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与美国“围绕创新链布局产业链”为主的颠覆性创新模式不同，德国走的是一条“围绕产业链布局创新链”的路径。
1871年，德意志实现统一。随后，在“铁血宰相”俾斯麦主导下，德国开始以国家之力推动军工业的发展。与此同时，在德国已经拥有一定科研实力的基础上，伴随着英国技术的输入，德国开启了第二次工业革命。
第二次工业革命之后，德国开始采取“纵向深化创新”的发展模式，主要围绕电气和电子制造、先进机器设备制造、化工制造、汽车制造等产业进行持续渐进式的创新与升级。随着德国科学和工业的发展，至20世纪初，德国基本完成了从纺织业（轻工业）到钢铁、机械制造、铁路运输等重工业的进化。
不过，德国由于主动挑起两次世界大战而付出了沉重的代价，最终在二战后再度分裂。相较于东德（民主德国），西德（联邦德国）注重工业基础与技术创新的结合。直到东、西德再次合并，德国才将科技创新置于国家发展的核心位置，并于2013年开启了工业4.0时代。德国实现了从工业1.0到工业4.0的转变，并在此过程中衍生出1 300余家隐形冠军企业。德国已经是欧盟第一经济大国，工业基础雄厚，制造业发达。
19世纪初，蒸汽机的大规模应用，加上英国的物理知识通过各种渠道广泛传播，使欧洲大陆的诸多国家和地区都逐步掌握了蒸汽机的相关技术和原理，其中就包括德国。在德国看来，既然机械技术原理相对简单，那么只要找到具有一定技术经验的技术工人，德国就可以“原封不动地”制造出与英国“正版”蒸汽机具有相同功能的“山寨”蒸汽机。因此，自19世纪中叶开始，德国也紧跟法国、荷兰的脚步，开始大量“窃取”英国的知识产权，仿制英国商品。
引入技术、人才和设备后，德国采取仿制和低价策略，大批量生产了一系列商品。由于价格低廉，德国制造的产品大量流入英、法等国。德国终究采取的是“山寨”路线，为此被英国所不耻。比如，现在举世闻名的索尔根刀具在当时使用的是铸铁，而不是铸钢，因而质量堪忧，但是，聪明的德国人在刀具上打上了英国谢菲尔德公司的质检印章，以假乱真，索尔根的刀具才得以出口欧洲其他国家。类似的事情在当时的德国不胜枚举。也正因如此，一位机械制造专家曾在1876年的费城世界博览会上评价：“德国产品，便宜但拙劣。”英国新闻记者欧内斯特·威廉姆斯在其所著的《德国制造》一书中写道：“一家德国企业在向英国出口大量缝纫机的过程中，明目张胆地标上‘胜家’
牌和‘北不列颠缝纫机’，并将‘德国制造’的标识以很小的字号印在缝纫机踏板下面。”
然而，德国人并未因为山寨货感到羞耻。但谎言总有被戳破的一天。在被德国模仿了十多年后，英国终于无法忍受德国拙劣的山寨货。1887年，英国议会通过侮辱性的商标法条款，规定所有从德国进口的商品必须标注“德国制造”字样，以此将价廉质劣的德国货与优质的英国产品区分开来。最终，在种种质疑之下，德国人开始反思。
可以看到，在第二次工业革命之前，德国在产业尤其是机械工业方面主要还是通过“获取”英国的科技成果以“消化再吸收”方式打造自己的产业。但是，一部商标法之下，德国终于意识到：如果科学与技术都靠抄英国，是无法让德国在世界市场长远立足的。于是，伴随着第二次工业革命的兴起，德国开始在利用国内外科研成果的基础上开展技术自主研发。
今天全球闻名的拜耳、巴斯夫、赫希斯特等德国化工巨头均成立于19世纪60年代，而这也是第二次工业革命——电气革命的启动期。德国化工能得到迅速发展，主要得益于两个因素：一是德国一系列教育改革培养了科研人才；二是德国更加关注原创科技的转化。也正是这两个因素推动了德国的产业转型。
从内部因素来看，德国化工巨头的崛起不得不归功于德国教育体制以及以李比希实验室为代表的“科研+应用”型学校。也就是说，德国凭借基础研究和教育体制，收获了大量的化学专利和应用人才，在科研和技术端已具备了世界一流的实力。
如前文所述，德国曾十分羡慕英国强大的机械工业。但是，德国人也意识到现代工业不同于传统工业，依靠传统的“学徒制”进行人才培养是无法在短期内追上英国的。因此，德国在其义务教育制度的基础上，强调应用科学教学和基础理论训练。于是，德国各地开办了许多工艺学校和职业学校，尤其关注青年工人和学徒的技术教育。此外，德国高等院校不仅十分注重科学理论，还要求大学重点培养应用型研究人员。相关调查研究发现，德国工程师在科研和应用方面均居于欧洲首位。
这里就不得不提到著名的李比希实验室。1824年，李比希成为吉森大学化学教授，其理想是培养一批新一代化学家。当时，德国大学只教授教材上的知识，并偶尔进行实验，完全没有专门指导实验教学的条例或规定。这意味着，如果想培养出真正的化学人才，就必须保证那些攻读化学学位的大学生能够获得必要的知识和科学训练。凭借着对梦想的执着，1826年，李比希在政府资助和自掏腰包的情况下，建立起吉森大学化学实验室（李比希实验室前身）。世界上第一个化学教学实验室就此诞生。
自此，李比希开始了他的创新教育之路。首先，李比希打破了以前低水平的自然哲学的教学方式，按照自己编制的新教学大纲授课。其次，学生除了学习讲义内容外，还要动手做化学实验。例如，学生要学会从天然物质中提纯和鉴定新化合物、进行无机合成和有机合成，等等。最后，学生完成课业后，就要开始进行独立的研究，并在导师的指导下完成论文。在李比希的带领下，化学真正成为能够将科研与应用相结合的科学活动。
在李比希的精心指导和实验室中的系统训练之下，奥古斯特·霍夫曼、赫尔曼·斐林、弗里德里希·凯库勒、卡尔·弗雷泽纽斯等一批对后来德国化学工业起到极大作用的人才脱颖而出。也正因为李比希实验室的创新及示范效应，德国开始大规模复制李比希实验室，进一步加强了德国在化工领域的科研与应用实力，德国化工产业得以迅速发展。那些影响世界的尿素、钾肥、磷肥等化学产品均与德国存在紧密关系。如今，化工制造业已然成为德国的支柱产业，德国也已成为全球首屈一指的化工大国。
从外部因素来看，一方面，如前文所说，德国的劣质产品在全球受到了诸多批评，这使得德国人开始重视国家荣誉；另一方面，德国不少学者与产业人员在游历美国之后发现，尽管德国大学的科研能力十分强大，但与产业应用相距甚远，因而借鉴了美国的经验，开始有意识地关注科研、技术、产业联动。
德国在专注科研和技术端实现自主创新的同时，也并未忽略其他欧洲国家的优秀科研成果。得益于法拉第、麦克斯韦、焦耳等人在电学方面的研究贡献，德国获取了大量的电学知识。19世纪40年代，西门子成立，其后，德国依靠电气公司集群成为欧洲电气时代的主导者。数据显示，1891—1913年，德国电气工业总产值增加28倍，规模位列欧洲第一；1910年，德国拥有包括西门子在内的195家电气公司。截至第一次世界大战前（1913年），德国电气产品占全世界的比例为34%，而作为头号工业强国的美国仅占29%。此时的“德国制造”再也不是廉价拙劣产品的代名词。凭借质量与实用性，德国产品在全球受到青睐。
第二次工业革命期间的德国不仅借鉴吸收国外先进科研成果，同时在应用科学方面开启了自主研究，将科学和工业结合以应用于国内产业的发展，形成了“欧洲科研+德国技术+德国产业”模式。德国推动了发电机、内燃机和化工原料的应用，引爆了汽车、化工与制药、电气产业，成为第二次工业革命的发源地之一。最终，德国也因其领导了第二次工业革命而实现经济腾飞。
第二次世界大战之后，以英、美、法三国为主导的盟国管制委员会提出“限制工业计划”，该计划把德国的工业分为三类：造船业、飞机制造业、轴承制造业等可直接用于军事目的的工业要予以禁止；化学工业、钢铁工业、电气工业等能够用于军事但基本上还是民用的工业要加以限制；没有任何军事意义的工业则听任其自由发展。该计划还要求德国的工业生产能力降至1938年水平的50%~55%。此外，第二次世界大战后近400多位顶尖科学家先后离德赴美，如“火箭天才”冯·布劳恩等，再加上联合国针对战败国家的“十年科研禁令”，德国科技实力一落千丈。
不过，由于冷战，盟国对削弱德国的计划有所动摇。为了遏制苏联在东德的势力，1947年，英美两国发表“修正的工业限制计划”，允许西德地区的工业生产能力恢复至1938年水平的70%~75%，重点恢复基础工业的生产能力。
战争摧毁了德国的基础设施和工业设备，却无法摧毁德国近百年来夯实的科研基础、工业体系以及德国式企业家精神。于是，在英美两国解除限制并提供资金（“马歇尔计划”）的背景下，德国采取了纵向深化创新模式。其新模式的核心是“围绕产业链部署创新链”，紧抓产业需求，开展科技端攻关。
最终，德国从工业1.0走向工业4.0，构建了“以产业为先导，以科技为支撑”的“德国科研+德国技术+德国产业”新模式。具体进程如下：
首先，在产业端，德国的中小企业发挥了重要作用。前文提到，19世纪末，德国企业就意识到了山寨货是存在很大问题的。此后，德国企业便围绕基础工业在核心工艺和核心产品上发力。这种转型带来的结果便是德国的许多中小企业都有自己的核心技术或产品，这也是“隐形冠军”之名的由来。此外，德国企业对国际科技创新方面的合作也十分关注。
其次，随着对产业竞争力的要求的提高，德国对应用技术的升级也极为重视。在政府的大力扶持下，一个全新的创新体系被构建起来。
德国成立了一系列著名的研究机构，包括马普学会、弗劳恩霍夫协会、亥姆霍兹联合会、莱布尼茨科学联合会。其中，马普学会侧重基础研究，亥姆霍兹联合会主要从事大科学研究，弗劳恩霍夫协会直接面向产业从事应用技术研发，莱布尼茨科学联合会主要从事面向应用的基础研究。
除了专业的研究机构，德国史太白技术转移中心等老牌转化机构也再度发力，为高校及企业提供专业化、国际化的服务。例如，史太白技术转移中心在50多个国家设立了独立核算、自主决策的专业技术转移机构或分中心，并且拥有众多附属机构、风险投资伙伴和项目合作者。此外，德国洪堡基金会、德国科学基金会等凭借自有资本或公共资金资助具有良好前景的科研项目。
最后是科研方面。1955年，联邦德国结束被盟军占领的状态，成为真正的主权国家。恢复主权后，联邦德国迅速成立了原子能部。1962年，原子能部改组为联邦科学研究部，负责确定科研方向及重点、制定科技政策及管理科研经费。1956—1969年，物理研究中心、材料研究中心、核研究中心、数学和数据处理研究中心、航空航天研究院等12个国家级研究中心相继成立。
1990年，两德完成统一。新德国政府进一步推动实施“产业—技术—科研”的战略。尤其是进入21世纪后，德国将科技创新作为国家发展长期战略，在各个层面给予了高度重视与支持。
2006年，为确保德国在以健康、通信、交通为代表的前沿科技领域处于优势地位，德国政府提出高科技战略计划。为了应对全球金融危机及其引发的经济、财政问题，同时为了在一定程度上应对气候、能源挑战，德国政府于2010年7月发布“德国2020高科技战略”，该战略的重点是从单纯技术领域转向需求领域，重点关注气候/能源、保健/营养、交通、安全、通信五个领域，希冀借此找到经济增长的新动能。2013年，在德国汉诺威工业博览会上，德国针对自身特点，提出工业4.0战略，旨在继续加强德国制造业的实力。2014年，德国发布《新高科技战略——创新德国》，从内容上来看，该新版战略具体包括数字经济与社会、可持续的经济和能源、工作环境创新、健康生活、智能流动、公民安全六大领域的部署，目的是加强协同创新，推动产学研合作，实现科技和产业发展的密切合作。2018年，德国出台了“高科技战略2025”，确定了12个优先发展主题，旨在促进科研和创新，增强德国核心竞争力，并提出到2025年实现科研经费支出占国民生产总值3.5%的目标。
可以看到，德国对科技创新的持续重视让德国得以成为欧洲第一经济强国。同时，德国企业在创新上“独具一格”，也因此诞生了诸多闻名世界的“隐形冠军”。
值得注意的是，尽管德国的科技与制造业很强，“隐形冠军”也很多，但是德国的创新系统并不是一个“颠覆式创新”的体系，而是“渐进性创新”的体系。究其原因，与它的“产业—技术—科研”模式有关：德国“专精特新”企业多，企业的策略是关注技术进步以提升全球竞争力，主要关注稳定性、连续性和渐进性。另外，德国重视汽车、机械等传统制造业，新兴产业不是它的发展重点。而德国人一旦形成共识，便会将制度、组织、资源都向这个方向倾斜，不会轻易改变。这一点与美国的冒险精神截然不同。
强大的德国其实一直是一个“均衡偏好者”，在创新与制造业之间寻找着最佳的点——一切科研和创新都是为了实现德国制造业的比较优势，而非颠覆世界，这种选择最终也造就了德国科技创新的模式。