本文从知识创造与知识地理溢出的双重视角出发，剖析人工智能在知识搜索“网络效应”和知识创新路径上的动态收益递增效应作用下，对于制造业技术创新的非线性效应，阐述人工智能通过知识流动、知识溢出的形式，推动邻近地区制造业研发强度增加、专业化分工，形成知识创新地理溢出的非线性效应。基于2012～2020年环渤海经济区、长三角经济区、粤港澳大湾区和成渝—关中经济区四大人工智能与智能制造融合发展先行区省域层面关键指标的面板数据，利用随机前沿生产函数和中介效应模型验证与分析人工智能对于制造业高质量发展的非线性效应。研究表明，在组织层面，应当以制造业产业集群为主体，有效发挥人工智能知识创造的“网络效应”，推动头部企业主导人工智能知识创造路径的探索及对集群组织的知识溢出；在区域创新体系构建层面，注重区域数字化水平的提高、知识基础设施的建设和软、硬制度要素的构建，促进人工智能对邻近地区制造业的知识地理的“非线性”溢出。