核心技术及关键产业演变研究_中国专利权人的美国发明专利分析

———中国专利权人的美国发明专利分析
军 ,武
兰 芬 姜 (南 京 理 工 大 学 知 识 产 权 学 院 ,江 苏 南 京 210094)
摘 要 :以 中 国 专 利 权 人 的 美 国 发 明 专 利 为 基 础 ,根 据 美 国 专 利 分 类 和 产 业 分 类 ,分 3 个 阶 段 对 1981-
2012年 间 中 国 核 心 技 术 和 关 键 产 业 的 发 展 和 演 变 进 行 研 究 。 结 果 发 现 :核 心 技 术 和 关 键 产 业 的 专 利 集 中 度 越 来 越 高 ,并 且 其 发 展 都 呈 现 向 高 科 技 领 域 集 中 的 趋 势 。 依 据 专 利 视 角 的 分 析 结 果 ,提 出 通 过 核 心 技 术 专 利 布 局 促 进 关 键 产 业 发 展 的 相 关 建 议 。
关 键 词 :专 利 分 析 ;核 心 技 术 ;关 键 产 业 ;专 利 集 中 度 ;专 利 布 局 DOI:10.6049/kjjbydc.2014080248 中 图 分 类 号 :F260
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1001-7348(2014)22-0080-04
与国际专利分类对 照 表 。Chen[9
等利用美国专利分类
和产业分类对 照 表 ,基 于 1978-2002 年的美国专利分  析 结 果 ,对 台 湾核心技术与关键 产业的变化和发展趋  势 作 了 研 究 。
专 利 是 科技领域最重要的知 识 产 权 ,是 反 映 科 技
创 新 的 重 要 形 式 。专利统计可以反映国家或区域科技 领 域 的 创 新 表 现 ,以及技术和产业的发展脉络 。 本 文 从专利视角分析中 国 核心专利技术及关键产业的发展  和 演 变 ,为我国科技和产业发展政策制定提供参考 。
数据来源与处理方法
2 专利分类与产业分类
1 本文以美国专利商标局的授权专利数据库为数据  源 ,该 数 据 库 可 检 索 1790
年以来在美国授 权 的 专 利 文 献 。由于发明专利 最能体现国家或产业的创新和研发  能 力 ,所 以 本 文通过对发明专利 进行分析来确定核心 技 术 和 关 键 产 业 。USPC 依 据 技 术 主 题对所有从属于 该技术主题的美国 专 利文献进行及其它技术文献编排 整 理 ,形 成 一 定 数 量范围的文献集合 。 一 件 专 利 可 能 有一个或多个专利分类 号 ,有 主 分 类 号 (第 一 个 专 利 分 类 号)和 副 分 类 号 之 分 。 本 文 只使用主分类号对专利 进 行 统 计 ,并 确 定 核 心 技 术 。 然 后 ,根 据 美 国 专 利 分 类 与 产 业
分 类 对 照 表 (Concordancebetween USPC and SIC)[10],
将 专 利 的 主 分 类 号 与相关产业分类号对应起 来 ,以 确 定 这 些 专 利涉及的产业类别 。 由 于 每 个 分 类 号 可 能 对 应
一个或多个不同的产 业 类 别 ,所 以 在 产 业 类 别统计时可能 会出现重叠部分 。 本文所定义的核心 技 术 是 指 一 定 时期专利总量中专利比例超 过 2% 的 技 术 ,关 键 产 业 是
指一定时期专利 总量中专利比例超过
5% 的 产 业 。
专利可按发明创造的技术主题和技术领域进行分
类 。专 利 分 类 是 专 利统计工作的基础 ,以 便 对 各 个 技 术 领域的发展状况 作 出 评 价 。 目前使用的专利分类方  法主要有国际专利分 类 (IPC)、美 国 专 利 分 类 (USPC)
、 欧 洲 专 利 分 类(ECLA)、日 本 专 利 分 类 (FI/FT)以 及 美 欧 联 合 开 发 的 联 合 专 利 分 类 (CPC)
。 产业分类把参与  经济活动的所有领 域 组织机构按其经济活动类型予以  分 类 并 赋 予 编 码 ,反映了不同产业的经济 活 动 特 征 。 已 有 文 献 通 常利用专利分类来评 价 技 术 优 势 、技 术 领
域 分 布 及 技 术 发 展 情 况 等[
1-5]
。 将专利数据用于产业  统 计 和 经 济 分 析 ,需要建立专利 分类与产业分类的对
应 关 系 。然 而 ,目 前 国际上还没有统一的专利分类与
产 业 分 类 对 照 表 。Kortum 和 Putnam[6]
构 建 了 国 际 专 利分类与加拿大产业分类对 照 表 。Johnson[7]
提 出 了 国
际专利分类与国际 标 准产业分类对应方法并进行了实
证 研 究 。王 淼[8]等从产业分解技术确定产业分类 ,通 过
综 合 检 索 确 定 相 关 IPC 分 类 号 ,
构 建 了生物医药产业  收 稿 日 期 :2014-09-19 基 金 项 目 :教 育 部 人 文 社 会 科 学 研 究 规 划 基 金 项 目(11YJA630038);南 京 理 工 大 学 引 进 人 才 启 动 基 金 项 目(2013-B-22)
作 者 简 介 :姜 军(1968-),男 ,江 苏 常 州 人 ,博 士 ,南 京 理 工 大 学 知 识 产 权 学 院 副 教 授 ,研 究 方 向 为 知 识 产 权 战 略 管 理 ;武 兰 芬 (1978- )
, 女 ,河 北 邢 台 人 ,博 士 ,南 京 理 工 大 学 知 识 产 权 学 院 副 教 授 ,研 究 方 向 为 知 识 产 权 、科 技 政 策 。
22期 姜 军 ,武 兰 芬 :核心技术及关键产业演变研究
· 8
1·
例 分 别 为 28.49% 、22.13% 和 14.63% 。 在 该 阶 段 ,虽 然 高 科 技 产 业如电力与电子机械 、设备及供电的发明  专 利 件 数 最 多 ,但是传统产业申 请的发明专利占全部
产 业 比 重 更 高 。
国 专 利 权人在美国的核心 技 术 和 关 键 3 产 业 演 变
1981年 ,
中 国专利权人获 得了第一件美国发明专  利 授 权 ,是 袁 隆平作为发明人申 请的关于杂交水稻方  面 的 技 术 专 利 。1981-1987 年 ,每年的专利授权量都 不 超 过 10件 。1988-2001 年 ,专利年授权量从 32 件 增 加 到 70 件 ,经历了一个长达 14 年的缓慢增长期 。 2002-
2008年 ,专利授权量增长较快 ,从 2002年 的 130 件 增 加 到 2008 年 的 811 件 ,年 平 均 增 长 率 为35.68% 。 从 2009 年 开 始 ,专利授权量出现了快速增长 ,2012 年 专利授权量达到了3793件 ,年平均增长率为49.33% 。 如 表 1所 示 。
表 1  1981-2012年中国专利权人在美发明专利授权量  表 3 1981-2006年 产 业 分 布
[n(%)]
排 名 产 业 名 称
件 数 及 比 例 电力与电子机械 、设 备 及 供 电 化学品及同类产品 电力除外的机械  专 业 、科 学 仪 器 金 属 制 品 运 输 设 备 橡胶和塑料制品
石 、粘 土 、玻璃和混凝土制品 石油和天然气提取与精炼  初 级 金 属 纺 织 品
食品及同类产品 其 它 产 业
524 (28.49)
407 (22.13) 269 (14.63) 161 (8.75) 97 (5.27) 58 (3.15) 56 (3.05) 24 (1.31) 23 (1.25) 21 (1.14) 4 (0.22) 2 (0.11) 193 (10.49) 1839 (100)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
年 份
授 权 量 年 份 授 权 量 年 份 授 权 量 年 份 授 权 量 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988
1 1 0 2 0 4 7 32
1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996
33 27 27 23 34 27 28 23
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
30 43 56 63 70 130 168 195
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
244 349 538 811 1139 2055 2484 3793
总 计
3.2  2007-2009年核心技术和产业分布
2007-2009 年 ,
核 心技术主要集中在与电学 、通 信 、半 导 体 、热交换等技术领域 ,如 表 4 所 示 。 电 力 系 统 和设备的专利比例从上阶段的 2.10% 大 幅 提 高 到 16.08% ,
成 为 最 集 中 的 核 心 技 术 。 这 些核心技术的专 利总和占全部 专利总数的比例也提 升 到 了30.8% 。 与 上 个 阶 段 相 比 ,这个阶段的核心技术呈相对集中趋势 。
发明专利总授权量 :12437
为研究不同阶 段 核心技术和关键产业的发展与演
变 ,根 据 中 国 专利权人在美国持 有的发明专利授权数  量 ,将 1981-2012年 分 成 3 个 阶
段 :1981-2006 年 ,年 发明专利授权量小于 500 件 ;2007-2009 年 ,年 发 明 专 利 授 权 量 在500~2000件 之 间 ;2010-2012年 ,年 发 明 专利授权量大于 2000件 。 3.1  1981-2006年核心技术和产业分布
1981-2006年 的 核 心 技 术 如 表 2 所 示 。 核 心 技 术 集 中 在 医 药 、化 学 、电学及半导体等领域 ,其 中 与 医 药 、 化 学相关的技术占 了 大 部 分 。 核心技术专利总和占全 部 专
利 件 数 的 比 重 为20.9%
,每个大类包含的专利件 数都不超过总量的 5% ,说 明 这 个 阶段核心技术的分布 较 为 分 散 。
表 4 2007-2009年 核 心 技 术
[n(%)]
排 名 大 类 类 名
件 数 及 比 例 电 学 :电力系统和设备  多 路 复 用 通 信 电 连 接 器
半导体器件制造 :工 艺 照 明 400 (16.08)
87 (3.50) 79 (3.18) 75 (3.01) 71 (2.85) 54 (2.17
1 2 3 4 5
361 370 439 438 362  6  165  热 交 换
2007-2009 年的关键产业包括电力与电子机械 、 设 备 及 供 电 、电 力 除 外 的 机 械 、化学品及同类产品 、科
学 仪 器 等 ,如 表 5 所 示 。 其 中 ,电力与电子机械 、设 备 及 供 电 的 比 例 为 56.14% ,超过产业专利总量的一半 , 显 示了这个阶段 产业在专利申请方面的高度集中 。 其 它
3 个 关键产业的比例依次 为11.11% 、9.51% 和 7.66% 。在 这 个 阶 段 ,高 科 技 产 业发展非常迅速 ,在 全 部产业中占主要地位 。
3.3  2010-2012年核心技术和产业分布
2010-2012 年 ,
核 心技术主要集中在与电学 、通 信 、计 算 机 、半导体等相关技术领域 ,如 表 6 所 示 。 这 些核心技术的专利 总 和占全部专利总数的比例提高到 了 33.91% 。与 通 信 相关的技术如多路复用通信和远 程通信占比分别 为 8.40% 和 4.60% ,
在核心技术中占 比 超 过 1/3。这个阶段的核心技术也呈相对集中趋势 。
2010-2012年 的关键产业包括电力与电 子 机 械 、
表 2 1981-2006年 核 心 技 术
[n(%)] 排 名  大 类
类 名
件 数 及 比 例 药 物 、生物疗效和医疗用的合成物
催 化 剂 、固体吸附剂或其载体 :产 品 或 制 造 过 程
化 学 :分子生物学和微生物学  半导体器件制造 :
工 艺 电 固 体 器 件(如 晶 体 管 、固 体 二 极 管) 药 物 、
生物疗效和医疗用的合成物  72 (4.45) 1 514 70 (4.33) 2 502
48 (2.97)
40 (2.47) 38 (2.35) 36 (2.23) 34 (2.10
)  3 4 5 6 435 438 257 424    7    361
电 学 :电力系统和设备  1981-2006 年 ,
关键产业包括电力与电子机械 、设 备 及 供 电 、化 学 品 及 同 类 产 品 、电力除外的机械 、科 学 仪器和金属制品等 ,如 表3所 示 。排 名 前3位 的 产 业 是 电 力 与 电 子 机 械 、设 备 及 供 电 、化学品及同类产品 ,比
科技进步与对策 2014年
·
82·
设 备 及 供 电 、电 力 除 外 的 机 械 、科 学 仪 器 、化 学 品 及 同 类 产 品 、金 属 制 品 等 ,如 表 7 所 示 。 其 中 ,电 力 与 电 子 机 械 、设 备 及 供 电 的 比 例 为 54.45% ,仍占产业专利总 量 一 半 以 上 。电 力 除 外 的 机 械 比 例 为 16.30% ,其 它 3 个 产 业 则 相 差 不 大 ,分 别 为 7.49% 、6.35% 和5.56% 。 在 该 阶 段 ,高科技产业仍然在全部产业中占主要地位 。
2010-2012 年 ,核心技术主要集中在电学 、通 信 、计 算 机 、半 导 体 等 相 关 技 术 领 域 ,以通信技术为主 。 从 技 术
发 展 来 看 ,主 要核心技术呈现出 从医药化学到电力电
子到通信技术的发展 轨 迹 ;从专利集中度来看 ,核 心 技 术 在 专 利 总 量中所占比例从 20.9% 提 高 到30.8% ,再 提 高 到 33.91%
,呈现逐步升高趋势 ,如 表 8 所 示 。 就 1981-2012 年总的区间来看 ,电 力 电 子 、半 导 体 等 技 术 约 占核心技术专利总数的 2/3,通信技术则占了总数的
1/3左 右 。
表 8  核心技术的发展和演变(1)
表 5 2007-2009年 产 业 分 布 [n(%)] 排 名 产 业 名 称
件 数 及 比 例 电力与电子机械 、设 备 及 供 电 电力除外的机械  化学品及同类产品 专 业 、科 学 仪 器 金 属 制 品 橡胶和塑料制品
石 、粘 土 、玻璃和混凝土制品 运 输 设 备
石油和天然气提取与精炼 初 级 金 属 纺 织 品
食品及同类产品 其 它 产 业
1481 (56.14)
293 (11.11) 251 (9.51) 202 (7.66) 124 (4.70) 40 (1.52) 22 (0.83) 21 (0.80) 12 (0.45) 8 (0.30) 3 (0.11) 1 (0.04) 180 (6.82) 2638 (100)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1981-2006年 的 核 心 技 术 2007-2009年 的 核 心 技 术 (1)514药 物 、
生物疗效和医疗用  的 合 成 物
(2)502催 化 剂 、
固体吸附剂或其 载 体 :产品或制造过程  (3)435化 学 :
分子生物学和微 生 物 学
(4)438半导体器件制造 :工 艺 (5)257电 固 体 器 件(如 晶 体 管 、
固 体 二 极 管)
(6)424药 物 、
生物疗效和医疗 用 的 合 成 物
(7)361电 学 :
电力系统和设备 合 计 :20.9% (1)361电 学 :
电 力 系 统 和 设 备
(2)370多 路 复 用 通 信 (3)439电 连 接 器
(4)438半导体器件制造 :
工 艺 (5)362照 明 (6)165热 交 换
总 计
表 6 2010-2012年 核 心 技 术
[n(%)] 合 计 :30.8%
排 名
大 类 类 名
件 数 及 比 例 多 路 复 用 通 信
电 学 :电力系统和设备 远 程 通 信 照 明 电 连 接 器
计算机图形处理和选择性视觉显示系统 半导体器件制造 :工 艺
700 (8.40)
672 (8.07) 383 (4.60) 305 (3.66) 219 (2.63) 184 (2.21) 184 (2.21) 1 2 3 4 5 6
370 361 455 362 439 345 438
表 8  核心技术的发展和演变(2)
2010-2012年 的 核 心 技 术 1981-2012年 的 核 心 技 术 (1)370多 路 复 用 通 信 (2)361电 学 :电力系统和设备  (3)455远 程 通 信 (4)362照 明 (5)439电 连 接 器
(6)345计算机图形处理和选择
性视觉显示系统
(1)361电 学 :
电力系统和设备  (2)370多 路 复 用 通 信 (3)455远 程 通 信 (4)362照 明 (5)439电 连 接 器
(6)438半导体器件制造 :
工 艺
8  257
电固体器件(如晶体管、固体二极管)
178 (2.14
) 表 7 2010-2012年 产 业 分 布
[n(%)]
(7)257 电 固 体 器 件(如 晶 体
排 名 产 业 名 称
件 数 及 比 例 (7)438半导体器件制造 :工 艺 管 、固 体 二 极 管)
(8)514药 物 、
生物疗效和医疗 用 的 合 成 物 合 计 :31.11%
电力与电子机械 、设 备 及 供 电 电力除外的机械 专 业 、科 学 仪 器 化学品及同类产品 金 属 制 品 橡胶和塑料制品
石 、粘 土 、玻璃和混凝土制品 运 输 设 备 初 级 金 属 纺 织 品
石油和天然气提取与精炼 食品及同类产品  其 它 产 业
5012(54.45) 1500 (16.30) 689 (7.49) 584 (6.35) 512 (5.56) 204 (2.22) 91 (0.99) 85 (0.92) 52 (0.56) 16 (0.17) 11 (0.12) 3 (0.03) 445 (4.83) 9204 (100)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(8)257电 固 体 器 件(
如 晶 体 管 、 固 体 二 极 管) 合 计 :33.91%
从 产 业 发展和演变来看 ,专 利数量呈现出越来越  集 中 的 趋 势 。关 键 产业的专利数量在专利总量中所占
比 例 从 1981-2006 年 的 79.27% 提 高 到 2007-2009 年 的91.24% 和 2010-2012 年 的 90.15% ,专 利 数 量 越 来 越聚集到关键产业中 ,如 表 9 所 示 。3 个 阶 段 关 键 产 业 的 种 类 基 本 一 致 ,而产业比重有较大变化 。 电 力 与 电 子 机 械 、设 备及供电的专利 数 量 在 3 个 阶 段 都 居 于 首 位 ,且后两个阶段的比例 (56.14% 和 54.45%)
都 远 高 于 第 一 个 阶 段 (28.49%)
,说 明 集中度明显提高 。 化 学 品 及 同 类 产 品 的 专 利 比 例 在 3 个 阶 段 分 别 为 22.13% 、9.51% 和 6.35% ,随着时间的发展呈不断降 低 趋 势 。就 1981-2012 年总的区间来看 ,
电 力 与 电 子 机 械 、设 备 及 供 电占了产业专利总量的 51.29% ,电 力 除外的机械占比 为 15.07% ,其 它 3 个 产 业 比 例 在 5%
~1
0% 之 间 ,差 别 较 小 。 总 计
3.4  1981-2012年核心技术和关键产业演变
从 3个 不 同 阶 段 的核心技术变化可以发现核 心 技
术 的 发 展 轨 迹 。1981-2006年 ,
核 心 技 术 集 中 在 医 药 、 化 学 以 及 与 电学和半导体相关技 术 领 域 ,以 医 药 化 学 为 主 。2007-2009 年 ,核心技术主要 集 中 在 电 学 、通 信 、半 导 体 、热 交 换 等相关技术领域 ,以 电 力 电 子 为 主 。
22期 姜 军 ,武 兰 芬 :核心技术及关键产业演变研究
· 8
3·
表 9  关键产业的发展和演变(1) 在 核 心 技 术和关键产业的专利布局方面 ,要 充 分 发 挥 政 府 、行 业 联 盟和企业的积极作用 。 国 家 应 对 不 同 阶 段 关 键 产业发展作出规划和 指 引 ,地 方 政 府 则 应 结合区域经济和产 业 发展实际情况规划本地的关键产 业 。 行业联盟可以 通过对产业核心技术的全球专利布
局 及 发 展 趋 势作出分析和预警 ,指导企业尤其是从事 出 口 和 投 资 的企业开展海外专利 布 局 ,降 低 企 业 在 海 外 的知识产权风险 。 企业要及时跟进国家产业发展规 划 ,确定在产业链 中 的位置和技术发展方向 ,以 全 球 化 视 角 进 行 技 术尤其是核心技术 的前瞻性专利布局 ,凭 借专利的有效运用增强企业核心竞争力 。
1981-2006    年 的 关 键 产 业 2007-2009    年 的 关 键 产 业 (1)电力与电子机械、设备及供电 (2)化学品及同类产品  (3)电力除外的机械  (4)专 业 、科 学 仪 器 (5)金 属 制 品
合 计 :79.27% (1
)电力与电子机械、设备及供电 (2)电力除外的机械  (3)化学品及同类产品  (4)专 业 、科 学 仪 器 合 计 :91.24%
表 9 关键产业的发展和演变(2
) 2010-2012年 的 关 键 产 业 1980-2012年 的 关 键 产 业 (1
)电力与电子机械、设备及供电 (2)电力除外的机械  (3)专 业 、科 学 仪 器 (4)化学品及同类产品  (5)金 属 制 品
合 计 :90.15%
(1
)电力与电子机械、设备及供电 (2)电力除外的机械  (3)化学品及同类产品  (4)专 业 、科 学 仪 器 (5)金 属 制 品 合 计 :88.49%
参 考 文 献 :
[1] NARIN F.Tech-linebackgroundpaper[EB/OL].[2000-
05-15].http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download doi=10.1.1.23.4124&rep=rep1&typ
e=pdf 研究结论及建议
4 本文根据中国专利权人在美国申请发明专利授权  数 量 ,将 1981-2012年 分 成 3个 时 间 段 ,基 于 专 利 分 析 结 果 来 研 究 各阶段核心技术和关 键 产 业 ,并 分 析 其 发 展 和 演 变 情 况 。 研 究 结 果 发 现 ,核心技术和关键产业 专 利 呈 现 出 越来越集中的趋势 ,即核心技术和关键产 业 在 专 利 总 量中占比越来越高 ,专利数量越来越聚集 到 核 心 技 术 和 关 键 产 业 中 。 从技术发展情况来看 ,核 心技术呈现出从医 药 化学到电力电子再到通信技术的 发 展 轨 迹 。 在 整 个 阶 段 中 ,电 力 电 子 、半 导 体 等 技 术 占 了 核心技术专利 总数的主要比例 。 从产业发展情况来 看 ,电 力 与 电 子 机 械 、设备及供电的专利数量在 3 个 阶 段 都 居 于 首 位 ,并且集中度越来越高 。
围 绕 专 利 视角的分析结果 ,我国产业已经从最初 的 传 统 产 业 占 主 要 地 位 ,发 展 到 现在以高科技产业为 主 要 发 展 方 向 。 我 国已经将节能环保 、新 一 代 信 息 技 术 、生 物 、高 端 装 备 制 造 、新 能 源 、新 材 料 、新 能 源 汽 车 等 产 业 作 为 战略性新兴产业 ,予 以重点支持和优先发 展 。 在 经 济 全 球 化 和竞争国际化背景下 ,要 保 护 这 些 关键核心技术成果 ,加强创新成果产业化 ,加 快 产 业 升 级 和 提 升 产 业 核 心 竞 争 力 ,关 键 在于重视开展核心技 术的国际专利布局 。 从本文对 中国专利权人在美国的 专 利 分 析 结 果 来 看 ,虽 然 中 国 专 利权人在电力与电子 机 械 、设 备 及 供 电 产 业的专利申请上占据很大优势 ,但 是 对 生 物 、新 能 源 、新材料等产业的专利布 局 并 不 突 出 。 为了使我国战略性 新 兴 产 业 “十 三 五 ”期 间 能 够 在 国 际 竞 争 中 占 据 有 利 地 位 ,我 国
科技和产业发展不仅 要 重视国内市场专利布 局 ,同时应努力在未来 3-5 年 内加快完成核心技术和关键产业的国际专利布局 。
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/taf/data/sic _ conc
/. (责 任 编 辑 :侯 慧 波)

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