FuE-Indikatoren

Tabelle 4: Indikatoren zu Forschung und Entwicklung (FuE)
Quelle: OECD Main Science and Technology Indicators, Stand September 2023
(1) OECD Patents Statistics, Stand Oktober 2022 (Die Jahreszahl bezieht sich auf das Eingangsdatum der ersten Patentanmeldung (Prioritätsdatum).)
* in laufenden Preisen, kaufkraftbereinigt

Indikator

USA

Deutschland

OECD

Stand

Nationale FuE-Ausgaben [Mio. USD*]

806.013

153.724

1.832.067

2021/2021/2021

FuE-Ausgabenwachstum im Vergleich zum Vorjahr [Prozent]

10,36

4,57

7,60

2021/2021/2021

FuE-Anteil am Bruttoinlandsprodukt (BIP) [Prozent]

3,46

3,13

2,72

2021/2021/2021

Anteil der FuE-Ausgaben des Staates am BIP [Prozent]

0,69

0,94

0,63

2021/2021/2021

Anteil der FuE-Ausgaben der Wirtschaft am BIP [Prozent]

2,35

1,96

1,76

2021/2021/2021

Ausgaben für FuE in Unternehmen (BERD) [Mio. USD*]

625.486

102.898

1.337.880

2021/2021/2021

Anteil der öffentlich finanzierten Ausgaben für FuE in Unternehmen (direkter Förderanteil) [Prozent]

5,13

3,52

5,03

2021/2021/2021

Anteil der vom Ausland finanzierten Ausgaben für FuE in Unternehmen [Prozent]

8,46

7,90

8,44

2021/2021/2021

Ausgaben für FuE in Hochschulen (HERD) [Mio. USD*]

84.035

28.062

289.531

2021/2021/2021

Anteil der unternehmensfinanzierten Ausgaben für FuE in Hochschulen [Prozent]

5,08

13,09

6,25

2021/2021/2021

Ausgaben für FuE in außeruniversitären öffentlichen Forschungseinrichtungen (GOVERD) [Mio. USD*]

66.828

22.765

162.567

2021/2021/2021

Anteil der unternehmensfinanzierten Ausgaben für FuE in außeruniversitären öffentlichen Forschungseinrichtungen [Prozent]

0,32

7,93

3,23

2021/2021/2021

Anzahl der Forschenden (Vollzeitäquivalente)

1.493.075

461.645

5.670.745

2020/2021/2020

Anzahl der Forschenden (VZÄ) je 1000 Beschäftigte

9,95

10,27

9,64

2020/2021/2020

Anteil der Forschenden (VZÄ) in privaten Unternehmen [Prozent]

80,44

60,01

65,82

2020/2021/2020

Anteil internationaler Ko-Patente an Patentanmeldungen unter dem Vertrag über Patentzusammenarbeit (PCT) [Prozent](1)

12,85

18,05

7,88

2019

         

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FuE-Finanzierung

In den OECD-Ländern mit überwiegend hohem Einkommen finanziert meist die inländische Wirtschaft den größten Anteil der Ausgaben für Forschung und Entwicklung (OECD Gesamt und Deutschland 64 Prozent). Die Anteile betragen für den Staat 24 bzw. 28 Prozent und für das Ausland 7 Prozent (OECD Gesamt und Deutschland).

Im Vergleich dazu hat die Wirtschaft in den USA noch etwas höhere und der Staat noch etwas niedrigere Anteile. Der Anteil sonstiger Finanzierungsquellen ist in den USA mit 6,5 Prozent gegenüber 5 Prozent im OECD-Raum etwas erhöht. Zu der Aufteilung im Jahr 2020 liegen noch keine Daten vor. 2018 verteilten sich diese sonstigen Anteile im Umfang von über 40 Milliarden USD zu etwa gleichen Teilen auf Eigenmittel der Hochschulen (z.B. aus Kapitalerträgen, Studiengebühren) sowie auf Zuschüsse von privaten gemeinnützigen Einrichtungen (Quelle: Statistik-Institut der UNESCO, 9. Juni 2022).

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FuE-Durchführung

Bei der Durchführung von Forschung und Entwicklung (FuE) nehmen die Unternehmen in den OECD-Ländern meist eine dominante Rolle ein (Anteile für Deutschland und OECD Gesamt liegen bei 67 und 71 Prozent). Der Anteil der Unternehmen in den USA liegt mit über 75 Prozent noch etwas höher.

Während der öffentliche Sektor im OECD-Raum überwiegend hochschulzentriert ist (Verhältnis von GOVERD zu HERD von etwa 35 : 65), gilt dies in geringerem Maße auch für Deutschland und die USA. Hier spielen außeruniversitäre öffentliche Forschungseinrichtungen eine etwas größere Rolle: Das Verhältnis von GOVERD zu HERD liegt in den USA wie auch in Deutschland bei etwa 45 : 55.

In Bezug auf den Anteil der privaten gemeinnützigen Einrichtungen an der FuE-Durchführung liegen die USA mit einem Anteil von 4 Prozent an zweiter Stelle aller OECD-Mitgliedsländer. In absoluten Zahlen entspricht dies etwa 28 Milliarden USD, die für FuE-Aktivitäten in privaten Stiftungen ausgegeben werden.

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Forschungs- und Förderorganisationen

Die Gestaltung der Wissenschaftspolitik und öffentlichen Förderung von Forschung und Entwicklung wird von einem breiten Spektrum von Behörden, Fachministerien, Agenturen und Gremien getragen. Es gibt in den USA weder ein Wissenschafts- und Forschungsministerium noch einen gemeinsamen Forschungsetat (siehe unter Für Bildung und Forschung zuständige Ministerien).

In den USA führen die Fachministerien (Gesundheit, Energie, Verteidigung, Handel) selbst Forschungen in eigenen Einrichtungen durch.

Im Verantwortungsbereich des Energieministeriums (U.S. Department of Energy) werden derzeit 17 nationale Forschungs- und Technologiezentren betrieben, an denen energiebezogene Forschung und physikalische Grundlagenforschung durchgeführt wird.

Im Verantwortungsbereich des Gesundheitsministeriums (U.S. Department of Health and Human Services) arbeiten die National Institutes of Health (NIH), unter deren Dach die nationalen medizinischen Forschungsinstitute betrieben werden. Diese Institute, die alle relevanten Bereiche der medizinischen Forschung abdecken, liegen im Wesentlichen zentral in Bethesda, Maryland. Außerdem stellen die NIH die wichtigste Forschungsförderorganisation für Gesundheitsforschung dar (siehe unten).

Das National Institute of Standards and Technology (NIST) wird vom Handelsministerium (U.S. Department of Commerce) betrieben, besteht aus sechs Instituten und befasst sich mit Themen wie Standardisierung, Nanotechnologie, Informationstechnologien, physikalische Messtechnik und Metrologie.

Ebenfalls dem Handelsministerium zugeordnet ist die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), die in Kooperation mit verschiedenen Universitäten sechs Forschungsinstitute mit den thematischen Schwerpunkten Erdatmosphäre, Ozeane und Binnengewässer betreibt.

Neben staatlichen Einrichtungen führen auch private gemeinnützige Organisationen wie das Battelle Memorial Institut (BMI) oder die Carnegie Institution for Science Forschung und Entwicklung durch, teilweise auf der Basis eigener Kapitalerträge, teilweise mit Hilfe von Drittmitteln.

Die USA haben lange Zeit auf öffentlich finanzierte Einrichtungen zur Industrieforschung verzichtet. Unter der Präsidentschaft Obamas wurde eine Initiative ergriffen, um Industrieforschungsinstitute nach dem Vorbild von Fraunhofer einzurichten (Manufacturing USA, siehe unter Ingenieurwissenschaften und Produktionstechnologie).

Viele Bundesministerien können direkt wettbewerbliche Förderung an Hochschulen vergeben. Teilweise werden auch Förderagenturen eingesetzt. Die bekannteste ist die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), deren Vorgängerorganisation bereits 1958 im Verantwortungsbereich des Verteidigungsministeriums (U.S. Department of Defence) geschaffen wurde. Nach dem Vorbild der DARPA werden in den USA seit einigen Jahren weitere Förderagenturen geschaffen, die nach dem Prinzip der agilen Forschungsförderung sogenannte Sprunginnovationen fördern. Dazu zählen:

  • Die Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) im Verantwortungsbereich des Energieministeriums fördert seit 2009 Forschung und Entwicklung zu erneuerbaren Energien.
  • Die Advanced Research Projects Agency-Health (ARPA-H) im Gesundheitsbereich hat 2023 ihre erste Ausschreibung eröffnet.
  • Die 2023 gegründete Advanced Research Projects Agency Infrastructure (ARPA-I) für den Verkehrsbereich soll physische und digitale Infrastrukturtechnologien und -systeme der nächsten Generation für das US-Verkehrswesen fördern.

Es gibt außerdem mehrere unabhängige Fördereinrichtungen, die Fördergelder bundesweit zur Verfügung stellen:

  • Die 1950 gegründete National Science Foundation (NSF) ist eine unabhängige Behörde der Regierung der USA, die die Aufgabe hat, Mittel für Forschungsprojekte im natur- und ingenieurwissenschaftlichen Bereich zu vergeben. Mit einem jährlichen Etat von 7.5 Mrd. US Dollar leistet die NSF etwa 27 Prozent der gesamten Zuschüsse der US-Regierung für die Grundlagenforschung an Hochschulen (Zahlen für 2018, Quelle: Webseite). Unter dem Chips and Science Act 2022 wurde innerhalb der NSF ein neues Direktorat geschaffen. Ziel des „Technology, Innovation and Partnerships Directorate“ ist es, die NSF-Förderaktivitäten zum Transfer von Forschungsergebnissen in den Markt zu bündeln und auszubauen.
  • Die National Institutes of Health (NIH) vergeben durch Fördermaßnahmen Mittel an Forschende und/oder Hochschulen. NIH ist die weltweit größte Förderorganisation für Gesundheitsforschung. Die gesamte Spanne von der biomedizinischen Grundlagenforschung bis hin zur klinischen Forschung wird hier berücksichtigt. 
  • Das National Endowment for the Humanities (NEH) ist eine 1965 gegründete staatliche Stiftung zur Förderung der Geisteswissenschaften. Das NEH fördert sowohl kulturelle Institutionen als auch Forschende.
  • In den USA spielen außerdem private Stiftungen eine wichtige Rolle in der Forschungsförderung, so z.B. die Bill & Melinda Gates Foundation, die unter anderem Vorhaben im Themenfeld der Infektionsforschung unterstützt.

Die USA zeichnen sich durch ein regulatorisches Umfeld aus, dass Unternehmen generell unterstützt. Außerdem können Aufwendungen für Forschung und Entwicklung steuerlich geltend gemacht werden. Es gibt keine auf Unternehmen spezialisierten Fördereinrichtungen. Eine direkte Förderung von Firmen ist durch das „Small Business Innovation Research Program" (SBIR) möglich. Durch dieses Programm fördern öffentlichen Einrichtungen technologische Innovationen in kleinen Unternehmen.

Einzelne Bundesstaaten werden teilweise selbst fördernd tätig bzw. haben eigene Fördereinrichtungen, so z.B. das California Institute for Regenerative Medicine (CIRM), die seit 2004 Projekte in der Stammzellenforschung und regenerativen Medizin fördern.

Für die Förderung von Forschung in und mit Entwicklungsländern gibt es eine spezialisierte Einrichtung, die 1961 gegründete United States Agency for International Development (USAID), die dem Außenministerium zugeordnet ist.

Den mit Abstand höchsten Gesamtetat für Forschung und Entwicklung (FuE) hatte im Fiskaljahr das Verteidigungsministerium, gefolgt vom Gesundheitsministerium, dem Energieministerium sowie der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Das gesamte Budget der US-amerikanischen Bundesregierung für FuE belief sich im Fiskaljahr 2021 auf 181,4 Milliarden USD. Der National Science Board (NSB) veröffentlicht für das Fiskaljahr 2021 eine Aufstellung zur Aufteilung des Gesamtbudgets auf Ministerien und Behörden mit Anteilen eigener Durchführung und Förderung Externer  (Quelle: NSB/NSF 2022: Science and Engineering Indicators 2022, RD-16 Federal obligations for R&D and R&D plant, by agency and performer: FY 2020, Table RD-15). In der folgenden Tabelle wurden die ersten acht Ministerien und Behörden ausgewählt, auf die ein großer Teil der Gesamtausgaben entfielen. Zusätzlich wurden Zahlen zum Ministerium für Heimatschutz, zur Environmental Protection Agency (EPA) sowie zur Agency for International Development (USAID) mit einbezogen.

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Aufteilung der Bundesmittel der USA für Forschung und Entwicklung (FuE) auf Ministerien und Behörden mit Anteilen eigener Durchführung und Förderung Externer (Fiskaljahr 2020, Table)

Ministerien und Agenturen

Gesamtetat für FuE [Mio. USD]

Anteil Durchführung von FuE in eigenen Einrichtungen [Prozent]

Anteil Förderung von FuE in externen Einrichtungen [Prozent]

Gesamtbudget der Bundesregierung

173.552

40,1

59,9

U.S. Verteidigungsministerium

67,006

37,0

63,6

U.S. Gesundheitsministerium

61,774

35,2

64,8

U.S. Energieministerium

15,778

65,6

34,4

National Aeronautics and Space Administration (NASA)

10,573

45,7

54,3

National Science Foundation (NSF)

6,792

4,2

95,8

U.S. Agrarministerium

3,433

72,2

27,8

U.S. Handelsministerium

1,980

79,6

20,4

U.S. Transportministerium

1,224

24,3

75,7

U.S. Ministerium für Heimatschutz

507,5

44,2

55,8

Environmental Protection Agency (EPA)

493

49,9

50,1

United States Agency for International Development (USAID)

194,3

10,2

89,9

Quelle: National Science Board (NSB) und National Science Foundation (NSF): Science & Engineering Indicators 2020, Tabelle 4.15

     

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FuE im öffentlichen und privaten Sektor

Wie in anderen Industrieländern ist in den USA die Verteilung der Forschungs- und Entwicklungsressourcen regional sehr unterschiedlich. Die Rangliste der Bundesstaaten mit den höchsten Investitionen in Forschung und Entwicklung (FuE) wird von Kalifornien angeführt: Hier wurde 2020 mit 217 Milliarden USD  mehr als ein Viertel der gesamten FuE-Ausgaben der USA investiert, 193 Milliarden davon entfielen auf FuE in Unternehmen. Der Abstand zum zweitplatzierten US-Bundesstaat Washington (46 Milliarden, davon 41 Milliarden für FuE in Unternehmen) ist beachtlich. Es folgen dahinter die Bundesstaaten Massachusetts, New York, Texas, Michigan, New Jersey und Maryland (Quelle: National Science Foundation (NSF). National Center for Science and Engineering Statistics (NCSES): U.S. R&D expenditures, by state, performing sector, and source of funds: 2020). Weitere Indikatoren zu einzelnen Bundesstaaten können auf dem Portal Science & Engineering State Indicators abgerufen werden. Das Portal Kooperation International bietet zu der Hightech-Region Silicon Valley ein Porträt an.

Die Hochschulen spielen im US-amerikanischen Forschungs- und Innovationsystem auch aufgrund ihrer exzellenten internationalen Reputation eine noch wichtigere Rolle als außeruniversitären öffentlichen Einrichtungen. Die Shanghai-Rangliste für forschungsexzellente Hochschulen wird von Universitäten aus den USA dominiert, die acht der ersten zehn Plätze belegen. Ähnliches gilt für das Times Higher Education (THE) World University Ranking, „Best of Research" mit 7/10. Im Folgenden werden die besten 10 Hochschulen unter dem Shanghai-Ranking angegeben (in Klammern Platzierung Shanghai Ranking 2022):

  • Harvard University (1)
  • Stanford University (2)
  • Massachusetts Institute of Technology (MIT) (3)
  • University of California, Berkeley (5)
  • Princeton University (6)
  • Columbia University (8)
  • California Institute of Technology (9)
  • University of Chicago (10)
  • Yale University (11)
  • Cornell University (12).

Die führenden US-amerikanischen Forschungsuniversitäten, die sich für die Förderung der akademischen Forschung und Lehre in Nordamerika einsetzen, haben sich zur Association of American Universities (AAU) zusammen geschlossen. Derzeit sind 60 US-amerikanische und zwei kanadische Universitäten Mitglieder.

Die außeruniversitäre Forschung wird durch die Nationalen Forschungszentren des Energieministeriums und der National Institutes of Health (NIH) dominiert (siehe unter Forschungs- und Förderorganisationen).

Eine Aufschlüsselung der Ausgaben für FuE in Unternehmen nach Sektoren und Branchen zeigt: Der Schwerpunkt liegt mit 58 Prozent im Sektor Industrielle Produktion. Die aktivste Produktionsbranche in den USA ist ähnlich wie in China Computer, Elektronik und Optik mit Ausgaben von 114 Mrd. USD, gefolgt von Arzneimitteln mit 97 Mrd. so wie Fahrzeugbau mit 24 Mrd. Die aktivste Dienstleistungsbranche in den USA ist Datenverarbeitung/Hosting mit 49 Mrd. (Zahlen für 2020, Quelle: NSB/NSF 2020: Business Enterprise Research and Development, Table 5). Im Vergleich zu Deutschland, China, Japan und Südkorea weist die USA höhere Anteile im Dienstleistungssektor und geringere Anteile im Produktionssektor auf. Auch setzen Deutschland und Japan in der Produktion mit Fahrzeugbau einen anderen FuE-Schwerpunkt als die USA (Quelle: OECD Research and Development Expenditure in Industry 2020, ANBERD).

Unter den weltweit 50 größten FuE-Investoren finden sich 23 Unternehmen, die ihren Hauptsitz in den USA haben (zum Vergleich: 8 in Deutschland). Unter den TOP 10 sind die Internetdienstleister Alphabet (Google) und Meta (ehemals Facebook), der Softwareproduzent/ Softwaredienstleister Microsoft, die Hardwareproduzenten Intel und Apple sowie das Pharmazie-/Konsumgüterunternehmen Johnson & Johnson platziert. Zu den Top 20 weltweit gehören die Pharmakonzerne Merck und Pfizer sowie Bristol Myers Squibb, General Motors und Oracle. Weltweit liegt die USA im Jahr 2022 mit 827 Unternehmen, die unter den Top 2.500 FuE-Investoren platziert sind, noch deutlich an erster Stelle. China holt jedoch auf: 2019 gehörten nur 507 Unternehmen mit Hauptsitz in China zu den Top 2.500, 2022 waren dies bereits 679. Japan und Deutschland liegen mit 229 und 114 Unternehmen deutlich dahinter (Quelle: 2023 EU Industrial R&D Investment Scoreoboard, Anm.: FuE-Ausgaben je Unternehmen im IRI umfassen Ausgaben für Aktivitäten im Hauptsitzland, aber auch allen anderen Ländern).

In Bezug auf staatliche Förderung von FuE in Unternehmen platziert sich die USA nicht an der Spitze der OECD-Länder. Der Anteil an den Gesamtausgaben (BERD), den der Staat direkt finanziert, ist seit Jahren rückläufig und entspricht etwa dem OECD-Durchschnitt. Der Anteil an BERD, der zusätzlich durch Steuererleichterungen gefördert wird, ist mit 5 Prozent deutlich kleiner als in Frankreich oder Kanada, wo zweistellige Anteile erreicht werden (Quelle: OECD.Stat).

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