基于專利交互影響分析的納米技術(shù)發(fā)展模式國際比較

馬榮康，劉鳳朝

(大連理工大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，遼寧大連116024)

一、引言

納米技術(shù)作為當(dāng)今世界發(fā)展最迅速和影響廣泛的新興科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域之一，是21世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要“引擎”［1］，也是發(fā)達(dá)國家角逐世界科技強(qiáng)國的必爭領(lǐng)域［2］。

作為一個(gè)新興的交叉科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，納米技術(shù)的發(fā)展不僅與其它技術(shù)領(lǐng)域相互滲透，而且其自身的各子技術(shù)領(lǐng)域也相互交叉融合，形成一幅內(nèi)外交叉滲透的發(fā)展圖景。因此，世界各國分別基于納米科技發(fā)展的特有規(guī)律制定相應(yīng)的發(fā)展戰(zhàn)略，以期盡快實(shí)現(xiàn)在納米技術(shù)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域的率先突破。然而，技術(shù)基礎(chǔ)以及戰(zhàn)略選擇的差異性決定了各國在納米技術(shù)領(lǐng)域選擇多樣化的發(fā)展模式。中國作為世界上少數(shù)最先開展納米技術(shù)研究的國家之一，在納米科學(xué)研究領(lǐng)域已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步。但已有研究表明，我國僅在少數(shù)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域占有優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域與美國、歐盟、日本等國家存在較大差距［1，3］。因此，從不同技術(shù)領(lǐng)域交互作用視角，研究納米技術(shù)的發(fā)展模式，識(shí)別我國與其他國家發(fā)展路徑的差異，對(duì)未來納米技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略設(shè)計(jì)具有重要參考價(jià)值。

二、文獻(xiàn)回顧

近年來，隨著納米科技的迅速發(fā)展，納米領(lǐng)域相關(guān)的論文和專利數(shù)量大幅增加，論文及專利中包含的豐富信息為分析納米技術(shù)的發(fā)展提供了較好的數(shù)據(jù)支撐［1］。目前，學(xué)術(shù)界對(duì)世界各國納米技術(shù)發(fā)展規(guī)律的考察主要集中在三個(gè)方面。

一是基于論文或?qū)＠麛?shù)據(jù)對(duì)納米技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行科學(xué)計(jì)量分析。Huang等、Li等基于USPTO、EPO以及JPO專利數(shù)據(jù)分析了納米技術(shù)的國家、機(jī)構(gòu)和技術(shù)領(lǐng)域分布，研究發(fā)現(xiàn)三大專利數(shù)據(jù)庫中排名前列的國家基本相同，各國的優(yōu)勢(shì)技術(shù)領(lǐng)域差別較大［4-6］;Scheu等、Wong等考察了世界各國納米技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域的演變歷史［7-8］;Dang等對(duì)比了1991-2008年世界各國在不同專利數(shù)據(jù)庫中納米技術(shù)專利的發(fā)展情況［9］。梁立明等、官建成等考察了中國納米科技研究動(dòng)向及主要研發(fā)力量分布［10-12］。

二是對(duì)納米技術(shù)發(fā)展中的收斂或擴(kuò)散模式進(jìn)行深入研究。Basselcoulard等分析納米科技論文的引用關(guān)系發(fā)現(xiàn)，其它學(xué)科對(duì)納米技術(shù)引用較多，納米技術(shù)在諸多學(xué)科發(fā)展中發(fā)揮重要作用［13］;Yu的研究也發(fā)現(xiàn)納米技術(shù)向其他學(xué)科流動(dòng)的速度遠(yuǎn)高于其他學(xué)科向納米技術(shù)流動(dòng)的速度，納米技術(shù)是一個(gè)開放的跨領(lǐng)域?qū)W科［14］;Meyer對(duì)瑞典納米技術(shù)專利聚類分析發(fā)現(xiàn)，納米技術(shù)并未收斂到一個(gè)領(lǐng)域，而是擴(kuò)散應(yīng)用到不同產(chǎn)業(yè)部門［15］;Porter和Youtie基于專利數(shù)據(jù)的分析也表明目前納米技術(shù)廣泛地應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域，呈現(xiàn)出跨學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)［16］。

三是對(duì)納米技術(shù)發(fā)展過程中科學(xué)與技術(shù)之間聯(lián)系的研究。Hu等研究發(fā)現(xiàn)納米技術(shù)專利對(duì)論文的引用數(shù)不斷增加，納米科學(xué)對(duì)納米技術(shù)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用［17］。Meyer將納米技術(shù)領(lǐng)域的專利發(fā)明人與論文作者匹配，發(fā)現(xiàn)擁有專利的科學(xué)家論文產(chǎn)出數(shù)量及質(zhì)量都高于沒有專利的科學(xué)家同行，從研發(fā)產(chǎn)出的視角驗(yàn)證了納米科學(xué)與納米技術(shù)之間的聯(lián)系［18］;官建成和王剛波利用中國數(shù)據(jù)也發(fā)現(xiàn)學(xué)術(shù)型發(fā)明人的績效顯著高于純學(xué)術(shù)研究者［19-20］;Bonaccorsi和 Thoma研究發(fā)現(xiàn)納米技術(shù)領(lǐng)域?qū)W術(shù)型發(fā)明人擁有專利的質(zhì)量遠(yuǎn)高于非學(xué)術(shù)發(fā)明人，進(jìn)一步驗(yàn)證了納米技術(shù)發(fā)展中納米科學(xué)和納米技術(shù)之間的良性互動(dòng)［21］。

綜上，學(xué)術(shù)界對(duì)于納米技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、收斂與擴(kuò)散模式以及納米科學(xué)與納米技術(shù)之間的聯(lián)系等問題進(jìn)行了大量研究，取得了諸多有創(chuàng)見的成果。然而，已有研究大都從技術(shù)層面研究納米科學(xué)、技術(shù)乃至產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的規(guī)律，較少從科學(xué)技術(shù)發(fā)展的內(nèi)在機(jī)理與國家科技發(fā)展戰(zhàn)略選擇互動(dòng)的角度，分析如何依據(jù)科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)律，結(jié)合具體國家的特定國情，制定切實(shí)可行的納米技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略問題。納米技術(shù)作為一種廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的技術(shù)，各國基于不同技術(shù)基礎(chǔ)選擇了何種發(fā)展戰(zhàn)略，各國納米技術(shù)發(fā)展過程中不同應(yīng)用領(lǐng)域之間的交互關(guān)系如何？這些問題的回答有助于從技術(shù)層面清晰地揭示不同國家納米技術(shù)的發(fā)展模式。近年來，Choi等提出了基于專利的交互影響分析方法(patent-based cross impact analysis)，通過分析某種技術(shù)對(duì)其他技術(shù)的影響來考察技術(shù)間的交互關(guān)系，進(jìn)而識(shí)別不同技術(shù)間的交互影響模式［22］。借鑒已有研究思路，本文使用美國專利和商標(biāo)局(USPTO)專利數(shù)據(jù)，采取專利交互影響分析方法考察納米技術(shù)不同技術(shù)領(lǐng)域的交互影響，揭示不同國家納米技術(shù)的發(fā)展模式，以期為我國科學(xué)制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略提供參考。

三、樣本數(shù)據(jù)與研究方法

(一)數(shù)據(jù)來源與樣本選取

專利數(shù)據(jù)已經(jīng)被廣泛地用于分析國家、區(qū)域、組織等層面的技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)［23-24］。美國專利和商標(biāo)局(USPTO)的專利信息囊括了世界上大多數(shù)先進(jìn)技術(shù)，尤其是新興技術(shù)，本文使用USPTO檢索納米技術(shù)專利數(shù)據(jù)。2004年，USPTO推出了納米技術(shù)專利專屬分類977，并對(duì)以往的專利進(jìn)行追加，該分類逐漸得到學(xué)術(shù)界的認(rèn)可和廣泛使用［8］，因此本文采用USPTO的納米技術(shù)分類作為檢索標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到專利的質(zhì)量問題，僅檢索USPTO授權(quán)的發(fā)明專利。以977為專利分類號(hào)按授權(quán)日檢索所有的授權(quán)發(fā)明專利作為納米技術(shù)的專利數(shù)據(jù)，檢索日期為2011年11月25日，檢索時(shí)間截止到2010年，一共得到6667件專利。把納米技術(shù)專利按發(fā)明人所屬地址對(duì)國家進(jìn)行分類發(fā)現(xiàn)，從1978到2010年，美國共有1530件，日本共有1153件，德國共有333件，韓國共有306件，這四個(gè)國家是納米技術(shù)專利最多的國家，其專利總和占納米技術(shù)專利總體的 49.83%，中國僅有 81件，占1.21%?？梢哉f，美國、日本、德國和韓國是當(dāng)前納米技術(shù)發(fā)展實(shí)力最強(qiáng)的國家。因此，本文選擇美國、日本、德國和韓國作為研究樣本，對(duì)比分析其納米技術(shù)的發(fā)展模式，并以其為對(duì)照組探討中國納米技術(shù)的發(fā)展路徑。

(二)研究方法與分析框架

USPTO專利數(shù)據(jù)中包含專利所屬的IPC分類(國際專利分類)信息，基于完善的IPC分類體系，可以對(duì)納米技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行具體統(tǒng)計(jì)。借鑒已有關(guān)于IPC分類與技術(shù)領(lǐng)域的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)ISISPRU-OST-concordance［25］，把所有專利按其IPC四位分類對(duì)應(yīng)到43個(gè)技術(shù)領(lǐng)域①根據(jù)Schmoch等的研究，實(shí)際上有44個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，從1到44;但是第8個(gè)技術(shù)領(lǐng)域?yàn)槌霭婕坝∷?，不包含專利，因此與IPC四位分類對(duì)應(yīng)的僅有43個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。，具體技術(shù)領(lǐng)域見表1。如果一條專利包含多個(gè)IPC分類，而這多個(gè)IPC分類屬于不同的技術(shù)領(lǐng)域，說明多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域在該專利中同時(shí)出現(xiàn)，稱為“技術(shù)領(lǐng)域共現(xiàn)”?；趯＠募夹g(shù)共現(xiàn)信息可以分析不同技術(shù)領(lǐng)域之間的關(guān)聯(lián)［26-27］，如果專利存在技術(shù)領(lǐng)域共現(xiàn)，說明該專利屬于多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，這些技術(shù)領(lǐng)域之間存在關(guān)聯(lián)，具有交互融合發(fā)展的趨勢(shì);反之，專利屬于單個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，說明技術(shù)獨(dú)立發(fā)展。

根據(jù)專利的技術(shù)領(lǐng)域共現(xiàn)信息，利用 Choi等［22］提出的基于專利的交互影響分析(patentbased cross impact analysis)方法可以分析納米技術(shù)不同技術(shù)領(lǐng)域之間的交互影響關(guān)系。不同技術(shù)領(lǐng)域之間的交互影響可以用技術(shù)影響指數(shù)(I)衡量，I(A，B)定義為A技術(shù)與B技術(shù)之間的條件概率，衡量A技術(shù)對(duì)B技術(shù)的影響，計(jì)算公式為:

表1 按IPC四位分類的43個(gè)技術(shù)領(lǐng)域

公式中，N(A)指A技術(shù)的所有專利數(shù)，N(A∩B)指A技術(shù)與B技術(shù)共現(xiàn)的專利數(shù)。該指數(shù)位于0-1之間，值越接近于0，說明A技術(shù)對(duì)B技術(shù)的影響程度越低;值越接近于1，說明A技術(shù)對(duì)B技術(shù)的影響程度越高。

如果同時(shí)計(jì)算I(B，A)，就可以得出B技術(shù)對(duì)A技術(shù)的影響。根據(jù)I(A，B)與I(B，A)的高低，可以把A技術(shù)與B技術(shù)之間的交互影響分為三種類型，從而識(shí)別不同的交互影響模式。如果I(A，B)與I(B，A)均為高影響指數(shù)，那么技術(shù)對(duì)(A，B)或(B，A)就屬于“雙向影響技術(shù)對(duì)”;如果I(A，B)與I(B，A)一個(gè)為高影響指數(shù)，另一個(gè)為低影響指數(shù)，那么技術(shù)對(duì)(A，B)或(B，A)就屬于“單向影響技術(shù)對(duì)”;如果 I(A，B)與 I(B，A)均為低影響指數(shù)，那么A技術(shù)與B技術(shù)之間的交互影響程度較低，二者幾乎是獨(dú)立的，(A，B)或(B，A)可以稱為“無影響技術(shù)對(duì)”。本文把I值大于或等于0.5界定為高影響指數(shù)，小于0.5界定為低影響指數(shù)。

如果把所有技術(shù)領(lǐng)域之間的交互影響表示成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)形式，那么就可以把分析視角從兩兩技術(shù)領(lǐng)域關(guān)系擴(kuò)展到所有技術(shù)領(lǐng)域關(guān)系。因此，以技術(shù)領(lǐng)域?yàn)楣?jié)點(diǎn)，以技術(shù)領(lǐng)域間的影響作為節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系，節(jié)點(diǎn)聯(lián)系的方向?yàn)榧夹g(shù)領(lǐng)域間的影響方向，便可以繪制技術(shù)領(lǐng)域間的交互影響網(wǎng)絡(luò)圖譜。本文利用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)理論中的“核心-邊緣”模型，分析各國納米技術(shù)交互影響網(wǎng)絡(luò)的“核心-邊緣”結(jié)構(gòu)，識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點(diǎn)、邊緣節(jié)點(diǎn)及其交互關(guān)系，從而可以在整體層面對(duì)比各國納米技術(shù)不同領(lǐng)域間的交互影響模式。

綜上，基于專利數(shù)據(jù)考察納米技術(shù)專利的技術(shù)共現(xiàn)及領(lǐng)域分布、對(duì)比技術(shù)交互影響指數(shù)及技術(shù)對(duì)類型分布、分析技術(shù)交互影響網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)特征，便構(gòu)成從技術(shù)關(guān)聯(lián)角度考察不同國家納米技術(shù)發(fā)展模式的分析框架。

四、美、日、德、韓納米技術(shù)發(fā)展模式比較及中國啟示

(一)納米技術(shù)專利的技術(shù)共現(xiàn)與領(lǐng)域分布對(duì)比

表2統(tǒng)計(jì)了樣本國家納米技術(shù)專利的技術(shù)領(lǐng)域共現(xiàn)情況?？梢钥闯?，雖然美國和日本是納米技術(shù)專利最多的國家，德國和韓國的專利總數(shù)比較接近，但是從納米專利技術(shù)共現(xiàn)與獨(dú)立發(fā)展的情況看，四國呈現(xiàn)出與專利總數(shù)不同的模式。美國和韓國技術(shù)共現(xiàn)專利數(shù)僅占21%和22%，而日本和德國則分別占47%和46%，說明美國和韓國納米技術(shù)各技術(shù)領(lǐng)域獨(dú)立發(fā)展的趨勢(shì)比較明顯，技術(shù)領(lǐng)域間的關(guān)聯(lián)程度較低，而日本和德國不同技術(shù)領(lǐng)域間的關(guān)聯(lián)程度則較高。從納米技術(shù)分布的技術(shù)領(lǐng)域數(shù)看，專利總數(shù)較多的美國和日本技術(shù)領(lǐng)域分布較為廣泛，而專利相對(duì)較少的德國和韓國納米技術(shù)分布領(lǐng)域較少，但是幾乎所有技術(shù)領(lǐng)域均與其他技術(shù)領(lǐng)域存在共現(xiàn)關(guān)系，說明各國納米技術(shù)發(fā)展過程中不同技術(shù)領(lǐng)域之間或多或少地存在關(guān)聯(lián)，跨技術(shù)領(lǐng)域的融合發(fā)展是納米技術(shù)發(fā)展的普遍現(xiàn)象。

表2 樣本國家納米技術(shù)專利及技術(shù)領(lǐng)域統(tǒng)計(jì)

圖1對(duì)比了樣本國家納米技術(shù)重點(diǎn)領(lǐng)域的分布情況，圖中省略了四個(gè)國家專利數(shù)均小于5的技術(shù)領(lǐng)域?？梢钥闯觯瑯颖緡壹{米技術(shù)主要分布于25個(gè)技術(shù)領(lǐng)域?；净瘜W(xué)(10)、電子元件(34)、測量儀器(38)是四個(gè)國家表現(xiàn)都比較突出的技術(shù)領(lǐng)域，作為納米技術(shù)基礎(chǔ)領(lǐng)域的納米化學(xué)、納米電子學(xué)以及儀器設(shè)備是所有納米強(qiáng)國發(fā)展的必需。其次是非金屬及金屬制品(18、19、20)、基本制造(13、24、25、28)、儀器設(shè)備(37、40)等應(yīng)用領(lǐng)域，這體現(xiàn)了納米技術(shù)在各產(chǎn)業(yè)部門的廣泛應(yīng)用。25個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中，除了電子元件(34)外，美國幾乎在所有領(lǐng)域均衡發(fā)展，體現(xiàn)了美國全面領(lǐng)先的納米技術(shù)戰(zhàn)略布局;日本在個(gè)別領(lǐng)域重點(diǎn)優(yōu)先發(fā)展，如基本化學(xué)(10)、辦公設(shè)備和計(jì)算機(jī)(28)、電子元件(34)、測量儀器(38)，其他領(lǐng)域選擇性兼顧發(fā)展，并且采取與美國有所差異的發(fā)展路線，如在28、38、40領(lǐng)域比美國發(fā)展突出;德國是有選擇的側(cè)重發(fā)展，除了10、34、38等基礎(chǔ)領(lǐng)域，主要在制藥(13)、辦公設(shè)備和計(jì)算機(jī)(28)和醫(yī)療設(shè)備(37)領(lǐng)域有所應(yīng)用;而韓國目前主要在基礎(chǔ)領(lǐng)域發(fā)展，尤其是電子元件(34)和基本化學(xué)(10)領(lǐng)域，在其他領(lǐng)域的應(yīng)用還處于起步階段。

圖1 美國、日本、德國與韓國納米技術(shù)重點(diǎn)領(lǐng)域分布對(duì)比

表3 美國、日本、德國與韓國技術(shù)影響指數(shù)排名前10技術(shù)對(duì)統(tǒng)計(jì)

(二)納米技術(shù)交互影響指數(shù)及技術(shù)對(duì)類型對(duì)比

在測算技術(shù)交互影響指數(shù)時(shí)，考慮到樣本國家在部分納米技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)極少，不足以考察其與其它技術(shù)領(lǐng)域之間的互動(dòng)關(guān)系，因此僅考察納米技術(shù)專利數(shù)大于5的技術(shù)領(lǐng)域之間的交互影響。通過測算樣本國家的技術(shù)交互影響指數(shù)發(fā)現(xiàn)，美國、日本、德國與韓國交互影響指數(shù)大于0的技術(shù)對(duì)個(gè)數(shù)分別為229、276、162和76，其中影響指數(shù)大于或等于0.5的高影響技術(shù)對(duì)的個(gè)數(shù)分別為0、68、47 和19，所占比例分別為 0、25%、29%和25%。可以看出，相對(duì)其他三個(gè)國家而言，美國沒有高影響技術(shù)對(duì)，各技術(shù)領(lǐng)域獨(dú)立發(fā)展的特征較明顯;日本和德國是影響技術(shù)對(duì)總數(shù)和高影響技術(shù)對(duì)比例均較高的國家，技術(shù)領(lǐng)域之間的關(guān)聯(lián)程度較高;韓國則處于以上國家之間，技術(shù)領(lǐng)域交互影響程度高于美國，但低于日本和德國。

在測算技術(shù)影響指數(shù)的基礎(chǔ)上，按影響指數(shù)的高低對(duì)不同技術(shù)對(duì)進(jìn)行分類。由于無影響技術(shù)對(duì)不是關(guān)注的重點(diǎn)，因此僅考慮技術(shù)影響指數(shù)大于或等于0.5的高影響技術(shù)對(duì)的分類情況。以I(A，B)作為橫坐標(biāo)，以 I(B，A)作為縱坐標(biāo)(其中A＜B)，可以繪制高影響技術(shù)對(duì)的二維分布圖。美國沒有高影響技術(shù)對(duì)，因此僅繪制日本、德國和韓國的技術(shù)對(duì)分類情況，其中，高-高象限為雙向影響技術(shù)對(duì)，高-低與低-高象限均為單向影響技術(shù)對(duì)。表3統(tǒng)計(jì)了樣本國家技術(shù)影響指數(shù)排名前10的技術(shù)對(duì)，圖2顯示了日本、德國和韓國的技術(shù)對(duì)分類的二維分布。

由表3可知，美國沒有高于0.5的高影響技術(shù)對(duì)，前10名技術(shù)影響指數(shù)在0.28-0.48之間;日本和德國前10名均在0.85-1之間，韓國在0.53-0.89之間。具體來看，美國主要在納米化學(xué)領(lǐng)域存在一定的交互影響，包括化學(xué)品(11、15)對(duì)基本化學(xué)(10)、制藥(13)以及人造纖維(16)的影響，其他諸多領(lǐng)域(22、40)的發(fā)展也對(duì)納米化學(xué)產(chǎn)生了一定的影響，體現(xiàn)出納米化學(xué)作為基礎(chǔ)領(lǐng)域在美國納米技術(shù)應(yīng)用中的廣泛性。

結(jié)合圖2可知，日本共有11組雙向影響技術(shù)對(duì)，46個(gè)單向影響技術(shù)對(duì)。雙向影響技術(shù)對(duì)主要包括(19，25)、(35，38)、(20，40)、(16，18)、(13，25)、(19，38)、(30，34)，體現(xiàn)為金屬(19、20)與機(jī)械(25)及儀器設(shè)備(38、40)領(lǐng)域在納米技術(shù)應(yīng)用中的相互促進(jìn)與協(xié)同發(fā)展;技術(shù)交互影響較高的技術(shù)對(duì)基本都屬于單向影響技術(shù)對(duì)，其中基本化學(xué)(10)對(duì)制藥和金屬領(lǐng)域、機(jī)床(24)對(duì)化學(xué)、金屬及非金屬、電子元件(34)對(duì)控制裝備和汽車領(lǐng)域、醫(yī)療設(shè)備(37)和測量儀器(38)分別對(duì)金屬、化學(xué)以及機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生單向影響，這些技術(shù)之間的交叉融合促進(jìn)了日本納米技術(shù)在納米電子學(xué)、納米儀器及設(shè)備等領(lǐng)域的發(fā)展。

圖2 日本、德國與韓國交互影響技術(shù)對(duì)分類分布

德國共有7組雙向影響技術(shù)對(duì)，33個(gè)單向影響技術(shù)對(duì)。雙向影響技術(shù)對(duì)主要包括(19，24)、(20，24)、(10，22)、(10，16)，體現(xiàn)為金屬、化學(xué)與機(jī)械領(lǐng)域之間的相互影響，反映出德國納米技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的逐步興起，這在單向影響技術(shù)對(duì)中也得到了一定體現(xiàn)，如金屬(19、20)對(duì)通用機(jī)械(22)、專用機(jī)械(25)及辦公設(shè)備和計(jì)算機(jī)(28)等領(lǐng)域的單向影響。雖然目前德國納米技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用還比較有限，但機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域的發(fā)展正逐步帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的興起。

韓國共有4組雙向影響技術(shù)對(duì)，11個(gè)單向影響技術(shù)對(duì)。雙向影響技術(shù)對(duì)為(13，38)、(16，38)、(20，38)、(20，25)，體現(xiàn)為化學(xué)、金屬與測量儀器以及金屬與專用機(jī)械之間的交互影響;單向影響技術(shù)對(duì)中，主要是化學(xué)、金屬、機(jī)械、電子元件和測量儀器等領(lǐng)域?qū)︶t(yī)療設(shè)備(37)產(chǎn)生了單向影響。韓國的醫(yī)療設(shè)備和測量儀器領(lǐng)域正積極與其他技術(shù)融合發(fā)展，是未來可能崛起的重要納米技術(shù)領(lǐng)域。

綜上，從技術(shù)影響指數(shù)及技術(shù)對(duì)分類來看，四國納米技術(shù)的交互影響模式呈現(xiàn)出明顯的差異。美國的技術(shù)交互影響主要集中在納米化學(xué)領(lǐng)域;日本的納米電子學(xué)、金屬、儀器及設(shè)備領(lǐng)域之間均存在一定的交互影響;德國主要集中在機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，而韓國體現(xiàn)為化學(xué)及金屬設(shè)備與醫(yī)療設(shè)備和測量儀器領(lǐng)域的交互影響?？傮w而言，美國納米技術(shù)發(fā)展過程中的交互影響較弱，日本納米技術(shù)各領(lǐng)域間的交互融合程度較高，而德國和韓國的部分技術(shù)領(lǐng)域通過與其他技術(shù)的交叉融合，在納米技術(shù)向機(jī)械、計(jì)算機(jī)、儀器設(shè)備等領(lǐng)域的拓展應(yīng)用中發(fā)揮了積極作用。

(三)納米技術(shù)交互影響網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征分析

為了從整體上考察所有納米技術(shù)領(lǐng)域之間的交互影響關(guān)系，以技術(shù)影響指數(shù)0.5作為技術(shù)間是否存在聯(lián)系的界定標(biāo)準(zhǔn)，利用UCINET6.0軟件繪制日本、德國和韓國的技術(shù)交互影響網(wǎng)絡(luò)圖譜，如圖3所示。利用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析中的“核心-邊緣”模型，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行二值化轉(zhuǎn)換后，測算了日本、德國和韓國納米技術(shù)交互影響網(wǎng)絡(luò)的“核心-邊緣”結(jié)構(gòu)。

表4顯示了日本、德國和韓國技術(shù)交互影響網(wǎng)絡(luò)的“核心-邊緣”密度矩陣。德國的模型最終適合度最高(0.34)，核心-邊緣結(jié)構(gòu)比較明顯;其次是日本，模型適合度為0.201，網(wǎng)絡(luò)也呈現(xiàn)出比較明顯的核心-邊緣結(jié)構(gòu)，而韓國的模型適合度較低(0.119)，網(wǎng)絡(luò)的核心與邊緣分塊趨勢(shì)較弱。具體而言，日本核心組之間的密度為0.221，說明核心技術(shù)領(lǐng)域之間的交互影響程度較高;核心組與邊緣組之間的密度僅為0.071和0.063，說明邊緣組技術(shù)領(lǐng)域與核心技術(shù)領(lǐng)域之間聯(lián)系較弱，而邊緣組之間的密度為0，表明邊緣組技術(shù)領(lǐng)域幾乎游離于技術(shù)交互影響網(wǎng)絡(luò)之外。德國核心組之間的密度為0.347，核心技術(shù)領(lǐng)域之間存在緊密的交互關(guān)系，而核心組對(duì)邊緣組的影響程度也較高，二者間的密度達(dá)到0.19，核心組技術(shù)領(lǐng)域帶動(dòng)了邊緣組技術(shù)領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展;但邊緣組對(duì)核心組的影響以及邊緣組之間的交互程度相對(duì)較低。韓國核心組之間也存在緊密的聯(lián)系，密度達(dá)到0.333，但核心組與邊緣組之間的交互關(guān)系較弱，邊緣組之間的交互程度反而較高，達(dá)到0.167。

圖3 日本、德國與韓國技術(shù)交互影響網(wǎng)絡(luò)圖譜

表4 日本、德國與韓國交互影響網(wǎng)絡(luò)“核心-邊緣”密度矩陣

表5具體統(tǒng)計(jì)了日本、德國和韓國的核心組與邊緣組技術(shù)領(lǐng)域。日本的核心組技術(shù)領(lǐng)域遍布化學(xué)、金屬、非金屬、電信、儀器設(shè)備等領(lǐng)域，邊緣組主要是制藥、機(jī)械、電池及照明、汽車等領(lǐng)域，核心領(lǐng)域與邊緣領(lǐng)域恰恰是日本納米技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)領(lǐng)域。德國的核心組技術(shù)領(lǐng)域包括化學(xué)、非金屬、機(jī)械、辦公設(shè)備和計(jì)算機(jī)、電子等領(lǐng)域，邊緣組包括制藥、金屬、電信、醫(yī)療設(shè)備、測量儀器等領(lǐng)域，其中制藥、醫(yī)療設(shè)備和測量儀器作為德國納米技術(shù)發(fā)展比較迅速的技術(shù)，對(duì)其他技術(shù)的影響和帶動(dòng)作用還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。韓國的核心組技術(shù)領(lǐng)域包括化學(xué)、制藥、金屬、醫(yī)療設(shè)備和測量儀器，邊緣組主要是辦公室設(shè)備、電子元件領(lǐng)域，其中電子元件作為專利最多的領(lǐng)域，并沒有在核心組與邊緣組的交互中充分發(fā)揮作用。

(四)我國納米技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

表5 日本、德國與韓國核心組與邊緣組技術(shù)領(lǐng)域分布

作為國家重大科學(xué)研究計(jì)劃之一，納米科技的研發(fā)在我國得到了政府科技部門、研究機(jī)構(gòu)和高校院所的充分重視［20］。目前，我國在納米技術(shù)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得了顯著成就，在國際論文發(fā)表量方面居于世界前列，但在納米技術(shù)的應(yīng)用和商業(yè)化方面做得還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠［2］。從美國專利和商標(biāo)局(USPTO)檢索結(jié)果看，截止到2010年，包含中國發(fā)明人的納米技術(shù)授權(quán)專利共有81件，其中第一件是在1997年授權(quán)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，我國納米技術(shù)擴(kuò)展到了16個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，但專利數(shù)大于5件的僅有7個(gè)領(lǐng)域。其中，基本化學(xué)(10)、人造纖維(16)以及電子元件(34)領(lǐng)域是目前應(yīng)用較多的技術(shù)領(lǐng)域。可以看出，我國的納米技術(shù)主要應(yīng)用于部分基礎(chǔ)領(lǐng)域方面，多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展仍處于起步階段。

從技術(shù)領(lǐng)域間的交互關(guān)系看，我國有28件專利屬于技術(shù)共現(xiàn)專利，大約占35%，技術(shù)融合發(fā)展的趨勢(shì)比美國和韓國明顯，但弱于日本和德國。專利數(shù)大于5的7個(gè)技術(shù)領(lǐng)域均與其他技術(shù)存在共現(xiàn)關(guān)系，但技術(shù)交互影響指數(shù)大于或等于0.5的交互影響技術(shù)對(duì)僅有六對(duì)，分別為(34，38)、(25，34)、(25，18)、(10，18)、(16，34)和(15，16)，均為單向影響技術(shù)對(duì)，主要體現(xiàn)為電子元件、化學(xué)、機(jī)械、非金屬以及測量儀器領(lǐng)域之間的交互影響?；瘜W(xué)、人造纖維和電子元件作為專利最多的技術(shù)領(lǐng)域，也是我國納米技術(shù)發(fā)展中的核心領(lǐng)域，帶動(dòng)了納米技術(shù)向其他應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。

綜上，從納米技術(shù)發(fā)展模式上看，我國與德國發(fā)展模式有所類似，側(cè)重在化學(xué)、機(jī)械和電子等領(lǐng)域率先發(fā)展，通過彼此交互影響帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域協(xié)同發(fā)展。日本的發(fā)展模式可能是我國進(jìn)一步發(fā)展的借鑒，通過支持目前次優(yōu)領(lǐng)域(如非金屬、測量與儀器)的發(fā)展，使其逐步得到積累并形成一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而擴(kuò)大核心技術(shù)領(lǐng)域的陣營。因此，政府應(yīng)該大力促使諸多核心技術(shù)之間產(chǎn)生良好的互動(dòng)融合，催發(fā)納米技術(shù)整體的協(xié)同發(fā)展效應(yīng)，從而推動(dòng)我國納米技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

五、結(jié)論

本文利用USPTO專利數(shù)據(jù)，使用專利交互影響分析及社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，分析了美國、日本、德國和韓國納米技術(shù)的發(fā)展模式，并探討了中國的發(fā)展路徑，研究結(jié)論如下。

第一，考察期內(nèi)，美國和日本是納米技術(shù)實(shí)力最突出的國家，德國和韓國緊跟其后，各國納米技術(shù)呈現(xiàn)出不同的發(fā)展模式。美國采取的是各分支領(lǐng)域整體推進(jìn)，相互獨(dú)立均衡發(fā)展的模式;日本采取的是優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展，通過技術(shù)交互融合實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展的模式;德國是關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域率先突破，帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域共同發(fā)展的模式;韓國是基礎(chǔ)領(lǐng)域內(nèi)部率先交互融合，應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域選擇發(fā)展的模式。

第二，從納米技術(shù)領(lǐng)域的交互影響模式看，日本在納米化學(xué)、電子學(xué)、金屬、儀器及設(shè)備領(lǐng)域之間存在良好的交互融合;德國的化學(xué)、非金屬、機(jī)械、辦公設(shè)備和計(jì)算機(jī)、電子等領(lǐng)域的技術(shù)交互影響程度較高，尤其是機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域;韓國的化學(xué)及金屬設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和測量儀器等領(lǐng)域呈現(xiàn)協(xié)同發(fā)展的態(tài)勢(shì)。也就是說，各納米技術(shù)強(qiáng)國幾乎不約而同地把納米化學(xué)、電子學(xué)、金屬、關(guān)鍵儀器和設(shè)備等作為優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域，并進(jìn)一步通過先發(fā)領(lǐng)域?qū)ο嚓P(guān)領(lǐng)域的單向帶動(dòng)，形成納米技術(shù)體系的重點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模塊，再通過各網(wǎng)絡(luò)模塊間的交互作用實(shí)現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域的全局聯(lián)通，進(jìn)而促進(jìn)納米技術(shù)的整體發(fā)展。

第三，我國雖然在納米科學(xué)基礎(chǔ)研究方面取得了諸多成就，但在納米應(yīng)用技術(shù)開發(fā)方面與納米科技強(qiáng)國還有較大差距，納米技術(shù)領(lǐng)域之間的交叉融合程度較低。就各技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的推進(jìn)次序看，尚未實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域率先突破、關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域向重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域滲透并帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展，進(jìn)而通過各技術(shù)領(lǐng)域的相互交叉、形成納米技術(shù)體系基本功能模塊的良性互動(dòng)的發(fā)展機(jī)制。就國外經(jīng)驗(yàn)的借鑒看，德國的發(fā)展模式是當(dāng)前階段可以借鑒的對(duì)象，應(yīng)該對(duì)當(dāng)前核心技術(shù)領(lǐng)域給予大力支持，同時(shí)建立產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展平臺(tái)促進(jìn)與其他技術(shù)間的交互影響;在納米技術(shù)發(fā)展的下一階段，應(yīng)該借鑒日本的發(fā)展模式，促進(jìn)次優(yōu)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)積累，擴(kuò)大納米技術(shù)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域的范圍，并積極推進(jìn)核心技術(shù)網(wǎng)絡(luò)模塊間建立良好的協(xié)同發(fā)展機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)整體實(shí)力的提升，在全球競爭中占據(jù)領(lǐng)先地位。

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