美国智库发布《关键和新兴技术指数》报告

2025年6月哈佛大学肯尼迪政府学院贝尔弗国际科学与事务中心发布《关键和新兴技术指数》（CET指数），旨在通过交互式仪表盘评估26个国家和地区在人工智能、生物技术、半导体、空间技术和量子技术五大“关键与新兴技术”领域的技术实力。报告深入剖析了技术地缘政治在各领域内部及跨领域的变革趋势，提出了独特见解。

美国白宫科技政策办公室于2024年更新的“关键和新兴技术清单”为本指数所选五大领域——人工智能、生物技术、半导体、空间技术和量子技术——提供了指导。许多国家和国际组织（如澳大利亚、英国、欧盟、德国、中国、日本、韩国和北约）也发布了涵盖类似重点领域的技术清单。这五大技术领域的创新有助于带动其他技术领域的整体进步；其中一个领域的进步，往往能提升其他领域的效率、能力和竞争力。同时，这些领域对于国家安全和战略自主至关重要，有助于各国政府应对未来地缘战略挑战，抓住新机遇。

五大领域

1. 美国在AI领域保持领先地位，中国和欧洲大致处于第二梯队。中国在人力资本和数据方面具有绝对优势，并在经济资源方面远超欧洲，但在算力和算法方面与欧洲表现相当。总体得分上，美中之间的差距远大于中欧之间的差距。数据、算力和人力资本是决定竞争优势的主要因素——能够积累高质量数据集、高效部署计算资源并培养AI人才的国家，将在竞争中脱颖而出。与此同时，中低梯队国家普遍面临研发投入有限的问题，持续制约创新和AI应用的推广。

2. 美国在AI领域具备显著优势，但中国已取得重大进展，并拥有独特优势，未来十年有望对美国AI领先地位形成挑战。美国在经济资源、算力和算法方面占据主导，而中国在数据和人力资本方面居于领先。2025年，DeepSeek公司发布R1模型，阿里巴巴推出Qwen3系列模型，均显示美国在AI领域的领先优势可能比预期更为脆弱。要维持领先地位，需要持续关注并投入资金，推动AI系统在商业和政府领域的开发、应用和集成。中国在模型性能与训练成本优化方面的显著进展，进一步凸显了不仅要率先突破关键技术，更要利用早期成果带动各行各业的持续发展。

3. 欧洲在AI领域的优势主要源于人力资本，但在算法、算力和经济资源方面相对落后。欧洲各国初创企业的创新活动碎片化，难以实现硅谷式规模扩张。尽管欧洲拥有大量原始数据，但欧盟的数据保护法规为大规模模型训练带来了复杂挑战。如果无法建立更有力的跨境商业增长激励机制、推进泛欧AI重大项目基金或营造更加友好的监管环境，欧洲有可能继续输出理念、输入商业模式，仅在AI治理方面产生有限影响，而无法获得应用和集成AI系统所带来的战略价值。

4. 美国在高精度AI模型数量上表现突出，法国和中国紧随其后，但差距明显。美国模型在各类学科测试（文学、媒体、科学和数学等）中的平均胜率均优于其他国家，这一优势得益于大量高质量模型、广泛用户可及性及强大的数据管道。这些要素形成了模型有效性的自我强化循环，同时有助于政府和商业客户集成和使用AI模型。

5. 具备人力资本或数据优势但算力有限的国家或地区，其AI潜力尚未充分释放。印度和巴西的算力短板目前阻碍了其在人力资本和数据方面的优势转化。然而，随着云端图形处理单元（GPU）和开源模型的普及，这些国家有望加快AI进程。其发展速度在一定程度上还取决于美国新一届政府将如何调整AI扩散监管政策，以取代拜登政府框架。

6. 中国在AI人力资本总量上居于首位，欧洲、美国和印度依次其后。CET指数人力资本指标以高影响力科研论文数量衡量（而非人均），规模效应依然重要：更大的高素质人才库有利于推动前沿创新和初创企业发展。无论算力或监管环境如何，庞大的高技能人才储备都能够有力推动本土科研成果产出、模型训练、以及在商业和政府领域的国内应用落地。

7. 云计算基础设施对AI系统的开发和部署至关重要，但难以衡量。阿拉伯联合酋长国就是典型案例。虽然该国在AI风险投资方面暂时表现不强，但其通过G42公司掌握了可观的算力，这对传统的经济资源投入评估方法提出了挑战。如果政策未能充分关注云计算，现有出口管制措施将难以实现既定目标。事实上，美国AI扩散监管框架试图弥补这一空白，但若缺乏云端AI算力的详实情报和对违反合规行为的严惩机制，西方国家将难以有效控制先进AI系统的扩散，尤其是在潜在竞争者和对手之间。

8. 除了美国、中国和欧洲之外，尚无国家具备完整的AI全堆能力，但其他国家仍可通过垂直或区域专业化在AI领域建立重要优势。要取代美国、中国和欧洲，任何国家都需要在算力、经济资源和算法等多方面同时取得巨大进步，这对任何国家来说都极具挑战。中国尚未能够在GPU及相关软件领域推出具有竞争力的替代方案。英伟达依靠其专有架构，以及台积电的先进制造能力，共同支撑了美国在该领域的主导地位。然而，AI价值链的模块化特征（涵盖数据管道、基础模型和行业定制化）为非全栈国家创造了影响力空间。AI竞赛的新手国家可以聚焦自身优势，打造持久的细分领域市场，从而在全球标准制定中发挥影响，并在私营和政府领域的生产力提升方面获得超额收益。例如，日本和德国在机器人与AI集成方面表现突出；加拿大专注于为工业设备开发安全和对齐工具；巴西则在农业数据方面取得进展。

1. 在本指数考察的技术中，中国在生物技术领域最有可能赶超美国；中美之间的微小差距表明未来的发展可能会迅速改变全球力量平衡。美国和中国生物技术综合实力相当，中国的优势在于其人力资本。美国在安全、基因工程、疫苗研究和农业技术方面表现出色，这得益于私营部门的创新和公私合作伙伴关系。中国通过大规模公共投资和国家支持的制造业，在药品生产方面占据主导地位。

2. 人力资本、药品生产、基因工程和疫苗研究方面的跨国差距凸显了这些领域是建设生物技术强国的瓶颈。这四个支柱在所有评估的生物技术支柱中表现出最大的差异，基于该分析权重体系，综合贡献了该领域总得分的75%。缺乏必要的人才或强大的生物制造基础，就无法开发或应用先进的技术来提供现实世界的解决方案，正如基因工程和疫苗研发的专业知识对于新型冠状病毒肺炎疫情等卫生紧急情况下所需的快速创新至关重要一样。

3. 欧洲落后于中美生物技术，并非缺乏潜力，而是由于机构分散和资源整合不足。虽然欧洲在疫苗研究和安全方面表现良好，在人力资本方面也相当不错，但该地区仍然落后于美国和中国，尤其是在经济资源和药品生产方面。为了避免进一步落后并充分发挥其在生物经济领域的潜力，欧洲必须加强欧盟单一市场，更好地与非欧盟伙伴融合，协调跨国公共资金，并实施集中化的生物技术测试和应用的审批通道。

4. 大量的私营部门资金为日本成为该领域的新兴领导者提供了所需的资本；然而，日本目前正努力将这些资本转化为生物技术产品。日本私营部门在生物技术领域的资金几乎是英国的三倍，是德国的两倍，这表明该国对初创企业和创新有着浓厚的兴趣。然而，日本在疫苗研究、药品生产和基因工程方面并没有占据相应的领先地位。这表明投资和成果之间存在瓶颈，其原因在于监管延迟、技术转让系统薄弱、资金风险规避以及行业参与者各自为政，日本需要解决这些挑战，以便更好地将生物技术研究转化为疗法和产品。

5. 日本的监管环境独特，有利于快速批准基于人体的研究，这与其他在基因编辑领域取得显著成就的国家相比实属罕见。例如，美国和英国对人类基因编辑施加了严格的限制，仅在极其罕见的情况下才允许进行，生殖系基因治疗在美国是完全被禁止的。同时，自2011年以来，日本政府推进的国家战略促进了干细胞治疗的临床转化。这可能部分归因于日本人口老龄化严重，国内外投资者将其视为独特的研究催化剂。

6. 韩国尚未将其大量的公共和私人资本转化为同等的生物技术优势，但鉴于首尔对该领域重燃热情，韩国是一个值得关注的国家。尽管韩国拥有最多的私营部门资金和政府资金，但与其他国家相比，韩国的研究实力较弱。2023年，韩国政府发布了多项计划，以改善该国的生物技术产业，特别是与农业生物技术相关的计划，新计划可能正在制定中。

7. 澳大利亚的高分反映了多年来为建立分层的、基于风险的生物安全体系而进行的有针对性的改革；然而，快速反应仍然是澳大利亚和世界各地的弱项。堪培拉在流行病早期发现和报告方面的优势对其生物安全表现贡献巨大，占其指数评分的四分之一以上。其他西方政府可以借鉴澳大利亚稳步推进立法改革和跨部门协调的做法，2009年成立健康保护委员会，2015年通过《生物安全法》，2022年发布《国家生物安全战略》。然而，包括澳大利亚在内的所有国家在快速反应能力方面仍存在不足。世界各国政府需要开展更全面的演习，开发和部署新的风险沟通机制，并加强公共卫生和安全部门之间的联系。

1. 没有哪个国家或地区能够完整、端到端地控制先进半导体的供应链。美国在芯片设计、工具和设备方面表现出色，但在制造和加工方面却落后。中国在经济资源、封装测试以及制造和加工方面处于领先地位，在材料和化学品投入的开采和精炼方面具有显著优势。然而，中国大陆地区在设备、专用材料和晶圆方面仍然相对较弱。中国台湾地区在专用材料和晶圆以及制造和加工方面占据主导地位，但依赖外国设备。日本和韩国在人力资本、芯片设计、工具以及制造和加工方面都很强，但两国的领先企业仍然严重依赖中国市场。

2. 美国、日本、中国台湾地区和韩国在半导体领域的主导地位持续存在于供应链的关键节点：先进的制造和加工、芯片设计和工具以及设备。由于成本高昂和技术壁垒，这些因素在本指数包含的所有影响因素中的差异最大。虽然许多国家和地区正在大力投资以缩小这些差距，但仅靠资本不足以建立端到端的半导体生产能力；如果各国希望摆脱对当前领先者的依赖，他们将需要同时确保设备安全并推进芯片设计。

3. 尽管中国大陆地区的芯片制造产能领先于其他国家或地区，但要超越全球领先的中国台湾地区和韩国的先进芯片制造技术，还面临着极大的挑战。从历史上看，只有在其他已经在低端芯片制造领域站稳脚跟的国家或地区取得创新突破时，在先进芯片制造领域领先的国家或地区才会被取代。虽然中国大陆地区拥有比中国台湾地区和韩国更低端的芯片制造经验和更低的运营成本，但它正试图在该行业的多个领域取得突破，同时还受到美国芯片设计或设备的出口限制——这是一个前所未有的障碍。然而，评估中国的进步并非易事，因为美国的出口管制促使中国企业以低调的态度对待其技术进步。

4. 半导体实力领先的国家和地区投入最多，以保持其企业的领先地位。继中国和美国之后，承诺为国内半导体投资提供最多公共资金的国家和地区目前主导着半导体价值链：日本、韩国和欧洲（以德国为首），中国台湾地区排名相对较低，但在所有26个国家和地区中仍然名列前茅。日本宣布向其本土半导体初创公司Rapidus提供超过110亿美元的补贴，旨在到2027年生产尖端芯片。韩国去年公布了到2047年建成全球最大半导体集群的计划，并正在投资其传统上占主导地位的存储器件和逻辑器件领域，目前中国台湾地区企业在这些领域处于领先地位。欧盟的《欧洲芯片法案》将调动约200亿美元吸引外国公司并促进国内公司发展。政府支持一直在半导体强国建设中发挥着重要作用——领先国家和地区也承认这一点。

5. 美国的半导体优势是在全球化经济中建立起来的，但出口管制对这一模式提出了挑战。美国半导体制造设备生产商尤其受到对华出口管制的影响。然而对华企业的出口禁令也影响到了美国芯片设计公司——美国在半导体行业中占据主导地位的领域——美国人工智能芯片销售的繁荣已经弥补了领先设计公司的损失。设备制造商需要等待更长时间才能弥补损失，因为其客户——芯片制造商——的购买频率低于芯片制造商的客户。美国设备制造商对中国销售的依赖加剧了他们反对出口管制的情绪，也加强了美国设立“科技基金”的理由，该基金将分担初始风险并支持摆脱中国的多样化发展。

6. 印度正努力利用其市场规模和劳动力，将自己打造成半导体制造中心，但在关键基础设施方面仍然落后于领先国家或地区。尽管在半导体领域排名落后于老牌强国，但莫迪政府自2022年4月宣布“将印度打造为全球半导体价值链的关键合作伙伴之一”的目标以来，已在该行业投入了资金和精力。印度芯片消费量已占全球十分之一，随着国内芯片消费需求的增长，印度希望减少对外国供应商的依赖。鉴于中国劳动力成本上升以及与西方的地缘政治紧张关系，印度对那些希望将生产从中国转移出去的企业也越来越有吸引力。尽管印度仅拥有全球7%的芯片设计设施，但却拥有全球近20%的设计工程师（其中许多人就职于美国或欧洲公司）。印度政府对位于古吉拉特邦（Dholera）多莱拉（Gujarat）的半导体园区以及外国在印度的低端芯片制造和组装、测试和封装业务进行了补贴，希望印度能够在半导体供应链的新环节提升其专业知识，但封装领域的领军企业中国大陆地区、中国台湾地区和马来西亚在公共基础设施方面仍保持着关键的领先地位。

7. 德国是美国和东亚以外最大的半导体强国，由于其在其他制造业密集型行业的领先地位，德国在欧盟的芯片制造业中保持着领先地位。德国已经生产了许多欧盟所需的芯片，其汽车工业严重依赖传统芯片。德国政府最近向外国半导体公司提供了更多补贴，以鼓励它们在德国本土生产先进芯片，这是欧盟努力减少对东亚生产商依赖的一部分举措，目标是到2030年将欧盟在芯片生产方面的市场份额翻一番，从10%增加到20%。与德国的汽车和先进设备客户一起生产芯片的前景很诱人，但最近美国和德国拟建制造工厂的推迟，不禁让人怀疑制造商在德国设厂的意愿是否强烈。2025年2月大选之后，德国新联邦政府面临着有关半导体补贴的关键决策，未来资金的不确定性很大。

8. 新加坡和德国一样，正在利用其比较优势和地理优势，在全球半导体市场保持强势地位，并扩展到新领域。由于方法论的限制，新加坡在制造和封装方面的表现并未反映在该指数中。然而，就其规模而言，新加坡在芯片制造和半导体制造设备方面占据着相当大的全球市场份额。凭借其高技能劳动力、现有的芯片制造能力以及向东亚生产商分销的便利地理位置，新加坡政府在过去几年中推出了培训计划以及税收优惠和退税政策，以进军芯片设计和先进封装这两个供应链环节。

1. 美国私营部门推动着美国在太空领域的强大领先地位，但其在轨道上易受中国和俄罗斯军事能力的威胁，而这增加了战略风险。美国的优势源于富有成效的公私合作伙伴关系，这种合作伙伴关系帮助美国大幅提高了发射频率和有效载荷能力，同时降低了每次任务的成本。美国的公私合作也增强了美国的人力资本、通信能力和经济资源。然而，美国在太空领域具有脆弱性，因为其严重依赖天基系统进行军事行动，并支持美国经济的关键行业。中国和俄罗斯也在部署强大的反卫星能力，这抵消了美国在太空领域的领先地位，并使美国更易受攻击。

2. 世界三大航天强国（美国、中国和俄罗斯）与所有其他国家之间存在巨大的能力差距。美国在太空领域拥有明显的整体优势，其次是中国，它拥有雄心勃勃的国家主导计划和蓬勃发展的商业航天产业。俄罗斯在该指数中位居第三，但其大部分优势来自苏联时代的系统和基础设施，而不是创新成果。欧洲排名第四，紧随其后的是印度，印度的显著进步使其能够通过日益复杂的任务与传统航天强国竞争。

3. 人力资本、遥感以及PNT方面的巨大差距表明，这三个领域是新兴太空国家建设太空力量的主要瓶颈。监管和法律框架、参与全球规范制定的得分差异并不大。同样，仅有经济资源是不够的，例如只有当与足够的人力资本和研发资源相结合时，重大投资才能转化为航天发射基础设施。相反，各国的在轨系统（如PNT卫星）得分的巨大差异表明，这些才是最难获得的能力之一；它们通常需要自主发射能力、对敏感和机密有效载荷的管理，以及能够在恶劣条件下促进数据传输的弹性地面网络。

4. 通过汇集欧洲的资源，欧洲空间局对全球太空力量平衡产生了重大影响。单个国家如法国、德国和英国落后于全球领先者，但欧洲国家的综合实力几乎与俄罗斯相当，接近中国。欧洲的优势在于通信以及科学和探索，尽管在安全和国内发射能力方面有所欠缺。这些弱点迫使欧洲国家依赖外国的航天发射系统。弥补这些不足需要更广泛的合作，以开发可重复使用的本土发射系统，以及协调一致的欧洲安全举措。

5. 美国和俄罗斯在早期的太空竞赛中保留了持久的优势，这继续巩固了它们在科学和探索领域的主导地位。美国的太空任务展示了无与伦比的范围和深度，而俄罗斯和前苏联同样实现了大量的任务，其中许多是在20世纪完成的。尽管印度和中国等新兴国家正在推进著名的任务，例如“月船3号”（Chandrayaan-3）和“嫦娥6号”（Chang'e-6），但鉴于俄罗斯数十年来世界一流的航天基础设施、广泛的任务数据档案和深厚的专业人才库，其仍然拥有决定性的优势。随着科学领域的拓宽和推动更大的国际合作，美国和俄罗斯仍将保持独特的优势。

6. 从区域来看，亚洲拥有更多强大的参与者。虽然许多欧洲国家在该指数中排名前半部分，但大多数国家的得分得益于欧洲航天局的成就，而非国内成就。而亚洲的中国、俄罗斯、印度、日本和韩国都拥有强大的独立太空计划，得分很高。

7. 乌克兰的低排名反映了该国当前的冲突状态，以及过于依赖太空伙伴关系的后果。历史上，乌克兰拥有强大而活跃的太空计划，向太空发射了多颗卫星。但目前几乎所有的太空活动都已由于俄乌战争、无法使用俄罗斯的设施和物资，以及战争占用了几乎全部资金，而陷入停顿。其他国际伙伴关系也因这场冲突而停止。这表明，如果没有制造、制造设施和设备，仅有人力资本是不够的。

8. 以色列在太空的优势主要在于其安全能力。以色列拥有12颗军用卫星和一系列能够瞄准大气层外物体的尖端拦截器、定向能系统和干扰技术，显然它将太空的军事应用置于科学研究之上。尽管在安全领域实力雄厚，但这种对安全特殊的关注限制了以色列的总体排名。

9. 尽管朝鲜在该指数中排名垫底，但其日益增多的太空活动表明其拥有卓越的太空实力。朝鲜公开承诺发展太空事业并与俄罗斯建立技术伙伴关系，这促成了其在2023年和2024年进行了4次发射尝试；然而，由于该指数仅统计成功发射的次数，因此朝鲜仅被统计了一次发射。由于缺乏关于朝鲜的公开数据，这些因素可能导致该指数低估了朝鲜的太空能力。

10. 伊朗一直致力于建设自主研发的太空监视和导航系统，以支持其技术自给自足战略。尽管在经济资源和人力资本方面得分接近于零，但伊朗一直在将人才和稀缺的资金投入到其太空监视和定位计划中。随着伊斯兰革命卫队的“光明”（Noor）卫星的发射和俄罗斯建造的“海亚姆”（Khayyam）遥感卫星的部署，伊朗现在在遥感领域与中国台湾地区和荷兰并驾齐驱。尽管截至目前，伊朗在整体太空领域数据上很小，但伊朗对安全和现代化的追求——以及与俄罗斯、中国和朝鲜日益加深的关系——可能会推动其未来自主太空能力的增长。

1. 量子技术仍处于早期研究阶段，当前努力更多聚焦推进早期概念而非实际应用部署。量子和其他技术领域之间的资金缺口突出了这一点；例如，从2008年到2023年，美国对量子技术的公共和私人投资总额约为94亿美元，远低于根据《芯片法案》分配给半导体制造、研发和人才发展的520亿美元。这种相对不足的投入导致全球量子生态呈现碎片化与区域化发展特征。在美国和欧洲，学术界主导了基础研究和思想的提出，初创公司则探索那些被大型企业视为风险过高的前沿技术，而大型企业负责将经过验证的技术进行工程化。相比之下，中国采取的是国家主导的模式，贯通了研发与产业全链条。在这种情况下，量子技术的进步将在很大程度上取决于各国对人才流动、技术工具和思想交流的开放或限制程度。

2. 美国、中国和欧洲在量子领域处于领先地位，但各自优势领域各异。三方均拥有雄厚的人才储备和资金实力，在量子技术上的投资都超过90亿美元，而所有其他国家/地区的投资都保持在30亿美元或以下。中国量子科研资金主要来源于政府投入；美国则呈现公私均衡投入的态势，尽管Alphabet、IBM等科技巨头仍是主要出资方。欧洲为区域量子增长奠定了坚实的基础，并通过欧盟的研究和创新资助计划Horizon Europe（现重新纳入英国和土耳其）推动协同合作。如果资金水平预示着未来的主导地位，那么西方的协同程度——特别是量子研究、开发和部署的资源汇集——将在很大程度上塑造全球量子力量的平衡。

3. 虽然美国在量子领域总体领先，但中国在量子传感和通信方面具有显著优势。中国在量子传感和通信方面的优势归功于其在这些领域的丰富研究成果及其成功实施的星载量子通信技术试验。为了缩小美中在量子应用方面的差距，美国和欧洲必须增加对应用研究的投入，为更雄心勃勃的项目奠定基础。这包括开发全栈、多层量子通信网络的组件：捕捉和放大衰减的量子态，实现远距离传输的技术；能够与卫星收发纠缠光子的便携式地面设备；以及能够抵御大气干扰、在复杂气象条件下保持量子相干性的网络系统。

4. 英国、德国、加拿大、法国和日本在数量上的实力大约是美国和中国的一半，但它们协同起来处于有利地位，能够以有意义的方式影响该领域的未来。这些国家具有相似的特征：它们在量子安全、全球治理和国内政策方面实力雄厚，但在经济资源和人力资本方面相对较弱。它们也都是融入美国联盟架构的民主国家，拥有类似的国内机构和强大、相互关联的学术网络。这些共同的优势使它们能够开发联合量子基础设施并为部署量子技术制定技术标准。但是，要真正引领量子技术，这些国家需要的不仅仅是联盟和伙伴关系，还必须开拓市场，使它们成为未来量子技术和供应链不可或缺的一部分。

5. 经济资源、量子传感和量子通信显示出最广泛的差距，凸显了这些领域是建立强大的国家量子基础的主要障碍。在跟踪全球和本土量子政策参与情况的支柱方面，各国之间的差异相对较小。相比之下，各国的经济资源、量子传感和量子通信差异很大，这表明政府要发展或获取这些构成可行量子生态系统的基础要素是多么困难。事实上，很少有国家积累了长期的公共和私人投资、高质量的研究实验室和项目、自主进行的基础实验或开发出下一代量子系统的原型。如果各国希望通过刺激国内增长来提高其量子地位，它们需要制定和执行基于各种政策工具的多层次战略：清晰的监管路线图、对私营企业的补贴和税收抵免、快速审批的资助项目以及对核心研发领域的直接公共投资。

6. 法国、德国、荷兰和英国以其高度协作的量子生态系统而著称。这些国家是多边量子研究和开发工作的积极参与者，例如欧洲量子旗舰计划、国际量子产业协会理事会、量子纠缠交流平台和量子技术研究资助网络QuantERA计划。鉴于量子技术仍处于起步阶段，积极参与此类组织尤为重要。在这个早期阶段，没有一个国家拥有独立实现重大突破所需的全部能力。协作研究使科学家能够汇集资源、比较研究结果并加快不同子领域的进展。随着各国努力创建实用且商业上可行的量子系统，持续的科学交流仍将是最重要的创新加速器之一。