China has overtaken the U.S. as the world leader in both scientific research output and "high impact" studies, according to three different reports released this year.

    Dominating in scientific research output

    A report, published by Japan's National Institute of Science and Technology Policy (NISTP) in August, found that China has now published the largest number of scientific research papers annually, followed by the U.S. and Germany.

    The figure was based on average data between 2018 and 2020, and drawn from the analytics firm Clarivate.

    NISTP's report also found that Chinese research comprised 27.2 percent of the world's top-1 percent most-frequently-cited papers, the U.S. accounted for 24.9 percent, and UK research was third at 5.5 percent.

    China publishes a yearly average of 407,181 scientific papers, pulling ahead of the 293,434 of the U.S. and accounting for 23.4 percent of the world's research output, the report said.

    "China is one of the top countries in the world in terms of both the quantity and quality of scientific papers," said Shinichi Kuroki from the Japan Science and Technology Agency.

    Passing U.S. on several key science measures

    China has passed the U.S. in global scientific leadership in several key areas, according to a report from the National Science Board released in January this year.

    This year's State of U.S. Science and Engineering pointed out some areas where China has taken the lead, including numbers of papers published and patents awarded.

    According to the report, six countries produce more than 50 percent of the world's peer-reviewed science and engineering publications, namely China (23 percent), the U.S. (16 percent), India (5 percent), Germany (4 percent), UK (4 percent), and Japan (3 percent).

    From 2000 to 2020, countries such as the U.S., Germany, and UK, produced publications more slowly, with an output-rate increase of three percent, than countries such as China, Russia, and Brazil, with an average output increase of 11 percent.

    China is also leading the U.S., Japan and EU in the number of patents. China's share of international patents jumped from 16 percent in 2010 to 49 percent in 2020. The U.S. share of patents during that time dropped from 15 percent to 10 percent, Japan's share dropped from 35 percent to 15 percent and EU countries' share dropped from 12 percent to 8 percent.

    The report also found the U.S. lags China in contributions globally to research and development growth overall.

    Dr. Caroline Wagner, a science policy and R&D investment expert at Ohio State University said, "The U.S. has tended to rank China's work as lower quality. This appears to have changed."

    Excellent performance in Chemistry

    According to Chemistry World, China is performing well in chemistry and related fields, said Xiaotian Chen, an electronic services librarian at Bradley University in Illinois.

    He mentioned the 2022 Best Global Universities Rankings provided by the U.S. News and World Report. According to the report, two Chinese universities are ranked in the global top 10 for chemistry, six are top 10 for physical chemistry and eight are top 10 for chemical engineering. By another measure, Chinese chemistry development has overtaken the U.S. since 2017.