專利視角下廣東省軟件產業創新發展現狀、面臨的挑戰與對策分析

楊雨清，姜檬檬，胡勇軍

（1.廣州大學經濟與統計學院，廣東廣州 510006；2.廣州大學管理學院，廣東廣州 510006）

隨著新一代信息技術對日常生活、產業發展、科技創新的影響日益顯著，國家發展戰略的視線也聚焦于以新一代信息技術為支撐的現代化產業體系建設。軟件產業作為信息技術服務產業的重要組成部分，在推進我國現代化產業體系建設中發揮重要作用。然而，近年我國產業的數字化轉型發展面臨不少“卡脖子”技術的挑戰，各產業亟需探索各自的技術創新發展路徑。習近平總書記在黨的二十大報告中明確指出要完善科技創新體系，堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位，健全新型舉國體制，強化國家戰略科技力量。廣東省作為科技大省、工業大省、人才大省，在軟件產業發展上具有較大優勢，能夠有力推動國家科技創新發展建設。本研究根據軟件產業專利數據，對廣東省軟件產業發展的技術瓶頸與創新態勢進行深入分析，以助力廣東省軟件產業發展，賦能實體工業升級。

1 相關文獻評述

創新是產業發展的關鍵要素。李偉慶等［1］深入研究技術創新與產業升級間的動力機制發現，產業升級的創新溢出效應越明顯，我國技術創新能力越強。王玉冬等［2］認為，產業的高質量持續創新發展不僅取決于產業創新鏈的質量和功能,而且受到創新鏈與資金鏈協同匹配水平和有效性的影響。李巍等［3］從創新鏈視角出發，構建了包含社會需求、科技研發、技術傳播、創新效益和產業轉型5 個子系統在內的戰略性新興產業創新系統，并對信息產業創新提出發展建議。席笑文等［4］認為技術相似性是企業、組織或國家進行技術情報分析的重要內容，通過專利數據分析多主體之間的技術相似性，能夠為不同主體的潛在競爭或是合作關系提供策略分析依據，從而提高自身創新競爭性。朱雪忠等［5］從中觀層面對我國工業軟件創新的驅動機制與路徑選擇問題展開探索性研究，認為從短期發展來看，可以以政策激勵為創新動力基礎，從長期發展來看，則應構建以市場為導向的產業創新驅動機制。Edison 等［6］發現創新策略的制定并不是產業創新的關鍵決定因素，由于對“創新”定義的不明確、有效度量指標以及框架的缺乏，軟件產業創新的度量面臨挑戰。

隨著經濟的發展和科技的日益進步，專利在科技工作和社會生活中所發揮的作用日益凸顯。在發達國家，企業或者學者通過對專利文獻進行計量分析從而指導企業的創新活動已有很長的歷史。專利數據中包含大量創新事件，能夠體現產業的創新發展能力，因而基于專利數據的技術路徑研究已成為國際上重要的研究方向。為了更好地測度產業創新能力，喬虹［7］構建了以研發投入和產出能力為一級指標的產業創新能力指標體系，并通過對研發人員、研發經費、申請專利和有效發明專利等關鍵數據進行分析，計算不同行業的技術創新得分；王黎螢等［8］認為申請專利數量是貫穿產業的科技產出、物化產出、價值產出3 個階段創新效率的重要測度指標；Bellstam 等［9］構建了一種基于文本的創新測度方法來挖掘專利、研發數據中的技術發展態勢；創新問題解決理論（TRIZ）包含了40 條不同維度的關鍵創新事件，能夠更好地分析專利數據中潛在的創新要素［10］；胡正銀等［11］提出了基于TRIZ 理論的專利自動分類方法，為基于專利文本的技術路徑探析提供基礎；Cherifi 等［12］面向中小企業的產品開發，基于一種新的矛盾矩陣，在TRIZ 理論的基礎上提出了Ecatriz 方法來幫助實現產品的生態創新目標。

從上述國內外有關研究發現，產業高質量發展離不開技術創新的支撐，而專利文本因包含了大量創新元素，所以能夠通過其較好分析產業的技術創新能力。鑒于此，本研究搜集了廣東省軟件行業的大量專利數據，從專利視角出發分析廣東省軟件產業的技術創新水平及其面臨的挑戰，并為廣東省軟件產業的高質量發展提供參考建議。

2 廣東省軟件產業技術創新能力分析

2.1 產業經濟實力分析

產業的經濟實力是產業可持續發展以及技術創新升級、競爭力提升的重要支撐。在近幾年新冠疫情的影響下，經濟收入的波動更能反映產業經濟實力的穩健性，因此，從企業年報等公開有效渠道收集和分析了廣東省軟件與信息服務產業2019 年至2021 年的產業數據1），對產業經濟實力和發展規模進行深入分析，以評估廣東省軟件產業進一步創新的潛在能力。2021 年廣東省軟件業務總體收入為15 692 億元，較2020 年增長15.4%，由于當年受到新冠疫情的沖擊，相比于2019 年至2020 年增速幅度略有下降，但總體仍呈上升態勢（見圖1）。對不同收入規模的軟件企業進行統計發現，廣東省千億元級企業從2019 年的1 家到2020 年增長至2 家；2021 年全省軟件企業共有5 341 家，其中收入億元以上企業為1 514 家，占企業總數的比重為28%；未達到億元級的軟件企業數量仍占比較高，表明中小微企業是構成廣東省軟件產業隊伍的主力軍，是軟件產業生態發展的重要組成部分。以上產業數據反映了廣東省軟件產業良好的經濟發展態勢。逐步擴大的產業規?？梢蕴峁└嗟馁Y源和市場，能夠吸引更多的資金和人才投入到技術創新領域，而這些資源可以用于研發、試驗、推廣和應用新的技術和產品，有助于加速技術的發展和應用

圖1 廣東省軟件與信息服務業收入及增速的年度分布

圖2 廣東省軟件業務出口金額及增速的年度分布

對廣東省工業和信息化廳依相關標準確定的29家軟件與信息服務業重點監測企業（以下簡稱“樣本”）進行分析。2021 年，樣本實現軟件業務收入共計3 422.9 億元，利潤總額達1 152.5 億元，同比增長42.4%；軟件業務出口179.9 億元，同比增長11.1%。其中，龍頭企業華為技術有限公司（以下簡稱“華為”）的技術創新與品質保障使得其銷售收入優勢明顯，剔除華為后全省軟件收入為2 089.6億元，華為一家企業的收入就占據樣本企業總收入接近70%；同樣，在軟件出口方面更為明顯，華為軟件業務出口額占樣本企業的總出口金額的比重達97%，構成了全省軟件出口的絕對主力。諸如華為、中興通訊股份有限公司（以下簡稱“中興”）、深信服科技股份有限公司（以下簡稱“深信服”）等廣東軟件龍頭企業是全省乃至我國軟件產業高質量發展的重要支柱，帶動了供應商、服務商等產業鏈上下游企業的發展；同時，龍頭企業積極創新研發、推廣先進技術，并將這些先進技術應用到各個領域，能夠有力引領產業中小微企業發展。如圖 2 所示，相比于2019 年，廣東省軟件業務的2020 年出口額同比下降1.4%，但2021 年的出口增額遠超過去兩年，同比增速為14.4%，可見軟件出口業生命力旺盛。

為進一步了解廣東省出軟件口業務結構，對產業細分領域出口情況進行統計（見圖3），可知嵌入式系統軟件一枝獨秀，遠大于軟件產品、信息技術服務、信息安全等3 個領域的出口收入。相比起軟件產品、信息技術服務、信息安全領域的軟件，嵌入式系統通常作為集成產品的一部分，需要芯片、硬件供應商等支持，使得嵌入式系統軟件具有更高的市場集中度和更多的實際應用需求，從而容易形成穩定的客戶關系與合作伙伴，因此，廣東省軟件產業形成以嵌入式系統為主力的出口布局，嵌入式系統軟件也成為該產業中更具技術創新突破潛力的領域。

圖3 2021 年廣東省軟件產業細分領域出口情況

2.2 產業技術創新能力分析

產業的研發費用、研發人員、研發成果等數據更集中地體現了產業技術創新研發水平，尤其專利數據包含了多元技術創新活動情況，能夠更好地反映企業及產業的技術創新能力，因此從專利視角出發，通過整理大量產業相關數據進一步分析廣東省軟件產業的技術發展水平，并聚焦工業軟件技術發展情況加以深入分析，以期為推進廣東制造大省升級成為制造強省提供決策參考。如圖4、圖5 所示，廣東省軟件產業的研發費用投入、軟件著作、專利數量不斷增加，研發創新態勢良好。2021 年，廣東省軟件產業研發費用總額，同比增長19%；登記軟件著作權約27 萬件，占全國登記總量的11.8%，居全國首位；同時，在全球專利合作條約（PCT）國際專利申請量2021 榜單中，華為以6 952 件申請量繼續位居全國榜首，OPPO 以2 208 件申請量位居第六。2021 年廣東省軟件產業的研發費用投入相較于2019年增加了約788 億元，增速極快，說明企業愿意將更多資金投入到研發當中；但2021 年研發費用增速較2020年下降較多，盡管企業認識到研發創新的重要性，但在新冠疫情的持續影響下，企業放緩投入趨勢以更好地應對突發情況。總體而言，企業研發費用的增加推動了廣東省軟件產業的軟件著作權及發明專利數量逐年增加，說明產業創新實力不斷提高。

圖5 廣東省軟件產業研究成果數量的年度分布

通過整理2019—2021 年廣東省軟件產業重點檢測企業的研發人員與研發成果數據（分別如表1、表2 所示）可以發現，產業研發人員規模大，在樣本企業中就有7 家研究人員規模3 年都在3 000 人以上，華為和深圳怡化電腦股份有限公司的規模分別更在7 000 人以上。由于產業研發人員規模的巨大優勢，大型龍頭企業在技術研發上占據著明顯的優勢，廣東省軟件產業在專利和軟件著作數量方面取得了顯著成果。其中，2021 年軟件著作權獲得授權在500 項以上的企業就有11 家，而中興、大族激光科技產業集團股份有限公司（以下簡稱“大族激光”）等4 家企業的軟件著作權數量更是在1 000 項以上；發明專利獲得授權的難度更大，因此通過發明專利能夠更好地體現企業創新能力，而2021 年發明專利獲得授權在500 項以上的企業也有7 家，龍頭企業華為和中興的授權專利數量分別達到了11 334 項和21 038 項，遠超其他企業。說明這些龍頭企業的研究成果越來越受到行業的廣泛認可，貢獻顯著，引領著整個產業的發展方向。

表2 2019—2021 年廣東省重點監測企業授權專利及發明專利數量 單位：件

廣東省作為工業大省和工業強省，在數字經濟時代繼續響應國家高質量發展要求，積極推進制造業數字化轉型和智能制造升級，而工業化與信息化的融合離不開工業軟件的支撐。工業軟件包括自動化控制系統、計算機輔助制造軟件、仿真軟件、安全軟件等多個生產控制領域的軟件，能夠提高生產精度與效率、降低生產成本與風險、提高產品質量和市場競爭力，可以有力賦能廣東制造業轉型升級。從關鍵技術看廣東省軟件產業的專利布局情況，專利作為科技水平高低的衡量尺度之一，重視自主創新的企業也憑借著專利技術贏得巨大的市場。專利總申請量可以反映一家企業的技術活躍程度，其中發明專利代表實質性的技術創新，通常被視為高價值專利。以“工業軟件”“研發設計軟件”“控制軟件”“業務管理軟件”等關鍵詞在incoPat 專利數據庫中檢索和統計，最終得到2021 年廣東省工業軟件重點監測企業專利授權數量為7…386 件，同比上升39.5%（見圖6），增速較快，可見廣東省軟件產業重視工業軟件發展，能夠較好賦能廣東制造業的發展；然而，同期發明專利占總授權專利數量的比重僅為23.75%，即使發明專利授權數量同比上升近28.60%，增速也遠低于專利授權數量增速。表明雖然廣東省工業軟件領域技術水平正逐步提升，但高質量創新能力仍有待提升，需進一步突破瓶頸技術，以更好推動廣東制造業發展。

圖6 廣東省工業軟件重點監測企業專利授權數量

從研發經費情況來看（見圖7），2019—2021年廣東省工業軟件重點監測企業的研發經費投入穩步上升，與發明專利授權數量上升趨勢吻合，可見研發費用對于發明專利的產出起到實際推動作用，廣東省工業軟件技術水平在研發經費的投入下逐年提高。其中，有2 家企業在2021 年獲得廣東省工程技術研究中心認定，有助于廣東省工業軟件加強技術攻關和協同合作，加速成果轉化和人才培育，促進工業軟件高質量發展。

圖7 廣東省工業軟件重點監測企業研發經費投入年度分布

3 廣東省軟件產業創新發展面臨的主要問題與挑戰

以上通過從產業經濟實力和專利視角進行產業技術創新分析，除了發現廣東省軟件產業的一些優勢布局，也感知到了產業創新發展中存在的主要問題。

一是軟件發展市場需進一步擴大。廣東省軟件業務收入可觀，上升趨勢顯著，然而，通過收集2018—2021 年我國不同地區的軟件業務收入情況可知（見表3），不少地區的軟件業務收入增長速度超過了廣東省。其中，2021 年全國（未含港澳臺地區。下同）累計完成軟件業務收入為94 994 億元，同比增長17.7%；廣東省累計完成軟件業務收入為15 692 億元，其15.4%的增速低于全國2.3 個百分點；而北京市、浙江省和山東省的增速也都高于廣東省。北京市、浙江省等地區擁有更強的互聯網生態和技術基礎，已經形成了如百度、恒生電子股份有限公司等知名軟件企業和品牌引領當地軟件產業的創新和發展，而且這些地區已經形成了相對完善的產業鏈和優勢分工，軟件業務發展活躍；相比之下，廣東省軟件產業發展相對滯后，需深入了解其他發展好的地區的優秀做法，并進一步了解自身發展特點，在市場競爭方面需加大在云計算、大數據、人工智能、物聯網（IoT）等前沿領域的高端市場需求，從而進一步刺激軟件市場活躍度增加。

表3 2018—2021 年我國部分省市軟件產業收入 單位：億元

二是人才隊伍支撐作用仍需進一步加強。人才隊伍是軟件產業發展的重要支撐力量與保障，從表1 可知廣東省軟件產業的研發成功率與研發人員數量呈正相關，為了進一步分析人才對廣東省軟件產業發展支撐情況，統計分析相關數據可知，2020 年廣東省軟件產業從業人員較2019 年增加91 382 人，2021 年較2020 年增加86 112 人，增長幅度略有下降，但從業人員規?？傮w呈現不斷增長狀態（見圖8）。在從業人員結構方面，2021 年廣東省軟件產業基地總人數為766 649 人，軟件從業人數為590 070 人，占比達77%，其中有5 年及以上軟件從業經驗的人員為135 918 人，有2～5 年（不含5 年）軟件從業經驗的人員為155 945 人；軟件研發人員為302 959人，其中的12.5%為測試人員。在學歷構成方面，博士研究生學歷軟件從業人員占0.5%，碩士研究生學歷占14.5%，本科學歷占41.7%，接近半數的人員為本科以下學歷，高層次人才占比不足。高層次人才是推動產業創新的重要力量，他們具備較高的科研能力和創新能力，能夠引領產業前沿技術發展方向，并提供新的思路和解決方案，如果缺乏高層次人才的參與，產業的創新能力將會受到限制，難以在技術上實現真正突破。

圖8 廣東省軟件從業人員數量年度分布

三是創新資源集中于龍頭企業，創新集群效應尚未高效凸顯。從前面的數據分析已知，廣東省軟件產業的研發費用總體上逐年增加，同時登記的軟件著作權及授權的發明專利數量也逐步上升，但在剔除華為的數據后增速由2020 年的30%降至2021年的17%，降幅較大；同時，華為和中興等龍頭企業在研發人員等相關創新資源方面的占比很高，軟件產業的創新資源過于集中在龍頭企業，但技術外溢效應未能得以有效表現，仍需進一步強化建設軟件產業創新生態。相似地，在工業軟件專利方面，雖然廣東省工業軟件領域整體申請發明專利數量增速較快，其中大族激光申請的發明專利占大多數，龍頭效應依舊顯著，但剔除大族激光企業的貢獻后，全省工業軟件申請數量驟降（見圖9），反映出軟件產業創新能力不平衡，產業龍頭企業的帶動勢頭不足，高質量技術創新仍需加強。

圖9 廣東省軟件產業申請專利數量年度分布

此外，相較于2020 年，2021 年廣東省軟件產業中軟件企業數量及國家認定的高新技術企業數量、設立研發機構的企業數量均有所下降，其中高新技術企業數量降幅較大，同比下降36.1%（見圖10）。這一現象值得引起關注，相關部門需重視對軟件產業中具有較好創新質量企業的扶持力度，以幫助這些企業在新冠疫情、惡性技術競爭等大環境中更穩健地運行。

圖10 廣東省軟件企業、高新技術企業及設立研發機構企業數量變化情況

四是工業軟件發展勢頭難以有力推進廣東工業強省鍛造。盡管廣東省工業軟件研發投入與成果轉換績效不斷增加，但與全國其他主要地區工業軟件發展情況相比，廣東省工業軟件的創新發展勢頭仍有不足。具體而言，廣東省在業務管理類工業軟件的專利申請數量相比其他省份具有顯著優勢，但發明專利申請數量占比在所有細分領域中均落后于其他主要省市。如圖11 所示，統計2019—2021 年北京、上海、浙江和廣東各省市排名前十的企業或機構的工業軟件專利申請數量，可以發現廣東省業務管理類的專利申請數量排名第一，但是發明專利申請量占比僅有62.3%，比北京市（75.6%）低13.3 個百分點，高質量創新方面的能力離北京市還有一定差距。其中，生產控制類軟件可以對實際產線進行全方位控制和管理，實時監測生產過程和設備狀態，及時發現問題并采取措施預防故障發生，從而提高生產線的穩定性和可靠性，但這類軟件的精度要求較高、創新難度大，數量最多的北京市也僅有202 件，而廣東省排在最末位，反映了廣東省目前的工業軟件技術水平難以有力推動廣東制造強省的快速升級。

圖11 我國主要四省市不同類型工業軟件專利申請量

另外，如圖12 所示，廣東省ERP 管理軟件專利申請數量排名前三的分別是金蝶軟件（中國）有限公司、華為、珠海格力電器股份有限公司，其發明專利占比均達到90%以上，創新性十分強勁。其中排名第九的是華南理工大學，說明高校研究對產業發展的推進有實際作用。

圖12 2019—2021 年廣東省ERP 管理軟件專利申請數量排名前十機構

4 廣東省軟件產業創新發展對策

綜上分析發現，廣東省軟件產業綜合實力和發展規模仍位居全國前列，盡管在受到新冠疫情沖擊、市場節奏放緩的情況下，仍能保持市場收入在年增長率10%以上，并且在以華為為主力的軟件業務出口方面依舊活躍，同時呈現出逐步國際化的發展態勢。然而，廣東省軟件產業的發展也面臨著一些問題，如中小微企業軟件創新人才缺失、核心技術有“卡脖子”風險、產學研成果創新質量不夠高、軟件產業與生產痛點需求結合不充分等問題，尤其面向廣東智能制造發展戰略而言，工業軟件并未充分發揮其應有的實力，領域內仍存在高端人才不足、研發經費投入較低、高質量技術創新效益差等問題，其中生產控制類工業軟件和芯片設計軟件（電子設計自動化EDA 工具）是最為薄弱的環節。廣東省制造業企業為了快速交付好的制造產品，首先選用最好的設計類軟件來優先滿足工作需要，因而國產軟件未能在省內以及國內廣闊的市場背景下發展起來。此外，廣東省內以及國內的軟件企業大多做嵌入式軟件，如大族激光等的工業軟件企業實力有限，工業軟件創新能力比較弱，存在工業設計和制造軟件斷源風險，不利于廣東制造強省的發展。

根據廣東省軟件產業發展現狀，結合廣東省工業轉型升級需求，亟須從頂層做好軟件產業發展規劃。面對軟件產業高端人才支撐以及高質量技術創新力度不足的重要挑戰，產業單方面的解決能力是不夠的，高校與科研院所的研究優勢可以是助力產業技術升級的重要抓手，須在產業的實際需求指引下進行相關創新性研究才能充分發揮其作用及價值。鑒于此，本研究構建了一種產業融合下的軟件產業發展公共服務平臺（見圖13），基于此可結合產業、高校、科研院所、政府等多主體的優勢與力量來研判軟件應用場景和技術發展趨勢，發揮各主體未來在其相應創新點位的引領作用，服務于軟件產業的高質量發展。該平臺采用產學研新型“問診”方式賦能產業創新生態體系，促進“產業應用— 科學突破—技術攻關”的循環迭代。首先，實現龍頭企業牽引下從場景檢驗到科學問題轉化與基礎理論突破的第一次飛躍，進而實現由科學問題突破到“卡脖子”技術清單下技術性能提升的第二次飛躍，進而實現對“問診”發現問題的解決。軟件產業發展公共服務平臺將以智慧服務中心為支撐，對上滿足各類典型應用場景的需求，對下連通大數據底座的各類數據，賦能政府、企業、高校等主體，降低各單位的交互成本，吸引優勢力量聚焦國家戰略、科技前沿、市場急需開展重大科學問題和軟件關鍵核心技術攻關，實現“數據—知識—決策”技術路線的兩次飛躍；還將通過構建產學研新型“問診式”綜合保障體系確保平臺的整體運行順暢，同時對產學研協同模式進行約束與指導，真正發揮平臺的指揮棒作用，保障軟件產業創新系統的生態健康。

圖13 軟件產業發展公共服務平臺結構

產學研新型“問診”賦能產業創新生態體系通過連接政府、企業、高校、科研院所等主體，以進行更高效的關鍵科學技術攻關。在產業應用上，以龍頭企業為牽引，總結產業應用引發的軟件創新需求，同時為科研成果提供場景驗證；在科學突破上，高校和科研院所將業務問題轉化為科學問題，帶頭實現科學理論重大突破，并結合“卡脖子”問題進一步指導技術攻關，最后賦能于產業實際應用。產學研新型“問診”賦能產業創新生態體系實現3 層協同：第一層協同旨在頂層科學問題的探析與突破，通過國際國內學術會議、科研基金立項等布局連接產業界和學術界的專家，并為青年研究人員提供更好的科研支持，貫通頂層科學攻關機制，培育國際一流、國內領先的優勢核心技術突破和共性關鍵技術研發能力；第二層協同旨在對青年學者進行培養，鼓勵建設高水平創新載體、培育產業創新創業氛圍，提高創新創業的孵化成功率，以最大限度釋放青年學者的潛力與價值；第三層協同旨在對企業發展進行引導，通過產業立項形成對企業的實踐指引，并依托企業實際場景進行科學成果檢驗，構建和推進相關應用場景開放，開展核心技術攻關與應用示范推廣，貫通產學研鏈條，實現軟件關鍵技術自主可控的產業新業態。

5 結論

本研究面向數字經濟下廣東省軟件產業創新發展需求，從專利視角出發分析廣東省軟件產業的綜合創新能力。收集了2019—2021 年的相關產業數據，從整體營收、出口業務、研發投入、人才結構、創新產出幾個方面分析了新冠疫情沖擊下廣東省軟件產業的創新發展態勢。從相關數據分析中可以感知到，盡管在新冠疫情沖擊的大環境下，廣東省軟件產業依然重視創新研發投入，相信科技創新引領價值。在細分領域中，廣東省軟件產業形成以嵌入式軟件為出口主力、業務管理類軟件為研發重點的局勢。盡管產業整體發展趨勢不錯，但在從專利分布結構來看，在更具有創新價值的研發設計類、生產控制類軟件的研發勢力有待加強；同時，軟件產業的龍頭企業牽引效應并沒有充分發揮，產業中占據主體的中小企業研發創新能力有待提高。產業整體創新能力的提高，不能僅靠企業自身，為了更好地讓龍頭企業發揮牽引作用，以及提高軟件產業創新生態效益，研究提出了一種產學研協同的軟件產業發展公共服務平臺，通過產學研“問診”新模式，結合產學研協同賦能、產學研綜合保障的機制為推進廣東省軟件產業實現高質量的創新發展保駕護航。

注釋：

1）如無特別說明，文內相關數據均由筆者通過2019—2021 年《廣東省軟件和信息技術服務業年報》整理得出。