新興交叉領域技術會聚對技術價值的影響研究

劉娜 榮雪云 毛薦其

摘 要：技術會聚是不同領域或來源技術知識的交叉與融合，產生兼具組合價值及協同價值的會聚技術。當前技術演變呈現會聚態勢，尤其是新興交叉領域，毋庸置疑創新主體的技術研發實踐需要技術會聚。然而，技術知識會聚到何種程度及會聚何種類型的技術知識能產生高價值的技術成果？成為研發人員迫切關注和學者亟待解決的關鍵問題。本研究以納米生物制藥領域為例，收集該領域在美國專利商標局（USPTO）申請的專利數據，基于多個粗細粒度分別測度該領域技術會聚的程度，運用負二項模型檢驗理論假設。結果表明：技術會聚程度對技術價值產生顯著的正向影響，被會聚的技術知識成熟度及重疊度均削弱此正向作用。研究結果有助于指導技術研發活動中研發人員的技術會聚實踐。關鍵詞：技術會聚;知識成熟度;知識重疊度;技術價值;新興交叉領域中圖分類號：F 204?文獻標識碼：A?文章編號：1672-7312（2019）06-0728-09

The Effect of Technological Convergence on?Technological

Value in Emerging Cross-fields

——Taking Nano biopharmaceuticals as an Example

MAO Jian-qi1，2，RONG Xue-yun1，LIU Na1，2

（1.School of Business?Administration，Shandong Technology?and Business University，Yantai 264005，China;

2.Shandong Collaborative Innovation Center of Energy?Economy，Yantai 264005，China）

Abstract：The evolution of technologies show a converging?trend，especially for the field of the emerging cross-fields.There is no doubt that R&D practice of innovators needs to?converge different technological knowledge.However，few?scholars have explored the effect of technological?convergence.That is，in order to create high-valued?technologies，what extent and type of technological knowledge?should be converged？ Solving this problem is helpful to?innovation practice.This study took the field of?nanobiopharmaceuticals as an example to collect patent data?applied by the USPTO in the field，measured the degree of?convergence of technology in this field based on multiple?coarse and fine particle sizes，and used the negative?binomial model to test the theoretical hypothesis.Empirical?results show that the degree of convergence of technology has?a significant positive impact on the value of technology，and?the convergence of technical knowledge maturity and overlap?weaken this positive effect，which will help guide the?technical convergence of R&D personnel in technology R&D?activities.

Key words：technology convergence;knowledge?maturity;knowledge overlap;technology value;emerging cross-cutting

0?引?言

科技史上，科學和技術的很多重大突破得益于學科交叉或領域滲透。多學科相互交叉、多領域相互滲透已然成為當今科技創新的突出特征[1]。知識的跨學科、跨邊界發展成常態化，其深層機制就是會聚。從學術研究和創新實踐看，會聚發生在科學層面、技術層面、市場/應用層面、產業層面。有學者將4個層面的會聚視為并發過程，也有學者視為序列過程[2]。然而，無論是市場/應用會聚亦或是產業會聚，都根源于技術會聚。

技術會聚是不同學科技術知識的溢出和融合，即組合不同領域或來源的技術知識以實現技術上的創新[3]。技術會聚過程實際上是不同技術知識間有機組合的升級和轉化過程，是技術間相互兼容、協同和整合的增效過程。當前，運用單一學科的知識已不足以解決日益復雜化的技術問題，也難以滿足愈加多元化的消費者需求，不同技術間交叉融合勢在必行。當不同技術知識因交叉融合而導致它們的邊界模糊時，將涌現出會聚型新技術，技術會聚發生[4]。

Rosenberg（1963）在對機床制造技術的演化研究中，最早探索了技術會聚現象，并指出技術會聚通過技術互補和合作創新的模式促進了新興技術的形成和發展[5]。近年來，技術間的交叉、融合已成為技術突破的突出特征，技術演變發展呈現出技術會聚態勢，特別是新興交叉領域。在科技創新體系里，技術會聚已然不只是趨勢，而是成為了技術上創新的邏輯。技術會聚被視為行業和技術上創新的主要來源，有望成為未來技術創新的主要范式[6]。對日常生活和經濟生產活動產生重要影響的很多新興交叉領域都是技術會聚的結果，比如納米生物制藥、納米新能源、印刷電子技術、量子信息技術及人工智能技術等。作為未來實現技術上創新的有效手段，技術會聚不僅存在于理論層面，更是研發領域必須面對的戰略性挑戰。技術會聚將深刻影響研發實體的核心競爭力甚至導致產業結構的重新布局。隨著技術會聚重要性突顯，國內外學者已從不同視角開展技術會聚研究，研究成果不斷涌現，其內容涉及技術會聚的概念界定、測度、模式、驅動力、預測及前因研究等。

技術會聚的結果是產生會聚型技術發明，會聚型技術不僅具有被會聚知識的整合價值，更重要的是具有被會聚知識的協同價值。當前，已有學者研究技術發明的價值問題，也有學者研究技術發明的質量及影響問題[7-8]，以評估一項新技術發明對未來技術發展的重要性。例如，Su和Moaniba（2017）基于專利數據，分析了技術的跨學科性對技術價值的影響。Wang等（2017）的實證表明技術的探索程度與發明質量存在倒U型關系。然而，在技術會聚背景下，研發人員應將技術知識會聚到何種程度更有利于產生有價值的技術發明？

研發人員在研發活動中面臨的另一抉擇是會聚何種類型的技術知識？認為被會聚的技術知識成熟度及重疊度可能會影響技術會聚水平與技術價值二者間的關系。現有研究表明，知識成熟度影響技術的創新水平。有學者認為，成功的技術創新往往包含已在使用中被測試過的成熟知識，可以避免創新過程中代價高昂的錯誤[9];也有學者認為，與新穎的知識相比，成熟的知識已過時，限制其適應不斷變化的需求[10]。知識重疊是相同或相似技術、技能或經驗。知識重疊度越大，知識差異性就越小，知識轉移效率就越低。

綜上，研究致力于解決技術會聚水平如何影響技術價值，并引入情景因素技術知識成熟度和重疊度作為調節變量。以新興交叉納米生物制藥這個典型的會聚領域為例，收集該領域在美國專利商標局（USPTO）申請的專利數據，基于多個粗細粒度分別測度該領域技術會聚的程度，并運用負二項模型檢驗理論假設。期望研究結果有利于指導技術研發活動中研發人員的技術會聚實踐。

1?理論假設

1.1?技術會聚程度對技術價值的影響

技術會聚意味著不同領域的知識或能力有機整合在一起，以創造新的技術發明。認為不同程度的技術會聚會帶來不同程度的新穎性和創新性。當只有少數技術知識被整合時，有限的知識元及有限的會聚關系僅能在一定程度上激發發明者的創新思維，由此產生的新發明將具有較低的新穎性和創新性，對未來技術發展的影響就越小。當多數技術知識被深度整合時，一方面增加了發明創造所需知識的多樣性，另一方面有利于發明者拓展創新思維，產生新思想[11-12]，使得新發明具有更高的新穎性和創新性，更有可能成為未來創新發明的知識源，從而影響本領域或其他領域未來技術發展。新技術正是在不斷的被借鑒、吸收和應用的過程中逐漸凸顯出技術價值。因此，認為一項發明的技術會聚程度對其技術價值具有促進作用。綜上，提出假設。

H1：技術會聚程度對技術價值有正向促進作用。

1.2?技術知識成熟度的調節效應

技術知識成熟度是從最初發現知識到將知識納入到一項新技術發明間的時間間隔[13]。技術知識會聚雖然能夠打破發明者固有的思維模式，產生新穎性和創新性的技術發明。但是，當發明者過多的會聚已被深入研究的成熟技術知識時，由于這些知識缺乏新穎性，雖然能夠在短時間內被發明者重新測試、試驗，但可被解鎖的技術創新潛力較少[14]，從而阻礙了發明者的創新思維，使得發明者很難從會聚的廣泛技術知識中受益。此外，任何技術知識的會聚潛力都是有上限的，在上限點上，有效會聚的潛力已被耗盡。與新知識元素相比，成熟的知識元素的會聚潛力更易受到限制。當達到上限時，與其它知識元素的進一步組合將不再具有成效，從而削弱了技術發明的新穎性和創新性，阻礙其作為未來新發明知識基礎的可能性。因此，當發明者過多依賴成熟的技術知識作為其創新發明的知識基礎時，反而會抑制技術會聚程度對技術價值的正向影響。綜上，提出假設。

H2：技術知識成熟度負向調節技術會聚程度對技術價值的正向影響。

1.3?技術知識重疊度的調節效應

有學者認為知識重疊是知識傳播者與知識接受者所共有的最大知識基。借鑒此概念，本研究中知識重疊定義為某一領域新技術發明引用的已有技術發明間所共有的最大知識元素或知識基礎。技術會聚程度的增加可以提高知識的多樣化程度，發明者通過接觸多樣化的知識有助于激發新思維，產生創新性的發明。然而，技術間知識元素的高度重疊，使得可借鑒、吸收的異質知識資源相對較少，抑制發明者的思維擴散，使得技術發明的新穎性和創新性不足。另外，技術間知識的高度重疊也降低了知識傳播的效率，阻礙異質知識資源的流動，弱化發明者對新知識、新思想的探索，抑制發明者的創新水平。因此，當一項新發明融合多個不同的知識元素時，

如果新發明所引用的已有發明間的知識元素重疊度較高，反而會抑制技術會聚程度對技術價值的正向影響。綜上，提出假設。

H3：技術知識重疊度負向調節技術會聚程度對技術價值的正向影響。

文中構建的理論模型如圖1所示。

2?研究方法

2.1?數據?納米生物制藥技術是20世紀90年代出現的會聚納米、生物和制藥技術的重大新興交叉技術領域。該領域以多技術的緊密交互為特征，能夠觀測到大量的會聚型技術發明。因此，本研究以該領域專利數據為樣本，檢驗前述理論假設。借鑒Guan和Zhao（2013）、Lenoir和Herron（2009）對納米生物制

藥技術專利檢索策略[15-16]，采用主題詞搜索，從美

國專利商標局（USPTO）提取該領域專利數據，時間跨度為1997—2007年。經數據清洗，最終獲得納米生物制藥領域9 733項專利。具體檢索主題詞見表1.

2.2?變量

專利IPC技術代碼常被學者用來表征技術知識元素或知識領域。IPC分類體系采取部、大類、小類、主組和小組五級層次結構，每一層級都是對上一層級的進一步細分。某專利的后向引用信息揭示了該專利會聚以往哪些專利的技術知識及每一技術知識被會聚的程度。每項專利發布后，可能被隨后的專利所引用，從專利的前向引用頻次，可以判斷它的價值大小。專利的引用數據具有時效性，如果不能控制引用時期的話，可能會導致偏差。為解決此問題，在確保能夠獲得焦點技術發明大部分引用信息的條件下，借鑒已有研究，對每一焦點技術發明專利的后向引用和前向引用數據都做了10年時間窗的限制，如圖2所示。

因變量是專利的技術價值。學者認為技術發明專利的前向引用計數是衡量技術價值的有效指標。一項專利獲得的前向引用計數越多，表明其對未來技術創新的影響就越大，也就意味著它的技術價值就越大。本研究使用專利的前向引用計數度量其技術價值。

自變量是技術會聚程度。已有學者基于專利引文信息度量技術會聚。焦點專利對已有專利的引用作為該專利的知識源，揭示了以往哪些技術知識被不同程度的重新整合。使用香農熵測度專利技術的會聚程度，該指標不僅體現了會聚技術知識的廣度，而且體現了會聚的深度。不同層級的IPC分類是不同程度的技術細分，為了全面反映一項專利的技術會聚程度，從該向專利的被引專利的IPC部、大類、小類、主組和小組5個層級分別計算它的技術會聚程度指標，如圖2所示。計算公式為：

Entropyi=-jpjlnpj，式中：pj為各層級技術代碼j被分類到焦點專利i的后向引用專利數占其所有后向引用專利數的比例。

調節變量是技術知識成熟度和技術知識重疊度。技術知識成熟度度量一項專利發明技術知識來源的成熟性。借鑒Lee（2016）有關科學知識成熟性的算法，計算焦點專利發明申請時間與其所引用的專利間平均時間間隔，公式為：

Ci=nj=1（X-Yj）/n，式中：n為焦點專利i在10年時間窗內引用的專利數量;X為焦點專利i的申請時間;Yj為被引專利j的申請時間。

技術知識重疊度度量焦點專利發明所引用的已有技術在知識結構、知識多樣性等方面的相似程度，反映了焦點專利在多大程度上利用已有技術知識。文中將每一焦點專利技術知識重疊度的計算公式定義為

OSi=mj=1Pj/n

，式中：n為焦點專利i在10年時間窗引用的專利數;m為焦點專利i引用的技術知識元素數;Pj為技術知識元素j被分類到焦點專利i的后向引用專利數占其所有后向引用專利數的比例。將IPC技術代碼作為技術知識元素的表征，分別在5個層級測度了焦點專利i的技術知識重疊度。專利在每個層級含有的技術知識不同，因此，焦點專利在IPC每一層級的技術知識重疊度存在差異。

控制變量。為了避免其他因素的影響，引入了一些專利發明的特征變量進行控制。具體包括，后向引用專利數量、發明者的數量和權利要求數量。

2.3?模型設定

因變量專利的技術價值是計數型變量且只取非負值。因此，應采用泊松模型或負二項模型。由于因變量的均值不等于方差，故此采用負二項回歸模型，對5個層級的技術會聚程度分別進行回歸驗證。此外，為了確定使用標準的負二項模型還是零膨脹的負二項模型，進行了Vuong檢驗，結果表明每個模型的Vuong值|V|遠小于1.96，故此選擇標準的負二項模型。

3?研究結果

3.1?描述性統計

表2報告了各變量的描述性統計與相關系數。由技術價值的均值和最大值可知，不同專利發明的技術價值存在較大差異。從各層級技術會聚程度與技術價值的相關系數可看出，技術會聚程度與技術價值間存在正相關。為了識別各變量間是否存在自相關問題，計算了各變量的方差膨脹因子（VIF），其結果都低于10，表明變量間不存在嚴重的多重共線性問題。

3.2?回歸結果

為了避免基于IPC單一層級測度數據而導致研究結果的偶然性，以部、大類、小類、主組和小組5個層級分別計算變量技術會聚程度及技術知識重疊度，并將構成的截面樣本數據分別進行負二項回歸，回歸結果見表3和表4.

假設1提出技術會聚程度對技術價值具有正向影響。表3及表4中的模型2a，1b，1c，1d和1e的系數符號與預期一致，并且都在p<0.01的顯著性水平下支持假設。故，在IPC部、大類、小類、主組和小組各層級樣本數據中，技術會聚程度對技術價值的正向影響均得到證實。因此，當同一技術發明會聚不同層級的知識元素時，其會聚程度均以相同的方式影響技術價值。可見，一項新發明對現有知識元素的整合程度越高，該發明作為未來新技術發明知識基礎的可能性就越大。也就是說，技術發明的會聚程度對其技術價值的提升具有促進作用。

假設2預測技術知識成熟度負向調節技術會聚程度與技術價值間的正相關關系。表3和表4中，模型3a，2b，2c，2d及2e中的技術會聚程度×技術知識成熟度的系數具有期望的負向符號，并且都在p<0.01的顯著性水平下提供了統計上的支持。因此，基于IPC部、大類、小類、主組和小組各層級的樣本數據，假設2均得到驗證。即當技術發明會聚的知識元素越成熟時，由于其缺乏新穎性，技術人員可解鎖的創新潛力較少，從而會削弱技術會聚程度對技術價值的正向影響。

假設3認為技術知識重疊度負向調節技術會聚程度與技術價值間的正相關關系。表3及表4中基于IPC部、大類、小類和小組層級的模型3a，3b，3c和4e中技術會聚程度×技術知識重疊度系數符號符合預期，且統計上顯著。然而，表4中基于IPC主組層級的模型3d中技術會聚程度×技術知識重疊度的系數符合和預期一致，但不顯著，因此，基于IPC主組層級的樣本數據不支持假設3.知識元素間的高度重疊，使得知識趨于同質化，發明者可獲得的異質性知識資源較少，從而會削弱技術會聚程度對技術價值的正向影響。

關于控制變量，發明者數量、權利要求數和后向引用專利數，在估計的所有模型中均對技術價值具有正向影響。其中，權利要求數和后向引用專利數均在統計上顯著，但發明者數在基于IPC主組和小組層級的回歸結果中部分不顯著。

3.3?調節效應

為更直觀的表述各層級乘積項對技術會聚程度與技術價值間關系的影響，根據各層級技術會聚程度均值，將樣本分為高、低2組，分別畫出各層級的調節效應圖。圖2和圖3分別給出了各層級技術知識成熟度和技術知識重疊度的調節效應圖。由圖2和圖3可知，基于IPC部、大類、小類、主組和小組層級的技術會聚程度與技術價值間均呈正相關關系。

圖2中的1a～1e依次表示基于IPC部、大類、小類、主組和小組層級的技術知識成熟度的調節效應。可看出，當技術知識成熟度較高時，各層級技術會聚程度對技術價值的正向作用會減弱，表現為各層級技術會聚程度和技術價值的直線斜率較低，直線越平緩。

圖3中的2a～2e依次表示基于IPC部、大類、小類、主組和小組層級的技術知識重疊度的調節效應。可知，當技術知識重疊度較高時，技術會聚程度對技術價值的的正向作用會減弱，表現為各層級技術會聚程度與技術價值的直線斜率比低程度知識重疊的直線斜率小。

4?結?語

本研究探討了技術發明會聚知識元素的程度如何影響其技術價值，以及技術知識成熟度和技術知識重疊度對技術會聚程度與技術價值關系的調節作用，并從多個維度對技術會聚程度進行測量。以納米生物制藥技術領域的專利數據為樣本，檢驗結果表明：各層級技術會聚程度對技術價值均具有正向影響。也就是說，一項技術發明對不同知識元素整合的程度越高，越有利于發明者開展新穎的、獨特的創新活動，從而提升其技術創新價值，進一步促進該技術的未來發展。

通過技術發明會聚知識元素的成熟度對技術會聚程度與技術價值關系的調節作用研究，得出：技術知識成熟度削弱技術會聚程度對技術價值的促進作用。當一項技術發明會聚更多的成熟知識元素時，雖然成熟的知識元素更易被發明者學習和驗證，但由于其缺乏足夠的新穎性和創新性，反而會抑制發明者在技術研發過程中的創新思維和潛力，使得技術發明的新穎性和創新性不足，從而降低技術發明的價值。

通過技術發明本身包含的知識元素與其引用技術發明包含的知識元素的重疊度對技術會聚程度與技術價值關系的調節作用研究，得出：技術知識重疊度削弱技術會聚程度對技術價值的促進作用。如果一項技術發明大量引用了先前已有技術發明的知識元素，知識元素間的高度重疊，使得發明者間的知識資源趨于同質化，促使冗余知識的產生，并固化發明者的創新思維，使其很難創造出新穎、獨特的技術發明，進而影響技術發明的價值。

本研究結論有助于指導技術研發人員在創新發明過程中應最大程度的進行知識整合，且避免會聚成熟度和重疊度較高的技術知識。首先，技術會聚程度與技術價值間的正向關系表明，深度融合不同來源的知識元素在一項重要技術發明的發展中起著至關重要的作用。這意味著發明者應盡可能多的借鑒和吸收不同領域的技術知識，以提高創新水平及創新價值。其次，發明者在開發新技術時，應盡可能避免融合成熟度較高的知識元素，同時也要避免過度依賴已有技術發明的知識元素，因為會聚知識的成熟度和重疊度較高，會使得創新發明缺乏新穎性和創新性，阻礙其未來發展。

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（責任編輯：許建禮）