集成電路產(chǎn)業(yè)研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)特征分析
——基于產(chǎn)業(yè)鏈視角

吳菲菲，韓朝曦，黃魯成

(北京工業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京 100124)

0 引言

集成電路被稱為“現(xiàn)代工業(yè)糧食”，是培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、發(fā)展信息經(jīng)濟(jì)的重要支撐，具有基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性，提升集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平成為各國在高科技國力競爭中必爭的戰(zhàn)略制高點[1]。集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)復(fù)雜，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度專業(yè)化，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)張，競爭加劇、研發(fā)難度加大，分工進(jìn)一步細(xì)化，產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式由原來以IDM(Integrated Device Manufacturer，整合元件制造商)為主逐漸向上游Fabless(不涉及晶圓生產(chǎn)的設(shè)計環(huán)節(jié))+中游Foundry(晶圓代工)+下游OSAT(封裝和測試的外包)分工協(xié)作轉(zhuǎn)變[2]。國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)展水平不同，中興事件暴露出我國核心技術(shù)受制于人、極度依賴進(jìn)口、創(chuàng)新能力不足等問題[3]。因此，從產(chǎn)業(yè)鏈視角出發(fā)，分析集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)特征并認(rèn)清自身所處位置，對提升我國集成電路產(chǎn)業(yè)競爭力具有重要意義。

產(chǎn)業(yè)鏈的形成源于全球價值鏈分工[4]。隨著經(jīng)濟(jì)全球化，經(jīng)過長期市場競爭，企業(yè)在全球價值鏈中的位置逐漸明確，地位相對穩(wěn)定。由于“微笑”曲線的存在，位于價值鏈高端的企業(yè)獲利更多，上游企業(yè)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約和引領(lǐng)作用更強(qiáng)。因此，為了追求價值最大化，提高自身在產(chǎn)業(yè)鏈中的影響力，企業(yè)希望向價值鏈高端和產(chǎn)業(yè)鏈上游移動。然而，產(chǎn)業(yè)鏈升級并不能單純依靠投資實現(xiàn)，沒有長期持久的技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新能力大幅提高，企業(yè)難以改變自身地位。集成電路屬于高技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)技術(shù)復(fù)雜度較高，技術(shù)研發(fā)風(fēng)險大，企業(yè)要建立全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)優(yōu)勢極其困難。為了提高市場競爭力，深度融入產(chǎn)業(yè)鏈、在關(guān)鍵環(huán)節(jié)具備不可替代性、與產(chǎn)業(yè)鏈共同進(jìn)步，成為企業(yè)創(chuàng)新決策的目標(biāo)，產(chǎn)業(yè)鏈升級更是成為中國企業(yè)擺脫跨國公司低端鎖定的重要途徑[5]。

我國產(chǎn)業(yè)鏈研究以國外價值鏈與供應(yīng)鏈研究為基礎(chǔ)[6]。企業(yè)經(jīng)營發(fā)展需要“上家”和“下家”支持，三者共同構(gòu)成產(chǎn)業(yè)鏈的上游-中游-下游[7]。目前,產(chǎn)業(yè)鏈研究主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈對創(chuàng)新的影響、產(chǎn)業(yè)鏈整合與升級及產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)3個方面，具體研究內(nèi)容與代表文獻(xiàn)見表1。

表1 產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)研究內(nèi)容及代表文獻(xiàn)

以上研究從不同視角對產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行了分析，認(rèn)為嵌入價值鏈或產(chǎn)業(yè)鏈后，企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新績效會得到提升，并且效果是由嵌入價值鏈后的橫向或縱向合作決定的[9]。但是嵌入產(chǎn)業(yè)鏈后的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)具有什么樣的特征？這些特征又是怎樣影響創(chuàng)新績效的？解決以上問題對于擺脫低端鎖定、向產(chǎn)業(yè)鏈高端攀升具有重要意義。

產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)具有不同的技術(shù)特點，當(dāng)技術(shù)革新導(dǎo)致某一市場發(fā)生變化、消費者需求發(fā)生轉(zhuǎn)變時，市場需要基于應(yīng)用場景進(jìn)行自下而上或基于新興設(shè)計進(jìn)行自上而下的研發(fā)活動。此時，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間會根據(jù)自身技術(shù)優(yōu)勢，對子項目進(jìn)行研發(fā)創(chuàng)新，分析集成研究成果，整合相關(guān)生產(chǎn)要素[12]。因此，從產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)觀察集成電路產(chǎn)業(yè)研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)特征，探究各環(huán)節(jié)研發(fā)合作特點，可為產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展以及合作伙伴選擇提供指引。同時，有助于認(rèn)清我國企業(yè)在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)中的位置，進(jìn)而為我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈整體競爭力提升戰(zhàn)略制定提供依據(jù)。

目前，我國集成電路產(chǎn)業(yè)研究主要從產(chǎn)業(yè)整體及集成電路設(shè)計、制造環(huán)節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀展開，具體研究內(nèi)容及代表文獻(xiàn)見表2。

表2 集成電路產(chǎn)業(yè)相關(guān)研究內(nèi)容及代表文獻(xiàn)

上述成果為深入開展集成電路研究奠定了基礎(chǔ)。但是，基于產(chǎn)業(yè)鏈視角的集成電路產(chǎn)業(yè)研發(fā)合作研究相對缺乏，無法為處于產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)的企業(yè)發(fā)展提供針對性的指導(dǎo)，難以針對性地提出提高產(chǎn)業(yè)鏈整體競爭力、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的對策建議。為此，本文從產(chǎn)業(yè)鏈視角出發(fā)，將研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)嵌入產(chǎn)業(yè)鏈中，對產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、小世界性、無標(biāo)度等網(wǎng)絡(luò)特征進(jìn)行分析，探究嵌入產(chǎn)業(yè)鏈前后研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)特征及誘因，并揭示我國集成電路產(chǎn)業(yè)研發(fā)合作與國外的差距。

1 研究設(shè)計

1.1 研究數(shù)據(jù)

集成電路產(chǎn)業(yè)鏈分為上游集成電路設(shè)計、中游集成電路制造和下游集成電路封測3個環(huán)節(jié)[22]，每個環(huán)節(jié)包含多道工序(見圖1)。各環(huán)節(jié)具有不同的特點，技術(shù)要求也不同。集成電路產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 集成電路產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

產(chǎn)業(yè)鏈上游設(shè)計環(huán)節(jié)用的主流技術(shù)為40～28～16/14nm，先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)已經(jīng)入10nm領(lǐng)域，7nm工藝也在研發(fā)之中。產(chǎn)業(yè)鏈中游最重要的是晶圓制造，對資金和設(shè)備要求很高[23]。企業(yè)為了保持自身競爭力，每年用于設(shè)備采購等資本性開支比例較高。從65nm開始，晶圓制造生產(chǎn)線投資呈幾何增長，隨著集成電路制程節(jié)點縮小，制造技術(shù)難度成倍增加，能跟隨工藝發(fā)展的制造廠商越來越少[23]。2017年，傳統(tǒng)封裝形式(如SOP、TSOP、QFP等)逐漸被取代，先進(jìn)的封裝形式開始成為封測行業(yè)主流，其中扇出型封裝(Fan-out)是封裝技術(shù)領(lǐng)域的熱點[22]。

集成電路產(chǎn)業(yè)涉及多種技術(shù)，本文借鑒王文霄[24]基于集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)的IPC分類號和主題詞構(gòu)建的專利檢索策略，在德溫特專利數(shù)據(jù)庫中檢索下載1980-2016年相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)據(jù)共193 212條，檢索時間為2019年1月10日，剔除重復(fù)、缺失以及專利權(quán)人代碼為個人和非標(biāo)準(zhǔn)的專利數(shù)據(jù)后，獲得專利數(shù)據(jù)152 738條；提取并界定專利權(quán)人標(biāo)準(zhǔn)代碼大于等于2的專利共9 484項作為研發(fā)合作專利，統(tǒng)計每個專利權(quán)人擁有滿足條件的IPC分類號數(shù)量；剔除IPC分類號數(shù)量小于10的專利權(quán)人后，獲得專利權(quán)人815個；根據(jù)專利權(quán)人所屬產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)識別模型，將815個專利權(quán)人劃分到集成電路產(chǎn)業(yè)鏈3個環(huán)節(jié)中，上游共251個專利權(quán)人、中游462個、下游102個；最后，根據(jù)專利權(quán)人之間的研發(fā)合作關(guān)系，分別構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈整體、產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)以及各環(huán)節(jié)間的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)。

1.2 專利權(quán)人所屬產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)識別模型

研究嵌入產(chǎn)業(yè)鏈后的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)，首先要明確產(chǎn)業(yè)鏈劃分原則，但目前尚缺乏專利權(quán)人所屬產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的具體規(guī)定或劃分方法。為此，本文結(jié)合公司官網(wǎng)、行業(yè)報告、新聞以及專利等信息，提出專利權(quán)人所屬產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)識別模型，如圖2所示。

識別專利權(quán)人所屬產(chǎn)業(yè)鏈后，構(gòu)建嵌入產(chǎn)業(yè)鏈前后的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)，運用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論和方法，分析集成電路研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)特征差異，嵌入產(chǎn)業(yè)鏈前后研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。

產(chǎn)業(yè)鏈視角下，研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)既包括產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游3個環(huán)節(jié)的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)，也包括各環(huán)節(jié)之間的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)。具體而言，當(dāng)節(jié)點間合作關(guān)系存在上(中、下)游時，則被視為上(中、下)游研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)節(jié)點間合作關(guān)系同時出現(xiàn)在上中下游之間時，則定義為產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)間合作網(wǎng)絡(luò)。

1.3 集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析

1.3.1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模

節(jié)點數(shù)量反映網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，直接決定了嵌入網(wǎng)絡(luò)的主體能獲得的最大關(guān)系數(shù)。產(chǎn)業(yè)鏈中規(guī)模較大的研發(fā)合作網(wǎng)可以通過密集但不重復(fù)的合作關(guān)系增強(qiáng)主體競爭力，提高創(chuàng)新能力。產(chǎn)業(yè)鏈某環(huán)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的參與主體越多，即節(jié)點數(shù)越多，各主體獲得信息和資源的可能性越大，通過合作獲得的資源越豐富，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模反映了該環(huán)節(jié)相關(guān)企業(yè)對研發(fā)合作行為的偏好。

1.3.2 網(wǎng)絡(luò)小世界性

小世界性往往是網(wǎng)絡(luò)演化的必然結(jié)果，表征研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)中任意兩個主體之間的合作關(guān)系距離很短。在研發(fā)合作初期，多數(shù)企業(yè)傾向與熟悉的個體合作，組建獨立研發(fā)團(tuán)體。隨著研發(fā)活動推進(jìn)，個體行為的相似性會產(chǎn)生較多冗余信息，這時部分個體會從研發(fā)團(tuán)體外尋找有用的信息，使得研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)的小世界性凸顯[25]。若研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)具有小世界性，企業(yè)間的研發(fā)合作行為會在很大程度上受到距離因素限制。較高的聚簇程度會促成節(jié)點間相互信任和更緊密的合作，從而提高信息交流效率和準(zhǔn)確度；較短平均路徑長度有利于獲取新鮮的、非冗余信息，從而激發(fā)靈感，促進(jìn)研發(fā)合作[26][27]。但從產(chǎn)業(yè)鏈視角看，是否每個環(huán)節(jié)的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)均具有小世界性有待驗證。

1.3.3 網(wǎng)絡(luò)無標(biāo)度特征

節(jié)點度分布代表網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的合作主體數(shù)量，揭示了研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)可能具有的無標(biāo)度特征。若研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)具有無標(biāo)度特征，說明在研發(fā)合作活動中，多數(shù)主體傾向于選擇與具有大量合作關(guān)系的主體建立研發(fā)合作關(guān)系，因為這些主體擁有更多的合作對象，同時也擁有更強(qiáng)的研發(fā)能力，在選擇研發(fā)合作伙伴時擁有更多選擇權(quán)，因此與之合作能更便捷地獲取信息、資源及先進(jìn)技術(shù)。研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)的增長性和優(yōu)先連接性共同導(dǎo)致了無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的度服從冪律分布。產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)的合作要求與選擇行為是網(wǎng)絡(luò)是否具有無標(biāo)度特征的重要原因。

1.3.4 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點影響力范圍及主體特征

小世界性和無標(biāo)度特征與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中心性密切相關(guān)。高中心度有利于網(wǎng)絡(luò)小世界性和無標(biāo)度特征的形成，但僅測度網(wǎng)絡(luò)中心性不足以體現(xiàn)節(jié)點的影響力范圍，也不能揭示國家競爭力。為了進(jìn)一步測度網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的影響力范圍，擬采用以中間中心度、度數(shù)中心度、接近中心度為三維坐標(biāo)系的x、y、z坐標(biāo)軸，以節(jié)點在三維坐標(biāo)系中的坐標(biāo)到原點的歐式距離為半徑形成的1/4球狀區(qū)域表示節(jié)點影響力范圍，分析模型如圖4所示。

圖2 專利權(quán)人所屬產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)識別模型

a 產(chǎn)業(yè)鏈整體研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò) b 嵌入產(chǎn)業(yè)鏈后的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)

圖4 節(jié)點影響力范圍分析模型

雖然影響力范圍較大的節(jié)點數(shù)量不會很多，但是其影響可以迅速傳遍整個網(wǎng)絡(luò)，對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能至關(guān)重要[28]。若M點到原點的歐式距離大于N點到原點的歐式距離，則M點的影響力范圍大于N點的影響力范圍，M點的研發(fā)合作或政策變化等很容易影響到N點，但是N點幾乎影響不到M點。通過考察節(jié)點影響力范圍，明確各專利權(quán)人在產(chǎn)業(yè)鏈各層研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)中的影響力范圍，為進(jìn)一步分析國家競爭力奠定了基礎(chǔ)。同時，在產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展過程中，主體之間通過合作實現(xiàn)關(guān)聯(lián)、捆綁，加深產(chǎn)業(yè)鏈融入程度，穩(wěn)固企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中的地位。通過對節(jié)點影響力范圍較大的節(jié)點代表的主體特征進(jìn)行分析，可以明確產(chǎn)業(yè)鏈合作是否建立在主體信任的基礎(chǔ)之上。

2 結(jié)果分析

2.1 集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作專利數(shù)量分析

雖然集成電路產(chǎn)業(yè)專利數(shù)量很多，但無論是產(chǎn)業(yè)整體還是產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，絕大多數(shù)合作專利數(shù)量未超過對應(yīng)總量的10%(見圖5)。根據(jù)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作專利數(shù)量變化情況，并考慮各階段時間長度的可比性，將集成電路產(chǎn)業(yè)嵌入產(chǎn)業(yè)鏈前后的專利申請情況分為4個階段，如圖6所示。

(1)階段1：產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期階段(1980-1989年)，企業(yè)技術(shù)特征和優(yōu)勢形成時期。集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作專利從無到有，合作水平較低，產(chǎn)業(yè)鏈整體從1984年開始出現(xiàn)1個合作專利，產(chǎn)業(yè)鏈上游和下游直到1989年開始出現(xiàn)2個合作專利，中游在1987年出現(xiàn)1個合作專利。該階段的特征是以獨立研發(fā)為主，尚未形成開放合作的自信。因此，合作專利數(shù)量有限，對于合作研發(fā)的認(rèn)識局限于產(chǎn)業(yè)鏈配套和鞏固自身地位。

(2)階段2：產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展階段(1990-1998年)，產(chǎn)業(yè)競爭演化為產(chǎn)業(yè)鏈競爭?？焖俪薪由嫌窝邪l(fā)成果并高質(zhì)量、低成本地實現(xiàn)中下游產(chǎn)品功能成為產(chǎn)業(yè)鏈競爭的焦點。因此，該階段研發(fā)合作專利數(shù)量增加主要得益于產(chǎn)業(yè)鏈中游合作專利數(shù)量的增加。產(chǎn)業(yè)鏈中游涉及的關(guān)鍵技術(shù)多且復(fù)雜，需要持續(xù)且大量的研發(fā)投入支持，領(lǐng)域內(nèi)人才知識差異性大，因此廣泛尋求合作才能提高研發(fā)效率、降低研發(fā)風(fēng)險。

(3)階段3：產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展階段(1999-2004年)，產(chǎn)業(yè)鏈配套逐漸形成，共演機(jī)制逐步建立，產(chǎn)業(yè)鏈上游引領(lǐng)對于產(chǎn)業(yè)鏈未來發(fā)展的作用至關(guān)重要，而下游的完善也影響著產(chǎn)業(yè)鏈獲利，研發(fā)合作基礎(chǔ)以及相關(guān)技術(shù)累積使專利基數(shù)增加，因此產(chǎn)業(yè)鏈整體研發(fā)合作專利數(shù)量呈快速增長趨勢。雖然產(chǎn)業(yè)鏈中游的合作專利數(shù)量仍然最多，但是呈現(xiàn)出先增長后下降的趨勢，產(chǎn)業(yè)鏈上游和下游的合作專利數(shù)量上升趨勢較為穩(wěn)健。

(4)階段4：產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟階段(2005-2016年)。經(jīng)過長時間的激烈競爭，各企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中的位置趨于穩(wěn)定，產(chǎn)業(yè)升級難度加大。雖然2007-2008年和2013-2015年這兩個時期的專利數(shù)量有所反彈，但從整體上看，產(chǎn)業(yè)鏈整體研發(fā)合作專利數(shù)量仍呈現(xiàn)下降態(tài)勢。其中，產(chǎn)業(yè)鏈中游合作專利數(shù)量先趨于平緩，然后小幅增長，最后急劇下降后又反彈；下游合作專利數(shù)量從2007年開始急劇下降，到2010年基本沒有合作專利產(chǎn)生，此時下游封測合作行為主要發(fā)生在日本富士通公司；上游合作專利數(shù)量從2005年大幅下降后，波動不大，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上游設(shè)計環(huán)節(jié)的技術(shù)和資金壁壘高，企業(yè)難以輕松進(jìn)退，研發(fā)合作行為較為穩(wěn)定。

圖5 集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)合作研發(fā)與獨立研發(fā)專利數(shù)量占比

圖6 集成電路產(chǎn)業(yè)鏈整體以及產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)合作專利數(shù)量分布

2.2 集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)規(guī)模分析

集成電路產(chǎn)業(yè)鏈整體研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)中共有613個節(jié)點，產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游分別有127、342和32個節(jié)點，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)間共有397個節(jié)點，嵌入產(chǎn)業(yè)鏈前后的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)如圖7所示。從網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？?，嵌入產(chǎn)業(yè)鏈后，各環(huán)節(jié)之間的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)規(guī)模最大，中游制造環(huán)節(jié)次之，這與集成電路產(chǎn)業(yè)模式變化有重大關(guān)系。

現(xiàn)在集成電路產(chǎn)業(yè)模式主要為Fabless(不涉及晶圓生產(chǎn)的設(shè)計環(huán)節(jié))+Foundry(晶圓代工)+OSAT(封裝和測試的外包)，該模式促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)鏈上中下游3個環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系與合作，如設(shè)計環(huán)節(jié)會與制造、封測環(huán)節(jié)主體合作研發(fā)，有利于制造、封測的工藝信息、設(shè)計信息流動。如果沒有產(chǎn)業(yè)鏈條上的信息共享以及研發(fā)合作，而是各個環(huán)節(jié)單獨研發(fā)合作，會造成產(chǎn)業(yè)鏈上下游銜接不暢，不利于整個產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

2.3 集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)小世界性分析

嵌入產(chǎn)業(yè)鏈前后的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)小世界性指標(biāo)見表3，其中產(chǎn)業(yè)鏈整體研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)的小世界性顯著，上游和中游研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)具有小世界性，而產(chǎn)業(yè)鏈下游和各環(huán)節(jié)間的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)沒有小世界性。由此可見，嵌入產(chǎn)業(yè)鏈前后的網(wǎng)絡(luò)特征不同，產(chǎn)業(yè)鏈整體的小世界性是由上游和中游決定的，該現(xiàn)象可從資金、技術(shù)特點以及各環(huán)節(jié)生產(chǎn)特點得到解釋。

表3 產(chǎn)業(yè)鏈視角下研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)小世界性指標(biāo)

圖7 嵌入產(chǎn)業(yè)鏈前后研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)

(1)上游設(shè)計環(huán)節(jié)和中游制造環(huán)節(jié)資金及技術(shù)壁壘相對較高，風(fēng)險較大，企業(yè)很難隨意進(jìn)入，創(chuàng)新需要通過充分利用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)資源、加強(qiáng)與其它節(jié)點合作與交流實現(xiàn)。雖然網(wǎng)絡(luò)主體數(shù)量較多，但主體間的信息交換頻繁，任意兩個主體之間的合作關(guān)系距離很短，進(jìn)一步促進(jìn)了小世界性的產(chǎn)生。而產(chǎn)業(yè)鏈下游的資金與技術(shù)壁壘相對較低，屬勞動密集型，受到技術(shù)層面的沖擊相對較小。

(2)下游生產(chǎn)活動對上游與中游的依賴性較強(qiáng)。進(jìn)入價值鏈的上游廠商越知名，下游封測企業(yè)的護(hù)城河越穩(wěn)固，此時主體之間的研發(fā)合作行為不活躍，研發(fā)主要發(fā)生在企業(yè)內(nèi)部，且是針對某類具體產(chǎn)品的。若合作研發(fā)導(dǎo)致利潤降低，而競爭較合作帶來的收益大，更多企業(yè)將堅持自主研發(fā)，故網(wǎng)絡(luò)不具備小世界性。

上游設(shè)計環(huán)節(jié)在確定設(shè)計方向時需考慮下游企業(yè)的制造技術(shù)、封裝技術(shù)等諸多因素。因此，集成電路的產(chǎn)生建立在產(chǎn)業(yè)鏈上中下游企業(yè)的密切協(xié)作基礎(chǔ)之上，但各環(huán)節(jié)間的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)不具備小世界性。各主體更傾向于與固定伙伴合作，并且聚集程度不高，節(jié)點間的信息流通效率較低，難以及時從上下游獲得信息或反饋。

2.4 集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)無標(biāo)度特征分析

對嵌入產(chǎn)業(yè)鏈前后的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)繪制節(jié)點的度分布曲線并進(jìn)行冪指數(shù)曲線擬合(見圖8)后發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)鏈整體、上游、中游以及產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)間的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點度分布曲線服從冪律分布，即網(wǎng)絡(luò)具有明顯的無標(biāo)度特征，而產(chǎn)業(yè)鏈下游研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)沒有無標(biāo)度特征，這是由網(wǎng)絡(luò)的增長機(jī)制和優(yōu)先連接機(jī)制決定的。

產(chǎn)業(yè)鏈上游、中游及各環(huán)節(jié)主體間的研發(fā)合作行為較下游需要承擔(dān)更多風(fēng)險，新加入的主體在考慮擁有合作伙伴時，會優(yōu)先選擇合作伙伴數(shù)量較多的企業(yè)、科研院所或高校，以迅速增強(qiáng)自身研發(fā)實力、增加研究成果產(chǎn)出，優(yōu)先選擇作用明顯，故無標(biāo)度特征顯著。由圖3可知，從2007年開始，產(chǎn)業(yè)鏈下游研發(fā)合作專利數(shù)量持續(xù)下降，至2010年僅為個位數(shù)。產(chǎn)業(yè)鏈下游研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)不滿足增長機(jī)制，故不存在無標(biāo)度特征。

圖8 嵌入產(chǎn)業(yè)鏈前后研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)度分布曲線

2.5 集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點影響力范圍及主體特征分析

本節(jié)通過計算專利權(quán)人在研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)中3種中心度在三維坐標(biāo)系中的歐式距離，測算節(jié)點影響力范圍，并對其排序(受篇幅限制，未列出)。

在產(chǎn)業(yè)鏈上游，排名第一的是日本瑞薩電子，該企業(yè)的中間中心度最高，說明瑞薩電子對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)信息流動至關(guān)重要，是上游網(wǎng)絡(luò)具有小世界性的原因之一，其研發(fā)合作伙伴選擇與研發(fā)合作活動變化在上游網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的影響最大。在產(chǎn)業(yè)鏈中游，日本日立集團(tuán)影響力范圍最大，其較高的接近中心度是主要原因，該節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點的信息流動渠道暢通。在產(chǎn)業(yè)鏈下游，日本富士通的影響力范圍最大，3種中心度也非常高，說明富士通是下游研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點。而在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之間，影響力范圍最大的仍是是日本富士通集團(tuán)，并且下游節(jié)點數(shù)量較少，一旦富士通集團(tuán)研發(fā)合作出現(xiàn)變動，將波及上游和中游。

影響力范圍較大的節(jié)點不僅有較大的研發(fā)投入[29]，本身也具有較強(qiáng)的研發(fā)實力，在整個網(wǎng)絡(luò)信息流通中起到了一定的橋梁作用。從影響力范圍較大的節(jié)點國家分布看，日本不僅在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)具有較為活躍的研發(fā)合作活動，而且在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之間也具有較大的影響力范圍，是目前集成電路產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域研發(fā)較成功的國家。美國僅次于日本，而韓國、德國、意大利等國家僅限在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之間具有較多的研發(fā)合作。我國在產(chǎn)業(yè)鏈上游僅有一個節(jié)點進(jìn)入研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)，且排名較低，雖然在中游、下游以及環(huán)節(jié)間的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目較多，但影響力范圍均排名靠后。這說明，我國集成電路產(chǎn)業(yè)研發(fā)合作活動受到國外市場影響較大，而國內(nèi)政策或市場等因素變動對國外的影響微乎其微。

在產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游，影響力范圍較大的節(jié)點均屬于日本，通過對這些節(jié)點的合作伙伴進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，有1/2以上的合作伙伴屬日本，研發(fā)合作伙伴多集中在本國，說明集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作活動建立在共同的文化和價值觀基礎(chǔ)上。另外，企業(yè)與高?；蜓芯克献饕差l頻出現(xiàn)，如上游的瑞薩電子與慶應(yīng)義塾大學(xué)、中游的日立集團(tuán)及日本獨立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所等合作，表明為了應(yīng)對產(chǎn)業(yè)鏈升級和維持價值鏈中高端位置，影響力范圍較大的主體也重視在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域保持領(lǐng)先。

3 結(jié)語

3.1 研究結(jié)論

集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展和競爭力提升依賴于產(chǎn)業(yè)鏈條各環(huán)節(jié)改進(jìn)[30]，產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)具有不同的技術(shù)要求，反映了不同的合作特點。基于產(chǎn)業(yè)鏈視角研究集成電路產(chǎn)業(yè)研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)能全面深入厘清研發(fā)合作特點、理解研發(fā)合作行為、預(yù)測研發(fā)合作趨勢，進(jìn)而為研發(fā)合作、產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)協(xié)同發(fā)展及產(chǎn)業(yè)鏈條整體能力提升提供具體對策建議。本文得主要結(jié)論如下：

(1)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有明顯的產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作特征。由于其具有高資金投入、高風(fēng)險、高技術(shù)依賴、高人才依賴等特點，企業(yè)難以獨立形成全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，研發(fā)合作是產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)化的必然選擇，而融入產(chǎn)業(yè)鏈合作網(wǎng)絡(luò)也成為企業(yè)生存發(fā)展的前提。集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上游、中游及各環(huán)節(jié)組織偏好合作研發(fā)。網(wǎng)絡(luò)中有聯(lián)系的節(jié)點數(shù)量越多、規(guī)模越大，組織越偏好研發(fā)合作，進(jìn)而拓展了組織獲取外部知識和信息的渠道；產(chǎn)業(yè)鏈下游網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小，網(wǎng)絡(luò)組織對研發(fā)合作的意愿并不強(qiáng)烈，這與集成電路產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式、產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)研發(fā)需求及技術(shù)要求關(guān)系密切。

(2)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作均圍繞固定核心企業(yè)的合作網(wǎng)絡(luò)展開。集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)具有的小世界性主要由產(chǎn)業(yè)鏈上游和中游的小世界性特征決定，反映出產(chǎn)業(yè)鏈上游和中游組織在選擇研發(fā)合作伙伴時，考慮到網(wǎng)絡(luò)“抱團(tuán)”現(xiàn)象，會選擇嵌入聚集的研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)中，以便從網(wǎng)絡(luò)主體獲取異質(zhì)性資源。同時，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)特點、自身信息和技術(shù)優(yōu)勢，通過減少合作主體間的平均路徑長度，高效充分地運用網(wǎng)絡(luò)資源，加快研發(fā)速度，增加研發(fā)深度，提高創(chuàng)新產(chǎn)出；產(chǎn)業(yè)鏈下游及各環(huán)節(jié)間的合作網(wǎng)絡(luò)資源較為分散，企業(yè)不愿進(jìn)行多主體外部交流，而是傾向于與固定伙伴合作，長此以往可能對產(chǎn)業(yè)新興技術(shù)失去敏感性，存在被新進(jìn)入者顛覆的風(fēng)險。

(3)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點對產(chǎn)業(yè)進(jìn)化具有重大影響。產(chǎn)業(yè)鏈上游、中游和各環(huán)節(jié)間研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)具有明顯的無標(biāo)度特征，產(chǎn)業(yè)鏈下游沒有無標(biāo)度特征。這說明，除產(chǎn)業(yè)鏈下游外，在集成電路產(chǎn)業(yè)研發(fā)合作中，僅有少數(shù)組織研發(fā)能力及核心競爭力較強(qiáng)，是產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)研發(fā)合作活動的樞紐。網(wǎng)絡(luò)資源初次分配后，在網(wǎng)絡(luò)作用下，向資源利用率高和具有核心競爭力的組織聚集，且度數(shù)高的節(jié)點通過與其它節(jié)點合作研發(fā)，向其它節(jié)點分配資源，實現(xiàn)了資源或信息的高效流動與利用。然而正由于此，度數(shù)較高的節(jié)點作用被放大，若該類節(jié)點運行出現(xiàn)故障，問題將會擴(kuò)散至整個網(wǎng)絡(luò)，給整個網(wǎng)絡(luò)運行帶來巨大風(fēng)險。所以，度數(shù)高的節(jié)點研發(fā)能力越強(qiáng)，其抵御內(nèi)外部環(huán)境變化的能力也越強(qiáng)，從而保證整個研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)的正常運行，保障產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定性。

(4)我國在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈合作網(wǎng)絡(luò)中尚未形成影響。產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)具有影響力的節(jié)點主要位于日本，其次是美國，我國在產(chǎn)業(yè)鏈上游亟待加強(qiáng)布局，在中、下游環(huán)節(jié)也亟需擴(kuò)大影響力、培育競爭力。

3.2 實踐啟示

研究結(jié)論對于提高中國在全球集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的地位和影響的意義在于：

(1)突出自身優(yōu)勢，穩(wěn)固在產(chǎn)業(yè)鏈中的地位，并據(jù)此融入產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)中。進(jìn)一步加大研發(fā)投入，進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈布局，增強(qiáng)中國在全球集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的影響，努力形成覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的國際競爭新優(yōu)勢。

(2)在產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游分別以日本瑞薩電子、日立集團(tuán)和富士通等影響力范圍較大且具有橋接能力的企業(yè)為核心，圍繞企業(yè)的技術(shù)配套，充分利用研發(fā)合作關(guān)系，形成研發(fā)合作網(wǎng)絡(luò)，依靠合作共贏形成產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)上的不可替代優(yōu)勢，從而提升國內(nèi)與其緊密合作企業(yè)的技術(shù)水平和競爭能力，最終實現(xiàn)追趕和超越。

(3)政府從直接投入改為在鼓勵開放合作上下功夫，激勵企業(yè)開展產(chǎn)業(yè)鏈合作研發(fā)，形成產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新生態(tài)。此外，政府應(yīng)培育一批在小世界網(wǎng)絡(luò)中具有橋接能力、在無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)中具有核心競爭力的企業(yè)或科研院所，通過研發(fā)合作改變國際合作形式，提高我國企業(yè)在該領(lǐng)域的競爭力。