技術鎖定生態系統評價研究

收稿日期：2023-05-24 修回日期：2023-07-24

基金項目：國家自然科學基金面上項目（72074019）

作者簡介：楊武（1961—），男，山東臨沂人，博士，北京科技大學經濟管理學院教授，研究方向為技術創新；孫世強（1993—），男，山東濟南人，北京科技大學經濟管理學院博士研究生，研究方向為技術鎖定生態系統。

摘 要：在吸收借鑒現有研究成果基礎上，提出技術鎖定生態系統概念，對其內涵與特征進行解析，構建技術鎖定生態系統要素模型，從系統穩定性、系統中心性以及系統異質性3個方面，建立技術鎖定生態系統評價指標體系，并采用增長率循環指數合成方法，結合5G產業有效發明授權專利，測度2012—2021年中美日韓德五國的技術鎖定生態系統指數。結果發現，中國的技術鎖定生態系統指數呈現出波動性增長態勢；美國的技術鎖定生態系統指數呈現出先升后降再緩慢上升的發展態勢；日本的技術鎖定生態系統指數前期平穩，后期波動較大；韓國與德國的技術鎖定生態系統指數均呈現下降趨勢。

關鍵詞：技術鎖定生態系統；5G產業；增長率循環指數合成方法；社會網絡分析方法

DOI：10.6049/kjjbydc.2023050524

開放科學（資源服務）標識碼（OSID） 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

中圖分類號：G301

文獻標識碼：A

文章編號：1001-7348（2024）19-0014-10

0 引言

隨著國際競爭不斷升級，由西方發達國家主導的技術聯盟或者利益聯盟試圖通過技術鎖定戰略，將中國的關鍵產業鎖定于次優路徑。相比以往的技術鎖定戰略主要針對某個關鍵技術節點或者關鍵技術路徑，當前的技術鎖定戰略為了強化鎖定效應，逐漸調整為將多個關鍵技術節點與多條技術路徑融合，形成系統化與網絡化的鎖定，即技術鎖定生態系統。

然而，現有文獻并沒有關于技術鎖定生態系統的研究，而更多的是對技術鎖定的解析，但二者在概念特征與要素測度方面差異較大。技術鎖定是一種依賴技術路徑，進而導致決策失靈的長期均衡狀態（楊武等，2022），具有技術阻礙性與排他性等特征，而且要素組成主要以技術發展規律為基礎，例如技術涌現、技術選擇以及技術自我強化等［1，2］，其測度指標偏重于專利技術自身屬性［3-5］。與之相比，本文認為技術鎖定生態系統是指技術主體在專利產權制度約束下，通過對外實施關鍵核心技術鎖定、技術路徑鎖定以及技術標準鎖定，壟斷市場，進而獲取經濟利益的生態系統。其具有間斷均衡性、環境適應性、生命周期性、風險防范性以及協同進化性等特征。技術鎖定生態系統是更高層次的技術鎖定進化，除包含技術要素外，還含有市場要素（利益聯盟等）、產權要素（專利產權制度等）以及其它要素（周邊生態環境與資源等）［6］，因此其測度研究應圍繞系統主體以及整個系統展開。然而，已有的測度研究僅關注專利技術自身屬性，沒有考慮技術鎖定生態系統內部主體間的競合關系以及系統的結構屬性。而且，現有研究在采用社會網絡分析方法時，并未厘清網絡化指標與系統穩定性、中心性的對應關系，且對系統的異質性測度也未有深入涉及。

基于此，在吸收借鑒現有研究成果的基礎上，本文提出技術鎖定生態系統概念，剖析其具體特征，探索性構建技術鎖定生態系統要素模型，從系統穩定性、系統中心性以及系統異質性三方面，建立技術鎖定生態系統評價指標體系，并以2012—2021年中美日德韓五國5G產業為例，進行實證分析，為我國5G產業發展提供建議。

1 技術鎖定生態系統概念內涵與特征

1.1 技術鎖定生態系統概念內涵

在界定技術鎖定生態系統定義之前，首先對技術鎖定概念進行分析。現有研究認為，技術鎖定是一種依賴現有技術發展路徑，進而導致經濟決策失靈的長期均衡狀態（楊武等，2022）。其本質核心是技術路徑依賴，即某項技術因偶然歷史事件被市場選擇后，不斷得到強化，致使現行市場逐漸被鎖定于此項技術中，并且對后續技術具有阻礙與排他作用。由此可知，技術鎖定以技術本質特征為基礎，因偶然歷史事件具有不可逆特點，導致技術鎖定方向具有不可逆性。此外，一旦某項技術將市場鎖定，則該項技術會規避或者抵制其它潛在的更優技術，以保持該項技術的市場壟斷性。

通過對技術鎖定概念的分析可知，技術鎖定是以技術本質特征為主要內容的。然而，技術鎖定生態系統不僅包括技術本質特征，還涉及系統主體的市場利益關系、專利產權制度以及所處環境變化等。因此，本文將技術鎖定生態系統定義為技術主體在專利產權制度約束下，通過對外實施關鍵核心技術鎖定、技術路徑鎖定以及技術標準鎖定以壟斷市場，進而獲取經濟利益的生態系統。從該定義可知，其一，技術鎖定生態系統以專利產權制度作為約束條件，其本質是為獲得法律授予的專利產權而進行的競爭，專利產權具有產權獨占性、產權時間性以及產權地域性等特征。其中，產權獨占性詮釋產權人依法享有的專利占有、使用、收益獲取以及處理等權利，而產權時間性是指專利產權有效保護期（發明授權專利具有20年有效保護期），產權地域性則體現專利產權跨國家/地區的保護范圍。其二，技術鎖定生態系統的鎖定方式包含關鍵核心技術鎖定、技術路徑鎖定，以及由專利池/專利協議構成的技術標準鎖定。從鎖定范圍來看，關鍵核心技術的鎖定范圍主要針對某項關鍵技術節點，鎖定范圍有限，鎖定模式單一，但它是形成技術路徑鎖定與技術標準鎖定的基礎；技術路徑鎖定是對技術鏈上多項關鍵技術節點的鎖定，它比關鍵核心技術鎖定的范圍更廣；技術標準鎖定則是對專利池/專利協議等的鎖定，它的鎖定范圍不僅包含該產業中技術鏈的系列關鍵技術節點，還包括該產業中的某項技術工藝，甚至是整個產業。因此，關鍵核心技術鎖定、技術路徑鎖定以及技術標準鎖定共同組成技術鎖定生態系統的對外鎖定方式。其三，技術鎖定生態系統以關鍵核心技術、技術路徑以及技術標準作為技術載體，以專利產權制度作為法律保障，其經濟目標是壟斷市場，獲取穩定且持續的經濟利益。換而言之，技術鎖定生態系統通過構建利益鏈（網），甚至是利益聯盟（專利許可交易與股權結構占比等方式），獲取經濟利益。

1.2 技術鎖定生態系統特征分析

從技術鎖定生態系統的概念可知，其體現出3個本質內涵，分別是專利產權制度約束、追求經濟利益以及3種鎖定方式（關鍵核心技術鎖定、技術路徑鎖定、技術標準鎖定）。彭定洪與董婷婷 ［7］認為，生態系統發展存在短期突變，但通過自維持、自調控等方式實現均衡發展，即具有間斷均衡性。Tomas & Moreira ［8］在構建生態系統時，指出其具有適應環境、生命周期、多元性、復雜性以及自組織性等特征。在專利產權制度約束下，技術鎖定生態系統主體之間以及與所處環境的相互適應過程，體現了該系統的環境適應性與生命周期性。趙玉帛等 ［9］和儲節旺等［10］認為，風險沖擊會對生態系統造成破壞。因此，技術鎖定生態系統必須具備風險防范性才能實現可持續性發展，進而獲取穩定的經濟利益。Senyo、 Liu&Effah［11］指出，協同進化對生態系統發展具有非線性作用，技術鎖定生態系統的協同進化不僅表現為內部主體之間及其與環境的協同發展，還體現出其具有從關鍵核心技術鎖定到技術路徑鎖定，再到技術標準鎖定的層次進化，它們的共同作用使得生態系統演化朝著可持續方向發展?；诩夹g鎖定生態系統概念內涵，并借鑒上述研究，本文認為技術鎖定生態系統具有以下特征，即間斷均衡性、環境適應性、生命周期性、風險防范性以及協同進化性。

（1）間斷均衡性。技術鎖定生態系統發展階段從長期來看是漸變且穩定的，但可能存在短期突變。例如當出現產業政策調整［12］、突破式創新技術、技術跳躍式發展以及市場需求改變等情況時，其發展進程也會隨之突變。以芯片原材料為例，研究發現，碳基芯片突破了傳統硅基芯片1nm的精度約束，而且碳基芯片的運行速度是硅基芯片的5～10倍。目前，我國除在現有光刻機產業技術鏈上突破關鍵技術節點（7nm節點）外，還在原材料上開展從硅基芯片換軌到碳基芯片的專利研發過程，力圖從原材料上突破ASML聯盟對我國的技術鎖定，實現光刻產業領域的獨立自立。因此，對于技術鎖定生態系統而言，其間斷均衡性不僅表現為漸進發展過程中的技術繼承與發展，而且展現出短期突變的催化作用。

（2）環境適應性。技術鎖定生態系統的環境適應性是指當外部環境發生變化時，系統通過采取某些具體行動，動態調整自身行為以適應所處外部環境。在技術鎖定生態系統形成過程中，各主體要素規模、結構以及功能會隨著外圍環境變化而改變，而且它們之間的作用關系（合作、競爭以及相互博弈等）也會隨之改變。這也說明技術鎖定生態系統的主體要素并非是一成不變的，而是在動態變化中不斷促進自身發展。技術鎖定生態系統的發展過程具有復雜性，僅靠單個主體的關鍵核心技術難以成功對外實施鎖定行為，必須通過與周邊環境的互動，加強與其他主體合作研發 ［13］，才能不斷完善整個系統的內部結構，以更好地適應外部環境，發揮技術鎖定生態系統對外鎖定作用。而且，外部環境的動態變化也會促使技術鎖定生態系統向更穩定、更高層級方向進化。

（3）生命周期性。按照系統內部主體規模與競合關系，技術鎖定生態系統的生命周期包含點狀發展階段、鏈狀發展階段、網狀發展階段以及系統發展階段。在點狀發展階段，技術鎖定生態系統主體較少，呈零星分布，主體間合作關系較疏松［14］，且技術發展緩慢；在鏈狀發展階段，主體逐漸增多，主要以產業鏈形式分布，合作關系具有明顯的鏈式效應；在網狀發展階段，以技術鏈與利益鏈為主的鏈式主體顯著增多，而且研發合作呈現多點交叉態勢，多條技術鏈與利益鏈相互交織，形成技術網絡和利益網絡；在系統發展階段，多個技術網絡與利益網絡呈集聚式分布，形成“小世界”聯盟效應，其間還分布著某些單點主體以及鏈式主體，在交叉融合下共同形成技術鎖定生態系統。不同發展階段之間的邊界并不明顯，但內部主體結構與功能發生較大變化。雖然技術鎖定生態系統在發展過程中會出現衰退階段，但從整體發展趨勢來看，則是向更適應周邊生態的階段發展，以達到自身最大穩定性。

（4）風險防范性。由于有限理性與信息不對稱，在系統主體的專利合作研發過程中廣泛存在不確定性。不確定性會給技術鎖定生態系統帶來各種風險。例如，專利合作研發中的技術風險（跳躍性技術發展）與市場偏好改變風險等。一方面，在技術鎖定生態系統形成過程中，采用多主體合作方式（技術合作或者利益合作）能夠改善單個主體有限理性的弊端［15］，降低系統風險系數。在技術鎖定生態系統中，既有以單個技術主體出現的企業，也有由多個技術主體構成的產業鏈與產業網形式，它們之間的合作與聯盟有助于降低整個技術鎖定生態系統在關鍵核心技術研發過程中的風險。依靠系統內的多主體網絡，各主體要素之間的信息交流渠道更加順暢，降低了由信息不對稱帶來的市場機會主義風險。而且，系統內各主體要素基于技術鏈（網）、利益鏈（網），實現整個系統內主體間的協作聯盟與資源互補等。

（5）協同進化性。對于技術鎖定生態系統而言，內部主體為了應對環境變化或者外部刺激，通過采取一系列行動實現協同進化。協同進化性促使技術鎖定生態系統以一種開放、非線性且非均衡方式生存與發展。在技術鎖定生態系統中，協同進化表現為合作型協同進化與競爭型協同進化。最典型的合作型協同進化案例是5G產業發展。我國在1G、 2G時代處于技術落后狀態， 關鍵核心技術全部壟斷在歐美日韓等發達國家手中，在對我國形成關鍵核心技術鎖定與技術路徑鎖定的同時，在專利池/專利協議等技術標準中也不斷提升本國關鍵核心專利在國際技術標準中的比重，致使我國在該時期對國外5G具有較高技術依賴性。然而，目前我國已經建立以中國信息通信研究院等為主的研究機構、以中國移動為主的四大運營商以及以華為與中興通訊為代表的幾十家企業的5G產業聯盟，聯盟成員通過共同研發合作5G專利（章琰等，2021），實現了我國從3G跟隨到4G并跑，再到5G領先的地位轉變。而且，在5G標準的45項立項中，我國5G產業聯盟擁有21項技術標準，強化了我國自身的5G產業技術標準，突破了國外經濟體對我國5G產業的技術鎖定，建立了我國自身的5G產業領域技術鎖定生態系統。與之相對的是，在光刻機產業上，我國與ASML聯盟則是一種競爭型協同進化關系。ASML聯盟不僅鎖定光刻機產業技術鏈7nm及以下的關鍵核心技術、技術路徑以及技術標準等，而且通過許可交易行為與股權結構等方式，構筑并強化以關鍵技術鏈（網）為基礎的利益鏈（網），甚至利用專利獨占性、地域性以及時間性等產權約束，維護其在光刻機產業領域技術鎖定生態系統的穩定性。為了打破ASML聯盟對我國光刻機產業領域的技術鎖定，我國一方面通過提高光刻機技術工藝（由上海微電子裝備（集團）股份有限公司研發的SSA/800-10W型號ArF光刻機，實現28nm浸沒式光刻機應用），實現光刻機技術創新；另一方面尋找可替代的芯片原材料（從硅基芯片轉換到碳基芯片上［16］，運算速度提高5～10倍），實現換道超車的目標?；谏鲜龇治隹芍?，無論是合作型協同進化，還是競爭型協同進化，均是以整個技術鎖定生態系統的穩定發展為前提基礎，即適度競爭有利于技術創新，反之，則使系統紊亂。隨著技術環境變化，技術鎖定生態系統規模、主體數量、結構及能力均會表現出與外部環境保持相對平衡的協同進化狀態。

2 技術鎖定生態系統要素模型

技術鎖定生態系統是基于內部要素相互聯系而形成的，內部要素完整程度決定技術鎖定生態系統的整體作用。雖然，各要素目標存在差異性，但結合技術鎖定生態系統整體目標，各要素目標具有相對一致性。而且，它們以一種網絡化方式存在于系統中，形成的合力能夠實現單個要素所不具備的效果［17］。因此，分析技術鎖定生態系統時應該考慮組成要素關系，在要素模型中體現其作用機理?；诩夹g鎖定生態系統概念與特征，本文探索性地構建技術鎖定生態系統要素模型，如圖1所示，用以分析技術鎖定生態系統技術要素（技術主體、技術鏈與技術網等）、市場要素（交易許可行為、利益鏈與利益網等）、產權要素（專利產權制度等）以及其它要素（周邊生態環境與技術成果轉化等）間的相互作用。

2.1 技術要素

在技術要素中，技術主體包括技術先行者、技術跟隨者、技術競爭者以及技術橋接。技術先行者是指在眾多的涌現技術中，由于偶然性事件被市場優先選擇的某項技術擁有者。技術先行者的組成主體具有多樣性，既包含掌握單項關鍵核心技術的某個企業，也包括擁有多項關鍵核心技術的企業鏈，甚至是多個企業與多條企業鏈構成的企業網。它們之間通過建立穩定的專利合作研發關系，共同研發某項關鍵核心技術與技術路徑，進而阻礙和排斥技術跟隨者、技術競爭者研發出新技術。技術跟隨者是指系統中那些不具備研發關鍵核心技術的主體，他們只能依賴技術先行者，是技術鎖定生態系統中的被鎖定者。技術競爭者是相對于技術先行者而言的，他們雖然也具備一定技術研發能力，但進入市場較晚，此時的市場已被技術先行者鎖定（俞榮建等，2023）。除非技術競爭者能夠實現在原材料或者技術工藝上的突破式創新，否則難以替代技術先行者的市場地位。技術橋接一般分布在技術節點之間，其主要功能是增強技術主體之間的連接關系。雖然它不直接參與關鍵核心技術研發過程，但卻影響技術擴散過程，是技術要素中必不可少的組成部分。

由于進入市場較早，技術先行者對技術跟隨者與技術競爭者具有阻礙和排他作用，技術跟隨者只能依賴于技術先行者。基于對原材料與技術工藝的自主研發，技術競爭者對技術先行者具有替代效應，這為破解技術鎖定生態系統提供了技術選擇。然而，在專利合作研發中，由于存在資源缺口效應，即專利研發所需要的技術資源無法來自初始集聚，而是分布在多個技術主體之間［18］，各技術主體既擁有同質性的資源稟賦，又具有差異化的資源優勢。由于技術發展過程中存在諸多不確定性因素（如從硅基芯片到碳基芯片的跳躍性發展），系統內單個技術主體難以完成關鍵核心技術的整個研發過程。為了解決技術資源受限問題，各技術主體通過技術橋接，構筑關鍵產業技術鏈，結成技術網，甚至集聚形成技術聯盟，以提高技術鎖定生態系統的技術資源利用效率，進一步推進關鍵核心技術研發過程。而關鍵核心技術突破正是基于技術鎖定生態系統內多個主體在技術鏈、技術網以及技術聯盟上的技術資源積累。例如，在光刻產業領域，ASML與英特爾、三星電子、臺積電、海力士以及蔡司等企業，共同構成ASML技術聯盟，鎖定了光刻機產業的各個技術發展階段。

2.2 市場要素

市場要素中，經濟利益是技術鎖定生態系統的經濟追求目標。技術鎖定生態系統通過關鍵核心技術鎖定、技術路徑鎖定以及技術標準鎖定3種方式，鎖定現行市場技術體系，而且鎖定強度越大，其市場壟斷水平越高，獲得的經濟利益也越多。為了獲取更穩定的經濟利益，系統主體通常采取以下方法：其一，通過股權結構占比方式，與其它主體構筑利益鏈（網）［19］，甚至結成利益聯盟，提高整個系統穩定性。例如，ASML聯盟為了占據更大的光刻機產業市場份額，獲取壟斷性經濟利益，不僅結成技術聯盟，還構筑股東利益聯盟。ASML最初的股東利益主體是荷蘭飛利浦、英特爾、臺積電以及三星電子，但后來增加了Capital Research and Management Company（美國資本國際集團）（占有ASML股份的15.81%）、 BlackRock Inc.（美國的黑巖集團）（占比7.95%）以及Baillie Gifford（英國柏基投資）（占比4.54%）等。由此可知，ASML聯盟不僅包括專利合作研發的技術聯盟，還包括股東利益聯盟。其二，采用交易許可方式（技術購買、技術引進以及專利付費），將一般技術與設備（不涉及關鍵核心技術）傾銷給技術跟隨者與技術競爭者，除獲取銷售收入外［20］，還能夠將后者鎖定在現有技術路徑中，對于某些關鍵核心技術，國外經濟體只會通過收取高額專利使用費的方式獲取更多經濟收益，而不會出售此類關鍵核心技術［21］。無論是股權結構占比，還是交易許可行為，它們均是以關鍵核心技術為基礎。因此，技術鎖定生態系統必須保持自身技術體系在市場中的壟斷性地位，才可能獲取更大規模的經濟利益。

2.3 產權要素

產權要素是技術鎖定生態系統形成的制度性要素。無論是技術鎖定生態系統的技術要素，還是市場要素，均以產權要素約束為根本制度。產權要素明確了專利產權關系，有助于將技術主體約束在專利產權制度下［22］。現有專利產權制度包含產權獨占性、產權時間性以及產權地域性。其中，產權獨占性涵蓋專利權人占有、使用、獲取收益以及處分專利的權利。它明確了系統內某項關鍵核心技術的產權歸屬問題，即產權擁有者通過擁有產權獨占性，從而在法律層面對后續技術產生壟斷與阻礙作用［23］。壟斷作用主要基于專利產權的時間性與地域性要求。產權時間性是指依據《專利法》《專利實施細則》，專利產權擁有的法定有效保護期。關鍵核心專利通常也是某個產業的有效授權專利，根據《專利法》規定，發明授權專利的有效保護期為20年，這在時間跨度上保護了專利權人對專利產權的時間壟斷性。產權地域性解釋了專利產權在空間上的有效范圍，即被授予的國家/地區［24］。因此，諸多跨國企業通過在不同國家/地區申請專利、獲得法定授權構建專利家族。由于同族類的專利技術在不同國家/地區均受到該國/地區的法律保護，因而有效保證了關鍵核心技術在跨國/地區之間的產權地域性。

2.4 其它要素

對于整個技術鎖定生態系統而言，除上述要素外，還具備其它要素。例如周邊生態環境、外部技術支持、技術成果轉化以及市場服務、人才池等。周邊生態環境中的主體與技術鎖定生態系統內的主體既開展協同合作，又存在博弈競爭等復雜關系，雙方主體之間形成技術與利益上的合作網絡，為彼此發展提供資源保障［25］。技術成果轉化與市場服務將技術要素和市場要素連接起來，貫通專利技術從研發合作到交易許可、再到利益聯盟構筑的過程。在此過程中，專利產權制度保護專利權人的合法收益［26］。

綜上所述，技術鎖定生態系統要素包含4個方面，分別是技術要素、市場要素、產權要素以及其它要素。在技術要素上，技術先行者對技術跟隨者與技術競爭者具有阻礙排他效應，而技術跟隨者依賴于技術先行者，技術競爭者與技術先行者具有技術競爭關系，并且三者均通過技術橋接構成產業技術鏈，多條技術鏈又結成產業技術網，多個產業技術網集聚形成技術聯盟；在市場要素上，技術跟隨者與技術競爭者雖然可以通過3種交易許可方式獲取關鍵核心技術，但也可能陷入被動鎖定的困局，同時技術先行者為了占據市場、獲取更多經濟利益，還會通過股權結構等方式，構筑利益鏈與利益網，甚至是利益聯盟，以提高整個技術鎖定生態系統的穩定性；在產權要素上，技術先行者、技術跟隨者以及技術競爭者通過產權約束，建立明晰的專利產權制度，而專利產權制度基于三要素（產權獨占性、產權時間性以及產權地域性）明確產權歸屬以及時間與地域上的產權限制。此外，3類要素還會與其它要素（周邊生態環境等）相互作用，共同構成技術鎖定生態系統的要素模型，如圖1所示。

3 技術鎖定生態系統測度

3.1 數據來源

本文測度的是技術鎖定生態系統指數，數據來源于《中國高技術產業統計數據庫》《戰略聯盟數據庫》以及《INNOJOY專利數據庫》等。在上述數據庫中，利用關鍵詞（“5G產業”、“5G Industry”以及“Fifth Generation Mobile Communication Industry”等）與IPC分類號（H04，A61，C12，G01，H01以及A23等）組合的檢索方法，篩選5G產業的有效發明專利，授權期限為2012—2021年（專利從申請到授權需要18個月左右）。以專利授權量排名前五的國家（中國、美國、日本、韓國以及德國）為例，共計30 635條專利記錄，符合本研究數據要求。

3.2 指標體系構建

由于目前沒有關于技術鎖定生態系統測度的研究，因此在選取測度指標時，梳理有關技術鎖定的測度指標，發現其大多從專利技術屬性進行測度［3-5，27，28］。上述測度方法反映了技術鎖定特征，但不能有效測度技術鎖定生態系統。

基于技術鎖定生態系統概念、特征以及要素等可知，其內部主體多以鏈式結構或者網式結構分布，主體間競合關系對整個系統具有網絡效應。依據現有研究，社會網絡分析（SNA）是測度網絡系統的有效方法［29，30］。技術鎖定生態系統主體具有一般生態系統主體間的復雜競合關系，這種競合關系呈現出一定的網絡化形態。而且，社會網絡分析的是網絡系統節點屬性與系統整體屬性。其中，節點屬性包括節點間合作關系強度、競爭程度以及連接緊密性等，而系統整體屬性則是關于整個系統穩定性與中心性等的測度。技術鎖定生態系統屬于生態系統中的一種，其不僅具有一般系統主體（節點）間的競合關系等，還呈現出系統整體結構屬性。因此，社會網絡分析也適用于對技術鎖定生態系統的測度。

然而，現有的測度研究尚存在一些不足，主要包括：①現有指標體系僅關注專利技術本身屬性［3-5，27，28］，沒有考慮技術鎖定生態系統內部主體間的競合關系以及系統結構屬性；②社會網絡分析方法測度主要集中在專利引用關系（于超等，2021）、專利合作網絡［31］、網絡時空演化［32，33］等方面。此類研究雖然包含以網絡密度、聚類系數以及中心性等為主的測度指標，但未厘清這些網絡化指標與系統穩定性、中心性的對應關系，而且上述研究并未深入涉及系統異質性測度。

基于上述分析，在現有測度基礎上，本文采用社會網絡分析方法，將現有網絡化指標歸類為系統穩定性和中心性，并且增加核心—邊緣結構指標、結構洞指標，以對系統異質性進行測度，彌補現有測度研究的不足。具體測度指標體系如表1所示，其中，技術鎖定生態系統為一級指標，反映技術鎖定生態系統發展趨勢；二級指標為系統穩定性、系統中心性以及系統異質性，測度整個系統結構與屬性。將二級指標細分為8個三級指標，測度系統節點（主體）結構與屬性，包含合作關系強度、競爭程度、資源整合效率以及非重復性關系等，具有一定合理性與科學性。

3.3 指標賦權過程

采用變異系數法，賦權二級與三級指標。首先，計算第i個三級指標的變異系數CVi，Xi為第i個三級指標的初始數值，μ1為該指標的平均值，n為所有三級指標數，計算公式如下：

σi=∑ni=1（Xi－μ1）2n（1）

CVi=σiμ1（2）

其次，計算第i個三級指標的權重ωi，如式（3）所示。

ωi=CVi∑ni=1CVi（3）

同理，計算第j個二級指標的變異系數CVj，Xj為第j個二級指標的原始值，μ2為其平均值，m為二級指標數，計算第j個二級指標的權重ωj，具體如下：

φj=∑mj=1（Xj－μ2）2m（4）

CVj=φjμ2（5）

ωj=CVj∑mj=1CVj（6）

最終，二級指標與三級指標賦權結果如表1所示。

3.4 增長率循環指數合成方法

由于年度數據具有增長趨勢，為全面分析技術鎖定生態系統發展狀況，選取增長率循環指數合成方法，具體步驟為：

（1）計算每個三級指標的同比增長百分比rij，Yij（t）為第j項二級指標中第i項三級指標的第t年原始數值，計算公式如式（7）。

rij=Yij（t）－Yij（t－1），t=1，2，…，n（7）

（2）計算加權的系統穩定性、系統中心性以及系統異質性的合成指數Ij（t）。

Ij（t）=∑ni=1rij×ωi∑ni=1ωi，j=1，2，3（8）

（3）對系統穩定性、系統中心性以及系統異質性進行平滑處理，計算加權的技術鎖定生態系統指數I（t）。

I（t）=∑nt=2Ij（t）×ωj（9）

式中，ωj是二級指標權重，j=1，2，3分別代表系統穩定性、系統中心性以及系統異質性。

I（t）=I′（t）I′（2012）×100

（4）計算平滑后的技術鎖定生態系統指數，基期為I（2012），賦值100，然后進行三項移動平均，求出各年度技術鎖定生態系統指數，I′（t）為平滑后的初始指數。

I（t）=I′（t）I′（2012）×100（10）

具體結果見表2。

3.5 技術鎖定生態系統測度結果

由圖2可知，2012-2017年我國技術鎖定生態系統指數呈現波浪式發展，2018—2021年則是穩步上升階段。2011年，中國即時通信市場擁有30多萬家注冊用戶，同比增長近46%。2013年實行“寬帶中國”戰略并推出基于TD-LTE制式的4G運營許可證，推動5G產業快速發展，使其在2014年達到一個波峰點。在該階段，我國5G主體依靠現有技術知識體系，研發出許多新興技術，如LTE-Advanced技術（長期演進技術升級版）。它是由我國主導研制且具有自主知識產權的新一代通訊技術。經過技術競爭后，該技術優勢逐漸被市場認可，并不斷通過技術強化，發展為具有鎖定效應的關鍵核心技術。2014年后中國5G產業與國外合作研發專利以及國際專利布局顯著受到國外市場影響，技術鎖定生態系統指數顯現出較大波動性。自2017年開始，隨著中國在5G專利研發方面的巨額投入與各項幫扶政策的落實，我國研發出以光纖技術與C-RAN架構等為主的5G通訊技術， 2018年的“提速降費”活動進一步刺激5G產業發展。在多種因素的作用下，中國5G技術鎖定生態系統指數逐年穩步提升，且在2021年達到113.89，比同期的美國高5.68%。目前，我國5G標準必要專利數占全球的40%，而且我國5G產業聯盟（四大運營商以及華為等幾十家企業）通過采用多項關鍵核心技術（Long Term Evolution等技術），打破該產業領域被其它跨國企業（如T-Mobile、Samsung以及VerizonWireless等）鎖定的狀態。隨著5G關鍵核心技術的不斷發展，中國5G技術對國外5G技術逐漸展現出一定的反鎖定效果。

美國的技術鎖定生態系統指數呈現出先升后降再緩慢上升的發展趨勢。2015年出現一個相對波峰點，之后一直下降至2017年，下降幅度為27.51%。這是因為中國5G技術領域的突破式創新帶動5G產業快速發展，削弱了美國對5G技術的鎖定效果。2017年，美國LTE-LMR技術實現從LMR窄帶語音到LTE寬帶頻率的轉變。同年，美國聯邦通信委員會將GMRS許可期限延長至十年，該舉措促使美國的技術鎖定生態系統指數開始緩慢上升，并在2020年達到一個相對波峰點，之后穩定發展。

與美國不同的是，日本的技術鎖定生態系統指數前期平穩，后期波動較大。2014年，日本雖然采用了IPV6網絡技術以及通信虛擬技術，但受國際環境影響較大。從2018年開始，其指數迅速下降，直至2019年，日本的技術鎖定生態系統指數下降幅度達到28.26%，與2017年的美國下降幅度基本相似，這是因為我國5G產業迅速發展對日本5G產業也造成一定沖擊。然而， 2019年后日本的5G技術實現電波數據在空間疊加的傳輸目標，并且其加強與跨國企業在5G技術領域的合作研發，技術鎖定生態系統指數得到緩慢提高。

韓國與德國的技術鎖定生態系統指數均呈現下降態勢。不同的是，韓國的技術鎖定生態系統指數在整個觀察期內波動幅度較大，出現3個相對波峰點，分別在2014年、2016年以及2018年。雖然，韓國力主推行6G核心技術（Tbps無線通信與太赫茲RF頻段模型）自主化進程，但全球信息通信技術（ICT）100強企業中韓國只有三星電子（第9位）以及SK海力士（第56位）兩家，而且韓國企業的研發投資（R&D）與銷售占比相對較低，致使其關鍵核心技術研發水平不高。相比而言，德國的技術鎖定生態系統指數整體上出現穩步下降態勢。雖然2013年德國采用CeBIT pro的移動通信設備等新型技術，且在2015年提出“數字德國2015”戰略，但與其它國家相比，在建立5G產業技術鏈，甚至是技術聯盟方面仍有不足，致使其5G產業技術體系發展不完善，難以占據一定的國際市場份額，進而制約5G產業發展。

基于以上分析，上述國家的技術鎖定生態系統指數變化趨勢存在差異性。其中，中國的技術鎖定生態系統指數呈現波動性增長態勢；美國的技術鎖定生態系統指數呈現先升后降再緩慢上升的發展態勢；日本的技術鎖定生態系統指數前期平穩，后期波動較大，且發生在2018-2020年；韓國與德國的技術鎖定生態系統指數均具有下降態勢，不同的是，韓國的技術鎖定生態系統指數在整個觀察期內波動幅度較大，德國的技術鎖定生態系統指數總體上出現穩步下降的發展態勢。

4 結果討論

4.1 主要結論

在借鑒現有研究成果基礎上，提出技術鎖定生態系統概念，對其內涵與特征進行解析，進一步構建技術鎖定生態系統要素模型，從系統穩定性、系統中心性以及系統異質性3個方面，建立技術鎖定生態系統評價指標體系，并以中美日韓德五國5G產業為例，進行測度研究，得到以下結論：

（1）技術鎖定生態系統是技術主體在專利產權制度約束下，通過對外實施關鍵核心技術鎖定、技術路徑鎖定以及技術標準鎖定，壟斷市場，進而獲取經濟利益的生態系統，其具有間斷均衡性、環境適應性、生命周期性、風險防范性以及協同進化性5個特征。

（2）技術鎖定生態系統擁有技術要素、市場要素、產權要素以及其它要素，各要素之間基于合作研發專利、交易許可行為以及產權制度約束等相互關聯，相互作用，共同推動技術鎖定生態系統形成與發展。

（3）各國的技術鎖定生態系統指數具有較大差異。其中，中國的技術鎖定生態系統指數呈現波動性增長態勢；美國的技術鎖定生態系統指數呈現先升后降再緩慢上升的發展趨勢；日本的技術鎖定生態系統指數前期平穩，在2018—2020年間波動較大；韓國與德國的技術鎖定生態系統指數均具有下降趨勢，不同的是，韓國的技術鎖定生態系統指數在整個觀察期內波動較大，德國的技術鎖定生態系統指數總體上出現穩步下降的發展態勢。

4.2 研究貢獻

本文貢獻主要體現在，提出技術鎖定生態系統概念，指出其具有間斷均衡性、環境適應性、生命周期性、風險防范性以及協同進化性5個特征；在技術要素、市場要素、產權要素以及其它要素的基礎上，構建出技術鎖定生態系統要素模型；從系統穩定性、系統中心性以及系統異質性三方面，建立技術鎖定生態系統評價指標體系，選取2012-2021年中美日德韓5G產業的有效發明授權專利，測度各國技術鎖定生態系統指數，為我國在5G產業實現從“被動鎖定”到“反鎖定”的轉變提供理論依據。

4.3 研究啟示

（1）政府層面。第一，完善并落實5G產業相關政策，強化以華為、中興通訊等企業為主的核心作用，鼓勵與其它5G產業企業深化專利研發合作，充分發揮5G產業在關鍵核心技術、技術路徑以及技術標準的融合效應，進而形成“以點帶鏈，以鏈結網，以網成態”的5G產業發展體系。第二，加強5G領域專利產權制度建設。一方面，加大稅收優惠、財政支持等方面對5G產業的獎勵力度，促使其實現5G專利高質量發展；另一方面，嚴懲5G專利侵權行為，必要時可以采取行政查處以及專利起訴等方式，維護良好的5G產業市場環境。第三，加快5G技術產權預警與發布機制建設，動態監測5G產業專利布局。建立5G專利實時監測數據庫，密切關注跨國企業專利申請情況與布局動態，進而引導各級專利局與相關研究機構，加強對國外關鍵性5G專利的審查研究，以提前規避可能存在的技術壁壘，維護我國5G產業的技術安全。

（2）產業層面。第一，強化各類5G產業聯盟的協同發展作用，建立5G產業技術聯盟中心，通過定期組織與開展5G技術發展論壇，合力解決5G產業的關鍵共性技術，重點攻克硅基芯片在7nm及以下制程的技術難關并解決從硅基芯片換軌到碳基芯片的原材料問題。第二，建立并完善5G產業資信機制，成立5G產業聯盟基金會。一方面，增強5G產業資金增值能力與償債能力，為5G產業技術鏈投入提供資金支持，保障5G產業技術鏈開發與應用；另一方面，優化5G產業基金配置結構，針對5G產業聯盟中的關鍵核心技術與關鍵共性技術，分別按不同比例進行資助，促進5G產業基金的可持續運作。第三，加速培育5G產業技術鎖定生態系統，構建5G核心專利從共同研發到市場轉化的全產業鏈，逐步提高我國5G專利在國際標準專利池/專利協議中的比重，不斷積累5G產業的國際競爭優勢，并實現我國5G產業由“被動鎖定”到“反鎖定”轉變的目標。

（3）企業層面。第一，加強5G關鍵核心技術研發進程，在應用以及融合現有尖端技術的基礎上，尋求5G關鍵核心技術的新突破點，提升我國5G產業技術自主循環性與技術安全性，努力實現5G技術的國產化自主可控。第二，轉變5G企業技術發展模式，從“外向引進”的技術創新模式轉為“內向開放”的技術互助模式，在企業內部培育共克共享的5G技術小組，逐步降低5G技術的對外依賴性，推動5G關鍵核心技術環節回流。第三，提高5G技術的關鍵鏈與核心網能力，促進5G技術與其它技術融合（5G-AI融合），培育高價值的5G關鍵核心專利，并在5G專利信息服務平臺上采取專利集中運營、加強專利許可等方式，提高企業的5G專利管理能力和實施水平。

4.4 不足與展望

本文的研究不足主要有：①對技術鎖定生態系統概念、特征與要素進行分析，但是并未探究技術鎖定生態系統內部各主體之間以及與環境的互動關系，未來可以5G產業為例，著重剖析技術鎖定生態系統主體之間及其與環境的作用機制；②僅構建了技術鎖定生態系統要素模型，未對技術鎖定生態系統的構建過程進行研究，未來可重點研究5G產業技術鎖定生態系統構建過程，并探明其在不同構建階段的發展狀況。

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責任編輯（責任編輯：胡俊健）

An Evaluation Study of Technology Lock-in Ecosystems：An Example of the 5G Industry

Yang Wu，Sun Shiqiang

（School of Economics and Management，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China）

Abstract：As international technological competition continues to escalate，technology alliances or interest alliances dominated by foreign enterprises have been locking China's key industries into suboptimal paths，resulting in technological dependence on foreign countries for certain key technologies.In order to strengthen the locking effect，multiple key technology nodes and multiple technology paths are integrated，forming the technology lock-in ecosystem.Against this background，it is established that technology lock-in is a long-term equilibrium state that depends on the existing path of technological development and leads to economic decision-making failures.At the same time，it is pointed out that technology lock-in is mainly based on the essential laws of technological development，and less involved in market and property rights and other environmental analyses.

Therefore，this paper integrates the levels of technology，market and property right，puts forward the concept of technology lock-in ecosystem，and also summarizes the essential characteristics based on its conceptual connotations.Then，from the concept and characteristics of technology lock-in ecosystem，this paper constructs the element model of technology lock-in ecosystem from the elements of technology，market，and property，etc.，and establishes the evaluation index system of technology lock-in ecosystem from the aspects of system stability，system centrality and system heterogeneity.From the China High Technology Industry Statistics Database，Strategic Alliance Database and INNOJOY Patent Database，keywords （"5G Industry"，"5G Industry" and "Fifth Generation Mobile Communication Industry"，etc.） and IPC classification numbers （H04，A61，C12，G01，H01，and A23，etc.） are selected，and 30 635 patent records of China，the United States，Japan，South Korea，and Germany that are valid and invention-granted in the 5G industry from 2012 to 2021 （it takes about eighteen months for patents to be granted from filing to granting） are screened.Finally，the coefficient of variation method is used to assign weights to the evaluation index system of the technology lock-in ecosystem，and then the index fluctuation of the technology lock-in ecosystem is further analyzed by the growth rate cycle index synthesis method.

The conclusions are drawn.First，the technology lock-in ecosystem refers to the ecosystem in which the technology subject，under the system constraints of patents and property rights，monopolizes the market by locking the key technologies，the technology path and the technology standards externally in order to obtain economic benefits，and it has five characteristics： intermittent equilibrium，environmental adaptability，life cycle，risk prevention，and synergistic evolution.Second，the technology lock-in ecosystem has elements of technology，market，property rights and other elements，which are interrelated and interact with each other through cooperative R&D patents，trading licensing behaviors，and property rights constraints to jointly promote the formation and development of the technology lock-in ecosystem; third，the technology lock-in ecosystem indices of various countries are quite different.China's technology lock-in ecosystem index shows fluctuating growth; the technology lock-in ecosystem index of the United States shows the development trend of "rising first，then falling and then slowly rising"; Japan's technology lock-in ecosystem index was stable in the first period，and fluctuated greatly from 2018 to 2020; there is a downward trend in South Korea and Germany's technology lock-in ecosystem indexes .The difference is that the technology lock-in ecosystem index of South Korea fluctuates greatly throughout the observation period，while the technology lock-in ecosystem index of Germany shows a steady decline in general.

The study makes some novelties in two aspects.In the mechanism research，it puts forward the conceptual connotation of technology lock-in ecosystem，summarizes its five essential features of intermittent equilibrium，environmental adaptability，life cycle，risk prevention and synergistic evolution，and constructs the elemental model of the technology lock-in ecosystem; in the measurement research，it establishes the index evaluation system of the technology lock-in ecosystem in the following aspects，i.e.，system stability，system centrality，and system heterogeneity，and the effective invention granted patents of China，tha1453e5b0070f1bf6dd797c2394a4b51e United States，Japan，Germany and South Korea in the 5G industry from 2012 to 2021 are selected to measure the index fluctuation of the technology lock-in ecosystem，providing a theoretical basis for China to transform from "passive locking" to "anti-locking" in the 5G industry.

Key Words：Technology Lock-in Ecosystem; 5G Industry; Synthesis Method of Growth Rate Cycle Index ; Social Network Analysis Method