中國(guó)城市新興技術(shù)的雙元?jiǎng)?chuàng)新路徑與發(fā)生機(jī)制
——以生物醫(yī)藥技術(shù)為例

汪 濤，王璐瑋，張 晗

(南京師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院, 江蘇 南京 210023)

0 引言

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，建立國(guó)家創(chuàng)新體系、培育有中國(guó)特色的創(chuàng)新型城市已成為中國(guó)參與國(guó)際分工、構(gòu)筑持續(xù)性競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略核心。2008年，深圳獲批為全國(guó)首個(gè)創(chuàng)新型城市試點(diǎn)，隨后又分批次確立了78個(gè)國(guó)家創(chuàng)新型城市。目前國(guó)內(nèi)已有200多個(gè)城市提出建設(shè)創(chuàng)新型城市的構(gòu)想，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型成為各城市追求高質(zhì)量發(fā)展的共識(shí)與目標(biāo)[1]。創(chuàng)新主體在城市內(nèi)集聚，創(chuàng)新活動(dòng)在城市間開展，使部分城市或成長(zhǎng)為關(guān)鍵研發(fā)中心，或演化為重要制造基地，還有少數(shù)城市晉級(jí)為國(guó)際性創(chuàng)新中心。城市在創(chuàng)新系統(tǒng)中的分工不斷合理化，逐漸分化出多重創(chuàng)新路徑[2]。

差異化創(chuàng)新路徑主要取決于城市內(nèi)創(chuàng)新主體的創(chuàng)新行為。根據(jù)雙元?jiǎng)?chuàng)新理論，創(chuàng)新可劃分為漸進(jìn)式(利用式)創(chuàng)新和突破式(探索式)創(chuàng)新，前者是以最大化價(jià)值利用為目標(biāo)，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行完善、升級(jí)引起的連續(xù)性創(chuàng)新行為[3]；后者是以滿足市場(chǎng)潛在需求為目標(biāo)，不斷開發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù)形成的跳躍性創(chuàng)新行為[4]。傳統(tǒng)研究普遍認(rèn)為，資源稀缺導(dǎo)致漸進(jìn)式創(chuàng)新與突破式創(chuàng)新具有強(qiáng)烈的對(duì)抗性[5]，也有部分研究認(rèn)為兩者可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)[6]?；谝陨蠣?zhēng)論性觀點(diǎn)，目前主要形成兩種不同創(chuàng)新模式，即漸進(jìn)與突破交替進(jìn)行的次序型平衡模式及漸進(jìn)與突破并行的共時(shí)型平衡模式[7]。理論上，先發(fā)主體同時(shí)具有在成熟市場(chǎng)利用現(xiàn)有資源和在新興市場(chǎng)開拓新產(chǎn)品的能力，可以根據(jù)城市資產(chǎn)、外部環(huán)境等實(shí)行共時(shí)型平衡模式；后發(fā)主體受資源限制，更適合采用次序型平衡模式。然而，實(shí)踐表明，在蘊(yùn)藏豐富資源的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中，一些先發(fā)主體在沉沒成本效應(yīng)下，外部關(guān)系表現(xiàn)出較強(qiáng)的組織依賴和鎖定特征；部分后發(fā)主體從創(chuàng)新溢出效應(yīng)中受益頗豐，并隨著創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容，在時(shí)空上對(duì)雙元?jiǎng)?chuàng)新的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)更加靈活。因此，在當(dāng)前創(chuàng)新日趨網(wǎng)絡(luò)化的背景下，有必要進(jìn)一步探討中國(guó)城市雙元?jiǎng)?chuàng)新路徑及其發(fā)生機(jī)制。

隨著實(shí)踐發(fā)展及相關(guān)研究的深入，學(xué)者們對(duì)雙元?jiǎng)?chuàng)新的認(rèn)知視角逐漸從單個(gè)組織主體擴(kuò)展到復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)成員之間，頻頻利用網(wǎng)絡(luò)理論揭示創(chuàng)新路徑及其發(fā)生機(jī)制。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層面，部分研究認(rèn)為，高中心度和結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者可憑借可達(dá)性、時(shí)效性和參考性等信息優(yōu)勢(shì)促進(jìn)漸進(jìn)式創(chuàng)新，并通過掌握資源處理的先發(fā)權(quán)、主動(dòng)權(quán)推動(dòng)突破式創(chuàng)新[8]；也有研究發(fā)現(xiàn)，過高的中心性或中介性會(huì)給創(chuàng)新帶來負(fù)面效應(yīng)[9]，即接近網(wǎng)絡(luò)中心或占據(jù)結(jié)構(gòu)洞節(jié)點(diǎn)更易受到網(wǎng)絡(luò)規(guī)則的束縛，其創(chuàng)新能力易被聲望和網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)則扼殺。值得注意的是，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)兩種創(chuàng)新的作用存在差異。劉潔等[10]分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中心性達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步集中化會(huì)加深對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的理解，抑制對(duì)未知技術(shù)的探索，使得度數(shù)中心度與利用式創(chuàng)新呈正相關(guān)，而與探索式創(chuàng)新呈倒U型關(guān)系；曾德明等(2015)實(shí)證發(fā)現(xiàn)，相較于利用式創(chuàng)新，探索式創(chuàng)新需要更多異質(zhì)性知識(shí)支撐，而高集中度網(wǎng)絡(luò)更易形成認(rèn)知與行為模式一致的發(fā)展環(huán)境，因而隨著中心度提升，探索式創(chuàng)新比利用式創(chuàng)新更先到達(dá)倒U型曲線的峰值。在網(wǎng)絡(luò)知識(shí)搜索層面，越來越多學(xué)者意識(shí)到知識(shí)搜索在創(chuàng)新中的邊際收益遞減效應(yīng)，即過度的知識(shí)搜索會(huì)帶來知識(shí)整合成本提高和路徑鎖定[11]，但從雙元?jiǎng)?chuàng)新視角出發(fā)的研究還相對(duì)缺乏。梁阜等[12]研究指出，過寬的知識(shí)搜索易造成知識(shí)冗余，增加知識(shí)治理成本，而過度依賴知識(shí)深度搜索會(huì)弱化組織柔性，易于催生僵化的創(chuàng)新定式，進(jìn)而提出搜索寬度與深度相互協(xié)調(diào)、補(bǔ)給的平衡型雙元搜索模式和聯(lián)合型雙元搜索模式；王建平等[13]研究發(fā)現(xiàn)，本地知識(shí)搜索是低成本創(chuàng)新的主要知識(shí)來源，有利于完善原有產(chǎn)品的功能和形式，進(jìn)而促進(jìn)漸進(jìn)式創(chuàng)新，如果過分關(guān)注本地知識(shí)搜索，則很難打破現(xiàn)有格局進(jìn)而產(chǎn)生突破式創(chuàng)新。在網(wǎng)絡(luò)關(guān)系層面，學(xué)者們通常根據(jù)主體間的互動(dòng)頻率、情感強(qiáng)度、親密度或互惠性，將關(guān)系劃分為強(qiáng)關(guān)系和弱關(guān)系，以探究關(guān)系強(qiáng)度對(duì)雙元?jiǎng)?chuàng)新的影響。朱霞等[14]、龐娟等[15]分析認(rèn)為，強(qiáng)關(guān)系因強(qiáng)互惠性建立的信任基礎(chǔ)，有利于促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)在雙方之間分享，極大降低隱性知識(shí)流動(dòng)難度，從而促進(jìn)漸進(jìn)式創(chuàng)新；Wan等[168]、李丹等[17]研究指出，弱關(guān)系強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)化交易原則，彼此之間不需要關(guān)系承諾和關(guān)系投資，有利于節(jié)約資源從而建立更多新關(guān)系，促進(jìn)突破式創(chuàng)新。由于缺乏創(chuàng)新連續(xù)性、新穎程度劃分的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)雙元?jiǎng)?chuàng)新發(fā)生機(jī)制的研究仍存在較大分歧，相關(guān)探究還需進(jìn)一步豐富。

典型新興技術(shù)選擇是本文重要的前期基礎(chǔ)工作。生物醫(yī)藥作為引領(lǐng)未來世界經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，被明確列入《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄(2016 版)》，并且尚未進(jìn)入大規(guī)模商品化階段，是開展新興技術(shù)創(chuàng)新研究的良好案例[18]。此外，我國(guó)以中關(guān)村國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)、上海張江高新區(qū)、武漢東湖高新區(qū)、蘇州工業(yè)園等為代表的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園區(qū)，還未建立起專業(yè)化分工與協(xié)作的聯(lián)合生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國(guó)波士頓基因城、北卡三角園、大華府以及英國(guó)劍橋、法國(guó)里昂、德國(guó)漢堡、日本神戶等地區(qū)，我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)亟需在部分尚未形成壟斷的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新突破和技術(shù)追趕?；诖耍疚囊陨镝t(yī)藥技術(shù)為研究領(lǐng)域，根據(jù)專利IPC代碼，建立技術(shù)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建城市雙元?jiǎng)?chuàng)新指數(shù)，分析中國(guó)生物醫(yī)藥技術(shù)演化特征和創(chuàng)新格局；基于合作專利數(shù)據(jù)，建立創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)，分析創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化特征；運(yùn)用層次回歸模型，探究城市雙元?jiǎng)?chuàng)新路徑的發(fā)生機(jī)制及創(chuàng)新主路徑。

1 數(shù)據(jù)來源與變量測(cè)算

1.1 數(shù)據(jù)來源

由于中國(guó)政府統(tǒng)計(jì)出版物和分級(jí)制圖數(shù)據(jù)大多以行政區(qū)劃單元為統(tǒng)計(jì)口徑，難以直接獲取與城市建成區(qū)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。因此，本文將城市定義為經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)置建制市的地區(qū)，基于城市建成區(qū)和數(shù)據(jù)可獲取性原則，選擇中央直轄市、地級(jí)市和縣級(jí)市三級(jí)建制市的市(縣)轄區(qū)數(shù)據(jù)作為城市數(shù)據(jù)。

創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)：①根據(jù)生物醫(yī)藥技術(shù)IPC小類代碼，在萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)和incoPat數(shù)據(jù)庫(kù)中收集2000—2018年156 513條專利信息，從中篩選出11 624條合作專利(剔除個(gè)人專利)，根據(jù)專利權(quán)人地址，將合作專利歸并到城市；②利用C++程序生成城市專利合作矩陣，構(gòu)建創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)(涉及309個(gè)樣本城市和43個(gè)其它國(guó)家)；③將專利權(quán)人分為企業(yè)、高校、研究所及其它4類，識(shí)別產(chǎn)學(xué)研合作類型。

技術(shù)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)：根據(jù)合作專利申請(qǐng)?zhí)?，在incoPat專利數(shù)據(jù)庫(kù)中批量收集IPC小組代碼，統(tǒng)計(jì)其在各城市出現(xiàn)年份及在同一專利中出現(xiàn)次數(shù)，利用C++程序生成專利共現(xiàn)矩陣，構(gòu)建生物醫(yī)藥技術(shù)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。

時(shí)間成本數(shù)據(jù)：在盛名列車時(shí)刻表V3.22版中進(jìn)行站站查詢，優(yōu)先選擇高鐵和動(dòng)車(非直達(dá)則依次考慮高鐵或動(dòng)車中轉(zhuǎn)、普通列車)，導(dǎo)出車次、站點(diǎn)和歷時(shí)信息，計(jì)算24h內(nèi)合作城市間所有車次歷時(shí)平均時(shí)長(zhǎng)。

城市GDP和R&D內(nèi)部經(jīng)費(fèi)支出數(shù)據(jù)來自2001—2019年《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)縣域統(tǒng)計(jì)年鑒》及國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，部分缺失數(shù)據(jù)通過克里格空間內(nèi)插法補(bǔ)充，剔除多年度連續(xù)缺失數(shù)據(jù)樣本。中國(guó)地圖來自國(guó)家測(cè)繪地理信息局標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站，底圖無(wú)修改(審圖號(hào)為GS(2016)2927)。

1.2 雙元?jiǎng)?chuàng)新指數(shù)測(cè)算

參考吳穎文等[19]的研究，以IPC小組代碼為節(jié)點(diǎn)，以其在同一項(xiàng)專利中出現(xiàn)的次數(shù)為連邊質(zhì)量，構(gòu)建生物醫(yī)藥技術(shù)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。借鑒Guan等[20]的研究，考察IPC大組代碼在城市中出現(xiàn)的頻次，若在任意(t-4，t]年間出現(xiàn)的次數(shù)大于0，則定義該代碼為城市的漸進(jìn)式技術(shù)組份(Incre-IPC)，否則為突破式技術(shù)組份(Break-IPC)。識(shí)別Incre-IPC和Break-IPC，構(gòu)建城市漸進(jìn)創(chuàng)新指數(shù)(Incre-index)和突破創(chuàng)新指數(shù)(Break-index)(見表1)。

表1 雙元?jiǎng)?chuàng)新指數(shù)評(píng)價(jià)體系Tab.1 Evaluation system of dual innovation index

1.3 創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)測(cè)算

以樣本城市和其它國(guó)家為節(jié)點(diǎn)，以城市間專利合作次數(shù)為網(wǎng)絡(luò)連邊質(zhì)量，建立創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)[21]，測(cè)算表2中的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。

表2 創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系Tab.2 Evaluation system of cooperative network indicators

2 生物醫(yī)藥技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新格局

2.1 生物醫(yī)藥技術(shù)時(shí)空演化

生物醫(yī)藥技術(shù)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)由2000—2006年的715個(gè)增至2013—2018年的1 108個(gè)，關(guān)系數(shù)由7 725條增至49 630條，說明生物醫(yī)藥涉及的技術(shù)領(lǐng)域越來越多，技術(shù)融合范圍越來越廣；技術(shù)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)3個(gè)階段的關(guān)聯(lián)度呈上升趨勢(shì)(0.017→0.210→0.468)，說明生物醫(yī)藥細(xì)分領(lǐng)域的技術(shù)可達(dá)性逐漸提高，技術(shù)間距離不斷縮小；技術(shù)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分派指數(shù)先上升后下降(0.878→0.963→0.796)，說明前兩個(gè)階段技術(shù)簇群之間的聯(lián)系不斷增強(qiáng)，技術(shù)簇群內(nèi)部的聯(lián)系逐漸減弱，為城市突破式創(chuàng)新提供了有利條件，后一階段生物醫(yī)藥技術(shù)體系化程度不斷提高，技術(shù)融合呈現(xiàn)出顯著的群落特征。

基于生物醫(yī)藥技術(shù)IPC大組代碼，繪制合作專利授權(quán)量前100位城市的技術(shù)圖譜，如圖1所示。結(jié)果顯示，50%以上的城市擁有C12N1、C12N15和C12R1技術(shù)，說明這3項(xiàng)技術(shù)是處于競(jìng)爭(zhēng)前階段的技術(shù)，即基礎(chǔ)共性技術(shù)，城市在其基礎(chǔ)上進(jìn)行后續(xù)開發(fā)形成相互競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)或產(chǎn)品；C12Q1、C12N9等15項(xiàng)技術(shù)的城市普及率在20%～50%之間，且在多數(shù)城市中屬于Incre-IPC，說明大部分城市在其基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)、升級(jí)，不斷開展?jié)u進(jìn)式創(chuàng)新；A61K39、C12N7等39項(xiàng)技術(shù)的普及率在5%～20%之間，說明這些技術(shù)是部分城市的專有性研發(fā)資源，即城市培育核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)；A61K47、A62D101等89項(xiàng)技術(shù)的普及率低于5%，在城市中多屬于Break-IPC，說明這些技術(shù)具有高獨(dú)占性，城市在其基礎(chǔ)上進(jìn)行突破式創(chuàng)新更易獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。例如，常州捕捉到A61K47(普及率為3.56%)的機(jī)會(huì)窗口，在含肽醫(yī)藥配制品領(lǐng)域獲得技術(shù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)；上海探索A23C9(普及率為2.27%)的技術(shù)應(yīng)用，在乳酸桿菌科的微生物或酶領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跳躍發(fā)展；蘇州嘗試對(duì)C07C29(普及率為3.29%)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，在含羥基或氧—金屬基連接碳原子的化合物制備領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。

圖1 2000—2018年城市生物醫(yī)藥技術(shù)圖譜(普及率≥5%)Fig.1 Atlas of urban biomedical technology from 2000 to 2018 (penetration rate ≥5%)

2.2 生物醫(yī)藥技術(shù)雙元?jiǎng)?chuàng)新空間格局

分別對(duì)Incre-index和Break-index進(jìn)行聚類分析(見圖2-a、2-b)，發(fā)現(xiàn)雙元?jiǎng)?chuàng)新指數(shù)的高—低集聚程度不高，兩類指數(shù)的高—高類型區(qū)均集聚在環(huán)渤海、長(zhǎng)三角和粵港澳大灣區(qū)。通過雙變量全局自相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)(見圖2-c)，Incre-index和Break-index的Moran's I指數(shù)顯著性為0.396(p<0.01)，說明兩者具有顯著的空間正相關(guān)性，相鄰城市間的Incre-index與Break-index相互促進(jìn)。

根據(jù)Incre-index和Break-index的第三四分位數(shù)，將城市分為高(Incre)—高(Break)、高(Incre)—低(Break)、低(Incre)—高(Break)、低(Incre)—低(Break) 4種類型(見圖2-d)。高—高(HH)城市包括北京、上海、深圳等19個(gè)城市，多為全國(guó)或區(qū)域性節(jié)點(diǎn)城市，具有較強(qiáng)的科技和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，說明生物醫(yī)藥是在技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)上形成的產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展驅(qū)動(dòng)下，HH城市的雙元?jiǎng)?chuàng)新能力得以快速成長(zhǎng)，這是城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化演進(jìn)的必然趨勢(shì)[26]。高—低(HL)城市包括鄭州、西安等71個(gè)城市，具有一定產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)積累，實(shí)施以漸進(jìn)式創(chuàng)新為主導(dǎo)的戰(zhàn)略，通過延續(xù)、加強(qiáng)原有技術(shù)鏈，鞏固自身在創(chuàng)新鏈中的地位，在某一細(xì)分領(lǐng)域擁有相對(duì)穩(wěn)固的生態(tài)位。這種創(chuàng)新戰(zhàn)略使城市間形成高度的組織慣例，有利于加快對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的深度挖掘，但過分遵循慣例會(huì)導(dǎo)致技術(shù)惰性、路徑依賴等問題，這是造成組織成熟期難以開展突破式創(chuàng)新的主要原因。低—高(LH)城市包括日照、唐山等106個(gè)城市，雖然以突破式創(chuàng)新為主導(dǎo)，但Break-index與HH城市相差懸殊，說明LH城市的部分技術(shù)正經(jīng)歷“從無(wú)到有”的創(chuàng)新過程，在產(chǎn)業(yè)演進(jìn)中需要進(jìn)行一定知識(shí)積累，才能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量突破式創(chuàng)新。低—低(LL)城市包括鞍山、鐵嶺等113個(gè)城市，Incre-index和Break-index處于低水平均衡狀態(tài)，受到智力密集程度、基礎(chǔ)設(shè)施條件等制約，創(chuàng)新主導(dǎo)戰(zhàn)略還未形成。

圖2 2018年生物醫(yī)藥技術(shù)雙元?jiǎng)?chuàng)新分布格局Fig.2 Distribution pattern of dual innovation in biomedical technology in 2018

2.3 創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)演化

2000—2006年，創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為99個(gè)(包括71個(gè)樣本城市)，關(guān)系數(shù)為2 794，網(wǎng)絡(luò)密度為0.077，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)松散，處于創(chuàng)新孵化階段。從網(wǎng)絡(luò)位置看(見圖3)，北京(Di=119，ESi=35)、上海(Di=98，ESi=21)位于網(wǎng)絡(luò)中心，占據(jù)大量結(jié)構(gòu)洞，承擔(dān)著重要交流樞紐和傳播通道的角色。運(yùn)用核心—邊緣方法對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)，核心區(qū)包括北京、上海、廣州、成都、天津、杭州、南京、深圳和青島，這些城市與美國(guó)、日本等聯(lián)系密切，形成網(wǎng)絡(luò)密度為1.603的凝聚子群。其它城市位于邊緣區(qū)，網(wǎng)絡(luò)密度為0.013，與其它國(guó)家鮮有合作。從知識(shí)搜索看(見圖4)，約79.46%的專利合作集中在省內(nèi)，說明創(chuàng)新主體獲取信息的能力受到交通通訊業(yè)發(fā)展的限制，為節(jié)約搜索成本而又能全面了解合作伙伴的技術(shù)情況，往往選擇在鄰近地域開展合作。此外，各城市的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系類型占比較低，均值為23.34%，說明此階段生物醫(yī)藥技術(shù)僅具有基本生產(chǎn)能力，城市間知識(shí)交流內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單，知識(shí)搜索深度有限。從關(guān)系強(qiáng)度看(見圖4)，強(qiáng)(526條)、弱關(guān)系(839條)均較少，表明創(chuàng)新主體對(duì)外合作具有一定保守性。

2007—2012年，大量HL、LH城市進(jìn)入創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)與關(guān)系數(shù)分別增至175(包括145個(gè)樣本城市)和6 587，進(jìn)入創(chuàng)新成長(zhǎng)階段。從網(wǎng)絡(luò)位置看(見圖3)，北京、上海的網(wǎng)絡(luò)地位進(jìn)一步加強(qiáng)，廣州、成都、深圳、天津不斷靠近網(wǎng)絡(luò)中心，承接起部分“中介”角色，與北京、上海共同構(gòu)成高度結(jié)構(gòu)化的凝聚子群，網(wǎng)絡(luò)密度達(dá)到7.528。網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出以北京、上海為核心，以廣州等多個(gè)HH城市為次核心的多中心、多節(jié)點(diǎn)空間形態(tài)。從知識(shí)搜索看(見圖4)，省際專利合作比重由20.54%增至42.31%，說明盡管近域搜索具有可靠性和低成本優(yōu)勢(shì)，但會(huì)限制知識(shí)搜索視野，更多創(chuàng)新主體超越原有地理邊界為創(chuàng)新爭(zhēng)取更多機(jī)會(huì)。此外，產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系比重增至32.41%，說明部分創(chuàng)新主體通過積累知識(shí)、生產(chǎn)技能等實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，城市間愈加重視復(fù)雜知識(shí)的深度交流。從關(guān)系強(qiáng)度看(見圖4)，強(qiáng)、弱關(guān)系分別快速增至1 312和2 834，但兩者比例下降到0.463，說明為減小復(fù)雜知識(shí)交流阻力，部分創(chuàng)新主體間建立了持續(xù)、頻繁的合作關(guān)系，強(qiáng)關(guān)系數(shù)顯著增多。同時(shí)，在更開放的創(chuàng)新環(huán)境下，大量創(chuàng)新主體根據(jù)市場(chǎng)需求，及時(shí)調(diào)整技術(shù)創(chuàng)新方向，嘗試建立更多弱關(guān)系。

2013—2018年，大量城市進(jìn)入創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)與關(guān)系數(shù)分別增至327(包括289個(gè)樣本城市)和12 776。從網(wǎng)絡(luò)位置看(見圖3)，武漢等HH城市及西安等HL城市進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)，核心區(qū)網(wǎng)絡(luò)密度下降為2.886，分別形成以北京、上海、廣州、武漢為核心的小團(tuán)體，呈現(xiàn)出多中心、多層次的創(chuàng)新格局。從知識(shí)搜索看(見圖4)，省際專利合作比重增至43.5%，說明更多創(chuàng)新主體從遠(yuǎn)程搜索中獲益，地域限制對(duì)知識(shí)搜索的約束越來越小。產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系類型下降為30.08%，說明隨著部分技術(shù)逐漸成熟，知識(shí)越來越復(fù)雜，市場(chǎng)細(xì)化程度越來越高，創(chuàng)新主體間聯(lián)合開拓新產(chǎn)品、追求更高質(zhì)量創(chuàng)新成果的難度加大。從關(guān)系強(qiáng)度看(見圖4)，強(qiáng)、弱關(guān)系數(shù)分別增至1 442和5 097，比例下降至0.283，且強(qiáng)關(guān)系在地理范圍上擴(kuò)展明顯，弱關(guān)系中產(chǎn)學(xué)研合作占比增長(zhǎng)顯著，說明此階段部分創(chuàng)新主體通過增加強(qiáng)關(guān)系拓展知識(shí)搜索寬度，以抵御外部市場(chǎng)的高不確定性，而更多創(chuàng)新主體從弱關(guān)系中獲益，通過增加弱關(guān)系提高創(chuàng)新效率和質(zhì)量。

圖3 2000—2018年生物醫(yī)藥領(lǐng)域創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)Fig.3 Innovation cooperation network in biomedical field from 2000 to 2018

圖4 2000—2018年城市間專利合作關(guān)系分布Fig.4 Distribution of patent cooperation between cities from 2000 to 2018

3 生物醫(yī)藥技術(shù)雙元?jiǎng)?chuàng)新發(fā)生機(jī)制及路徑

3.1 模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)檢驗(yàn)

分別以Incre-index和Break-index為因變量，以網(wǎng)絡(luò)位置為自變量，以知識(shí)搜索寬度和深度為中介變量，以關(guān)系強(qiáng)度為調(diào)節(jié)變量，以城市內(nèi)涉及的創(chuàng)新主體個(gè)數(shù)、2000—2018年城市GDP年均增長(zhǎng)率和R&D內(nèi)部經(jīng)費(fèi)支出為控制變量，建立層次回歸模型(見圖5)，探究城市雙元?jiǎng)?chuàng)新的發(fā)生機(jī)制。

采用Cronbach'sα系數(shù)檢驗(yàn)變量信度，各變量的Cronbach's α系數(shù)均大于0.7，表明數(shù)據(jù)具有良好的信度。依次加入各變量進(jìn)行因子分析，結(jié)果顯示，KMO值均在0.75～0.85之間，Bartlett球形檢驗(yàn)的顯著性水平均小于0.01，表明數(shù)據(jù)具有良好的結(jié)構(gòu)效度。各變量間相關(guān)性分析結(jié)果顯示，相關(guān)系數(shù)均小于0.7，且自變量、中介變量、調(diào)節(jié)變量與因變量之間均呈顯著正相關(guān)，為探究變量間的作用關(guān)系提供了初步證據(jù)。

3.2 主效應(yīng)分析

表3結(jié)果顯示，模型2比模型1、模型5比模型4的解釋力分別增加53.7%和47.6%，且在模型2、5中，度數(shù)中心度和結(jié)構(gòu)洞的系數(shù)均顯著為正，即網(wǎng)絡(luò)位置對(duì)雙元?jiǎng)?chuàng)新具有顯著正向影響。模型2中，度數(shù)中心度的系數(shù)(0.313)大于結(jié)構(gòu)洞(0.289)，而在模型5中則相反，說明高中心性城市更有能力調(diào)動(dòng)潛在網(wǎng)絡(luò)資源，使信息集聚和擴(kuò)散更加便捷，更利于漸進(jìn)式創(chuàng)新，而高中介性城市可以從網(wǎng)絡(luò)中獲取更多“橋收益”，更利于突破式創(chuàng)新。

3.3 中介效應(yīng)分析

模型8比模型7、模型10比模型9更具解釋力，且在模型8、10中，度數(shù)中心度和結(jié)構(gòu)洞的系數(shù)均顯著為正，即網(wǎng)絡(luò)位置對(duì)知識(shí)搜索能力具有顯著正向影響。模型8中，度數(shù)中心度的系數(shù)(0.307)大于結(jié)構(gòu)洞 (0.246)，而在模型10中則相反，說明高中心性城市憑借大量緊密的直接聯(lián)系對(duì)知識(shí)進(jìn)行篩選、吸收和整合，對(duì)知識(shí)搜索深度的促進(jìn)作用更大；高中介性城市通過非冗余聯(lián)系高效識(shí)別有價(jià)值的信息，將有限精力投入到最值得維系的聯(lián)系上，及時(shí)更新外部關(guān)系，拓展知識(shí)搜索范圍，對(duì)知識(shí)搜索寬度的促進(jìn)作用更大。

模型3比模型1、模型6比模型4的擬合效果更好，且在模型3、6中，知識(shí)搜索寬度和深度的系數(shù)均顯著為正，即知識(shí)搜索寬度和深度對(duì)雙元?jiǎng)?chuàng)新具有顯著正向影響。模型3中，知識(shí)搜索寬度的系數(shù)(0.217)小于搜索深度(0.273)，而在模型6中則相反，說明在高不確定性環(huán)境中，城市通過深度搜索不斷積累知識(shí)，循序漸進(jìn)地升級(jí)現(xiàn)有產(chǎn)品與工藝，更利于漸進(jìn)式創(chuàng)新；當(dāng)面臨較多冗余資源時(shí)，城市通過跨區(qū)域搜索開拓新市場(chǎng)，找到進(jìn)入新領(lǐng)域的機(jī)會(huì)，更利于突破式創(chuàng)新。

圖5 城市雙元?jiǎng)?chuàng)新發(fā)生機(jī)制概念模型Fig.5 Conceptual model of urban dual innovation mechanism

表3 主效應(yīng)與中介效應(yīng)回歸結(jié)果Tab.3 Regression results of main effect and intermediary effect

3.4 調(diào)節(jié)效應(yīng)分析

對(duì)變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，生成交互項(xiàng)1(知識(shí)搜索寬度×關(guān)系強(qiáng)度)、交互項(xiàng)2(知識(shí)搜索深度×關(guān)系強(qiáng)度)，引入交互項(xiàng)的模型12、14、16、18擬合效果更好(見表4)。在模型12、14中，關(guān)系強(qiáng)度和交互項(xiàng)的系數(shù)均為正值，而在模型16、18中均為負(fù)值，說明關(guān)系強(qiáng)度在知識(shí)搜索促進(jìn)漸進(jìn)式創(chuàng)新的過程中起正向調(diào)節(jié)作用，漸進(jìn)式創(chuàng)新更依賴頻繁、持續(xù)的強(qiáng)關(guān)系；關(guān)系強(qiáng)度在知識(shí)搜索促進(jìn)突破式創(chuàng)新的過程中起負(fù)向調(diào)節(jié)作用，突破式創(chuàng)新更依賴強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)化交易原則的弱關(guān)系。

表4 調(diào)節(jié)效應(yīng)回歸結(jié)果Tab.4 Regression results of regulatory effects

3.5 被調(diào)節(jié)的中介效應(yīng)

將城市分為強(qiáng)關(guān)系組(tiei>0)和弱關(guān)系組(tiei≤0)，采用SPSS中Process宏命令進(jìn)行路徑檢驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。就漸進(jìn)式創(chuàng)新而言，無(wú)論是在強(qiáng)關(guān)系還是弱關(guān)系調(diào)節(jié)下，度數(shù)中心度均可以通過知識(shí)搜索對(duì)Incre-index產(chǎn)生顯著間接效應(yīng)，而結(jié)構(gòu)洞僅在強(qiáng)關(guān)系調(diào)節(jié)下對(duì)Incre-index產(chǎn)生顯著間接效應(yīng)，說明在關(guān)系強(qiáng)度限制下，中心性地位高的城市更利于漸進(jìn)式創(chuàng)新，中介性地位高的城市需要建立更多強(qiáng)關(guān)系，才能有效促進(jìn)漸進(jìn)式創(chuàng)新。對(duì)于突破式創(chuàng)新而言，度數(shù)中心度和結(jié)構(gòu)洞只在弱關(guān)系調(diào)節(jié)下，對(duì)Break-index產(chǎn)生顯著間接效應(yīng)，而強(qiáng)關(guān)系調(diào)節(jié)下的間接效應(yīng)并不顯著，說明無(wú)論占據(jù)中心性地位還是中介性地位，城市均需建立更多弱關(guān)系，才可以有效促進(jìn)突破式創(chuàng)新。

表5 城市創(chuàng)新路徑檢驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Test results of urban innovation path

3.6 路徑選擇

結(jié)合城市創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)演化特征和雙元?jiǎng)?chuàng)新發(fā)生機(jī)制(見圖6)，分析不同類型城市的創(chuàng)新路徑。前期(2000—2006年)，HH城市的度數(shù)中心度和結(jié)構(gòu)洞遠(yuǎn)高于其它城市，憑借網(wǎng)絡(luò)位置贏得知識(shí)搜索優(yōu)勢(shì)。此時(shí)，強(qiáng)、弱關(guān)系數(shù)比值遠(yuǎn)高于平均水平(23.34%)，表明弱關(guān)系對(duì)突破式創(chuàng)新的調(diào)節(jié)效應(yīng)較弱，城市主要通過“接近網(wǎng)絡(luò)中心→深化知識(shí)搜索→增加強(qiáng)、弱關(guān)系→促進(jìn)漸進(jìn)式創(chuàng)新”路徑開展創(chuàng)新；中期(2007—2012年)，HH城市的弱關(guān)系數(shù)量增長(zhǎng)快于強(qiáng)關(guān)系，弱關(guān)系的調(diào)節(jié)效應(yīng)增強(qiáng)，HH城市在原有路徑基礎(chǔ)上開拓出“接近網(wǎng)絡(luò)中心→深化知識(shí)搜索→增加弱關(guān)系→促進(jìn)突破式創(chuàng)新”和“占據(jù)結(jié)構(gòu)洞→拓寬知識(shí)搜索→增加弱關(guān)系→促進(jìn)突破式創(chuàng)新”兩條主路徑；近期(2013—2018年)，HH城市基于發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，對(duì)突破式創(chuàng)新路徑進(jìn)行調(diào)整，更加重視中介性地位、知識(shí)搜索寬度、弱關(guān)系對(duì)突破式創(chuàng)新的促進(jìn)作用。

前期，部分HL城市的度數(shù)中心度、知識(shí)搜索深度具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)調(diào)漸進(jìn)式創(chuàng)新；中期，HL城市的創(chuàng)新路徑?jīng)]有顯著變化，仍然以“接近網(wǎng)絡(luò)中心→深化知識(shí)搜索→增加強(qiáng)、弱關(guān)系→促進(jìn)漸進(jìn)式創(chuàng)新”為主路徑；近期，HL城市的知識(shí)搜索寬度和強(qiáng)關(guān)系數(shù)增長(zhǎng)顯著，說明HL城市開始重視知識(shí)搜索寬度對(duì)雙元?jiǎng)?chuàng)新的促進(jìn)作用，試圖通過遠(yuǎn)程搜索增加強(qiáng)關(guān)系數(shù)，推動(dòng)漸進(jìn)式創(chuàng)新。

LH城市和LL城市處于創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)邊緣，其中LL城市尚未形成創(chuàng)新主路徑，而LH城市中期的知識(shí)搜索寬度和弱關(guān)系數(shù)增長(zhǎng)顯著，說明此時(shí)LH城市形成了“處于網(wǎng)絡(luò)邊緣→拓寬知識(shí)搜索→增加弱關(guān)系→促進(jìn)突破式創(chuàng)新”的主路徑；近期，LH城市的知識(shí)搜索逐漸深化，說明LH城市開始重視知識(shí)搜索深度對(duì)雙元?jiǎng)?chuàng)新的促進(jìn)作用，但在關(guān)系強(qiáng)度的調(diào)節(jié)下，未產(chǎn)生顯著正向影響。

圖6 2000—2018年創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)演化過程Fig.6 Evolution process of innovation cooperation network indicators from 2000 to 2018

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論與建議

(1)本文通過分析中國(guó)生物醫(yī)藥技術(shù)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)演化特征并繪制城市技術(shù)圖譜，發(fā)現(xiàn)中國(guó)生物醫(yī)藥技術(shù)融合范圍越來越廣，2013年以后技術(shù)體系化程度不斷提高，但技術(shù)發(fā)展整體處于跟跑階段，主要表現(xiàn)為由C12N1、C12N15和C12R1組成的共性技術(shù)支撐體系無(wú)法滿足產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需求，A61K39等39項(xiàng)專有性研發(fā)技術(shù)和A61K47等89項(xiàng)高獨(dú)占性技術(shù)在國(guó)際上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。這導(dǎo)致目前中國(guó)生物醫(yī)藥市場(chǎng)仍以胰島素、人血白蛋白、傳統(tǒng)型疫苗制品等基礎(chǔ)產(chǎn)品占據(jù)主流市場(chǎng)，而基因藥物、單抗、治療性疫苗、細(xì)胞治療等前沿領(lǐng)域的研發(fā)和創(chuàng)新受到核心技術(shù)、融資成本、政策環(huán)境的掣肘，因此提出構(gòu)建城市—技術(shù)協(xié)同共生模式。該模式中，市場(chǎng)主體應(yīng)加強(qiáng)知識(shí)管理協(xié)同平臺(tái)建設(shè)，對(duì)內(nèi)打造包括數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、知識(shí)存儲(chǔ)技術(shù)、知識(shí)資產(chǎn)評(píng)估工具在內(nèi)的知識(shí)庫(kù)，對(duì)外建立聯(lián)接互補(bǔ)性、異質(zhì)性知識(shí)的外部知識(shí)接口，以提高知識(shí)動(dòng)態(tài)性和知識(shí)模塊分布集成性，從而提高技術(shù)融合能力和系統(tǒng)化程度，進(jìn)而豐富和充實(shí)生物醫(yī)藥共性技術(shù)支撐體系；政府應(yīng)根據(jù)本地實(shí)際狀況，塑造城市與技術(shù)間二元共生的創(chuàng)新小生境，通過資金補(bǔ)助、減免稅收等激勵(lì)手段，引導(dǎo)企業(yè)在適宜時(shí)間窗口發(fā)展合適的技術(shù)，并為極具發(fā)展前景的技術(shù)提供互動(dòng)性、開放性孵化空間，完善專利保護(hù)制度，形成新產(chǎn)品專利保護(hù)網(wǎng)，促進(jìn)潛力技術(shù)向應(yīng)用型產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。

(2)本文通過分析生物醫(yī)藥技術(shù)雙元?jiǎng)?chuàng)新格局，發(fā)現(xiàn)雙元?jiǎng)?chuàng)新指數(shù)高—高集聚區(qū)主要分布在環(huán)渤海、長(zhǎng)三角和粵港澳大灣區(qū)，多數(shù)地區(qū)還未形成良好的創(chuàng)新集聚效應(yīng)。由于各城市在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的項(xiàng)目批準(zhǔn)建設(shè)、優(yōu)惠政策方面差異較大，部分城市脫離自身研發(fā)實(shí)力和雙元?jiǎng)?chuàng)新能力，盲目建設(shè)各種生物科技園，造成國(guó)家和企業(yè)資源巨大浪費(fèi)，進(jìn)而制約我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展。基于此，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)結(jié)合自身實(shí)際情況制訂創(chuàng)新戰(zhàn)略，如環(huán)渤海、長(zhǎng)三角和粵港澳大灣區(qū)應(yīng)加大原創(chuàng)性研發(fā)投入，提高雙元?jiǎng)?chuàng)新戰(zhàn)略柔性，改善創(chuàng)新集聚區(qū)低水平擴(kuò)張、同質(zhì)化建設(shè)的局面。中西部地區(qū)城市應(yīng)大力推進(jìn)市場(chǎng)化進(jìn)程，優(yōu)化雙元?jiǎng)?chuàng)新生存因子(基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)優(yōu)勢(shì)宣傳、研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)等)，建立高強(qiáng)度的市場(chǎng)保護(hù)機(jī)制，鼓勵(lì)市場(chǎng)主體間建立跨城市聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)利益共享和風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)。重慶、成都和西安等中西部城市政府應(yīng)適度降低對(duì)一般技術(shù)的保護(hù)程度，以檢驗(yàn)其生存的可能性，精準(zhǔn)定位城市市場(chǎng)，加大對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的前期支持力度，提高突破式創(chuàng)新質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)彎道超車，以點(diǎn)帶面，打造新的創(chuàng)新集群。

圖7 2000—2018年不同類型城市雙元?jiǎng)?chuàng)新路徑Fig.7 Dual innovation path in different types of cities from 2000 to 2018

(3)本文通過探究創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)演化特征及雙元?jiǎng)?chuàng)新發(fā)生機(jī)制，發(fā)現(xiàn)城市雙元?jiǎng)?chuàng)新在空間上具有顯著正向依賴關(guān)系，但在時(shí)序上存在不同發(fā)生機(jī)制，且城市雙元?jiǎng)?chuàng)新路徑具有階段性特征(見圖7)。從全局網(wǎng)絡(luò)視角，我國(guó)應(yīng)遵循地域空間連續(xù)性原則，識(shí)別出創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)中的核心與邊緣城市，優(yōu)先提升核心城市群組間的相互聯(lián)系水平與雙元?jiǎng)?chuàng)新效率，再適當(dāng)?shù)植荚诰W(wǎng)絡(luò)邊緣城市間的等級(jí)關(guān)系，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)，提升創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的魯棒性；從個(gè)體網(wǎng)絡(luò)視角，各城市應(yīng)積極發(fā)揮主觀能動(dòng)性，合理評(píng)估不同創(chuàng)新行為的難度、深度和潛在價(jià)值，結(jié)合自身技術(shù)發(fā)展階段及在創(chuàng)新體系中的分工，確立生物醫(yī)藥技術(shù)發(fā)展目標(biāo)和雙元?jiǎng)?chuàng)新戰(zhàn)略。在目標(biāo)和戰(zhàn)略指導(dǎo)下，根據(jù)雙元?jiǎng)?chuàng)新過程中網(wǎng)絡(luò)位置的主效應(yīng)、知識(shí)搜索能力的中介效應(yīng)、關(guān)系強(qiáng)度的調(diào)節(jié)效應(yīng)，決定城市提高中心性或中介性的先后順序，判別擴(kuò)展知識(shí)搜索地域和提高產(chǎn)學(xué)研合作水平的重要程度，預(yù)測(cè)形成適度強(qiáng)、弱關(guān)系的作用效果，以減少創(chuàng)新資源投放的盲目性，實(shí)現(xiàn)雙元?jiǎng)?chuàng)新績(jī)效最大化。

4.2 討論

本文對(duì)中國(guó)生物醫(yī)藥技術(shù)演化特征和城市技術(shù)圖譜的分析，有助于城市識(shí)別生物醫(yī)藥基礎(chǔ)共性技術(shù)和關(guān)鍵核心技術(shù)，找到“不連續(xù)技術(shù)”機(jī)會(huì)窗口，從而嵌入全球創(chuàng)新鏈。本文探究城市雙元?jiǎng)?chuàng)新格局及發(fā)生機(jī)制，并繪制不同類型城市的全景創(chuàng)新路徑，有助于城市發(fā)揮主觀能動(dòng)性，明晰自身在創(chuàng)新體系中的分工，制定具有設(shè)計(jì)性、方向性和全局性的創(chuàng)新戰(zhàn)略，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破和技術(shù)追趕。然而，本文聚焦國(guó)內(nèi)城市間合作關(guān)系，后續(xù)研究還應(yīng)進(jìn)一步探討國(guó)際合作和全球環(huán)境對(duì)我國(guó)城市雙元?jiǎng)?chuàng)新路徑的影響。