基于USPTO專利數據的全球技術創新態勢分析及我國的對策研究

賀德方

(中國科學技術信息研究所，北京100038)

作為全球最大的技術信息源，專利包含了世界90% ～95%的技術信息［1］。因其獨占性特點和所蘊含的巨大商業價值，專利日益成為國家核心競爭力的戰略性資源，專利制度也日益成為國際間產業布局的重要工具。當前，以專利戰略為主體的知識產權戰略已上升為世界各國創新戰略的核心，知識產權政策已經走到創新政策的最前沿。盡管創新系統包含元素眾多內部結構異常復雜，但從專利的角度，卻能相對容易地評價一個國家、企業、領域的創新和技術發展情況［2－4］，以揭示其創新能力和創新前景，因而受到學術界和政府部門的廣泛重視。本文利用專利數據，對中國創新戰略實施所面臨的國內外形勢進行了深入分析，繼而提出有針對性的政策建議，以期為建設創新型國家提供有價值的參考。

一、數據與方法

美國專利商標局(USPTO)的專利庫，收集了1976年以來的所有在美申請和授權的專利數據。中信所已獲得其全部專利數據信息，并進行了相關的數據清洗和規范工作，建成了美國專利檢索與分析平臺［5］。本研究即主要以USPTO的授權專利庫為基礎，對各國(或地區)專利數據進行分析。文中除引用或特別指出，所用數據均來自USPTO。與專利相關的時間包括申請日、公告日和優先權日，這里選用公告日為基準。對國別(或地區)的判定，以專利申請中的專利權人(即專利權利擁有人)所在地址為準。2010年的數據截止到2010年9月15日。文中的中國指中國大陸地區，不包括港澳臺地區。USPTO的專利類型包括發明專利、外觀設計專利、再公告專利、植物專利等，本研究分析的數據只包括發明專利。

二、全球技術創新態勢分析

(一)越來越多的國家(地區)參與到技術創新中，中國專利增長勢頭最迅猛

從USPTO專利數據可以看出，創新驅動經濟增長不再僅是高收入國家的特權，越來越多的國家參與到技術創新中。1980－1989年期間，USPTO共有授權發明專利58萬件，由78個經濟體獲得，其中專利數量前十位者占全部專利數量的97.3%;1990－1999年期間，USPTO共有授權發明專利93萬件，由109個經濟體獲得，其中專利數量前十位者占全部專利數量的96.3%;2000－2009年期間，USPTO共有授權發明專利146萬件，由130個經濟體獲得，其中專利數量前十位者占全部專利數量的94.7%。經過30年的發展，美國與日本占全部發明專利的比例有所下降，而韓國與中國臺灣則進入到主要專利經濟體的行列。

中國的專利數量快速增長開始于本世紀。從2000年的63件到2010年的1472件，中國在美專利數量增長了22倍，其增速高居主要經濟體的首位。2000－2010年，中國的年度美國授權發明專利數量排名從第16位上升到第12位，累計達到5182件，占全部美國授權發明專利數的0.32%(表1)。

2000－2010年，大部分經濟體的專利數量處于平穩發展期，只有韓國、中國臺灣和中國大陸表現出較強的增長趨勢，并呈現出一種跨越式增長的態勢(見圖1，因美國、日本專利數遠高于其他國家/地區，未在圖中顯示)。按照目前各經濟體的發展態勢，中國的年度美國授權發明專利數量在2011年可超過英國、瑞士和荷蘭，2012年超過加拿大，2013年超過法國。

(二)計算機與通信和電子與電氣領域技術競爭激烈

按照美國國家經濟研究局的化學、計算機及通信、醫藥、電子與電氣、機械及其他的專利分類體系［6］，進入21世紀以來，計算機與通信專利以及電子與電氣專利的絕對數量增長十分迅猛，從80年代初的排名靠后成長為專利數量最多的兩個大類，分別達到25萬件和22萬件。從增速來看，近30年間增速最快的分別為計算機與通信專利、電子與電氣以及醫藥，分別增長了8.7倍、2.7倍、2.8倍，遠高于其他領域。可見，這兩個領域的技術成長快速、專利競爭激烈。

表1 2000－2010年主要經濟體在美授權的發明專利的累計數量(單位:件)

圖1 2000－2010年主要經濟體在美授權發明專利數量的增長情況

圖2 六大類產業專利數量變化情況(單位:件)

東亞各經濟體在電氣電子和計算機及通信兩大領域的競爭更加激烈。日本、韓國等國家以及中國大陸和中國臺灣等地區表現出非常高的相似度，這兩類專利所占比例遠高于其他4個領域(圖3)，東亞各經濟體在這兩個領域的專利份額分別在36%～59%和23%～37%之間。這說明東亞各經濟體爭相在這兩大領域進行技術上的戰略布局。

(三)基礎研究與技術創新之間的關系愈來愈緊密

許多國家越來越鼓勵利用公共資源開展技術創新，重點是鼓勵大學和公共研究機構申請專利，并將發明專利進行商業化開發。這種政策變革產生了多方面的影響，最根本的是使得基礎研究與技術創新之間的關系愈來愈緊密，具體表現在3個方面。

首先，大學和科研機構所獲得的專利數量越來越多，比例越來越高。1980－1989年大學和科研機構共獲得專利10340項，占全部專利的1.78%;1990－1999年大學和科研機構共獲得專利30345項，占全部專利的3.25%;2000－2009年大學和科研機構共獲得專利49592項，占全部專利的3.39%。同時，需要特別指出的是，根據WIPO的統計，大學和科研機構的專利數量增速也遠高于全部專利的平均增速，1980－2010年，高校和公共研究機構的PCT國際專利申請量從1980年的不足30件到2010年分別超過1萬件和5000件，平均增速為35%和29%，遠高于整體PCT國際專利13%的增速［7］。

圖3 2000－2010年東亞各經濟體的專利在不同領域的份額分布情況

其次，公司與高校和科研機構合作獲得的專利數量越來越多。1980－1989年，公司與大學和科研機構合作共獲得專利433項，占全部專利的0.07%;1990－1999年，公司與大學和科研機構合作共獲得專利2686項，占全部專利的0.29%;2000－2009年，公司與大學和科研機構合作共獲得專利5614項，占全部專利的0.38%。

此外，越來越多的專利開始引用論文，大學和公共研究機構成為企業重要的知識源泉。論文一般代表了基礎研究的產出，而專利引用非專利文獻特別是論文數量的不斷增加，從一個側面表明基礎研究與專利產出之間的關系越來越緊密。數據顯示，1990－2011年美國商標專利局授權的專利有非專利文獻①非專利文獻涉及期刊/會議論文、學位論文、圖書、會議錄、科技報告、標準、公告等多種文獻類型，其中大部分為論文。引用的比例從25%增至55%，單個專利平均非專利文獻引用量從0.9篇增至8.3篇。

(四)技術創新日益國際化

技術創新的日益國際化主要表現為國際合作專利②這里的國際合作專利是指至少包括兩個專利權人，并且這兩個(或更多)專利權人不屬于同一國家。的數量及其所占份額不斷上升以及專利合作伙伴國家分布范圍越來越廣泛兩個方面。數據顯示，1980－1989年，USPTO共有國際合作專利802項，占全部專利的0.14%;1990－1999年，USPTO共有國際合作專利4327項，占全部專利的0.46%;2000－2009年，USPTO共有國際合作專利10936項，占全部專利的0.75%。再以美國為例，1980－1989年，美國共有國際合作專利419件，占其全部專利的0.13%，是與25個國家(或地區)合作的結果;2000－2009年，美國共有國際合作專利7082件，占其全部專利的0.95%，是與58個國家(或地區)合作的結果。日本、德國、英國、加拿大和法國一直是美國最重要的專利合作伙伴國家。

三、中國面臨的問題與挑戰

(一)中美之間的技術對比差距在加大

這表現在我國在美專利數量快速增長的同時，美國也大量在我國申請專利。為便于分析，作者仿照貿易逆差的思路，給出專利數量逆差的概念:即兩國之間互相在對方獲得的發明專利數量的差額。由于中國在美國申請專利的工作起步較晚，近年來中國與美國之間的專利數量逆差反而呈現增長的態勢，從2000年的1000多件增加到2010年的1萬件左右(圖4)。特別是從2006年開始，美國的中國授權發明專利數量開始大幅度上升，造成兩國的專利數量逆差在加大。

造成這個問題的主要原因是我國對美發明專利獲授權比率低。2000年，中國的美國授權發明專利只有63件，中國知識產權局授權的國內發明專利數為6177件，“走到美國”的中國發明專利只是國內授權數的1%。2010年，中國的美國授權發明專利達到1472件，中國知識產權局授權的國內發明專利是79767件，“走到美國”的中國發明專利占國內授權數的1.8%，比2000年略有提高。可見，絕大部分的國內專利并沒有向美國專利商標局提交申請。與之相反的是，美國專利“走到中國”的步伐則在加快。2000年，美國的中國授權發明專利1475件，美國專利商標局授權的本國發明專利73366件，“走到中國”的美國發明專利占國內授權數的2%。2010年，美國的中國授權發明專利10985件，美國專利商標局授權的本國發明專利71334件，“走到中國”的美國發明專利占國內授權數的15%。可見，美國越來越重視在中國市場的專利申請與保護，也是美國跨國公司知識產權輸出戰略在全球范圍內擴張的體現。

圖4 中美互相獲得的發明專利及逆差

圖5 主要經濟體在主要專利技術領域的發明專利授權數量分布情況

(二)中國缺少優勢技術領域且技術領域分布范圍較窄

對比主要經濟體在6大類技術領域的專利分布情況可以發現，美國、英國、法國、瑞士等老牌發達國家的專利數量分布份額在各技術領域的差別相對較小(圖5)，德國也只是在機械領域的專利數量分布高于其他經濟體。前文提到，東亞各經濟體在計算機及通信和電氣電子類領域競爭激烈，而中國在這兩個領域的專利數量遠遜于其他3個經濟體。以電氣電子類為例，中國的美國授權發明專利有2803件，而韓國有28431件，中國臺灣有34316件，日本有151778件。中國若想突破全球專利包圍圈，還需要在今后持續付出更大的努力。

同樣依據美國的專利分類體系，從2000年到2010年，中國電氣電子類、計算機及通信類、其他類、化學類專利、機械類、醫藥類專利分別有2266件、1217件、1109件、896件、718件、408件，分別排在美國分領域授權發明專利國家排行榜中的14位、17位、14位、19位、17 位、19 位，沒有特別突出的領域。而在36個細分的小類中，中國在天然氣、農業食品及紡織品、涂層、計算機外設、手術醫療器械、其他醫藥、交通、汽車發動機及零件、管道與接頭、插座、地面采掘及鉆井、服飾、娛樂設備、畜牧業等14個小類中的專利數量都小于100件，甚至有的只有十幾件，排名大多在20位以后，相對而言，中國在這些領域開展國際競爭更加缺乏專利技術保障。

(四)缺少核心專利，科學與技術關聯性較差

整體上看，我國企業專利積累少、專利意識差、整體質量不高。數據顯示，2000－2010年，中國的美國授權發明專利共計被引5412次，排在第23位，占總被引次數的0.07%，落后于專利數量的表現①美國專利數據庫具有非常完整的引文數據。專利引用與論文引用類似，一件專利被引用越多，說明該專利越接近核心專利或基礎專利。;被引用過的專利共1642件，僅占中國全部美國授權發明專利的31.69%，低于全球平均的59.64%，處于主要國家的最后一名。這一方面是因為我國專利數量較少、核心專利更少，得到引用的專利也較少;另一方面也是因為我國的專利權人不熟悉美國的專利申請制度，遞交的申請書對于專利的引用情況揭露不夠。由于專利地域性保護的特點，缺少核心專利，可能會給中國未來在美國的競爭對手留下很大的技術布局空間。

從表2可以看出，我國專利的科學關聯性與歐美等傳統強國具有較大的差距，但在東亞地區表現尚好。同時，我國大部分企業對基礎研究興趣低，難于跨越競爭對手已形成的專利壁壘，而跨國企業一般都很重視基礎研究。NSF的統計顯示，1980－2009年，企業投入和承擔基礎研究的比例分別占美國基礎研究總投入額和總支出額的20%競爭。政府要讓企業充分認識到專利交易的好和18%左右［8］。這導致我國企業在與跨國公司競爭的過程中面臨著更大的挑戰。

表2 2005－2010年各國/地區專利的科學關聯性

四、對策與建議

(一)加強重點領域基礎研究戰略布局和技術瓶頸攻關

繞過競爭對手的專利壁壘，很重要的一個途徑就是加強基礎研究，利用新的科學方法、手段、公益或材料，開辟一片新的天地。在宏觀戰略上，我國可根據國外對我高技術出口的管制清單，重點圍繞我國戰略性新興產業的發展目標，有針對性地強化對重點領域的基礎研究布局和核心技術攻關。今后，我國應進一步強化相關的基礎研究戰略布局，加大對重點企業的基礎研究和支持力度，催生更多符合企業需求的重大技術突破，促進公共研究成果向應用轉化。同時，瞄準戰略性新興產業核心技術的升級換代需求，加強以企業為主體的技術瓶頸攻關，擴大我國企業申請專利的產業布局。

(二)引導企業切實提高專利意識，實施積極的專利戰略

在未來，需要更多的中國創新主體進一步加強創新意識和能力，并積極地走出國門、參與全球處，對轉讓、許可、質押自有專利的企業給予科技計劃項目優先立項、減免所得收益的稅收等優惠政策。引導企業樹立和增強專利意識，通過采取積極的專利戰略，利用核心專利技術提高核心競爭力，提升企業在行業中的技術領先地位，實施專利或特許權的轉讓實現知識產權的市場價值。進一步鼓勵企業實施積極的專利戰略，重視通過申請專利來保護自身的合法權益，鼓勵和支持企業將核心、關鍵專利技術上升為國家標準或國際標準，并利用核心專利技術提高企業在國內外核心競爭力。對于華為、中興等重視專利保護的企業，加大宣傳力度，發揮正面典型的引導作用。

(三)鼓勵企業構建“專利池”，通過產業技術聯盟提升國際競爭力

“專利池”是指兩個或多個權利人相互授權或向第三方授權的協議安排［9］，它已經成為企業應對技術壁壘、提升國際競爭力的重要手段。隨著國際專利壁壘的越筑越高，我國一些產業所面臨的競爭壓力也越來越大。特別是在我國有一定積累的領域，急需形成集團優勢突破國外的技術壁壘。這就要改變這些產業領域企業惡性競爭、各自為戰的現狀，需要大力支持企業構筑“專利池”等專利技術聯盟，聯合起來共同參與國際競爭，突破國際技術壁壘，搶占國際市場份額，提升我國企業的國際競爭力。

(四)進一步完善知識產權法規和政策體系和知識產權信息服務

將專利納入政府科技工作評價考核體系。加快技術信息服務平臺建設，大力發展專利信息數據庫建設和專利信息服務，形成社會化、專業化和網絡化的信息服務體系。面向重點技術領域和戰略性新興產業，應建立專門的支撐科技決策和創新的專利數據平臺，為政府的立項決策和對企業的支持提供決策支撐。

［1］中國科學技術大學公共事務學院.專利概論［EB/OL］.［2012 －03 －01］.http://nes.ustc.edu.cn/.

［2］F M Henk，G Wolfgang，S Ulrich.Handbook of Quantitative Science and Technology Research［M］.Dordrecht:Kluwer Academic Publishers，2004:532 －547.

［3］A B Jaffe，M Trajtenberg.Patents，citations and innovations:a window on the knowledge economy［M］.Cambridge:MIT Press，2002.

［4］T Yao，W Yu.Innovation Quality in the Automobile Industry:Measurement Indicators and Performance Implications［J］.International Journal of Technology Management，2007，37(1/2):162－177.

［5］賀德方.基于事實型數據的科技情報研究工作思考［J］. 情報學報，2009，28(5):764－770.

［6］H Bronwyn，J Adam，T Manuel.The NBER Patent Citation Data File:Lessons，Insight，Methodological Tools［R］.Cambridge:NBER，2001.

［7］Economics and Statistics Division，WIPO.World Intellectual Property Indicators，［M］.Geneva:WIPO，2011.

［8］National Science Board.Science and Engineering Indicators2012 ［M］. Arlington VA:National Science Foundation，2012.

［9］美國司法部和聯邦貿易委員會.知識產權許可的反托拉斯 指 南［EB/OL］.［2012－03－10］.http://wenku.baidu.com/.