图1基于技术融合的新兴技术专利识别流程
周 磊1，杨 威2，王 芮1
(1.武汉纺织大学 会计学院，湖北 武汉 430200；2.湖北省发展和改革委员会，湖北 武汉 430071)
摘要：基于技术融合视角，从知识联接创新角度揭示新兴技术形成机制，利用技术知识流分析方法，构建包括专利-领域-部门三维度的新兴技术识别框架。采集德温特创新索引(Derwent Innovations Index,DII)中的光纤通信专利开展实证研究，结果表明：光纤通信产业的新兴技术专利主要分布在日、美、中三国，且多由日、美企业掌握；光纤通信最重要的新兴技术领域来自于光学、电信及二者的融合；光纤通信最重要的新兴技术部门来自于设备、电子工程及二者的融合。最后，对国内光纤通信企业开展技术创新提出对策建议。
关键词：新兴技术；技术识别；技术融合；专利；光纤通信
宾夕法尼亚大学沃顿商学院为新兴技术(emerging technology)作出了一个被广泛认可的定义：建立在科学基础上的技术革新，可能创造一个新行业或改变某个老行业。在知识经济和创新全球化的时代背景下，新兴技术及其相关产业日趋成为全球竞争的主战场。统计表明，美国的技术创新有78%为首创，技术创新与领跑已成为美国参与全球竞争的重要战略。与此同时，2015年美国兰德公司的报告《中国的专利与创新》指出，中国科技领军企业华为、中兴专利申请数量快速增长，但因缺乏新兴技术研发能力导致企业创新价值低于思科、阿尔卡特等竞争对手[1]。
党的十九大报告将创新发展列为五大发展理念之首，提出要坚定实施创新驱动发展战略。目前，我国通过近40年的技术跟随战略积累了较强的渐进性创新和二次创新能力，但受到全球产业分工深入细化、技术创新复杂性激增、知识扩散壁垒提升等外部因素的影响，国内企业如继续实施技术跟随创新模式，将进一步拉开与领跑者的差距。同时，世界新一轮科技革命和产业革命兴起，孕育着崭新的历史性机遇。因此，捕捉新兴技术方向是国内企业从技术追赶转向技术并行、技术领跑的基础，是政府、业界及学界共同关注的重要议题。
新兴技术的奠基理论可追溯至熊彼特提出的“创造性破坏”，即新技术带动新产业涌现而迫使现有产业衰退。1997年，克里斯坦森提出“颠覆性创新”以描绘新技术发展对现有技术轨道的彻底破坏，使得业界的注意力再次聚集于新兴技术理论研究。尽管宾夕法尼亚大学沃顿商学院已对新兴技术进行了定义，但在科学研究和实践中，新兴技术常与关键技术、核心技术、高影响力技术等关键词混淆，导致难以从技术创新识别相关研究中明确分出新兴技术识别这一分支。目前，情报学、科学学、技术创新管理等学科采用的技术创新识别方法大致可分为如下4类：专家评价模型是预测技术创新趋势的原始模型[2-4]，但专家意见的主观性强、获取难度大；技术轨道模型基于技术生命周期的曲线规律，延伸出技术路线图、技术轨道分析、技术生命周期、技术机会发现、技术路线图等模型[5-7]，但新兴技术不宜使用现有技术轨道进行预测；市场绩效模型在考虑市场接受程度的基础上，对技术可行的新技术进行预测[8-11]，但新兴技术缺乏产业化原型或产品，难以预估其市场反应；专利计量模型通过对专利文献的外部特征进行多维计量，预测新技术的出现[12-14]，但专利计量指标的庞杂性加大了研究难度。
新熊彼特学派认为，新兴技术是对多领域技术、知识的重组与再造，因而能够带来新的技术机遇。技术融合在英文文献中多写作“technology fusion”、“technology convergence”或“technology merging”；中文文献多翻译为“技术融合”或“技术会聚”，前一种译法更为多见。技术知识流模型是开展技术融合研究的重要方法，在揭示技术融合与新兴技术内部关系的基础上，可以借鉴技术知识流模型对新兴技术进行识别。Scherer[15]最早提出技术流的概念及技术流矩阵分析法，用来衡量产业间技术溢出方向和数量；Verspagen[16]进一步发现，技术流矩阵强调上下游企业间基于创新产品产生的交易关联，因而能够有效测定租金溢出。Ko等[17]利用专利引文网络追踪技术知识流，并根据流动方向将技术知识流模式分为4类；翟东升等[18]对上述4种模式进行整合，提出用技术绝对影响(TAI)和技术相对影响(TRI)两个指标衡量技术融合程度。Kim等[19]将技术知识流模型拓展为技术-产业二模网络；江洪等[20]利用专利合作与专利引用关系分别测量隐性知识融合与显性知识融合情况。Park等[21]利用专利主IPC与副IPC间差异及关联，将非对称的IPC共现矩阵转换为技术知识流模型；基于此，周磊等[22]提出了4项测度技术知识融合的指标，用以区分技术知识创造与应用。
综上所述，技术创新识别、技术知识流模型相关研究为识别新兴技术提供了理论与方法论基础。但由于现有研究忽略了对新兴技术形成机制的解释，使得相关研究模型难以共融、研究结论难以形成共识。本文将基于技术融合原理揭示新兴技术形成过程与特征，在此基础上利用专利数据探索技术知识融合及其跨度的测度方法，进而建立包括专利、领域和部门三维度的新兴技术识别模型；最后，通过识别光纤通信产业新兴技术检验上述理论设想，并给出产业发展建议。
技术融合理论认为新兴技术是对现有多个研究领域和专利技术的重组(recombination)[23,24]。后续研究发现，建立在全新元件知识基础之上的突破性创新知识只占少数，更多的突破性创新来自于联接知识创新[25-28]。Verhoeven等[29]指出技术知识重组是技术新颖性的重要来源，根据这一特征识别出的新兴技术不仅具有更高影响力，还与R&D Magazine评选出的获奖技术一致。周磊等[30,31]基于技术融合观点，提出了跨界型突破性创新的识别思路，并开展了实证研究[30,31]。
现有研究认为，新兴技术形成的理论源泉来自于大跨度、多元化的技术融合。根据这一逻辑，新兴技术形成的基础步骤可总结为：始于广度优先的知识搜索，核心在于对元件知识间联接性进行重组，最终形成新兴技术体系。①广度优先的知识搜索是新兴技术形成的起点，因为技术边界的模糊性使得技术突破主要出现在多领域交叉地带，多元化和差异性有助于知识间碰撞，为新知识的产生拓展广度和提升几率[28]；②对元件知识间联接进行重组是促成知识协同创新从量变到质变的关键环节，因为深度融合的技术知识组合拥有在多个应用领域重塑产业和技术前景的潜力[23]；③新兴技术体系的形成离不开多层次的技术集合支撑，底层是分散的技术专利集合，大量专利汇聚形成有规律的技术领域，多个技术领域共同构成中观的技术部门。综上所述，广泛的技术融合与重组是催生新兴技术的技术根源。新兴技术的内在特征集中表现为其知识联接的跨界与异化，这种差异性、多元化的技术融合也是识别新兴技术的核心指标。
技术知识流模型中提出用专利引文、专利共类两种方式作为知识链接的代理。然而，使用专利引文必须克服两个既有的缺陷：一是专利引文的时滞性过长，专利从公开到被引的时间间隔多为3～6年；二是除美国专利局外，全球大部分国家专利局并未强制要求公开专利引用情况，包括DII在内的商业数据库亦难以提供全面、及时的专利引用数据。因而，本文将使用专利共类表示知识链接。
那么，应当如何识别知识链接跨界及其程度呢？若直接以IPC小类(前4位)作为判断标准，一方面IPC体系仅考虑技术发明细节，不能表征具体的技术领域；另一方面，IPC小类的技术特征过于接近，难以有效区分技术间差异性。WIPO提出了IPC技术索引表(IPC - Technology Concordance Table)，底层为IPC小类，中间层为35个领域(field)，上层为5个部门(sector)，通过在IPC小类和领域间、领域和部门间建立映射标准，在技术发明与产业经济间建立标准化联系。为了充分体现被融合技术的差异性，本文以IPC技术索引表的部门(sector)作为判断基准。
具体来看，基于技术融合视角的新兴技术专利识别包括3个环节，如图1所示。
图1基于技术融合的新兴技术专利识别流程
具体来看，基于技术融合视角的新兴技术专利识别包括3个环节：①针对每一件专利，提取每一个IPC小类，记录专利的IPC小类；②将每一对IPC小类组合映射为领域组合，进而再将领域组合映射为部门组合；③分析每一件专利的部门差异性，即为新兴技术专利。为了全面理解新兴技术的构成，还需对已识别的新兴技术专利进行更深入的分析。一是基于领域视角，分析新兴技术专利属于哪些领域，由哪些领域的融合促成；二是基于部门视角，分析新兴技术专利属于哪些部门，由哪些部门的融合促成。
综上所述，技术融合是新兴技术形成的内在动力，知识联接的跨界组合是识别新兴技术的核心标准，遵循这一思想及以上操作步骤，形成技术专利、技术领域和技术部门三维度的新兴技术识别框架。
光纤通信是武汉市大力发展的主导高技术产业，具有通信容量大、传输距离远、抗干扰性强等显著优势。下文将识别全球范围内光纤通信产业的新兴技术专利、领域和部门，并重点分析武汉光谷光纤通信领军企业——武汉烽火通信、长飞光纤光缆，进而提出国内企业和武汉地区企业发展的政策建议。
本文以DII(Derwent Innovations Index)为数据源，检索光纤通信领域的专利申请情况，命中记录16 104条专利(族)。使用DII配套的数据分析工具TDA(Thomson Data Analyzer)对原始数据进行合并、清理；使用UCINET和NETDRAW分别计算和展示新兴技术领域、新兴技术部门间关联性网络。遵循上文提出的新兴技术识别方法，识别出光纤通信新兴技术专利(族)4 284件，占总数的26.6%。
3.1.1 光纤通信产业新兴技术专利识别
日本、美国、中国位列光纤通信新兴技术专利优先申请国前三甲。日本在光纤通信技术研发方面居于世界领先位置，拥有重要专利持有人，贡献了大量新兴技术。以康宁为代表的美国企业，是光纤通信技术的缔造者，在该领域积累了雄厚的技术实力。将中国作为优先国的新兴技术专利主要由国内企业、高校和研究所申请，如国家电网、华为、鸿海、长飞、中国科学院下属院所、清华大学、北京交通大学等，这说明在光纤通信领域，中国不仅是技术输出地，也是重要的研发原创国，不过与日、美两国相比，中国权利人中缺乏领军者。对光纤通信产业新兴技术专利的主要权利人进行统计，如表1所示。以日本电报电话公司为首的日本企业是光纤通信产业新兴技术专利的主要权利人，其对产业重要原创性技术的把控力远超其它国家。由安捷伦、康宁、AT&T、菲尼萨组成的美国企业，以及鸿海、华为两家中国企业的综合实力均远逊于日本军团。短期来看，高水平、多元化的日本企业将继续领跑光纤通信产业研发创新。
3.1.2 光纤通信产业新兴技术领域识别
光纤通信新兴技术领域有哪些？哪些技术领域间紧密组合促成了这一产业的新兴技术？为了回答这两个问题，下文利用IPC技术索引表已定义的IPC和技术领域(field)间相互关系，确定已识别出的新兴技术专利IPC组合，从而识别光纤通信产业新兴技术领域，如图2所示。
表1光纤通信产业新兴技术专利的主要权利人
图2光纤通信产业新兴技术领域的关联性
由图2可知，光学、电信是光纤通信产业最重要的两大新兴技术领域，它们与其它技术领域间互动频繁，二者间关联性也是所有技术领域间最强的。数字通信、电子机械设备能源是光纤通信产业另外两个重要的新兴技术领域，二者与其它技术领域间贡献频次均超过1 000次。由于研究对象的相似性，数字通信与电信间关系最为紧密，是催生光纤通信产业新兴技术的技术领域组合。由于研究对象间互补性，电子机械设备能源与光学的关系最为紧密，二者的结合有利于促成光学仪器设备重大创新。除此之外，半导体、材料冶金、测量等技术领域也为催生光纤通信产业新兴技术提供了重要的物质和应用基础。
3.1.3 光纤通信产业新兴技术部门识别
根据领域(field)与部门(sector)之间的对应关系，从新兴技术领域中识别出光纤通信产业的新兴技术部门，如图3所示。光纤通信产业的新兴技术部门依次为设备、电子工程、机械工程、化学、其它。设备既为光纤通信产业提供了光学的理论基础，也提供了仪器设备等必要的实施手段，是该产业原始创新中最重要的技术部门。电子工程为光纤通信产业创新提供与通信技术有关的庞大知识背景和复杂技术系统，是该产业创新中的重要支撑部门。设备、电子工程两大部门间技术交流是促成光纤通信产业新兴技术发展的动力之源。机械工程部门创新有利于提升光纤加工、架设的自动化和效率；化学部门的创新为优化光纤制造工艺提供物质材料；其它部门为光纤通信的应用提供更加开放和多元化的场景。这些部门间的互动，特别是它们与设备、电子工程间的技术支撑是光纤通信产业新兴技术发展的重要助推力。
图3光纤通信产业新兴技术部门的关联性
武汉光谷是国家光电子产业基地，聚集了一批以武汉烽火通信、长飞光纤光缆为代表的富有竞争力的光纤通信创新型企业。武汉烽火通信的前身——武汉邮电科学研究院从1973年开始研究光纤通信，是国内光纤通信研发与制造的先行者、奠基人和领军人[32]。长飞光纤光缆由中国电信、荷兰特雷克、武汉长江通信集团于1988年共同投资建立，是国内领先的光纤光缆产品以及制造装备的研发和生产基地。
为了进一步考察两家企业在该产业的技术原创和保护能力，重点分析二者拥有的光纤通信新兴技术专利情况，如表2所示。
表2烽火通信和长飞光纤光缆拥有的光纤通信新兴技术专利
考察这10件专利对应的新兴技术领域及其组合发现，光学、电信是最主要的新兴技术领域，且主要为光学与电信及光学与其它领域的组合。进一步考察10件专利对应的新兴技术部门及其组合可以发现，设备、电子工程是最主要的新兴技术部门，且主要为设备、电子工程及设备与其它部门的组合。以上研究发现与光通信产业新兴技术总体特征一致。综合来看，由于新兴技术专利数量少，烽火科技和长飞光纤光缆与日、美两国的领军企业相距甚远；与国内企业华为、中国台湾鸿海在光纤通信产业创新质量、多元化、国际化等方面的差距也较为明显。
面向技术创新和知识经济的双重背景，本文基于技术融合视角研究新兴技术形成机制、识别方法和应用，以期为促进产业技术赶超、辅助产业技术创新决策提供科学建议。本研究的理论贡献可总结为两点：一是基于技术融合理论，从知识联接创新角度揭示新兴技术形成机制：始于广度优先性知识搜索，通过对知识间联接进行重组，最终形成新兴技术；二是基于技术融合视角，利用技术知识流分析方法，构建基于专利数据的专利-领域-部门三维度新兴技术识别框架。
本文以光纤通信产业为研究对象，对产业内新兴技术专利、领域、部门加以识别，分析结果对国内相关企业跨越式发展有一定的参考价值。面对美国企业原创性的先发优势和日本军团集聚形成的全球领先优势，中国企业如何才能追赶并超越这些竞争对手，在光纤通信产业中抢占一席之地呢？①国内企业专利战略应从数量领先转型为质量领先。中国政府出台的专利激励政策催生出本土企业的专利申请热潮，但无论是国家层面还是企业层面，专利激增并未显著提升全要素生产率(FTP)，即专利繁荣并未带来实质性经济增长[1]。如不能清醒应对国内企业专利申请大而不强的现状，将难以催生技术创新质变；②华为、鸿海集团是中国企业专利战略管理的标杆，但在光纤通信新兴技术研发方面仍与日本、美国顶尖企业有明显差距。这表明跟随创新、模仿创新、从事低附加值代工已不能应对当前市场竞争，因而，国内领先企业应将引领创新作为技术发展目标，通过融合多学科、多行业、多领域的知识，不断开发新兴技术和产品，成长为市场竞争领跑者；③烽火科技、长飞光纤光缆作为武汉光谷的支柱企业，与光通信产业全球领先企业间差距较大。因而，这两家企业应学习标杆企业，加强对原始创新、突破性创新的研发投入，同时增强知识产权保护意识，建立全过程的专利战略管理流程，提升研发成果的经济效益和战略价值。
最后，鉴于本文的局限和不足之处，笔者认为未来研究可从两个方面继续深入：一是在调整时滞性影响的基础上，建立基于专利引文的技术知识流模型，识别产业新兴技术；二是引入复杂网络中链路预测方法和指标，实现新兴技术识别向新兴技术预测的飞跃。
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Zhou Lei1,Yang Wei2,Wang Rui1
(1.Accounting College,Wuhan Textile University,Wuhan 430200,China; 2.Hubei Provincial Development and Reform Commission,Wuhan 430071,China)
Abstract：Under the perspective of technology fusion,this paper reveals the emerging technology formation mechanism from the innovation of knowledge connection and constructs a 3-dimension emerging technology identification framework of patent,domain,and industry by the means of technical knowledge flow analysis.Patent of optical fiber communication are collected from Derwent Innovation Index (DII) to carry out the empirical study.Several conclusions are drawn from the results.Firstly,in optical fiber communication industry,emerging technical patents are mainly distributed in Japan,the US and China,and most of them are obtained by enterprises in Japan and the US.Secondly,in optical fiber communication industry,the main two emerging technical areas are optics,telecommunications and the integration of them.Thirdly,in optical fiber communication industry,the main two emerging technical sector are equipment,electronic engineering and the integration of them.Finally,suggestions for domestic optical fiber communication enterprises on technological innovation strategy are puts forward.
KeyWords:Emerging Technology;Technology Identification;Technology Fusion;Patent;Optical Fiber Communication
作者简介：周磊(1986-)，女，湖北武汉人，博士，武汉纺织大学会计学院副教授、硕士生导师，研究方向为技术创新管理、数据挖掘；杨威(1985-)，男，湖北随州人，博士，湖北省发展和改革委员会主任科员，研究方向为产业经济学；王芮(1995-)，女，湖北武汉人，武汉纺织大学会计学院硕士研究生，研究方向为工商管理、数据安全。
基金项目：国家社会科学基金青年项目(13CTQ033)；湖北省技术创新专项软科学项目(2017ADC101)
收稿日期：2018-01-09
文章编号：1001-7348(2018)15-0057-06
文献标识码：A
中图分类号：G301
DOI：10.6049/kjjbydc.2017100413
(责任编辑：万贤贤)