基于論文和專利計量的大數據技術差距比較分析

周松蘭　邱文偉

摘要：大數據技術作為人工智能、云計算、物聯網等新科技革命信創先導技術的基礎資源與核心工具，已成為各國競爭未來發展新優勢的新賽道，而跟蹤比較其技術差距則為趕超前提。因此，構建新趕超理論和基于知識產權的技術差距測度體系以厘清差距挖掘問題。研究發現，中美歐日韓大數據技術差距已經收斂至20%區間，呈現典型的并跑階段特征，中國相關專利和論文有數量優勢，但質量有待提高，專利國內外布局不合理。針對問題，文章提出以并跑階段為重點的趕超全周期創新躍遷路線和政策建議，以期為相關研究和決策提供學術支持和實證參考。

關鍵詞：大數據；知識產權統計；技術差距測度；創新路線優化

中圖分類號：F062.4文獻標志碼：A0引言以人工智能、大數據、云計算、物聯網、3D打印、智能機器人等為代表的新科技革命先導技術不斷演進，大數據作為基礎要素與核心工具融合，加速了集成創新，深刻廣泛地改變著人類生產生活方式和科技創新范式，推動世界進入大數據時代。大數據是人們在生產、市場、消費和社會活動等過程中，普遍使用計算機、網絡、傳感及傳輸等工具和載體，得以快速收集、編譯、儲存和利用的數字化數據集，其爆炸式增長形成的一種容量大、動態性強、復雜度大的信息資產，區別于傳統數據稱為大數據，而收集、編譯、儲存、計算、傳輸和利用大數據的技術即大數據技術。大數據技術已成為各國競爭未來發展新優勢的新賽道，而科學測度和跟蹤大數據技術差距是知己知彼的競爭前提。本文以采用論文影響力和專利影響力等知識產權系列指數構建測度工具系統，用以厘清和比較中美歐日韓大數據技術差距，探析問題基源，提出并跑階段及趕超全周期創新躍遷路線和政策建議，以期為相關研究和決策提供學術支持及實證參考。

1數據來源大數據技術研究的論文數據，主要通過科睿唯安（Clarivate）與愛思唯爾（Elsevier）數據庫檢索，主要從論文數量指標和論文被引用率等質量指標兩大類進行整理。大數據技術專利數據主要來自世界知識產權組織（WIPO）和中國國家知識產權局（CNIPA）、美國專利商標局（USPTO）、歐洲專利局（EPO）、日本特許廳（JPO）、韓國特許廳（KIPO）即IP5局大數據技術專利數據，同時包括中國（CN）、美國（US）、歐盟（EU）、日本（JP）、韓國（KR）等各國籍專利數量和專利家族數量等。

2大數據技術研究的論文數據分析共檢索1984—2022年中美歐日韓大數據技術研究論文154 449篇，其中，歐盟41 716篇，美國37 729篇，中國33 189篇，日本20 534篇，韓國21 281篇。從數量增長動態看，1984年，歐盟21篇，美國17篇，日本16篇，中國和韓國都是14篇，說明起步差距不大。從越過100篇大關時點看，歐美是在1995年，日本是2000年，中韓都在2001年，東西方拉開5年差距，從2002年起中國一直保持超過韓國，從2005年起中國一直保持超過日本，2021年中國大幅超越美國，2021年中國大幅超越歐盟。從發展過程看中國與歐美日韓相差并不遙遠，且趕超與反趕超的并跑階段特征十分明顯。

大數據技術論文發表數量前10位機構依次是中國科學院、美國加州大學系統、中國清華大學、烏迪策法國研究型大學、英國倫敦大學、法國國家科學研究中心、美國佛羅里達州立大學系統、美國哈佛大學、美國德克薩斯大學系統、中國科學院大學。

高被引論文是大數據技術研究知識創新產出高質量指標之一。大數據技術研究高被引論文總量：美國654篇位居首位，中國583篇名列第2位。從動態比較看，2012年中國超過日韓，2014年超過歐盟，而后一直突出呈現著趕超與反趕超的并跑階段典型特征，2020年及以后中國大數據研究高被引論文保持對歐美的趕超。

3大數據技術專利數據分析共檢索2001—2022年在國家知識產權局、美國專利商標局、歐洲專利局、日本特許廳、韓國特許廳申請大數據技術專利156 071件。國家知識產權局有108 636件居世界第1，日本特許廳有12 050件，美國專利商標局有11 014件，韓國特許廳有5 078件，歐洲專利局有3 728件。大數據技術專利申請量前10位企業依次是中國國家電網公司、中國華為科技有限公司、中國平安科技（深圳）有限公司、日本日立株式會社、日本索尼公司、中國北京百度網訊科技有限公司、日本佳能INC、美國國際商業機器有限公司、日本電氣公司、松下電氣工業株式會社。從專利數量上明顯可見中國的壓倒性優勢，但專利質量存在一定的問題。

3.1專利授權率較低

僅以基于邊緣計算的大數據平臺技術專利為例，根據表1和表2的數據，在2000—2022年期間，國家知識產權局總計有申請專利11 210件，總計有授權專利5 043件，計算可知授權率為45.0%，同期同類指標美國72.5%，歐盟45.2%，日本62.4%，韓國65.0%，同樣可算出中國籍專利授權率為41.9%，美國66.5%，歐盟61.9%，日本68.5%，韓國61.0%。綜上，中國的授權率在比較樣板中是最低的，主要原因在于專利質量存在差距。

3.2國內外專利結構不合理

在一國知識產權局申請的專利總數中可能包括本國籍者申請的專利和外國籍者申請的專利，但真正代表一國專利實力的應當是本國籍者的國內專利和本國籍者的國外專利有機集合。而國內專利和國外專利的比例有著不同價值含義：一國國內專利越少同時國外專利越多，意味著被外來技術占領國內產業和市場的潛在風險；一國國內專利越多同時國外專利越少，意味著國內有一定的自主能力而缺乏國際競爭力。

中國籍者在除中國之外IP5局的國外申請專利數為278+144+84+53=559（見表1），與中國籍者所有申請專利總數9 241之比為6.1%即國外專利申請率，這類指標美國為38.5%，歐盟為75.0%，日本為63.8%，韓國為45.2%，可見中國低了數十倍，這與前述中國專利數量是其他比較樣板的數十倍形成了強烈反差，是中國大數據技術專利數量領先而國際競爭力較低的原因之一。如表2所示，中國大數據技術專利國外授權率8.0%，低于美國32.2%、歐盟79.1%、日本65.0%、韓國42.2%的數十倍。而且這類格局與大數據其他技術分類專利大同小異，因此，中國在具備專利數量優勢基礎上不容盲目樂觀，還應提高專利質量，優化專利布局的國內外結構。

4大數據技術差距測度與比較4.1技術差距測度方法技術差距測度的模型采用周松蘭［1］的方法，利用論文活動力指數、論文影響力指數、專利活動力指數、專利影響力指數、專利市場力指數，組合構建大數據技術差距測度的評分模型BDII=∑⁵_i=1PL_i。其中，P為權重;L_i為5種指數的評分值。以計量結果最高者為百分，計算中美歐日韓大數據技術差距，形成技術差距追趕曲線，并進行比較分析（見圖1）。

4.2大數據技術差距測度結果與追趕曲線比較分析2000年，以最高技術國家美國大數據技術水平為100分的標化評分，歐盟78.4分，日本73.7分，韓國60.6分，中國只有50.1分。中國經過10年的追趕，至2010年達59.1分，2012年越過60分線，從此基本以平穩斜率和速度在與其他經濟體并跑中接近超越。從70分線年份看，韓國是2010年，中國是2016年，比韓國遲6年。而從越過80分線年份看，韓國是2018年，中國是2017年，比韓國提前1年，并從此保持對韓國的超越。在國家創新驅動科技由跟跑向并跑、領跑轉型的新趕超戰略推動下，中國大數據技術創新從2018年開始保持超越日本，2019年開始保持超越歐盟，2021年中國大數據技術評分達到95.6分歷史高點，進入與美國并跑階段。

2022年大數據技術評分，中國93.8分，歐盟88.7分，日本80.3分，韓國89.4分，與近年動態結合可見五大經濟體大數據技術差距收斂已接近20分內的狹窄區間，顯示出典型的并跑階段特征之一；歐盟和日本長期以來在80分線徘徊，顯示典型的并跑階段特征之二。總體格局表明，中國大數據技術創新已進入與歐美日韓并跑的歷史性新階段。

5政策建議

（1）推動人類命運共同體建設與人類大數據共同體建設同步相生。

隨著中國大數據技術水平的提高，中國智能化大數據發展惠及世界，世界大數據離不開中國［2］。人類是休戚與共的命運共同體，只有和衷共濟、和合共生地建設人類大數據共同體，才能更好地面對數字技術和數字經濟的挑戰。中國應積極融入全球數據規則和標準制定的主流，成為全球數據治理的主要貢獻者和領跑者。

（2）從政策源頭為科研機構和企業技術創新提高專利質量，增強“造血”功能。

重點支持核心技術家族專利，完善優化專利國內外結構的預警機制、激勵機制和政策機會窗口，培訓、指導、監督專利代理系統科學優質運行，從基礎服務上提高專利申請質量，從戰略布局上引導和提升專利家族系統質量［3-4］。

（3）技術創新、制度創新和社會創新聯動，系統優化大數據技術發展基礎，以勝出并跑，躍遷領跑。

鑒于中國當前大數據等先導技術進入與主要國家并跑的階段特點和發展要求，一是要優化創新工具系統，二是要提高創新能級。在技術引進消化吸收再創新的跟跑階段，形成了中國對國外諸如芯片等核心技術的依賴，在并跑階段要加強信創的基礎硬件、基礎軟件、應用軟件、信息安全建設，加快實現開源系統、操作系統、根服務器等自主可控。同時，發揮大數據應用場景和行業大數據市場優勢支持大數據技術產業化升級［5-6］，尤其要提高全民和機關企事業組織數字化素質，優化大數據技術普及與提高的基源。集聚與培育大數據技術各類人才，提升大數據技術及與人工智能、云計算、物聯網等技術的相生促進與融合創新能力。

參考文獻

［1］周松蘭.中美歐日韓人工智能技術差距測度與比較研究［J］.華南理工大學學報（社會科學版），2020（2）：18-30.

［2］王雅，杜濤，賈鑫.大數據技術的專利競爭態勢與中國企業的對策［J］.成都工業學院學報，2020（1）：69-72.

［3］左良軍，李立功.基于大數據技術的專利價值評估與篩選系統［J］.中國發明與專利，2018（10）：41-44.

［4］汪滿容，劉桂鋒，孫華平.基于專利地圖的全球大數據技術競爭態勢研究［J］.現代情報，2017（1）：148-155.

［5］趙向陽，王亮，梁晨隴.基于專利數據的大數據技術發展研究［J］.軟件，2017（8）：190-196.

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（編輯李春燕編輯）Comparative analysis of big data technology gap based on paper and patent measurementZhou? Songlan， Qiu? Wenwei

（School of Economics and Statistics， Guangzhou University， Guangzhou 510006， China）Abstract：? Big data technology， as a fundamental resource and core tool for leading technologies in new technological revolutions such as artificial intelligence， cloud computing， and the Internet of Things， has become a new track for countries to compete for new advantages in future development. Tracking and comparing their technological gaps is a prerequisite for catching up. Therefore， a new catch-up theory and a technology gap measurement system based on intellectual property rights are constructed to clarify the problem of gap mining. The study found that the big data technology gap between China， the United States， Europe， Japan， and South Korea has converged to a 20% range， showing typical parallel running characteristics. China has a quantitative advantage in related patents and papers， but the quality needs to be improved， and the domestic and international layout of patents is unreasonable. To address the issue， propose a path and policy recommendations for catching up with and surpassing the full cycle innovation transition， with a focus on the parallel stage， in order to provide academic support and empirical reference for relevant research and decision-making.

Key words： big data; intellectual property statistics; measurement of technology gap; innovation route optimization