中國通信技術產學研專利合作網絡結構及演化路徑研究

孫中瑞 常宏建

摘要：企業與高校、科研院所之間的產學研專利合作是中國通信技術創新與發展的重要抓手。本文采用社會網絡分析法，以3年為間隔構建2002—2017年中國通信技術產學研專利合作網絡，并對專利合作總體狀況、網絡節點中心勢、網絡結構特征以及網絡演化進行分析，發現產學研合作專利總數不斷增長，但與境外單位的專利合作數量呈不斷減少態勢；高校已經成為通信技術領域技術研發及專利合作的“領頭羊”；專利合作網絡趨于復雜，網絡中“小團體”數量逐漸增多，但不同團體之間的合作交流壁壘逐漸加劇，小世界網絡特性逐漸削弱。最后，從政府、企業、高校和科研院所三個方面提出產學研專利合作相關建議，希望能夠促進通信技術進一步發展。

關鍵詞：通信技術；產學研合作；專利合作；社會網絡分析

中圖分類號：G306文獻標識碼： ADOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2020.02.003

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

基金項目：山東省社會科學規劃研究項目（12DGLZ02）

0引言

企業與高校、科研院所之間的產學研合作能夠有效整合各種優勢資源，降低研發新技術、新產品的成本及風險，加速創新，產學研合作已在大多數國家和產業領域得到廣泛推廣。隨著產學研合作的不斷發展與不斷深化，越來越多的企業與高校、科研機構進行產學合作，合作次數以及合作主體逐漸增多，產學研合作趨向于網絡化方向發展，逐漸形成一種基于契約或者非契約合作的社會關系網絡。在產學研合作網絡中，企業、高等院校和科研院所構成網絡的節點，三者之間的合作關系構成網絡中的連線。產學研合作網絡是創新網絡的一種[1]，通過產學研合作網絡，參與主體可以獲得更加豐富的異質性資源，實現優勢互補，促進創新產出。國內外已有不少學者對產學研合作網絡進行研究，其中，主要是對產學研合作網絡的網絡結構特征以及網絡演化進行研究。

在產學研合作網絡中，不同的網絡特征對企業、高校和科研院所之間的知識信息流通產生不同的影響，進而會對產學研合作產生影響。在對產學研合作網絡特征的研究中，Brian等發現百老匯音樂家合作網絡具有小世界特性，并且該特性對產出的影響呈倒U型[2]。Fleming等基于1975年到2002年的合作發明專利數據，對合作網絡的中介位置與創新的影響進行研究，發現占據中介位置的發明家的創新產出更多[3]。Chen等對中國科學院和產業、高校合作網絡的中心性和結構洞特征進行研究，發現在不同的子網絡中二者對創新產出的影響不同[4]。周涵婷等對浙江高校合作發明專利網絡進行分析，發現網絡規模不斷擴大、網絡密度呈下降態勢且網絡中心勢數值較大[5]。

通過對產學研合作網絡演化進行研究，可以充分的了解到產學研合作中各參與主體的發展狀況以及產學研合作整體現狀，判斷未來產學研合作發展趨勢，可以為企業管理者做出決策或者政府制定政策提供依據。Motohash等對1985—2005年的中國產學研專利數據進行分析，發現高校與企業的合作逐漸增多，而企業與科研院所的專利合作卻有所下降[6]。Li等通過對中國中醫藥領域合作專利進行分析，發現產學研合作專利數量不斷增長，但是創新程度較低，在專利合作中高校發揮了重要的作用[7]。張珩等對江蘇省校企專利合作網絡進行演化分析，發現專利合作不斷增多，合作網絡可分為三個階段，網絡集聚程度不斷提高，不同地區的差距逐漸縮小[8]。王珊珊等通過對華為公司的產學研合作專利進行研究，發現高校與華為合作的專利占比較大[9]。李雨濃等發現“985高校”與企業專利合作的深度與廣度不斷提高，綜合類與理工類高校以及能源型企業在合作網絡中處于核心位置[10]。李培哲等通過對中國衛星及應用產業產學研專利合作網絡進行分析，發現高校參與專利合作的次數最多，企業相對較少[11]。

產學研合作有多種形式，如技術轉讓、聯合申請專利、聯合發表論文等，其中，隨著知識競爭的加劇，專利已經從傳統的保護者轉變為可直接盈利的產品[12]，聯合申請專利日益受到企業的重視。通過參與產學研合作，并將合作成果申請為專利可以使企業快速取得競爭優勢，擴大市場份額。專利信息內容豐富，包含申請人、技術信息、法律狀態等諸多信息，專利是測度行業技術發展水平的有效手段，Griliches[13]指出專利是唯一能夠及時識別領域技術變化的信息來源，通過對專利進行分析，可以較為充分地了解一個產業的產學研合作發展現狀以及產業創新發展趨勢[14]。從上述文獻中，可以發現已有不少學者基于合作專利來對某一行業或者某一個體以及少數個體的產學研合作網絡進行研究，為研究產學研合作提供了一種新的視角。

近年來，隨著產學研合作在通信技術領域的不斷推廣，我國通信技術發展尤為迅速，專利數量持續增長，和美國、日本相比已經在數量上開始占據優勢[15]，但是存在專利質量不高以及在某些核心關鍵領域還處于落后地位等問題，需要進一步通過推動產學研合作來促進通信技術的發展。因此，本文以中國通信技術領域2002—2017年產學研合作專利為研究對象，采用社會網絡分析法構造產學研專利合作網絡，旨在通過對產學研專利合作現狀、合作網絡結構特征及演化進行分析，發現產學研專利合作中存在的不足，并有針對性地提出改進建議，這對通信技術領域企業管理者制定戰略以及政府有關部門制定下一步行業發展政策，乃至推動國家創新驅動發展戰略的實施，具有重要的意義。

1研究設計

1.1研究方法

社會網絡分析法是針對關系型數據進行分析的社會學研究方法體系，社會網絡分析法可以對網絡節點以及節點間的關系進行量化，進而對網絡的結構、網絡整體屬性等特征進行探索與分析。本文以企業、高等院校、科研院所這三類專利權人作為網絡的節點，以專利權人之間的合作關系作為網絡的邊來構建中國通信技術領域產學研專利合作網絡。通過使用社會網絡分析軟件UCINET6對合作網絡相關指標進行計算，并且結合PAJEK軟件對專利合作網絡進行可視化操作。

1.2數據來源及網絡構建

本文使用SooPAT專利數據搜索引擎對中國通信技術領域產學研合作專利數據進行檢索，檢索專利時的日期為2019年1月。由于中國專利從申請到公布大約會有18個月的滯后期，因此在考慮到獲得專利數據的完整性后，本文在檢索專利時將時間范圍設定為20020101 TO 20171231。同時，在中國的專利類型中，發明專利的技術水平最高，因此本文所檢索的專利全部為發明專利，而不考慮實用新型專利和外觀設計專利。將收集到的發明專利數據進一步清洗，刪除專利權人單位所在地都在中國境外的專利和重復的專利，其中，境外單位包括單位地址在香港、澳門、臺灣等地區的單位。

在本文中，專利權人單位名稱中含有公司、集團、廠、會社的為企業類專利權人；專利權人單位名稱中含有大學、學院的為高校類專利權人；專利權人單位名稱中含有研究院、研究所、研究中心的為科研院所類專利權人。對于諸如“清華大學微電子研究所”類的專利權人，在進行數據處理時將其劃歸為高校類專利權人，專利權人名稱按照“清華大學”進行處理，但由于中國科學院下轄研究機構較多并且分布于全國各地，其性質比較特殊，對中國科學院研究機構的專利權人名稱按照全稱進行處理；對于諸如“中國電子科技集團公司第十研究所”類的專利權人，在進行數據處理時將其劃歸為科研院所類專利權人，專利權人名稱按照“中國電子科技集團公司”進行處理；對于諸如“清華大學通力公司”類的專利權人，此類專利權人為校辦企業，在進行數據處理時，專利權人名稱按照全稱進行處理。

在構建產學研專利合作網絡時，首先，將清洗后的專利數據按照時間劃分為6個統計年度進行匯總，分別是2002年、2005年、2008年、2011年、2014年、2017年；其次，提取各年度專利數據專利權人名稱，使用相關軟件構建各年度表征專利權人合作關系的共現矩陣；最后，將各年度共現矩陣分次導入UCINET 6中，構建出產學研專利合作網絡。在本文的產學研專利合作網絡中，企業、高等院校和科研院所為網絡中的節點，三者之間的專利合作關系為網絡中節點之間的連線。

2通信技術領域產學研專利合作總體狀況分析

2.1通信技術領域產學研專利合作總體態勢

通過EXCEL對收集到的專利數據進行整理，對產學研合作專利總數以及中國內地相關單位與境外相關單位產學研合作專利數進行分別統計，結果如圖1所示。

從圖1中可以看出，從2002年到2017年中國通信技術領域產學研合作專利總數增長較為迅速，在總體上呈現波動上升態勢。其中，在2008年產學研合作專利總數達到了360件，較上一個統計年度2005年來說增長幅度較大，原因可能是國務院在2006年發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》中明確提到“在國家科技基礎設施建設中，優先支持在重點產業中由產學研合作組建的技術平臺”[16]，推動了中國通信領域產學研合作的發展。同時，也可看出中國內地產學研單位與境外產學研單位合作的專利數量呈先上升后下降態勢。從2002年度開始，中國內地產學研單位與境外產學研單位合作的專利數量不斷增加，并在2008年度達到最大，與境外相關單位的專利合作促進了通信技術的發展。從2008年后的3個統計年度看，與境外單位的產學研合作專利數量逐漸減少，但同時中國內地合作專利總數不斷增長，這一定程度上反映出中國通信技術領域的自主創新能力不斷提高。

2.2產學研專利合作網絡核心節點及節點度數分析

在產學研專利合作網絡中，研發實力強、節點度數多的核心節點能夠有效帶動周圍節點的創新發展，其中，節點代表了參與產學研合作的專利權人，節點度數指的是與某一節點直接連接的節點數量，節點的度數越大說明與該節點合作申請專利的單位數量越多。本文通過EXCEL對合作專利數量前10名專利權人進行統計，如表1所示；通過社會網絡分析軟件UCINET6對專利合作矩陣進行二值化處理，并在此基礎上計算出節點度數前10名（含并列）專利權人，如表2所示，據此對合作網絡核心節點進行分析。

從表1中可以看出，專利數量前3名專利權人依次是華為技術有限公司、北京郵電大學、清華大學，并且前10位專利權人中，高校、企業、科研院所分別占到6個、3個和1個。從表2中可以看出，合作網絡節點度數前10名專利權人中，前3名依次是：國家電網公司、北京郵電大學、清華大學，高校類專利權人占到8個，企業類專利權人占到3個，科研院所類專利權人未出現。可以看出，在產學研專利合作中，高等院校的合作專利數量最多，創新能力強，企業次之，而科研院所在專利合作中發揮的作用較小。

結合表1、表2來看，華為技術有限公司在6個統計年度中與其他27家產學研單位共同申請發明專利267件，位于通信技術領域產學研合作單位第一，可見華為技術有限公司的自主研發水平高，自主創新能力強。北京郵電大學與其他84家產學研單位進行合作，共同申請200件專利，專利數量位于通信技術領域產學研合作單位第二，合作者數量位于高校類產學研單位第一，說明北京郵電大學是中國通信技術領域專利研發能力、創新能力以及專利申請能力最強的高等院校，并且與企業、科研院所等機構合作較多，能夠有效帶動相關合作單位的創新發展。

3通信技術領域產學研專利合作網絡特征研究

在產學研專利合作網絡中，網絡特征對節點間知識信息及資源流通的影響較大，進而對節點間的專利合作產生重要的影響。本文通過社會網絡分析軟件UCINET6對通信技術領域6個統計年度的產學研專利合作網絡的中心性、整體特征進行分析。

3.1產學研專利合作網絡節點中心性分析

在社會網絡分析中，網絡節點中心性反映的是網絡節點的重要程度。在網絡中，節點的地位或者位置對資源獲取或者知識信息傳遞產生了重要的影響，網絡節點中心性可用點度中心勢、中介中心勢和接近中心勢來衡量。由于本文的產學研專利合作網絡節點間存在稀疏的連接如存在兩兩節點單一合作關系，而接近中心勢對網絡的連接程度要求較高，因此本文僅選用點度中心勢和中介中心勢這兩個指標來測度網絡的中心性，計算結果如表3所示：

點度中心勢是指網絡中所有節點的集中趨勢即網絡是在多大程度上圍繞某一個或者某些個節點所建立起來，反映了一個網絡整體的中心化程度[17]。從表3中可以看出，點度中心勢值先是逐年下降，然后又有增大的趨勢，但數值總體比較小，說明產學研專利合作網絡整體集中趨勢不明顯，這主要是因為在網絡中存在多個研發能力強的局部中心節點，并且網絡中有大量的節點與局部中心節點進行合作，削弱了網絡整體的集中趨勢。

中介中心勢反映的是網絡中節點彼此之間控制或者影響他人的程度，取值范圍是[0，1]，中介中心勢值越接近于0，表明控制程度越小，相反中介中心勢值越接近于1，控制程度越大[17]。從表3中可以看出，6個統計年度的中介中心勢均較小且有下降的趨勢，同時結合不斷增長的網絡節點數量來看，可看出在通信技術領域的產學研專利合作中，處于局部中介位置的研發單位較多，但是在整個合作網絡中處于絕對中介位置并且能夠控制大量資源的研發單位尚未出現。

3.2產學研專利合作網絡結構特征分析

本文通過UCINET6對各統計年度產學研專利合作網絡的網絡結構指標即節點數、網絡邊數、網絡連接數、網絡密度、平均節點度、平均路徑長度、集聚系數進行計算，分析各統計年度專利合作網絡整體特征及小世界網絡特性，結果見表4。

3.2.1產學研專利合作網絡整體特征分析

網絡規模可用網絡中的節點數、網絡邊數來衡量。在本文的產學研專利合作網絡中，每一個節點代表一個參與產學研專利合作的單位，網絡中節點間的連線即邊代表著節點之間存在合作關系，節點之間的連接次數用網絡連接數來表示。從表4可知，從2002年開始，網絡節點數、網絡邊數、網絡連接數總體上呈現快速增長態勢。其中，網絡邊數在2014年開始超過網絡節點數，說明節點間的專利合作關系開始趨于多元化，越來越多的單位選擇與多個單位建立合作關系，進行專利合作；網絡連接數及其增長幅度遠大于節點數，說明通信技術領域單位進行產學研專利合作的意向不斷增強，合作次數不斷增加，合作強度不斷增大。

網絡密度指的是網絡中節點間聯系的緊密程度，取值范圍是[0，1]，密度越大，節點間的聯系就越緊密[18]。在社會網絡理論中，平均節點度與網絡密度密切相關[19]，平均節點度是指網絡中所有節點度數的平均值，即網絡中所有節點合作者數的平均值，可用來衡量網絡的凝聚性。從表4中可以看出，6個年度合作網絡的網絡密度均較小，說明產學研專利合作網絡中很多節點之間沒有直接的聯系，專利合作程度較低，隨著網絡節點數的不斷增加，網絡密度呈逐漸減小態勢，其原因是網絡中合作關系的增加速度小于網絡節點增加的速度，新增節點最初往往只與單個節點進行合作，沒能與多個節點建立合作關系。相反，平均節點度雖較小但呈不斷增加態勢，說明網絡的凝聚性逐漸提高。

3.2.2產學研專利合作網絡小世界特性分析

在理論上，小世界網絡被廣泛的認為可以促進節點之間的交流與合作，可以提升創新績效[20]。小世界網絡特性可以用平均路徑長度和集聚系數來進行描述。

平均路徑長度是指網絡中連接任何兩點之間最短路徑的平均長度[18]。在產學研專利合作網絡中，平均路徑長度越小，單位之間的信息交流需要經過的中間節點就越少，信息交流就越通暢。從表4中可以看出，2002年的平均路徑長度為1.8060，這表明任意兩個單位的信息交流大約只需要兩個中間單位的傳遞就能夠完成，從2002年開始，平均路徑長度不斷增長，任意單位之間信息交流需要經過的中間單位數量增多，交流困難程度不斷增加，不利于單位間進行產學研專利合作。

集聚系數反映的是網絡節點的集聚化程度[21]，用來衡量網絡的局部特征。集聚系數越大說明節點的集聚化程度越高，“小團體”現象越突出，從表4中可以看出，集聚系數整體都較小，但呈逐漸增大態勢，反映出網絡集聚化程度不斷增加。同時，通過與各年度網絡密度進行對比，可以發現集聚系數遠大于網絡密度，說明通信技術領域產學研專利合作網絡并非隨機網絡，各個單位之間的專利合作并非是隨機選擇的結果，研發能力強的核心單位更容易與其他單位建立合作關系，從而加劇了網絡局部的集聚現象即“小團體”現象的發生。

在社會網絡理論中，通常認為小世界網絡具有較短的平均路徑長度和較大的集聚系數[22]。同時，Valverde等[23]認為小世界網絡特性的評判標準是平均路徑長度小于10而集聚系數大于0.1000[22]。從表4中可以看出，各年度的平均路徑長度及集聚系數均達到此標準，可以認為各年度的專利合作網絡具有小世界網絡特性。但是，隨著網絡中“小團體”現象的出現以及平均路徑長度的不斷增加，小世界網絡特性逐漸減弱，各單位之間的信息交流便捷程度降低。

4通信技術領域產學研專利合作網絡演化分析

在專利合作網絡圖中，每一個圓形節點代表一個專利權人，節點越大表明與該專利權人進行專利合作的專利權人越多，節點之間的連線則表示節點所代表的專利權人之間存在著合作關系，連線越粗表示這兩個專利權人在該統計年度合作的專利數量越多。本文使用PAJEK軟件進行可視化操作，并在各年度專利合作網絡圖中對專利擁有數量前10名（包含并列）專利權人的名稱進行了標識。本文統計的6個年度的專利合作網絡圖如圖2所示。

從圖2中可以清晰地看出，圖中的節點數目以及節點之間的連線數逐漸增加，越來越多的企業、高等院校、科研院所彼此之間建立合關系，進行專利合作。同時，從圖中相關節點的名稱中可以看出，在6個統計年度發明專利擁有數量前10名（含并列）的專利權人中，高等院校占到34個，企業占到24個，科研院所占到6個，這表明高等院校在中國通信技術領域專利研發中占據重要地位，是技術研發及專利合作的“領頭羊”。

從圖中還可看出，網絡中較大的圓形節點數目逐漸增加，即與周圍多個節點進行連線的節點越來越多，網絡中“小團體”的數量不斷增多，網絡結構由簡單趨于復雜，越來越多的單位與多個不同的單位建立合作關系，兩兩之間單一的合作模式逐漸被多合作伙伴模式取代。網絡中的“小團體”對產學研專利合作的發展具有雙重作用，從網絡中不斷增加的“小團體”可以看出，大部分“小團體”的中心是高等院校，這說明高等院校在產學研專利合作過程中發揮舉足輕重的作用。并且趨于核心位置的產學研單位不斷增多，核心研發單位少的局面逐漸被改變。同時，結合專利合作網絡小世界特性逐漸削弱的現象可以看出，網絡內“小團體”的出現以及數量的增加使得越來越多團體內的單位只與或者優先與本團體內單位進行合作，從而加劇了各團體之間合作交流的壁壘。

5結論及建議

通信技術對于一個國家來說至關重要，與一個國家的通信安全以及人們的日常通信交流息息相關。本文基于社會網絡分析法，對通信技術領域6個統計年度的產學研專利合作情況進行研究，得出以下結論：（1）目前通信技術正處于快速發展階段，越來越多的企業、高等院校、科研院所進行專利合作，發明專利數量呈爆發式增長。（2）高等院校是通信技術領域技術研發和專利合作的“領頭羊”，不斷推動著單位之間專利合作以及中國通信技術的發展。（3）通信領域專利合作網絡逐漸趨于復雜，“小團體”數量逐漸增多，不同團體之間合作交流壁壘逐漸加劇，小世界網絡特性逐漸削弱。（4）中國通信技術領域自主創新能力不斷提高，與境外單位的專利合作不斷減少，專利數量呈不斷減少態勢，但在核心關鍵領域與發達國家相比仍有差距。

基于以上對通信技術領域產學研專利合作現狀的分析，為中國通信技術領域產學研專利合作以及通信技術的進一步發展提出以下建議：

（1）產學研專利合作的發展離不開政府的輔助和引導，目前中國通信技術領域產學研合作仍處于發展階段，中國政府可以聯合金融、專利中介服務等機構進一步加大對通信技術領域產學研專利合作的扶持與引導，實現產學研專利合作網絡結構進一步優化[24]，進一步推動產學研合作發展。中國政府可以通過構建通信技術創新服務平臺，加大資金投入，鼓勵越來越多的相關企業、高等院校和科研院所參與通信技術專利合作，加強各單位之間的交流合作，打破專利合作網絡中“小團體”現象所帶來的交流壁壘，逐漸削弱“小團體”現象所帶來的負面影響，不斷增強合作網絡的小世界特性，進而實現網絡結構優化升級，增加創新產出。

（2）加大對產學研專利合作網絡企業、高校和科研院所中核心節點的培育力度，研發能力強以及創新產出多的企業、高校和科研院所對產學研專利合作網絡的穩定性至關重要，能夠對與之相連接的其它節點產生重要的影響，不斷帶動合作單位的創新研發水平，最終推動通信技術領域創新發展。

（3）高等院校是中國通信技術領域技術研發以及專利合作的“領頭羊”，高等院校專利研發能力強、水平高，擁有大量科研人才。面對當前世界通信技術領域競爭日益激烈的市場環境，中國高校及科研院所可以積極尋求與一些發達國家的企業、高校、科研院所進行合作，通過科研合作、聯合培養人才等多種方式不斷學習先進經驗、先進技術，加大新技術研發特別是在芯片和元器件等關鍵領域的研發力度[25]，為通信技術關鍵領域的進一步研發以及整個產業的進一步發展打下堅實的基礎。同時，在國內高等院校應該發揮“領頭羊”的優勢，積極與其他高校、科研院所及企業加強合作，不斷提高專利產出及研發水平，從而進一步提升中國通信技術的整體研發能力以及競爭力。

（4）在產學研專利合作中，企業承擔著研發、成果轉化的重任，同時要參與激烈的市場競爭，是產學研專利合作的重要主體。中國企業可以積極尋求與國內外高校等單位的外部合作，不斷提高合作的廣度與深度，使企業可以依托高校強大的科研團隊，加速新技術、新產品的研發，從而不斷提高企業的核心競爭力。企業也要不斷培養與引進一些優秀的科研人才，建設企業內部的研發團隊，不斷增強企業自身研發實力以及自主創新能力[26]。同時，面對競爭日趨激烈的國際通信技術市場，中國通信領域內一些實力比較強的企業，應該積極參與國際市場競爭，不斷提升國際市場份額。

參考文獻：

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