基于專利視角的區域創新研究
——以京津冀為例

趙繪存

(天津市科學學研究所，天津 300011)

區域創新作為區域經濟發展的重要驅動力，受到世界各國的廣泛關注。隨著內生增長理論、新經濟地理學等區域創新理論的不斷發展，區域趨同或趨異已經成為區域創新領域所討論的一個重要議題，區域創新之間存在關聯現象已經成為學術界的共識[1-2]。當前中國區域經濟的發展逐步形成東、中、西三大創新活動板塊，涌現出京津冀、長三角、珠三角等經濟區域發展極，但具體到每個區域創新活動的板塊或是發展極，也往往呈現其獨特的發展特點，透視這種區域板塊內部的創新活動研究以立足于某一產業的形式較為常見[3]，而立足于創新關聯，從創新領域分層次進行挖掘則鮮有報道。本文以京津冀區域為研究對象，嘗試重點解決：第一，當區域創新發展上升為國家戰略后，思考其發展的規律和內在屬性；第二，在區域創新發展過程中，探討區域內組成單元之間是否存在相似的創新路徑依賴。特別是在區域發展中典型的以某一個省市為核心的區域創新格局中，這種路徑依賴是否會向核心城市發生偏倚，未來應該如何調整使得區域創新和發展更加合理高效。

1 專利用于區域研究現狀與評述

(1)區域技術流動網絡的研究，以網絡分析、專利引證分析或數學模型的方式進行，探討發達國家向發展中國家之間的技術流動[4-5]，國家內部的區域間技術流動[6]。

(2)區域科技創新評價研究，以專利的申請、授權和高價值專利等為基礎，深入挖掘構建單一或系列的專利分析指標[7-8]，來評估區域的創新發展情況。

(3)區域產業競爭力研究，通過運用TDA、Citespace、Gephi、Pajak、Ucinet、VantagePoint等可視化工具，來評估區域間科技創新在研究熱點、研究主題、時間梯度等方面的差異化研究[9-10]。

(4)區域產業關聯研究，以戰略性新興產業為例[11]，研究某一具體產業與區域間其他產業的關聯性研究。目前上述研究成果一方面聚焦于泛在的創新體系研究，一方面聚焦于特定區域宏觀研究，來解釋區域創新發展的情況，或多或少存在著具體性、針對性和可操作性不足的問題，表現在對于一區域整體、各個區域組成單元內以及單元間在哪些領域創新表現突出、創新領域發展如何、對應產業發展如何等一系列問題缺少更具體的研究。本文提供了一個研究框架，在揭示京津冀區域創新發展的階段性特征和總體特征的同時，探求其區域發展的一般規律，從創新領域的角度厘清區域創新發展過程中技術創新演進態勢，強化對策性和可操作性，對于創新型城市集群、軸帶建設及評估具有重要的指導意義。

2 數據來源與研究框架

本研究以中國國家知識產權局2000—2015年京津冀地區發明專利作為數據來源，以發明專利作為數據源。一方面中國發明專利的技術含量相對最高，更有利于衡量一個區域自身原始創新能力；另一方面考慮到專利從申請到公開大概有18個月的滯后期，采用專利授權量可能會引起信息失真[12]，因此在計量數據時以發明專利的申請量為計算依據，統計京津冀當年發明專利申請量以及專利分類信息，并以京津冀各個省市的統計年鑒作為參照，計算萬人發明專利量，作為重要研究面板數據。

本研究主要包括四個方面：①通過京津冀發明專利和萬人發明專利變化以及專利倍數結構性變化，構建京津冀區域創新能力變化圖；②抽取各個省市排名前十位的專利IPC分類號作為技術創新領域，研究京津冀區域內部創新領域變化關系；③對于京津冀各個省市專利IPC分類號的異同，構建京津冀技術領域合作發展圖表，并隨機選取兩個技術領域，分析京津冀三省市創新發展趨勢是否存在一些共性特征；④通過專利 IPC分類號與產業的對應關系，參考Linking Technology Areas to Industrial Sectors報告[13]，將技術領域發展關系轉換成產業關聯，探究京津冀產業間的路徑依賴。

3 結果分析

3.1 京津冀區域創新整體分析

本研究以2000—2015年歷年專利申請量與京津冀三省市人口統計(萬人)的比值作為基礎數據，計算京津冀三省市的專利申請量變化和萬人專利申請量變化趨勢。從圖1中可以看出，在專利申請總量變化上，2000—2015年，京津冀三省市專利總量差距開始逐步拉大，在2009年以后，從曲線的變化斜率上看，創新差距表現得更加明顯，北京遙遙領先于天津和河北。從萬人發明專利申請指標上看，2000—2015年整體上與發明專利申請總量表現出相似的變化趨勢，即2009年以后從京津冀區域萬人專利總量上看，京津之間仍然是不斷放大的趨勢。京津冀作為一個區域創新整體來度量，區域間創新發展的落差是非常明顯的。

圖1 京津冀專利申請量變化

為了進一步深入研究京津冀之間相對創新差異變化的趨勢，本文對京津冀之間萬人發明專利申請量進行兩兩比較研究，繪制了2000—2005年河北—天津、天津—北京、河北—北京萬人發明專利申請量倍數關系圖(見圖2)，從圖中可以看出，河北—天津近年來萬人發明專利申請量倍數變化幅度不大，天津—北京、河北—北京自2009年以來都有所上升，說明在相對創新變化上，河北—北京、天津—北京之間的差異在縮小，京津冀之間的相對差異是呈現放緩的趨勢，但天津與河北之間對于整體相對差異放緩的貢獻度不是很大。

圖2 京津冀地區萬人發明專利申請量相對倍數分析

3.2 京津冀區域內部創新差異分析

本文對京津冀三地技術創新領域進行分析，分析對象為2000—2015年各省市發明專利排名前十位的專利IPC分類號。參照圖1與圖2反映的各個時間段信息，以3年為一個時間節點，對2000—2015年時間段進行切片處理。以河北省為例(見表1)，對河北省創新領域的內部差異進行測度(暫不考慮前十名專利IPC分類號的變化)，繪制出以IPC分類號為基礎的創新領域變化差異圖。從圖3中可以看出，2009年以前，河北省科技創新領域出現一家獨大情況(A61k，對應制藥行業)，并在2003年出現一個最大峰后開始逐年縮小，2009年以后，各個內部創新差異開始出現平穩化發展，前十創新領域創新差異變得非常不明顯。采用相同的數據處理方式計算天津和北京的數據，考慮到原始數據過多的因素，此處天津和北京僅給出相應的創新領域變化圖(見圖4、圖5)。從圖4中可以看出，天津市技術創新領域內部差異在2009年波動性比較大，前三個領域波動比較劇烈，創新差異程度在2006年出現最高值，此時最凸顯的三個領域是A61K、C09D和A23L(分別對應制藥、基礎化學和食品飲料行業)，隨后各個創新領域呈現出逐步縮小的態勢。從圖5中可以看出，北京市呈現出截然相反的發展態勢，2009年之前北京市內部創新差異保持平穩，2009年以后開始呈現出差距不斷擴大的趨勢。進一步比對IPC分類號發現，北京市內部創新差異的擴大得益于G06F(辦公用品和電腦)和H04L(信號傳遞、通信)兩個行業的爆發式增長。這進一步反映了京津冀區域發展過程中各個區域之間創新力量發展態勢的不平衡，北京的優勢創新領域逐漸突出，天津和河北的技術創新領域則朝向大而全的方式發展，這一點也可以從河北優勢創新領域(A61k，對應制藥行業)占歷年專利比例的下滑看出端倪。

表1 河北省IPC分類號前十名統計

3.3 京津冀區域間創新差異的分析

本文通過發明專利創新領域來研究京津冀區域間的創新關系。對三個省市排名前十位的專利IPC分類號做橫向的兩兩或三地比較研究，將技術創新領域相同的一組分類號記為1，根據相同組的多少進行逐年統計，形成表2。從表2中可以看出，2009年以前，河北—北京的創新領域趨同數量要明顯高于天津—北京、天津—河北，2009年以后，隨著京津冀協同的發展，北京—河北、北京—天津、天津—河北的創新領域趨同數量明顯增強，河北—天津之間的變化更為明顯。這反映出隨著京津冀區域創新走向協同，區域間的聯系更加緊密。

圍繞創新領域，本文隨機選取A61K(制藥)、G01N(測量儀器)研究京津冀三個省市的變化趨勢，通過專利占專利總量的變化來進行表征。從圖6中可以看出，2006年以前京津冀產業變化協同性比較差，2006年以后產業變化方向基本上趨于一致，但從變化幅度上看北京低于天津低于河北，北京的技術創新變化相對穩定，天津、河北的產業創新發展變化比較明顯。

表2 京津冀三省市創新領域統計

圖3 河北省發明專利IPC分類號前十名變化

圖4 天津市發明專利IPC分類號前十名變化

圖5 北京市發明專利IPC分類號前十名變化

技術領域趨同數量增加和變化趨勢相似情況下是否存在產業領域趨同現象？本節再借助專利分類號進一步挖掘，參考Linking Technology Areas to Industrial Sectors報告中產業與技術領域之間的對應關系確定技術領域與產業之間的對應關系，進一步研判京津冀三地產業的發展趨勢。可以看出，河北—北京、天津—北京、河北—天津之間的產業發展相似性還是有所不同，河北—北京之間主要是辦公儀器與電腦、測量儀器和制藥等行業之間的協同發展，天津—北京之間則經歷了由基礎化學、制藥領域向辦公儀器與電腦、測量儀器方向的轉變，天津—河北之間則更多的是傳統行業的相似，如基礎化學、制藥領域和食品飲料領域，同時產業相似領域開始增加，逐漸向辦公儀器與電腦、測量儀器等行業遷移。

4 結論與政策建議

4.1 結論

(1)從整體上講，2000—2015年，京津冀區域創新能力正經歷著差異不斷擴大過程，差異擴大不僅表現在專利申請量上，同時也表現在萬人專利申請量上。河北和天津與北京在基于萬人專利倍數的相對創新能力差距在逐漸縮小，但河北和天津相對差距變化并不明顯。

(2)天津和河北自2009年以后內部創新在技術領域上呈現均衡化發展，各個技術領域之間的差距越來越小，新興技術領域快速發展，原有的優勢領域正逐漸消失，北京則呈現截然不同的差異化發展趨勢，原有的優勢領域保持了優勢方向，并在發展過程中得到進一步強化，進一步拉大了與其他領域的距離，差異化發展趨勢明朗。

圖6 京津冀技術創新領域變化

(3)京津冀區域間創新能力呈現出創新協同性，從2009年開始區域間相同領域開始增加，保持相對高位水平，從單一技術領域的發展上看，隨機選擇的兩個領域研究表明，京津冀三地在2006年前變化趨勢不同，2006年以后變化趨勢相似，但北京的變化更加緩和，天津和河北相對變化更大。從產業變化而言，天津和河北之間更多的是保持基礎化學、食品飲料方面的產業相似性，天津與北京以及河北與北京之間則表現出與北京相似的產業結構發展。例如，天津與北京原來共有的基礎化學領域消失，取而代之的是北京的優勢產業電視和無線電接收器、視聽電子。河北則對應的是與北京共有的制藥產業的消失，取而代之的是電子元器件。北京在京津冀產業更迭發展中起了重要的引領作用。

4.2 對策建議

(1)加強頂層設計，強化資源的有序投放，縮小京津冀之間不斷拉大的絕對創新差距。政府在制定相應創新政策時一定要立足于三地產業發展的實際，通盤考慮，實行差異化政策，特別是針對雄安新區，使之成為京津冀區域創新政策差異化實施的政策試驗田。通過政策干預，實現創新的協同化發展。

(2)立足各地資源稟賦，協同化發展。針對河北與北京、天津與北京、河北與天津在創新領域的相似性，組織形成一批產業跨省市聯盟、研發中心或技術平臺，通過共建研發，共謀發展思路，打造區域特色的創新集群，提升區域創新能力，培育區域創新品牌。

(3)推動產業有序疏解，強化產業協同升級。在當前疏解北京首都資源的大背景下，要充分考慮京津冀產業發展的階段性特點，制定產業發展線路圖，以產業鏈延鏈展鏈強鏈為原則，有計劃地推動產業按照最合理的線路發展。

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