編者按：湯森路透知識產權與科技事業部于2015年5月26日發布了《開放的未來：2015全球創新報告》，對12個技術領域的全球科技文獻和專利數據進行深入分析。報告顯示2014年全球整體專利活動創歷史新高，但12個技術領域的科技文獻數量顯著下降，發明專利年增長率大幅減緩。結合當前中國所處的位置并比較中國與創新實力較強國家間的差距，得出如下結論：中國在專利數量上保持優勢，創新勢頭強勁，在傳統領域優勢明顯，在高技術領域處于追趕地位。同時，中國專利質量有待提升，急需開展國際布局。
一、關于創新活動的新發現
2015全球創新報告[1]的主要發現如下：
（一）全球專利總量再創新高，但是創新年增長率放緩。全球專利總量[2]2014年創下歷史新高，過去一年公開的發明專利數量超過210萬件。如表1所示，專利數量增幅最大的行業分別是：食品酒類與煙草（21%）；制藥（12%）；化妝品與健康（8%）；生物技術（7%）。雖然專利活動一直在攀升，但是全球專利總量僅增長3%，其增長率跌至2009年全球金融危機結束以來的最低谷（見圖1），原因可能有很多，從立法變化到經濟、政治、社會或行業壓力。
圖1 專利數量情況（2010-2014）
（二）科技文獻數據總量下滑。2014年，12個技術領域的新科研成果總量降低了34%，見圖2，專利增長率的放緩和研究文獻數量的下降可能是創新放緩的早期信號，雖然這種影響尚無法確定，但創新是經濟成功與增長的關鍵驅動力是確定無疑的。如果這種趨勢持續下去，就應該引起政府與企業的密切關注。
圖2 科技文獻情況（2004-2014）
（三）中國的創新勢頭強勁。中國企業和科研機構在制藥、家電、食品酒類與煙草、石油四大領域榮居專利數排行榜榜首，其中中國科學院在制藥和生物技術兩大領域進入專利數排行榜前五，分別位列制藥領域全球第一和生物技術領域全球第二；美的集團在家用電器領域名列前茅；中國石油化工股份有限公司在石油領域奪魁。在研究領域，中國許多高校和科研機構也進入了報告榜單，包括中國科學院、清華大學、上海交通大學和浙江大學等。
（四）開放式創新正在全球盛行。鑒于全球創新節奏之快，單個組織依靠自身力量獨自開展創新已不再現實，幾乎所有行業的企業都在與研究機構、科學家以及其他各方（某些情況下甚至還有競爭對手）合作，以盡快將其想法推向市場。通過利用之前的積累，通過與優勢互補的其他組織合作，企業可以加快市場化步伐，滿足顧客對縮短創新周期的需求。在鼓勵開放創新方面三星公司值得推崇：在其所提出的每萬件專利申請中有130件是與研究機構合作完成的。
（五）傳統行業的界線越來越模糊。創新活動不再局限于傳統的專業領域，而是向其他領域滲透。隨著物聯網的異軍突起，行業之間以及企業專業領域之間的傳統界線正變得越來越模糊，為了保持競爭力，為了超越股東的期望，越來越多的企業將業務拓展到其他領域，同時將其特有的專業優勢帶入新領域。包括蘋果、杜邦、通用電氣、IBM和三星在內的很多公司在其核心領域之外的其他多個領域的公司排行榜單中也占有一席之地。三星是最突出的一個例子，在12個行業中的9個行業中，三星均位列創新25強名單，并且在所有12個行業中都有創新表現。這意味著作為一個電子消費品和電信巨頭，今天的三星擁有世界上最大的專利組合，涉及航空航天、汽車、生物技術、家用電器、醫療器械、制藥和半導體。中國企業專利申請的領域也越來越多元化，例如華為在電信領域的專利數位于全球第二，計算機領域的專利數也排在亞洲第五。
二、12個技術領域的創新活動
（一）信息技術領域。信息技術領域連續兩年發明專利數位居各技術領域首位，但是與計算機科學相關的研究活動自2008年以來一直急劇下滑，2014年除了計算機子領域，其余5個子領域專利數量均有下降。亞洲在與計算機相關的創新活動中，已經領先于北美，2014年韓國三星在計算機與外圍設備領域以5948件發明專利居首位，緊隨其后的是IBM、佳能、中國國家電網公司和理光。在亞洲范圍內，中國的國家電網和華為均進入了計算機子領域創新機構排名的前五位。至于2004-2014年間最有影響力的學術研究機構，歐洲的琴斯托霍瓦技術大學（波蘭）和格拉摩根大學（英國）分列第1和第3位，美國斯坦福大學位居第2，中國未能有機構進入前十位。
（二）汽車領域。2014年汽車領域整體創新活動增長了1%，但是占比最大的可替代能源汽車子領域的創新活動下降了5%。2014年汽車領域全球排名前五的創新機構被日本和德國占據，分別為豐田、現代、博世、電裝和本田。在亞洲，2010-2014年間汽車領域排名前五位的創新機構均為日韓企業。在歐洲，德國位居汽車創新首位，擁有博世（Bosch）這樣的公司統治著汽車配件領域的創新。美國的開放創新潛力巨大，擁有在汽車創新方面最多產的研究機構，密歇根大學是該領域最具研究影響力的機構，重點研究針對汽車燃料電池系統的控制導向的建模和分析。我國的上海交通大學在汽車領域也很活躍，2004-2014年間發表的科技文獻數量在全球排名第5位（166篇）。
（三）電信領域。在該領域，創新者們為了爭奪電信市場的控制權爭相進軍5G LTE技術，電信領域的創新同比躍升6%，其中占比排名前三的移動電話、數據傳輸網絡和電話用戶設備子領域2013-2014年分別增長了9%、3%和10%。2014年韓國和中國的創新活動再次超過世界其他地區，巨頭企業三星遙遙領先，排在三星之后的其他創新領先企業是：華為、LG、中興通訊和高通。其中，在亞洲移動電話子領域排名前五位的創新機構全部被日本和韓國占據。與創新活動集中在亞洲不同，3個最有影響力的研究機構全部來自美國：萊斯大學、加州大學伯克利分校和紐約州立大學石溪分校。
（四）半導體領域。半導體領域2013-2014年間創新活動下降了5%，這是自本世紀早年的經濟衰退之后，第一次出現這樣的下滑，并且體現在集成電路、分立器件等所有子領域中。三星在半導體領域的專利數量上擁有絕對優勢，僅2014年就申請了4036件發明專利，超過行業第二名LG1000多件，中國的京東方科技集團位居第三位。在半導體領域最活躍的10家研究機構中有7家來自亞洲，中國科學院和俄羅斯科學院分別位于前兩位，其中中國科學院發表論文數遙遙領先其他機構。接下來是日本的東京大學、東北大學和大阪大學，美國的加州大學伯克利分校位列第6，歐洲的劍橋大學出現在第10位。
（五）制藥領域。制藥領域2013-2014年間創新增長達到12%，這在所有領域中屈指可數，而且新一代的重磅藥物正在涌現。中國引領著蓬勃發展的制藥行業，擁有位居創新活動全球之首的中國科學院和排名第五的浙江大學，瑞士和美國占據前五位中的其他3個席位。令人意外的是，該領域的創新者名單中甚至出現了半導體和電信巨頭三星電子，居全球第17位。在亞洲雜環化合物子領域的前五位創新機構中，中國和日本平分秋色。在最有影響力的醫藥研究方面，德國居領先地位，在全球前五位中占據了4席，中國的蘇州大學位列第7位。
（六）醫療器械。全球醫療器械領域的創新活動萎縮最大，同比下降了6%，這種下降體現在所有子領域，涉及用于診斷、預防或治療疾病和病癥的各種物理儀器。本領域的創新領導者是亞洲，創新前三位的機構均來自日本：東芝、奧林巴斯光學和東芝醫療，柯惠醫療（愛爾蘭）和波士頓科技（美國）排名第4和第5。在診斷與手術子領域，日本以富士膠卷為首占據了前四個席位。在醫療設備相關的研究領域，美國無疑是2004-2014年間世界領導者，排名前十位的創新機構均來自美國，其中美國食品藥品管理局和哈佛大學位居前兩位，發表論文數分別為201篇和166篇。
（七）家電領域。與2013年相比，2014年家電領域的創新活動僅略微增長了0.2%，其中廚房、家庭清潔、洗滌和人體衛生4個子領域的創新活動均有不同程度的下降。從中國的美的、格力，到日本的松下、三菱以及韓國的LG，亞洲成為家電領域創新領導者，全球前五創新組織均來自亞洲，只有德國的博世和西門子公司的專利數量可以與這些公司相提并論。在亞洲的廚房電器子領域，美的集團和合肥華菱進入前五。科研方面，西班牙薩拉戈薩大學在2004-2014年家用電器領域居全球引領地位，中國科學院和清華大學在全球分別排名第五（39篇）和第七（36篇）。然而，盡管在研究機構層面西班牙摘取了近十年間家電領域研究論文產出的桂冠，但國家層面的爭奪還是將在中、美兩國之間展開。
（八）航空航天與國防領域。雖然飛機技術的創新在持續加速，但2013-2014年航空航天領域整體創新水平有所下降。位居全球創新前3位的航空航天制造商都來自美國，領頭羊是聯合技術公司。然而，波音公司在空間技術子領域的創新活動急劇增長，開發出比過去50年里任何時候都多的產品和技術。來自中國的江西洪都航空工業股份有限公司2014年以488件發明專利在航空航天領域創新機構中排名第5位。2010-2014年，航空航天空間技術子領域的發明專利中，亞洲排名前五位的機構有四家來自中國。在相對引文影響力方面，雖然歐洲有多所機構涉足該領域，包括意大利羅馬大學和法國國家研究中心，但文獻引文數據顯示，最有影響力的研究還是來自美國，共8家美國機構占據前十名，密歇根大學尤為突出。
（九）生物技術領域。在生物技術領域中，頂級創新組織更多地來自學術界而非企業界，其中占比最大的一般生物技術子領域專利數量增長了9%。2014年，中國科學院、江南大學和浙江大學占據了生物技術領域全球前五位創新機構中的3個席位。美國的博德研究所（Broad Institute）是2004-2014年間最具相對研究影響力的生物技術研究機構，相對研究影響力達到了7.54，該機構的Eric Lander被湯森路透評為2014年度全球最具影響力科學家。總體來說，生物技術創新不僅在與癌癥藥物治療有關的領域增長迅速，還影響了其他領域，如制藥和食品/飲料/煙草的組分，這些領域的創新活動同比也有顯著增長。
（十）食品、飲料與煙草領域。食品、飲料與煙草領域2014年專利活動尤為活躍，除糖和淀粉外，所有子領域的專利活動均有顯著增長，劃歸在食品、飲料、煙草行業下的專利為該行業21%的創新同比增長做出了貢獻。中國在該領域內的創新具有顯著優勢，2014年全球發明專利最多的前五家機構均來自中國，分別是中國煙草（865件）、哈爾濱山寶酒（127件）、深圳合元（101件）、江南大學（84件）和湖南中煙（84件）。在食品科學與技術領域研究機構中，英屬哥倫比亞大學通過研究奶牛的健康問題成為個中翹楚。
（十一）石油與天然氣領域。石油行業一直保持著自身的創新水平，由于中國（該領域最具創新力的地區）的表現，石油行業的創新活動同比增長了1%。中國石油化工股份有限公司和中國石油天然氣股份有限公司位居創新前兩位，緊隨其后的是哈利伯頓（美國）和斯倫貝謝（美國），中國海洋石油總公司位列第5位。在石油與天然氣勘探子領域，中國機構占據了亞洲的前五位。中國石油化工股份有限公司的創新集中在下游的各個方面，中國石油則關注上游的各個環節。在學術研究方面，英國帝國理工學院和美國能源部具有領先優勢，之后是斯坦福大學（美國）和塔林理工大學（愛沙尼亞）。
（十二）化妝品與健康領域。2014年化妝品與健康領域的創新活動增長了8%。歐萊雅是化妝品領域的創新領導者，創新活躍度比最接近自己的競爭對手高出200%。與化妝品相關的創新前5強企業分別來自歐洲、亞洲和北美洲，3個地區均有代表企業，這在其他領域中尚不多見，5家企業分別為：歐萊雅（法國）、花王（日本）、漢高（德國）、愛茉莉（韓國）和P&G（美國）。在2010-2014年間，亞洲彩妝子領域前五位的創新機構全部被日韓占據。在同期的化妝品領域研究中，巴西的圣保羅大學是最多產的機構，中國科學院以70篇論文排名第8位。
三、發現和結論
結合中國目前所處的位置并比較中國與創新實力較強國家間的差距，主要得到以下關于中國創新表現的結論：
（一）中國創新勢頭強勁，專利數量上保持優勢
將各國進入12個技術領域各自創新機構前五的數量和對應發明專利數進行統計后發現，中國占據了這60家創新機構的三分之一（20家），排名第一位，之后是美國（14家）和日本（12家），韓國以8家機構數排名第四。中國這些進入各技術領域創新活動前五的機構2014年的發明專利數累計24770件，略少于日本，而多于韓國，和美國相比具有一定的數量優勢，這和中國專利數量全球第一的事實相吻合。中國機構在制藥、家電、食品酒類與煙草、石油四大領域內榮居專利數排行榜全球榜首，然而值得注意的是，中國表現優異的這四大領域的發明專利數總計在2014年創新總量中所占比例卻僅為19%，對于在總量中占比最大的信息技術領域，中國只有中國國家電網公司一家公司進入前五。
（二）傳統領域優勢明顯，高技術領域仍在追趕
亞洲區域內，創新活動主要集中在中日韓三國，2015全球創新報告列出了12個關鍵技術領域的活躍子領域中分別排名前五的創新機構，總共60家機構。通過統計這些機構的國別分布，如圖3所示，可以發現日本是創新性表現最好的國家，占據了23家，中國以22家緊隨其后，韓國13家，新加坡和中國臺灣各一家。中國的創新主要集中在食品、飲料、煙草領域和石油與天然氣勘探兩個領域，各占據了全部五個席位。而日本則在汽車領域、診斷與手術子領域和彩妝子領域各有4家機構進入前五，在移動電話子領域有3家機構進入前五。韓國在半導體材料及工藝（半導體）與移動電話（電信）領域分別有3家和2家機構進入前五。通過對比可以發現，在亞洲范圍內，雖然中國已經排名第二，并且在機構數量上非常接近日本，但是主要集中在食品、飲料、煙草領域和石油與天然氣勘探領域，在汽車、半導體材料及工藝（半導體）、移動電話（電信）等領域上的創新活動與日韓相比還有很大的差距，其中移動電話領域亞洲前五全部被日韓占據，中國未能有企業或機構進入。總的來說，中國在某些高技術領域的創新總體偏少，與日韓相比仍處于追趕狀態。
（三）美國在論文發表上占據優勢，中國差距明顯
從最具影響力科研機構表現上來看，本報告選取12個技術領域內各自排名前十的最多產科研機構為分析對象，共計120家機構。通過分析這些機構的地域分布和發文情況可以發現，如表51，美國在科研機構的創新表現上有著顯著的優勢，在120家機構中占據了65家，遙遙領先排名第二的日本（9家），中國有6家，排名第四。此外美國在所有12個技術領域內均有科研機構進入前十，其中在醫療器械、生物技術、通訊以及航空航天與國防領域均占據了8個以上席位。與之對比，中國卻僅在5個技術領域內有科研機構進入前十，且每個領域內數量較少，只有一或兩家機構（見表52）。在中國的高產科研機構里，中國科學院表現最為突出，進入了3個領域的前十。從科研機構的發文量表現來看，美國的65家科研機構2004-2014年間在web of science中12個技術領域累計發文49334篇，其中信息技術領域達到了20979篇。中國略高于日本，為7402篇，但是和美國差距明顯。中國在半導體領域發文量具有顯著優勢，達到了6425篇，全部為中國科學院發表。
（四）中國專利質量有待提升，急需開展國際布局
通過以上分析可以發現，中美企業/機構在專利數量上的創新表現，中國和美國相比并不落后。然而，這種專利數量上的成就或者優勢不足以說明中國當前在創新領域已經能和美國相提并論。在一些高新技術領域，我國企業一直處于技術追趕狀態，核心專利還比較少。此外，全球創新報告中中國企業/機構的很多專利為中國專利，整體的技術含量還不夠高。因此，在當前世界科技創新格局處于美、亞、歐三分天下的局面下，科技創新的未來走向將更加多極的情況下，中國的企業和研究機構仍需不斷加強創新，提高專利質量，與此同時，要有效利用專利數據信息，跟蹤最前沿的技術，在相關領域內開展專利的國際布局，掌握國際競爭的主動權，進而推動我國創新驅動戰略的實施。
（天津大學知識產權戰略實施研究基地 張俊艷 靳鵬霄供稿）
本文僅代表研究基地專家觀點，未經許可，不得轉載。
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[1] 報告中的數據來自湯森路透德溫特世界專利索引數據庫（Thomson Reuters Derwent World Patents Index）和湯森路透 Eikon。
[2] 報告中的發明專利量均指專利申請公開量和專利授權公告量。
[3]注：數據獲取原因，少部分領域選取占比最大的活躍子領域數據進行統計，其中食品、飲料與煙草領域的專利數據未納入統計。由于活躍子領域可以很大程度代表整體領域，并且食品、飲料與煙草領域的專利數據并不多，占比很小，綜合來說以上兩點對結果分析影響不大。
