Can China surpass the US as the world's leading technological power?
Esta investigación analiza la evolución del liderazgo tecnológico en la red mundial de patentes, centrándose en el papel de EE.UU. y China desde 2001 a 2021. La posición central de EE.UU. en la red se enfrenta a crecientes a los crecientes desafíos que plantea el auge económico y tecnológico de China.
Este estudio va más allá de los enfoques convencionales capacidades materiales, adoptando un enfoque estructural dinámico no sólo la centralidad de un país, sino también los mecanismos que llevan a un país centralidad de un país en la red. La influencia tecnológica internacional
La influencia tecnológica internacional se evalúa a
través de la red mundial de patentes, analizando la posición y los
mecanismos de crecimiento de cada país. Los resultados muestran que, a pesar de
crecimiento
sustancial de China en la red, EE.UU. sigue siendo la potencia central
indiscutible, beneficiándose de un mecanismo de crecimiento que favorece
a los países ya centrales
,
Stefano Visintin and I try to answer this question in our recent study published in@SCEDjournal
Our interest arose from the possibility of a shift in global hegemony. Could China, with its rapid technological growth, surpass the US? Controlling the technology that will dominate the future economy (AI, 5G, green technologies, biotechnology) is key to answering this
But how do we study technological power? We started by reviewing the literature and found two main views: individual and structural. In individual approaches, a country has more power if it has greater material capabilities (GDP, military, population) compared to others.
Nuestro interés surgió de la posibilidad de un cambio en la hegemonía mundial. ¿Podría China, con su rápido crecimiento tecnológico, superar a Estados Unidos? Controlar la tecnología que dominará la economía del futuro (IA, 5G, tecnologías verdes, biotecnología) es clave para responder a esto
Pero, ¿cómo estudiamos el poder tecnológico? Empezamos revisando la literatura y encontramos dos visiones principales: individual y estructural. En los enfoques individuales, un país tiene más poder si tiene mayores capacidades materiales (PIB, ejército, población) en comparación con otros.
Structural approaches view the world as a network of social, political, and economic relations. The most powerful countries are at the center of these networks, with greater influence. Power is greater when controlling the structures that define international relations.
In our study, we integrated the individual and structural views using network analysis. This helps us understand how technological power evolves. We call it a dynamic-structural approach. What does it consist of?
We studied the technological centrality of each country and the growth mechanisms, either through material capabilities (fit get richer) or their position in the network (rich get richer). A country can gain power by having better capabilities or by being central in the network
Los enfoques estructurales ven el mundo como una red de relaciones sociales, políticas y económicas. Los países más poderosos están en el centro de estas redes, con mayor influencia. El poder es mayor cuando se controlan las estructuras que definen las relaciones internacionales.
En nuestro estudio, integramos las visiones individual y estructural utilizando el análisis de redes. Esto nos ayuda a comprender cómo evoluciona el poder tecnológico. Lo llamamos enfoque dinámico-estructural. ¿En qué consiste?
Estudiamos la centralidad tecnológica de cada país y los mecanismos de crecimiento, ya sea a través de las capacidades materiales (los aptos se hacen más ricos) o de su posición en la red (los ricos se hacen más ricos). Un país puede ganar poder por tener mejores capacidades o por ser central en la red
An example from another field: At a party, I can make new friends by being very friendly (my individual capabilities) or because I already know many people attending (my position in the party network). How much weight does each mechanism have?
What data did we use? For our study, we analyzed patents registered internationally, which have been used in the literature as a proxy for technological influence. We did not include patents registered only in their own country (e.g., Apple in the US).
Why patents? Patents play a crucial role in global technology dominance. They are exclusive rights that allow holders to decide how their inventions are used and control their commercial exploitation
Patents in disruptive technologies often become essential, used by the entire industry. They are integrated into standards set by multilateral institutions, becoming norms that others follow to ensure compatibility.
Un ejemplo de otro ámbito: En una fiesta, puedo hacer nuevos amigos por ser muy simpático (mis capacidades individuales) o porque ya conozco a muchos asistentes (mi posición en la red de la fiesta). ¿Qué peso tiene cada mecanismo?
¿Qué datos hemos utilizado? Para nuestro estudio, analizamos las patentes registradas internacionalmente, que se han utilizado en la literatura como proxy de la influencia tecnológica. No incluimos patentes registradas únicamente en su propio país (por ejemplo, Apple en EE.UU.).
¿Por qué patentes? Las patentes desempeñan un papel crucial en el dominio tecnológico mundial. Son derechos exclusivos que permiten a sus titulares decidir cómo se utilizan sus invenciones y controlar su explotación comercial.
Las patentes en tecnologías disruptivas a menudo se convierten en esenciales, utilizadas por toda la industria. Se integran en normas establecidas por instituciones multilaterales, convirtiéndose en normas que otros siguen para garantizar su compatibilidad.
An example: Qualcomm's CDMA (Code Division Multiple Access) technology. It is essential for mobile communications and has been adopted as a global standard, widely used in mobile phones worldwide
It's no coincidence that China launched the Standards 2035 plan to break this technological dependency and impose its own patents and standards globally.
What are the study's results? First, we analyzed two types of centrality: Betweenness: the power of a country to connect different groups and isolate groups or countries. Eigenvector: the power among highly influential countries.
Between 2001 and 2021, both indicators show clear US dominance. The US maintains and strengthens its centrality in the network. But notably, China has broken its peripheral position, moving closer to the US in the network
What is the network's growth mechanism?
The "rich get richer" (or PA, in the graph) is the most important throughout the period.
This means that countries already central in the network continue to attract more connections, strengthening their position
¿Cuál es el mecanismo de crecimiento de la red? El de "los ricos se hacen más ricos" (o PA, en el gráfico) es el más importante durante todo el periodo. Esto significa que los países ya centrales en la red siguen atrayendo más conexiones, reforzando su posición
China is an exception: it has managed to break its peripheral position and move closer to the center. It has partially overcome the "rich get richer" mechanism, but not enough to surpass the US.
The results suggest that, although China has gained technological power, the US maintains an undisputed central position. This is partly due to mechanisms favoring countries already central in the global patent network
In the future, US power is likely to remain stronger as the growth mechanism (rich get richer) will continue to benefit it. However, China, already the second power (rivaling Japan), will benefit more than others with less centrality from the same mechanism.
EstablishingAn example: Qualcomm's CDMA (Code Division Multiple Access) technology. It is essential for mobile communications and has been adopted as a global standard, widely used in mobile phones worldwide a global standard means that other countries and companies must adopt and use your technology. This generates revenue and influence, as new innovations must be compatible with these standards.
The crucial question for the future is: Can China's material capabilities compensate for the US's centrality benefits? Only time will tell
The results also suggest how the US's central position allows it to use weaponized interdependence to impose technological sanctions. However, China might start using this tactic as well
China es una excepción: ha conseguido romper su posición periférica y acercarse al centro. Ha superado parcialmente el mecanismo de "los ricos se hacen más ricos", pero no lo suficiente como para superar a EEUU.
Los resultados sugieren que, aunque China ha ganado poder tecnológico, EE.UU. mantiene una posición central indiscutible. Esto se debe en parte a los mecanismos que favorecen a los países que ya ocupan un lugar central en la red mundial de patentes.
En el futuro, es probable que el poder de EE.UU. siga siendo más fuerte, ya que el mecanismo de crecimiento (los ricos se hacen más ricos) seguirá beneficiándole. Sin embargo, China, que ya es la segunda potencia (rivaliza con Japón), se beneficiará más que otros con menos centralidad del mismo mecanismo.
EstablecerUn ejemplo: La tecnología CDMA (Acceso Múltiple por División de Código) de Qualcomm. Es esencial para las comunicaciones móviles y ha sido adoptada como norma mundial, ampliamente utilizada en los teléfonos móviles de todo el mundo una norma mundial significa que otros países y empresas deben adoptar y utilizar su tecnología. Esto genera ingresos e influencia, ya que las nuevas innovaciones deben ser compatibles con estas normas.
La pregunta crucial para el futuro es ¿Pueden las capacidades materiales de China compensar los beneficios de centralidad de EE.UU.? Sólo el tiempo lo dirá
Los resultados también sugieren cómo la posición central de EE.UU. le permite utilizar la interdependencia armamentística para imponer sanciones tecnológicas. Sin embargo, China podría empezar a utilizar también esta táctica
- https://x.com/artjvrojo/status/1810296825884111107
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0954349X24000924
Introduction
The significance of the Fourth Industrial Revolution and China's rise pose a threat to US technological leadership (Vlados, 2020; Malkin, 2020; Rikap and Lundvall, 2021). By leveraging its competitive advantages in sectors such as 5 G telecommunications and artificial intelligence (AI), the country that sets global standards and leads in new technology development will secure a decisive advantage over others (Malkin, 2020; Rikap and Lundvall, 2021). In pursuit of technological autonomy and leadership, the Chinese government has launched initiatives including 'Made in China 2025′, 'Next Generation Artificial Intelligence Development Plan,' and 'China Standards 2035′ (Malkin, 2020; Rikap and Lundvall, 2021). To counter China's technological rise, the US has initiated a trade and technology war aimed at restricting Beijing's access to essential technologies needed for developing advanced sectors such as semiconductors, 5 G, AI, and quantum computing. Concurrently, a new national industrial policy has been implemented to maintain US predominance in these critical technologies (Rikap and Lundvall, 2021; The White House, 2022).
La importancia de la Cuarta Revolución Industrial y el ascenso de China suponen una amenaza para el liderazgo tecnológico de Estados Unidos (Vlados, 2020; Malkin, 2020; Rikap y Lundvall, 2021). Al aprovechar sus ventajas competitivas en sectores como las telecomunicaciones 5 G y la inteligencia artificial (IA), el país que establezca normas mundiales y lidere el desarrollo de nuevas tecnologías se asegurará una ventaja decisiva sobre los demás (Malkin, 2020; Rikap y Lundvall, 2021). En busca de la autonomía y el liderazgo tecnológicos, el gobierno chino ha puesto en marcha iniciativas como 'Made in China 2025′, 'Next Generation Artificial Intelligence Development Plan' y 'China Standards 2035′ (Malkin, 2020; Rikap y Lundvall, 2021). Para contrarrestar el auge tecnológico de China, Estados Unidos ha iniciado una guerra comercial y tecnológica destinada a restringir el acceso de Pekín a tecnologías esenciales necesarias para desarrollar sectores avanzados como los semiconductores, la 5 G, la IA y la computación cuántica. Al mismo tiempo, se ha puesto en marcha una nueva política industrial nacional para mantener el predominio estadounidense en estas tecnologías críticas (Rikap y Lundvall, 2021; The White House, 2022).
Building on this contemporary context, recent investigations by Starrs (2013, 2018), Schwartz (2017, 2019, 2022), Winecoff (2020), Malkin (2020), Rikap (2021) and Rikap and Lundvall (2021) serve as the basis for the current study on the rivalry between the US and China for the leadership in global power. Winecoff (2020) argues that the structural power of the US remains strong, despite the rise of China, and its leadership is clear in all areas (productive, financial, commercial, and knowledge). Starrs (2013) points to the persistent dominance of American multinational corporations in global value chains, and Schwartz (2017, 2019, 2022) agrees with Starrs that American multinational corporations’ relative strength lies in the concentration of market power and their preponderance in the global marketplace for intellectual property rights (IPRs). However, Malkin (2020) suggests that while US power remains constant, China's rise in the intangible global economy shows the existence of a latent, substantial threat to US technological power. Furthermore, Rikap and Lundvall (2021) argue that the world is facing a great technological revolution that offers the opportunity to shift global power. In this context, Rikap (2021) argues that we live in intellectual monopoly capitalism, in which multinationals from China and the US compete for leadership of global value chains through the dominance of IPRs.
Partiendo de este contexto contemporáneo, las recientes investigaciones de Starrs (2013, 2018), Schwartz (2017, 2019, 2022), Winecoff (2020), Malkin (2020), Rikap (2021) y Rikap y Lundvall (2021) sirven de base para el presente estudio sobre la rivalidad entre EE.UU. y China por el liderazgo en el poder mundial. Winecoff (2020) sostiene que el poder estructural de EE.UU. sigue siendo fuerte, a pesar del ascenso de China, y su liderazgo es claro en todos los ámbitos (productivo, financiero, comercial y del conocimiento). Starrs (2013) señala el persistente dominio de las empresas multinacionales estadounidenses en las cadenas de valor mundiales, y Schwartz (2017, 2019, 2022) coincide con Starrs en que la fuerza relativa de las empresas multinacionales estadounidenses reside en la concentración del poder de mercado y su preponderancia en el mercado mundial de los derechos de propiedad intelectual (DPI). Sin embargo, Malkin (2020) sugiere que, aunque el poder de Estados Unidos se mantiene constante, el ascenso de China en la economía global intangible muestra la existencia de una amenaza latente y sustancial para el poder tecnológico estadounidense. Además, Rikap y Lundvall (2021) sostienen que el mundo se enfrenta a una gran revolución tecnológica que ofrece la oportunidad de desplazar el poder mundial. En este contexto, Rikap (2021) sostiene que vivimos en un capitalismo de monopolio intelectual, en el que las multinacionales de China y EE.UU. compiten por el liderazgo de las cadenas de valor mundiales a través del dominio de los DPI
However, the question arises: How can technological power be measured? In classical theories, power is conceived in the leadership of indicators such as industrial production, trade volume, gross domestic product (GDP), and military spending, which are often associated with the study of China's rise (Liu and Tsai, 2020). Various authors (Starrs, 2013; Yang et al., 2019; Malkin, 2020; Liu and Tsai, 2020; Winecoff, 2020) counter that isolated attribute comparison fails to measure a country's global influence adequately. They argue that this approach cannot accurately determine if China is positioned to usurp US dominance or if we are transitioning towards a more distributed, multipolar power structure. Furthermore, the existing literature, as reviewed above, inadequately provides empirical evidence of changing global influence patterns.
Sin embargo, surge la pregunta: ¿Cómo puede medirse el poder tecnológico? En las teorías clásicas, el poder se concibe en el liderazgo de indicadores como la producción industrial, el volumen comercial, el producto interior bruto (PIB) y el gasto militar, que suelen asociarse al estudio del ascenso de China (Liu y Tsai, 2020). Varios autores (Starrs, 2013; Yang et al., 2019; Malkin, 2020; Liu y Tsai, 2020; Winecoff, 2020) rebaten que la comparación aislada de atributos no mide adecuadamente la influencia global de un país. Argumentan que este enfoque no puede determinar con precisión si China está en posición de usurpar el dominio de Estados Unidos o si estamos en transición hacia una estructura de poder más distribuida y multipolar. Además, la bibliografía existente, tal y como se ha revisado anteriormente, no aporta pruebas empíricas suficientes de los cambios en los patrones de influencia mundial.
To address these issues, network theory offers a valuable framework for the theoretical and empirical analysis of international power. It allows us to examine a country's centrality as a form of structural power and understand the mechanisms driving its evolution and potential changes over time.
This theoretical backdrop sets the stage for addressing specific questions about the dynamics of global technological power: Which countries are the central technological powers? What mechanisms drive a country to become central? How do these dynamics affect the potential for shifts in technological power over time? Addressing these questions is crucial for understanding the ongoing tech rivalry between major powers and economic policies on technological autonomy or lock-ins.
Our study explores whether nations integrate into and reinforce established network structures or if such strategies enable them to ascend within this network. We particularly focus on China's role, assessing whether it is consolidating existing structures or altering the technological hierarchy.
Based on the existing body of literature, our hypothesis is that while China has shown significant technological advancements and increased patent activity, these have not necessarily translated into a comparable shift in its structural power within the global patent network, leaving the US as the dominant player.
We investigate technological centrality by analyzing patent registrations from 2001 to 2021 using network analysis. Patent registrations, an indicator of technological capability, reveal the influence countries and companies exert within global value chains. Leading innovators, who hold numerous international patents, control significant technological domains and influence global market dynamics. These patents, as critical intangible assets alongside R&D, copyrights, and other intellectual property, shape competitive landscapes and underscore the economic and innovative capacity of nations (Corrado et al., 2005;Yang et al., 2019; Winecoff, 2020; Rikap, 2021).
The methodology used is network analysis (NA), as it allows a structural approach to a complex set of relations to i) obtain a bird's-eye view of a system of relations as a whole; ii) observe the position of each actor in the system iii) understand the evolution patterns of actors’ position. The more central a country, the higher its international influence and the drivers behind changes in centrality are crucial factors of structural power (Winecoff, 2020).
NA also reveals that the dynamics of a network's growth sheds light on the present and future trends of its structure. In particular, studying the different growth patterns of a network suggests what has to happen to an actor to increase its relevance in the network over time. In some networks the likelihood of power shifts is low given that, preeminent nodes attract more links, (Pham et al. 2016; Golosovsky, 2018). This is a manifestation of preferential attachment, a mechanism prevalent in many complex networks, perpetuating existing power dynamics by favoring established nodes. However, in other networks power shifts are more probable, with underperforming nodes potentially exceeding influential ones through adaptive dynamics (Pham et al. 2016). This paradigm underscores the network's volatility, allowing nodes to alter their significance based on their "fitness" - the ability to secure and maintain links. Observing these mechanisms in the patent network growth can provide a better understanding of whether the evolution of China and the US over time suggests a succession in technological centrality.
Our results indicate an astonishing Chinese rise facing a strong US centrality in the patents international network. The systematic functioning of the network indicates that the positions of influence and centrality are reinforced, strengthening the situation of countries with a better position and preventing better individual behavior from overcoming the structural mechanisms. This is what happens to US technological centrality. Despite China's rise, the US central position is reinforced over time. However, China's technological growth has transformed it into a major power and now benefits from these network's growth mechanisms serving the best-positioned countries. This all implies that the US has a new counter-power since China, unlike European countries, Japan, or South Korea, is not an allied power of the US.
The rest of the paper is organized as follows: Section 2 reviews the literature on power at the theoretical and empirical levels; Section 3 focuses on technological centrality, global value chains, and IPRs; Section 4 explains the methodology and data used; Section 5 shows the results of our static individual, static structural, and dynamic structural analyses; and finally, Section 6 presents the conclusions.
Nuestros resultados indican un sorprendente ascenso chino frente a una fuerte centralidad estadounidense en la red internacional de patentes. El funcionamiento sistemático de la red indica que las posiciones de influencia y centralidad se refuerzan, fortaleciendo la situación de los países con mejor posición e impidiendo que un mejor comportamiento individual supere los mecanismos estructurales. Esto es lo que ocurre con la centralidad tecnológica estadounidense. A pesar del ascenso de China, la posición central de EEUU se refuerza con el tiempo. Sin embargo, el crecimiento tecnológico de China la ha transformado en una gran potencia y ahora se beneficia de estos mecanismos de crecimiento de la red al servicio de los países mejor posicionados. Todo ello implica que Estados Unidos tiene un nuevo contrapoder, ya que China, a diferencia de los países europeos, Japón o Corea del Sur, no es una potencia aliada de Estados Unidos.
El resto del documento se organiza como sigue: La sección 2 revisa la literatura sobre el poder a nivel teórico y empírico; la sección 3 se centra en la centralidad tecnológica, las cadenas de valor mundiales y los DPI; la sección 4 explica la metodología y los datos utilizados; la sección 5 muestra los resultados de nuestros análisis estáticos individuales, estáticos estructurales y dinámicos estructurales; y, por último, la sección 6 presenta las conclusiones.
Section snippets
Power as a network phenomenon: a dynamic structural approach
Within the literature on power in the international context, two key approaches stand out: one emphasizes the individual material capabilities of a state, while the other highlights the structural or systemic dimension (Norrlöf, 2017; Armijo et al., 2019).
The first approach, focused on the individual dimension of power, posits that a state's power can be gauged by its superior material capabilities, including attributes such as a larger GDP, population, or military strength (Gilpin, 1981;
Technological hierarchy in global value chains
In the study of power transitions, technology plays a relevant role as changes in technological centrality and rules produce structural changes in the whole international economic and social system (Strange, 1988; Arrighi, 1994, 2007; Cohen, 2016). Major historical shifts in global power are accompanied by profound technological changes (Pérez and Soete, 1988; Freeman, 2007; Cohen, 2016; Thompson, 2020; Rikap and Lundvall, 2021). Today, global power struggles focus on advancements of the Fourth
Results
Prior to delving into the analysis of the patent network, we start by assessing some descriptive indicators that reflect the necessity of looking beyond a country's individual capabilities and the economic importance of intellectual property rights (IPRs).
Fig. 1 illustrates the number of U.S. and Chinese domestic and international patents. While China surpasses the US in domestic patents, Beijing's patent exportation is comparatively minimal. This first glance at the patent's data suggest that
Conclusions
The rise of China and the current broad technological changes have spurred the debate on whether it represents a threat to US technological centrality. In this context, a rising body of literature demonstrates the significance of IPRs in the global value chain and as measure of the struggle between the US and China for global tech centrality.
However, in the literature on hegemony in general and on the US and China rivalry in particular, most analyses have been theoretical, while empirical ones
El ascenso de China y los amplios cambios tecnológicos actuales han espoleado el debate sobre si representa una amenaza para la centralidad tecnológica estadounidense. En este contexto, un creciente cuerpo de literatura demuestra la importancia de los DPI en la cadena de valor global y como medida de la lucha entre EE.UU. y China por la centralidad tecnológica global.
Sin embargo, en la literatura sobre la hegemonía en general y sobre la rivalidad entre EE.UU. y China en particular, la mayoría de los análisis han sido teóricos, mientras que los empíricos
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