基于專利分析的中國區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展探究

陳 軍 張韻君

(1.廣東培正學(xué)院 管理學(xué)院，廣東 廣州 510830；2.長江師范學(xué)院 管理學(xué)院，重慶 408100)

0 引言

從2015 年以來，作為支撐比特幣運行的區(qū)塊鏈技術(shù)，開始成為人們研究與應(yīng)用的熱點。這是繼云計算、大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)之后，信息技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)的又一顛覆式技術(shù)，并被經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)列為未來十大技術(shù)發(fā)展趨勢之一[1]。鑒于區(qū)塊鏈巨大的發(fā)展前景與應(yīng)用價值，許多國家高度重視并開始從國家層面對該技術(shù)的研究與未來發(fā)展進行規(guī)劃。美國、歐盟、澳大利亞、日本等發(fā)達國家和地區(qū)都先后制定一系列政策來積極推動區(qū)塊鏈技術(shù)的理論研究與應(yīng)用落地。相比之下，我國區(qū)塊鏈技術(shù)研究起步稍晚，但發(fā)展非常迅速。2019年10月24日，習(xí)近平總書記在主持中共中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)時強調(diào)“要把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，明確主攻方向，加大投入力度，著力攻克一批關(guān)鍵核心技術(shù)，加快推動區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展[2]” 。充分體現(xiàn)出中國最高領(lǐng)導(dǎo)層對區(qū)塊鏈技術(shù)的高度關(guān)注。

作為一種戰(zhàn)略性前沿技術(shù)，通過技術(shù)預(yù)測明確區(qū)塊鏈的技術(shù)發(fā)展趨勢和戰(zhàn)略發(fā)展方向，進而選擇優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，不僅有助于我國對區(qū)塊鏈技術(shù)研發(fā)進行前瞻性布局，實現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)的突破性發(fā)展，而且有助于相關(guān)企業(yè)和金融機構(gòu)找準投資方向，減少盲目投資，促進區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

1 技術(shù)預(yù)測分析模型

專利是技術(shù)創(chuàng)新的有效信息載體，記錄著技術(shù)創(chuàng)新的過程和內(nèi)容，而且信息公開、全面、準確，因此成為技術(shù)預(yù)測的重要信息依據(jù)[3]。本文在綜合已有的研究基礎(chǔ)上，構(gòu)建了區(qū)塊鏈技術(shù)預(yù)測專利評價指標體系，如圖1所示。

圖1 區(qū)塊鏈技術(shù)預(yù)測專利評價指標體系

2 區(qū)塊鏈技術(shù)

本文以國家知識產(chǎn)權(quán)局的專利數(shù)據(jù)庫作為專利數(shù)據(jù)源，以關(guān)鍵詞 “區(qū)塊鏈or 比特幣or 加密貨幣or 數(shù)字貨幣or 以太坊or 智能合約”為檢索策略，在專利的名稱和摘要中進行檢索，申請日設(shè)定為“2008 to 2018年”,并經(jīng)過人工篩選進行數(shù)據(jù)清理，剔除掉與區(qū)塊鏈技術(shù)無關(guān)的專利和合并重復(fù)專利等。所檢索的區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)明專利占97%以上，因此本文以發(fā)明專利數(shù)據(jù)作為研究的依據(jù)。

2.1 區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展趨勢與方向

區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展趨勢和方向的預(yù)測是通過該技術(shù)發(fā)展時間演化軌跡變化預(yù)測該技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，明確技術(shù)研發(fā)的重點領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)技術(shù)研發(fā)的新路徑。

2.1.1 專利申請時間序列分析

經(jīng)過專利檢索統(tǒng)計，繪制出區(qū)塊鏈技術(shù)專利申請時間變化的趨勢圖，如圖2所示。

圖2 區(qū)塊鏈技術(shù)中國專利申請時間趨勢

專利申請數(shù)量一定程度上可以反映該技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的活躍程度。2014年5月，宋驪平提交了中國第一份區(qū)塊鏈技術(shù)方面的專利申請，截至2018年12月，國內(nèi)共申請發(fā)明專利6 742 件。從總體上看，中國區(qū)塊鏈技術(shù)雖然發(fā)展時間不長，但就發(fā)展趨勢來看，卻呈飛速發(fā)展態(tài)勢。其中，2014-2015年，區(qū)塊鏈技術(shù)專利年申請量不足20件(2014年為4件；2015年為17件)，說明在此階段區(qū)塊鏈技術(shù)尚處于萌芽狀態(tài)，只有少數(shù)研究者開始進入此研究領(lǐng)域，研究成果少，研究方向尚在探索；從2016年開始，區(qū)塊鏈技術(shù)專利申請呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢。其中，2016年在2015年17件的基礎(chǔ)上劇增到417件，增長了約25倍；2017年進一步增長到1 288件，比2016年增長了約3倍；2018年繼續(xù)保持快速增長勢頭，專利申請達5 309件，比2017年增長了約4倍。2015—2018年，區(qū)塊鏈技術(shù)專利申請平均年增長率達578%，說明這一階段區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展方向逐漸清晰，已經(jīng)從技術(shù)萌芽狀態(tài)過渡到技術(shù)成長階段。一方面是由于區(qū)塊鏈技術(shù)本身發(fā)展非常迅速，另一方面與各級政府從2016年開始出臺大量鼓勵和推進區(qū)塊鏈發(fā)展政策有關(guān)。可以預(yù)見，隨著這些政策實施，中國區(qū)塊鏈技術(shù)未來還將保持一段時間快速增長勢頭。

2.1.2 IPC(International Patent Classification)技術(shù)領(lǐng)域構(gòu)成分析

通過分析區(qū)塊鏈技術(shù)主要 IPC 專利構(gòu)成情況，可以明確區(qū)塊鏈技術(shù)研發(fā)的重點領(lǐng)域，判斷區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展的方向。通過檢索統(tǒng)計，6 742件區(qū)塊鏈技術(shù)專利分布在109項技術(shù)領(lǐng)域中，其中，專利申請量前10名的技術(shù)領(lǐng)域分布如表1所示。

表1 2014-2018年區(qū)塊鏈技術(shù)專利IPC前10名的領(lǐng)域分布

由表1可知，這些技術(shù)領(lǐng)域涉及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法、數(shù)字信息的傳輸和處理以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備。其中，專門適用于行政、商業(yè)、金融、管理、監(jiān)督或預(yù)測目的的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法(G06Q)發(fā)展最為迅速，相關(guān)專利申請量最大(3 684件)；其次，是數(shù)字信息的傳輸技術(shù)(H04L)，專利申請量達到2 247件；同時，適用于特定功能的數(shù)字計算設(shè)備或數(shù)據(jù)處理設(shè)備或數(shù)據(jù)處理方法(G06F)也受到重視，專利申請量也達到1 845件。這三個技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量遠遠超過其它領(lǐng)域，是區(qū)塊鏈技術(shù)的主要發(fā)展領(lǐng)域。其它的技術(shù)領(lǐng)域由于專利申請量較少，在短期內(nèi)還無法成為區(qū)塊鏈技術(shù)研發(fā)的重點。

2.1.3 專利申請人及其主要IPC技術(shù)領(lǐng)域分布

進一步將區(qū)塊鏈技術(shù)專利申請前10名的專利權(quán)人及其主要技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠M行統(tǒng)計，如表2所示。

從表2可以看出，區(qū)塊鏈技術(shù)中國專利申請前10名的機構(gòu)全部為企業(yè)，而且基本都圍繞著G06Q、G06F和H04L技術(shù)領(lǐng)域開展研究。分析發(fā)現(xiàn)，上述研究大多數(shù)都屬于應(yīng)用研究，主要是將區(qū)塊鏈技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)融合進行的應(yīng)用創(chuàng)新，少部分屬于底層技術(shù)，包括數(shù)據(jù)存儲、智能合約、共識算法等。區(qū)塊鏈的應(yīng)用研究主要分為三個層面，即區(qū)塊鏈1.0、區(qū)塊鏈2.0和區(qū)塊鏈3.0。其中，區(qū)塊鏈1.0主要是指將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于虛擬數(shù)字貨幣市場；區(qū)塊鏈2.0是指將區(qū)塊鏈應(yīng)用進一步延伸到金融市場，如貸款、票據(jù)、證券、期貨等；區(qū)塊鏈3.0則是在原有基礎(chǔ)上拓展到人類生活的各方面[4]。可以預(yù)測，未來一段時間區(qū)塊鏈將重點圍繞G06Q、G06F和H04L技術(shù)領(lǐng)域開展底層技術(shù)研究和應(yīng)用研究，在國家政策的大力支持下，底層技術(shù)有有望取得突破性進展，同時圍繞上述領(lǐng)域的區(qū)塊鏈3.0的應(yīng)用研究也將擴展到更寬廣的領(lǐng)域。

表2 區(qū)塊鏈技術(shù)專利申請前10名的專利權(quán)人及其主要技術(shù)領(lǐng)域

2.2 區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展階段

技術(shù)發(fā)展階段預(yù)測是指通過對某一技術(shù)目前的生命周期階段預(yù)測將來的生命周期階段，可以通過專利技術(shù)生命周期和技術(shù)成熟的分析進行預(yù)測。

2.2.1 區(qū)塊鏈專利技術(shù)生命周期分析

專利技術(shù)生命周期體現(xiàn)了技術(shù)發(fā)展的一般周期性規(guī)律。根據(jù)專利申請人以及專利申請數(shù)量的變化情況通常可將專利技術(shù)生命周期分為五個階段，分別是技術(shù)萌芽、技術(shù)成長、技術(shù)成熟、技術(shù)衰退和技術(shù)復(fù)蘇階段[5]。

本文通過統(tǒng)計并繪制出2014-2018年區(qū)塊鏈整體技術(shù)領(lǐng)域的專利技術(shù)生命周期曲線，如圖 3 所示。

圖3 區(qū)塊鏈整體技術(shù)生命周期曲線

從圖3可以看出，2014-2015年，區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾埲撕蛯＠暾垟?shù)量都很少，屬于技術(shù)生命周期的萌芽期；從2016年開始，專利申請人和專利申請數(shù)都開始快速增長，到了2018年，二者增長速度進一步加快，由此判斷，目前區(qū)塊鏈技術(shù)整體上正處于技術(shù)生命周期成長階段的前期，從發(fā)展趨勢來看，這一階段還將持續(xù)較長時間。

由于區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域比較廣泛，為了進一步判斷區(qū)塊鏈不同領(lǐng)域的技術(shù)成熟度情況，有必要對其IPC各領(lǐng)域的技術(shù)生命周期進行分析。本文繪制出區(qū)塊鏈IPC前4位技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)生命周期圖如圖4所示。

從圖4可以看出，G06Q、H04L、G06F等領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展比較相似，2014-2015年，專利申請人和專利申請數(shù)都很少(每年都不超過5個)，屬于技術(shù)萌芽階段；從2016年開始，專利申請人開始大量進入該技術(shù)領(lǐng)域，與此同時，專利申請數(shù)開始快速增長，而且呈現(xiàn)加速趨勢，因此，現(xiàn)階段正處于技術(shù)生命周期的快速成長階段。而G16H、G07C、HO4W、G06K、G07F、H04N、G08G領(lǐng)域技術(shù)(后面G07C-G08G相似，由于篇幅關(guān)系，本文只繪制出G16H的圖形)起步晚，基本上從2017年開始才開始有專利申請出現(xiàn)，2017-2018年，專利申請人從幾個人增加到幾十人，專利申請數(shù)量也僅僅從幾個增加到不到100個，均處于緩慢增長階段，由此可見，區(qū)塊鏈領(lǐng)域技術(shù)尚處于技術(shù)生命周期的萌芽階段。

2.2.2 技術(shù)成熟度分析

技術(shù)成熟度分析主要依據(jù)技術(shù)成熟度系數(shù)α和衰老系數(shù)β進行衡量。其中技術(shù)成熟系數(shù)α=發(fā)明專利數(shù)量( 發(fā)明專利數(shù)量 + 實用新型專利數(shù)量)，若α逐年遞減，說明該技術(shù)正趨于成熟；衰老系數(shù)β = ( 發(fā)明專利數(shù)量 + 實用新型專利數(shù)量) 所有專利數(shù)量，若β逐年遞增，則表明該技術(shù)正日趨陳舊[6]。通過統(tǒng)計計算，2014-2018年區(qū)塊鏈整體技術(shù)以及G06Q、G06F和H04L領(lǐng)域技術(shù)成熟系數(shù)α和衰老系數(shù)β趨勢圖如圖5(a)、(b)所示。

(a)G06Q (b)H04L

(c)G06F (d) G16H圖4 區(qū)塊鏈IPC前14位技術(shù)生命同期曲線

(a) α趨勢圖 (b)β趨勢圖圖5 區(qū)塊鏈技術(shù)成熟系數(shù)趨勢圖

由圖5(a)(b)可以看出，2014-2018年，區(qū)塊鏈整體技術(shù)以及G06Q、H04L和G06F領(lǐng)域技術(shù)的α值和β值均處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，其中α值接近1，β值為1，說明區(qū)塊鏈整體技術(shù)(G06Q、H04L和G06F領(lǐng)域技術(shù))都處于比較年輕狀態(tài)，未來還有較大的發(fā)展空間。

2.3 區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展?jié)摿?/h3>

技術(shù)發(fā)展?jié)摿κ侵改撤N技術(shù)未來發(fā)展的可能性。一般來說，某種技術(shù)未來發(fā)展的實用性越強、應(yīng)用面越廣，越能夠吸引眾多的研究投入該技術(shù)領(lǐng)域，則該技術(shù)發(fā)展的潛力越大。可以通過專利組合分析來對技術(shù)發(fā)展?jié)摿M行預(yù)測。

專利組合分析是通過計算行業(yè)技術(shù)中某技術(shù)領(lǐng)域的三個維度指標——技術(shù)相對增長率(RGR) 、技術(shù)相對增長潛力(RDGR)和技術(shù)研發(fā)(R&D)重點來獲得該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿7]。其中，技術(shù)相對增長率(RGR)的大小體現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新的活躍程度(以大于或小于1來衡量)；技術(shù)相對增長潛力(RDGR)的大小體現(xiàn)了未來專利增長潛力的大小(以大于或小于1來衡量)；研發(fā)(R&D)重點值的大小體現(xiàn)了組合技術(shù)中某一技術(shù)領(lǐng)域的相對重要性。

由于中國區(qū)塊鏈專利從2014年才開始申請，本文在計算RGR時以 2014-2018年作為計算周期，在計算RDGR時以2014-2015年作為前半段時間，2016-2018年作為后半段時間，分別計算G06Q、H04L和G06F的技術(shù)相對增長率(RGR)和技術(shù)增長相對潛力(RDGR)，具體計算結(jié)果如表3所示。

表3 區(qū)塊鏈技術(shù)三種子技術(shù)的RGR、RDGR和R&D

根據(jù)計算結(jié)果繪制專利組合矩陣圖，如圖6 所示，圖中圓圈表示 R&D 重點，其大小表示技術(shù)的相對重要性。

圖6 區(qū)塊鏈3個字技術(shù)的專利組合矩陣圖

由圖6可知，這三個技術(shù)領(lǐng)域的分布比較特別，其中，G06F 和 H04L雖然歸納在 III 區(qū)，但是卻靠近I區(qū)，G06Q 雖然歸納在Ⅳ 區(qū)，卻靠近II區(qū)。從技術(shù)相對增長率來看，G06Q、H04L 和 G06F 三個技術(shù)領(lǐng)域的RGR值雖然都小于1，但是都接近1，其技術(shù)創(chuàng)新活動比較活躍；從技術(shù)增長相對潛力來看，G06Q的RDGR值為2.53，遠大于1，體現(xiàn)了該領(lǐng)域技術(shù)未來較強的增長潛力，而H04L和G06F的值分別只有0.71和0.62，表明這兩個領(lǐng)域技術(shù)未來增長潛力有限；從R&D 重點來看，G06Q的值為42.94%，也大于H04L(25.86%)和G06F(20.35%)。由此可以判斷，雖然該區(qū)塊鏈的三個子技術(shù)都處于技術(shù)生命周期的成長階段，技術(shù)創(chuàng)新都比較活躍，但是G06Q技術(shù)還處于加速成長階段，未來仍有較強的發(fā)展?jié)摿Γ彩俏磥硌邪l(fā)的重點；H04L 和 G06F技術(shù)未來成長的空間卻有限，未來研發(fā)的投入也將低于G06Q。

3 結(jié)論與局限性

3.1 結(jié)論

本文分別從技術(shù)發(fā)展方向和趨勢、技術(shù)發(fā)展階段和技術(shù)發(fā)展?jié)摿Ψ矫鎸^(qū)塊鏈技術(shù)進行了預(yù)測。從技術(shù)發(fā)展趨勢看，中國區(qū)塊鏈技術(shù)雖然起步較晚，但是在政府的高度重視和大力推動下，發(fā)展非常迅猛，未來較長時間內(nèi)還將保持快速發(fā)展態(tài)勢；從技術(shù)發(fā)展方向來看，G06Q、H04L和G06F是未來區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展的重點領(lǐng)域，應(yīng)受到相關(guān)研究機構(gòu)和企業(yè)的高度重視。從技術(shù)發(fā)展階段來看，中國區(qū)塊鏈整體技術(shù)以及G06Q、H04L和G06F等領(lǐng)域技術(shù)都處于生命周期成長的前期階段，未來還將保持較長時間，而G16H、G07C、HO4W、G06K、G07F、H04N、G08G領(lǐng)域技術(shù)都尚處于技術(shù)萌芽階段；從技術(shù)發(fā)展?jié)摿砜矗珿06Q、H04L和G06F三個子技術(shù)目前創(chuàng)新都比較活躍，但是G06Q技術(shù)還處于加速成長階段，未來仍有較強的發(fā)展?jié)摿Γ彩俏磥硌邪l(fā)的重點，而H04L 和 G06F技術(shù)未來成長的空間卻有限，研發(fā)的重要程度也比G06Q為低。

3.2 局限性

本文通過專利分析雖然得出了上述結(jié)論，然而技術(shù)預(yù)測相當(dāng)復(fù)雜，技術(shù)發(fā)展除了符合一定的規(guī)律外，還會受到諸如政治、經(jīng)濟、法律、政策等各種因素的影響，因此通過建立數(shù)據(jù)分析模型并采用專利數(shù)據(jù)的方法進行技術(shù)預(yù)測并不一定能獲得完全精確的結(jié)果。另外，區(qū)塊鏈技術(shù)在中國發(fā)展時間短，相關(guān)專利數(shù)據(jù)有限，而某些基于專利的技術(shù)指標計算需要較長時間的專利數(shù)據(jù)，因此，在某些復(fù)雜技術(shù)指標無法計算的情況下，本文只能采用一些相對簡單的專利技術(shù)指標，這就有可能影響區(qū)塊鏈技術(shù)預(yù)測的準確性。盡管如此，基于專利的技術(shù)預(yù)測模型建立為進行技術(shù)預(yù)測提供了可行的思路與手段，因此，隨著區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展，在充分認識技術(shù)預(yù)測復(fù)雜性的基礎(chǔ)上，利用更豐富、更準確的專利信息進行技術(shù)分析的同時，輔以其他方法和手段進行預(yù)測與研究，才有助于企業(yè)作出正確的預(yù)測與決策。