基于專利計量的國家間技術競爭情報分析

侯劍華　屠一云

[摘要]隨著競爭全球化的加劇，技術競爭情報在服務于各國企業發展的過程中起著不可替代的作用。以智能手機領域為例，選取華為、中興、蘋果、諾基亞、索尼、夏普、三星、LG等八大企業分別作為中國、美國、日本、韓國的智能手機代表廠商，通過專利計量分析和信息可視化技術對德溫特專利檢索數據庫中的專利文獻數據進行分析。通過分析技術競爭情報，探測企業關注產業技術發展趨勢和新興技術、突破性技術，進一步識別技術的機遇和威脅，提出中國在智能手機領域的發展建議o

[關鍵詞]專利計量；技術競爭情報；信息可視化；智能手機

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2014.10.024

（中圖分類號]G250.252 [文獻標識碼]A [文章編號]1008—0821（2014）10—0119—05

在競爭全球化的趨勢下，技術創新在企業生存與發展中起到重要作用，服務于企業創新戰略和決策指定的技術情報也逐漸引起了人們的重視。技術競爭情報是指能給組織的競爭地位帶來重大影響的外部科學或技術的威脅、機會或發展的信息，以及這些信息的獲取、監控、分析、前瞻和預警過程。具體來說，技術競爭情報包括三方面：技術競爭環境，技術競爭對手和技術競爭策略。技術競爭情報在企業中的基本活動包括兩點——技術檢測和分析及機構檢測和分析。企業通過技術情報分析，可以掌握競爭環境中的科技變遷和發展趨勢。專利是由法定機關經過法定程序授予的描述知識產權的法律文件，可以作為技術創新與技術進步的一個強有力的指標，并且是作為技術研究與開發的最重要的成果表現形式，特別是核心技術幾乎都是以專利的形式獲得法律保護。因此，通過對專利進行計量分析可以探測智能手機技術的現狀和發展趨勢。本文使用信息計量類方法中的專利計量法，利用社會網絡分析與信息可視化工具來分析國際智能手機領域的技術競爭環境、技術領先者、新興技術以及技術競爭戰略等。對提升中國智能手機市場競爭力具有一定的參考價值和意義。

1 數據來源和工具方法

本文將Web of Science中的Derwent Innovation Index（德溫特創新索引）數據庫作為智能手機專利檢索的數據來源，運用信息可視化軟件工具對專利數據進行分析。在智能手機專利技術領域，2002年Symbian公司推出了第一臺Sym-bian智能手機7650，此后智能手機技術快速興起。本研究將檢索的專利數據時間段定為2002-2013年。從產業發展周期看，移動智能終端市場處于成熟期，所以在這一階段選取品牌認知度、市場規模、線下渠道執行力、線上渠道執行力4個維度描述廠商綜合執行能力。結合世界排名以及廠商綜合執行能力，選取華為、中興，蘋果、諾基亞，索尼、夏普，三星、LG分別作為中國、美國、日本、韓國的智能手機代表廠商。將以上八大智能手機廠商的專利數據作為樣本，根據能夠反映智能手機技術標準的IPC代碼檢索式IP）=（H04Q-007/032 OR H04W-088/002 OR H04W-088/004 OR H04W-088/006 OR H04M-001/073 OR H04W-052/002 OR G06F-003/041 0R G06F-003/042 OR G06F-003/043 OR G06F-003/044 OR G06F-003/045 OR G06F-003/046 OR G06F-003/047）進行專利數據檢索，并對數據進行了統一的標準化處理。

在研究方法和分析工具方面，使用社會網絡分析技術和CiteSpace軟件工具對檢索的專利數據進行計量和可視化分析。美國Drexel大學的陳超美博士在引文分析理論的基礎上，應用JAVA計算機編程語言開發了Information Visual-ization-CiteSpace信息可視化軟件，它是一種專門用于可視化分析各種文獻數據，反映知識的演化趨勢和熱點前沿的應用程序。運用該軟件對檢索的專利數據進行關鍵詞共現網絡分析，通過科學知識圖譜可以展現當前智能手機領域研究的基本專利技術。在關鍵詞共現網絡中，中介中心度的指標通常反映節點關鍵詞在網絡圖譜中“中介”的重要作用，一般是連接網絡中不同群組的關鍵節點。突現率代表著某一時期內該關鍵詞出現頻次的陡增情況，突現率越大，意味著該專利技術在某一時期使用次數增多的程度越明顯。

2 國際智能手機技術競爭環境整體分析

根據市場研究公司ABI Reaseareh發布的2013年第二季度全球品牌手機廠商銷售數據報告，截至2013年第二季度，世界排名前十的手機廠商為三星、諾基亞、蘋果、LC、中興、華為、TCL、聯想、宇龍酷派、索尼。世界前十的廠家中有4個是中國企業，但是應考慮到該排名是根據市場份額來統計的，中國的優勢在于是世界上最大的智能手機生產地和消費市場，而高端客戶群體仍被蘋果、三星等品牌占據，中國智能手機產業在科技創新上應加快步伐、有所突破，才能在國際智能手機領域占據優勢地位。

圖2顯示的是2002-2013年國際智能手機專利申請逐年發展的情況。不同的專利權人申請的專利數量不同，專利數量可以在一定程度上體現企業的技術研發能力。智能手機專利技術主要分布在三大板塊：計算處理和控制、通訊、半導體和電子線路。從21302-2013年期間與智能手機有關的專利數據共有43840條記錄。從該圖可以看出，隨著智能手機的興起和發展，涉及智能手機技術的專利申請量逐年增加。2002年申請相關智能手機專利且數量比重較大的手機廠商有索尼、夏普和三星。2008-2013年，智能手機技術的專利申請呈現大幅度增加，尤其是在2012年達到高峰。一方面是因為智能手機技術的創新發展；另一方面則是因為手機專利訴訟案頻現，企業的知識產權保護意識不斷增強。本文選取的八大手機廠商的專利數量共計7062條，占所有專利數量的16%。從專利持有數量來看，在所有的專利權人中，三星集團和m集團持有的專利數量分別排名第一第二，均接近2 000項，可以看出韓國智能手機產業在智能手機的技術領域處于領先地位。日本和美國的智能手機廠商持有的專利數量位于其次，而中國則與這3個國家相差較遠。endprint

3 國際智能手機前沿技術競爭情報分析

從整體上分析國際智能手機前沿技術，對2013年市場份額排名世界前十的智能手機廠商相關專利技術進行可視化分析。通過可視化分析可以看出，當前世界智能手機的核心技術發展領域集中在“觸摸屏幕”，“便攜式；手持”，“模擬輸入的細節安排”，“軟件產品”，“手動輸入設備”，“個人數字助理”，“個人備忘記事本”，“圖像和顯示處理”，“液晶顯示屏”等方面。其中，“觸摸屏幕”領域中的多點觸摸人機交互技術是研究的重點，即在一個觸摸應用界面上，通過人的手指觸點、手勢與外在物理物體接觸而達到直接人機交互的目的，增強了用戶體驗。此外，軟件產品開發也是智能手機發展的一大熱點。自2009年開始各大手機廠商都在紛紛推出自己的手機應用商店，來為手機用戶提供更多的軟件資源和智能服務，未來需要研發人員不斷開發出更加智能化的軟件產品來滿足手機用戶的多元化需求。

3.1 中國智能手機前沿技術競爭情報分析

企業專利地域布局是指企業的專利申請分布，即企業國內專利申請與國外專利申請及國際專利（專利的國際申請是指《專利合作條約》締約國的國民想要對某一技術向《專利合作條約》締約國中的一個或多個國家申請獲得專利保護時，可以按照《專利合作條約》所規定的程序，向《專利合作條約》所指定的受理單位或國際局，遞交指定語種的申請文件）申請的分布狀況及比例。專利號的前兩位代碼代表著向不同國家和組織所申請的專利，通過對專利號進行統計可以分析專利的地域布局，進一步可以觀察到產品發展的重點和潛在市場。從華為中興的企業專利布局來看，在國外和國際的申請比例為10.1%，在國內的申請比例為89.9%。以華為和中興為代表的中國智能手機廠商的專利布局在中國市場所占比例最高，即在國內申請占據絕對優勢，其產品和服務仍以國內為主打市場。但在國際市場占據的份額較低，中國智能手機正處于打開國外市場的快速發展過程。

通過CiteSpace信息可視化軟件系統繪制中國智能手機領域的專利共現網絡知識圖譜（圖1）。從網絡圖譜的整體來看，共現網絡中形成了以“觸摸屏幕”、“便攜式；手持”、“顯示的建設生產/測試模擬輸入的細節安排”、“手動輸入設備”等為核心的專利共現網絡群組，尤其是以“觸摸屏幕”和“便攜式；手持”為核心的兩個研究群組是整個專利共現網絡的核心群組，構成了中國智能手機專利技術的基礎。在共現網絡基礎上，統計出中國智能手機專利技術各個節點的計量指標。表1列出關鍵詞共現頻次最高的前15項專利節點信息。表中頻次的大小是指專利技術共現的頻率。

在中國智能手機專利技術專利共現網絡知識圖譜中，共現頻次較大的節點主要有“觸摸屏幕”、“便攜式；手持”、“模擬輸入的細節安排”、“手動輸入設備”、“圖像和顯示處理”、“程序管理”等，共現頻次最多的“觸摸屏幕”一詞的共現頻次達165次。這表明觸摸屏幕相關技術的研究在智能手機專利技術研究中占有重要的地位。而“便攜式；手持”等專利的共現頻次也達45余次。這表明智能手機的使用便捷和舒適度等相關問題也是近年來研究的主攻方向之一。“模擬輸入的細節安排”、“手動輸入設備”、“圖像和顯示處理”、“程序管理”等專利也保持了較高的共現頻次，表明了屏幕顯示、手機輸入、手機內部管理也仍然是智能手機研究的重要方向。另一方面，在選定的閾值下，共有3個關鍵節點（中介中心度大于0.2），“便攜式；手持（0.29）”、“共同操作的顯示（0.21）”、“模擬輸入的細節安排（0.4）”，這也充分表明了手機的使用便捷和舒適度、屏幕顯示、手機輸入在智能手機專利技術領域研究中的重要地位。

3.2 美、日、韓智能手機前沿技術競爭情報分析

運用CiteSpace信息可視化軟件進一步對美、日、韓國家智能手機專利文獻數據進行分析，通過對比高頻詞（表2）、突現率、中心度等網絡節點指標分析各國智能手機專利情況，探測不同國家智能手機技術的優勢與不足。

在美國智能手機技術專利共現網絡知識圖譜中，共現頻次較大（超過100）的節點主要有“觸摸屏幕”、“便攜式；手持”、“軟件產品”、“模擬輸入的細節安排”、“程序管理”、“共同操作的顯示”、“手動輸入設備”等。“共同操作的顯示”這一節點的突現率最大且明顯大于其他節點，這說明在該領域美國智能手機專利技術出現重大轉向。另一方面，在選定的閾值下，共有2個關鍵節點（中介中心度大于等于0.1），“手動輸入設備（0.11）”、“程序管理（0.1）”，這表明了手機的輸入設備與內部程序應用在美國智能手機專利技術領域研究中具有重要地位。

在日本智能手機技術專利共現網絡知識圖譜中，共現頻次較大（超過100）的節點主要有“觸摸屏幕”、“便攜式；手持”、“軟件產品”、“模擬輸入的細節安排”、“液晶顯示器”、“手持筆記本”、“撥號顯示使用”、“顯示面板”、“發光二極管驅動系統”、“共同操作的顯示”、“透明導電薄膜”、“電子靜態攝像頭”和“個人數字助理”等。其中，“共同操作的顯示”、“個人數字助理”、“多功能電話”這3個節點的突現率最大且明顯大于其他節點，這說明在這些領域出現技術轉向。此外共有4個關鍵節點（中介中心度大于0.1），“便攜式；手持（0.11）”、“液晶顯示器（0.11）”、“手持筆記本（0.23）”、“顯示面板（0.14）”，這表明了手機的使用便捷與舒適度及與屏幕顯示的相關問題在日本智能手機專利技術領域研究中的地位凸顯。

在韓國智能手機技術專利共現網絡知識圖譜中，共現頻次較大的節點主要有“觸摸屏幕”、“便攜式；手持”、“模擬輸入的細節安排”、“手動輸入設備”、“個人數字助理”、“圖像和顯示處理”、“手持筆記本”、“顯示的建設生產”、“透明導電薄膜”等。“位置數字值轉換器”、“多功能電話”、“共同操作顯示”、“數據交換”這些節點的突現率明顯大于其他節點，在這些領域韓國智能手機專利技術變化明顯。在選定的閾值下，共有2個關鍵節點（中介中心度大于等于0.15），“觸摸屏幕（0.16）”、“共同操作顯示（0.18）”，這表明了有關手機屏幕及操作的相關問題在韓國智能手機專利技術領域研究中占據重要位置。endprint

從整體的專利地域布局來看，中國智能手機在國際市場份額占據太小，而在國內市場地位也不處于優勢，國外高端品牌手機的市場份額比重大，國內3G市場建設不完善，以及4G時代的來臨，使得眾多國內手機面臨挑戰。從專利技術來看，與“觸摸屏幕”、“便攜式；手持”有關的專利技術是全球智能手機領域關注的主要熱點問題，美國和日本在與“軟件產品”相關的專利技術方面具有一定優勢。此外，美國還側重于研究手機輸入設備和屏幕操作顯示，而日本則在顯示屏方面獨具優勢，將其作為研究的重點領域。韓國做為持有智能手機專利最多的國家，在各個專利技術方面都有涉及，優勢較廣，重點研究領域主要包括手機屏幕及操作方面及通訊設備。中國智能手機專利技術與美日韓國家相比優勢不足，技術發展水平仍有一定差距。

4 國際智能手機技術競爭戰略及對中國啟示

技術情報系統與企業的戰略相互影響，而企業的戰略也定義了技術情報系統的觀察范圍。專利戰略是企業面對嚴峻的市場形勢，主動地利用專利制度提供的法律保護及有利條件有效保護企業自身，并充分利用專利情報信息，分析競爭對手狀況，進而推進專利技術開發，取得市場優勢。通過觀察國際智能手機的市場排名，可以了解在國際上具有較強競爭力的手機廠商。通過對國際智能手機的市場份額、專利數量、專利地域布局、前沿專利技術等綜合競爭態勢的分析，與美、日、韓國家主要專利技術和技術專向進行對比，借鑒國外專利布局和技術研發的優勢，為中國制定和完善相關專利保護制度，制定科學合理的企業專利戰略提供一定的參考依據。

4.1 穩定國內市場地位，積極開拓國際市場

華為公司和中興通訊是中國通信設備制造業的杰出代表，從1995年的早期發展階段，到2000年左右的快速成長階段，到目前面臨智能手機時代的調整發展階段。以中興和華為公司為代表的中國智能手機生產廠商應利用好本國科技扶持政策及在與智能手機息息相關的通信行業的優勢，進一步穩定在國內市場的地位，同時，應進一步增加研發投入，提高科研人員素質，特別鼓勵智能軟件的開發設計，增加在國外和國際的專利申請比例，實施全球研發和技術戰略布局，設立有效管理下的研發機構，聘請國際知名顧問公司對國外機構的運作進行咨詢，打造國際化戰略，在漸進式開拓國外銷售市場的同時拓展“研發市場”。

4.2 保護本國技術優勢，關注世界前沿技術

在過去30年中，中國專利制度在現代化、提高透明度、促進有效實施等方面都取得了長足的進步，相關部門應繼續完善專利制度，為經濟建設做出更大的貢獻。與此同時，跨國公司在華專利申請量密集，對本土企業創新有可能產生一定影響。從本研究的專利共現網絡知識圖譜和技術比較分析中可以看到，與“觸摸屏幕”、“便攜式；手持”有關的專利技術是2000年以來全球的研究熱點領域，中國智能手機廠商在此領域的技術已經進一步的完善和成熟，小米、聯想等近年來崛起的國內自主品牌應注重在國內和國外的專利技術保護，保持現階段的技術優勢，除此之外，將研究的重點放到智能手機的“程序軟件”，“手機輸入”，“屏幕顯示”等相關領域，時時關注美、日、韓國家智能手機技術的前沿動態，在手機系統與手機內部程序管理技術中有所創新，進一步關注智能手機的使用便捷度和舒適度，關注客戶體驗。對中國智能手機廠商來說，近年來的研究領域少有轉變，熱點技術領域較為單一，需要更多地去關注世界智能手機專利技術的前沿。

4.3 建立協同創新思維，轉換技術創新視角

創新分為兩種：第一種是從無到有的技術創新；第二種創新是技術的無序到有序。從四國的智能手機專利技術的高頻節點專利來看，基礎的技術領域都集中在一起。中國手機廠商應更注重技術創新，建立協同創新思維模式，從硬件、軟件、手機系統、用戶使用習慣等視角在現有的技術上進行協同創新。促進技術間的深度整合、緊密融合，集中優勢力量聯合攻關，通過全面開放、深度合作，實現價值創造、引領創新。另一方面，在無法短期內研發出有創新力和競爭力的操作系統的局勢下，應對軟件、手機系統等進行二次開發。除此之外，隨著4G時代的到來，中國手機廠商除了進一步消化吸收3G時代的創新成果，明確企業技術創新的方向，對4G智能手機專利技術相關領域進行積極地研發和申請。

（本文責任編輯：馬卓）endprint