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Schlüsseltechnologien
finnland mit knapper führung
Zukunftsfelder durch Schlüsseltechnologien entwickeln
Mit dem Begriff Schlüsseltechnologien werden jene Technologien bezeichnet, die in einer großen Zahl von Wirtschaftszweigen die Grundlage für neue Produkte bilden und technologischen Wandel ermöglichen sowie die großen Herausforderungen unserer Zeit adressieren. Im Englischen wird neben der Bezeichnung „Key Enabling Technologies“ (KET), die eher den ermöglichenden Charakter dieser Technologien betont, auch die Bezeichnung „General Purpose Technologies“ (GPTs) verwendet, welche den branchenübergreifenden Charakter hervorhebt.
Im Innovationsindikator betrachten wir sieben Schlüsseltechnologien mit sehr unterschiedlicher Ausrichtung. Diese sieben Schlüsseltechnologien sind:
- Digitale Hardware (mikro- und nanoelektronische Bauteile, unter anderem Computerchips, und andere integrierte Schaltungen),
- Digitale Vernetzung und softwarebasierte Anwendungen (Entwicklung zukunftsfähiger digitaler Kommunikationsnetzwerke, zum Beispiel Halbleiter und Halbleiterlaser, Quantentechnologien, künstliche Intelligenz oder Cloud-Computing ,
- Neue Produktionstechnologien (moderne Maschinen, Anlagen beziehungsweise deren Komponenten und Produktionsverfahren, zum Beispiel Sensoren, Messvorrichtungen, Steuerungen, Automatisierung),
- Energietechnologien (erneuerbare Energien, Wasserstoff, Energiespeicher, Energieeffizienz),
- Neue Werkstoffe und fortschrittliche Materialien (Leichtbau, Ersatz von Rohstoffen, Materialtechnologie, zum Beispiel Verbundwerkstoffe, Beschichtungen oder Kunststoffe, Nanomaterialien und deren Herstellungsprozesse),
- Biotechnologie (Enzyme, Peptide, Proteine oder Mikroorganismen und darauf aufbauende Prozesse sowie Bearbeitungs- und Messverfahren) und
- Kreislaufwirtschaft (Recycling-Technologien zur Rückführung von Materialien in den Stoffkreislauf).
Die Auswahl der Technologien erfolgte entlang von vier Kriterien. Zunächst soll jede Schlüsseltechnologie abgegrenzt von anderen Schlüsseltechnologien ein Technologiefeld abdecken, in dem bereits in ausreichendem Umfang Aktivitäten vorhanden sind (kritische Masse) und verschiedene Methoden und technologische Lösungen zur Anwendung kommen. Diese kritische Masse an Aktivitäten soll auf allen Stufen des Innovationsprozesses vorhanden sein und im Innovationsindikator über Kennzahlen abgebildet werden können, um so einen hinreichenden Reifegrad des Technologiefeldes sicherstellen zu können.
Neben intensiven wissenschaftlichen Aktivitäten sollen auch technologische Anwendungen (Patente) sowie neue Produkte oder Prozesse vorhanden sein. Letzteres muss nicht notwendigerweise für alle Teilbereiche eines Technologiefeldes der Fall sein. So sind Quantentechnologien bisher eher in der Wissenschaft und in grundlegenden Anwendungen von Bedeutung, während sich Märkte für diese Technologien erst noch entwickeln müssen. Sie sind aber Teil eines übergeordneten Technologiefeldes (Digitalisierung beziehungsweise digitale Hardware und digitale Vernetzung), für die Märkte identifiziert werden können. Des Weiteren sollen die Schlüsseltechnologien in mehreren Wirtschaftszweigen oder für verschiedene Anwendungen relevant sein. Schließlich sollen die Schlüsseltechnologien in Zukunft eine wesentliche Rolle für die Wettbewerbsfähigkeit und die Innovationstätigkeit von Volkswirtschaften spielen und dabei auch in zahlreichen Ländern auf der innovationspolitischen Agenda stehen.
Die getroffene Auswahl der sieben hier untersuchten Schlüsseltechnologien wird in Zukunft in regelmäßigen Abständen auf ihre Aktualität und Relevanz geprüft werden.
indikatoren zur messung der schlüsseltechnologien
Für alle sieben Schlüsseltechnologien werden die folgenden Indikatoren erhoben und sowohl zu einem Index je Schlüsseltechnologie als auch zu einem Gesamtindex für alle sieben Schlüsseltechnologien zusammengeführt.
- Anteil der wissenschaftlichen Publikationen im Bereich der einzelnen Schlüsseltechnologien an allen nationalen Publikationen
- Anteil der wissenschaftlichen Publikationen im Bereich der einzelnen Schlüsseltechnologien an den weltweiten Publikationen im Bereich der Schlüsseltechnologien
- Anteil der transnationalen Patentanmeldungen im Bereich der einzelnen Schlüsseltechnologien an allen transnationalen Patentanmeldungen eines Landes
- Anteil der transnationalen Patentanmeldungen im Bereich der einzelnen Schlüsseltechnologien an allen (weltweit) transnationalen Patentanmeldungen im Bereich der Schlüsseltechnologien
- Handelsbilanzsaldo im Bereich der einzelnen Schlüsseltechnologien in Relation zur Bevölkerung eines Landes
- Handelsbilanzsaldo im Bereich der einzelnen Schlüsseltechnologien in Relation zu den weltweiten Exporten im Bereich der einzelnen Schlüsseltechnologien
- Markenanmeldungen am Europäischen Amt für geistige Eigentumsrechte (European Intellectual Property Office, EUIPO) im Bereich der einzelnen Schlüsseltechnologien
- Für die Frühphase (alle VC-Investitionen, inklusive Series C und D) eingesetztes Venture-Capital in den einzelnen Schlüsseltechnologien in Relation zum Bruttoinlandsprodukt (nur für den integrierten Indikator verwendet, nicht für die Berechnung der Kennzahlen in den einzelnen Schlüsseltechnologien)
- Anteil computer-implementierter Erfindungen (Softwarepatente) an allen Erfindungen im Bereich der jeweiligen Schlüsseltechnologie
Deutschland folgt nur dem allgemeinen trend und investiert zu wenig. «
Schlüsseltechnologien: gesamtranking der Volkswirtschaften
RANG 2007 2010 2015 2020 2021 1 Schweiz Schweiz Schweiz Finnland Finnland 2 Japan Japan Finnland Japan Schweiz 3 USA Finnland Japan Schweiz Japan 4 Deutschland Deutschland Deutschland Singapur Dänemark 5 Singapur USA USA Dänemark China 6 Schweden Singapur Singapur China Singapur 7 Dänemark Schweden Schweden Deutschland Deutschland 8 Finnland Dänemark Dänemark Schweden Schweden 9 Niederlande Niederlande Südkorea Südkorea Südkorea 10 Irland Irland Irland USA USA 11 Österreich Österreich Niederlande Irland Irland 12 Grossbritannien Grossbritannien China Niederlande Niederlande 13 Israel Belgien Österreich Grossbritannien Grossbritannien 14 Belgien China Grossbritannien Österreich Österreich 15 Frankreich Südkorea Belgien Italien Italien 16 Kanada Frankreich Spanien Belgien Spanien 17 China Norwegen Frankreich Israel Australien 18 Norwegen Israel Portugal Spanien Belgien 19 Italien Portugal Israel Norwegen Indien 20 Spanien Kanada Kanada Frankreich Frankreich 21 Südkorea Spanien Norwegen Australien Israel 22 Australien Australien Italien Indien Norwegen 23 Indien Tschechien Ungarn Tschechien Portugal 24 Griechenland Italien Australien Kanada Kanada 25 Brasilien Griechenland Indien Portugal Tschechien 26 Tschechien Brasilien Tschechien Polen Polen 27 Polen Indien Mexiko Ungarn Ungarn 28 Russland Russland Polen Griechenland Russland 29 Portugal Polen Brasilien Südafrika Griechenland 30 Südafrika Südafrika Russland Russland Südafrika 31 Ungarn Mexiko Südafrika Indonesien Indonesien 32 Türkei Ungarn Türkei Brasilien Brasilien 33 Mexiko Türkei Griechenland Mexiko Türkei 34 Indonesien Indonesien Indonesien Türkei Mexiko Taiwan wird hier aufgrund fehlender Daten nicht ausgewiesen.
Quelle: Innovationsindikator 2023
Die Indikatoren haben zum Ziel, das gesamte Innovationsspektrum von der Grundlagenforschung über technologische Anwendungen bis hin zu Marktaktivitäten (Diffusion von Innovationen) abzudecken. Sie sollen gleichzeitig in der Lage sein, die Wettbewerbsfähigkeit der Länder in den unterschiedlichen Dimensionen der Innovationsfähigkeit zu erfassen. Bei der Innovationsfähigkeit von Volkswirtschaften nimmt der Innovationsindikator eine relative, von der Größe eines Landes (gemessen über BIP oder Bevölkerung) unabhängige Perspektive ein. Diese Perspektive wird auch bei den Schlüsseltechnologien eingenommen.
Zusätzlich sind für die „Sicherstellung der zukünftigen Wettbewerbsfähigkeit“ auch Indikatoren einbezogen, die Größeneffekte der Volkswirtschaften berücksichtigen. Denn erstens spielen Skalen- und Lerneffekte bei der Entwicklung der Technologien und ihrer Kommerzialisierung eine große Rolle. Zweitens wirken sich bei der Schaffung und Entwicklung von Märkten Größeneffekte vorteilhaft aus, die bei der Bewertung der Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit berücksichtigt werden sollten, beispielsweise über Marktanteile oder First-Mover-Advantages. Schließlich ist drittens für die weitere Dynamik in den Schlüsseltechnologien entscheidend, möglichst viele potenzielle Entwicklungspfade zu testen und nicht nur auf einen bestimmten Teilbereich oder eine konkrete technologische Lösung zu setzen.
Daher spielen die Breite und Vielfalt der Technologieentwicklung eine große Rolle, die stark mit der absoluten Größe der technologischen Aktivitäten zusammenhängt.5 Dementsprechend werden sowohl Indikatoren verwendet, die unabhängig von der Größe eines Landes sind, als auch solche, die die Größeneffekte mitberücksichtigen (beispielsweise ist der Indikator „Anzahl der Patente in einer Schlüsseltechnologie an allen Patenten eines Landes“ unabhängig von der Größe einer Volkswirtschaft, während der Indikator „Anteil eines Landes an allen Patenten in einer Schlüsseltechnologie weltweit“ auch die Landesgröße widerspiegelt).
Zentrale Ergebnisse
Im Folgenden wird zunächst der Gesamtindikator in diesem Bereich betrachtet, ehe in den darauffolgenden Abschnitten die Ergebnisse der einzelnen sieben Schlüsseltechnologien vorgestellt werden.
Finnland steht mit 48 Punkten an der Spitze im Bereich Schlüsseltechnologien knapp vor der Schweiz, die 46 Punkte erreicht. Das vordere Feld ist sehr eng, mit Japan (45), Dänemark (45) und China (44) auf den Rängen drei bis fünf. Singapur und Deutschland stehen mit jeweils 43 Punkten auf den Plätzen sechs und sieben. Ebenfalls Anschluss an die Spitzengruppe haben Südkorea (41), Schweden (40) und die USA (38).
Das Mittelfeld ist von dieser vorderen Gruppe leicht abgesetzt und wird angeführt von den Niederlanden (32) und Irland (32). Großbritannien (30), Österreich (30) und Italien (29) reihen sich auf den weiteren Plätzen ein. Mit etwas mehr Abstand zur Spitzengruppe folgen Spanien, Australien, Belgien, Frankreich, Indien, Israel, Norwegen, Kanada, Portugal und Tschechien mit Indexwerten zwischen 27 und 21 Punkten. Zu den in diesem Ranking hinter dem Mittelfeld liegenden Ländern gehören Russland, Ungarn, Südafrika, Brasilien, Indonesien und Griechenland (zwischen 18 und 16 Punkten). Am unteren Ende stehen die Türkei und Mexiko mit 14 beziehungsweise 12 Punkten.
Neben China, das in allen Technologiebereichen aufgeholt hat und sich so auch im Gesamtranking der Schlüsseltechnologien im Beobachtungszeitraum seit 2007 von einem Platz im Mittelfeld kontinuierlich in Richtung Spitzengruppe vorgearbeitet hat, konnte auch Finnland eine Spitzenposition erreichen. Diese verdankt das Land seinen guten Positionen in allen sieben Schlüsseltechnologien, mit einer besonders starken Position in den Feldern digitale Vernetzung, neue Werkstoffe und Kreislaufwirtschaft. Im Gegenzug haben die USA über den kompletten Zeitraum betrachtet deutlich an Rangplätzen eingebüßt und sind vom dritten Platz 2007 auf den zehnten Platz in den Jahren 2020 und 2021 zurückgefallen. Dabei haben die USA – von leichten Schwankungen abgesehen – ihre Indexwerte zwar halten können, sind aber aufgrund einer gesteigerten Leistungsfähigkeit anderer Länder überholt worden.
Die Schweiz war in der Gesamtbetrachtung aller Schlüsseltechnologien lange Zeit an erster Stelle und wurde erst in der jüngeren Vergangenheit an der Spitze abgelöst. Die Schweiz erreicht gute bis sehr gute Positionen in allen Schlüsseltechnologie-Bereichen und gehört daher auch weiterhin zu den innovationsstärksten Volkswirtschaften in diesen Technologiefeldern. Besonders gut schneidet die Schweiz in den digitalen Technologien, den Produktionstechnologien und der Biotechnologie ab. Hauptgrund für die Ablösung an der Spitze waren jedoch eine weniger starke Position bei Energietechnologien und insbesondere Positionsverluste bei neuen Werkstoffen und Technologien der Kreislaufwirtschaft.
Schlüsseltechnologien insgesamt: Ranking und Indexwerte der Volkswirtschaften
1 Finnland 47 2 Schweiz 45 3 Japan 45 4 Dänemark 44 5 China 44 6 Singapur 44 7 Deutschland 43 8 Schweden 40 9 Südkorea 40 10 USA 38 11 Irland 32 12 Niederlande 32 13 Großbritannien 30 14 Österreich 30 15 Italien 29 16 Spanien 27 17 Australien 26 18 Belgien 25 19 Indien 25 20 Frankreich 25 21 Israel 25 22 Norwegen 24 23 Portugal 24 24 Kanada 24 25 Tschechien 23 26 Polen 20 27 Ungarn 18 28 Russland 18 29 Griechenland 18 30 Südafrika 18 31 Indonesien 17 32 Brasilien 16 33 Türkei 14 34 Mexiko 13 Taiwan wird hier aufgrund fehlender Daten nicht ausgewiesen.
Quelle: Innovationsindikator 2023
venture-capital-investitionen sind ein wichtiger hebel, um neue forschungsergebnisse in innovationen umzusetzen. «
Die Grossen leben von Substanz
Auch Deutschland hat im Zeitverlauf einige Rangplätze eingebüßt, konnte aber den durchschnittlichen Indexwert über alle Schlüsseltechnologien halten. Dies bedeutet, dass, ähnlich wie bei den USA, andere Länder ihre Innovationsfähigkeit im Bereich der Schlüsseltechnologien stärker ausbauen konnten und damit Deutschland überholt haben. Zu diesen Ländern gehören Singapur, Dänemark und zuletzt auch China. In der Gesamtbetrachtung aller sieben Schlüsseltechnologien ist die derzeitige deutsche Position als gut zu bezeichnen. Allerdings droht Deutschland bei einigen dieser Technologien zurückzufallen, weil andere Länder stärker investieren und sich stärker engagieren, während Deutschland nur dem allgemeinen Trend folgt. Vor allem scheint es Deutschland nicht zu gelingen, eine Verbesserung bei den Schwächen im Schlüsseltechnologie-Portfolio herbeizuführen. Dies gilt insbesondere für die Biotechnologie. Vor dem Hintergrund eines sich weiter verschärfenden Innovationswettbewerbs und der gesteigerten Notwendigkeit zur Erhaltung und Erweiterung der technologischen Souveränität ist die deutsche Dynamik in der Gesamtschau aller Bereiche als nicht zufriedenstellend zu bewerten. Wie für andere große Industrienationen – insbesondere die USA und Japan – ergibt sich auch für Deutschland das Bild, dass man stärker von der Substanz lebt und nicht in der Lage ist, mit der Dynamik anderer Länder mitzuhalten.
Venture-Capital-(VC-)Investitionen sind ein wichtiger Hebel, um neue Forschungsergebnisse in Innovationen und wirtschaftliches Wachstum umzusetzen. Im Innovationsindikator wurde der Umfang der VC-Investitionen für einzelne Schlüsseltechnologien in Relation zum BIP eines Landes gesetzt, um die Bedeutung von Wagniskapital abzubilden. Entsprechend detaillierte Daten zu VC-Investitionen liegen allerdings nur für die europäischen Länder vor. Das Technologiefeld Kreislaufwirtschaft kann mangels Daten nicht betrachtet werden und für die beiden Technologiefelder zur Digitalisierung liegt nur ein gemeinsamer Wert vor.
Am besten schneidet bei VC-Investitionen in Schlüsseltechnologien Finnland ab. In drei der fünf Technologiefelder – Digitaltechnologien, Produktionstechnologien und Energietechnologien – erreicht es in fast jedem Jahr Spitzenwerte. In den Materialtechnologien und in der Biotechnologie sind die VC-Investitionen ebenfalls überdurchschnittlich. Andere Länder, die in allen Schlüsseltechnologien relativ hohe VC-Investitionen aufweisen, sind Belgien und Großbritannien. In anderen Ländern setzen die VC-Investoren dagegen stark auf einzelne Technologiefelder. In der Schweiz ist dies die Biotechnologie, wo das Land in fast jedem Jahr den Höchstwert aufweist. In Dänemark stellt ebenfalls die Biotechnologie den Fokus dar, ergänzt durch recht hohe VC-Investitionen in Digitaltechnologien und Produktionstechnologien. In Irland ist der VC-Markt besonders stark bei Investitionen in Digitaltechnologien sowie in der Biotechnologie. In den Jahren 2018 bis 2020 war Irland außerdem führend bei der VC-Investitionsintensität in den Energietechnologien. In allen anderen Jahren nahm Norwegen in diesem Technologiefeld die Spitzenstellung ein.
Deutschland schneidet bei den VC-Investitionen in Schlüsseltechnologien im europäischen Vergleich unterdurchschnittlich ab. Während im Bereich Digital-, Produktions- und Energietechnologien eine etwa durchschnittliche VC-Investitionsintensität erreicht wird, fällt es bei Biotechnologien und noch stärker bei Materialtechnologien stark zurück.
Die insgesamt recht geringen Abstände zwischen den einzelnen Ländern sowohl an der Spitze als auch im Mittelfeld ergeben sich für den technologieübergreifenden Gesamtindex aus zum Teil sehr unterschiedlichen Leistungen in den einzelnen Schlüsseltechnologien. Während ein Teil der Länder sich stark auf einzelne Technologien spezialisiert und deshalb insgesamt gut abschneidet, sind andere Länder bei vielen oder allen Technologien gut aufgestellt, ohne bei einer einzelnen eine Spitzenposition zu erreichen. Eine differenzierte Betrachtung der einzelnen Technologiefelder erlaubt daher eine detailliertere Bewertung sowohl der Trends als auch der Wettbewerbs- und Innovationsfähigkeit der einzelnen Volkswirtschaften.
- Digitale Hardware
Unter digitaler Hardware werden mikro- und nanoelektronische Bauteile, allen voran Computerchips, aber auch andere integrierte Schaltungen zusammengefasst. Sie bilden die Basis in zahlreichen Anwendungen von der Konsumelektronik über Fahrzeuge und Maschinen bis hin zur Medizintechnik.
Über die gesamte Beobachtungsperiode von 2007 bis 2021 liegt Japan (59 Punkte) an der Spitze der 35 Länder. Das Land erreicht bei Patenten und dem Handelsbilanzsaldo jeweils die höchste Punktzahl, während es bei wissenschaftlichen Publikationen im Zeitverlauf Indexpunkte einbüßt und bei computer-implementierten Erfindungen (Softwarepatente) zu keinem Zeitpunkt hohe Werte erreichen konnte. Insgesamt bedeuten diese Ergebnisse für Japan, dass die klassische Mikroelektronik weiterhin eine große Rolle spielt und auch die technologische Wettbewerbsfähigkeit über eine Vielzahl an Patenten abgesichert zu sein scheint. Allerdings könnte die Position in Zukunft weiter erodieren, da einerseits der Druck durch andere Volkswirtschaften größer wird und andererseits die technologische Neuausrichtung – gemessen an den wissenschaftlichen Veröffentlichungen, aber auch den Softwarepatenten – in anderen Ländern schneller und zielgerichteter vonstattengeht.
Das aktuell zweitplatzierte China (50) hat in den vergangenen zehn Jahren deutlich aufgeholt und – nach einer zwischenzeitlichen Schwächephase – den Abstand zum führenden Japan deutlich verringern können. Insgesamt steht Japan im Bereich der Mikroelektronik durch die Aufholprozesse in China und Südkorea (46) deutlich unter Druck.
Der Trend in China dürfte sich trotz des zukünftig langsameren Wirtschaftswachstums fortsetzen, denn in der Wissenschafts- und Innovationspolitik Chinas nimmt die Elektronik unter den Schlüsseltechnologien seit Jahren eine herausgehobene Position ein. Viele internationale Unternehmen lassen nicht nur aufgrund von Kostenvorteilen elektronische Bauteile in China fertigen, sondern können auch auf neue technologische Entwicklungen chinesischer Forschungseinrichtungen und Unternehmen zurückgreifen. Deren technologische Kompetenzen wurden dank der Unterstützung durch die Regierung deutlich ausgeweitet. China will damit seine Abhängigkeit von ausländischen Technologieimporten nicht nur in der Mikroelektronik, sondern auch in Anwendungsbereichen wie der Produktionstechnik (Made in China 2025) oder den Daten- und Kommunikationstechnologien (Internet-Plus-Strategie) verringern.
Digitale Hardware: Ranking und Indexwerte der Volkswirtschaften
1 Japan 59 2 China 50 3 Singapur 50 4 Südkorea 46 5 Schweiz 46 6 Deutschland 43 7 Finnland 41 8 Schweden 39 9 Österreich 37 10 Italien 36 11 Dänemark 36 12 Großbritannien 33 13 Irland 33 14 USA 32 15 Frankreich 30 16 Indien 29 17 Portugal 29 18 Niederlande 27 19 Israel 26 20 Kanada 26 21 Russland 25 22 Spanien 24 23 Tschechien 23 24 Norwegen 23 25 Belgien 23 26 Südafrika 20 27 Australien 19 28 Brasilien 19 29 Polen 19 30 Türkei 16 31 Griechenland 15 32 Indonesien 15 33 Mexiko 9 34 Ungarn 7 Taiwan wird hier aufgrund fehlender Daten nicht ausgewiesen.
Quelle: Innovationsindikator 2023
Deutschland verliert an Boden
Auch Singapur (50) gehört im Bereich der digitalen Hardware zu den Spitzenreitern und erreicht punktgleich mit China im Jahr 2021 den dritten Platz. Deutschland (43) hatte zwischenzeitlich seine Position im oberen Mittelfeld deutlich verbessern können und war in die Spitzengruppe aufgerückt, hat diese Position in der jüngeren Vergangenheit allerdings wieder eingebüßt. Deutschland landet aktuell auf einem weiterhin beachtlichen sechsten Platz, allerdings mit drei Punkten Rückstand hinter Südkorea und der Schweiz. Deutschland kann als vielleicht wichtigster verbliebener Produktionsstandort in Europa (zum Beispiel Silicon Saxony) einmal mehr durch einen positiven Handelsbilanzsaldo auch bei digitaler Hardware, durch nennenswerte Indexwerte im Bereich der wissenschaftlichen Publikationen sowie im Bereich Markenanmeldungen punkten. Die Patentintensität und auch die absolute Zahl der Patente bleiben jedoch in diesem Bereich hinter vielen anderen Ländern zurück, auch wenn einzelne Unternehmen wie Osram, Siemens, Bosch oder Infineon nennenswerte Patentzahlen hervorbringen. Daher steht zu befürchten, dass die deutsche Position weiter erodieren wird, da Patente die zentrale Grundlage für die Wettbewerbsfähigkeit in diesem Technologiefeld sind.
Die skandinavischen Länder Finnland, Schweden und auch Dänemark folgen im vorderen Mittelfeld gemeinsam mit Österreich und Italien (Plätze 41 bis 36). Großbritannien, Irland und die USA erreichen mit den Rängen 14 bis 12 noch Plätze in der oberen Hälfte. Die USA haben ungefähr seit der Mitte des vergangenen Jahrzehnts ihre Spitzenposition eingebüßt und sind von einer Reihe anderer Volkswirtschaften überholt worden. Eine Vielzahl wissenschaftlicher Publikationen im Bereich digitaler Hardware stammt weiterhin aus den USA, aber zahlreiche andere Länder publizieren relativ mehr, das heißt, sie spezialisieren und fokussieren sich stärker auf den Bereich der digitalen Hardware. Auch die Anzahl der Patente aus den USA bleibt hoch, was auf eine weiterhin gute Wissensbasis hindeutet. Allerdings ist der Handelsbilanzsaldo der USA deutlich negativ, da die Hardwarekomponenten nur in relativ geringem Umfang in den USA produziert werden. Die Position der USA wird im internationalen Handel mit digitaler Hardware insofern zu schlecht bewertet, als die Einnahmen aus Lizenzen an digitaler Hardwaretechnologie nicht erfasst werden.
In der Mitte der Verteilung finden sich mit 30 bis 29 Punkten Frankreich, Indien und Portugal. Auf den weiteren Plätzen folgen die Niederlande, Israel, Kanada und Russland. Spanien, Tschechien, Norwegen und Belgien haben noch Anschluss ans Mittelfeld, während Südafrika, Australien, Brasilien und Polen bereits drei beziehungsweise vier Punkte Rückstand auf diese Anschlussgruppe haben. Die Türkei, Griechenland und Indonesien haben im Bereich der digitalen Hardware Indexwerte von 15 beziehungsweise 16, was in erster Linie auf nennenswerte Exporte zurückzuführen ist. Diese beruhen jedoch in großen Teilen auf importierten Vorleistungen, das heißt, der Handelsbilanzsaldo bei digitaler Hardware bleibt negativ. Mexiko und Ungarn stehen am unteren Ende der Verteilung der 35 untersuchten Länder.
Taiwan kann in den Indexdaten und dem Ranking zu den Schlüsseltechnologien nicht ausgewiesen werden, weil die Datenbasis dafür nicht ausreicht. Es liegen uns lediglich Informationen zu den wissenschaftlichen Publikationen und den Patenten vor, während alle anderen Indikatoren im Bereich der Schlüsseltechnologie leider fehlen. Auf Basis der vorhandenen Daten lässt sich Taiwans Innovationsfähigkeit in Teilen bewerten. Demnach liegen Taiwans Stärken insbesondere im Bereich der digitalen Hardware, während die anderen Schlüsseltechnologiefelder weniger ausgeprägt sind. Bei Patenten ist die technologische Stärke Taiwans deutlicher sichtbar als bei wissenschaftlichen Publikationen.
- Digitale Vernetzung
Im Bereich digitale Vernetzung werden Technologien zusammengefasst, die für die Entwicklung zukunftsfähiger digitaler Kommunikationsnetzwerke von Bedeutung sind. Dies sind in erster Linie Halbleiter und Halbleiterlaser, aber auch hochleistungsfähige Computer bis hin zu Quantenrechnern. Hinzu kommen softwarebasierte Anwendungsbereiche wie künstliche Intelligenz oder Cloud-Computing.
Im Jahr 2021 steht bei digitaler Vernetzung China (50) an der Spitze der Vergleichsländer, jedoch nur knapp vor Finnland, der Schweiz und Schweden, die mit jeweils 49 Punkten nur einen Punkt hinter China zurückbleiben. Gemessen an der Größe des Landes (in Relation zum Bruttoinlandsprodukt oder zur Bevölkerung) stünde China nicht an der Spitze, denn die relativen Ressourcen, die das Land im Bereich digitaler Vernetzung zur Verfügung hat, bleiben vergleichsweise gering. Doch Chinas enorme Größe und damit sowohl seine daraus entstehende Marktmacht als auch die Skalenerträge müssen bei der Analyse von Technologien berücksichtigt werden. Für die drei anderen Länder, die hinter China an der Spitze stehen, gilt das Umgekehrte. Sie stehen im Ranking an der Spitze, weil sie relativ viele Ressourcen im Bereich digitaler Vernetzung bereitstellen. Sie spielen aber in absoluten Größen hinter China und letzten Endes auch hinter den USA eine sehr untergeordnete Rolle.
Deutschland abgeschlagen
Singapur (45) und Südkorea (44) liegen leicht zurück hinter der Spitzengruppe, gefolgt von den USA (42) und den Niederlanden (42). Deutschland nimmt mit 41 Punkten an zehnter Stelle punktgleich mit Irland eine Position im oberen Bereich des Mittelfelds ein. Deutschland kann mit Ausnahme der absoluten Exportgrößen im Bereich der digitalen Vernetzung bei keinem der Indikatoren einen Spitzenwert erreichen. Im Bereich der Patentanmeldungen und der Markenanmeldungen finden sich allerdings vergleichsweise hohe Werte, die die gute deutsche Position mitbestimmen. Insgesamt müsste Deutschland vor dem Hintergrund seiner Faktorausstattung und ökonomischen Größe im Bereich der digitalen Vernetzung deutlich mehr investieren, wenn es weltweit an der Spitze in diesem Technologiefeld agieren möchte. Gerade die moderne deutsche Industrie mit ihren zunehmend automatisierten Logistik- und Wertschöpfungsketten böte hier eine Vielzahl von Anwendungs- und Entwicklungsmöglichkeiten, die bei Weitem noch nicht ausgeschöpft werden.
Mit einem Abstand von drei Punkten folgen Japan und Großbritannien sowie im weiteren Verlauf Israel, Dänemark, Australien und Tschechien. Norwegen liegt mit 33 Punkten auf Rang 17 und bildet gemeinsam mit Kanada und Italien die Mitte der Verteilung. Spanien, Indien, Österreich und Frankreich liegen punktgleich mit einem Indexwert von 29 auf den Rängen 24 bis 20. Es folgen Ungarn und Griechenland sowie etwas zurückliegend Indonesien, Belgien, Portugal und Polen. Mit Ausnahme von Indien und Indonesien handelt es sich dabei also um EU-Länder, die im Bereich der digitalen Vernetzung unterhalb der Mitte der Vergleichsländer abschneiden. Für die EU als Ganzes bedeutet dies massive Wissens- und Technologieimporte in diesen Bereichen, auch wenn sich einzelne Länder wie Schweden, Finnland oder auch Deutschland im vorderen Bereich platzieren. Russland, Mexiko, Brasilien, Südafrika und die Türkei liegen am unteren Ende der Länderverteilung im Bereich digitaler Vernetzung.
Digitale Vernetzung: Ranking und Indexwerte der Volkswirtschaften
1 China 50 2 Finnland 49 3 Schweiz 49 4 Schweden 49 5 Singapur 45 6 Südkorea 44 7 USA 42 8 Niederlande 42 9 Irland 41 10 Deutschland 41 11 Japan 38 12 Großbritannien 38 13 Israel 37 14 Dänemark 36 15 Australien 35 16 Tschechien 35 17 Norwegen 33 18 Kanada 31 19 Italien 31 20 Spanien 29 21 Indien 29 22 Österreich 29 23 Frankreich 29 24 Ungarn 28 25 Griechenland 27 26 Indonesien 26 27 Belgien 26 28 Portugal 26 29 Polen 26 30 Russland 24 31 Mexiko 21 32 Brasilien 20 33 Südafrika 15 34 Türkei 15 Taiwan wird hier aufgrund fehlender Daten nicht ausgewiesen.
Quelle: Innovationsindikator 2023
- Neue Produktionstechnologien
Der Begriff neue Produktionstechnologien (Advanced Manufacturing Technologies) ist eng verwandt mit dem Schlagwort Industrie 4.0. Letzteres definiert allerdings ein engeres als das hier untersuchte Technologiefeld und fokussiert auf die Vernetzung und Automatisierung von Produktion und Logistik. Im Rahmen des Innovationsindikators wird eine breitere Definition neuer Produktionstechnologien verwendet. Es handelt sich hierbei um moderne Maschinen, aber auch ganze Anlagen beziehungsweise deren Komponenten, die von Sensoren und Messvorrichtungen über Steuerungen bis hin zur automatisierten Logistik reichen. Enthalten sind aber auch die Produktionsverfahren selbst, wie beispielsweise das Verbinden (Löten, Schweißen, Kleben etc.) oder auch die Vorbehandlung von Produktionsmitteln.
Im Bereich der Produktionstechnologien steht Deutschland an der Spitze des Rankings mit 57 Punkten, knapp vor der Schweiz mit 56 Punkten. Die beiden Länder haben sich in der Beobachtungsperiode seit 2007 immer wieder an der Spitze des Rankings abgewechselt, stehen aber über den gesamten Zeitraum auf den ersten beiden Rängen. Die deutsche Position basiert im Wesentlichen auf Stärken bei Patenten, Außenhandel und Marken, sowohl in absoluten als auch in relativen Größen. Demgegenüber kann die Schweiz ebenfalls bei den relativen Indikatoren zu Patenten und dem Außenhandel punkten, zusätzlich aber auch bei wissenschaftlichen Publikationen. Beide Länder haben vergleichsweise geringe Anteile computer-implementierter Erfindungen (Softwarepatente) in diesem Bereich. In Japan und den USA sind diese Anteile deutlich höher, das heißt, hier bestehen große Potenziale für Deutschland und die Schweiz, ihre Position an der Spitze weiter zu festigen – oder sie einzubüßen, wenn sie von anderen Ländern überholt werden.
USA büßt deutlich ein
Über den gesamten Untersuchungszeitraum hinweg findet sich Japan an dritter Stelle. Im Jahr 2021 schnitt das Land mit einem Indexwert von 52 punktgleich mit dem viertplatzierten Finnland ab. Mit etwas Abstand auf den Rängen 5 und 6 folgen Schweden (47) und Dänemark (44), erst dann reihen sich China (43), Korea (42), Singapur (41) und die USA (41) ein. Die USA haben – wie bei einigen anderen Schlüsseltechnologien auch – bei Produktionstechnologien im Zeitverlauf seit Mitte der 2000er-Jahre deutlich Plätze eingebüßt. Lagen sie bis 2010 noch an fünfter Stelle, waren sie 2015 schon sechstes, 2020 achtes und 2021 schließlich zehntes von 34 Vergleichsländern. Der Indexwert hat sich dabei nur gegenüber den ersten drei Jahren leicht verringert und schwankt seitdem meist um die 40 Punkte. Dies bedeutet, dass der Abstieg bei den Rängen in erster Linie durch eine Verbesserung anderer Länder zustande kam.
Die USA haben ihre relative Position bei wissenschaftlichen Publikationen und Patenten leicht verschlechtert, während sie in absoluten Größen auch bei diesen beiden Indikatoren weiterhin an der Spitze stehen. Der Rückgang wurde kompensiert durch eine Verbesserung bei computer-implementierten Erfindungen im Bereich der Produktionstechnik, das heißt, Softwaresteuerungen und softwaregesteuerte Prozesse gehören zu den Stärken in den USA. Der Handelsbilanzsaldo bei diesen Technologien bleibt jedoch deutlich negativ, wobei darin die Erlöse aus Software- oder auch Hardware-Lizenzierungen nicht enthalten sind.
Mit deutlichem Abstand hinter den USA findet sich ein breites Mittelfeld, angeführt von den Niederlanden und gefolgt von Italien, Großbritannien und Österreich. Irland, Australien, Kanada, Griechenland, Israel, Indien, Spanien, Portugal und Norwegen folgen auf den weiteren Plätzen. Das untere Mittelfeld wird angeführt von Frankreich, das 20 Indexpunkte erreicht, da es in keinem der hier verwendeten Indikatoren im Bereich neuer Produktionstechnologien hohe Werte erreicht. Es folgen Belgien, Russland und Indonesien. Leicht abgesetzt davon im unteren Bereich des Mittelfeldes finden sich Polen, Mexiko und Brasilien mit jeweils 17 Punkten, während Südafrika, Tschechien, Türkei und Ungarn bei Produktionstechnologien das untere Ende der Länderverteilung bilden.
Neue Produktionstechnologien: Ranking und Indexwerte der Volkswirtschaften
1 Deutschland 57 2 Schweiz 56 3 Japan 52 4 Finnland 52 5 Schweden 47 6 Dänemark 44 7 China 43 8 Südkorea 42 9 Singapur 41 10 USA 41 11 Niederlande 33 12 Italien 32 13 Großbritannien 31 14 Österreich 31 15 Irland 29 16 Australien 27 17 Kanada 26 18 Griechenland 25 19 Israel 25 20 Indien 24 21 Spanien 24 22 Portugal 23 23 Norwegen 23 24 Frankreich 20 25 Belgien 20 26 Russland 19 27 Indonesien 19 28 Polen 17 29 Mexiko 17 30 Brasilien 17 31 Südafrika 10 32 Tschechien 10 33 Türkei 9 34 Ungarn 7 Taiwan wird hier aufgrund fehlender Daten nicht ausgewiesen.
Quelle: Innovationsindikator 2023
- Energietechnologien
Neue Energietechnologien sind die Grundvoraussetzung für eine klimafreundliche Energieversorgung und -nutzung und damit der energetischen Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft. Darüber hinaus bieten neue Energietechnologien die Chance, die Unabhängigkeit von Energieimporten und damit die Wettbewerbsfähigkeit des eigenen Standorts zu steigern. Im Bereich Energietechnologien verändert sich der bestehende Markt bei gleichzeitig starker internationaler Nachfrage sowohl strukturell als auch technologisch.
Die strukturellen Veränderungen beziehen sich auf die Akteure, denn es werden Anbieter fossiler Energien an Bedeutung verlieren, während in Südeuropa oder Afrika Produktionsstätten für erneuerbare Energien entstehen können. Die technologischen Veränderungen setzen sowohl auf der Ebene der Energiegewinnung als auch der Energieeffizienz an. Energietechnologien umfassen Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen (Wind, Sonne, Biomasse, Wasserkraft), die Erzeugung, Nutzung und Verteilung von Wasserstoff als Energieträger, Technologien zur Speicherung von Energie und Technologien zur Einsparung von Energie (Energieeffizienz).
Bei Energietechnologien steht Dänemark (65) mit deutlichem Abstand vor China (49) an erster Stelle. Dänemark hat nicht nur eine starke Wettbewerbsposition bei den erneuerbaren Energien, allen voran der Windenergie, sondern auch in den Teilbereichen der Speicherung und Energieeffizienz. Es kann dabei auf hohe Intensitäten auf allen Stufen des Innovationsprozesses blicken. Dänemark erreicht Maximalwerte bei wissenschaftlichen Publikationen und bei Patenten jeweils in Relation zur Bevölkerung und hat auch einen deutlich positiven Handelsbilanzsaldo.
Energietechnologien: Ranking und Indexwerte der Volkswirtschaften
1 Dänemark 65 2 China 49 3 Deutschland 48 4 Südkorea 43 5 Finnland 39 6 Japan 39 7 Schweiz 36 8 Singapur 34 9 Schweden 34 10 USA 33 11 Irland 31 12 Österreich 30 13 Italien 30 14 Indien 29 15 Portugal 26 16 Großbritannien 25 17 Norwegen 25 18 Ungarn 25 19 Frankreich 24 20 Australien 23 21 Spanien 23 22 Indonesien 22 23 Niederlande 22 24 Griechenland 20 25 Israel 20 26 Kanada 19 27 Belgien 19 28 Tschechien 18 29 Südafrika 16 30 Mexiko 16 31 Polen 16 32 Türkei 15 33 Brasilien 15 34 Russland 14 Taiwan wird hier aufgrund fehlender Daten nicht ausgewiesen.
Quelle: Innovationsindikator 2023
China hat starke Position erreicht
China hatte sich in den vergangenen 15 Jahren von einem Platz im Mittelfeld kontinuierlich nach oben gearbeitet und erreicht im Jahr 2021 mit 49 Indexpunkten den zweiten Rang. Insbesondere bei erneuerbaren Energietechnologien hat China mittlerweile eine starke Position auf den internationalen Märkten erreicht, was sich nicht zuletzt in einem stark positiven Handelsbilanzsaldo niederschlägt. China selbst ist aber gleichzeitig auch einer der größten Märkte für neue Energietechnologien weltweit und chinesische Unternehmen haben hier einen Heimvorteil. Gepaart mit dem politischen Willen, sich von internationalen Technologieimporten unabhängiger zu machen, hat der große chinesische Absatzmarkt dazu geführt, dass die Volksrepublik auch bei den absoluten Zahlen an wissenschaftlichen Publikationen und Patenten eine starke Position einnimmt. Dies bedeutet einerseits, dass die nationale Wissensbasis im Bereich der Energietechnologien verbreitert wurde. Andererseits konnte durch Skalenerträge und Wissens-Spillover die Position auf diesen Märkten weiter konsolidiert werden.
Deutschland steht mit 48 Punkten hinsichtlich der Innovationsfähigkeit im Bereich der Energietechnologien nur knapp hinter China an dritter Stelle. Deutschland konnte diesen dritten Platz über weite Strecken des Beobachtungszeitraums seit 2007 behaupten und rückte in den Jahren 2018 bis 2020 sogar auf den zweiten Rang vor. Die wissenschaftlichen Grundlagen im Bereich der Energietechnologien – gemessen über die Anzahl der Veröffentlichungen pro Einwohner – sind in anderen Ländern meist höher. Auch bei Patenten ist die Intensität Deutschlands vergleichsweise niedrig und im Zeitverlauf sogar zurückgegangen. Südkorea (43) hatte sich zur Mitte des vergangenen Jahrzehnts auf den vierten Platz vorgearbeitet und zeigt neben Kompetenzen bei Energiespeichern auch ein deutliches Engagement bei Wasserstofftechnologien. Die Plätze 5 und 6 werden von Finnland und Japan mit jeweils 39 Punkten belegt. Die japanische Position hat sich bereits seit Mitte des vergangenen Jahrzehnts vom zweiten Platz im Jahr 2007 auf den sechsten Platz maßgeblich verschlechtert. Dieser Positionsverlust begründet sich mit einem relativen Rückgang nahezu aller hier betrachteten Indikatoren, bei wissenschaftlichen Publikationen ebenso wie bei Patenten und dem Außenhandel.
Es folgen auf den Plätzen 7 bis 10 Schweiz, Singapur, Schweden und die USA. Bei den Energietechnologien wie auch bei einigen anderen Schlüsseltechnologien verloren die USA zuletzt einige Plätze. Der Indexwert der USA ist dabei im Zeitverlauf ebenfalls rückläufig, das heißt, die USA konnten ihre Anzahl an Publikationen und Patenten nicht in gleichem Maße steigern wie dies zahlreichen anderen Ländern gelungen ist. Die Handelsbilanz der USA ist im Bereich der Energietechnologien klar negativ. Interessant ist, dass auch in diesem Technologiefeld die Anteile computer-implementierter Erfindungen (Softwarepatente) bei den USA eine deutlich sichtbare Stärke darstellen.
Russlands Bedeutung sinkt
Hinter den USA reihen sich Irland (31), Österreich (30), Italien (30) und Indien (29) ein. Portugal, Großbritannien und Ungarn folgen mit jeweils 25 Indexpunkten auf den Rängen 16, 17 und 18. Frankreich erreicht mit 24 Punkten Rang 19. In keinem der hier verwendeten Indikatoren erreicht Frankreich hohe Werte. Sowohl bei Patenten und bei Publikationen als auch beim Außenhandel ist das französische Engagement im Bereich der Energietechnologien relativ zur Landesgröße beziehungsweise zum Bruttoinlandsprodukt, aber auch in absoluten Größen, nicht sonderlich ausgeprägt. Die Länder Australien (23), Spanien (23), Indonesien (22) und die Niederlande (22) liegen in der betrachteten Vergleichsgruppe im unteren Mittelfeld auf den Rängen 20 bis 22. Griechenland, Israel, Kanada, Belgien und Tschechien belegen die nachfolgenden Plätze, während das untere Ende durch die Schwellenländer Südafrika und Mexiko besetzt wird. In dieser Gruppe befinden sich auch Polen, die Türkei, Brasilien und schließlich Russland. Dieser letzte Platz Russlands macht sehr deutlich, dass die Rolle des Landes für eine Energieversorgung sinken wird, sobald die Transformation hin zu alternativen Energiequellen und entsprechenden Technologien deutlich an Fahrt gewinnt.
- Neue Werkstoffe und Fortschrittliche Materialien
Neue Materialien mit besonderen Eigenschaften sind die Basis für zahlreiche andere Entwicklungen und eröffnen neue Möglichkeiten beispielsweise im Leichtbau. Sie spielen aber auch durch den Ersatz bestehender Rohstoffe im Bereich der Materialeffizienz eine bedeutende Rolle. Materialtechnologien wie Beschichtungen ermöglichen außerdem verbesserte Eigenschaften von Produkten. Enthalten in dieser Kategorie sind daher Verbundwerkstoffe, Beschichtungen oder Kunststoffe mit besonderen Eigenschaften wie beispielsweise Nanomaterialien, aber auch Prozesse zu deren Herstellung und Verarbeitung.
Im Bereich neuer Werkstoffe steht Japan mit 62 Indexpunkten unangefochten und mit weitem Abstand über den gesamten Beobachtungszeitraum hinweg an der Spitze. Diese starke Position lässt sich bei Patenten, beim Außenhandel und bei den computer-implementierten Erfindungen erkennen. Einzig bei den wissenschaftlichen Publikationen ist ein Rückstand gegenüber zahlreichen anderen Ländern der Vergleichsgruppe zu erkennen, der sowohl in Relation zu den weltweiten Zahlen als auch in Relation zum japanischen Wissenschaftssystem besteht.
Mit großem Abstand zur japanischen Spitze folgt eine Gruppe aus Finnland, Südkorea und China mit jeweils 50 beziehungsweise 49 Punkten. Die drei Länder verzeichnen ebenfalls einen großen Abstand zu den nachfolgenden Ländern und können daher als Verfolgergruppe bezeichnet werden. Auf Rang 5 reiht sich Deutschland mit 44 Punkten knapp vor der Schweiz ein. Der deutsche Gesamtwert bei neuen Materialien wird erreicht durch positive Werte bei allen Einzelindikatoren. Jedoch gelingt es Deutschland bei keinem einzelnen Indikator, einen Spitzenwert zu erreichen. Während bei Patenten beide Indexwerte im Zeitverlauf rückläufig sind, steigen sie bei den Marken seit Mitte der 2010-Jahre leicht an. Hohe Werte kann Deutschland bei digitalen Technologien im Bereich der neuen Werkstoffe vorweisen.
Frankreich abgeschlagen
Im weiteren Verlauf finden sich Singapur, Schweden und etwas weiter zurück Polen und Tschechien. Die USA (33) erreichen im Jahr 2021 den elften Rang. Seit der Platzierung auf dem fünften Platz im Jahr 2007 sind die Bewertungen der USA kontinuierlich gesunken. In absoluten Zahlen sind die USA weiterhin das Land mit den meisten wissenschaftlichen Publikationen im Bereich der neuen Materialien. Gemessen an der Größe des Wissenschaftssystems gehören sie jedoch nicht zu den Ländern, die eine ausgeprägte Spezialisierung vorweisen können. Die absolute Anzahl der Patente und auch der Handelsbilanzsaldo ermöglichen es den USA, in der oberen Hälfte der Länderverteilung zu verbleiben. Auch der Anteil computer-implementierter Erfindungen, das heißt digitale Anwendungen und für digitale Technologien relevante Materialien, spielen im Patentportfolio der USA eine vergleichsweise bedeutende Rolle.
Ein sehr breites Mittelfeld mit Indexwerten zwischen 25 und 31 Punkten wird angeführt von Irland, dicht gefolgt von Italien sowie Österreich, Großbritannien, Dänemark, Belgien, Indien, Niederlande, Spanien und Australien. Israel, Portugal, Ungarn, Frankreich, Kanada, Südafrika, Russland und Norwegen bilden das untere Mittelfeld. Es mag überraschen, Frankreich bei neuen Materialien so weit abgeschlagen zu finden. Allerdings kann Frankreich weder bei wissenschaftlichen Publikationen, Patentanmeldungen noch dem Außenhandel hohe Indexwerte verzeichnen, die eine bessere Platzierung legitimieren würden.
Am Ende der Verteilung hinsichtlich Innovationsfähigkeit im Bereich neuer Werkstoffe stehen im Jahr 2021 Griechenland, die Türkei, Brasilien, Indonesien und schließlich Mexiko.
Neue Werkstoffe: Ranking und Indexwerte der Volkswirtschaften
1 Japan 62 2 Finnland 50 3 Südkorea 49 4 China 49 5 deutschland 44 6 Schweiz 43 7 Singapur 40 8 Schweden 39 9 Polen 36 10 Tschechien 35 11 USA 33 12 Irland 31 13 Italien 30 14 Österreich 29 15 Großbritannien 29 16 Dänemark 28 17 Belgien 28 18 Indien 28 19 Niederlande 27 20 Spanien 26 21 Australien 25 22 Israel 23 23 Portugal 22 24 Ungarn 22 25 Frankreich 22 26 Kanada 21 27 Südafrika 21 28 Russland 20 29 Norwegen 19 30 Griechenland 17 31 Türkei 16 32 Brasilien 14 33 Indonesien 13 34 Mexiko 12 Taiwan wird hier aufgrund fehlender Daten nicht ausgewiesen.
Quelle: Innovationsindikator 2023
- Biotechnologie
Biotechnologie bezeichnet die wissenschaftlich-technologische Nutzung lebender Organismen beziehungsweise biologischer Prozesse. Die hier verwendete Definition umfasst alle Bereiche der Biotechnologie und ihrer Anwendungen in Gesundheit, Industrie, Umwelt und Lebensmittelproduktion. Neben Enzymen, Peptiden, Proteinen oder Mikroorganismen und darauf aufbauender Prozesse sind auch Bearbeitungs- und Messverfahren enthalten.
Die Nummer eins bei Biotechnologie ist seit Mitte des vergangenen Jahrzehnts Dänemark (61). Dänemark war bereits zuvor in der Spitzengruppe, konnte aber bei wissenschaftlichen Publikationen und Patenten seine relative Position verbessern, ebenso bei Markenanmeldungen, und sich so an die Spitze setzen. Im Bereich des Außenhandels mit Biotechnologieprodukten gehört Dänemark bereits seit Beginn des vergangenen Jahrzehnts zu den Besten in der Welt.
Singapur (56) konnte sich in den letzten beiden Beobachtungsjahren den zweiten Platz sichern, gehörte aber seit 2007 nahezu immer zu den Top 4. Die Schweiz (53) hat als drittplatziertes Land noch Anschluss an die Spitzengruppe, während Irland mit 45 und die USA mit 44 Indexpunkten bereits etwas zurück an vierter beziehungsweise fünfter Stelle liegen. Die Schweiz hat im Bereich der Biotechnologie Stärken in der Wissenschaft und bei Patenten und konnte ihre Position bei computer-implementierten Erfindungen in den vergangenen rund zehn Jahren deutlich ausbauen. Auch bei Markenanmeldungen im Bereich der Biotechnologie ist die Schweiz vergleichsweise gut aufgestellt. Bei den absoluten Indikatoren liegt die Alpenrepublik zurück. Hinzu kommt ein leicht negativer Handelsbilanzsaldo bei Biotechnologieprodukten.
Es folgen die Niederlande, Schweden, Finnland und China auf den Rängen 6 bis 9, mit Indexwerten zwischen 37 und 35. Österreich und Belgien sind punktgleich, haben noch Anschluss an das obere Mittelfeld und können sich gegenüber einem breiten Feld in der Mitte der Verteilung absetzen. Zu den Ländern in der mittleren Gruppe gehört neben Südkorea, Tschechien, Australien, Israel und Großbritannien auch Deutschland mit 27 Indexpunkten auf Rang 14.
Biotechnologie: Ranking und Indexwerte der Volkswirtschaften
1 Dänemark 61 2 Singapur 56 3 Schweiz 53 4 Irland 45 5 USA 44 6 Niederlande 37 7 Schweden 36 8 Finnland 36 9 China 35 10 Österreich 33 11 Belgien 33 12 Südkorea 28 13 Tschechien 28 14 deutschland 27 15 Australien 27 16 Israel 26 17 Großbritannien 26 18 Frankreich 25 19 Spanien 24 20 Spanien 24 21 Norwegen 23 22 Italien 22 23 Südafrika 21 24 Kanada 20 25 Indien 19 26 Polen 18 27 Ungarn 18 28 Griechenland 18 29 Japan 16 30 Türkei 14 31 Brasilien 14 32 Russland 9 33 Indonesien 8 34 Mexiko 7 Taiwan wird hier aufgrund fehlender Daten nicht ausgewiesen.
Quelle: Innovationsindikator 2023
In der biotechnologie können sich die führenden volkswirtschaften deutlicher vom mittelfeld absetzen. «
Deutschlands Position wackelt
Deutschlands Position war im internationalen Vergleich in den 2000er-Jahren schon einmal besser, ist dann bis circa 2015 deutlich erodiert, um sich ab 2018 wieder etwas zu erholen. Deutschlands Indexwert von 27 würde in vielen anderen Feldern nur für einen Platz im unteren Mittelfeld reichen. Dies zeigt, dass sich im Bereich der Biotechnologie die führenden Volkswirtschaften deutlicher vom Mittelfeld absetzen als in anderen Technologiebereichen und damit auch eine relativ gute Rangposition Deutschlands nicht auf eine an sich zufriedenstellende technologische Leistungsfähigkeit hindeutet. Keiner der betrachteten Indikatoren hat sich in Deutschland nennenswert positiv entwickelt. Im Bereich Patente sind vergleichsweise niedrige Werte zu verbuchen. Die deutsche Position im Mittelfeld lässt sich damit begründen, dass zahlreiche andere Länder ebenfalls eine eher geringe Innovationsfähigkeit und Ausrichtung auf Biotechnologie zeigen. Da sich die Länder im Mittelfeld nur wenig voneinander absetzen, kann die deutsche Position auch sehr schnell erodieren, falls andere Ländern ihre Anstrengungen nur wenig ausweiten.
Israels (26) Stärken sind im Wesentlichen in der (weißen) Biotechnologie (Lebensmittel) zu finden. Dies ist lediglich ein Teilbereich der Biotechnologie. Israel kann gegenüber Ländern, die biotechnologische Anwendungen in der Breite vorzuweisen haben oder Schwerpunkte in der roten Biotechnologie (Gesundheit) zeigen, nur schwerlich punkten.
Die untere Hälfte beginnt mit Frankreich, gefolgt von einer Gruppe weiterer EU-Länder, nämlich Spanien, Portugal, Norwegen und Italien. Südafrika, Kanada, Indien, Polen, Ungarn, Griechenland stehen im Ranking allesamt noch vor Japan, das mit 16 Indexpunkten nur Rang 29 belegt. Hinter Japan finden sich ausschließlich Schwellenländer. Diese sind Türkei, Brasilien, Russland, Indonesien und am Ende der Verteilung schließlich Mexiko.
- Kreislaufwirtschaft
Unter Kreislaufwirtschaft werden verschiedene Ansätze zur langfristigen Nutzung von Materialien und Produkten zusammengefasst. In der breiten Definition gehören hierzu Prozesse zur gemeinsamen Nutzung von Produkten (Sharing Economy), zur Weiterverwendung von Produkten durch Dritte (Re-use) oder durch verbesserte Reparaturmöglichkeiten. Außerdem zählen Recycling-Prozesse, die bereits bei der Entwicklung und Produktion der Produkte und beispielsweise der Materialauswahl ansetzen, zu diesem Technologiefeld. Im Innovationsindikator fokussieren wir uns auf eine engere Definition und erfassen im Wesentlichen Recycling-Technologien zur Rückführung von Materialen in den Stoffkreislauf.
kreislaufwirtschaft: Ranking und Indexwerte der Volkswirtschaften
1 Finnland 54 2 Deutschland 53 3 Dänemark 48 4 Japan 47 5 Schweiz 43 6 USA 43 7 Singapur 39 8 Schweden 39 9 Italien 37 10 Österreich 37 11 Niederlande 33 12 Spanien 33 13 China 32 14 Portugal 32 15 Großbritannien 30 16 Südkorea 30 17 Irland 27 18 Australien 26 19 Kanada 25 20 Tschechien 25 21 Norwegen 25 22 Frankreich 24 23 Polen 21 24 Belgien 21 25 Indien 19 26 Südafrika 19 27 Indonesien 18 28 Israel 17 29 Russland 15 30 Türkei 15 31 Brasilien 14 32 Griechenland 14 33 Mexiko 6 34 Ungarn 4 Taiwan wird hier aufgrund fehlender Daten nicht ausgewiesen.
Quelle: Innovationsindikator 2023
Importe der USA steigen
Bei der Innovationsfähigkeit von Volkswirtschaften im Bereich von Kreislaufwirtschafts-Technologien hat Finnland mit 54 Punkten das zuvor führende Deutschland an erster Stelle abgelöst. Deutschland (53 Punkte) befand sich seit 2014 an erster Stelle, nachdem es die über viele Jahre führende Schweiz verdrängt hatte. Seit diesem Zeitpunkt hat die Schweiz (43) kontinuierlich Rangplätze eingebüßt und erreicht im Jahr 2021 nunmehr Rang 5 hinter Dänemark (48) und Japan (47). Die deutsche Position an der Spitze begründet sich über Stärken bei Patenten und Marken, aber auch beim Handel mit Kreislaufwirtschafts-Technologien. Bei wissenschaftlichen Publikationen in diesem Bereich kann Deutschland hingegen weder absolut noch relativ punkten. Auch bei computer-implementierten Erfindungen unter den Patentanmeldungen ist Deutschland gegenüber anderen Ländern zurückgefallen.
Die USA (43) reihen sich auf Rang 6 ein. Dahinter folgen mit etwas Abstand Singapur, Schweden, Italien und Österreich. Die gute Position der USA basiert auf der hohen absoluten Zahl wissenschaftlicher Publikationen und Patenten, während die relative Bedeutung der Kreislaufwirtschaft im Technologieportfolio der USA vergleichsweise gering ist. Wie bei zahlreichen anderen Technologien spielen computer-implementierte Erfindungen (Softwarepatente) auch im Bereich der Kreislaufwirtschaft in den USA eine hervorgehobene Rolle im internationalen Vergleich. Beim Handelsbilanzsaldo ist die Positionierung rückläufig, das heißt, die Importe bei diesen Technologien sind im Zeitverlauf gegenüber den Exporten relativ stärker angestiegen als in den meisten Vergleichsländern.
Im mittleren Bereich der Länderverteilung findet sich eine Ländergruppe bestehend aus den Niederlanden, Spanien, China, Portugal, Großbritannien und Südkorea. China kann sich durch eine große absolute Zahl wissenschaftlicher Veröffentlichungen und in der jüngeren Vergangenheit auch an Patentanmeldungen einen Platz im Mittelfeld sichern. Die anderen Indikatoren, darunter auch der Handelsbilanzsaldo, bleiben in der Kreislaufwirtschaft hinter dem Niveau anderer Länder deutlich zurück.
Die untere Hälfte des Länderrankings wird angeführt von Irland, knapp vor Australien und gefolgt von den punktgleichen Ländern Kanada, Tschechien und Norwegen. Auch Frankreich kann dieser Gruppe im Mittelfeld zugerechnet werden. Das hintere Mittelfeld besteht aus Polen, Belgien, Indien, Südafrika, Indonesien und Israel. Auch Russland, Türkei, Brasilien und Griechenland erreichen oft nennenswerte Indexwerte, während Mexiko und Ungarn am unteren Ende der Länderverteilung nur geringe Punktzahlen erreichen.
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Expertenkommission Forschung und Innovation (EFI) (Hrsg.) (2022). Gutachten zu Forschung, Innovation und technologischer Leistungsfähigkeit Deutschlands 2022, EFI, Berlin; Kroll, H.; Berghäuser, H.; Blind, K.; Neuhäusler, P.; Scheifele, F.; Thielmann, A. & Wydra, S. (2022). Schlüsseltechnologien, Studien zum deutschen Innovationssystem Nr. 7–2022, Expertenkommission Forschung und Innovation, Berlin: EFI Geschäftsstelle; Frietsch, R.; Neuhäusler, P.; Rothengatter, O. (2022): Key Enabling Technologies in Europe: insights from patents and trademarks, RISIS Policy Brief Series, issue #12, Paris: RISIS; https://www.risis2.eu/policy-briefs/.
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