基于专利计量的国家间技术竞争情报分析

侯剑华　屠一云

[摘要]随着竞争全球化的加剧，技术竞争情报在服务于各国企业发展的过程中起着不可替代的作用。以智能手机领域为例，选取华为、中兴、苹果、诺基亚、索尼、夏普、三星、LG等八大企业分别作为中国、美国、日本、韩国的智能手机代表厂商，通过专利计量分析和信息可视化技术对德温特专利检索数据库中的专利文献数据进行分析。通过分析技术竞争情报，探测企业关注产业技术发展趋势和新兴技术、突破性技术，进一步识别技术的机遇和威胁，提出中国在智能手机领域的发展建议o

[关键词]专利计量；技术竞争情报；信息可视化；智能手机

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2014.10.024

（中图分类号]G250.252 [文献标识码]A [文章编号]1008—0821（2014）10—0119—05

在竞争全球化的趋势下，技术创新在企业生存与发展中起到重要作用，服务于企业创新战略和决策指定的技术情报也逐渐引起了人们的重视。技术竞争情报是指能给组织的竞争地位带来重大影响的外部科学或技术的威胁、机会或发展的信息，以及这些信息的获取、监控、分析、前瞻和预警过程。具体来说，技术竞争情报包括三方面：技术竞争环境，技术竞争对手和技术竞争策略。技术竞争情报在企业中的基本活动包括两点——技术检测和分析及机构检测和分析。企业通过技术情报分析，可以掌握竞争环境中的科技变迁和发展趋势。专利是由法定机关经过法定程序授予的描述知识产权的法律文件，可以作为技术创新与技术进步的一个强有力的指标，并且是作为技术研究与开发的最重要的成果表现形式，特别是核心技术几乎都是以专利的形式获得法律保护。因此，通过对专利进行计量分析可以探测智能手机技术的现状和发展趋势。本文使用信息计量类方法中的专利计量法，利用社会网络分析与信息可视化工具来分析国际智能手机领域的技术竞争环境、技术领先者、新兴技术以及技术竞争战略等。对提升中国智能手机市场竞争力具有一定的参考价值和意义。

1 数据来源和工具方法

本文将Web of Science中的Derwent Innovation Index（德温特创新索引）数据库作为智能手机专利检索的数据来源，运用信息可视化软件工具对专利数据进行分析。在智能手机专利技术领域，2002年Symbian公司推出了第一台Sym-bian智能手机7650，此后智能手机技术快速兴起。本研究将检索的专利数据时间段定为2002-2013年。从产业发展周期看，移动智能终端市场处于成熟期，所以在这一阶段选取品牌认知度、市场规模、线下渠道执行力、线上渠道执行力4个维度描述厂商综合执行能力。结合世界排名以及厂商综合执行能力，选取华为、中兴，苹果、诺基亚，索尼、夏普，三星、LG分别作为中国、美国、日本、韩国的智能手机代表厂商。将以上八大智能手机厂商的专利数据作为样本，根据能够反映智能手机技术标准的IPC代码检索式IP）=（H04Q-007/032 OR H04W-088/002 OR H04W-088/004 OR H04W-088/006 OR H04M-001/073 OR H04W-052/002 OR G06F-003/041 0R G06F-003/042 OR G06F-003/043 OR G06F-003/044 OR G06F-003/045 OR G06F-003/046 OR G06F-003/047）进行专利数据检索，并对数据进行了统一的标准化处理。

在研究方法和分析工具方面，使用社会网络分析技术和CiteSpace软件工具对检索的专利数据进行计量和可视化分析。美国Drexel大学的陈超美博士在引文分析理论的基础上，应用JAVA计算机编程语言开发了Information Visual-ization-CiteSpace信息可视化软件，它是一种专门用于可视化分析各种文献数据，反映知识的演化趋势和热点前沿的应用程序。运用该软件对检索的专利数据进行关键词共现网络分析，通过科学知识图谱可以展现当前智能手机领域研究的基本专利技术。在关键词共现网络中，中介中心度的指标通常反映节点关键词在网络图谱中“中介”的重要作用，一般是连接网络中不同群组的关键节点。突现率代表着某一时期内该关键词出现频次的陡增情况，突现率越大，意味着该专利技术在某一时期使用次数增多的程度越明显。

2 国际智能手机技术竞争环境整体分析

根据市场研究公司ABI Reaseareh发布的2013年第二季度全球品牌手机厂商销售数据报告，截至2013年第二季度，世界排名前十的手机厂商为三星、诺基亚、苹果、LC、中兴、华为、TCL、联想、宇龙酷派、索尼。世界前十的厂家中有4个是中国企业，但是应考虑到该排名是根据市场份额来统计的，中国的优势在于是世界上最大的智能手机生产地和消费市场，而高端客户群体仍被苹果、三星等品牌占据，中国智能手机产业在科技创新上应加快步伐、有所突破，才能在国际智能手机领域占据优势地位。

图2显示的是2002-2013年国际智能手机专利申请逐年发展的情况。不同的专利权人申请的专利数量不同，专利数量可以在一定程度上体现企业的技术研发能力。智能手机专利技术主要分布在三大板块：计算处理和控制、通讯、半导体和电子线路。从21302-2013年期间与智能手机有关的专利数据共有43840条记录。从该图可以看出，随着智能手机的兴起和发展，涉及智能手机技术的专利申请量逐年增加。2002年申请相关智能手机专利且数量比重较大的手机厂商有索尼、夏普和三星。2008-2013年，智能手机技术的专利申请呈现大幅度增加，尤其是在2012年达到高峰。一方面是因为智能手机技术的创新发展；另一方面则是因为手机专利诉讼案频现，企业的知识产权保护意识不断增强。本文选取的八大手机厂商的专利数量共计7062条，占所有专利数量的16%。从专利持有数量来看，在所有的专利权人中，三星集团和m集团持有的专利数量分别排名第一第二，均接近2 000项，可以看出韩国智能手机产业在智能手机的技术领域处于领先地位。日本和美国的智能手机厂商持有的专利数量位于其次，而中国则与这3个国家相差较远。endprint

3 国际智能手机前沿技术竞争情报分析

从整体上分析国际智能手机前沿技术，对2013年市场份额排名世界前十的智能手机厂商相关专利技术进行可视化分析。通过可视化分析可以看出，当前世界智能手机的核心技术发展领域集中在“触摸屏幕”，“便携式；手持”，“模拟输入的细节安排”，“软件产品”，“手动输入设备”，“个人数字助理”，“个人备忘记事本”，“图像和显示处理”，“液晶显示屏”等方面。其中，“触摸屏幕”领域中的多点触摸人机交互技术是研究的重点，即在一个触摸应用界面上，通过人的手指触点、手势与外在物理物体接触而达到直接人机交互的目的，增强了用户体验。此外，软件产品开发也是智能手机发展的一大热点。自2009年开始各大手机厂商都在纷纷推出自己的手机应用商店，来为手机用户提供更多的软件资源和智能服务，未来需要研发人员不断开发出更加智能化的软件产品来满足手机用户的多元化需求。

3.1 中国智能手机前沿技术竞争情报分析

企业专利地域布局是指企业的专利申请分布，即企业国内专利申请与国外专利申请及国际专利（专利的国际申请是指《专利合作条约》缔约国的国民想要对某一技术向《专利合作条约》缔约国中的一个或多个国家申请获得专利保护时，可以按照《专利合作条约》所规定的程序，向《专利合作条约》所指定的受理单位或国际局，递交指定语种的申请文件）申请的分布状况及比例。专利号的前两位代码代表着向不同国家和组织所申请的专利，通过对专利号进行统计可以分析专利的地域布局，进一步可以观察到产品发展的重点和潜在市场。从华为中兴的企业专利布局来看，在国外和国际的申请比例为10.1%，在国内的申请比例为89.9%。以华为和中兴为代表的中国智能手机厂商的专利布局在中国市场所占比例最高，即在国内申请占据绝对优势，其产品和服务仍以国内为主打市场。但在国际市场占据的份额较低，中国智能手机正处于打开国外市场的快速发展过程。

通过CiteSpace信息可视化软件系统绘制中国智能手机领域的专利共现网络知识图谱（图1）。从网络图谱的整体来看，共现网络中形成了以“触摸屏幕”、“便携式；手持”、“显示的建设生产/测试模拟输入的细节安排”、“手动输入设备”等为核心的专利共现网络群组，尤其是以“触摸屏幕”和“便携式；手持”为核心的两个研究群组是整个专利共现网络的核心群组，构成了中国智能手机专利技术的基础。在共现网络基础上，统计出中国智能手机专利技术各个节点的计量指标。表1列出关键词共现频次最高的前15项专利节点信息。表中频次的大小是指专利技术共现的频率。

在中国智能手机专利技术专利共现网络知识图谱中，共现频次较大的节点主要有“触摸屏幕”、“便携式；手持”、“模拟输入的细节安排”、“手动输入设备”、“图像和显示处理”、“程序管理”等，共现频次最多的“触摸屏幕”一词的共现频次达165次。这表明触摸屏幕相关技术的研究在智能手机专利技术研究中占有重要的地位。而“便携式；手持”等专利的共现频次也达45余次。这表明智能手机的使用便捷和舒适度等相关问题也是近年来研究的主攻方向之一。“模拟输入的细节安排”、“手动输入设备”、“图像和显示处理”、“程序管理”等专利也保持了较高的共现频次，表明了屏幕显示、手机输入、手机内部管理也仍然是智能手机研究的重要方向。另一方面，在选定的阈值下，共有3个关键节点（中介中心度大于0.2），“便携式；手持（0.29）”、“共同操作的显示（0.21）”、“模拟输入的细节安排（0.4）”，这也充分表明了手机的使用便捷和舒适度、屏幕显示、手机输入在智能手机专利技术领域研究中的重要地位。

3.2 美、日、韩智能手机前沿技术竞争情报分析

运用CiteSpace信息可视化软件进一步对美、日、韩国家智能手机专利文献数据进行分析，通过对比高频词（表2）、突现率、中心度等网络节点指标分析各国智能手机专利情况，探测不同国家智能手机技术的优势与不足。

在美国智能手机技术专利共现网络知识图谱中，共现频次较大（超过100）的节点主要有“触摸屏幕”、“便携式；手持”、“软件产品”、“模拟输入的细节安排”、“程序管理”、“共同操作的显示”、“手动输入设备”等。“共同操作的显示”这一节点的突现率最大且明显大于其他节点，这说明在该领域美国智能手机专利技术出现重大转向。另一方面，在选定的阈值下，共有2个关键节点（中介中心度大于等于0.1），“手动输入设备（0.11）”、“程序管理（0.1）”，这表明了手机的输入设备与内部程序应用在美国智能手机专利技术领域研究中具有重要地位。

在日本智能手机技术专利共现网络知识图谱中，共现频次较大（超过100）的节点主要有“触摸屏幕”、“便携式；手持”、“软件产品”、“模拟输入的细节安排”、“液晶显示器”、“手持笔记本”、“拨号显示使用”、“显示面板”、“发光二极管驱动系统”、“共同操作的显示”、“透明导电薄膜”、“电子静态摄像头”和“个人数字助理”等。其中，“共同操作的显示”、“个人数字助理”、“多功能电话”这3个节点的突现率最大且明显大于其他节点，这说明在这些领域出现技术转向。此外共有4个关键节点（中介中心度大于0.1），“便携式；手持（0.11）”、“液晶显示器（0.11）”、“手持笔记本（0.23）”、“显示面板（0.14）”，这表明了手机的使用便捷与舒适度及与屏幕显示的相关问题在日本智能手机专利技术领域研究中的地位凸显。

在韩国智能手机技术专利共现网络知识图谱中，共现频次较大的节点主要有“触摸屏幕”、“便携式；手持”、“模拟输入的细节安排”、“手动输入设备”、“个人数字助理”、“图像和显示处理”、“手持笔记本”、“显示的建设生产”、“透明导电薄膜”等。“位置数字值转换器”、“多功能电话”、“共同操作显示”、“数据交换”这些节点的突现率明显大于其他节点，在这些领域韩国智能手机专利技术变化明显。在选定的阈值下，共有2个关键节点（中介中心度大于等于0.15），“触摸屏幕（0.16）”、“共同操作显示（0.18）”，这表明了有关手机屏幕及操作的相关问题在韩国智能手机专利技术领域研究中占据重要位置。endprint

从整体的专利地域布局来看，中国智能手机在国际市场份额占据太小，而在国内市场地位也不处于优势，国外高端品牌手机的市场份额比重大，国内3G市场建设不完善，以及4G时代的来临，使得众多国内手机面临挑战。从专利技术来看，与“触摸屏幕”、“便携式；手持”有关的专利技术是全球智能手机领域关注的主要热点问题，美国和日本在与“软件产品”相关的专利技术方面具有一定优势。此外，美国还侧重于研究手机输入设备和屏幕操作显示，而日本则在显示屏方面独具优势，将其作为研究的重点领域。韩国做为持有智能手机专利最多的国家，在各个专利技术方面都有涉及，优势较广，重点研究领域主要包括手机屏幕及操作方面及通讯设备。中国智能手机专利技术与美日韩国家相比优势不足，技术发展水平仍有一定差距。

4 国际智能手机技术竞争战略及对中国启示

技术情报系统与企业的战略相互影响，而企业的战略也定义了技术情报系统的观察范围。专利战略是企业面对严峻的市场形势，主动地利用专利制度提供的法律保护及有利条件有效保护企业自身，并充分利用专利情报信息，分析竞争对手状况，进而推进专利技术开发，取得市场优势。通过观察国际智能手机的市场排名，可以了解在国际上具有较强竞争力的手机厂商。通过对国际智能手机的市场份额、专利数量、专利地域布局、前沿专利技术等综合竞争态势的分析，与美、日、韩国家主要专利技术和技术专向进行对比，借鉴国外专利布局和技术研发的优势，为中国制定和完善相关专利保护制度，制定科学合理的企业专利战略提供一定的参考依据。

4.1 稳定国内市场地位，积极开拓国际市场

华为公司和中兴通讯是中国通信设备制造业的杰出代表，从1995年的早期发展阶段，到2000年左右的快速成长阶段，到目前面临智能手机时代的调整发展阶段。以中兴和华为公司为代表的中国智能手机生产厂商应利用好本国科技扶持政策及在与智能手机息息相关的通信行业的优势，进一步稳定在国内市场的地位，同时，应进一步增加研发投入，提高科研人员素质，特别鼓励智能软件的开发设计，增加在国外和国际的专利申请比例，实施全球研发和技术战略布局，设立有效管理下的研发机构，聘请国际知名顾问公司对国外机构的运作进行咨询，打造国际化战略，在渐进式开拓国外销售市场的同时拓展“研发市场”。

4.2 保护本国技术优势，关注世界前沿技术

在过去30年中，中国专利制度在现代化、提高透明度、促进有效实施等方面都取得了长足的进步，相关部门应继续完善专利制度，为经济建设做出更大的贡献。与此同时，跨国公司在华专利申请量密集，对本土企业创新有可能产生一定影响。从本研究的专利共现网络知识图谱和技术比较分析中可以看到，与“触摸屏幕”、“便携式；手持”有关的专利技术是2000年以来全球的研究热点领域，中国智能手机厂商在此领域的技术已经进一步的完善和成熟，小米、联想等近年来崛起的国内自主品牌应注重在国内和国外的专利技术保护，保持现阶段的技术优势，除此之外，将研究的重点放到智能手机的“程序软件”，“手机输入”，“屏幕显示”等相关领域，时时关注美、日、韩国家智能手机技术的前沿动态，在手机系统与手机内部程序管理技术中有所创新，进一步关注智能手机的使用便捷度和舒适度，关注客户体验。对中国智能手机厂商来说，近年来的研究领域少有转变，热点技术领域较为单一，需要更多地去关注世界智能手机专利技术的前沿。

4.3 建立协同创新思维，转换技术创新视角

创新分为两种：第一种是从无到有的技术创新；第二种创新是技术的无序到有序。从四国的智能手机专利技术的高频节点专利来看，基础的技术领域都集中在一起。中国手机厂商应更注重技术创新，建立协同创新思维模式，从硬件、软件、手机系统、用户使用习惯等视角在现有的技术上进行协同创新。促进技术间的深度整合、紧密融合，集中优势力量联合攻关，通过全面开放、深度合作，实现价值创造、引领创新。另一方面，在无法短期内研发出有创新力和竞争力的操作系统的局势下，应对软件、手机系统等进行二次开发。除此之外，随着4G时代的到来，中国手机厂商除了进一步消化吸收3G时代的创新成果，明确企业技术创新的方向，对4G智能手机专利技术相关领域进行积极地研发和申请。

（本文责任编辑：马卓）endprint