中国生物医药产业专利现状及发明者合作网络演化研究

□洪 进 宛晓梅 [中国科学技术大学 合肥 230026]

中国生物医药产业专利现状及发明者合作网络演化研究

□洪 进 宛晓梅 [中国科学技术大学 合肥 230026]

以中国知识产权局2000～2009年受理的专利数据为例，首先，从专利申请授权状况、所属地区、国别、权利要求项数等多方面分析了生物医药产业专利现状。然后，研究并分析了专利发明者合作网络特征的演化。研究结果显示：国内生物医药专利申请、授权数量已经超过国外；我国生物医药的发展区域性较强，分布不均匀，主要集中少数省份；中国权利要求项数均值与美国相差甚远；专利合作强度、网络平均中心度、高产发明者以及重复合作者对所占比例整体上都呈现出递增趋势。

专利现状；生物医药产业；合作网络；发明者；演化

引言

专利是知识产权的核心，据世界知识产权组织（WIPO）统计，世界上90%～95%的发明成果以专利的形式问世，其中约70%的发明成果不再以其他形式出版[1]。生物医药是以科学为基础的知识密集型行业，专利被广泛利用去保护发明，生物医药的大部分创新成果是以专利申请的形式呈现。另外，生物技术企业经常通过与伙伴的互动交流来提高他们的学习能力，合作对生物技术领域以及该领域的科学家的持续发展都是至关重要的，而且行动者在合作网络中的位置特点及合作模式对其创新产出质量是有一定的影响的。本文将以2000～2009年国家知识产权局受理的专利数据为基础，试图分析中国生物医药产业的专利现状以及发明者合作网络的特征演化。

一、中国生物医药产业专利现状分析

（一）2000～2009年生物医药产业专利申请和授权总体状况

图1显示的是国内外生物医药专利的申请授权状况，从图中可见，除了2000年和2002年，其他年份的国内专利申请量和授权量一直高于国外专利申请量。

图1 生物医药产业专利的申请和授权趋势分析图

（二）生物医药专利的区域分布状况

1．国外生物医药专利申请、授权所属国家分布状况

2000～2009年国家知识产权局受理的生物医药专利申请国中，美国占37.3%，位居第一，其后依次是：日本（11%）、德国（6.9%）、瑞士（5.7%）、英国（5%）、法国（4.9%）、韩国（3.7%）、加拿大（3.1%）、荷兰（3%）、丹麦（2.9%）(见图2)。我国授权的国外生物医药专利中，美国占39.1%，亦居第一，其后依次是日本（9.7%）、德国（7.2%）、英国（5.6%）、瑞士（5.6%）、法国（4.2%）、韩国（3.8%）、加拿大（3.4%）、比利时（3.1%）、荷兰（3%）（见图3）。欧盟国家总申请量和总授权量均占国外专利申请量和授权量的30.1%。

图3 国外生物医药专利授权所属国分布

美国、欧盟、日本生物医药产业专利申请量占国外申请总量的 78.4%，授权量占国外授权总量的78.9%。欧盟国家中，生物医药专利申请和授权九成以上来自德国、英国、法国、比利时、荷兰、丹麦、瑞典和意大利。

2．国内生物医药专利申请、授权所属地区分布状况

国内生物医药产业专利申请中，江苏（24.9%）、北京（18.9%）和上海（14.6%）以较大优势领先于其他地区。其后依次是广东（8.8%）、浙江（4.9%）、湖北（3.9%）、黑龙江（2.8%）、山东（2.6%）、吉林（2.2%）、天津（1.8%）（见图 4）。国内生物医药专利授权中，除了山东和黑龙江的排序有所改变，山东（2.6%）的专利授权量高于黑龙江（2.4%）的专利授权量（见图 5），其余地区排名情况和专利申请情况相同。

图4 国内生物医药专利申请所属区域分布

以上十个地区申请量合计占国内申请总量的85.4%，授权量占国内授权总量的84.5%。这说明我国生物医药产业的发展区域性比较强，发展不够均匀，主要集中于少数省份。其中，集中程度较高的地区是北京、上海和江苏三个地区。可能的原因可能有以下几点：第一，这几个地区的大学分布比较集中，科研力量较强。拥有中国科学院、中国医学科学院、中国中医科学院、军事医学科学院、上海医药工业研究院，北京大学、清华大学、复旦大学等高水平生物医药科研机构。第二，经济比较发达，相比较其他地区更容易吸收高水平的人才。首先，地方经济的发展必然带动教育环境以及科研条件的改善，好的教育环境能够培养出更优秀的人才，而好的科研条件更是能够留住人才。此外，经济的繁荣必然有着完善的金融支撑，风险投资对于生物医药产业发展具有重要的作用。

图5 国内生物医药专利授权所属区域分布

（三）国内外生物医药研发的技术领域分布

随着生物技术发展步伐的不断加快, 技术对企业生存和竞争战略的作用越来越显著。每一件专利文件都会按照国际专利分类（IPC）分类，以说明发明所涉及的具体技术领域。统计专利文件的 IPC 分类号分布，可以发现技术研发热点和技术创新集中的技术领域。本部分采用小类来区分不同的技术领域。从表1可以看出的是，2000～2009年以来，技术的研发热点依次为C12N、A61K、G01N、C07K、A61P、C12Q、C12P、C12R。

表1 近年来IPC类比例分布

（四）中国生物医药产业专利的权利要求项数

图2 国外生物医药专利申请所属国分布

Tong和Frame的研究表明，权利要求项数是专利高价值的一致显著性指示[2]。Lanjouw和Schankerman更是通过实证研究，提出特别是在生物技术领域，权利要求项数是专利质量最重要的指标。因此，以专利权利要求项数作为对比项加以分析，可以从一定程度上反映出我国与美国生物医药专利的质量差距。

图6 生物医药产业专利权利要求项数变化趋势

图6 的趋势图显示出国内的权利要求项数均值上升幅度非常小，远远没有赶上美国，国内外的生物医药专利质量差距还是十分明显的。初步显示国外生物医药专利相对于国内更复杂，技术含量更高。

二、中国生物医药产业发明者合作网络的演化研究

（一）发明者合作网络特征的演化

1．发明者合作强度和专利合作率的演化

科学合作的程度可以用合作强度(Subramanyam)[3]来衡量，一般是指论文或报告的平均著者人数，这里我们用它来表示专利的项均发明者人数。科学合作度的另一个衡量指标是合作率[4]，具体到本研究中它表示的是专利合作率，它的值是合作的专利项数和全部专利项数的比值。

图7 专利合作强度的变化趋势图

图8 专利合作率的演变

从图7可以看出，专利合作团队的平均规模在4.27到5.07人之间，专利合作强度越来越高。图8显示出六个子网络的专利合作率处于64.9%～78.1%这个范围内，可以表明的是所有时间段内的专利合作率都相当高的，即合作的范围是比较大的。该趋势图再次证明了合作已经成为当今技术研究的趋势。

2．平均程度中心度和网络中介中心势变化趋势

平均程度中心度（Average Degree）可以用于不同规模网络之间的比较，相对于密度，它是度量网络整体凝聚力的一个更好的指标。从图9可以看出平均程度中心度整体上呈现出不断递增的趋势。可能的解释是生物医药技术越来越复杂，单个发明者所掌握的知识也越来越专业化，知识的互补性需求不断增加，每个发明者要想有所产出，都需要综合各方面的人才的力量才能完成创新。

图9 平均程度中心度和网络的中介中心势

中介中心势（Betweenness ce ntralization）刻画的是整体网络的中心性，中介中心势值越高, 表示网络的集中趋势也越明显。由于中心势的值很小，为了方便画图，在图11中我们使用的是处理后（乘以1000所得）的数据。不难看出除了第六个子网络的中介中心势指数有所下降，其余阶段都是呈不断增加的趋势，并且在第五个子网络中达到最大值。因此，可以得出网络的集中趋势先是越来越高然后是急剧降低这样的结论。另外，在2004～2008年这个子网中，网络的集中度最高，说明某一点在很大程度上控制着网络中资源。

3．高产发明者所占比例变化趋势

Cohen和Lebinthal的研究建议并不仅是在公司内部的进行基础研究投资必需的，聘用最好的研究人员也非常必要的，这些人员通常被称作“明星科学家”[5]。Zucker，Darby和Brewer的研究结果也支持了这一论点，他们的研究表明新公司的成立与新产品的引进与企业和明星科学家的联系有关[6，7]。公司新产品的开发数量及其在市场上的表现均受到与明星科学家的合作研究的影响。由此可见明星科学家在科学合作研究中具有重要的作用。此外，Murray的研究结果表明，在诸如生物医学工程这样的以科学为基础的领域，科学家网络和发明者网络几乎重叠。因此，本文可以将“明星科学家”的概念等同于“高产发明者”。在本研究中，定义拥有专利申请数量大于等于5件的发明者为高产发明者。

从图10的趋势线不难看出，虽然高产发明者所占比例呈现出递增趋势，但是增长的幅度非常小，在0.24%～0.56%之间。高产发明者所占的比例也是相当少的，最高也只有3.95%，这说明资源总是控制在少部分人手中。

图10 高产发明者所占比例

4．重复发明者对所占比例的变化趋势

Newman指出一对科学家合作的概率随着他们共同拥有的合作者数增加而增加，而且科学家获得新合作者概率也随前期合作者数增加而增加[8]。重复合作能够增进相互信任，从而进行更深入的研究合作（相互之间传递更高质量的信息和知识）以提高创新质量。因此，前期合作也被证明是未来成功的决定性因素。Cowan，Jonard 和Zimmermann认为前期的合作能够提高成功合作的概率，Fleming等也提出发明者前期合作网络很大程度上影响着后续的生产率[9]。

从图11所示的趋势线可以看出，总体上而言，重复发明者对所占比例呈递增趋势，从最初的21.43%逐步上升到近年来的24.1%。这说明了生物医药领域内发明者之间的重复合作越来越频繁，发明者之间的相互信任程度也随之增加，交流的信息内容必然随着更加深刻，有可能进行深度合作。

图11 重复合作者对所占比例变化趋势图

（二）发明者合作网络的演化

我们运用Pajek绘制了合作次数至少为5次（也可称为高产发明者）的发明者合作网络图。最终得到的中国生物医药产业高产发明者合作网络演化图（如图12～图17所示）。

图12 2000～2004年高产发明者合作网络图

图13 2001～2005年高产发明者合作网络图

图14 2002～2006年高产发明者合作网络图

图15 2003～2007年高产发明者合作网络图

图16 2004～2008年高产发明者合作网络图

图17 2005～2009年高产发明者合作网络图

图18 高产发明者合作网络的平均程度中心度变化趋势

从上面的发明者合作网络的演化图（图13～图17）来看，我们可以得出的结论的是：高产发明者人数规模在不断地的扩大，且网络组件个数越来越多，这说明高产发明者之间的交流合作还是很不够的。另外，从图18可以看出的是，生物医药产业专利高产发明者网络的平均程度中心度（Average Degree）在3.574～4.061这个范围内浮动，网络的凝聚力偏低，成员之间的互动沟通不够充分。多产发明者在一定意义上来讲可以视为该领域内的领头者，他们之间流动的信息都是高质量的信息。未来产业界的一些协会可以多举办些研究的交流活动，以促进这些成员的相互认识，鼓励他们展开进一步的知识互换合作，从而促进创新成果的产出。

三、结论与展望

通过专利现状分析，我们可以得出的结论是：近年，国内生物医药专利申请、授权数量已经超过国外，但国内的生物医药专利在各省市的分布极不均匀。总体上，国内生物技术专利态势在向好的方向发展。但是，还必须清醒地认识到国内生物医药产业发展还存在着问题。目前的转变主要还是数量上的，而不是质量上的。虽然国内专利在数量上占优，但在体现专利质量的指标上国内仍然处于劣势。

从专利发明者合作网络的特征分析的发现有以下几点：首先，中国生物医药行业的发明者合作强度呈现不断递增趋势，且合作已经成为专利创新的主要方式。其次，平均程度中心度整体上呈递增趋势，说明生物医药产业专利发明者合作网络的凝聚力不断加强。另外，高产发明者所占比例虽然在不断增加，但是最大值也只有3.95%。值得一提的是，高产发明者虽然比例不多但是他们的作用却是不容忽视的，他们一般都是领域内的专家，掌握着重要的知识信息资源。因此，专利的合作需要提高高产发明者的参与率，这样才能够提高专利的产出率。最后，重复合作者对所占比例同样呈现出不断增加的趋势。需要注意的是，重复合作是一把双刃剑，既能提高专利质量也能降低专利质量。反复的合作使得发明者间的相互信任程度不断增加，可能会有更深入的信息交流与合作，创新的成果更加有质量。但是也有可能使发明者形成思维定势，发明成果之间差异不大，非常相近，这样的话，专利质量必然降低。

当然，本文的研究主题仍然存在着很大的拓展或完善的空间：第一，本研究局限于中国生物医药产业2000～2009年的数据，未来可以研究其他时间段专利现状及发明者合作网络特征。第二，由于专利信息来源的限制，本研究仅选取权利要求项数作为专利质量的近似表示，待中国专利数据库的进一步完善后，可以采用引文数量、维持时间、专利家族范围等更多的专利指标的综合指标来衡量专利质量。第三，本研究没有涉及专利质量的影响因素研究，未来的研究可以研究这方面内容，为提高我国生物医药产业专利质量提供可参考建议。

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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

编辑 何 婧

2012−03−19

国家自然科学基金项目：区域技术创新网络的混合治理机制及其绩效评估究(71172213)；教育部人文社会科学研究项目：基于国家创新系统的虚拟R&D组织研究(09YJA63015)；国家社会科学基金重大招标项目：中西部地区资源节约型和环境友好型社会建设战略研究(08&ZD043).

洪 进（1965−）男，博士，中国科学技术技术管理学院副教授；宛晓梅（1987− ）女，中国科学技术大学管理学院硕士研究生.