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近年来，数字经济快速发展，成为支撑全球经济增长的关键领域，尤其是新冠疫情暴发增大对无接触式生产与消费的需求，引发生产关系调整和产业结构变化。随着数字经济领域的竞争愈发激烈，数字经济发展对各国产业转型升级的影响及未来可能形成的产业格局，都值得深入研究与探讨。
技术发展带来全球性的工业，不仅推动经济增长，更改变了产业结构与社会形态。18世纪以前，全球多国已经出现工业快速发展与技术进步，但均未实现自我持续的经济增长，也没有根本改变工业生产模式。参考里夫金在《第三次工业》中对历次工业的分类：
第一次工业（1771—1875年）借助蒸汽技术形成以纺织产业为代表的规模化生产，促使生产方式由手工变为机械化制造，生产模式由家庭作坊变为工厂；此外，铁路发展加速了原材料与成品的国际贸易，通过规模效应刺激经济增长。
在第二次工业（1875—1945年）阶段，石油提炼、电气等技术进步推动重工业发展，电气取代蒸汽动力，大幅提升了生产效率，重点产业从纺织、冶金等行业向化工等新工业部门转移，并催生出具有垄断地位的大型跨国企业，资本对社会与的影响逐渐加强。
第三次工业（1946年起）以信息技术为核心，计算机的广泛应用催生出互联网等新兴产业，改变了企业生产和销售模式。里夫金将信息技术与可再生能源的结合作为技术发展重点，认为第三次工业将延续至2070年左右。
近年来，部分研究区分了信息技术和数字技术，例如，德国2013年提出“工业4.0”，认为当前世界正处于第四次工业中，人工智能、机器人技术将开启数字化时代（见图1）。
在历次工业中，技术进步存在周期规律，未来技术创新将加快产业结构调整。前四轮技术创新平均以50年为一个周期，每轮技术变革的繁荣期约为20年，衰退期、萧条期和回升期约10年（见图2）。根据范·杜因的研究，历次技术变革的衰退和萧条时期呈缩短的趋势，康波周期总时长也由第一轮蒸汽技术的63年降至第四轮汽车和电子计算机技术的43年。近年来，科技创新速度加快，技术周期长度可能将进一步缩短，并且各技术周期之间可能会出现重合。当前，5G技术的快速推进使第五轮信息技术进入回升期，新材料、数字经济、绿色经济等新经济发展又开启了第六轮技术创新周期。这意味着未来技术创新将加快生产模式、贸易方式的变化速度，增加全球产业结构调整的不确定性。
技术进步在一定程度上推动守成国经济发展，也为崛起国提供了赶超机会。借用权力转移理论的概念，世界各国大致分为三个梯队，即经济相对发达的守成国、有望挤入发达行列的崛起国和其他国家，而技术进步是引发各国地位变化的重要因素。1700—1820年，蒸汽技术助推英国成为守成国，英国占西欧整体经济规模的比重由13.2%提升至22.7%，是美国经济规模的近3倍。随后，矿产开发与铁路技术帮助美国、德国由崛起国成长为守成国，并且美国经济规模于1872年赶超英国。在第四波技术创新周期中，亚洲逐渐成为新秀，汽车工业与计算机硬件也成为日韩两国的核心产业。第五波信息技术发展与中国的崛起阶段重合，提升了生产与物流效率，使中国成为全球重要的制造商（见图3）。尽管拉美地区的经济增速较快，但主要为资源出口拉动型增长，长期以来其经济规模仅为美国的三分之一左右；非洲也未能在技术创新中实现跨越式经济发展。
数字经济是发展速度快、技术创新强的新兴领域。各机构目前对此尚未形成统一的定义（见表1），狭义的数字经济主要包括围绕数字技术开展的经济活动，即传统产业的数字化发展和信息通信技术（ICT）等行业发展；广义的数字经济则可以进一步延伸至数字化治理和数据流通等领域。与以往的技术创新相比，数字技术对经济发展的影响程度更深、辐射范围更广，对产业结构的冲击更强。在前两次工业中，技术创新使资本成为重要生产要素；信息技术改变了人们的交流方式，减少信息不对称，显著提升了劳动生产率；数字技术在信息技术发展的基础上，将供需两端的信息整合为知识，以数据的形式从多渠道影响资本与劳动生产率，引发产业结构变革。
在生产过程中，从材料准备、装备配置、工艺测量到后期维护，都将产生信息，数字技术发展能够将这些信息数据抽象化，通过建模将其转化为非排他性、非竞争性的知识。一方面，数字技术推动传统生产要素数字化，同时提升资本与劳动生产率，使数据有望作为新的生产要素加入传统经济增长模型；另一方面，随着元宇宙等虚拟世界概念兴起，数据是数字空间的基本元件，也是链接数字经济与实体经济的关键要素。
数字技术应用将加速智能制造、现代信息系统建设等领域发展，进一步推动中低技术劳动密集型产业的机械化与自动化。资本对经济增长的相对贡献程度将逐步提升，各类产业对专业技术人才的需求将提升，但总体的劳动力需求将大幅下降。
从目前的统计数据来看，数字经济快速发展尚未大幅提升全球生产效率。部分原因在于数字经济的核心技术尚未得到广泛应用。虽然数字经济能够优化生产过程，降低部分商品和服务的生产成本，提升产品质量，但这些难以体现在生产总值的核算中。
数字技术创新将加快全球产业分工调整，为守成国注入新的发展动力，也为崛起国提供赶超的窗口期。基于数字经济发展特点，参考历次技术创新对全球产业结构的影响，未来数字技术创新的博弈将主要集中于美国、欧盟、日本等守成经济体和以中国为代表的崛起经济体，其他国家面临的数字鸿沟可能将不断扩大。
当前，数字经济发展仍处于初期阶段，需要大量人才与资金投入，通过提升研发能力推动技术进步。大国具有相对充足的生产能力与庞大的消费市场，为推动科技成果向实际应用转化提供扎实基础。同时，数字技术的应用能够加强供需匹配、提升生产效率、减少贸易壁垒，有助于巩固当前的贸易网络。
技术创新将推动部分重点产业实现快速增长，例如，蒸汽技术带动纺织行业发展，电气技术带动重工业发展。人工智能、机器人技术、3D打印等行业伴随数字技术发展迅速崛起，对劳动力的需求更注重“质”而非“量”，单纯依靠人口规模优势推动经济发展的模式越来越难以为继。
在前几轮技术创新中，部分国家通过承接工业生产或依靠资源禀赋，在全球产业链中的地位不断攀升。然而，数字技术发展改变了工业生产模式，资本和知识密集型产业将取代传统劳动密集型产业，在推动经济发展中发挥更加重要的作用，从而加大了发展中国家经济赶超的难度。
数字技术对经济发展的渗透日渐深入，2021年全球数字经济规模同比增长15.6%，达到38.1万亿美元，占全球GDP比重为45%，中美欧日等共同引领数字经济发展。以下本文将从总量规模、增速水平、优势产业及结构转型等方面对比主要经济体的数字经济发展现状。
美国数字经济规模庞大，在技术创新上占据领先优势。据中国信通院数据，2021年，美国数字经济规模以15.3万亿美元蝉联世界第一（见图5），是中国规模的两倍以上。美国是数字重要发源地，率先布局数字经济关键领域是其一以贯之的理念。电子计算机、晶体管、集成电路、阿帕网、微处理器、移动电话、PC等重要数字发明均诞生于20世纪的美国。21世纪以来，美国先后布局云计算、大数据、先进制造、5G、量子通信等前沿领域，并不断推出人工智能、物联网、工业互联网、智慧城市、共享经济等新的数字理念，这些前瞻性的战略部署使美国得以在数字经济发展上拥有先发技术、产业、人才优势。当前，先进制造是美国的国家优先事项之一。美国发布《先进制造伙伴计划》《先进制造业美国领导力战略》等，于2012—2017年间组建14个制造技术创新中心，涵盖了芯片、柔性电子、生物制造等先进制造业部门。此外，从奥巴马政府开始，美国使用法案、税收等手段，推动制造业回流，以重塑其在新能源、新技术、新材料等领域的优势。
中国数字经济发展速度持续领先，在市场上占据优势。2019年、2020年中国数字经济增速分别以15.6%、9.6%稳居全球第一；2021年增速为31.8%，比增速第一的挪威低2.7个百分点，远高于美国、德国、日本三国增速。庞大的国内市场与完整的工业体系，支撑数字产业化与产业数字化快速发展。中国网民规模巨大，5G渗透率遥遥领先其他国家，2021年5G移动电线亿户，约占全球的四分之三；2012—2021年，互联网普及率提高了30.9个百分点至73%。2012年以来中国云计算产业年均增速超过30%，是全球增速最快的云计算市场之一。依托坚实的工业基础与庞大的市场需求，工业互联网蓬勃发展。中国是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家，拥有独立完整的工业体系。工业互联网已在40个国民经济大类行业落地应用，涵盖31个工业重点门类。截至2021年，中国工业互联网核心产业规模超过1万亿元，“5G+工业互联网”建设项目超过3100个。
欧盟数字市场分散，在数字治理规则上占据优势。由于语言、文化的多样性，目前欧洲数字市场呈现分布式、碎片化的特征，这与数字经济发展所要求的规模性、集聚性、中心节点性的内在逻辑不相符。因此，欧洲本土数字市场一直被美国主导。瑞士洛桑国际管理发展学院基于知识、科技、对未来的准备程度三个维度，对全球数字竞争力进行了排名，德国排名一直位居中美两国之后（见图6）。根据波恩大学提出的“数字依赖指数（DDI）”统计结果，德国和其他欧盟国家得分都超过0.75这一门槛值，其中德国为0.82，表明欧盟成员国的国内数字技术需求高度依赖外国数字技术供应。欧盟与信息通信技术有关的专利申请数量也少于中美两国。欧盟的优势在于数据治理，制定了《电子隐私条令》《数字市场法案》《通用数据保护条例》等，从保护数据隐私、促进数字企业公平竞争、加强网络安全、建立全面的数据跨境自由流动规则等方面，健全数字经济规则。近些年，“数字单一市场”建设是欧盟加强数据治理的重要战略，在这一战略下，欧盟28个国家的数字市场得到整合，并创造大量经济效益。据估计，数字单一市场领域的立法成果每年为欧盟带来约1770亿欧元的经济贡献。欧盟在数据规则领域的探索确立了其与中美两国优势互补的地位。
日本强大的电子和信息技术制造业对数字化发展形成支撑。据中国信通院数据，2021年日本数字经济占GDP比重、第一及第二产业数字化渗透率均高于主要国家平均水平，处于全球第二梯队。但日本数字经济规模一直低于中国、美国、德国三国，2021年突破2.5万亿美元，位列全球第四位。在世界领先数字化平台企业中，日本几乎没有能与美国的谷歌、苹果、Facebook，以及中国的百度、阿里巴巴、腾讯竞争的数字巨头。在数字技术普及率方面，据日本《信息通信》统计，在能源、金融、医疗、媒体领域，中国人工智能技术的应用率分别为86%、86%、83%、89%，美国分别为73%、61%、49%、65%，而日本仅为38%、42%、23%、60%。事实上，早在2001年日本就提出“e-Japan战略”，将数字化确立为国家级战略，但由于民众强烈的隐私保护意识、老龄化导致对数字新兴事物需求不足，数字产业应用场景狭窄，使得当下日本数字化发展相对落后。在政府加强支持数字化发展下，依托电子和信息技术制造业的传统优势，当前日本在拟计算方法、人工智能学习性能、大数据处理性能等方面已取得突破。在超级计算机的全球500强排名中，日本超级计算机“富岳”曾连续四年排名世界第一，2022年退居世界第二。
美国的数字经济优势产业是服务部门，即电信业、IT及互联网服务业；中国的优势则在于制造部门，即计算机、电子和光学产品制造业。学者分别基于前向联系、后向联系计算数字经济行业增加值，在这两个测算维度下，美国的数字经济服务业增加值规模均处于全球第一位，这与美国服务业大国、软件强国的地位相契合。中国在计算机、电子和光学产品制造业及电信业上发展迅速。2005年，中国在这两个行业的前向联系增加值规模分别约为美国的17.66%和15.30。