中國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利現(xiàn)狀及發(fā)明者合作網(wǎng)絡演化研究

□洪 進 宛曉梅 [中國科學技術大學 合肥 230026]

中國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利現(xiàn)狀及發(fā)明者合作網(wǎng)絡演化研究

□洪 進 宛曉梅 [中國科學技術大學 合肥 230026]

以中國知識產(chǎn)權局2000～2009年受理的專利數(shù)據(jù)為例，首先，從專利申請授權狀況、所屬地區(qū)、國別、權利要求項數(shù)等多方面分析了生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利現(xiàn)狀。然后，研究并分析了專利發(fā)明者合作網(wǎng)絡特征的演化。研究結果顯示：國內(nèi)生物醫(yī)藥專利申請、授權數(shù)量已經(jīng)超過國外；我國生物醫(yī)藥的發(fā)展區(qū)域性較強，分布不均勻，主要集中少數(shù)省份；中國權利要求項數(shù)均值與美國相差甚遠；專利合作強度、網(wǎng)絡平均中心度、高產(chǎn)發(fā)明者以及重復合作者對所占比例整體上都呈現(xiàn)出遞增趨勢。

專利現(xiàn)狀；生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)；合作網(wǎng)絡；發(fā)明者；演化

引言

專利是知識產(chǎn)權的核心，據(jù)世界知識產(chǎn)權組織（WIPO）統(tǒng)計，世界上90%～95%的發(fā)明成果以專利的形式問世，其中約70%的發(fā)明成果不再以其他形式出版[1]。生物醫(yī)藥是以科學為基礎的知識密集型行業(yè)，專利被廣泛利用去保護發(fā)明，生物醫(yī)藥的大部分創(chuàng)新成果是以專利申請的形式呈現(xiàn)。另外，生物技術企業(yè)經(jīng)常通過與伙伴的互動交流來提高他們的學習能力，合作對生物技術領域以及該領域的科學家的持續(xù)發(fā)展都是至關重要的，而且行動者在合作網(wǎng)絡中的位置特點及合作模式對其創(chuàng)新產(chǎn)出質(zhì)量是有一定的影響的。本文將以2000～2009年國家知識產(chǎn)權局受理的專利數(shù)據(jù)為基礎，試圖分析中國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的專利現(xiàn)狀以及發(fā)明者合作網(wǎng)絡的特征演化。

一、中國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利現(xiàn)狀分析

（一）2000～2009年生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利申請和授權總體狀況

圖1顯示的是國內(nèi)外生物醫(yī)藥專利的申請授權狀況，從圖中可見，除了2000年和2002年，其他年份的國內(nèi)專利申請量和授權量一直高于國外專利申請量。

圖1 生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利的申請和授權趨勢分析圖

（二）生物醫(yī)藥專利的區(qū)域分布狀況

1．國外生物醫(yī)藥專利申請、授權所屬國家分布狀況

2000～2009年國家知識產(chǎn)權局受理的生物醫(yī)藥專利申請國中，美國占37.3%，位居第一，其后依次是：日本（11%）、德國（6.9%）、瑞士（5.7%）、英國（5%）、法國（4.9%）、韓國（3.7%）、加拿大（3.1%）、荷蘭（3%）、丹麥（2.9%）(見圖2)。我國授權的國外生物醫(yī)藥專利中，美國占39.1%，亦居第一，其后依次是日本（9.7%）、德國（7.2%）、英國（5.6%）、瑞士（5.6%）、法國（4.2%）、韓國（3.8%）、加拿大（3.4%）、比利時（3.1%）、荷蘭（3%）（見圖3）。歐盟國家總申請量和總授權量均占國外專利申請量和授權量的30.1%。

圖3 國外生物醫(yī)藥專利授權所屬國分布

美國、歐盟、日本生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利申請量占國外申請總量的 78.4%，授權量占國外授權總量的78.9%。歐盟國家中，生物醫(yī)藥專利申請和授權九成以上來自德國、英國、法國、比利時、荷蘭、丹麥、瑞典和意大利。

2．國內(nèi)生物醫(yī)藥專利申請、授權所屬地區(qū)分布狀況

國內(nèi)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利申請中，江蘇（24.9%）、北京（18.9%）和上海（14.6%）以較大優(yōu)勢領先于其他地區(qū)。其后依次是廣東（8.8%）、浙江（4.9%）、湖北（3.9%）、黑龍江（2.8%）、山東（2.6%）、吉林（2.2%）、天津（1.8%）（見圖 4）。國內(nèi)生物醫(yī)藥專利授權中，除了山東和黑龍江的排序有所改變，山東（2.6%）的專利授權量高于黑龍江（2.4%）的專利授權量（見圖 5），其余地區(qū)排名情況和專利申請情況相同。

圖4 國內(nèi)生物醫(yī)藥專利申請所屬區(qū)域分布

以上十個地區(qū)申請量合計占國內(nèi)申請總量的85.4%，授權量占國內(nèi)授權總量的84.5%。這說明我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展區(qū)域性比較強，發(fā)展不夠均勻，主要集中于少數(shù)省份。其中，集中程度較高的地區(qū)是北京、上海和江蘇三個地區(qū)?？赡艿脑蚩赡苡幸韵聨c：第一，這幾個地區(qū)的大學分布比較集中，科研力量較強。擁有中國科學院、中國醫(yī)學科學院、中國中醫(yī)科學院、軍事醫(yī)學科學院、上海醫(yī)藥工業(yè)研究院，北京大學、清華大學、復旦大學等高水平生物醫(yī)藥科研機構。第二，經(jīng)濟比較發(fā)達，相比較其他地區(qū)更容易吸收高水平的人才。首先，地方經(jīng)濟的發(fā)展必然帶動教育環(huán)境以及科研條件的改善，好的教育環(huán)境能夠培養(yǎng)出更優(yōu)秀的人才，而好的科研條件更是能夠留住人才。此外，經(jīng)濟的繁榮必然有著完善的金融支撐，風險投資對于生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的作用。

圖5 國內(nèi)生物醫(yī)藥專利授權所屬區(qū)域分布

（三）國內(nèi)外生物醫(yī)藥研發(fā)的技術領域分布

隨著生物技術發(fā)展步伐的不斷加快, 技術對企業(yè)生存和競爭戰(zhàn)略的作用越來越顯著。每一件專利文件都會按照國際專利分類（IPC）分類，以說明發(fā)明所涉及的具體技術領域。統(tǒng)計專利文件的 IPC 分類號分布，可以發(fā)現(xiàn)技術研發(fā)熱點和技術創(chuàng)新集中的技術領域。本部分采用小類來區(qū)分不同的技術領域。從表1可以看出的是，2000～2009年以來，技術的研發(fā)熱點依次為C12N、A61K、G01N、C07K、A61P、C12Q、C12P、C12R。

表1 近年來IPC類比例分布

（四）中國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利的權利要求項數(shù)

圖2 國外生物醫(yī)藥專利申請所屬國分布

Tong和Frame的研究表明，權利要求項數(shù)是專利高價值的一致顯著性指示[2]。Lanjouw和Schankerman更是通過實證研究，提出特別是在生物技術領域，權利要求項數(shù)是專利質(zhì)量最重要的指標。因此，以專利權利要求項數(shù)作為對比項加以分析，可以從一定程度上反映出我國與美國生物醫(yī)藥專利的質(zhì)量差距。

圖6 生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利權利要求項數(shù)變化趨勢

圖6 的趨勢圖顯示出國內(nèi)的權利要求項數(shù)均值上升幅度非常小，遠遠沒有趕上美國，國內(nèi)外的生物醫(yī)藥專利質(zhì)量差距還是十分明顯的。初步顯示國外生物醫(yī)藥專利相對于國內(nèi)更復雜，技術含量更高。

二、中國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)明者合作網(wǎng)絡的演化研究

（一）發(fā)明者合作網(wǎng)絡特征的演化

1．發(fā)明者合作強度和專利合作率的演化

科學合作的程度可以用合作強度(Subramanyam)[3]來衡量，一般是指論文或報告的平均著者人數(shù)，這里我們用它來表示專利的項均發(fā)明者人數(shù)?？茖W合作度的另一個衡量指標是合作率[4]，具體到本研究中它表示的是專利合作率，它的值是合作的專利項數(shù)和全部專利項數(shù)的比值。

圖7 專利合作強度的變化趨勢圖

圖8 專利合作率的演變

從圖7可以看出，專利合作團隊的平均規(guī)模在4.27到5.07人之間，專利合作強度越來越高。圖8顯示出六個子網(wǎng)絡的專利合作率處于64.9%～78.1%這個范圍內(nèi)，可以表明的是所有時間段內(nèi)的專利合作率都相當高的，即合作的范圍是比較大的。該趨勢圖再次證明了合作已經(jīng)成為當今技術研究的趨勢。

2．平均程度中心度和網(wǎng)絡中介中心勢變化趨勢

平均程度中心度（Average Degree）可以用于不同規(guī)模網(wǎng)絡之間的比較，相對于密度，它是度量網(wǎng)絡整體凝聚力的一個更好的指標。從圖9可以看出平均程度中心度整體上呈現(xiàn)出不斷遞增的趨勢。可能的解釋是生物醫(yī)藥技術越來越復雜，單個發(fā)明者所掌握的知識也越來越專業(yè)化，知識的互補性需求不斷增加，每個發(fā)明者要想有所產(chǎn)出，都需要綜合各方面的人才的力量才能完成創(chuàng)新。

圖9 平均程度中心度和網(wǎng)絡的中介中心勢

中介中心勢（Betweenness ce ntralization）刻畫的是整體網(wǎng)絡的中心性，中介中心勢值越高, 表示網(wǎng)絡的集中趨勢也越明顯。由于中心勢的值很小，為了方便畫圖，在圖11中我們使用的是處理后（乘以1000所得）的數(shù)據(jù)。不難看出除了第六個子網(wǎng)絡的中介中心勢指數(shù)有所下降，其余階段都是呈不斷增加的趨勢，并且在第五個子網(wǎng)絡中達到最大值。因此，可以得出網(wǎng)絡的集中趨勢先是越來越高然后是急劇降低這樣的結論。另外，在2004～2008年這個子網(wǎng)中，網(wǎng)絡的集中度最高，說明某一點在很大程度上控制著網(wǎng)絡中資源。

3．高產(chǎn)發(fā)明者所占比例變化趨勢

Cohen和Lebinthal的研究建議并不僅是在公司內(nèi)部的進行基礎研究投資必需的，聘用最好的研究人員也非常必要的，這些人員通常被稱作“明星科學家”[5]。Zucker，Darby和Brewer的研究結果也支持了這一論點，他們的研究表明新公司的成立與新產(chǎn)品的引進與企業(yè)和明星科學家的聯(lián)系有關[6，7]。公司新產(chǎn)品的開發(fā)數(shù)量及其在市場上的表現(xiàn)均受到與明星科學家的合作研究的影響。由此可見明星科學家在科學合作研究中具有重要的作用。此外，Murray的研究結果表明，在諸如生物醫(yī)學工程這樣的以科學為基礎的領域，科學家網(wǎng)絡和發(fā)明者網(wǎng)絡幾乎重疊。因此，本文可以將“明星科學家”的概念等同于“高產(chǎn)發(fā)明者”。在本研究中，定義擁有專利申請數(shù)量大于等于5件的發(fā)明者為高產(chǎn)發(fā)明者。

從圖10的趨勢線不難看出，雖然高產(chǎn)發(fā)明者所占比例呈現(xiàn)出遞增趨勢，但是增長的幅度非常小，在0.24%～0.56%之間。高產(chǎn)發(fā)明者所占的比例也是相當少的，最高也只有3.95%，這說明資源總是控制在少部分人手中。

圖10 高產(chǎn)發(fā)明者所占比例

4．重復發(fā)明者對所占比例的變化趨勢

Newman指出一對科學家合作的概率隨著他們共同擁有的合作者數(shù)增加而增加，而且科學家獲得新合作者概率也隨前期合作者數(shù)增加而增加[8]。重復合作能夠增進相互信任，從而進行更深入的研究合作（相互之間傳遞更高質(zhì)量的信息和知識）以提高創(chuàng)新質(zhì)量。因此，前期合作也被證明是未來成功的決定性因素。Cowan，Jonard 和Zimmermann認為前期的合作能夠提高成功合作的概率，F(xiàn)leming等也提出發(fā)明者前期合作網(wǎng)絡很大程度上影響著后續(xù)的生產(chǎn)率[9]。

從圖11所示的趨勢線可以看出，總體上而言，重復發(fā)明者對所占比例呈遞增趨勢，從最初的21.43%逐步上升到近年來的24.1%。這說明了生物醫(yī)藥領域內(nèi)發(fā)明者之間的重復合作越來越頻繁，發(fā)明者之間的相互信任程度也隨之增加，交流的信息內(nèi)容必然隨著更加深刻，有可能進行深度合作。

圖11 重復合作者對所占比例變化趨勢圖

（二）發(fā)明者合作網(wǎng)絡的演化

我們運用Pajek繪制了合作次數(shù)至少為5次（也可稱為高產(chǎn)發(fā)明者）的發(fā)明者合作網(wǎng)絡圖。最終得到的中國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高產(chǎn)發(fā)明者合作網(wǎng)絡演化圖（如圖12～圖17所示）。

圖12 2000～2004年高產(chǎn)發(fā)明者合作網(wǎng)絡圖

圖13 2001～2005年高產(chǎn)發(fā)明者合作網(wǎng)絡圖

圖14 2002～2006年高產(chǎn)發(fā)明者合作網(wǎng)絡圖

圖15 2003～2007年高產(chǎn)發(fā)明者合作網(wǎng)絡圖

圖16 2004～2008年高產(chǎn)發(fā)明者合作網(wǎng)絡圖

圖17 2005～2009年高產(chǎn)發(fā)明者合作網(wǎng)絡圖

圖18 高產(chǎn)發(fā)明者合作網(wǎng)絡的平均程度中心度變化趨勢

從上面的發(fā)明者合作網(wǎng)絡的演化圖（圖13～圖17）來看，我們可以得出的結論的是：高產(chǎn)發(fā)明者人數(shù)規(guī)模在不斷地的擴大，且網(wǎng)絡組件個數(shù)越來越多，這說明高產(chǎn)發(fā)明者之間的交流合作還是很不夠的。另外，從圖18可以看出的是，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利高產(chǎn)發(fā)明者網(wǎng)絡的平均程度中心度（Average Degree）在3.574～4.061這個范圍內(nèi)浮動，網(wǎng)絡的凝聚力偏低，成員之間的互動溝通不夠充分。多產(chǎn)發(fā)明者在一定意義上來講可以視為該領域內(nèi)的領頭者，他們之間流動的信息都是高質(zhì)量的信息。未來產(chǎn)業(yè)界的一些協(xié)會可以多舉辦些研究的交流活動，以促進這些成員的相互認識，鼓勵他們展開進一步的知識互換合作，從而促進創(chuàng)新成果的產(chǎn)出。

三、結論與展望

通過專利現(xiàn)狀分析，我們可以得出的結論是：近年，國內(nèi)生物醫(yī)藥專利申請、授權數(shù)量已經(jīng)超過國外，但國內(nèi)的生物醫(yī)藥專利在各省市的分布極不均勻?？傮w上，國內(nèi)生物技術專利態(tài)勢在向好的方向發(fā)展。但是，還必須清醒地認識到國內(nèi)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展還存在著問題。目前的轉(zhuǎn)變主要還是數(shù)量上的，而不是質(zhì)量上的。雖然國內(nèi)專利在數(shù)量上占優(yōu)，但在體現(xiàn)專利質(zhì)量的指標上國內(nèi)仍然處于劣勢。

從專利發(fā)明者合作網(wǎng)絡的特征分析的發(fā)現(xiàn)有以下幾點：首先，中國生物醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)明者合作強度呈現(xiàn)不斷遞增趨勢，且合作已經(jīng)成為專利創(chuàng)新的主要方式。其次，平均程度中心度整體上呈遞增趨勢，說明生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利發(fā)明者合作網(wǎng)絡的凝聚力不斷加強。另外，高產(chǎn)發(fā)明者所占比例雖然在不斷增加，但是最大值也只有3.95%。值得一提的是，高產(chǎn)發(fā)明者雖然比例不多但是他們的作用卻是不容忽視的，他們一般都是領域內(nèi)的專家，掌握著重要的知識信息資源。因此，專利的合作需要提高高產(chǎn)發(fā)明者的參與率，這樣才能夠提高專利的產(chǎn)出率。最后，重復合作者對所占比例同樣呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢。需要注意的是，重復合作是一把雙刃劍，既能提高專利質(zhì)量也能降低專利質(zhì)量。反復的合作使得發(fā)明者間的相互信任程度不斷增加，可能會有更深入的信息交流與合作，創(chuàng)新的成果更加有質(zhì)量。但是也有可能使發(fā)明者形成思維定勢，發(fā)明成果之間差異不大，非常相近，這樣的話，專利質(zhì)量必然降低。

當然，本文的研究主題仍然存在著很大的拓展或完善的空間：第一，本研究局限于中國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)2000～2009年的數(shù)據(jù)，未來可以研究其他時間段專利現(xiàn)狀及發(fā)明者合作網(wǎng)絡特征。第二，由于專利信息來源的限制，本研究僅選取權利要求項數(shù)作為專利質(zhì)量的近似表示，待中國專利數(shù)據(jù)庫的進一步完善后，可以采用引文數(shù)量、維持時間、專利家族范圍等更多的專利指標的綜合指標來衡量專利質(zhì)量。第三，本研究沒有涉及專利質(zhì)量的影響因素研究，未來的研究可以研究這方面內(nèi)容，為提高我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利質(zhì)量提供可參考建議。

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Study of China Bio-pharmaceutical Industry Patent Status and Co-inventor Collaboration Network Evolution

HONG Jin WAN Xiao-mei
(University of Science and Technology of China Hefei 230026 Chi na)

Based on t he patent data o f the sta te i ntellectual pr operty of fice fro m 2000 to 2 009, t he authorization situation of t he pate nt, r egions, c ountries, and pate nt cla ims of bio-pharm aceutical industry are analyzed first. Then, the evolution of the biological medicine industry cooperation network characteristics of patent inventor is given. The result shows that: the claimed number authorized number of domestic biological medicine patent are more than abroad; China's bio-pharmaceuticals develop unevenly, which are focusing on a few provinces;the quality of Chinese patents and that of the United States vary greatly; the ratio of the inventor cooperation intensity, average degree of network, high yield inventors and repeat partners appear in constantly increasing trend.

patent status; bi o-pharmaceutical industry; c ooperation network; inventor; e volution

F26

A

1008-8105(2014)01-0033-05

編輯 何 婧

2012?03?19

國家自然科學基金項目：區(qū)域技術創(chuàng)新網(wǎng)絡的混合治理機制及其績效評估究(71172213)；教育部人文社會科學研究項目：基于國家創(chuàng)新系統(tǒng)的虛擬R&D組織研究(09YJA63015)；國家社會科學基金重大招標項目：中西部地區(qū)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設戰(zhàn)略研究(08&ZD043).

洪 進（1965?）男，博士，中國科學技術技術管理學院副教授；宛曉梅（1987? ）女，中國科學技術大學管理學院碩士研究生.