基于USPTO专利数据的全球技术创新态势分析及我国的对策研究

贺德方

(中国科学技术信息研究所，北京100038)

作为全球最大的技术信息源，专利包含了世界90% ～95%的技术信息［1］。因其独占性特点和所蕴含的巨大商业价值，专利日益成为国家核心竞争力的战略性资源，专利制度也日益成为国际间产业布局的重要工具。当前，以专利战略为主体的知识产权战略已上升为世界各国创新战略的核心，知识产权政策已经走到创新政策的最前沿。尽管创新系统包含元素众多内部结构异常复杂，但从专利的角度，却能相对容易地评价一个国家、企业、领域的创新和技术发展情况［2－4］，以揭示其创新能力和创新前景，因而受到学术界和政府部门的广泛重视。本文利用专利数据，对中国创新战略实施所面临的国内外形势进行了深入分析，继而提出有针对性的政策建议，以期为建设创新型国家提供有价值的参考。

一、数据与方法

美国专利商标局(USPTO)的专利库，收集了1976年以来的所有在美申请和授权的专利数据。中信所已获得其全部专利数据信息，并进行了相关的数据清洗和规范工作，建成了美国专利检索与分析平台［5］。本研究即主要以USPTO的授权专利库为基础，对各国(或地区)专利数据进行分析。文中除引用或特别指出，所用数据均来自USPTO。与专利相关的时间包括申请日、公告日和优先权日，这里选用公告日为基准。对国别(或地区)的判定，以专利申请中的专利权人(即专利权利拥有人)所在地址为准。2010年的数据截止到2010年9月15日。文中的中国指中国大陆地区，不包括港澳台地区。USPTO的专利类型包括发明专利、外观设计专利、再公告专利、植物专利等，本研究分析的数据只包括发明专利。

二、全球技术创新态势分析

(一)越来越多的国家(地区)参与到技术创新中，中国专利增长势头最迅猛

从USPTO专利数据可以看出，创新驱动经济增长不再仅是高收入国家的特权，越来越多的国家参与到技术创新中。1980－1989年期间，USPTO共有授权发明专利58万件，由78个经济体获得，其中专利数量前十位者占全部专利数量的97.3%;1990－1999年期间，USPTO共有授权发明专利93万件，由109个经济体获得，其中专利数量前十位者占全部专利数量的96.3%;2000－2009年期间，USPTO共有授权发明专利146万件，由130个经济体获得，其中专利数量前十位者占全部专利数量的94.7%。经过30年的发展，美国与日本占全部发明专利的比例有所下降，而韩国与中国台湾则进入到主要专利经济体的行列。

中国的专利数量快速增长开始于本世纪。从2000年的63件到2010年的1472件，中国在美专利数量增长了22倍，其增速高居主要经济体的首位。2000－2010年，中国的年度美国授权发明专利数量排名从第16位上升到第12位，累计达到5182件，占全部美国授权发明专利数的0.32%(表1)。

2000－2010年，大部分经济体的专利数量处于平稳发展期，只有韩国、中国台湾和中国大陆表现出较强的增长趋势，并呈现出一种跨越式增长的态势(见图1，因美国、日本专利数远高于其他国家/地区，未在图中显示)。按照目前各经济体的发展态势，中国的年度美国授权发明专利数量在2011年可超过英国、瑞士和荷兰，2012年超过加拿大，2013年超过法国。

(二)计算机与通信和电子与电气领域技术竞争激烈

按照美国国家经济研究局的化学、计算机及通信、医药、电子与电气、机械及其他的专利分类体系［6］，进入21世纪以来，计算机与通信专利以及电子与电气专利的绝对数量增长十分迅猛，从80年代初的排名靠后成长为专利数量最多的两个大类，分别达到25万件和22万件。从增速来看，近30年间增速最快的分别为计算机与通信专利、电子与电气以及医药，分别增长了8.7倍、2.7倍、2.8倍，远高于其他领域。可见，这两个领域的技术成长快速、专利竞争激烈。

表1 2000－2010年主要经济体在美授权的发明专利的累计数量(单位:件)

图1 2000－2010年主要经济体在美授权发明专利数量的增长情况

图2 六大类产业专利数量变化情况(单位:件)

东亚各经济体在电气电子和计算机及通信两大领域的竞争更加激烈。日本、韩国等国家以及中国大陆和中国台湾等地区表现出非常高的相似度，这两类专利所占比例远高于其他4个领域(图3)，东亚各经济体在这两个领域的专利份额分别在36%～59%和23%～37%之间。这说明东亚各经济体争相在这两大领域进行技术上的战略布局。

(三)基础研究与技术创新之间的关系愈来愈紧密

许多国家越来越鼓励利用公共资源开展技术创新，重点是鼓励大学和公共研究机构申请专利，并将发明专利进行商业化开发。这种政策变革产生了多方面的影响，最根本的是使得基础研究与技术创新之间的关系愈来愈紧密，具体表现在3个方面。

首先，大学和科研机构所获得的专利数量越来越多，比例越来越高。1980－1989年大学和科研机构共获得专利10340项，占全部专利的1.78%;1990－1999年大学和科研机构共获得专利30345项，占全部专利的3.25%;2000－2009年大学和科研机构共获得专利49592项，占全部专利的3.39%。同时，需要特别指出的是，根据WIPO的统计，大学和科研机构的专利数量增速也远高于全部专利的平均增速，1980－2010年，高校和公共研究机构的PCT国际专利申请量从1980年的不足30件到2010年分别超过1万件和5000件，平均增速为35%和29%，远高于整体PCT国际专利13%的增速［7］。

图3 2000－2010年东亚各经济体的专利在不同领域的份额分布情况

其次，公司与高校和科研机构合作获得的专利数量越来越多。1980－1989年，公司与大学和科研机构合作共获得专利433项，占全部专利的0.07%;1990－1999年，公司与大学和科研机构合作共获得专利2686项，占全部专利的0.29%;2000－2009年，公司与大学和科研机构合作共获得专利5614项，占全部专利的0.38%。

此外，越来越多的专利开始引用论文，大学和公共研究机构成为企业重要的知识源泉。论文一般代表了基础研究的产出，而专利引用非专利文献特别是论文数量的不断增加，从一个侧面表明基础研究与专利产出之间的关系越来越紧密。数据显示，1990－2011年美国商标专利局授权的专利有非专利文献①非专利文献涉及期刊/会议论文、学位论文、图书、会议录、科技报告、标准、公告等多种文献类型，其中大部分为论文。引用的比例从25%增至55%，单个专利平均非专利文献引用量从0.9篇增至8.3篇。

(四)技术创新日益国际化

技术创新的日益国际化主要表现为国际合作专利②这里的国际合作专利是指至少包括两个专利权人，并且这两个(或更多)专利权人不属于同一国家。的数量及其所占份额不断上升以及专利合作伙伴国家分布范围越来越广泛两个方面。数据显示，1980－1989年，USPTO共有国际合作专利802项，占全部专利的0.14%;1990－1999年，USPTO共有国际合作专利4327项，占全部专利的0.46%;2000－2009年，USPTO共有国际合作专利10936项，占全部专利的0.75%。再以美国为例，1980－1989年，美国共有国际合作专利419件，占其全部专利的0.13%，是与25个国家(或地区)合作的结果;2000－2009年，美国共有国际合作专利7082件，占其全部专利的0.95%，是与58个国家(或地区)合作的结果。日本、德国、英国、加拿大和法国一直是美国最重要的专利合作伙伴国家。

三、中国面临的问题与挑战

(一)中美之间的技术对比差距在加大

这表现在我国在美专利数量快速增长的同时，美国也大量在我国申请专利。为便于分析，作者仿照贸易逆差的思路，给出专利数量逆差的概念:即两国之间互相在对方获得的发明专利数量的差额。由于中国在美国申请专利的工作起步较晚，近年来中国与美国之间的专利数量逆差反而呈现增长的态势，从2000年的1000多件增加到2010年的1万件左右(图4)。特别是从2006年开始，美国的中国授权发明专利数量开始大幅度上升，造成两国的专利数量逆差在加大。

造成这个问题的主要原因是我国对美发明专利获授权比率低。2000年，中国的美国授权发明专利只有63件，中国知识产权局授权的国内发明专利数为6177件，“走到美国”的中国发明专利只是国内授权数的1%。2010年，中国的美国授权发明专利达到1472件，中国知识产权局授权的国内发明专利是79767件，“走到美国”的中国发明专利占国内授权数的1.8%，比2000年略有提高。可见，绝大部分的国内专利并没有向美国专利商标局提交申请。与之相反的是，美国专利“走到中国”的步伐则在加快。2000年，美国的中国授权发明专利1475件，美国专利商标局授权的本国发明专利73366件，“走到中国”的美国发明专利占国内授权数的2%。2010年，美国的中国授权发明专利10985件，美国专利商标局授权的本国发明专利71334件，“走到中国”的美国发明专利占国内授权数的15%。可见，美国越来越重视在中国市场的专利申请与保护，也是美国跨国公司知识产权输出战略在全球范围内扩张的体现。

图4 中美互相获得的发明专利及逆差

图5 主要经济体在主要专利技术领域的发明专利授权数量分布情况

(二)中国缺少优势技术领域且技术领域分布范围较窄

对比主要经济体在6大类技术领域的专利分布情况可以发现，美国、英国、法国、瑞士等老牌发达国家的专利数量分布份额在各技术领域的差别相对较小(图5)，德国也只是在机械领域的专利数量分布高于其他经济体。前文提到，东亚各经济体在计算机及通信和电气电子类领域竞争激烈，而中国在这两个领域的专利数量远逊于其他3个经济体。以电气电子类为例，中国的美国授权发明专利有2803件，而韩国有28431件，中国台湾有34316件，日本有151778件。中国若想突破全球专利包围圈，还需要在今后持续付出更大的努力。

同样依据美国的专利分类体系，从2000年到2010年，中国电气电子类、计算机及通信类、其他类、化学类专利、机械类、医药类专利分别有2266件、1217件、1109件、896件、718件、408件，分别排在美国分领域授权发明专利国家排行榜中的14位、17位、14位、19位、17 位、19 位，没有特别突出的领域。而在36个细分的小类中，中国在天然气、农业食品及纺织品、涂层、计算机外设、手术医疗器械、其他医药、交通、汽车发动机及零件、管道与接头、插座、地面采掘及钻井、服饰、娱乐设备、畜牧业等14个小类中的专利数量都小于100件，甚至有的只有十几件，排名大多在20位以后，相对而言，中国在这些领域开展国际竞争更加缺乏专利技术保障。

(四)缺少核心专利，科学与技术关联性较差

整体上看，我国企业专利积累少、专利意识差、整体质量不高。数据显示，2000－2010年，中国的美国授权发明专利共计被引5412次，排在第23位，占总被引次数的0.07%，落后于专利数量的表现①美国专利数据库具有非常完整的引文数据。专利引用与论文引用类似，一件专利被引用越多，说明该专利越接近核心专利或基础专利。;被引用过的专利共1642件，仅占中国全部美国授权发明专利的31.69%，低于全球平均的59.64%，处于主要国家的最后一名。这一方面是因为我国专利数量较少、核心专利更少，得到引用的专利也较少;另一方面也是因为我国的专利权人不熟悉美国的专利申请制度，递交的申请书对于专利的引用情况揭露不够。由于专利地域性保护的特点，缺少核心专利，可能会给中国未来在美国的竞争对手留下很大的技术布局空间。

从表2可以看出，我国专利的科学关联性与欧美等传统强国具有较大的差距，但在东亚地区表现尚好。同时，我国大部分企业对基础研究兴趣低，难于跨越竞争对手已形成的专利壁垒，而跨国企业一般都很重视基础研究。NSF的统计显示，1980－2009年，企业投入和承担基础研究的比例分别占美国基础研究总投入额和总支出额的20%竞争。政府要让企业充分认识到专利交易的好和18%左右［8］。这导致我国企业在与跨国公司竞争的过程中面临着更大的挑战。

表2 2005－2010年各国/地区专利的科学关联性

四、对策与建议

(一)加强重点领域基础研究战略布局和技术瓶颈攻关

绕过竞争对手的专利壁垒，很重要的一个途径就是加强基础研究，利用新的科学方法、手段、公益或材料，开辟一片新的天地。在宏观战略上，我国可根据国外对我高技术出口的管制清单，重点围绕我国战略性新兴产业的发展目标，有针对性地强化对重点领域的基础研究布局和核心技术攻关。今后，我国应进一步强化相关的基础研究战略布局，加大对重点企业的基础研究和支持力度，催生更多符合企业需求的重大技术突破，促进公共研究成果向应用转化。同时，瞄准战略性新兴产业核心技术的升级换代需求，加强以企业为主体的技术瓶颈攻关，扩大我国企业申请专利的产业布局。

(二)引导企业切实提高专利意识，实施积极的专利战略

在未来，需要更多的中国创新主体进一步加强创新意识和能力，并积极地走出国门、参与全球处，对转让、许可、质押自有专利的企业给予科技计划项目优先立项、减免所得收益的税收等优惠政策。引导企业树立和增强专利意识，通过采取积极的专利战略，利用核心专利技术提高核心竞争力，提升企业在行业中的技术领先地位，实施专利或特许权的转让实现知识产权的市场价值。进一步鼓励企业实施积极的专利战略，重视通过申请专利来保护自身的合法权益，鼓励和支持企业将核心、关键专利技术上升为国家标准或国际标准，并利用核心专利技术提高企业在国内外核心竞争力。对于华为、中兴等重视专利保护的企业，加大宣传力度，发挥正面典型的引导作用。

(三)鼓励企业构建“专利池”，通过产业技术联盟提升国际竞争力

“专利池”是指两个或多个权利人相互授权或向第三方授权的协议安排［9］，它已经成为企业应对技术壁垒、提升国际竞争力的重要手段。随着国际专利壁垒的越筑越高，我国一些产业所面临的竞争压力也越来越大。特别是在我国有一定积累的领域，急需形成集团优势突破国外的技术壁垒。这就要改变这些产业领域企业恶性竞争、各自为战的现状，需要大力支持企业构筑“专利池”等专利技术联盟，联合起来共同参与国际竞争，突破国际技术壁垒，抢占国际市场份额，提升我国企业的国际竞争力。

(四)进一步完善知识产权法规和政策体系和知识产权信息服务

将专利纳入政府科技工作评价考核体系。加快技术信息服务平台建设，大力发展专利信息数据库建设和专利信息服务，形成社会化、专业化和网络化的信息服务体系。面向重点技术领域和战略性新兴产业，应建立专门的支撑科技决策和创新的专利数据平台，为政府的立项决策和对企业的支持提供决策支撑。

［1］中国科学技术大学公共事务学院.专利概论［EB/OL］.［2012 －03 －01］.http://nes.ustc.edu.cn/.

［2］F M Henk，G Wolfgang，S Ulrich.Handbook of Quantitative Science and Technology Research［M］.Dordrecht:Kluwer Academic Publishers，2004:532 －547.

［3］A B Jaffe，M Trajtenberg.Patents，citations and innovations:a window on the knowledge economy［M］.Cambridge:MIT Press，2002.

［4］T Yao，W Yu.Innovation Quality in the Automobile Industry:Measurement Indicators and Performance Implications［J］.International Journal of Technology Management，2007，37(1/2):162－177.

［5］贺德方.基于事实型数据的科技情报研究工作思考［J］. 情报学报，2009，28(5):764－770.

［6］H Bronwyn，J Adam，T Manuel.The NBER Patent Citation Data File:Lessons，Insight，Methodological Tools［R］.Cambridge:NBER，2001.

［7］Economics and Statistics Division，WIPO.World Intellectual Property Indicators，［M］.Geneva:WIPO，2011.

［8］National Science Board.Science and Engineering Indicators2012 ［M］. Arlington VA:National Science Foundation，2012.

［9］美国司法部和联邦贸易委员会.知识产权许可的反托拉斯 指 南［EB/OL］.［2012－03－10］.http://wenku.baidu.com/.