粤港澳大湾区协同技术创新现状与趋势

李文辉，丘芷君

（华南师范大学经济与管理学院/科技创新与区域发展研究中心，广东广州 510006）

1 研究背景

湾区经济是区域经济发展的高级形态，其本质上是开放型经济和创新型经济［1］。开放性、创新性和协同性是国际典型湾区的共同特征［2］。科技是支撑湾区经济持续占领发展制高点的关键动力源和强大引擎，在世界三大湾区中，尤以有“科研湾区”之称的旧金山湾区的科技创新元素最为突出，其得益于科技、教育、政府、产业的良性互动与深度融合，以旧金山湾区为代表的湾区经济催生出强大的生产力、创新活力与产业聚集效应［3］。协同创新是落实国家创新驱动发展战略、提高自主创新能力、促进科技与经济结合的重要举措，是深化科技体制改革、完善国家创新体系的关键所在，是转变政府职能、发挥市场经济下社会主义制度优势的重大部署［4］。对于需要寻求合作机制、讲究区域协调、区域合作的湾区经济而言，协同创新显得尤为重要。

粤港澳大湾区（以下简称“大湾区”）是我国开放程度最高和经济活力最强的区域，具备建成国际一流湾区和世界级城市群的良好条件［1］。这个区域在国家发展大局中具有特殊的使命，不仅是国家的三大经济核心区之一、中国改革开放的先行者和引领者、中国和世界连接的枢纽，更是在“一国两制”的历史使命中承担特定的角色。因此，促进粤港澳合作的拓展、深化和提升，保障“一国两制”下香港、澳门的长期繁荣稳定，支持香港、澳门融入国家发展大局，提升粤港澳地区在国家经济发展和对外开放中的地位与功能，是粤港澳大湾区建设的主题和实质［5］。与世界其他湾区相比，粤港澳大湾区具有丰富的创新因子、成熟的资本市场、完备的产业体系，必将成为金融科技及产业创新的高地［6］。粤港澳大湾区是全球最具经济活力的城市群之一，大湾区内11 个城市各有优势，要实现产业协同发展、提升产业整体竞争力，必然要走协同创新发展道路。已有研究认为，应结合大湾区创新能力现状进一步突破障碍，加大协同创新力度，利用全球科技创新资源建设跨区域合作创新平台，打造创新合作共同体，并努力建设成为全球科技产业创新中心；发挥香港、广州、深圳和澳门-珠海4 个科技创新极的创新引领和辐射带动功能，积极融入国际创新网络，建设全球科技产业创新中心［7］。

粤港澳大湾区协同技术创新的发展水平，对大湾区整个区域的协同水平和建设效果起着重要作用。合作申请专利有助于反映区域间的创新合作成果，而目前以大湾区城市合作申请专利数据为基础，分析大湾区内城市技术创新协同发展特征的研究鲜见。本研究以粤港澳大湾区11 个城市合作申请专利的计量信息为基础，分析大湾区城市协同创新发展总体现状和发展态势，以期为大湾区聚集创新资源、完善区域协同创新体系、开展创新及科技合作、提升在国家经济发展中的地位与功能提供参考和借鉴。

2 研究设计和数据来源

本研究对象覆盖了大湾区的所有城市，分析这11 个城市相互之间的协同技术创新发展特征，探究其发展的主要影响因素。合作申请专利是探讨知识共享和创新合作最直接、最有效的方式，合作专利的计量信息可以很好地表征技术创新合作情况，在科学研究中可以反映科研合作网络中相关节点基于创新活动所进行的合作程度［8］。本研究将在大湾区城市间合作专利计量分析基础上，根据不同的划分依据，对大湾区协同技术创新特征进行研究。

本研究的专利数据来源于国家知识产权局专利检索及分析网站数据库。根据检索得到的有关专利信息数据建立原始信息数据库，其中发明专利、实用新型专利和外观设计专利均统计在内。通过对原始信息数据进行人工筛选，剔除系统无法自动识别的部分，包括对申请人为中央机构、企事业单位在某省总部或其外设机构，以其实际地址归属进行统计，申请人为自然人而无法判别其所在省份的专利未统计在内。然后，以申请日截至2017 年12 月31 日，按自然年份进行分类汇总，形成可用于研究分析的有效信息，总计合作申请专利8 163 件（以下简称“样本合作专利”）。

3 实证分析

3.1 时序特征：从数量速度型向质量效益型过渡

根据统计结果，大湾区11 城市最早从1992 年开始有合作专利申请，直到1999 年才有第2 件合作专利产生，2000 年之前仅有3 件合作专利。如图1所示，2000—2017 年间大湾区的合作申请专利的数量增长率总体上围绕均衡值上下波动，年均增幅为69.10%。

图1 样本合作专利申请数量的年度分布特征

根据阶段特征，将2000—2017 年间大湾区协同技术创新发展大致分为3 个阶段：

（1）阶段1：2000—2006 年。在阶段1，共合作申请专利72 件，占样本合作专利的0.09%，合作专利申请数量呈现从无到有、年份间断、缓慢上升的态势，增长趋势线的R2为0.032 6。此阶段为技术创新协同摸索起步阶段，协同强度较弱、水平不高，年均申请的合作专利数仅为8.33 项，年均增长率为59.36%。

（2）阶段2：2007—2013 年。在阶段2，共合作申请专利4 193 件，占样本合作专利的51.38%，合作专利申请呈现数量较多、年份连续、稳步增长的态势，增长趋势线的R2为0.683 6。此阶段为技术创新协同活跃成长阶段，协同强度增大、水平提升，合作申请数增加、增长率上升较快，在2013 年增长率达到峰值，当年的合作专利申请量达到2 386 件。该阶段年均合作申请专利数大幅增长至599 件，年均增长率为118.08%，与前一阶段相比增速翻倍。

（3）阶段3：2014—2017 年。在阶段3，共合作申请专利3 895 件，占样本合作专利的47.72%，合作专利申请呈现数量多、年份持续、缓慢回升的态势，增长趋势线的R2为0.675 9。此阶段为协同技术创新逐渐成熟阶段，协同强度和水平较高，其中由于2013 年的合作申请量较大，在所统计年份中数量最多，因此2014 年相比呈现负增长率，此后年份增长率有所回升，但增速较缓，年均合作申请专利数下降为973.75 件，年均增长率为-6.89%。

从中可以发现，粤港澳大湾区协同技术创新的发展阶段与我国科技工作发展的推进科技与经济相结合和实施科教兴国战略（1985—2006 年）、建设创新型国家（2007—2012 年）、实施创新驱动发展战略和建设世界科技强国（2013—2017 年）3 个阶段基本吻合［9］，也说明自粤港澳大湾区建设发展以来，大湾区城市的科技协同创新和创新累积效应呈现出积极的增长态势。2012 年是实施“十二五”规划承上启下的重要一年，面对日益严峻的国内外经济形势，我国坚持创新驱动发展，全国发明专利申请受理和授权数量延续增长态势，专利结构进一步优化，有力支撑经济发展方式转变［10］，粤港澳大湾区在这一时期国家战略的指导下，2012—2013 年的合作专利申请数量呈现出快速增长趋势；2013 年之后，合作申请专利增速放缓，这可能与新阶段的经济发展方式转变相关，此时专利发展正逐渐从数量速度型向质量效益型转变。

3.2 技术领域特征：新兴核心技术领域较为集中

根据国家公布的国际专利表（2018 版）中8 个学部对应的技术领域分类标准和分类号，本研究将样本合作专利划分为21 个具体的技术领域。其中：农业、食品，烟草、个人或家用物品、保健，救生，娱乐归属于A 部类，即人类生活必需；分离，混合、成型、印刷、交通运输、微观结构技术，纳米技术归属于B 部类，即作业和运输；化学、冶金、组合技术归属于C 部类，即化学和冶金；纺织或未列入其他类的柔性材料、造纸归属于D 部类，即纺织和造纸；建筑、土层或岩石的钻进，采矿归属于E 部类，即固定建筑物；发动机或泵、照明，加热归属于F部类，即机械工程、照明、加热、武器和爆破；仪器、核子学归属于G 部类，即物理；电学归属于H 部类，即电学。

为了预测新兴技术，本研究采用赫芬达尔指数（Herfindahl index，HHI）预测大湾区协同技术创新的技术领域发展趋势，为相关产业技术发展和技术攻关方向提供依据。计算公式为：

借鉴杜尊峰等［11］的研究，如果HHI 指数明显高于领域内平均合作专利HHI 指数，则说明目前该技术领域的合作专利申请人比较集中，成为未来新兴技术发展方向的可能性较高；反之，则可能性较低。如表1 所示，大湾区内合作申请专利有比较优势的前3 项技术领域是电学、仪器和照明、加热，其次是化学和成型，其余占比均在5%以下，其中微观结构技术、纳米技术和组合技术的合作申请量最小，仅分别有6 件和2 件。预测结果显示，在21 个技术领域中，微观结构技术和纳米技术、组合技术、土层或岩石的钻进和采矿的HHI 指数最高，分别均为0.50，远高于平均值0.18；进一步观察具体数据可以发现，这3 个技术领域的合作专利主要集中在深圳，申请人较为集中，虽然当前的发展较慢，但仍存在较大的发展空间。类似的还有核子学和造纸这两个技术领域，其HHI 值分别为0.41 和0.40。另外我们看到，照明和加热的HHI 指数为0.45，指数排名第四，也集中在深圳和东莞两地的合作，但与上述技术领域不同的是，这一领域的合作专利数量较大，已成为较为成熟的核心技术，且主要得益于海洋王照明科技股份有限公司（以下简称“海洋王照明公司”）的贡献。总体来看，在样本合作专利中，HHI 指数较高的专利技术领域都集中在深圳地区，除了照明和加热技术领域以外，其余都处于起步阶段，预计这些技术领域在未来发展成为新兴核心技术的可能性较大，同时深圳有较大可能成为培育未来新兴核心技术发展的主要平台。

表1 样本合作专利的技术领域分布特征和新兴技术预测

3.3 区域空间分布特征：内部发展差异大，优势协同技术领域分布不均衡

大湾区合作申请专利的空间区域分布如图2 所示。从大湾区总体的合作申请专利数量上看，深圳参与其他城市合作申请的数量占比最大，共6 896 件，占样本合作专利的84.48%；其次是东莞和广州。根据全国第二次（2008 年12 月）、第三次（2013 年12 月）经济普查的广东省全部产业单位数量及其分布可以看出，广州、深圳、佛山、东莞、中山和珠海等城市一直是广东省的产业高地，它们共同构成了沿珠江口的大湾区核心区［12］，大湾区合作专利申请数量较大的地区主要集中在深圳、东莞和广州等大湾区核心区。从大湾区城市间的合作数量上看，深圳与东莞的合作专利申请数量最大，这两个城市间的协同技术创新属于地理邻近型模式，总计申请了3 891 件（如同一个专利有超过两个申请人的分别累计，按多件计算），占样本合作专利的47.67%；其次是深圳与惠州的合作达1 436 件，占样本合作专利的17.59%，深圳与广州的合作达1 123 件，占样本合作专利的13.76%，这些城市的地理位置都相对接近。相比之下，香港、江门、肇庆和澳门与大湾区内其他城市的合作申请量占比较小。可见，粤港澳大湾区内部技术创新协同发展水平的差异较大。

图2 样本合作专利的城市空间分布特征

为了从区域角度衡量大湾区各城市之间以及各技术领域之间，相比其他某个城市是否具有技术优势，本研究采用专利相对优势指标（revealed patent advantage，RPA）衡量大湾区各城市在某技术领域的技术能力强度，计算公式如下［13］：

式（2）中：当Pij=0 时，RPAij=-100。Pij为第i个省份在第j个技术分类的专利数；为第i个城市的合作专利总数；表示第j个技术分类对该城市整个技术领域的重要性；即表示从整体区域专利分布的情况来衡量第j个技术分类对第i个城市的重要性。

若RPA 值为正，代表相对技术水平高；反之，则代表相对技术水平低。当RPA 值相距15 以上，则表示两个技术能力达到统计上的显著差异［14］。样本合作专利中，基于不同专利技术领域的RPA 值如表2 所示，可以看出大湾区各城市间并不是在单一技术领域开展协同技术创新，开展合作的技术领域不均衡：可能在某一个或少数几个技术领域与某一城市如广州开展较多、较深入的协同技术创新；某一技术领域可能是合作申请专利数量最多的优势领域但并不一定是该城市协同技术创新最重点的领域。其中，深圳的合作申请专利数量最多的技术领域为电学，但重点技术领域是微观结构技术，纳米技术、组合技术、土层或岩石的钻进，采矿，这3 个技术领域的RPA 值都是16.71；东莞合作申请专利数量最多的技术领域是照明和加热，但重点技术领域为微观结构技术，纳米技术、造纸、土层或岩石的钻进，采矿，这3 个技术领域的RPA 值都是55.53；广州合作申请专利数量最多的是仪器，但重点技术领域在组合技术、纺织或未列入其他类的柔性材料、农业，这3 个技术领域的RPA 值分别为87.30、82.69和82.43。

表2 样本合作专利在不用技术领域的RPA 值

3.4 主体特征：企业技术创新主体地位逐步确立

协同技术创新主体是指合作申请专利的申请人。根据我国的专利法，两个及以上单位合作完成的发明创造，专利的权利属于共同完成的单位。因此，在本研究中，如若某件专利中有某个或某些城市超过两个申请人时，该项专利重复计算，如申请人为华南师范大学、深圳市国华光电科技有限公司与深圳市国华光电研究院，则华南师范大学和深圳市国华光电科技有限公司、华南师范大学和深圳市国华光电研究院合作申请专利分别各计1 件；如若某件专利有3 个及以上城市参与合作，则专利数量在每两个城市间各统计1 次。从表3 可以看出，大湾区城市共有1 280 家单位参与了协同技术创新，平均合作申请专利数为12.75 件。大湾区合作专利申请数量和协同主体数量占比较高的是民营企业和高新技术企业，其合作专利申请数量分别占41.13%和34.52%，协同主体数量分别占35.78%和34.53%，两者总占比均超过样本合作专利总数及其协同主体总数的2/3；个人及社会组织主要指以个人或者公益及慈善机构名义申请专利的个人及组织，这部分主体在样本合作专利中所占比重较小，只有8 件合作申请专利和3 个单位主体，分别占0.05%和0.23%。此外，在协同技术创新主体中，虽然高校和中外合资企业数量不多，分别只有56 家和49 家，但是其平均合作专利数量较大，分别为21.89 件和20.51 件,远高于平均值12.75 件。另一方面，国有企业、科研机构、外资企业的协同主体所占比率（8.05%、7.58%和5.63%）高于其在样本合作专利中所占比率（2.44%、4.50%、3.69%），平均合作专利数量较低，分别为3.87 件、7.57 件和8.38 件。由此可见，民营企业和高新技术企业是粤港澳大湾区协同技术创新的主要力量和最为活跃的参与主体，高校和中外合资企业的平均协同创新能力较强，国有企业、科研机构、外资企业的平均协同创新能力相对较弱，但每个主体都是大湾区协同技术创新发展中不可忽视的力量。

表3 样本合作专利中的协同主体特征

图3 反映了阶段2 和阶段3 大湾区协同技术创新主体的变化特征，可以看出各类别主体的数量总体上呈增长趋势。其中，民营企业的数量和波动幅度都最大，呈现先上升后下降的趋势，其次是高新技术企业，且这两种类型的企业主体数量都在2013年达到峰值，表明民营企业和高新技术企业在大湾区协同技术创新发展中发挥着重要作用。而2011—2013 年间民营企业合作专利申请数量大幅增加主要来源于海洋王照明公司的贡献，2010—2012 年间，通过发明专利申请量的积累、对技术创新和科技研发的积累，海洋王照明公司的专利数量和质量显著提升，使其2013 年的专利数量在国内企业中名列第五［14］。从具体数据看，海洋王照明公司、海洋王照明公司的海洋王（东莞）照明科技有限公司、深圳市海洋王照明工程有限公司在2013 年共合作申请专利421 件，大大加强了深圳和东莞协同技术创新合作；同时，海洋王照明公司的崛起也是导致本研究样本统计中2013 年出现峰值的重要原因，进而可以看出民营企业的增长是推动整个大湾区协同技术创新的重要推动力。

图3 样本合作专利中各类协同主体合作专利的年度分布

4 结论与建议

本研究从时序特征、技术领域、区域空间分布、主体特征4 个维度对粤港澳大湾区协同技术创新发展特征和趋势进行分析，主要研究结论和建议如下：

（1）从时序特征上看，大湾区的技术创新协同发展从无到有、持续上升，并逐渐从数量速度型增长向效益质量型增长过渡，随着国家政策和战略的引导，大湾区11 个城市的区域合作共识不断增强。当前我国要从以规模、速度为特征的发展走向以品质、内涵为特征的发展，粤港澳和长三角、京津冀要成为引领这种转变的核心区域［5］，因此，大湾区作为国家区域发展战略的重要构成与动力支撑点，应从转变技术创新的发展方式上出发，积极引领发展高度，结合当前的创新能力发展现状，着力突破各类体制上、制度上的合作障碍，发挥自身优势，培育共享发展理念，加大技术创新协同力度，提升创新累积效应；同时利用大湾区开放型湾区的优势，积极吸收全球科技创新资源，建设跨区域合作创新平台，打造粤港澳大湾区创新合作共同体。

（2）结合技术领域特征和区域空间分布特征来看，大湾区城市存在着技术领域上的不平衡和城市间发展不平衡的状况：技术创新协同发展较为成熟的技术领域主要集中在电学、仪器和照明、加热，而这3 个领域的发展又主要来源于深圳和东莞两地合作的贡献；此外，在对具体数据及HHI 指数的观察中看出，新兴核心技术也主要孕育于深圳、东莞、广州等重点城市。由此我们得出，协同创新水平较高的城市引领着大湾区技术领域的发展方向。深圳目前已呈现出典型的创新经济特征［15］，高新技术产业发展迅速，东莞具有较好的技术基础，目前正逐步推进制造业转型升级，且深莞惠经济圈的优势不断显现，广州拥有较好的高校科研基础和产业园区，创新实力不断增强，因此，深圳、东莞、广州、惠州在整个大湾区的创新发展中起着主导和引领作用。同时，随着这些城市的创新累积效应不断增强，许多企业倾向于在这些城市间建立子公司或分公司，并且这些公司间会利用各自的区域优势及资源开展协同合作，比如海洋王照明公司、深圳市海洋王照明工程有限公司、海洋王（东莞）照明科技有限公司在深圳和东莞两地建立了桥梁，深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司、广州兴森快捷电路科技有限公司加强了深圳与广州间的联系；此外，除了重点城市，有些企业也倾向于向大湾区其他城市拓展，如东莞市海大饲料有限公司、江门海大饲料有限公司均为广东海大集团股份有限公司的子公司，加强了与东莞、江门等地的协同关系，但总体而言拓展趋势还是集中在重点城市。因此，面对当前不平衡的态势，大湾区各城市间应优势互补，充分发挥区位优势，完善协同机制，发挥重点城市的创新引领和辐射带动作用，为新兴核心技术发展提供良好的发展环境；同时利用政府引导、政策倾向等方式，协调各城市间的发展，加大对协同创新较弱城市的扶持和支持力度，采取便利化政策措施为内地与港澳间搭建科技服务平台和资源信息库，推进协同创新合作广度和深度。

（3）从主体特征上看，越来越多个体积极参与大湾区协同合作，民营企业的主导地位逐步确立，且将在很长一段时间内引领协同创新发展步伐。民营企业具有强大的生命力和创造力，是经济和科技发展的重要源泉，面对当前发展趋势，政府应采取举措积极支持和鼓励民营企业继续发挥其积极效应。一是发挥民营企业的主导地位，鼓励各个主体之间继续加强协同合作，如鼓励民营企业与高校、科研机构等开展产学研合作，高校、科研机构具有较好的科研实力与基础，但是往往因为不注重市场需求、缺乏平台、意识不足等因素没能充分实现科研成果转化，与民营企业合作能更好地激发其创造力和转化能力，整合各自的优势实现更大的效能；国有企业拥有强大的经济与技术实力，民营企业可以基于与国有企业的合作解决创新过程中的资源匮乏等问题［16］，而民营企业与中外合资和外资企业可以拓展其国际视野，助力其打开创新思路。二是引导民营企业在大湾区内各城市建立分支机构或子公司，利用区域优势提高其创新实力，从而促进粤港澳大湾区协同创新发展，推动我国以企业为主体的专利技术创新体系建立。