基于全球?qū)＠季謶?zhàn)略的技術(shù)預(yù)測方法及實(shí)證

欒春娟 白晶

摘要：基于專利地域性保護(hù)原則和創(chuàng)新主體采取的全球?qū)＠季謶?zhàn)略思想，提出利用專利全球布局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)預(yù)測的新思路。選擇2015—2019年的專利數(shù)據(jù)及其全球?qū)＠麘?zhàn)略布局?jǐn)?shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了技術(shù)預(yù)測模型；并選擇全球輻射能技術(shù)進(jìn)行了實(shí)證分析。研究發(fā)現(xiàn)，在未來的輻射能領(lǐng)域全球競爭中，美國將占有更大的優(yōu)勢；日本的優(yōu)勢明顯下降。與當(dāng)前階段相比較，在未來階段主要?jiǎng)?chuàng)新主體的變化比較明顯，尤其是LG電子公司值得高度關(guān)注。無論從國家層面還是從創(chuàng)新機(jī)構(gòu)層面，中國都需要加強(qiáng)專利的全球布局戰(zhàn)略，提升技術(shù)創(chuàng)新的國際競爭實(shí)力。本研究在理論和方法層面，為產(chǎn)業(yè)技術(shù)預(yù)測提供了新的思路和方法；在實(shí)踐層面，對我們?nèi)姘盐杖蜉椛淠芗夹g(shù)創(chuàng)新的當(dāng)前狀況和未來趨勢、更好地部署能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：技術(shù)預(yù)測；專利布局；輻射能技術(shù)；專利擴(kuò)展家族

中圖分類號：G306；N18文獻(xiàn)標(biāo)識碼： ADOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2021.01.006

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

0引言

本研究旨在探索一種基于專利全球布局戰(zhàn)略的技術(shù)預(yù)測方法。依據(jù)專利保護(hù)地域性原則，創(chuàng)新主體欲將其創(chuàng)新產(chǎn)品打入國際市場之前，總是搶先在目標(biāo)國家/地區(qū)布局保護(hù)其創(chuàng)新產(chǎn)品和發(fā)明技術(shù)的專利。基于專利地域性保護(hù)理論和創(chuàng)新主體采取的全球?qū)＠季謶?zhàn)略，我們提出利用專利全球布局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)預(yù)測的新思路。

現(xiàn)有的運(yùn)用專利數(shù)據(jù)進(jìn)行的技術(shù)預(yù)測研究，常常是利用單一類型的專利申請、專利授權(quán)或?qū)＠C數(shù)據(jù)進(jìn)行的[1-2]，不能很好地揭示技術(shù)未來的發(fā)展趨勢和競爭態(tài)勢。本研究擬基于專利全球布局的戰(zhàn)略思想[3-4]，選取輻射能技術(shù)領(lǐng)域的當(dāng)前專利數(shù)據(jù)代表當(dāng)前技術(shù)，該數(shù)據(jù)的擴(kuò)展家族專利數(shù)據(jù)作為全球?qū)＠麘?zhàn)略布局的數(shù)據(jù)，代表未來技術(shù)競爭趨勢，進(jìn)行技術(shù)預(yù)測方法的探索與實(shí)證研究。在構(gòu)建技術(shù)預(yù)測理論模型與分析框架的基礎(chǔ)上，實(shí)證分析輻射能未來技術(shù)競爭態(tài)勢和創(chuàng)新發(fā)展前景，對其進(jìn)行技術(shù)預(yù)測分析。

輻射能作為太陽輻射釋放的能量，是地球上重要的能量來源之一?？茖W(xué)研究已經(jīng)證實(shí)，地球從太陽截獲的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全球能源每年消耗的總量[5]。雖然每秒到達(dá)地球的太陽能只占太陽能總量的極其微小一部分，大約為22億分之一，但卻相對于全球一年總發(fā)電量的86000倍之多[6-7]。輻射能一直是學(xué)者們關(guān)注的重點(diǎn)能源技術(shù)領(lǐng)域[8-9]。本研究將選擇全球能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)先、擁有美國專利數(shù)量最多的輻射能領(lǐng)域，分析主要國家/地區(qū)和主要?jiǎng)?chuàng)新機(jī)構(gòu)的未來競爭態(tài)勢，以及該領(lǐng)域技術(shù)的前沿?zé)狳c(diǎn)主題，以期為我國能源產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展、尤其是輻射能領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和戰(zhàn)略部署提供決策支撐。

本研究數(shù)據(jù)來源于美國專利商標(biāo)局（United States Patent and Trademark Office，USPTO），我們選擇申請日期為檢索條件，選擇最近五年（2015年1月1日至2019年12月31日）輻射能領(lǐng)域的17351個(gè)專利家族條目作為代表輻射能當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；擴(kuò)展家族（extended family expansion）135925項(xiàng)專利數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的全球?qū)＠麘?zhàn)略布局?jǐn)?shù)據(jù)，作為本研究的技術(shù)預(yù)測數(shù)據(jù)。依據(jù)構(gòu)建的理論模型，預(yù)測全球輻射能未來技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的國家、機(jī)構(gòu)競爭態(tài)勢和前沿?zé)狳c(diǎn)主題，以期為我國輻射能領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新提供決策支撐。本研究在理論和方法層面，為產(chǎn)業(yè)技術(shù)預(yù)測提供了新的思路和方法；在實(shí)踐層面，對我們?nèi)姘盐杖蜉椛淠芗夹g(shù)創(chuàng)新的當(dāng)前狀況和未來趨勢、更好地部署能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1國內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展

1.1關(guān)于技術(shù)預(yù)測方法的研究

國內(nèi)外關(guān)于技術(shù)預(yù)測方法的研究主要經(jīng)歷了由定性到定量、由單一方法向多元方法轉(zhuǎn)化的歷程[10]。早期學(xué)者們主要采用以德爾菲法為主的定性方法進(jìn)行技術(shù)預(yù)測，即由調(diào)查者擬定與技術(shù)發(fā)展有關(guān)的調(diào)查問卷，并向?qū)＜医M發(fā)放，然后由專家組成員背靠背交換意見，經(jīng)過兩輪的重復(fù)反饋，專家組成員的意見會趨于統(tǒng)一[11]。后續(xù)有學(xué)者在此基礎(chǔ)上加入其它方法進(jìn)行改進(jìn)，使得技術(shù)預(yù)測結(jié)果更具科學(xué)性。如徐磊[12]將德爾菲法與技術(shù)路線圖相對接，不僅實(shí)現(xiàn)了對未來技術(shù)發(fā)展的預(yù)測，而且囊括了對未來社會發(fā)展愿景的描繪；Tang等[13]把德爾菲法與層次分析法相結(jié)合，預(yù)測了太陽能電池產(chǎn)業(yè)鏈中相關(guān)技術(shù)的發(fā)展空間。這些新方法雖然較之原來有了一定的改善，但定性方法本身所具有的參考點(diǎn)效應(yīng)和證實(shí)性偏差始終無法消除，這也會使預(yù)測的準(zhǔn)確性和可靠性處于較低的水平[14]。

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我們所能獲取到的資源和數(shù)據(jù)越來越廣泛，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)來定量進(jìn)行技術(shù)預(yù)測的方法逐漸被人們發(fā)掘和應(yīng)用[15]。專利數(shù)據(jù)因其代表性、規(guī)范性和可得性成為技術(shù)預(yù)測研究中最常利用的數(shù)據(jù)[16-17]?；趯＠麛?shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)預(yù)測的研究可分為五種類型：第一類是以技術(shù)生命周期理論為基礎(chǔ)，結(jié)合專利數(shù)量特征進(jìn)行技術(shù)預(yù)測。如趙莉曉[18]應(yīng)用技術(shù)生命周期理論和Logistic模型，以專利申請數(shù)量為基礎(chǔ)對RFID技術(shù)進(jìn)行了技術(shù)預(yù)測研究；Chen等[19]利用專利累積數(shù)量構(gòu)建了氫能源和燃料電池技術(shù)的Logistic增長曲線模型，通過技術(shù)所處階段來預(yù)測技術(shù)發(fā)展趨勢；第二類是以可量化的專利相關(guān)指標(biāo)為基礎(chǔ)，通過專利情報(bào)分析來進(jìn)行專利預(yù)測。如袁冰等[20]通過專利情報(bào)分析對中關(guān)村的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了研究；王旭超等[21]借助專利申請人、發(fā)明人、技術(shù)領(lǐng)域、技術(shù)類型和法律狀態(tài)等信息，揭示了吉林省汽車電子技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并且對以后的發(fā)展路線進(jìn)行了預(yù)測；第三類是將社會網(wǎng)絡(luò)分析方法引入技術(shù)預(yù)測領(lǐng)域，利用專利引文關(guān)系構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)或知識圖譜。如翟東升等[22]利用專利間的引用關(guān)系，構(gòu)建IPC引用網(wǎng)絡(luò)，并以此為基礎(chǔ)訓(xùn)練基于SVM的未來鏈接預(yù)測模型；邵黎明等[23]創(chuàng)建了領(lǐng)域知識圖譜，然后對專利文獻(xiàn)賦予標(biāo)簽，基于專利文獻(xiàn)標(biāo)簽之間的網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行新興技術(shù)預(yù)測；張振剛等[24]構(gòu)建了納米技術(shù)領(lǐng)域的知識網(wǎng)絡(luò)，基于對專利知識結(jié)構(gòu)特征的聚類分析挖掘出納米技術(shù)研究的熱門領(lǐng)域和發(fā)展趨勢；第四類是利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對專利文本進(jìn)行研究，從而進(jìn)行技術(shù)預(yù)測。如Lee等[25]從信息與通信技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)據(jù)摘要文本中提取出關(guān)鍵詞并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，為基于信息技術(shù)的醫(yī)療保健行業(yè)的發(fā)展提供了一定的參考；王效岳等[26]利用文本數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對納米技術(shù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)證研究，有效地實(shí)現(xiàn)了技術(shù)預(yù)測，并降低了技術(shù)預(yù)測結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)性；Leonid Gokhberg等[27]將機(jī)器學(xué)習(xí)與文本挖掘技術(shù)相結(jié)合，對俄羅斯的石油和天然氣開采技術(shù)進(jìn)行了預(yù)測，并指出了其發(fā)展趨勢；第五類是上述方法的綜合運(yùn)用。如Liliana等[28]運(yùn)用專利計(jì)量分析、文本挖掘和專家調(diào)查等方法研究了俄羅斯和全球可再生能源行業(yè)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢，并提出了相應(yīng)的建議。

1.2關(guān)于專利布局的研究

國內(nèi)外有關(guān)專利布局的研究主要可分為以下四種類型，第一類是專利布局的模式和策略研究。專利布局的模式最早由瑞典學(xué)者Granstrand Ove[29]于1999年提出，主要包括特定的阻絕與規(guī)避設(shè)計(jì)、策略型專利、地毯式專利布局、專利圍墻、包繞式專利布局和組合式專利布局六種。后續(xù)有學(xué)者針對具體的企業(yè)或行業(yè)展開研究，如趙夢瑤等[30]提出了一套基于應(yīng)用的專利布局模式，設(shè)置了具體的專利布局流程，并以某公司為例進(jìn)行了實(shí)證研究；田小楚等[31]以區(qū)域?qū)＠季窒禂?shù)為參照，對我國中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的專利布局模式進(jìn)行了研究。第二類是針對某一產(chǎn)業(yè)或技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠季盅芯?。較為常見的有醫(yī)藥領(lǐng)域[32-33]、太陽能汽車技術(shù)產(chǎn)業(yè)[34]、乳制品產(chǎn)業(yè)[35]、人工智能技術(shù)領(lǐng)域[36]和衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域[37]。第三類是基于時(shí)間維度的專利布局動(dòng)態(tài)演化研究。如馬榮康[38]采用馬爾可夫鏈分析方法，從IPC小類層面對中外專利布局的演變特征進(jìn)行了比較分析；陳會英等[39]運(yùn)用社會網(wǎng)絡(luò)分析方法對我國海外專利布局網(wǎng)絡(luò)演化特征進(jìn)行了研究。第四類是針對專利布局的實(shí)施工具——專利組合的研究。如Kogler等[40]利用專利地圖對城市專利組合進(jìn)行研究，為政策制定者和利益相關(guān)者提供了一定的參考；Zhang等[41]構(gòu)建了一種基于多指標(biāo)的混合相似性測度方法來分析專利組合，以中國醫(yī)療器械行業(yè)的企業(yè)技術(shù)相似性為例進(jìn)行了實(shí)證研究；Li Shuying等[42]構(gòu)建了一套專利組合分析方法，在綜合考慮技術(shù)領(lǐng)域和專利家族組合的基礎(chǔ)上分配組合策略，從而發(fā)現(xiàn)潛在的專利布局機(jī)會，制定科學(xué)的規(guī)劃策略。

1.3評述

通過對前人的研究進(jìn)行回顧，我們發(fā)現(xiàn)以往對于技術(shù)預(yù)測的研究多以某一國家或地區(qū)的專利數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，其結(jié)果所反映的也只是該技術(shù)在特定國家或地區(qū)的發(fā)展趨勢。這樣的研究無論在理論上還是實(shí)際運(yùn)用中都具有一定的局限性?；趯＠麛U(kuò)展家族數(shù)據(jù)所進(jìn)行的全球?qū)＠季盅芯繛榧夹g(shù)預(yù)測提供了一個(gè)新的思路。本研究將基于專利布局設(shè)計(jì)一種適用性更廣的技術(shù)預(yù)測方法，并以“輻射能”領(lǐng)域?yàn)槔M(jìn)行實(shí)證研究，從而為技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展中的決策提供支撐。

2理論與方法

2.1專利布局理論

專利布局是專利戰(zhàn)略的一個(gè)重要組成部分。專利布局包括空間布局、時(shí)間布局、技術(shù)布局等多個(gè)維度，不同維度的專利布局常常交織在一起。專利的空間布局[4，43]，是指發(fā)明創(chuàng)新申請專利保護(hù)的不同國家和地區(qū)，這主要是基于專利保護(hù)地域性理論而采取的專利布局戰(zhàn)略。專利的時(shí)間布局[44-45]，是指在什么時(shí)間申請哪些專利，主要針對的是專利申請與授權(quán)的新穎性理論。專利的技術(shù)布局[41，46]，是指申請專利保護(hù)的技術(shù)方案范圍大小、以及針對的具體創(chuàng)新產(chǎn)品等而實(shí)施的專利布局戰(zhàn)略。本研究中的全球?qū)＠季种饕侵笇＠目臻g布局，其中也會涉及到時(shí)間布局和技術(shù)布局。本研究的理論框架如圖1所示。

2.2技術(shù)預(yù)測方法：基于全球?qū)＠季謶?zhàn)略視角

主要國家/地區(qū)當(dāng)前與未來競爭態(tài)勢的分析，我們選擇發(fā)明者來源國家/地區(qū)（inventor location）專利占比指標(biāo)，從宏觀層面分析輻射能技術(shù)創(chuàng)新的國家/地區(qū)競爭態(tài)勢。發(fā)明者是專利技術(shù)創(chuàng)新成果的直接創(chuàng)造者[47]，對當(dāng)前專利發(fā)明者來源地域的分析可以揭示某一產(chǎn)業(yè)技術(shù)的全球競爭態(tài)勢；對擴(kuò)展家族專利發(fā)明者來源地域的分析可以幫助我們預(yù)測技術(shù)創(chuàng)新的未來競爭態(tài)勢。進(jìn)一步以創(chuàng)新指數(shù)INPADOC占比代表主要國家/地區(qū)當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新競爭態(tài)勢；其中INPADOC是指，“INternational PAtent DOCumentation”家族（INPADOC family）[48]，這是經(jīng)過歐洲專利局處理的全球?qū)＠麛?shù)據(jù)，為了避免重復(fù)，每個(gè)家族只保留一個(gè)代表性的專利文件（One representative per INPADOC family）。以布局指數(shù)，即擴(kuò)展家族（extended family expansion，EFE）專利數(shù)量占比，代表主要國家/地區(qū)專利全球布局狀況，反映了未來技術(shù)競爭態(tài)勢。

選擇將綜合技術(shù)實(shí)力與綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力相結(jié)合的、四象限分析模型對創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的當(dāng)前競爭優(yōu)勢和未來競爭態(tài)勢進(jìn)行分析和預(yù)測[49]。圖2中的橫軸代表創(chuàng)新主體的綜合技術(shù)實(shí)力（vision軸/愿景軸）；縱軸代表創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力（resource軸/資源軸）。氣泡大小代表創(chuàng)新機(jī)構(gòu)所擁有專利數(shù)量的多少，顏色深淺代表不同的創(chuàng)新主體。

針對特定的檢索結(jié)果集，代表創(chuàng)新主體的每個(gè)氣泡在四象限圖譜中的位置是確定的，在Innography系統(tǒng)中，每個(gè)氣泡的位置依據(jù)其技術(shù)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的綜合得分而得以確定[49]。經(jīng)濟(jì)實(shí)力的綜合得分主要考慮了創(chuàng)新主體的總收入、訴訟專利數(shù)量和全球?qū)＠季謹(jǐn)?shù)量，這三項(xiàng)各占三分之一；技術(shù)實(shí)力的得分主要考慮了創(chuàng)新主體的專利組合規(guī)模、專利分類代碼數(shù)量規(guī)模和專利引證情況，這三項(xiàng)各占三分之一。位于第一象限的創(chuàng)新主體被認(rèn)為是行業(yè)的領(lǐng)跑者，其同時(shí)擁有比較強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，在產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭中占有絕對的優(yōu)勢。位于第二象限的創(chuàng)新主體是潛在購買方，其擁有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力但技術(shù)實(shí)力明顯不足，有可能成為專利技術(shù)的被許可方或受讓者。位于第三象限的創(chuàng)新主體被稱為仿效者，其可能是最新加入者，也可能是中小企業(yè)者，其技術(shù)實(shí)力與經(jīng)濟(jì)實(shí)力都沒有優(yōu)勢，有待加強(qiáng)和提升。第四象限的創(chuàng)新主體被認(rèn)為是潛在銷售者，由于其技術(shù)實(shí)力比較強(qiáng)，可能成為技術(shù)許可方或轉(zhuǎn)讓方；若其通過技術(shù)許可或轉(zhuǎn)讓交易獲得了足夠的資金，則很快會進(jìn)入第一象限成為領(lǐng)跑者。

2.3數(shù)據(jù)來源

本研究輻射能技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)據(jù)來源于全球?qū)＠诰€檢索及分析工具、專業(yè)知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)平臺Innography[50]。該平臺的數(shù)據(jù)源包括專利、公司、財(cái)務(wù)、市場、訴訟、商標(biāo)、科技文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。由于美國是世界科技創(chuàng)新領(lǐng)先的國家[51-52]，選擇美國專利商標(biāo)局作為專利受理和授權(quán)機(jī)構(gòu)，獲取其公布的專利數(shù)據(jù)與專利擴(kuò)展家族數(shù)據(jù)，作為本研究的數(shù)據(jù)來源。選擇專利申請日和發(fā)明專利為檢索條件，第一步，獲取了2015年1月1日至2019年12月31日17351個(gè)專利家族（INPADOC）條目作為代表輻射能當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新的專利數(shù)據(jù)。第二步，獲取17351個(gè)數(shù)據(jù)的擴(kuò)展家族135925個(gè)專利條目，作為預(yù)測未來競爭態(tài)勢的全球?qū)＠麘?zhàn)略布局?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)據(jù)檢索日期為2020年2月20日。

3實(shí)證分析：輻射能為例

3.1主要國家/地區(qū)當(dāng)前與未來競爭態(tài)勢分析

選擇發(fā)明者來源國家/地區(qū)專利占比指標(biāo)來測量主要國家/地區(qū)當(dāng)前與未來競爭態(tài)勢。主要國家/地區(qū)當(dāng)前專利占比代表了當(dāng)前的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展?fàn)顩r和競爭態(tài)勢；全球布局的專利占比代表了未來競爭態(tài)勢。表1列出了輻射能技術(shù)領(lǐng)域主要國家/地區(qū)專利占比。INPADOC占比，代表的是當(dāng)前的創(chuàng)新指數(shù)，反映的是主要國家/地區(qū)當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新競爭態(tài)勢。未來布局指數(shù)，即EFE占比，反映的是主要國家/地區(qū)專利全球布局狀況和未來技術(shù)競爭態(tài)勢。

表1顯示，輻射能技術(shù)領(lǐng)域主要國家/地區(qū)當(dāng)前與未來技術(shù)競爭態(tài)勢相比較，就排序而言，前六位的順序沒有發(fā)生變化，但專利占比卻發(fā)生了較大的變化。美國由30%左右上升為40%左右，說明美國在未來的全球輻射能技術(shù)競爭市場將占有更大的份額和競爭優(yōu)勢。日本由30%左右下降為20%左右，揭示了日本在輻射能技術(shù)領(lǐng)域未來市場競爭優(yōu)勢變?nèi)趿恕Ｅ琶谌恋诹坏囊来螢轫n國、德國、中國和中國臺灣，這四個(gè)國家/地區(qū)的專利占比變化都不是很明顯，韓國略微上升，德國、中國和中國臺灣有所下降。

3.2主要?jiǎng)?chuàng)新機(jī)構(gòu)當(dāng)前與未來競爭態(tài)勢分析

通過Innography系統(tǒng)[49]分別計(jì)算出主要?jiǎng)?chuàng)新主體當(dāng)前和未來的技術(shù)實(shí)力與經(jīng)濟(jì)實(shí)力數(shù)值，即愿景軸和資源軸數(shù)值。表2列出了當(dāng)前和未來階段的前20創(chuàng)新主體的技術(shù)實(shí)力競爭優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)實(shí)力競爭優(yōu)勢、主要?jiǎng)?chuàng)新主體未來競爭優(yōu)勢相對于當(dāng)前競爭態(tài)勢的位次變化、技術(shù)實(shí)力變化和經(jīng)濟(jì)實(shí)力變化的具體狀況。

表2顯示，主要?jiǎng)?chuàng)新主體在當(dāng)前和未來階段的變化還是比較明顯的。當(dāng)前階段排名第一的佳能公司，在未來階段下降為第三位，其技術(shù)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力分別都下降了。當(dāng)前階段排名第二位的三星電子公司，未來階段下降為第四位，雖然其經(jīng)濟(jì)實(shí)力有所上升，但在未來新的競爭環(huán)境下，其綜合競爭實(shí)力下降了。特別值得關(guān)注的是LG電子公司，其未出現(xiàn)在當(dāng)前排名前20位的主要?jiǎng)?chuàng)新主體中，但它卻在未來競爭態(tài)勢中排名第一位，這與LG電子公司近些年大力推進(jìn)太陽能發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新密切相關(guān)[53]。該公司在全球布局了大量的輻射能領(lǐng)域的專利，并且其技術(shù)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的其他方面也都具有比較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。另一值得關(guān)注的公司是荷蘭的阿斯麥控股公司（ASML Holding N.V.），同樣，它不是當(dāng)前競爭中的前20位創(chuàng)新主體，但它卻在未來競爭中處于第六位這樣比較優(yōu)越的競爭位置。阿斯麥控股公司是全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商之一，向全球復(fù)雜集成電路生產(chǎn)企業(yè)提供領(lǐng)先的綜合性關(guān)鍵設(shè)備，其為半導(dǎo)體生產(chǎn)商提供光刻機(jī)及相關(guān)服務(wù)，TWINSCAN系列是目前世界上精度最高、生產(chǎn)效率最高、應(yīng)用最為廣泛的高端光刻機(jī)型[54-55]。圖3和圖4以四象限圖譜形式更形象地展示了前20位創(chuàng)新主體在當(dāng)前和未來階段競爭優(yōu)勢的變化。

圖3和圖4以四象限圖譜形式，比較形象地展示了全球輻射能技術(shù)當(dāng)前的技術(shù)創(chuàng)新和未來的技術(shù)競爭態(tài)勢。當(dāng)前階段，三星電子公司（Samsung Electronic Co. Ltd.）位于四象限圖譜的橫軸上，說明其具有較強(qiáng)的技術(shù)競爭優(yōu)勢，但資源競爭優(yōu)勢不足；通用電氣公司（General Electronic Company）位于縱軸上，說明其經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較強(qiáng)，但技術(shù)實(shí)力不足。未來階段，LG電子公司（LG Electronic Inc.）、索尼公司（Sony Corporation）和三星電子公司（Samsung Electronic Co. Ltd.）三個(gè)創(chuàng)新主體位于第一象限“領(lǐng)跑者”隊(duì)伍，說明其同時(shí)具有較強(qiáng)的綜合技術(shù)實(shí)力和綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力。

3.3前沿?zé)狳c(diǎn)主題分析

我們選取擴(kuò)展家族專利數(shù)據(jù)135925個(gè)條目專利數(shù)據(jù)，采用文本聚類技術(shù)[50]，以地形圖可視化主題詞圖譜形式，展示了輻射能技術(shù)的前沿?zé)狳c(diǎn)主題（圖5）。運(yùn)用“文獻(xiàn)聚類”（Document Cluster）選項(xiàng)，將專利文獻(xiàn)劃分為不同的小組，同一小組的專利文獻(xiàn)包含著共同的技術(shù)主題。技術(shù)主題一致或比較接近的專利文獻(xiàn)，會分布于地形圖上的同一區(qū)域或較近區(qū)域。區(qū)域中山峰的海拔高度代表了特定技術(shù)主題專利文獻(xiàn)的密度大小，密度越大，海拔越高，創(chuàng)新主體在該主題的專利布局越集中。

圖5顯示，半導(dǎo)體器件（semiconductor device）及相關(guān)技術(shù)、光電轉(zhuǎn)換（photoelectric conversion）/采光技術(shù)（light receiving）、特征圖譜（feature map）/X射線探測儀（X-ray detector）、環(huán)形諧振器（ring resonator）/波長轉(zhuǎn)換技術(shù)（wavelength conversion）、成像技術(shù)（imaging system）和激光裝置（laser device）/質(zhì)譜儀相關(guān)技術(shù)（mass spectrometer）等，是未來輻射能技術(shù)發(fā)展的主要熱點(diǎn)領(lǐng)域。以半導(dǎo)體器件及相關(guān)技術(shù)為例，自20世紀(jì)60年代開始，半導(dǎo)體器件就被大規(guī)模用于以發(fā)電、變電、輸電為代表的電力領(lǐng)域。近年來，隨著4C（通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、汽車）產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，集成化、智能化的新型半導(dǎo)體器件又被廣泛用于以電源管理應(yīng)用為代表的電子領(lǐng)域。在4G/ 5G移動(dòng)通信、雷達(dá)探測、軌道交通、光伏發(fā)電、半導(dǎo)體照明、高壓輸變電等應(yīng)用領(lǐng)域不斷發(fā)展的今天，半導(dǎo)體器件已成為全球多個(gè)國家的產(chǎn)業(yè)化熱點(diǎn)[56]。在未來，半導(dǎo)體器件及相關(guān)技術(shù)還將推動(dòng)包括環(huán)保型新能源、人工智能和汽車電子等多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。光電轉(zhuǎn)換技術(shù)是利用半導(dǎo)體的光伏效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)[57]。這種技術(shù)可以將太陽能充分利用起來，為解決能源可再生和全球能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整提供了一種可行的方法，將作為全球未來新能源的重要發(fā)展方向。環(huán)形諧振器因其在傳感領(lǐng)域的重要作用，近年來受到國內(nèi)外學(xué)者的持續(xù)關(guān)注[58-59]。質(zhì)譜儀作為應(yīng)用廣泛的分析科學(xué)儀器，在材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生和載人航天等領(lǐng)域都具有不可替代的作用[60]，在未來也將持續(xù)被人們所關(guān)注。

4結(jié)論與啟示

本研究的創(chuàng)新之處在于，基于專利保護(hù)地域性理論和全球?qū)＠季謶?zhàn)略的思想，選擇2015—2019年的專利數(shù)據(jù)及其全球?qū)＠麘?zhàn)略布局?jǐn)?shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了技術(shù)預(yù)測模型；并選擇全球輻射能技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了實(shí)證分析。以當(dāng)前與未來的專利占比，對主要國家/地區(qū)當(dāng)前與未來競爭態(tài)勢進(jìn)行了分析和預(yù)測；基于技術(shù)實(shí)力與經(jīng)濟(jì)實(shí)力的綜合指標(biāo)，選擇四象限分析模型，對全球輻射能技術(shù)領(lǐng)域主要?jiǎng)?chuàng)新機(jī)構(gòu)的當(dāng)前競爭態(tài)勢和未來競爭趨勢進(jìn)行了分析與預(yù)測。并對輻射能技術(shù)領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)主題進(jìn)行了可視化分析。

研究發(fā)現(xiàn)，全球輻射能技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)前的技術(shù)創(chuàng)新與未來的競爭態(tài)勢，在主要國家/地區(qū)層面，前六位的順序沒有發(fā)生變化，但專利占比卻發(fā)生了較大的變化。美國上升趨勢明顯；日本下降趨勢明顯；韓國、德國、中國和中國臺灣，變化不明顯。在創(chuàng)新機(jī)構(gòu)層面，主要?jiǎng)?chuàng)新主體在當(dāng)前和未來階段的變化比較明顯。當(dāng)前階段排名第一的佳能公司，在未來階段下降為第三位，其技術(shù)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力分別都下降了。特別值得關(guān)注的是LG電子公司，其不是當(dāng)前階段前20強(qiáng)的創(chuàng)新機(jī)構(gòu)但卻是未來階段的第一名；另外，荷蘭的阿斯麥公司也不是當(dāng)前階段前20強(qiáng)的創(chuàng)新主體，但卻是未來階段的第六位。輻射能技術(shù)領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)主題主要有半導(dǎo)體器件、光電轉(zhuǎn)換、采光技術(shù)、特征圖譜、X射線探測儀和激光裝置/質(zhì)譜儀相關(guān)技術(shù)等。

輻射能作為能源產(chǎn)業(yè)最重要的技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域，一直以來是世界上主要國家/地區(qū)和主要?jiǎng)?chuàng)新主體加大研發(fā)投入和加強(qiáng)專利布局的重點(diǎn)領(lǐng)域[61-62]。輻射能技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，對中國政府實(shí)現(xiàn)“能源革命”的戰(zhàn)略目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)升級換代，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。雖然中國在全球的當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新態(tài)勢和未來技術(shù)競爭趨勢都位于第五位，但其專利占比卻比較低，而且未來階段相對于當(dāng)前階段還有所下降。中國政府需要重視專利的全球布局，提升在未來全球能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭中的國際競爭實(shí)力。就主要?jiǎng)?chuàng)新主體而言，中國的京東方科技集團(tuán)公司列于當(dāng)前階段前20強(qiáng)的創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，但在未來階段，卻沒有中國大陸的創(chuàng)新主體出現(xiàn)。因此，無論從國家層面還是從創(chuàng)新機(jī)構(gòu)層面，中國都需要加強(qiáng)專利的全球布局戰(zhàn)略，提升國際競爭能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]BELTZ H， FULOP A， WADHWA R R， et al. From ranking and clustering of evolving networks to patent citation analysis [M]. In： 2017 International Joint Conference on Neural Networks. New York： Ieee； 2017： 1388-1394.

[2]XU Q， GU X J， FENG Y J. Knowledge adaptability evaluation in view of patent citation in technological evolutionary process： a case study of fuel cell [J]. International Journal of Software Engineering and Knowledge Engineering， 2015， 25（8）： 1335-1364.

[3]SHI X， CAI L F， SONG H F. Discovering potential technology opportunities for fuel cell vehicle firms： a multi-level patent portfolio-based approach [J]. Sustainability， 2019， 11（22）： 22.

[4]WANG X F， LI RR， HUANG Y et al. Identifying R&D partners for dye-sensitized solar cells： a multi-level patent portfolio-based approach [J]. Technology Analysis & Strategic Management， 2019， 31（3）： 356-370.

[5]PARID B， INIYAN S， GOIC R. A review of solar photovoltaic technologies [J].Renewable & Sustainable Energy Reviews， 2011， 15（3）： 1625-1636.

[6]KLEIDON A， MILLER L， GANS F. Physical limits of solar energy conversion in the earth system [M]. In： Tuysuz H， Chan CK， eds. Solar Energy for Fuels. Cham： Springer International PublishingAg； 2016： 1-22.

[7]KOSMOPOULOS P G， KAZADZIS S， H EL-ASKARY， et al. Earth-observation-based estimation and forecasting of particulate matter impact on solar energy in egypt [J]. Remote Sensing， 2018， 10（12）： 23.

[8]WARREN S. The physiological effects of radiant energy [J]. Annual Review of Physiology， 1945， 7： 61-74.

[9]KOWACZ M， POLLACK G H. Moving water droplets： the role of atmospheric CO2 and incident radiant energy in charge separation at the air-water interface [J].Journal of Physical Chemistry B， 2019， 123（51）： 11003-11013.

[10]尹忠博，羅威，羅準(zhǔn)辰.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)預(yù)測：現(xiàn)狀、技術(shù)與趨勢[J].情報(bào)理論與實(shí)踐， 2018， 41（12）： 35-40.

[11] MARTINO J P. The delphi method： techniques and applications[J]. Technological Forecasting & Social Change， 1976， 8（4）： 441-442.

[12]徐磊.技術(shù)預(yù)見方法的探索與實(shí)踐思考——基于德爾菲法和技術(shù)路線圖的對接[J].科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理， 2011， 32（11）： 37-41，48.

[13] TANG Y， SUN H， YAO Q ， et al. The selection of key technologies by the silicon photovoltaic industry based on the Delphi method and AHP （analytic hierarchy process）： Case study of China[J]. Energy， 2014， 75（oct.）：474-482.

[14]張冬梅，曾忠祿.德爾菲法技術(shù)預(yù)見的缺陷及導(dǎo)因分析：行為經(jīng)濟(jì)學(xué)分析視角[J]情報(bào)理論與實(shí)踐[J]. 2009， 32（8）： 24-27.

[15] ZHANG Y， ZHANG G， CHEN H， et al. Topic analysis and forecasting for science， technology and innovation： Methodology with a case study focusing on big data research [J] Technological Forecasting & Social Change， 2016， 105.

[16]袁曉東，陳靜.專利信息分析在技術(shù)創(chuàng)新合作伙伴選擇中的應(yīng)用[J] .情報(bào)雜志， 2011， 30（8）： 22-27.

[17]溫芳芳.我國專利技術(shù)轉(zhuǎn)移的時(shí)間與空間分布規(guī)律研究——基于SIPO專利許可信息的計(jì)量分析[J] .情報(bào)理論與實(shí)踐， 2014， 37（4）： 32-36.

[18]趙莉曉.基于專利分析的RFID技術(shù)預(yù)測和專利戰(zhàn)略研究——從技術(shù)生命周期角度[J].科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理， 2012， 33（11）： 24-30.

[19] CHEN Y H， CHEN C Y， LEE S C. Technology forecasting and patent strategy of hydrogen energy and fuel cell technologies [J].International Journal of Hydrogen Energy， 2011， 36（12）： 6957-6969.

[20]袁冰，朱東華，任智軍.基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的專利情報(bào)分析方法及實(shí)證研究[J].情報(bào)雜志， 2006， （12）： 99-101，104.

[21]王旭超，吳騰楓，江小蓉，等.面向技術(shù)預(yù)測的專利情報(bào)分析實(shí)證研究[J].情報(bào)科學(xué)， 2014， 32（7）： 139-144.

[22]翟東升，劉鶴，張杰，等.一種基于鏈路預(yù)測的技術(shù)機(jī)會挖掘方法[J].情報(bào)學(xué)報(bào)， 2016， 35（10）： 1090-1100.

[23]邵黎明，趙志耘，許端陽.基于專利文獻(xiàn)和知識圖譜的技術(shù)預(yù)測方法研究[J].科技管理研究， 2015， 35（14）： 134-140.

[24]張振剛，羅泰曄.基于知識網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)預(yù)見研究[J] .科學(xué)學(xué)研究， 2019， 37（6）： 961-967，985.

[25] LEE S， CHOI J，SAWNG Y W.Foresight of promising technologies for healthcare-iot convergence service by patent analysis [J]. Journal of Scientific & Industrial Research， 2019， 78（8）： 489-494.

[26]王效岳，趙冬曉，白如江.基于專利文本數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)預(yù)測方法與實(shí)證研究——以納米技術(shù)在能源領(lǐng)域應(yīng)用為例[J] .情報(bào)理論與實(shí)踐， 2017， 40（4）： 106-110.

[27] GOKHBERGL，KUZMINOV I，KHABIROVA Eetal. Advanced text-mining for trend analysis of Russias Extractive Industries [J] . Futures， 2020， 115.

[28] PROSKURYAKOVA L N ， ERMOLENKO G V . The future of Russias renewable energy sector： trends， scenarios and policies[J]. Renewable Energy， 2019， 143B（DEC.）：1670-1686.

[29] OVE G. The economics and management of intellectual property： towards intellectual capitalism [M]. Edward Elgar， 1999.

[30]趙夢瑤，銀路.基于應(yīng)用的專利布局模式及策略研究——以JY公司為例[J] .科技管理研究， 2019， 39（5）： 130-135.

[31]田小楚，馬治國.我國中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專利布局模式研究[J] .科技與法律， 2019， （3）： 1-9.

[32]黃璐，錢麗娜，張曉瑜，等.醫(yī)藥領(lǐng)域的專利保護(hù)與專利布局策略[J] .中國新藥雜志， 2017， 26（2）： 139-144.

[33]何健，袁紅梅.基于專利功能的中藥專利布局實(shí)證研究[J] .中國藥學(xué)雜志， 2018， 53（12）： 1029-1034.

[34]溫芳芳.基于德溫特專利族計(jì)量的太陽能汽車技術(shù)全球?qū)＠季盅芯縖J].科技管理研究， 2016， 36（22）： 134-138.

[35]華連連，鄧思捷，王建國，等.乳制品產(chǎn)業(yè)專利布局特征與技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展研究[J] .科學(xué)管理研究， 2019， 37（6）： 70-76.

[36]高楠，傅俊英，趙蘊(yùn)華.人工智能技術(shù)全球?qū)＠季峙c競爭態(tài)勢[J] .科技管理研究， 2020 （8）： 176-184.

[37] WANG Y Y. Patent layout and early warning advices of satellite navigation [M]//SUN J， YANG C， YANG Y. China Satellite Navigation Conference. Singapore； Springer-Verlag Singapore Pte Ltd. 2019： 662-672.

[38]馬榮康.基于馬爾可夫鏈的中外專利布局演變特征比較分析——馬爾可小類層面的證據(jù)[J] .科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理， 2018， 39（9）： 73-86.

[39]陳會英，高曉航，周衍平.我國海外專利布局網(wǎng)絡(luò)演化特征——基于社會網(wǎng)絡(luò)分析[J].中國高?？萍迹?2019， （6）： 23-26.

[40] KOGLER D F， HEIMERIKS G， LEYDESDORFF L. Patent portfolio analysis of cities： statistics and maps of technological inventiveness [J].European Planning Studies， 2018，26（11）： 2256-2278.

[41] ZHANG Y， SHANG L N， HUANG L， et al. A hybrid similarity measure method for patent portfolio analysis [J]. Journal Of Informetrics， 2016， 10（4）： 1108-1130.

[42] LI S， FANG S. An empirical research of patent portfolio analysis method on the patent technology portfolio level [J]. Journal of the China Society for Scientific and Technical Information， 2016， 35（5）： 451-462.

[43] KUAN C H， HUANG M H， CHEN D Z. Capturing and tracking performance of patent portfolio using h-complement area centroid[J]. Ieee Transactions on Engineering Management， 2013， 60（3）： 496-505.

[44] KIM J. Patent portfolio management of sequential inventions： evidence from US patent renewal data [J]. Review Of Industrial Organization， 2015， 47（2）： 195-218.

[45] DENICOLO V， ZANCHETTIN P. A dynamic model of patent portfolio races [J]. Economics Letters， 2012， 117（3）： 924-927.

[46] LIN B W， CHEN C J， WU H L. Patent portfolio diversity， technology strategy， and firm value [J]. Ieee Transactions on Engineering Management， 2006， 53（1）： 17-26.

[47]戰(zhàn)玉華.專利的秘密：天才之火與利益之油[J].圖書館建設(shè)， 2019， （1）： 162-163.

[48] EPO worldwide legal status database （INPADOC）. 2019. https：// www. epo. org/searching-for-patents/data/bulk-data-sets/inpadoc. html#tab-1.

[49] Innography. Market Map Quadrants . 2020. http：//education. innography.com/flow_vizl_opts.

[50] Innography： About Innography. 2020. http：//education.innography. com/aaedu-main.

[51] ARNOLD M， TAINTER J A， STRUMSKY D. Productivity of innovation in biofuel technologies [J]. Energy Policy. 2019， 124： 54-62.

[52] OH G ， KIM H Y ， PARK A . Analysis of technological innovation based on citation information[J]. Quality and Quantity， 2017， 51（3）： 1-27.

[53] SHI J Y， XU Y B. Design of Solar Power Management Circuit Based on Wireless Sensor Network [J]. International Journal Of Online Engineering， 2017， 13（12）： 67-75.

[54] WEI C， LAMESCH P， ARUMUGAM M， et al. Closing in on the ORFeome by cloning TWINSCAN predictions [J]. Genome Research， 2005， 15（4）： 577-582.

[55] WU J Q，SHTEYNBERG D，ARUMUGAM M ， et al. Identification of rat genes by TWINSCAN gene prediction， RTPCP， and direct sequencing [J]. Genome Research， 2004， 14（4）： 665-671.

[56]郝躍.寬禁帶與超寬禁帶半導(dǎo)體器件新進(jìn)展[J].科技導(dǎo)報(bào)， 2019， 37（3）： 58-61.

[57]彭曉雷.基于光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的太陽能除草機(jī)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究， 2020， 42（12）： 220-223.

[58] KHOSROABADI S， SHOKOUHMAND A， MARJANI S. Full optical 2-bit analog to digital convertor based on nonlinear material and ring resonators in photonic crystal structure [J]. Optik， 2020， 200.

[59]劉景良，陳薪羽，王睿明，等.基于中紅外光參量振蕩器光束質(zhì)量優(yōu)化的90中像旋轉(zhuǎn)四鏡非平面環(huán)形諧振腔型設(shè)計(jì)與分析[J].物理學(xué)報(bào)， 2019， 68（17）： 123-131.

[60]沈湘，吳鳴，歐陽崢崢，等.基于1997—2016年專利分析全球質(zhì)譜儀技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀和趨勢[J] .分析試驗(yàn)室， 2017， 36（12）： 1477-1482.

[61] AZADJB，REZADADI，SMITHEM，etal. Thermomechancial characterization in a radiant energy imager using null switching[C]// Infrared Technology & Applications XL. International Society for Optics and Photonics， 2014.

[62] ETZION Y， ERDLL E. Controlling the transmission of radiant energy through windows： a novel ventilated reversible glazing system [J]. BuildingAnd Environment， 2000， 35（5）： 433-444.

Technical Forecasting Method Based on Global Patent Layout Strategy and Empirical Research：A Case Study of Global Radiant Energy Technology

LUAN Chunjuan1，BAI Jing2

（1.School of Intellectual Property， Dalian University of Technology， Panjin 124221， China；2.School of Business， Dalian University of Technology， Panjin 124221， China）

Abstract： We propose a new method of technical forecasting by using patent global layout data based on the principle of regional patent protection and the strategic idea of global patent layout adopted by the innovative subjects. We select the patent data of the last five years （2015—2019） and the data of global patent strategy layout， and design a technical forecasting model， and do empirical analysis in the field of global radiant energy technology. It is found that the United States will have a greater advantage in the future global competition in the field of radiant energy. The advantage of the Japanese has declined markedly. The major innovative subjects in the future stage will change significantly comparing with the current stage， especially LG electronics deserves high attention. China needs to strengthen the global layout strategy of patents and enhance the international competitiveness of technological innovation no matter from the national level or from the level of innovation institutions. This study provides a new way of theory and method for industrial technical forecasting from the theoretical and methodological aspects. In practice， it is of great practical significance for us to fully grasp the current situation and future trend of global radiant energy technology innovation and better deploy the development strategy of energy industry.

Keywords： technical forecasting；patent layout；radiant energy technology； patent extension family