基于专利科技文献引用的湾区电子信息产业比较研究 ☆

曾敬

doi:10.15978/j.cnki.1673-5668.202006004

科学观察 ›› 2020, Vol. 15 ›› Issue (6) :32-37 DOI: 10.15978/j.cnki.1673-5668.202006004

研究论文

基于专利科技文献引用的湾区电子信息产业比较研究 ^☆

曾敬

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The Electronic Information Industry Comparison of Four Greater Bay Areas Based on Non-patent-references

Zeng Jing

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摘要

分析和比较全球湾区电子信息产业的知识演化特征,可探寻粤港澳大湾区该产业优劣势,进而制定有效的政策。该研究以Incopat作为专利数据源,通过分析专利引用科技期刊的情况,调研了四大湾区的电子信息行业科学技术关联特征。研究发现,粤港澳大湾区电子信息部分子行业已具备一定的竞争力,相较于其他湾区,粤港澳大湾区电子信息领域科学研究的成果产出数量少,同时被吸收和转化的水平也较低。就粤港澳大湾区内部而言,香港科学研究实力强,领先优势明显。加强粤港联合,充分利用两地优势发展电子信息产业;增强本土研究开发实力,促进原创性研究成果产生和转化是当务之急。

Abstract

The electronic information industry is one of the important battlefields in the global competition. Analyzing and comparing the knowledge evolution characteristics of electronic information industry in the global Greater Bay Areas is of great significance for improving the industry development in Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area. Using Incopat as the data source, the science-technology-industry relevancy of the industry in the four Bay Areas—Tokyo Bay Area, New York Bay Area, San Francisco Bay Area and Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area — were investigated by analyzing patent citation scientific documents (non-patent-references, NPR). The study found that the sub-industries in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area already have certain competitiveness, but the excellent basic research results is obviously insufficient, as well as the absorption of scientific research results by patents. Hong Kong has strong scientific research capabilities and a clear lead in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area. Strengthening the cooperation between Guangdong and Hong Kong, enhancing the strength of local research and development, and promoting the generation and transformation of original research results is a top priority.

Graphical abstract

关键词

电子信息 / 粤港澳大湾区 / 科学技术关联

Key words

electronic information / Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area / science-technology-industry relevancy

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曾敬. 基于专利科技文献引用的湾区电子信息产业比较研究 ^☆[J]. 科学观察, 2020, 15(6): 32-37 DOI:10.15978/j.cnki.1673-5668.202006004

Zeng Jing. The Electronic Information Industry Comparison of Four Greater Bay Areas Based on Non-patent-references[J]. Science Focus, 2020, 15(6): 32-37 DOI:10.15978/j.cnki.1673-5668.202006004

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1 引言

自2016年以来,美国调整了对华竞争战略,对中国进行了全面打压。为了遏制中国的科技进步,美国采取了一系列措施：一是通过立法、外交施压等方式,削弱中国自主创新的体制优势;二是通过扩大和强化外资审查、出口管制等的监管范围与程度,阻断中国获得美国先进技术的商业交易途径;三是有针对性地限制、监控中国赴美科技人员交流,限制中国利用美国的前沿科技教育与研发资源;四是精准打压中国的高科技企业,从供应链上限制中国企业的发展^[1]。中国被精准打压的企业中,最为著名的是粤港澳大湾区内的电子信息行业领军企业华为和中兴。据调查,近年来,广东电子信息企业研发成果使用费、产品许可费、委托研发费等知识产权费用的对外支出增长较快,占广东服务贸易费用对外支出的一半以上。技术专利外部授权受限使得广东的电子信息产业面临着较大的供应链断链风险^[2]。纵观中国电子信息产业发展,虽然规模大,但由于缺芯少核,产业大而不强。广东作为全国最重要的电子信息产业基地,产业安全问题不容忽视。要解决这一问题,必须从根本上改变核心技术受制于人的现状。增强自主研发能力,促进原创成果的产生和转化变得尤为重要。

从科技创新发展的全过程视角看,原创科技成果的产生往往经历基础研究—应用研究—技术开发—原型实验—产品生产—市场营销等阶段。科学研究是源头,如果没有科学研究的理论支撑,或者是方向性的知识,技术创新就好比无源之水。有学者系统研究过科学、技术与产业之间的衔接关系,认为各个产业创新规律、模式有各自的特点,产业的技术变化与科学研究的联系程度也有明显差异^[3]。清华大学中国企业成长和经济安全研究中心的学者基于这种差异,提出了“基于科学的产业”这一概念,指创新和发展频繁地依赖于科学上新的发现的产业^[4]。该中心的张鹏等^[6]系统梳理了“基于科学的产业”的理论框架,并提出了以专利数据为数据源的“产业科学关联度指数”,用于识别典型的基于科学的产业。他对国际专利代码（IPC）所代表的系列产业进行了数据分析,其中电子信息行业的核心环节——数据处理和计算在59个行业中位居上游,具有典型性。华南理工大学樊霞^[7]、贾建林^[8]、大连理工大学彭帅^[9]等人曾对生物医药产业、石墨烯产业、半导体和纳米科技等的科学与产业互动问题进行了探讨,但尚未有学者对电子信息行业做深入的分析。

电子信息领域是中美科技战的重要战场之一,是粤港澳大湾区重要的支柱产业。世界主要湾区都在电子信息产业上有独特的地位和优势。东京湾区是日本经济和电子信息产业发展最重要的核心地区之一,2017年电子信息制造业产值占到全国的20%。日本百强企业榜单中涉及电子信息产业领域的企业共25家,占据1/4,其中84%的企业总部位于东京湾区域。尽管旧金山、纽约的制造业就业比例整体下降,但是并不妨碍它们成为电子信息技术产业技术的策源地。旧金山的“硅谷”,纽约曼哈顿的“硅巷”,有大量的电子信息高新技术企业聚集,谷歌、苹果、微软等高科技巨头举世瞩目。

鉴于此,本研究拟从科学-技术关联的视角,分析和对比全球湾区电子信息产业的知识演化特征,目标是更客观、更深层次地认识电子信息产业发展的趋势和走向,为我国电子信息行业提升自主创新能力、缩短与发达国家的差距并实现产业追赶提供科学依据。

2 研究方法与数据

科学关联度是反映某一产业“基于科学”的创新特征的典型指标。Carpenter 将之定义为: 技术对科学的依赖关系,即指某一技术在知识上来源于或收益于科学的程度。科学关联度也就是“基于科学”的创新强度。在具体的计算上,专利的引文分析是最主要的计算方法。专利的申请往往需要引用其他文献,被引文献可以分为两类,一类是其他专利,另一类为非专利文献。非专利文献又包括期刊论文、会议论文、学位论文、研究公开、技术报告、学术图书等,即科学文献。非专利文献占比及其变换指标常被用于度量某个领域技术的科学关联度。本研究注重不同区域的比较而非产业间的对比,因此科学关联度采用了基础计算公式,具体如下：

$SL_{j}=\frac{P_{NPR,j}}{P_{total,j}}$

$ P_{NPR,j}$为该领域拥有非专利引文（Non-patent-references,NPR）的专利总量;$ P_{total,j}$为专利总数;j为特定区域。SL的值越大表明技术对科学的依赖性越强。

本研究所采用的专利分析工具为IncoPat。其收录了全球120个国家/组织/地区1亿余件专利信息,对22个主要国家的专利数据进行特殊收录和加工处理,数据字段相对完善。IncoPat全球专利信息每周更新三次,更新速度全球领先。其可以检索的字段达到260多个,本研究主要结合了申请人所在地址字段AP-ADD、引用非专利文献字段CTNP、国民经济领域字段BCLAS2,组合生成了各湾区的电子信息产业检索式。检索时间为2020年7月7日。2018年9月29日,为了实现产业与专利的对接,国家知识产权局编制了《国际专利分类与国民经济行业分类参照关系表（2018）》,参照该表,本研究对电子信息的主要子行业进行了检索和分析。值得一提的是,以往利用专利探讨“基于科学的创新和产业发展”的研究大多直接采用了专利的IPC分类作为产业分类标准,与产业的物理对应较差。前述的研究方案加强了专利与产业的物理对应关系,是本研究的主要创新点所在。

另外,考虑到专利 18 个月的时滞期,为形成湾区的有效数据比较,本研究的年度趋势比较主要关注2018 年前的专利数据。

3 实证结果分析

3.1 专利申请总量与有非专利引文的专利申请占比

表1描绘了四大湾区历年来电子信息行业的总体情况,截至检索日期,粤港澳大湾区的专利申请总量已经超过了其他三大湾区,但是有非专利引文（NPR）,即科技文献引用的专利比例与其他湾区相比还存在较大的差距。这说明粤港澳大湾区专利技术对科学研究成果的吸收不足,技术创新对科学知识的利用能力薄弱。不过,值得关注的是,从2015年开始,在NPR专利绝对数量方面,粤港澳大湾区已经赶超了东京湾区和纽约湾区（如图1）。

3.2 重要行业有非专利引文的专利申请情况比较

电子信息行业可细分为9大子行业,20个次级子行业。从数据上看,截至检索日,在信息安全设备制造、通信系统设备制造和通信终端设备制造3个次级子行业,粤港澳大湾区的专利申请总量已经位居四大湾区之首,有NPR的专利申请量均居于第2位,仅落后于美国旧金山湾区（如表2）。在计算机整机制造、智能车载设备制造、集成电路制造、敏感元器件制造及电子专用材料等领域,粤港澳大湾区整体处于劣势。集成电路制造方面的差距尤为突出,在该领域,粤港澳大湾区专利的科学关联度很弱,有NPR的专利申请量仅为14.91%,而其他湾区均在40%以上。

3.3 电子信息领域SCI论文分析

为了探究粤港澳大湾区集成电路领域专利的科学成果利用较差的原因——是科学成果供给不足还是科学技术成果转化问题,本研究采用Web of Science数据库,以SCI论文发文机构所在地作为论文归属标准,对比分析了四大湾区电子信息领域论文地域分布情况。

从电子信息的两个主要学科领域“电子通信（telecommunications）”和“工程电子（engineering electrical electronic）”的SCI论文总量来看,截至检索时间,美国、中国、日本依次位居世界前3位。从四大湾区表现可以看出（如表3）,美国两大湾区的知识创造均占有相当比重。东京湾区在日本的研究地位举足轻重,电子通信和电子工程两个学科的SCI发文量全国占比均达到50%以上。反观粤港澳大湾区,两个学科的SCI发文量全国占比分别为13.99%和13.56%,其中广东省占比为7.18%和6.92%,香港占比为6.81%和6.64%,二者旗鼓相当。与论文产出最高的旧金山湾区相比,粤港澳大湾区电子通信学科的发文量为其64.02%,工程电子学科仅为前者的49.36%。

3.4 电子信息领域专利引用文献的来源期刊分析

截至检索时间,分析电子信息领域专利的非专利引文期刊分布情况,发现Applied Physics Letters等20种期刊的被引用频次最高（如表4）。对这些期刊的论文作者的地域分布进行分析,可揭示电子信息专利技术所吸收的科学知识主要源自何处。从四大湾区在TOP20期刊的发文情况看,粤港澳大湾区的发文量仅仅相当于其他湾区的19.82%~26.8%。而广东地区在绝大多数期刊上的发文量不足粤港澳大湾区总量的50%。

4 结论与讨论

本研究对四大湾区电子信息行业领域的专利及其非专利引文文献进行了比较分析,并结合电子信息重点学科的SCI论文产出情况探讨了粤港澳大湾区与其他湾区存在差距的原因,主要结论如下。

（1）从年度趋势和绝对数量来看,粤港澳大湾区发展态势向好。自2015年起,粤港澳大湾区在有非专利引文的专利申请,即有科技文献引用的专利申请绝对量上已经超过东京湾区和纽约湾区;但有科技文献引用的专利占比远低于其他三大湾区,专利技术对科学研究成果的吸收十分不足。

（2）分行业领域看,粤港澳大湾区在信息安全设备制造、通信系统设备制造和通信终端设备制造3个次级子行业的累计专利申请量已经位居四大湾区之首,且有科技文献引用的专利数量均居四大湾区第2位,说明在这些次级领域,粤港澳大湾区已经具备了较好的竞争力。不过,粤港澳大湾区在计算机整机制造、智能车载设备制造、集成电路制造、敏感元器件制造方面、电子专用材料等领域整体处于劣势。

（3）从电子信息的两个主要学科领域“电子通信”和“工程电子”的SCI论文国家/地区分布来看,东京湾区在日本的研究地位举足轻重;旧金山湾区和纽约湾区是美国两个重要的研究地带;粤港澳大湾区在两个学科领域的发文量全国占比分别为13.99%和13.56%,具有一定的研究地位,其中香港研究机构的贡献值得关注。

（4）在“电子通信”和“工程电子”两个主要学科领域,与论文产出最高的旧金山湾区相比,粤港澳大湾区的发文量分别为其64.02%和49.36%,然而从电子信息领域专利高被引期刊的发文情况来看,粤港澳大湾区的发文量仅仅相当于其他湾区的19.82%~26.8%。这表明,相较于其他湾区,粤港澳大湾区电子信息科学研究的成果产出数量少,同时被吸收和转化的水平也较低。

针对上述情况,粤港澳大湾区电子信息产业要发展,第一,应综合利用广东和香港的优势,广东拥有雄厚的产业基础,香港具有领先的科学研究实力,将香港打造成为大湾区电子信息产业技术重要的知识供给源,广东作为先进成果落地转移转化的基地,可实现粤港两地双赢和协同发展;第二,应加快提升广东本土研究机构的科学研究能力,引导区域内电子信息相关学科的高质量发展,促进原创性研究成果的产生和转化,尤其应该加强体制机制创新促使科学研究从重数量到重质量,从重论文发表转变到重成果转化。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用

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