粵港澳大灣區協同技術創新現狀與趨勢

李文輝，丘芷君

（華南師范大學經濟與管理學院/科技創新與區域發展研究中心，廣東廣州 510006）

1 研究背景

灣區經濟是區域經濟發展的高級形態，其本質上是開放型經濟和創新型經濟［1］。開放性、創新性和協同性是國際典型灣區的共同特征［2］。科技是支撐灣區經濟持續占領發展制高點的關鍵動力源和強大引擎，在世界三大灣區中，尤以有“科研灣區”之稱的舊金山灣區的科技創新元素最為突出，其得益于科技、教育、政府、產業的良性互動與深度融合，以舊金山灣區為代表的灣區經濟催生出強大的生產力、創新活力與產業聚集效應［3］。協同創新是落實國家創新驅動發展戰略、提高自主創新能力、促進科技與經濟結合的重要舉措，是深化科技體制改革、完善國家創新體系的關鍵所在，是轉變政府職能、發揮市場經濟下社會主義制度優勢的重大部署［4］。對于需要尋求合作機制、講究區域協調、區域合作的灣區經濟而言，協同創新顯得尤為重要。

粵港澳大灣區（以下簡稱“大灣區”）是我國開放程度最高和經濟活力最強的區域，具備建成國際一流灣區和世界級城市群的良好條件［1］。這個區域在國家發展大局中具有特殊的使命，不僅是國家的三大經濟核心區之一、中國改革開放的先行者和引領者、中國和世界連接的樞紐，更是在“一國兩制”的歷史使命中承擔特定的角色。因此，促進粵港澳合作的拓展、深化和提升，保障“一國兩制”下香港、澳門的長期繁榮穩定，支持香港、澳門融入國家發展大局，提升粵港澳地區在國家經濟發展和對外開放中的地位與功能，是粵港澳大灣區建設的主題和實質［5］。與世界其他灣區相比，粵港澳大灣區具有豐富的創新因子、成熟的資本市場、完備的產業體系，必將成為金融科技及產業創新的高地［6］。粵港澳大灣區是全球最具經濟活力的城市群之一，大灣區內11 個城市各有優勢，要實現產業協同發展、提升產業整體競爭力，必然要走協同創新發展道路。已有研究認為，應結合大灣區創新能力現狀進一步突破障礙，加大協同創新力度，利用全球科技創新資源建設跨區域合作創新平臺，打造創新合作共同體，并努力建設成為全球科技產業創新中心；發揮香港、廣州、深圳和澳門-珠海4 個科技創新極的創新引領和輻射帶動功能，積極融入國際創新網絡，建設全球科技產業創新中心［7］。

粵港澳大灣區協同技術創新的發展水平，對大灣區整個區域的協同水平和建設效果起著重要作用。合作申請專利有助于反映區域間的創新合作成果，而目前以大灣區城市合作申請專利數據為基礎，分析大灣區內城市技術創新協同發展特征的研究鮮見。本研究以粵港澳大灣區11 個城市合作申請專利的計量信息為基礎，分析大灣區城市協同創新發展總體現狀和發展態勢，以期為大灣區聚集創新資源、完善區域協同創新體系、開展創新及科技合作、提升在國家經濟發展中的地位與功能提供參考和借鑒。

2 研究設計和數據來源

本研究對象覆蓋了大灣區的所有城市，分析這11 個城市相互之間的協同技術創新發展特征，探究其發展的主要影響因素。合作申請專利是探討知識共享和創新合作最直接、最有效的方式，合作專利的計量信息可以很好地表征技術創新合作情況，在科學研究中可以反映科研合作網絡中相關節點基于創新活動所進行的合作程度［8］。本研究將在大灣區城市間合作專利計量分析基礎上，根據不同的劃分依據，對大灣區協同技術創新特征進行研究。

本研究的專利數據來源于國家知識產權局專利檢索及分析網站數據庫。根據檢索得到的有關專利信息數據建立原始信息數據庫，其中發明專利、實用新型專利和外觀設計專利均統計在內。通過對原始信息數據進行人工篩選，剔除系統無法自動識別的部分，包括對申請人為中央機構、企事業單位在某省總部或其外設機構，以其實際地址歸屬進行統計，申請人為自然人而無法判別其所在省份的專利未統計在內。然后，以申請日截至2017 年12 月31 日，按自然年份進行分類匯總，形成可用于研究分析的有效信息，總計合作申請專利8 163 件（以下簡稱“樣本合作專利”）。

3 實證分析

3.1 時序特征：從數量速度型向質量效益型過渡

根據統計結果，大灣區11 城市最早從1992 年開始有合作專利申請，直到1999 年才有第2 件合作專利產生，2000 年之前僅有3 件合作專利。如圖1所示，2000—2017 年間大灣區的合作申請專利的數量增長率總體上圍繞均衡值上下波動，年均增幅為69.10%。

圖1 樣本合作專利申請數量的年度分布特征

根據階段特征，將2000—2017 年間大灣區協同技術創新發展大致分為3 個階段：

（1）階段1：2000—2006 年。在階段1，共合作申請專利72 件，占樣本合作專利的0.09%，合作專利申請數量呈現從無到有、年份間斷、緩慢上升的態勢，增長趨勢線的R2為0.032 6。此階段為技術創新協同摸索起步階段，協同強度較弱、水平不高，年均申請的合作專利數僅為8.33 項，年均增長率為59.36%。

（2）階段2：2007—2013 年。在階段2，共合作申請專利4 193 件，占樣本合作專利的51.38%，合作專利申請呈現數量較多、年份連續、穩步增長的態勢，增長趨勢線的R2為0.683 6。此階段為技術創新協同活躍成長階段，協同強度增大、水平提升，合作申請數增加、增長率上升較快，在2013 年增長率達到峰值，當年的合作專利申請量達到2 386 件。該階段年均合作申請專利數大幅增長至599 件，年均增長率為118.08%，與前一階段相比增速翻倍。

（3）階段3：2014—2017 年。在階段3，共合作申請專利3 895 件，占樣本合作專利的47.72%，合作專利申請呈現數量多、年份持續、緩慢回升的態勢，增長趨勢線的R2為0.675 9。此階段為協同技術創新逐漸成熟階段，協同強度和水平較高，其中由于2013 年的合作申請量較大，在所統計年份中數量最多，因此2014 年相比呈現負增長率，此后年份增長率有所回升，但增速較緩，年均合作申請專利數下降為973.75 件，年均增長率為-6.89%。

從中可以發現，粵港澳大灣區協同技術創新的發展階段與我國科技工作發展的推進科技與經濟相結合和實施科教興國戰略（1985—2006 年）、建設創新型國家（2007—2012 年）、實施創新驅動發展戰略和建設世界科技強國（2013—2017 年）3 個階段基本吻合［9］，也說明自粵港澳大灣區建設發展以來，大灣區城市的科技協同創新和創新累積效應呈現出積極的增長態勢。2012 年是實施“十二五”規劃承上啟下的重要一年，面對日益嚴峻的國內外經濟形勢，我國堅持創新驅動發展，全國發明專利申請受理和授權數量延續增長態勢，專利結構進一步優化，有力支撐經濟發展方式轉變［10］，粵港澳大灣區在這一時期國家戰略的指導下，2012—2013 年的合作專利申請數量呈現出快速增長趨勢；2013 年之后，合作申請專利增速放緩，這可能與新階段的經濟發展方式轉變相關，此時專利發展正逐漸從數量速度型向質量效益型轉變。

3.2 技術領域特征：新興核心技術領域較為集中

根據國家公布的國際專利表（2018 版）中8 個學部對應的技術領域分類標準和分類號，本研究將樣本合作專利劃分為21 個具體的技術領域。其中：農業、食品，煙草、個人或家用物品、保健，救生，娛樂歸屬于A 部類，即人類生活必需；分離，混合、成型、印刷、交通運輸、微觀結構技術，納米技術歸屬于B 部類，即作業和運輸；化學、冶金、組合技術歸屬于C 部類，即化學和冶金；紡織或未列入其他類的柔性材料、造紙歸屬于D 部類，即紡織和造紙；建筑、土層或巖石的鉆進，采礦歸屬于E 部類，即固定建筑物；發動機或泵、照明，加熱歸屬于F部類，即機械工程、照明、加熱、武器和爆破；儀器、核子學歸屬于G 部類，即物理；電學歸屬于H 部類，即電學。

為了預測新興技術，本研究采用赫芬達爾指數（Herfindahl index，HHI）預測大灣區協同技術創新的技術領域發展趨勢，為相關產業技術發展和技術攻關方向提供依據。計算公式為：

借鑒杜尊峰等［11］的研究，如果HHI 指數明顯高于領域內平均合作專利HHI 指數，則說明目前該技術領域的合作專利申請人比較集中，成為未來新興技術發展方向的可能性較高；反之，則可能性較低。如表1 所示，大灣區內合作申請專利有比較優勢的前3 項技術領域是電學、儀器和照明、加熱，其次是化學和成型，其余占比均在5%以下，其中微觀結構技術、納米技術和組合技術的合作申請量最小，僅分別有6 件和2 件。預測結果顯示，在21 個技術領域中，微觀結構技術和納米技術、組合技術、土層或巖石的鉆進和采礦的HHI 指數最高，分別均為0.50，遠高于平均值0.18；進一步觀察具體數據可以發現，這3 個技術領域的合作專利主要集中在深圳，申請人較為集中，雖然當前的發展較慢，但仍存在較大的發展空間。類似的還有核子學和造紙這兩個技術領域，其HHI 值分別為0.41 和0.40。另外我們看到，照明和加熱的HHI 指數為0.45，指數排名第四，也集中在深圳和東莞兩地的合作，但與上述技術領域不同的是，這一領域的合作專利數量較大，已成為較為成熟的核心技術，且主要得益于海洋王照明科技股份有限公司（以下簡稱“海洋王照明公司”）的貢獻。總體來看，在樣本合作專利中，HHI 指數較高的專利技術領域都集中在深圳地區，除了照明和加熱技術領域以外，其余都處于起步階段，預計這些技術領域在未來發展成為新興核心技術的可能性較大，同時深圳有較大可能成為培育未來新興核心技術發展的主要平臺。

表1 樣本合作專利的技術領域分布特征和新興技術預測

3.3 區域空間分布特征：內部發展差異大，優勢協同技術領域分布不均衡

大灣區合作申請專利的空間區域分布如圖2 所示。從大灣區總體的合作申請專利數量上看，深圳參與其他城市合作申請的數量占比最大，共6 896 件，占樣本合作專利的84.48%；其次是東莞和廣州。根據全國第二次（2008 年12 月）、第三次（2013 年12 月）經濟普查的廣東省全部產業單位數量及其分布可以看出，廣州、深圳、佛山、東莞、中山和珠海等城市一直是廣東省的產業高地，它們共同構成了沿珠江口的大灣區核心區［12］，大灣區合作專利申請數量較大的地區主要集中在深圳、東莞和廣州等大灣區核心區。從大灣區城市間的合作數量上看，深圳與東莞的合作專利申請數量最大，這兩個城市間的協同技術創新屬于地理鄰近型模式，總計申請了3 891 件（如同一個專利有超過兩個申請人的分別累計，按多件計算），占樣本合作專利的47.67%；其次是深圳與惠州的合作達1 436 件，占樣本合作專利的17.59%，深圳與廣州的合作達1 123 件，占樣本合作專利的13.76%，這些城市的地理位置都相對接近。相比之下，香港、江門、肇慶和澳門與大灣區內其他城市的合作申請量占比較小。可見，粵港澳大灣區內部技術創新協同發展水平的差異較大。

圖2 樣本合作專利的城市空間分布特征

為了從區域角度衡量大灣區各城市之間以及各技術領域之間，相比其他某個城市是否具有技術優勢，本研究采用專利相對優勢指標（revealed patent advantage，RPA）衡量大灣區各城市在某技術領域的技術能力強度，計算公式如下［13］：

式（2）中：當Pij=0 時，RPAij=-100。Pij為第i個省份在第j個技術分類的專利數；為第i個城市的合作專利總數；表示第j個技術分類對該城市整個技術領域的重要性；即表示從整體區域專利分布的情況來衡量第j個技術分類對第i個城市的重要性。

若RPA 值為正，代表相對技術水平高；反之，則代表相對技術水平低。當RPA 值相距15 以上，則表示兩個技術能力達到統計上的顯著差異［14］。樣本合作專利中，基于不同專利技術領域的RPA 值如表2 所示，可以看出大灣區各城市間并不是在單一技術領域開展協同技術創新，開展合作的技術領域不均衡：可能在某一個或少數幾個技術領域與某一城市如廣州開展較多、較深入的協同技術創新；某一技術領域可能是合作申請專利數量最多的優勢領域但并不一定是該城市協同技術創新最重點的領域。其中，深圳的合作申請專利數量最多的技術領域為電學，但重點技術領域是微觀結構技術，納米技術、組合技術、土層或巖石的鉆進，采礦，這3 個技術領域的RPA 值都是16.71；東莞合作申請專利數量最多的技術領域是照明和加熱，但重點技術領域為微觀結構技術，納米技術、造紙、土層或巖石的鉆進，采礦，這3 個技術領域的RPA 值都是55.53；廣州合作申請專利數量最多的是儀器，但重點技術領域在組合技術、紡織或未列入其他類的柔性材料、農業，這3 個技術領域的RPA 值分別為87.30、82.69和82.43。

表2 樣本合作專利在不用技術領域的RPA 值

3.4 主體特征：企業技術創新主體地位逐步確立

協同技術創新主體是指合作申請專利的申請人。根據我國的專利法，兩個及以上單位合作完成的發明創造，專利的權利屬于共同完成的單位。因此，在本研究中，如若某件專利中有某個或某些城市超過兩個申請人時，該項專利重復計算，如申請人為華南師范大學、深圳市國華光電科技有限公司與深圳市國華光電研究院，則華南師范大學和深圳市國華光電科技有限公司、華南師范大學和深圳市國華光電研究院合作申請專利分別各計1 件；如若某件專利有3 個及以上城市參與合作，則專利數量在每兩個城市間各統計1 次。從表3 可以看出，大灣區城市共有1 280 家單位參與了協同技術創新，平均合作申請專利數為12.75 件。大灣區合作專利申請數量和協同主體數量占比較高的是民營企業和高新技術企業，其合作專利申請數量分別占41.13%和34.52%，協同主體數量分別占35.78%和34.53%，兩者總占比均超過樣本合作專利總數及其協同主體總數的2/3；個人及社會組織主要指以個人或者公益及慈善機構名義申請專利的個人及組織，這部分主體在樣本合作專利中所占比重較小，只有8 件合作申請專利和3 個單位主體，分別占0.05%和0.23%。此外，在協同技術創新主體中，雖然高校和中外合資企業數量不多，分別只有56 家和49 家，但是其平均合作專利數量較大，分別為21.89 件和20.51 件,遠高于平均值12.75 件。另一方面，國有企業、科研機構、外資企業的協同主體所占比率（8.05%、7.58%和5.63%）高于其在樣本合作專利中所占比率（2.44%、4.50%、3.69%），平均合作專利數量較低，分別為3.87 件、7.57 件和8.38 件。由此可見，民營企業和高新技術企業是粵港澳大灣區協同技術創新的主要力量和最為活躍的參與主體，高校和中外合資企業的平均協同創新能力較強，國有企業、科研機構、外資企業的平均協同創新能力相對較弱，但每個主體都是大灣區協同技術創新發展中不可忽視的力量。

表3 樣本合作專利中的協同主體特征

圖3 反映了階段2 和階段3 大灣區協同技術創新主體的變化特征，可以看出各類別主體的數量總體上呈增長趨勢。其中，民營企業的數量和波動幅度都最大，呈現先上升后下降的趨勢，其次是高新技術企業，且這兩種類型的企業主體數量都在2013年達到峰值，表明民營企業和高新技術企業在大灣區協同技術創新發展中發揮著重要作用。而2011—2013 年間民營企業合作專利申請數量大幅增加主要來源于海洋王照明公司的貢獻，2010—2012 年間，通過發明專利申請量的積累、對技術創新和科技研發的積累，海洋王照明公司的專利數量和質量顯著提升，使其2013 年的專利數量在國內企業中名列第五［14］。從具體數據看，海洋王照明公司、海洋王照明公司的海洋王（東莞）照明科技有限公司、深圳市海洋王照明工程有限公司在2013 年共合作申請專利421 件，大大加強了深圳和東莞協同技術創新合作；同時，海洋王照明公司的崛起也是導致本研究樣本統計中2013 年出現峰值的重要原因，進而可以看出民營企業的增長是推動整個大灣區協同技術創新的重要推動力。

圖3 樣本合作專利中各類協同主體合作專利的年度分布

4 結論與建議

本研究從時序特征、技術領域、區域空間分布、主體特征4 個維度對粵港澳大灣區協同技術創新發展特征和趨勢進行分析，主要研究結論和建議如下：

（1）從時序特征上看，大灣區的技術創新協同發展從無到有、持續上升，并逐漸從數量速度型增長向效益質量型增長過渡，隨著國家政策和戰略的引導，大灣區11 個城市的區域合作共識不斷增強。當前我國要從以規模、速度為特征的發展走向以品質、內涵為特征的發展，粵港澳和長三角、京津冀要成為引領這種轉變的核心區域［5］，因此，大灣區作為國家區域發展戰略的重要構成與動力支撐點，應從轉變技術創新的發展方式上出發，積極引領發展高度，結合當前的創新能力發展現狀，著力突破各類體制上、制度上的合作障礙，發揮自身優勢，培育共享發展理念，加大技術創新協同力度，提升創新累積效應；同時利用大灣區開放型灣區的優勢，積極吸收全球科技創新資源，建設跨區域合作創新平臺，打造粵港澳大灣區創新合作共同體。

（2）結合技術領域特征和區域空間分布特征來看，大灣區城市存在著技術領域上的不平衡和城市間發展不平衡的狀況：技術創新協同發展較為成熟的技術領域主要集中在電學、儀器和照明、加熱，而這3 個領域的發展又主要來源于深圳和東莞兩地合作的貢獻；此外，在對具體數據及HHI 指數的觀察中看出，新興核心技術也主要孕育于深圳、東莞、廣州等重點城市。由此我們得出，協同創新水平較高的城市引領著大灣區技術領域的發展方向。深圳目前已呈現出典型的創新經濟特征［15］，高新技術產業發展迅速，東莞具有較好的技術基礎，目前正逐步推進制造業轉型升級，且深莞惠經濟圈的優勢不斷顯現，廣州擁有較好的高校科研基礎和產業園區，創新實力不斷增強，因此，深圳、東莞、廣州、惠州在整個大灣區的創新發展中起著主導和引領作用。同時，隨著這些城市的創新累積效應不斷增強，許多企業傾向于在這些城市間建立子公司或分公司，并且這些公司間會利用各自的區域優勢及資源開展協同合作，比如海洋王照明公司、深圳市海洋王照明工程有限公司、海洋王（東莞）照明科技有限公司在深圳和東莞兩地建立了橋梁，深圳市興森快捷電路科技股份有限公司、廣州興森快捷電路科技有限公司加強了深圳與廣州間的聯系；此外，除了重點城市，有些企業也傾向于向大灣區其他城市拓展，如東莞市海大飼料有限公司、江門海大飼料有限公司均為廣東海大集團股份有限公司的子公司，加強了與東莞、江門等地的協同關系，但總體而言拓展趨勢還是集中在重點城市。因此，面對當前不平衡的態勢，大灣區各城市間應優勢互補，充分發揮區位優勢，完善協同機制，發揮重點城市的創新引領和輻射帶動作用，為新興核心技術發展提供良好的發展環境；同時利用政府引導、政策傾向等方式，協調各城市間的發展，加大對協同創新較弱城市的扶持和支持力度，采取便利化政策措施為內地與港澳間搭建科技服務平臺和資源信息庫，推進協同創新合作廣度和深度。

（3）從主體特征上看，越來越多個體積極參與大灣區協同合作，民營企業的主導地位逐步確立，且將在很長一段時間內引領協同創新發展步伐。民營企業具有強大的生命力和創造力，是經濟和科技發展的重要源泉，面對當前發展趨勢，政府應采取舉措積極支持和鼓勵民營企業繼續發揮其積極效應。一是發揮民營企業的主導地位，鼓勵各個主體之間繼續加強協同合作，如鼓勵民營企業與高校、科研機構等開展產學研合作，高校、科研機構具有較好的科研實力與基礎，但是往往因為不注重市場需求、缺乏平臺、意識不足等因素沒能充分實現科研成果轉化，與民營企業合作能更好地激發其創造力和轉化能力，整合各自的優勢實現更大的效能；國有企業擁有強大的經濟與技術實力，民營企業可以基于與國有企業的合作解決創新過程中的資源匱乏等問題［16］，而民營企業與中外合資和外資企業可以拓展其國際視野，助力其打開創新思路。二是引導民營企業在大灣區內各城市建立分支機構或子公司，利用區域優勢提高其創新實力，從而促進粵港澳大灣區協同創新發展，推動我國以企業為主體的專利技術創新體系建立。