中美與RCEP成員技術合作網絡演化及穩定性研究

滕子優，朱雪忠，胡 成

(同濟大學上海國際知識產權學院，上海 200092)

0 引言

《區域全面經濟伙伴關系協定》 (Regional Comprehensive Economic Partnership，RCEP)作為目前全球最大的自貿協定，是我國與周邊區域開展合作的重要平臺[1-2]。RCEP雖然是與貿易有關的區域性協定，但技術合作也是其中一個不可忽視的領域，例如RCEP協定第十五章就是 “經濟技術合作”。RCEP成員的技術合作有助于實現創新資源互補、降低研發成本與風險、提升創新質量[3-4]。尤其對于發展中國家而言，提升跨國合作強度可以為本國企業提供學習先進技術知識的窗口，創造出解除路徑依賴、縮小技術差距的新機遇[5-6]。

然而，跨國合作也存在風險。RCEP區域范圍涉及中韓日澳新和東盟10國，這些國家的社會制度、價值觀念、意識形態、宗教信仰、文化傳統、經濟發展水平等存在巨大差異，從而導致合作主體間可能出現管理和行為上的矛盾，引起合作沖突[7]。另外，跨國合作也常常受到政策干預。近年來受美國對華戰略影響，中美技術合作受阻[8]。出于亞太戰略的考量，RCEP成員也是美國重點關注的區域，日韓均為美國在亞洲地區長期以來的盟友，澳大利亞表現出一定的反華親美戰略傾向，近年來美國在東南亞地區也加大了技術合作與布局[9-12]，這些均有可能加劇亞太地區的地緣風險。同時， 《區域全面經濟伙伴關系協定》也面臨著與 《全面與進步跨太平洋伙伴關系協定》 (CPTPP)的競爭[13]，這為我國維持和發展現有跨國技術合作體系增加了挑戰。

由上可見，現階段我國與RCEP成員的技術合作存在不確定性，如何在這種不確定性環境中提升與RCEP成員的技術合作強度？這是一個值得研究的問題。目前關于跨國技術合作的研究主要集中于三個方面：一是探討某一技術領域的國際合作，如太陽能電池[14]、納米技術[15]、集成電路制造[16]和碳捕獲與存儲[17]的技術合作；二是研究特定區域之間的技術協作，如OECD成員[18]、 “一帶一路”沿線國家的技術合作[19-21]；三是對比不同國家的技術合作特征，如中美與 “一帶一路”沿線國家的技術合作[12]。這些研究為跨國合作分析提供了重要的參考范例，但也存在以下不足：一是關于我國區域技術合作的研究視角較為局限，除了少數研究探討了我國與瑞典[22]、韓國[23]等地區的技術合作外，多數研究都圍繞著 “一帶一路”沿線區域展開，與RCEP成員相關的技術合作研究較少；二是關于中美技術合作的對比研究還很欠缺，尤其是在當前中美技術競爭日趨激烈的背景下，對比中美與RCEP成員的技術合作具有重要的現實意義；三是現有研究著重分析了跨國合作的時空演變，卻忽視了對合作網絡穩定性的探討。

針對現有研究的不足，本文利用復雜網絡理論，選擇RCEP成員作為研究對象，對比中美與RCEP成員技術合作網絡的整體與個體特征，以明確兩國與RCEP成員技術合作狀態的差異。同時結合網絡攻擊模擬風險沖擊，從結構和功能兩個維度進一步討論兩國與RCEP成員合作網絡的穩定性。在當前中美技術競爭日趨激烈的時代背景下，研究這些問題有利于強化與RCEP成員的技術合作，提升我國在區域價值鏈中的地位，在一定程度上也有助于維持和發展現有的跨國技術合作體系，為進一步突破國外技術封鎖打下必要的堅實基礎。

1 數據與方法

1.1 數據來源和國際技術合作網絡構建

本文采用專利合作數據測度跨國技術合作關系，其原因在于專利信息公開發布，易獲取、連續性強、包含大量技術信息。PCT專利申請是最常見的國際專利申請形式，利用其分析可以有效減少因 “本國偏好”帶來的偏差[20];PCT專利申請在一定程度上代表了申請專利所含技術的重要性和申請人搶占國際市場的迫切愿望，常被用以評價專利質量[24]。因此，本研究使用PCT專利申請測度中美與RCEP成員技術合作網絡。

本文專利數據來源于德溫特專利數據庫，該數據庫收錄了較為全面的國際專利，可以提供多個專利字段，便于處理。為了減少數據遺漏風險，本文首先檢索現已公開的PCT專利申請 (下文以 “專利”指代)，其次對專利按申請號合并后下載進行預處理，數據檢索與下載時間為2021年5月。對于年代較遠的專利，許多申請人歷經改名、并購等調整，專利原始字段不易反映技術合作現狀，并且我國參與的專利總體數量較少。而近三年的專利申請大多尚未公開，因此本文將所使用專利申請年限定在2004—2018年。依據張亞峰等[22]的數據，本研究將申請人地址作為跨國合作判斷標準，利用該字段得到我國與RCEP成員之間合作的專利，即同時包含中國申請人和至少一個其余RCEP成員申請人的專利。由于RCEP成員目前不包括我國港澳臺地區，故本研究所述中國與RCEP成員合作專利不包括港澳臺地區。采用類似方法，可以得到美國與RCEP成員 (除中國外)之間合作的專利。刪除其中的個人類型申請人，手動對專利申請人拼寫錯誤導致的噪聲進行處理后，共獲得中國合作專利893件和美國合作專利5826件。構建機構類型的專利申請人跨國合作關系加權網絡，邊的權重為網絡主體間合作專利數量，權重為0表示二者之間尚未存在合作關系。

1.2 專利合作網絡分析指標及其含義

為了更全面地分析專利合作結構，本研究在復雜網絡理論的基礎上，結合網絡攻擊，從整體網絡、個體網絡以及網絡穩定性三個維度選取指標 (見表1)，分別對比中美與RCEP成員合作網絡宏觀結構、重要微觀個體特征和風險沖擊下的穩定性。相關指標通過Rubinov等[25]開源的復雜網絡測度工具箱或參考指標定義[26]自行計算完成，合作網絡結構可視化使用Gephi軟件。

2 中美與RCEP成員技術合作網絡分析

2.1 中美與RCEP成員技術合作概況

統計各年度中美與RCEP成員合作專利申請數量 (見圖1)，可得中美與RCEP技術合作變化特征。2004—2018年，中國和美國與RCEP成員合作專利分別為893件和5826件，說明美國的合作頻次大于中國。時序上，中美兩國的專利合作數量均呈上升趨勢 (Man-Kendall檢驗[27]，p≤0.01)。在相對增長量上，中國比美國更大，體現了更大的上升潛力。

表1 網絡分析指標

圖1 中美與RCEP成員年度合作專利數量

由圖1可見，我國合作專利數量呈階躍式變化形態。2004—2006年，我國每年與該地區合作專利數量維持在年均21件的較低水平，2007年，專利合作數量迎來小幅上升。2013年，我國發出 “一帶一路”倡議，東盟十國作為 “一帶一路”沿線重要地區之一，與我國的技術合作頻次增加。2016年專利數量增幅加大，說明我國與該區域技術合作程度加深。2017年專利合作數量有所回落，但是2018年又快速增加。總體而言，我國與該區域的技術合作在近年進入新的增長階段。

美國與RCEP成員之間的技術合作有更為堅實的基礎，與RCEP成員專利合作基數已達272件，遠高于中國各年度與RCEP的專利合作數量。受到金融危機的沖擊，2007—2009年，美國與RCEP成員專利合作數量大幅下滑。隨著美國經濟的恢復，2010年起美國與該區域的專利合作頻次再次增加，2014年達到波峰。2015年出現下降，但2016年后合作專利數量再次快速上升。整體上，美國與RCEP成員之間近年來保持了高程度的技術合作。

2.2 中美與RCEP成員技術合作整體網絡演化分析

為了更好地了解合作網絡的發展過程，分別統計各年度中美與RCEP成員專利合作網絡結構指標。利用趨勢檢驗比較演化過程 (見表2)[27]，可發現兩個網絡共性和差異并存。

表2 技術合作網絡演化指標趨勢檢驗結果

中國與RCEP成員技術合作網絡規模呈上升趨勢，隨著合作專利數量的增加，越來越多的主體進入技術合作網絡中。2004年，中國專利合作網絡中僅有14個主體，但是2018年的主體數量已經增加至98個。得益于較大的專利合作基數，美國專利合作網絡主體2004年即達224個，雖然2009年出現了大幅下降，但是很快即得到恢復，2018年主體數量多至321個。在網絡邊數上，中國與美國的合作網絡均保持增加的勢頭，但是相對于理論最大值仍有較大差距；在平均度上，中國與美國并未展現出明顯的單調變化態勢，整體較為平穩。計算年度平均度的均值，可得中美兩國與該區域專利合作網絡的年度平均度分別為1.13 (±0.08)和1.27 (±0.04)，表明各年度合作網絡成員大多只與另外一個網絡主體產生合作關系。因此，整體網絡發展仍存在一定空間，申請人之間的合作廣度尚未得到充分拓展。通過網絡密度的分析可以發現，中美與RCEP成員技術合作網絡整體上均由高密度逐漸轉向低密度，說明雖然網絡規模增加，但是合作關系較為松散。未來在擴大對該區域技術合作網絡的同時也應注意維持網絡一定程度的密度，以保證技術知識在更多主體間流通。

在加權度數中心勢上，中美與RCEP成員合作網絡均呈下降趨勢，說明網絡資源向個別節點匯集的可能性變小。隨著網絡的擴大，合作主體之間的聯系也更為分散。在加權中介中心勢上，中國合作網絡出現了較大的波動性。2004年與2005年合作網絡加權中介中心勢為0，說明網絡未出現中介節點，即不存在互相連接的連通圖。彼時合作網絡全部為二元主體，且大部分合作來自三星電子有限公司與北京三星通信研究院，二者均屬于韓資企業，說明中國對RCEP成員的合作初始階段整體規模較為封閉，主要依靠周邊國家的大型公司 “走進來”。隨后，中國加權中介中心勢處于周期性起伏中，各年中介節點的作用大小不一。美國合作網絡的加權中介中心勢呈現一定的增加態勢，尤其是在2012年之后上升幅度明顯，說明近年來中介節點在網絡中作為溝通技術知識的媒介作用在提高。

2.3 中美與RCEP成員技術合作整體網絡和關鍵個體分析

圖2 技術合作網絡

為了進一步明確演化之后專利合作網絡的態勢，本文匯總所有合作專利，可得整體專利合作網絡 (見圖2)，圖中節點大小表示節點的度數中心度，邊的厚度代表邊的權重。從圖2中可以看出，美國合作網絡核心部分為一個大型連通子圖，該多元合作團體的形成拓寬了技術知識流通的邊界；中國合作網絡相比還處于發展階段，核心部分較小，二元組之間的排他性合作所占比重較高，技術知識流通范圍較為局限。

在個體層面，采用加權度數中心度和加權中介中心度對節點的重要性進行測度，其結果分別如表3和表4所示。加權度數中心度反映節點的專利合作數量，是技術水平的象征；加權中介中心度體現節點的中介作用，代表主體在網絡中的資源控制能力[26,28]。

表3 中國技術合作網絡個體特征排名

表4 美國技術合作網絡個體特征排名

中美兩個合作網絡在個體特征上表現出一定的共同點，大型跨國公司在兩個合作網絡的加權度數中心度排名中均占據較高的位置，說明其技術水平位居網絡主體前列。在中國合作網絡中，海爾公司、日本松下公司、韓國三星公司及其旗下分支機構是帶動跨國技術合作的主力。在美國合作網絡中，德州儀器公司、國際商業機器公司、索尼公司與上述公司的附屬機構等為網絡核心成員。這些跨國公司與其全球分支機構存在技術與業務的關聯性，因此維持緊密的合作關系。

在加權中介中心度上，兩個合作網絡排名靠前的機構中均含有較多的高校或科研院所，如中國合作網絡中的上海交通大學、清華大學和新加坡國立大學等，美國合作網絡中的加州大學、斯坦福大學和澳大利亞聯邦科學與工業研究組織等，這再次反映了高校和科研院所是重要的區域間知識交流媒介[29]。除此以外，一部分跨國公司也起著重要的中介作用。一方面，源于跨國公司在海外有多個分支機構，技術知識通過總部在不同分支機構之間可以有效流通，典型的代表為索尼公司；另一方面，多元化的產-學合作也是增加跨國公司中介作用的原因，如三星電子有限公司和華為技術有限公司。這些公司注重和全球科研實力領先的學術機構合作，匯聚技術發展過程中所需的知識。新加坡科技研究局和新加坡國立大學在中美兩方的合作網絡中都起著重要的中介作用，這與新加坡高度國際化的科研活動關系密切。

中美兩個合作網絡個體上的不同點主要體現在節點地域特征上。中國合作網絡的加權度數中心度排名靠前的企業集中在中國、日本、韓國三個國家，而美國合作網絡中的企業主要來自美國和日本，體現了兩國企業跨國合作的地域側重點存在不同。美國與日本的科技公司相互之間均重視對方的市場與資源，保持了高度頻繁的技術交流。在加權中介中心度上，澳大利亞聯邦科學與工業研究組織在美國合作網絡中排名較高，而在中國合作網絡中兩項指標排名前十的主體并未含有來自澳大利亞的結構，說明中國與澳大利亞的合作整體規模相對不高。

為了揭示不同主體的合作模式，利用度數中心度和單位權 (即節點連接的平均權重)構建上述中美與RCEP成員技術合作網絡重要主體合作 “廣度-深度”二維矩陣 (見圖3)。度數中心度越大，說明該節點技術水平越高，合作主體數量越多；單位權越大，表示節點間合作關系越穩固[30]。在這些重要節點中，高校和科研院所整體上合作廣度更高、深度偏低，多數跨國公司則側重于發展合作深度。一方面，高校和科研院所擁有豐富的研發資源，可以滿足不同主體的技術研發需求，另一方面，這些學術機構參與的合作往往是項目制。當項目結束時，合作主體的直接聯系減弱，可能導致高校和科研院所的合作深度較低。大型跨國公司偏向于通過在各地成立分支機構以吸收當地知識資源，同時進行專利布局，所以保持了更為穩定的合作關系。比較兩個網絡的合作模式，可得知整體上美國網絡中關鍵高校的合作廣度與重要企業的合作深度高于中國網絡中相應類型的主體，說明美國對RCEP成員的技術影響力更大。

圖3 技術合作網絡中核心節點合作模式

3 技術合作網絡穩定性分析

為了對比中國合作網絡與美國合作網絡在風險環境下的動態適應能力，本文使用相對最大連通子圖尺寸與網絡效能對兩個網絡的穩定性展開分析。當網絡遭遇風險時，其直觀表現是主體退出合作關系。參考陳偉等[31-32]的研究，分別通過度數優先攻擊、介數優先攻擊和隨機攻擊，模擬風險沖擊下節點退出對網絡結構和功能的影響。度數優先攻擊和介數優先攻擊表示網絡中的集聚節點和中介節點被風險沖擊的優先級更高，隨機攻擊則表示節點受到風險沖擊的可能性與其在網絡中的地位無關。在度數優先攻擊中，對每次攻擊后的技術網絡重新計算各節點度數中心度，選擇排名最高的節點作為下次攻擊目標，直至網絡中無連通成分；在介數優先攻擊中，對每次攻擊后的技術網絡重新計算各節點中介中心度，選擇排名最高的節點作為下次攻擊目標，直至網絡中無中介節點。隨機攻擊是指每次隨機將網絡中的某個非孤立節點作為目標進行攻擊，直至網絡中沒有連通成分。為了減少隨機攻擊造成的結果偶然性，隨機攻擊結果為10次指標均值。

3.1 網絡結構穩定性分析

采用相對最大連通子圖尺寸表示網絡結構穩定性，其值越高，表示網絡中最大連通子圖所含節點數量占整體網絡主體數量的比例越高，網絡的拓撲結構越穩定[33]。如圖4所示，中國網絡結構在面對度數優先攻擊和介數優先攻擊時表現出較弱的穩定性。當度數優先攻擊或介數優先攻擊次數達到3次，即當此時清華大學、上海交通大學和華為技術有限公司先后退出合作網絡時，相對最大連通子圖尺寸即降至初始狀態的22%，說明上述高校和公司在中國現有與RCEP成員技術合作網絡結構中發揮了重要的連接作用，集聚了多樣化的研發資源，有較多的合作搭檔。若上述節點失效，其會產生迅速的級聯效應，使得整體網絡的連通性遭遇嚴重損壞。當度數優先攻擊或介數優先攻擊次數超過10次時，相對連通子圖尺寸即趨近于0。在遭受隨機攻擊時，中國合作網絡結構穩定性下降緩慢，說明在面對隨機性風險時更為穩定。美國合作網絡和中國合作網絡相似，在面對隨機性風險時結構穩定性較強，在度數優先攻擊和介數優先攻擊下，結構穩定性相對較弱。相比之下，介數優先攻擊的影響更大。然而，由于美國合作網絡經過了長久積累，有更多的中介節點和集聚節點，所以具備相對較高的容錯率。當度數優先攻擊次數達到55次，或介數優先攻擊次數達到30次后，其相對最大連通子圖尺寸才趨向于0。

圖4 技術合作網絡相對最大連通子圖尺寸變化

3.2 網絡功能穩定性分析

使用網絡效能表示網絡功能穩定性，其表示節點間知識流通的效率。該值越高，表示網絡中節點之間的知識交流越流暢[34]。如圖5所示，功能穩定性和結構穩定性的結果類似。當關鍵節點遭受沖擊時，中國網絡效能快速下降，尤其是在前3次沖擊下，網絡效能下降程度最高。相對而言，在面臨隨機攻擊時，中國網絡效能的下降速率較為平穩。對于美國而言，其合作網絡具有較強的抵抗風險能力。在初始狀態下，美國網絡即表現出遠高于中國合作網絡的效能，技術知識在美國網絡主體之間的流通效率更高。由于該網絡內部具有一定規模的中介節點或集聚節點較多，知識流通的路徑也較多，所以當個別中介或集聚節點受到沖擊時，雖然整體網絡遭受一定程度的破壞，但總體上表現出一定的自適應性。與中國合作網絡類似的是，在隨機攻擊下，美國合作網絡功能變化較為緩慢。綜上所述，集聚節點或者中介節點退出網絡對兩個網絡的影響更大，美國網絡整體抗風險能力更強。

圖5 技術合作網絡效率變化

4 研究結論與啟示

本文基于聯合申請專利數據，分別研究了中美與RCEP成員之間的技術合作網絡，得到以下研究結論：

(1)整體網絡上，中國合作網絡規模與美國存在巨大差距。隨著時間變化，兩國合作網絡規模都在增加，但是都趨向于更為松散的結構，多數主體只和一個主體有直接的合作關系，網絡權力向個別節點集中現象逐漸減少。中國長期穩定的中介主體數量較少，而美國網絡內部中介節點的作用呈現增長態勢。

(2)個體網絡上，兩國合作網絡中的關鍵節點由大型跨國公司、高校和科研院所等構成。其中大型跨國總部與分支機構之間具有較多的專利合作頻次，合作深度更高，是網絡的核心節點。而高校與科研院所具有更高的合作廣度，在網絡中有較強的中介作用。整體上，美國網絡中重要高校和科研院所的合作廣度與重要企業的合作深度高于中國網絡中同類型節點。

(3)在網絡穩定性上，兩國網絡在度數優先攻擊與介數優先攻擊下的穩定性較弱，面對隨機攻擊時穩定性較高。美國合作網絡中介節點和集聚節點數量較多，抵抗風險能力更強，中國合作網絡穩定性過度依賴清華大學、上海交通大學與華為技術有限公司，抵抗風險能力較弱。

基于上述結論，可知中國與RCEP成員的技術合作和美國相比仍處于弱勢。由于近年中美博弈不斷升級，美國有可能利用其與RCEP成員國的技術合作優勢對華實施技術打壓，需要對此警惕。為了進一步提升中國與RCEP成員國的技術合作水平，積極應對由美國與RCEP成員國強技術合作所帶來的技術打壓風險，提出如下政策建議：

(1)大型跨國科技公司是網絡的核心節點，因此可以強化大型公司在技術合作方面的引領作用。一方面，可以鼓勵大型科技企業進入RCEP成員市場，主動與當地建立合作關系，及時在美國尚未形成技術優勢的領域進行專利布局，這樣既能惠及當地發展，提高合作主體之間的信任度，也有助于我國企業在市場和技術競爭中占據優勢，提升風險應對能力。另一方面，可以鼓勵我國企業與RCEP成員科研機構進行產-學合作，如通過學術會議、人才引進、共辦實驗室等形式建立產-學協同平臺，加強與海外科研機構交流，增加基礎知識積累，提高企業應對外部技術封鎖的能力。

(2)高校和科研院所是網絡的重要中介節點，因此可以強化高校和科研院所在技術合作網絡中的中介作用。可以鼓勵我國科研機構與RCEP成員科研機構之間建立學-學合作，如通過增加國家間科研人員的流動頻率、提高科研經費投入等形式，提升我國與RCEP成員高水平科研主體之間的合作廣度與深度，幫助科研機構融入國際創新體系，提升研究質量，從而發揮知識守門人的作用，促進海外知識向本土機構的流動。

(3)我國網絡資源集中于個別節點，穩定性較弱，因此需要培育更多具有中等集聚與中介能力的合作群體。當中等規模的合作群體增加時，網絡資源不易在個別節點處形成過度集中，網絡抗風險能力也得以提高[31]。一方面，可以進一步深化已有合作基礎，擴大合作范圍；另一方面，由于RCEP成員中有很多發展中國家，其面臨產業調整的挑戰。因此可以根據RCEP成員發展需求，形成分類合作體系，挖掘新的技術合作機遇。應鼓勵更多有技術特色的國內企業參與當地建設，使我國的技術優勢與當地市場需求充分融合，從而擴大合作規模，形成新的合作群體，減少大型企業遭遇沖擊對整體合作網絡的影響。

本研究存在一定的局限性：第一，除了專利外，有很多技術成果以技術秘密等非專利形式保護，無法測度這類技術合作網絡；第二，在分析網絡穩定性時，將整體合作網絡作為靜態網絡進行分析，沒有考慮新主體進入條件下網絡結構與效能的改變。