基于专利视角的区域创新研究——以京津冀为例

赵绘存

(天津市科学学研究所，天津 300011)

区域创新作为区域经济发展的重要驱动力，受到世界各国的广泛关注。随着内生增长理论、新经济地理学等区域创新理论的不断发展，区域趋同或趋异已经成为区域创新领域所讨论的一个重要议题，区域创新之间存在关联现象已经成为学术界的共识[1-2]。当前中国区域经济的发展逐步形成东、中、西三大创新活动板块，涌现出京津冀、长三角、珠三角等经济区域发展极，但具体到每个区域创新活动的板块或是发展极，也往往呈现其独特的发展特点，透视这种区域板块内部的创新活动研究以立足于某一产业的形式较为常见[3]，而立足于创新关联，从创新领域分层次进行挖掘则鲜有报道。本文以京津冀区域为研究对象，尝试重点解决：第一，当区域创新发展上升为国家战略后，思考其发展的规律和内在属性；第二，在区域创新发展过程中，探讨区域内组成单元之间是否存在相似的创新路径依赖。特别是在区域发展中典型的以某一个省市为核心的区域创新格局中，这种路径依赖是否会向核心城市发生偏倚，未来应该如何调整使得区域创新和发展更加合理高效。

1 专利用于区域研究现状与评述

(1)区域技术流动网络的研究，以网络分析、专利引证分析或数学模型的方式进行，探讨发达国家向发展中国家之间的技术流动[4-5]，国家内部的区域间技术流动[6]。

(2)区域科技创新评价研究，以专利的申请、授权和高价值专利等为基础，深入挖掘构建单一或系列的专利分析指标[7-8]，来评估区域的创新发展情况。

(3)区域产业竞争力研究，通过运用TDA、Citespace、Gephi、Pajak、Ucinet、VantagePoint等可视化工具，来评估区域间科技创新在研究热点、研究主题、时间梯度等方面的差异化研究[9-10]。

(4)区域产业关联研究，以战略性新兴产业为例[11]，研究某一具体产业与区域间其他产业的关联性研究。目前上述研究成果一方面聚焦于泛在的创新体系研究，一方面聚焦于特定区域宏观研究，来解释区域创新发展的情况，或多或少存在着具体性、针对性和可操作性不足的问题，表现在对于一区域整体、各个区域组成单元内以及单元间在哪些领域创新表现突出、创新领域发展如何、对应产业发展如何等一系列问题缺少更具体的研究。本文提供了一个研究框架，在揭示京津冀区域创新发展的阶段性特征和总体特征的同时，探求其区域发展的一般规律，从创新领域的角度厘清区域创新发展过程中技术创新演进态势，强化对策性和可操作性，对于创新型城市集群、轴带建设及评估具有重要的指导意义。

2 数据来源与研究框架

本研究以中国国家知识产权局2000—2015年京津冀地区发明专利作为数据来源，以发明专利作为数据源。一方面中国发明专利的技术含量相对最高，更有利于衡量一个区域自身原始创新能力；另一方面考虑到专利从申请到公开大概有18个月的滞后期，采用专利授权量可能会引起信息失真[12]，因此在计量数据时以发明专利的申请量为计算依据，统计京津冀当年发明专利申请量以及专利分类信息，并以京津冀各个省市的统计年鉴作为参照，计算万人发明专利量，作为重要研究面板数据。

本研究主要包括四个方面：①通过京津冀发明专利和万人发明专利变化以及专利倍数结构性变化，构建京津冀区域创新能力变化图；②抽取各个省市排名前十位的专利IPC分类号作为技术创新领域，研究京津冀区域内部创新领域变化关系；③对于京津冀各个省市专利IPC分类号的异同，构建京津冀技术领域合作发展图表，并随机选取两个技术领域，分析京津冀三省市创新发展趋势是否存在一些共性特征；④通过专利 IPC分类号与产业的对应关系，参考Linking Technology Areas to Industrial Sectors报告[13]，将技术领域发展关系转换成产业关联，探究京津冀产业间的路径依赖。

3 结果分析

3.1 京津冀区域创新整体分析

本研究以2000—2015年历年专利申请量与京津冀三省市人口统计(万人)的比值作为基础数据，计算京津冀三省市的专利申请量变化和万人专利申请量变化趋势。从图1中可以看出，在专利申请总量变化上，2000—2015年，京津冀三省市专利总量差距开始逐步拉大，在2009年以后，从曲线的变化斜率上看，创新差距表现得更加明显，北京遥遥领先于天津和河北。从万人发明专利申请指标上看，2000—2015年整体上与发明专利申请总量表现出相似的变化趋势，即2009年以后从京津冀区域万人专利总量上看，京津之间仍然是不断放大的趋势。京津冀作为一个区域创新整体来度量，区域间创新发展的落差是非常明显的。

图1 京津冀专利申请量变化

为了进一步深入研究京津冀之间相对创新差异变化的趋势，本文对京津冀之间万人发明专利申请量进行两两比较研究，绘制了2000—2005年河北—天津、天津—北京、河北—北京万人发明专利申请量倍数关系图(见图2)，从图中可以看出，河北—天津近年来万人发明专利申请量倍数变化幅度不大，天津—北京、河北—北京自2009年以来都有所上升，说明在相对创新变化上，河北—北京、天津—北京之间的差异在缩小，京津冀之间的相对差异是呈现放缓的趋势，但天津与河北之间对于整体相对差异放缓的贡献度不是很大。

图2 京津冀地区万人发明专利申请量相对倍数分析

3.2 京津冀区域内部创新差异分析

本文对京津冀三地技术创新领域进行分析，分析对象为2000—2015年各省市发明专利排名前十位的专利IPC分类号。参照图1与图2反映的各个时间段信息，以3年为一个时间节点，对2000—2015年时间段进行切片处理。以河北省为例(见表1)，对河北省创新领域的内部差异进行测度(暂不考虑前十名专利IPC分类号的变化)，绘制出以IPC分类号为基础的创新领域变化差异图。从图3中可以看出，2009年以前，河北省科技创新领域出现一家独大情况(A61k，对应制药行业)，并在2003年出现一个最大峰后开始逐年缩小，2009年以后，各个内部创新差异开始出现平稳化发展，前十创新领域创新差异变得非常不明显。采用相同的数据处理方式计算天津和北京的数据，考虑到原始数据过多的因素，此处天津和北京仅给出相应的创新领域变化图(见图4、图5)。从图4中可以看出，天津市技术创新领域内部差异在2009年波动性比较大，前三个领域波动比较剧烈，创新差异程度在2006年出现最高值，此时最凸显的三个领域是A61K、C09D和A23L(分别对应制药、基础化学和食品饮料行业)，随后各个创新领域呈现出逐步缩小的态势。从图5中可以看出，北京市呈现出截然相反的发展态势，2009年之前北京市内部创新差异保持平稳，2009年以后开始呈现出差距不断扩大的趋势。进一步比对IPC分类号发现，北京市内部创新差异的扩大得益于G06F(办公用品和电脑)和H04L(信号传递、通信)两个行业的爆发式增长。这进一步反映了京津冀区域发展过程中各个区域之间创新力量发展态势的不平衡，北京的优势创新领域逐渐突出，天津和河北的技术创新领域则朝向大而全的方式发展，这一点也可以从河北优势创新领域(A61k，对应制药行业)占历年专利比例的下滑看出端倪。

表1 河北省IPC分类号前十名统计

3.3 京津冀区域间创新差异的分析

本文通过发明专利创新领域来研究京津冀区域间的创新关系。对三个省市排名前十位的专利IPC分类号做横向的两两或三地比较研究，将技术创新领域相同的一组分类号记为1，根据相同组的多少进行逐年统计，形成表2。从表2中可以看出，2009年以前，河北—北京的创新领域趋同数量要明显高于天津—北京、天津—河北，2009年以后，随着京津冀协同的发展，北京—河北、北京—天津、天津—河北的创新领域趋同数量明显增强，河北—天津之间的变化更为明显。这反映出随着京津冀区域创新走向协同，区域间的联系更加紧密。

围绕创新领域，本文随机选取A61K(制药)、G01N(测量仪器)研究京津冀三个省市的变化趋势，通过专利占专利总量的变化来进行表征。从图6中可以看出，2006年以前京津冀产业变化协同性比较差，2006年以后产业变化方向基本上趋于一致，但从变化幅度上看北京低于天津低于河北，北京的技术创新变化相对稳定，天津、河北的产业创新发展变化比较明显。

表2 京津冀三省市创新领域统计

图3 河北省发明专利IPC分类号前十名变化

图4 天津市发明专利IPC分类号前十名变化

图5 北京市发明专利IPC分类号前十名变化

技术领域趋同数量增加和变化趋势相似情况下是否存在产业领域趋同现象？本节再借助专利分类号进一步挖掘，参考Linking Technology Areas to Industrial Sectors报告中产业与技术领域之间的对应关系确定技术领域与产业之间的对应关系，进一步研判京津冀三地产业的发展趋势。可以看出，河北—北京、天津—北京、河北—天津之间的产业发展相似性还是有所不同，河北—北京之间主要是办公仪器与电脑、测量仪器和制药等行业之间的协同发展，天津—北京之间则经历了由基础化学、制药领域向办公仪器与电脑、测量仪器方向的转变，天津—河北之间则更多的是传统行业的相似，如基础化学、制药领域和食品饮料领域，同时产业相似领域开始增加，逐渐向办公仪器与电脑、测量仪器等行业迁移。

4 结论与政策建议

4.1 结论

(1)从整体上讲，2000—2015年，京津冀区域创新能力正经历着差异不断扩大过程，差异扩大不仅表现在专利申请量上，同时也表现在万人专利申请量上。河北和天津与北京在基于万人专利倍数的相对创新能力差距在逐渐缩小，但河北和天津相对差距变化并不明显。

(2)天津和河北自2009年以后内部创新在技术领域上呈现均衡化发展，各个技术领域之间的差距越来越小，新兴技术领域快速发展，原有的优势领域正逐渐消失，北京则呈现截然不同的差异化发展趋势，原有的优势领域保持了优势方向，并在发展过程中得到进一步强化，进一步拉大了与其他领域的距离，差异化发展趋势明朗。

图6 京津冀技术创新领域变化

(3)京津冀区域间创新能力呈现出创新协同性，从2009年开始区域间相同领域开始增加，保持相对高位水平，从单一技术领域的发展上看，随机选择的两个领域研究表明，京津冀三地在2006年前变化趋势不同，2006年以后变化趋势相似，但北京的变化更加缓和，天津和河北相对变化更大。从产业变化而言，天津和河北之间更多的是保持基础化学、食品饮料方面的产业相似性，天津与北京以及河北与北京之间则表现出与北京相似的产业结构发展。例如，天津与北京原来共有的基础化学领域消失，取而代之的是北京的优势产业电视和无线电接收器、视听电子。河北则对应的是与北京共有的制药产业的消失，取而代之的是电子元器件。北京在京津冀产业更迭发展中起了重要的引领作用。

4.2 对策建议

(1)加强顶层设计，强化资源的有序投放，缩小京津冀之间不断拉大的绝对创新差距。政府在制定相应创新政策时一定要立足于三地产业发展的实际，通盘考虑，实行差异化政策，特别是针对雄安新区，使之成为京津冀区域创新政策差异化实施的政策试验田。通过政策干预，实现创新的协同化发展。

(2)立足各地资源禀赋，协同化发展。针对河北与北京、天津与北京、河北与天津在创新领域的相似性，组织形成一批产业跨省市联盟、研发中心或技术平台，通过共建研发，共谋发展思路，打造区域特色的创新集群，提升区域创新能力，培育区域创新品牌。

(3)推动产业有序疏解，强化产业协同升级。在当前疏解北京首都资源的大背景下，要充分考虑京津冀产业发展的阶段性特点，制定产业发展线路图，以产业链延链展链强链为原则，有计划地推动产业按照最合理的线路发展。

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