【高见】博士上量，产业升级

根据6月份教育部统计公报，去年全国新招收博士生17.11万人，比前年多了1.78万人。前几天，上海交大在官网公布，计划明年招收5000名博士研究生，比今年多了1000人。按照这个趋势，全国每年新增博士生规模很快就会超过20万。去年我专门聊过博士进高校飞升技佐的内卷问题，结论是想要避免内卷，博士要去企业。今年秋招季，国内不少大企业都在2026届校招计划中加入了博士专场，比如中国一动、宁德时代、京东方。这说明企业端迫切需要博士的助力。

在高建第十期，我简单介绍了不同统计口径下的中美博士规模。按照美国国家教育统计中心的宽口径统计，美国每年博士增量超过20万。按照美国国家科学基金会统计，最近十年，美国每年新增博士5万多人。国内方面，按照教育部全口径统计，去年新增博士毕业生9.72万，每年增量很快就会超过10万。存量方面，根据美国人口调查局2022年的全口径统计，博士存量约486万，是中国的4.6倍。其中286万都是2000年之后的增量。按照美国国家科学基金会的窄口径统计，从1958年到2022年，美国累计授予学术型博士学位236万。除去退休、死亡和离境的部分，存量也比中国全口径博士多了几十万。所以算下来，国内存量博士密度显著低于美国。因此可以得出结论，中国博士不是过剩，而是短缺。当时我没有详细解释统计数据的二级结构，而且这个宏观对照结论也跟很多博士观众的体感不符。所以今天这期节目，我会对这个问题进一步展开分析。

首先，美国国家教育统计中心宽口径统计下的博士，包含了几十种不同类型，大部分都是职业类博士。比如法律职业博士是职业门槛，不是学术学位，在美国从事法律服务业必须读完JD。之后才能参加各州Bar Exam获取执照。美国每年要新增3万多个JD。所以过去国内到美国留学的法学生，尤其是到美国留学深造的国内学者，很多都只愿读私法学博士JSD，不愿读JD。美国法学学术研究类的博士规模非常小。所以2019年教育部留学服务中心专门发过公告，认定美国、加拿大、澳大利亚的JD属于职业法律文凭，其中美国和澳大利亚的JD证书对应国内的硕士，加拿大JD对应国内的学士。类似的，美国医学类博士，比如MO、DO，也都是职业类文凭，不是学术学位。那么美国每年20多万博士有多少是这种职业类博士呢？根据美国教育部统计，2023年新增专业实践类博士学位12.2万个。2024年新增12.7万个。也就是说，美国现在因为职业准入制度限制，每年要下发超过12万个职业博士学位。前面提到，按照国内教育部全口径统计，2024年新增博士毕业生9.72万。美国能与这个口径对齐的2024年新增博士学位是8.4万个，中国比美国多出来1.3万。具体到不同专业方向，国内统计透明度有限。目前比较可靠的数据来源，是教育部2022年全国高等教育学科学科门类研究生数。2022年全国理工农医博士毕业生65789人。其中理学17063人，工学30121人。理工类加起来是4.7万人。按照美国国家科学基金会统计，2022年美国生命科学、物理、地球科学、数学、计算机方向博士毕业生一共24714人。工程方向博士毕业生11530人，加起来是3.6万人。中国比美国多出来1.1万人。这基本解释了为什么国内学术型博士比美国多出来1万多人。当然，中美在专业统计口径上有细微差异。比如说中国理学不包含健康科学与农林自然资源。美国工学不包含计算机、建筑规划、风景园林。这些细微出入对大的统计结果的影响范围，大概在几百到两三千人，不影响整体定性判断。由此，我们可以得出一个明确结论，目前中国每年新培养的理学博士规模正在快速逼近美国，新培养的工学博士规模接近美国三倍。按照中美博士增量的纵向对比，乍一看中国工学博士似乎过剩。但首先，中国博士存量比美国少，其次，中美经济产业结构不同。整体来看，中国理学方向的学术平台基础暂时还比美国弱，而在工学方向，中国产业端提供的舞台远比美国要广阔。理学高度依赖实验室一系、大科学装置与稳定的基础研究经费。而工学更依赖中试到量产环节的产业基础与企业投资。前者美国更成熟。后者中国具备系统优势。

先看基础科学研究。最近几年，中国大科学装置规模迅速扩张。截至2023年底，国内已经布局了77个国家重大科技基础设施，其中35个建成运行。部分装置达到国际先进甚至领先水平。但整体上，国内大科学装置还处在规模赶超阶段。而且科研平台的运行机制与经费配套还在完善磨合，科研产出还在爬坡。基础科学研究经费方面，美国也要比中国多出几倍。此外，中美科研平台管理架构不同。美国在联邦层面有大型国家实验室，比如美国能源部下辖有17个国家实验室，28个用户设施。而国内在规模上能与之对应的，往往是央企下辖的大型研究所与研究院。国内这些平台受资金支持、考核激励制度与审批流程影响，学术交叉合作的孵化效率偏低。最近几年，国内也在对标美国国家实验室，尝试建设类似的国家直管实验室。此外，具体到高校实验室，由于高校经费来源高度依赖行政拨款，而且拨款集中于头部高校，这导致非头部高校难以建设先进水平的实验室。实验设备、实验仪器就是科研人员的“手眼”的延伸，如果看不清、操作不了，或者没法得出公允一致性的结果，研究产出就会受到阻碍。而且基础研究在生产模式上更类似手工业作坊，学术带头人就是老师傅，老师傅的课题规划、项目资源与团队管理风格都会直接影响到学术产出。尖端基础研究人才会从人生尺度上规划自己的学术生涯，必须在30多岁时跟上世界前沿研究进度，在40到50多岁这十几年学术黄金期集中出成果，所以过去相关人才经常流失到国外。

接着来看工程方向。根据2024年全国科技投入统计公报，全国R&D总投入3.6万亿，其中2.95万亿都花在试验发展方向。企业提供了77.7%的研发经费。而且在规模以上工业中，R&D超过千亿元的行业大类有八个。从高到低依次是计算机通信、电气机械、汽车制造、专用与通用设备、化学、医药、黑金冶炼和压延。这意味着相关领域的中试线、示范线、试验验证与采供链条遍地都是，研发与产业部门贴得很近。根据美国国家科学与工程统计中心数据，2023年美国企业R&D投入达到7218亿美金，折算成人民币比中国还多了1.5万亿。但从行业分布来看，美国R&D投入结构明显更集中，制造业研发投资重点集中在制药与计算机领域，这两方面加起来占制造业R&D超过60%。非制造业主要集中于信息服务与软件开发，这整体上与我们在新闻上看到的美国科技动向能对得上。美国在药物开发、半导体与人工智能领域仍然保持着世界领先水平。中国制造业门类齐全，研发投入方向多，集中度没那么强，所以中国的工学博士就业出路比美国更宽广。美国不少学术门类博士去企业商业领域就业的比例都能超过70%。国内方面，根据2023年底教育部在新闻发布会上的介绍，去企业就业的博士才刚超过20%。未来十几年，随着新生人口回落曲线递延到高校招生，高校教职岗位需求也会迅速降低，竞争压力会更大。在这种预期下，博士毕业生继续扎堆去高校内卷、竞争非升即走职位并不是一个太好的选择。从就业角度看，在读博方向上，跟随国内产业升级趋势，选择有市场前景的工学方向，毕业后去企业研发岗才能顺应时代发展节奏。最近几年，国内产业升级最明显的领域是电动汽车、锂电池、光伏，也被官媒总结成新三样。这些新兴的产业都有巨大潜力，进一步吸纳博士就业，而且相关企业招聘对象大都是生化环材这些过去所谓天坑专业的博士。

根据美国国家科学基金会统计，2023年美国机动车辆、车身、拖车及零部件行业总计有13万研发人员，其中博士4000人。而根据中国人才研究会汽车人才专业委员会测算，截至2022年底，中国汽车行业从业人员数量大约2228万，汽车研发工程师114.2万。所以美国传统车企跟不上新能源转型节奏，研发人力不足也是核心原因之一。

光伏方面，根据国际能源署2021年的统计，中国包括硅片、电池和组件在内的光伏全制造流程，全球市场份额都超过了80%，集中了全球十大光伏设备供应商。国内光伏代表性企业当中，隆基绿能有3218名研发人员，其中博士77人。金科能源有1981名研发人员，其中博士39人。光伏产业在原材料生产阶段，需要冶金、化工、材料化学人才；在拉棒切片阶段，需要材料、机械方面人才；在光伏电池片生产制造阶段，需要半导体、表面面化学、薄膜和等离子体工艺方面的人才；在组建封装、逆变器与并网阶段，还需要高分子、电气工程及软件工程方面的人才。中国工学学位人力供应世界第一，而且不偏科，所以光伏产业断代式领先全球也是必然。

前面提到的电动汽车与光伏，分属能源消费结构电气化转型的两端。居中衔接的核心就是电池。锂电池行业兴起于90年代，全世界产业化起步都比较晚。中国现在锂电池产能领先世界，主要得益于2009到2020年期间，率先在工艺、良率、成本方面完成迭代，实现了规模化。这其中既有偶然因素，也有必然因素。1991年，索尼率先完成锂电池商业化。90年代中期，国内陆续出现了一批锂电池企业，中国在起步阶段就跟上了世界节奏。2009年，国内十城千辆示范政策启动，通过政府补贴与双积分政策，为锂电池行业向动力电池转型撬动了市场需求。让电池正负极材料、隔膜、电解液与电芯产业链环节都具备了充足的融资窗口。锂电池是电化学与产线管理的复合工程，配方、工艺偶合、良率一致性与规模化都会影响成本曲线。与光伏产业相似，锂电制造也有显著的学习曲线，产量规模翻倍的同时，也能带来单位成本大幅下降。这背后是大量电化学、材料、统计控制、自动化方面的人才，持续迭代实验设计、统计过程控制与设备改造。中国STEM博士人才产出规模从2007年开始反超美国，人才培养结构高度匹配新兴产业需求。所以能以季度为单位实现产线工程化闭环。目前全世界锂电龙头企业是宁德时代。2024年，宁德时代生产的动力电池装机量达到339.3吉瓦时，占全球市场份额的37.9%，连续多年稳居世界第一。2011年，宁德时代正式创业，在2012年成为宝马旗下首款电动车的电池供应商。在质量体系上对齐车企，借助政策与市场窗口，宁德时代只用了几年时间就在材料、设备、良率上实现了快速收敛。2019年，特斯拉刚刚爬出Model 3量产地狱，当时业内主流的电池包方案还是用电芯单元组成电池模块。就在同一年，宁德时代推出了CTP方案，取消电池模块结构，直接将电芯集成到电池包里，从而实现电池包指标效率全面提升。之后只用了三年，宁德时代就将CTP方案升级到了第三代。除了锂电池，宁德时代还率先实现了钠电池技术落地。由于钠电池能量密度的理论上限比较低，此前很多人都不看好。但全球锂资源可采储量有限，光凭锂电不足以支撑全球能源消费结构转型，所以宁德时代一直在努力提升突破锂金属材料体系的边界。今年，宁德时代推出了钠芯电池，首次将能量密度提升到每公斤175瓦时，几乎是市面上磷酸铁锂电池的水平。随着国内能源消费结构继续深度电气化转型，电化学储能站也会越来越多。一个千兆瓦级的电池储能站，至少集成了150万个电芯，加上配套器件，整个储能站要包括700到900万个组件。以目前电池行业单体电芯PPM级别的质量控制水平，这意味着平均每天都会出现一个组件故障，从全寿命周期尺度看，当前电化学储能站的后期维护成本会急剧上升。为了解决这个问题，宁德时代在今年6月正式宣布，量产新一代储能专用电芯，在大幅提升储能电池能量密度的同时，还将生产质量提升到了PPB级别，整整提升了三个数量级。宁德时代能够实现产品、产线快迭代，用曾毓群自己的话说，是因为在投资生产线时就要求折旧速度必须更快，必须在五年之内。这方面是企业内部有科学的管理架构，另一方面也离不开国内的人才供应。根据宁德时代2024年ESG报告，研发团队规模超过2万人，其中博士573人。宁德时代与160多所高校研究所展开了近400项合作，从学术论文情况看，宁德时代招这么多博士，不仅在做产品应用开发，也在做前沿研究。比如在钙钛矿光伏领域，宁德时代与上海交大合作，连续两年在自然上发表论文。通过新材料、新工艺手段，在保持20%以上光��转换效率的基础上，不断刷新钙钛矿光伏组件尺寸的世界纪录。与此同时，宁德时代还在探索锂电池前沿问题。今年，宁德时代21C创新实验室在自然纳米技术上发表了一篇关于锂金属电池的研究。我们现在常用的锂离子电池，负极是用碳基或硅基材料，而锂金属电池是直接用金属锂做负极，比容量上限极高。但此前锂金属电池存在界面不稳定、电解液快速消耗的问题，循环次数非常少，过去业内一直搞不清楚具体原因。这次宁德时代团队通过对电解质失效过程进行量化分析，发现电解液盐在循环过程中消耗量高达71%，远超预期，在此基础上，研究团队优化了电解液配方，有潜力将比容量突破到每公斤500瓦时以上。

本期节目我们简要梳理了中美博士增量结构，对比了中美科技产业的不同，并重点展开了企业雇佣博士搞科研的案例。随着国内博士生不断扩招，内卷压力会越来越大。因此，在选择博士课题方向时，就必须先关注几个长线指标。工学博士要看产线与工艺，尽量选择成长性赛道，重点关注有潜力建设中试线与量产的方向。而且相关企业还要有研发投入意愿。理学博士要关注平台与经费情况，关注大科学装置与大型实验室的规划建设。既然走上了读博这条路，就尽量不要靠编制来寻求职业安全感，只要研究方向可替代性差，与科研产业衔接路径足够宽，就足以找到比编制更好的岗位。

好，本期节目到此结束，感谢各位收看，我们下期再见。