光伏龍頭企業的技術知識定位研究

周　源，潘美娟，薛　瀾，李　欣

(1.清華大學公共管理學院，北京　100084；2.北京郵電大學公共管理學院，北京　100876；3.北京工業大學經濟管理學院，北京　100124)

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光伏龍頭企業的技術知識定位研究

周源1，潘美娟2，薛瀾1，李欣3

(1.清華大學公共管理學院，北京100084；2.北京郵電大學公共管理學院，北京100876；3.北京工業大學經濟管理學院，北京100124)

摘要：本文基于專利和社會網絡分析方法，研究在新的形勢下中國光伏龍頭企業的技術知識定位，探析光伏產業在國際創新網絡中的地位。從三方面分析技術知識定位：以專利地圖識別企業在產業鏈分布中的定位，以跨國專利引文網絡演進實現對企業在知識網絡的定位，以專利家族數據闡釋企業國際競爭布局的定位。發現中國光伏龍頭企業并不僅僅依靠產能擴張及低成本，而是在發展中逐步構建了技術創新的競爭力，一定程度上實現了新興產業的創新驅動發展。

關鍵詞：光伏；龍頭企業；技術知識定位；專利；知識網絡

中國光伏產業受2004年德國光伏補貼政策的帶動得以飛速發展,2010年后光伏產業進入劇烈調整期，陷入階段性過剩局面，賽維、尚德等龍頭企業一度面臨危機。很多研究對中國光伏產業的發展提出了批評，有些甚至認為光伏產業走上了單純依靠產能和補貼發展的錯誤道路，而沒有依照創新規律來培育和發展產業。因此，中國光伏產業的起伏、跨越式發展及其爭議，也使得實現對其正確的技術知識定位具有重要價值。

本文試圖從知識產業鏈分布、知識網絡及知識競爭布局三重視角來闡釋對中國龍頭企業的技術知識定位，以光伏產業為例，較為直觀地展現出龍頭企業技術知識的現狀、演化和戰略布局，通過明晰自身的技術知識定位，找準位置，實現創新突破。

1研究設計

1.1研究框架構建

企業的技術知識定位涉及多方位、立體式的參考與評估。本文基于知識產業鏈定位、知識網絡及知識競爭布局，構建了對龍頭企業的技術知識定位綜合分析框架，見圖1。

圖1　專利及知識網絡視角下的企業技術知識定位綜合分析框架

國家間的產業鏈分布體現著企業的重點發展方向和戰略定位，光伏產業鏈大致分為多晶硅原料生產、硅棒/硅錠/硅片生產、太陽能電池制造、光伏組件生產和光伏發電系統等環節。其中硅原料提純和切片為產業鏈上游，光伏電池加工和組件生產為產業鏈中游，光伏系統整合屬于產業鏈下游。通過區分中國在光伏產業鏈上與其他國家的分布格局，在重點發展的優勢區域的前提下帶動全產業鏈的發展。

通過引入社會網絡理論，基于專利引用數據構建跨國專利知識網絡，從微觀上詮釋知識溢出與知識吸收、技術追趕與創新集群的相關關系[1]。基于不同時間段的知識網絡演進態勢，反映企業在每一個階段知識網絡中的位置，判斷網絡中的知識貢獻方和吸收方，實現對企業技術成長軌跡的識別與未來技術定位。

在推進創新國際化進程背景下，積極利用全球知識資源、增強國際知識競爭布局，成為每個國家的必然選擇。企業專利在各國的國際化分布，反映了國家或地區的技術競爭水平與知識流動能力[2]。專利家族數量和戰略布局反映企業生產占有情況、專利覆蓋面及拓展全球市場上的戰略意圖。

1.2研究樣本及數據來源

隨著各國對太陽能開發的不斷重視，國際光伏市場的中心開始從德國、意大利、法國、西班牙向中美日等新興市場轉移，以中國、美國和日本為代表的新興市場成為新的增長點。本文依據2014年光伏企業全球排名及文獻查詢，選取了中美日三國16家全球代表性的光伏企業為研究對象。中國企業為英利、天合、阿特斯、韓華、尚德、晶科、晶奧、昱輝、江西賽維；美國企業為First Solar、SunPower、MEMC、應用材料公司；日本企業為夏普、京瓷、三洋。

文章基于全球專利信息平臺TI進行檢索，其中德溫特世界專利索引數據庫覆蓋96%的專利，是40個國家專利局審查員信賴的專利數據庫。由此，本文專利數據選取TI下的德溫特世界專利索引數據庫，采取專利權人名稱檢索式輔助以德溫特手工代碼進行復合式檢索策略。經過文獻、書籍查詢及專家討論，最終確定德溫特手工代碼，下載并獲取原始專利數據。

1.3研究方法

近年來，專利分析已應用于分析關鍵技術軌跡、探索新興趨勢、探究核心技術的研發能力及開放式創新下的產學研合作模式[3]。文章基于專利地圖，對企業核心技術進行聚類分析。專利地圖以專利為分析基礎，對相關詞匯的詞頻通過聚類分析生成主題地形圖，描述專利技術主題分布情況。通過對繪出的專利地圖進行對比、研究分析，做出相應的判斷和預測,獲取技術的研發動向、發展趨勢等重要信息。基于專利地圖法，對比中美日三國龍頭企業的產業鏈布局，實現對中國龍頭企業技術知識產業鏈定位。

知識網絡對分析企業的知識定位和知識流動具有重要作用，可利用引用網絡指標表征企業的知識位置[4]、測量企業間的知識流動[5]、預測技術發展趨勢和知識網絡的動力學演進[6]。首先，獲取16家企業共14235條專利數據，構建專利引用網絡；其次，采用Ucinet6將專利引用矩陣可視化。網絡節點代表企業，企業專利數量指代節點的大小，數量越多，節點越大；線代表知識流動即專利引用關系，線越粗，引用關系越強。根據核心-邊緣結構思想將網絡中的企業分為兩種類型：一種明顯處于網絡核心位置即技術領導者，另一種則處于網絡邊緣位置即技術學習者；以黑色實心表示處于核心位置的企業，白色方塊表征處于邊緣位置的企業。此外，文章還將中心性及結構洞等社會網絡指標用于分析核心企業控制資源的優勢與能力，進一步量化企業的技術知識定位。

發明人在取得技術成果后為保護其商業價值與市場競爭優勢而提出專利申請，繼而形成專利家族。專利家族指標既反映了企業專利申請地域的廣度，也反映了此專利潛在的價值。文章以專利家族數量和占比表現光伏企業的國際化競爭布局，企業的專利家族數量越多，表示該企業致力于發展全球市場的戰略意圖越明顯；專利家族占比表示專利在不同國家的布局，布局范圍越廣，表示該國專利越受到不同國家的技術保護，國際技術競爭力越強。

2實證結果分析

利用TI專利地圖功能生成全球范圍內的專利地圖，基于專利地圖中山峰、等高線密集程度觀察光伏產業的技術前沿和熱點分布，處于山峰的白色區域代表技術熱點。為進一步實現對中國光伏產業技術知識的產業鏈定位，文章對已生成的專利地圖進行二次檢索，生成中美日三國專利地圖(圖2-4)，對比中美日三國在產業鏈分布上的差異。

圖2中，中國核心技術分布集中，主要聚集在“實用模塊組裝、太陽能電池、硅錠電池、太陽能硅電池、硅片切割”等技術領域，集中在光伏產業鏈中游環節。

圖2　中國光伏產業技術知識專利地圖

圖3中，美國核心技術分布較為廣泛，分布在“等離子室反應器、氣室流動、沉積室蒸汽、介電層沉積、靜電、離子束、光學解決方案、涂層材料、流體清潔、拋光”等領域，側重在光伏產業鏈上游即材料提純等相關技術方面。

圖4中，日本核心技術多集中分布在“太陽能電池模塊、光電轉換解決、玻璃制造樹脂、絕緣材料光電轉換、硅錠坩堝、薄層稀薄氣體、太陽能電池解決方案、涂層材料方面、電池太陽能模塊、太陽能電池模塊、電力解決方案”等技術領域。

圖4　高校專利轉化模式影響機制

圖3　美國光伏產業技術知識專利地圖

圖4　日本光伏產業技術知識專利地圖

綜上可知，中國核心技術集中在太陽能電池的制造上，日本集中在電池和組件的生成與解決方案上，美國則集中在產業鏈上游，涉及到硅材料的研發和提取等相關技術。

文章依據16家企業在優先權年上專利數量的差異化特征，以1989年、2006年為截止年，基于專利引用數據構建1962—1989年網絡、1990—2006年網絡、2007—2013年網絡；之后利用Ucinet繪制出可視化的網絡圖，分析特定企業在每一個網絡圖中的位置及其運用網絡資源的技術創新能力。

由表1可知，平均距離表示任意兩個節點間的最短距離，數值越低，信息交流越容易，1990—2006年網絡節點的平均距離較小。基于凝聚性和孤立點的距離分別測量了網絡的凝聚性和離散性，隨著時間發展，網絡的凝聚性逐漸增強，孤立點數量日漸減少，企業開始注重與其他企業聯結。點出度指企業作為信息發送方，施引給其他企業的專利數量；點入度則指企業作為信息接收方，引用其他企業的專利數量。隨著時間推移，企業的點出度和點入度都越來越低，表示越來越少的公司的專利會被高度引用，企業開始注重自身核心技術的研發。

表1　不同階段的光伏企業社會網絡指標分析

基于企業引用數據構建的網絡圖，觀察那些重要且處于核心位置的企業，識別中國企業在知識網絡中的位置；分析企業間的引用與施引情況，判斷企業在發展過程中依靠內部知識還是外部知識。1962—1989年網絡圖中，光伏產業發展處于起步階段，融入到網絡中的企業僅七家。其中，日本的三洋處于網絡核心位置，中國僅尚德企業處于該時間段上，盡管專利數量相對占據優勢，但仍位于邊緣位置。

圖5中，夏普、三洋、京瓷及美國的應用材料和SunPower處于核心位置，且日本三家企業的專利數量較多，三者之間距離也較為接近，表明這三個企業的技術應用、文化背景也更為相似。相比之下，中國企業在該階段都處于網絡邊緣位置，說明中國企業在1990—2006年時間段的技術創新能力較弱，在網絡中扮演技術學習者的角色。

圖5　基于1990—2006年網絡圖

圖6中，除日本企業仍處于核心位置外，新晉企業中，中國的英利、天合和美國的First Solar進入網絡核心位置，且中國企業網絡節點較大。光伏產業網絡在該階段開始形成凝聚子群，中國的韓華、阿特斯、尚德、晶奧及美國的SunPower緊密圍繞在上述核心企業的周邊。表明光伏產業在該階段開始形成產業集聚，企業間緊密聯系，知識流動頻繁，基于信任形成一種強聯結的合作關系紐帶，保持技術距離的臨近性，提升知識溢出的吸收效率。

圖6　基于2007—2013年網絡圖

由表2可見，隨著時間推移，網絡中企業的中間中心性普遍呈現增長趨勢，表明企業控制資源的能力逐漸增強。1962—1989年網絡中，僅三洋和夏普具有一定的控制資源能力。1990—2006年網絡中，新出現了First Solar、SunPower、應用材料公司和京瓷，且較前一時間段的企業更具控制優勢，三洋較前一階段在網絡中控制資源能力明顯下降。在2007—2013網絡中，又新加入了天合、賽維、晶奧、英利、MEMC、韓華，盡管1990—2006年網絡中的所有企業(京瓷除外)在2007—2013年的中間中心性都有所增長，但中國的天合在這一階段獨占鰲頭，處于明顯控制優勢。

表2　16家企業在不同階段的中心度測量

在度數中心性上，1962—1989年網絡中，企業的點出度和點入度都較低，兩者大體保持平衡；1990—2006年網絡中，企業的點入度和點出度都有顯著增長，其中夏普、三洋、京瓷、SunPower及應用材料公司屬于高引用和高輸出企業，韓華則輸入高于輸出。2007—2013年網絡中，企業的點出度和點入度較1990—2006年都有所下降，16家企業均具有不同程度的輸出和輸入，表明隨著企業的不斷發展，企業不再完全依靠外部技術的吸收，開始注重自身技術的研發創新。

網絡引用數量等于企業點出度數量減去點入度數量。網絡引用數量的正負值分別表示企業扮演的知識貢獻者與知識學習者的角色。第一階段，企業間無明顯的技術創新優勢，網絡引用數量較少；1990—2006年，僅京瓷點出度高于點入度，表明京瓷在這一時間段是技術知識的貢獻者，其他企業則為知識吸收者；2007—2013年，夏普和京瓷作為知識溢出方，其技術知識被大多數企業所引用。中國企業相比美日企業而言，點入度和點出度均較低。

Burt提出有效規模、效率、限制度、等級度四種指標用于測量結構洞，其中限制度是關鍵。限制度指網絡節點所受到的限制程度，表示該行動者在整個網絡中運用結構洞的能力。表3的限制度和等級度指標可知，應用材料、SunPower由等企業相對其他企業來說具備較低的限制度和等級度，說明在整個光伏產業網絡鏈中受到的限制度較小，運用結構洞的能力較強，具有較強的靈活性和自主性。從有效規模和效率可知，1990—2006年，美國的SunPower、應用材料和FirstSolar占據優勢，其中英利在該階段的效率較高；2007—2013年，則表現為中國的天合、晶奧、英利、韓華、阿特斯、賽維在光伏產業網絡中的非冗余鏈接量較大，企業的鏈接價值較高。

表3　16家企業在不同時間段的結構洞指標測量表

注：帶*數值表示企業在網絡中運用結構洞的能力較強。

通過統計16家光伏企業的專利家族數量可知，中國光伏企業的國際化專利申請數量處于較高水平，且增幅大。以英利為首的中國企業專利家族數量在2013年為679個，其次，天合、阿特斯、韓華和尚德其專利家族數量也在110個以上。企業專利家族數量多，表明中國光伏企業在發展全球市場競爭中具備一定技術創新能力，同時也彰顯出中國在未來市場中開始注重技術開發、產品質量控制及提升國際技術競爭力的雄心。

專利家族占比反映了國家的國際專利布局情況，美國的First Solar、SunPower、應用材料公司和MEMC公司提交的國際專利較活躍，如MEMC公司在國外申請專利家族量為2055個，占比78%；First Solar占比66.4%。中國韓華和尚德國際化程度較高，分布國家范圍相對較廣，這與尚德以全球化視野拓展全球市場，在多個國家設立營銷機構、創建跨國戰略聯盟密切相關。其余七家企業的專利家族分布則較為單一，90%以上集中在中國。

3結束語

第一，產業鏈中游發展勢頭強勁，并仍需整合全產業鏈資源。中國在光伏產業鏈分布上明顯區別于美日國家。產業鏈中游的深入發展使得中國在電池與組件生產上仍占據著全球主導地位。盡管面臨“產能過剩、產業鏈發展不平衡”等問題，但龍頭企業在保持中游優勢的基礎上，貫徹發展技術性產業路線和企業一體化戰略，整合產業鏈上下游資源，提高產品競爭力。如英利以做大做全產業鏈為理念，涉足從多晶硅-硅片-電池組件-系統集成等全領域；天合、阿特斯、韓華等近些年開始朝上游的硅片和下游的系統集成發展；賽維LDK等則由多晶硅材料領域向下游突破。

第二，開始占據網絡核心位置，逐步形成凝聚子群。產業發展之初，很多光伏企業在國際知識網絡中處于從屬地位。隨著時間發展，以英利和天合為主導的龍頭企業在1990—2006年進入網絡核心位置，2007—2013年龍頭企業更是形成了緊密團結的知識網絡結構。盡管日本企業在專利數量上占據優勢，但中國天合、英利、晶奧、阿特斯、韓華卻占據網絡控制優勢。作為技術追趕型企業，通過與國外企業建立戰略合作關系，實現知識積累與創新，開始由技術引進方轉向注重自身內部知識創新與技術研發。

第三，開始嵌入全球市場，但國際化創新競爭格局存在局限。中國光伏企業的跨國專利申請數量較其他企業相比處于較高水平，且增幅大；但在專利家族國際布局上，則90%以上集中在中國，美日國家在此方面則具有較大優勢。

參考文獻：

[1]龔麗敏，江詩松，魏江.產業集群創新平臺的治理模式與戰略定位：基于浙江兩個產業集群的比較案例研究[J].南開管理評論，2012，15(2)：59-69.

[2]祁廷莉，李靖.用于知識流動測度的專利引文指標分析[J].中國基礎科學·科學計量,2014，2.

[3]ZHOU Y.Building global products and competing in innovation：the role of Chinese university spin-outs and required innovation capabilities[J].International journal of technology management，2014，64(2)：180-209.

[4]JIAN Cheng Guan，RICHARD C M Yam,CHIU Kam Mok,NING Ma.A study of the relationship between competitiveness and technological innovation capability based on DEA models[J].European journal of operational research,2006(3)：971-986.

[5]JU Y，SOHN S Y.Patent-based QFD framework development for identification of emerging technologies and related business models：a case of robot technology in Korea[J].Technological forecasting and social change,2014，5.

(責任編輯沈蓉)

Technological Knowledge Position of China’s Photovoltaic Leading Firms

Zhou Yuan1，Pan Meijuan2，Xue Lan1，Li Xin3

(1.Tsinghua University，Beijing 100084，China；2.Beijing University of Post and Telecommunications，Beijing 100876，China；3.Beijing University of Technology，Beijing 100124，China)

Abstract：This paper is based on patent and SNA method to explore China’s PV(Photovoltaic)firms’ technological knowledge position under the new situation，and analyzes the status of China’s PV industry in the international innovation network.The paper analyzes three aspects：identifying the distribution of the industrial chain by using patent map，constructing patent knowledge network with the patent citation based SNA method，interpreting firms’ international competition position with patent family data.We found China’s PV firms not only depend on the capacity expansion and low cost，but form the competitiveness of the technology innovation gradually in the developing process，and enter into the core position of the international innovation network，which achieve the innovation-driven drive development of emerging industries to some extent.

Key words:Photovoltaic；Leading firms；Technological knowledge position；Patent；Knowledge network

中圖分類號:G301/C18

文獻標識碼:A

作者簡介：周源(1977-)，男，上海人，博士，講師，助理講授；研究方向：公共政策，創新政策。

收稿日期：2015-09-28

基金項目：國家自然科學基金青年項目(71203117)，國家自然科學基金重點資助項目(71233005)，教育部人文社科青年基金資助項目(12YJC630324)。