美国在发达国家中继续保持领先毫无悬念，
在我之前关于过去的七八年全球经济增长的文章里面也可以看到，
美国一直保持在美欧日三强中，保持经济增长最快的速度，而今天的数据也可以看到，美国在R&D经费投入增长方面，也是三强中最快，这可并不是巧合。
另外一个数据，我们也可以感受下美国的力量，
基础研发的投入占经费的比例，以2015年为例：
美国为17.2%
日本为11.9%
中国仅为5.5%
另外值得一提的是俄罗斯，俄罗斯现在虽然穷了，但是基础研发的比例占研发经费达到15.5%，这也让俄罗斯保持了较强的基础研究实力。
另外一个值得注意的是韩国，基础研究占研发经费的比例达到了17.2%，和美国同一水准。
但是总体而言，韩国虽然比例高但是总额低，中日虽然总额高但是比例低。
因此亚洲在0到1的基础科学研究领域，还是远不如欧美的。
由于日本的研发经费投入基本算是停滞了，韩国体量暂时上不去，因此亚洲基础研究崛起的希望还是只能在中国身上。
最后，我们简单看一下国内各省份研发经费投入的情况，
还有几个比较特别的地方，有什么特别呢?
1: 北京2017年经济总量只占到全国第12位，但是科研经费投入却排到了全国第5位，是科研经费领先经济总量最多的省市。其背后的原因，是北京的智力资源实在太丰富。
同样领先非常多的是上海，经济总量全国第11位，科研经费全国第6位。
北京和上海，衰落是不可能衰落的，在可见的将来都不会衰落。
2：一个省份真的需要一流大学
我们都知道河南省引进富士康等发展电子产业集群，其他还发展装备制造集群，食品产业集群等，现在是我国北方省份发展最快的之一，经济总量排在全国第5位。
但是科研经费总量，河南只排在全国第9位，被北京上海超过就算了，居然也被四川和湖北超过了，而四川和湖北的中心城市成都和武汉现在刚好是如日中天，都有不少一流大学。
虽然经济总量上，河南领先不少，2017年大约4.5万亿，而四川3.7万亿，湖北3.65万亿元，但是一看研发经费，湖北700.6亿，四川600多亿，而河南是500多亿，反而差了不少。
集中力量建设一所好大学，实现优秀智力资源聚集，对河南很重要。
当然了，河南省至少凭借电子产业等劳动密集型产业，经济还在快速发展，也对科研经费总额起到了很大的提振作用。
邻居河北省就比较差了，不只是没有一流大学，经济发展也不行，经济总量全国第6位，研发投入全国第15位，足足差了9位，这是全国科研经费落后经济总量排名最多的。
这也多少说明河北省产业结构肯定有问题，大量经济产出来自于不怎么需要研发投入的低端产业和技术已经成熟的夕阳产业。
需要大量研发资金投入的中高端产业没有起来，经济发展后劲不足。
另外一个很好的例子是安徽省，该省2017年GDP为2.75万亿元，科研经费却一举超过了福建省，而福建省的GDP为3.33万亿元，比安徽省多了不少。
另外还有天津市，经济总量仅仅全国第20位，但是科研经费却能排到第14位。
3：从科研经费也能看出南北经济差距还将继续拉大
除了河北这个例子外，一些数据可以说让我感到很有冲击。
比如我国内蒙自治区，这样一个省级单位，2017年一年的研发投入仅为132.3亿元，
同样的还有科研经费146.6亿元的黑龙江省和128亿元的吉林省。
我国今年被美国禁令的中兴公司，一年研发投入也有一百多亿元，一个公司的研发投入，
就相当于一个北方省级单位的投入了。
青海，甘肃，宁夏，新疆等，一年研发经费投入只有几十个亿。
北京已经成为北方的绝对核心，一年1579.7亿的研发经费投入，研发密度最大。