技术领域优势的国际比较研究，本文主要内容关键词为：优势论文,领域论文,国际论文,技术论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：G644文献标识码：A
专利是一项赋予其发明者暂时垄断发明详细信息的法律文书。它允许发明者保护成果并从专利的传播中获益。当前，由于专利技术本身所蕴含的巨大商业价值，绝大多数国家都非常重视专利战略的实施，并通过各种措施不断加强对知识产权的保护。而国际上主要的专利申请授予机构，如欧美日专利商标局都对外开放其专利数据的检索与下载。制度层次的建设为学者研究各国科技政策、技术创新和技术领域优势提供了广阔的平台。
专利数据为致力于科学与技术研究的学者提供了一个独特的视角去理解和描述国家和组织的技术发展模式[1]。美欧等科技发达国家的科技管理部门已经利用专利数据进行国家和企业间的比较并定期发布年度报告，专利数据也被用来分析企业间技术全球化的特征和程度[2][3]，考察科学与技术的联系[4]。
1研究架构
一国在国际上申请的专利数量，一定程度上反映这个国家技术和经济的发展水平，预示着未来一段时期内的竞争优势[2]。本文沿用的基本假设是专利申请量较多的技术领域，技术创新活动愈加活跃，更能体现技术累积的程度。
Pavitt通过收集1963至1981年9个OECD国家在USPTO申请的涉及29个技术领域的专利数据，分析各国技术储能的特点与决定因素[5]。Archibugi和Pianta使用EPO和USPTO的数据，运用IPC分类码界定技术领域，比较了美国、日本和欧洲主要国家的不同的技术发展侧重点[6]。
本文旨在通过使用专利数据来比较中国和科技与工业发达国家在不同技术领域的优劣势，分析关于哪个国家专注于领导前沿技术、开发新产品和新工艺以及这些技术可能带来竞争优势的新机遇。为此，采用如下指标[1]进行评价与比较：
技术优势指数定义如下：
P[，it]表示对于国家i，在技术领域t所获得的专利数量；
表示国家i在所有技术领域获得的专利数量之和；
表示在技术领域t中所有国家的专利数量之和；
表示专利总量。它用于衡量各国技术间的比较优势。对于RTA值高于1的领域具有相对优势，低于1则相对疲弱。
快速增长领域指数指一国在技术快速增长领域申请专利占专利总量的份额。定义如下：
F[，it]表示国家i在技术快速增长领域t所申请的专利数。FGSI比率可被视为在快速变化技术中的技术优势。在某一技术领域FGSI值较高的国家较其他国家有可能受益于快速进入优势。
CV指数，用于判断一个国家已经建立领先技术或在更广泛层面上扩展其领先技术的科技能力，定义如下：
给定一个国家i，CV[，i]表示该国RTA的标准差与均值的比值，用来表示该国技术的集聚程度。
2数据来源与说明
本文采用USPTO专利数据库作为数据来源，它收录了从1976年到最近授权的专利全文信息。根据Iversen的研究[7]，使用USPTO专利数据分析的优势有：便于不同国家的专利活动在同一平台上进行比较；USPTO专利不仅通过了创新性的检验，同时也保证了实用性和商业性；在美国申请专利所需费用相对较低，专利涵盖的对象范围较大。
美国专利中最能体现技术创新水平的是Utility，被视同于发明专利(patents for invention)[8]。Utility专利数量近年来占到USPTO专利总量的90％。故本文主要统计发明专利的数量，将其视为创新成果的主要指标①。
为了最原始地反映专利申请时的技术类别和领域，采用最新公布的美国专利分类码(U.S.Patent Classification System，简称USPCS)。USPCS包含470个主类别，每个主类别又细分若干个分类别，在专利申请时必须具体指定唯一的主分类号。根据470个主类别确定专利的归属，可以避免统计时的重复计算。根据NBER的研究[9]，将470个主类别划分为6个大类和36个小类，6个大类包括Chemical(CH)，Computers＆Communications(CC)，Drugs&Medical(DM)，Electrical&Electronic(EE)，Mechanical(ML)和Others(OT)等。本文以36个小类划分技术领域，计算各项指数。
3数据分析与结果
3.1 技术发展的主要领域
在2001-2005年授权的专利中，Computers＆Communications和Electrical&Electronic领域的授权最多，分别为187159项和177308项，分别占五年专利总量的23％和22％。这表明进入21世纪，以计算机、通讯技术和电子相关产业为代表的技术领域创新活动频繁，成果卓著，发展迅速。
表1比较了1996-2000年和2001-2005年36个技术领域的专利数据，表明以半导体制造、计算机外设、光电技术、通讯技术、核与激光技术、计算机软硬件、电子设备等为代表的领域专利增长速度较快，超过30％，专利数量之和占总量的40％。而以农艺、食品为代表的领域专利数量下滑，下降幅度达23.6％。在增长最快的前十个技术领域中，全部归属于Computers & Communications和Electrical & Electronic类别，反映出这两个大的技术方向是目前各国都格外重视发展的领域和产业，是国际间技术竞争的战略重点。我国国家中长期科技规划纲要[10]也确定了包括核心电子器件、高端通用芯片及基础软件、极大规模集成电路制造技术及成套工艺、新一代宽带无线移动通信、高档数控机床与基础制造技术等16个重大科技专项，制定了利用十五年时间掌握一批事关国家竞争力的装备制造业和信息产业核心技术，使制造业和信息产业技术水平进入世界先进行列、向科技强国进军的发展战略。
3.2 RTA指数
(1)六大类别的专利分布与RTA指数
如图1所示，中国的专利数量中Electrical＆Electronic所占比重最大，Mechanical比重最少；美国相对分布比较均匀，Computers & Communications所占比重最大，体现出在信息时代的强势；日本的Electrical & Electronic和Mechanical平分秋色，而Drugs & Medical略低；德、法、英、意等欧洲国家各类分布比较均匀；印度的Chemical、Drugs & Medical、Computers & Communications所占比重比较大；而芬兰则侧重于Computers & Communications。
图1 2001-2005年所选十国六大类别的专利数量分布
表2计算了按六大类别为口径划分的技术领域的技术优势指数(RTA)值，中国在Electrical & Electronic上的RTA值最高。创新强国美国和日本各项RTA值差异不大，在1左右浮动，体现创新强国在各个技术领域均衡发展的特点。德国的ML、韩国的EE、印度的CH、英法的DM和芬兰的CC，RTA值均超过1.50，体现这些国家在上述领域的优势。
(2)36个技术领域的RTA指数
表3在计算RTA指数的基础上，比较了上述十国2001年至2005年在36个技术领域中各自的技术优势，同时统计出各国RTA值大于1的技术领域个数。
首先，在36个技术领域中，意大利、德国、法国、美国和英国均有15个以上的领域的RTA指数超过1，它们的RTA指数超过1的领域分别为20、19、18、16和15，表现出这些国家专利知识基础的宽度，在相应的领域中拥有明显的技术优势。而对于美国，尽管在USPTO申请专利具有得天独厚的优越条件，但优势领域个数却比不上意、德；这主要是因为美国的专利覆盖面比较大，各技术领域优势比较平均。
中国RTA指数超过1的技术领域个数达到了12个，其中在Electrical Devices上RTA值达到5.58，五年间在这一领域共申请了323项专利。而韩国、印度、芬兰等国RTA指数超过1的技术领域个数)虽然少于10个，分别为9、9与7，但仍然有自己的相对技术优势领域。韩国在Semiconductor De-vices领域的RTA指数达到2.96，印度在Organic Compounds领域的RTA指数高达11.59，芬兰在Communications领域则达到4.14。韩国在半导体材料加工领域开发出制造和控制纳米零件的新技术，积极进行纳米级元器件的研发与生产[11]，仅三星公司在闪存器件设计上就申请了51项专利。
第二，对于中国的12个技术领域中，Electrical Devices，Furniture House Fixtures，Heating等三个领域中国的RTA值在所选国家中最高。在这些领域中，RTA值超过1的其他国家与中国构成竞争关系。在Electrical Devices中，日本、印度的RTA值除中国外最高；在Heating中，芬兰和法国的RTA值除中国外最高；在Furniture House Fixtures中，美国、意大利的RTA值超过1。
值得注意的是，中国和印度的技术领域相比较优势，必须考虑各自国家的专利申请总体，他们的技术领域有时仅仅是在很小的申请总量上占据大的份额，这种技术优势不具有长期性和稳定性，但是可以作为它们在相应技术领域的累积成果。在此基础上加强研发投入、重点突破，形成真正的优势。相关研究表明，我国在最有可能的科学突破—技术突破集中在以下10个方面：下一个移动通信技术、下一代网络体系、纳米级芯片、中文信息处理值得注意的是，中国和印度的技术领域相对比较优势，必须考各自国家的专利申请总体，它们的技术领域优势仅仅是在很小的申请总量上占据较大的份额，这种技术优势不具有长期性和稳定性，但是可以作为它们在相应技术领域的累积成果。在此基础上加强研发投入、重点突破，形成真正的优势。相关研究表明，我国在最有可能的科学突破与技术突破集中在以下10个方面：下一代移动通信技术、下一代网络体系、纳米级芯片技术、中文信息处理技术、人类功能基因组学、生物制药技术、生物信息学、蛋白质组学、农作物新品种培育技术、纳米材料与纳米技术[11]。
(3)相关性分析
使用各国在36个技术领域的RTA值作为变量，分析国家之间技术优势的相关性。表4所示，在45对国家的相关性分析中，有7对(占15.6％)表现出显著的正相关性，分别是德国和法国(0.705)、日本和韩国(0.666)、英国和法国(0.423)、印度和法国(0.398)、印度和英国(0.395)、德国和英国(0.366)、美国和英国(0.350)，这表明这些国家之间的技术优势有一定程度的相似性，存在明显的竞争关系。而大部分国家之间的相关性不显著，说明各国的技术优势领域差别较大，这与各国采取的优先发展领域有关。
3.3 CV指数
从表3最后一行看出，美国和欧洲主要国家的CV指数较低，体现各自较为雄厚的科技实力，能够较大范围内有效配置资源，巩固已有技术优势，并努力开拓前沿领域的关键技术，容易捕捉到新技术革命可能产生的重大科技突破和技术变革，在科技强国中占据制高点。
对于所选国家而言，CV指数值高的是芬兰、中国和韩国，这表明它们在实施技术发展战略、提高科技实力和创新绩效上有所侧重。中国和印度同属发展中国家，面临将有限资源配置到优先发展的关键技术领域的共同课题。而属于创新型国家的芬兰[12]和韩国的经验[13][14]将有利于我国结合当前社会经济发展需求积极选择和重点突破国家关键技术，努力实现高新技术的产业化。
芬兰目前具有世界一流的竞争力，主要是政府长期重视发展教育，建立国家创新体系并增加科技投入，发展以信息产业为主的高新技术产业的结果。作为小国，芬兰没有能力涉足所有高科技领域，而是集中优势力量发展能够带动国民经济整体发展的重点领域。80年代芬兰就极有远见地着手开发电信产业，先后制定和修订了电信法等一系列法规，完全开放电信市场；90年代初，芬兰政府将信息社会作为其首要发展目标，并于1995年率先制定信息社会发展战略，并不断加大对科研以及新产品的研发投入；采取了直接支持企业进行研发的政策，通过国家技术开发中心等机构出资，吸引和鼓励大中小企业、高等院校和研究机构之间三位一体的合作机制。这些不仅为信息与通信产业的发展创造了有利环境，而且为芬兰信息技术产业全面发展并跻身世界领先行列奠定了基础。以信息技术为主导的高新技术产业已经成为推动芬兰经济增长的主要动力。
同样，韩国选择若干个对本国经济发展和科技进步具有重要战略支撑作用的科技领域进行重点投入，支持该领域的企业进行重点科技攻关，尽可能地在局部领域形成科技创新突破，进而带动相关产业技术的发展和国家整体科技实力提升。1991年韩国政府提出了长达10年的“先导技术开发事业”，确定17项高新科技研究项目作为国家优先发展的关键技术。1997年韩国制定并实施了《科技革新五年计划》，确定信息技术、生命科学、环境技术、能源技术、机电一体化和系统工程、新材料等六大领域作为国家战略产业。2000年韩国国家科学技术委员会再次将信息技术、材料科学、生命科学、机械电子学、能源与环境科学等列为韩国未来的主要科技发展方向。
2006年，中国发布了由2000多名顶尖科学家和科技政策专家历时一年多制定的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》[10]，部署了11个国民经济和社会发展的重点领域以及68项优先主题、16个具有战略意义的重大专项、8个重点技术领域的27项前沿技术、18个基础科学问题、4个重大科学研究计划，旨在通过大力增加研发投入、重点突破迫切需要科技支撑的战略性问题和重大瓶颈问题提升科技实力，增强自主创新能力，建设创新型国家。纲要明确指出，“选择具有一定基础和优势、关系国计民生和国家安全的关键领域，集中力量、重点突破，实现跨越式发展”。实施《规划纲要》，建设创新型国家，是全面落实科学发展观、开创社会主义现代化建设新局面的重大战略举措。
2005年美国政府确定的五大研发优先领域是反恐怖、能源与环境、纳米技术、信息技术及在分子水平上对生命的理解。这五大研发优先领域除反恐怖为特定时期的特色项目外，其余均为世界各国近年来一直重点发展和投资较大的领域。信息技术研究与开发是美国政府的投资重点。日本近年的科技项目预算中将生命科学、信息与通信、纳米技术和环境科学四大战略领域作为研发的重中之重。德国在一些传统领域保持较强的国际竞争力，如汽车、机械、医疗设备、化工医药制品等。近年来，德国政府把科技优先领域调整到具有跨行业影响的信息与多媒体技术、先进材料、生物技术与基因组学、生物医药、环境科学和微系统集成等领域。法国政府2006年公布了《2010年关键技术展望》报告，确定信息通信、交通运输、能源环境、生命医学和材料化学5大领域为未来4年的科技发展重点，并具体提出了83个具有发展潜力的技术项目，鼓励中小企业向这些领域积极投资。英国在航空、制药、生物技术、软件、多媒体、互联网和卫星通信、光电子等诸多领域有较强的竞争力，目前政府的发展方向是生物和信息技术。
3.4各国FGSI指数和EE领域分析
因篇幅所限，我们选定EE作为快速增长技术领域的分析对象。首先计算出1996-2005十年间以五年为时间段的专利增长平均速度为19.08％，然后通过计算某一技术领域t中增长速度超过19.08％的所有子类的专利数量总和。最后，按照FGSI的定义分别计算EE所涉及的技术领域的FG-SI指数。
技术领域的快速增长反映出在该领域创新活动的机会和取得成果的可能性。技术领域的集聚和专业化很大程度上影响这些快速增长领域的创新绩效。为度量二者关系，以FGSI指数为横轴、RTA指数为纵轴构建技术象限图，如图2所示。
图2技术象限图
对于一个特定技术领域，落在象限Ⅰ的国家在该领域处于领先地位，未来将继续巩固这种优势，属成熟型。落在象限Ⅱ的国家尽管目前在该领域内有优势，但由于领域内专业化水平低，这种优势极易丧失，属夕阳型。落在象限Ⅲ的国家两方面均处于不利位置，在追求科技竞争力上面临较大的障碍，属落后型。落在象限Ⅳ的国家，尽管还未取得在该领域的优势，但具备较强的发展潜力，属朝阳型。
中国在EE相关领域的RTA值在六大类别中最高。而所选国家在Electrical Devices、ElectricalLighting、Nuclear&X-rays和Semiconductor Devices领域上，大部分国家位于第一、四象限，表现出这些领域已经形成强强竞争的格局或呈现出较强的发展潜力和上升势头。而其他领域则多数位于二、三象限，反映出这些领域的衰势。
比较图3发现，中、韩、日在EE相关领域的RTA值比较接近，且位居前列，一定程度上构成竞争关系。中国的Electrical Devices，Electrical Lighting处于相对领先位置；而在Nuclear&X-rays、Semiconductor Devices上有巨大发展潜力，如能重点突破和扶持，必将成为优势领域；在Measuring&Testing处于落后位置。韩国的优势领域为Electrical Lighting和Semiconductor Devices；而在Nuclear和X-rays，Electrical Devices上可能成为优势领域；同样在Measuring和Testing处于落后位置。日本除了Measuring和Testing相对没有优势外，其余均有优势，在Electrical Devices，Electrical Lighting，Nuclear和X-rays，Semiconductor Devices处于领先位置，而这些优势领域恰恰是中韩的优势所在和重点发展的领域。
图3 EE相关领域：中(a)、韩(b)、日(c)比较
4结论与政策建议
本文使用专利数据来分析和比较国家间的相对技术优势，从一个侧面反映国家创新能力的绩效，具体得到如下结论：
中国政府和企业越来越重视专利战略，专利总量的增长速度近年来十分迅速，但在USPTO的专利申请量与授权量所占份额仍然很小。特别地，在反映专利质量的授权率和最能代表技术创新能力的发明专利所占比重上，远低于国际平均水平。这说明我国企业专利保护意识较之以前虽有提高但还相对薄弱，技术创新能力和利用专利成果的能力仍相对不足。我国在制定科技政策时，一方面应注意加快知识产权领域的法律制度建设，通过法律制度保护创新和研发的积极性，另一方面应注意引导企业增强自主创新能力，加快科技成果产业化，在提高专利数量的同时应该更重视提高专利质量。
2001-2005年间，以半导体制造、计算机外设、光电技术、通讯技术、核与激光技术、计算机软硬件、电子设备、动力系统、信息存储和测试测量技术等为代表的领域专利增长速度较快，是各国科技政策和发展规划中优先发展的关键领域。我国发布了中长期科技规划和“十一五”规划，为今后科技水平的提升奠定了良好的基础。国家制定科技政策将目前较为有限的科研经费投入到关键技术领域，但这远没有满足高科技产业发展的支撑条件和技术创新的需求，研发资金短缺仍是我国长期面临的课题。因此需要建立较为完善的多层次、多元化的投融资机制，通过设立高技术产业投资基金，吸引民间投资、社会闲散资金参与技术研发；建立风险投资的补偿与激励机制和政府信用担保制度；建立专门的中小企业银行、政策性银行，解决中小企业的融资问题；通过税收等政策，鼓励企业从事技术研发。在此基础上，产学研等机构如能将自身的实力、特色同国家优先发展的技术领域相结合，更有效地利用当前已有的技术优势进行创新和商业化应用，必能较快地提升国家和企业自身的竞争力。
通过计算RTA指数和FGSI指数，构建技术图，得到各国技术领域的优劣势和未来的发展趋势。中国EE类别中，Electrical Devices、 Electrical Lighting处于相对领先位置；而Nuclear & X -rays、 Semiconductor Devices有巨大发展潜力，可能成为优势领域。国家应当着重这些领域的产业基地和创新平台建设，一方面在高校、科研单位建立相关实验室、研发基地，加强学科建设，推动产学研合作交流；另一方面培育龙头企业，对这些技术产业进行整合并带动整个产业发展，形成具有国际竞争力的中国本土龙头企业。
注释：
①下文如无特别说明，专利数量的统计计算均指Utility，即发明专利。