汽车产业跨地域创新网络何以推进？——基于北京汽车产业共有发明专利的分析

徐 敏，马 丽

(福建师范大学 经济学院，福建 福州，350007)

一、引言

汽车产业是典型的资金、技术、人才密集型产业，具有规模经济突出、产业关联紧密、集群效应显著等特点。我国现已发展成为汽车制造和消费大国，但汽车产业在高端零部件的国产化以及整体产业链的打造等方面仍处于被动局面。究其原因，主要是汽车企业的创新活动具有技术创新需求大、研发投入资金多的特点，一般企业无法独立承担研发投资的风险；以及汽车企业在创新活动中专注于自我创新能力的提升，忽视对现有创新网络的利用。

近年来，我国学者对汽车产业创新网络的相关研究主要集中在三个方面。一是探讨汽车产业创新网络的形成及演化过程。基本结论是我国汽车产业创新网络呈现规模扩张、联系紧密等阶段性特征以及显著的空间差异[1-2]。二是试图解释汽车产业创新网络现象背后的机制。主要有两种视角：一是基于企业自身成长视角，采用单案例纵向研究方法，认为外部环境的动态变化[3]、企业对经营目标的追求、企业家精神[4]等是促成企业技术追赶并且参与创新网络的主要动力；二是基于创新参与者网络关联视角，通过实证分析论证创新参与者的地理邻近[5]、组织邻近[6]、制度邻近[7]、产业政策[8]、产业链与技术链和价值链的内在整合[9]等对强化汽车产业创新网络的作用。三是寻求强化汽车产业创新网络的突破路径。如实施国家汽车创新工程[10]、以功能模块技术和架构规则技术实现技术突破[11]、利用政策工具针对性地推动创新链各环节的价值实现[12]、通过开放式创新提高现实吸收能力从而提升创新绩效[13]等。已有研究分析了我国新能源汽车产业创新网络的结构特征，并尝试揭示创新网络的行为原理。但研究主要集中在单一空间或单个企业层面，忽视了创新网络的多空间尺度性；且以单一汽车产业类别研究为主，缺少对新能源汽车产业与传统汽车产业的比较分析；此外，多数研究并未对我国汽车企业的自主创新和与海外企业的合作创新进行区分。

本文以北京汽车产业跨地域创新网络为研究对象是基于三点原因：一是北京汽车产业长期依靠产品研发、专业协作和技术引进走出了一条极具特点的自我发展道路；二是北京汽车产业率先在全国实施全面新能源化转型，对全国电动汽车产业发展起到示范带动作用；三是得益于特殊的区位优势、丰富的创新资源和良好的孵化机制，北京具备发挥汽车产业跨地域创新网络示范效应的区域基础和产业基础。基于此，借助社会网络分析方法，多尺度分析北京汽车产业跨地域创新网络的结构特征与空间演化，以期为推动北京高端制造业高质量发展、打造全国科技创新中心提供思路和发展方向。

二、研究方法和数据

汽车产业创新的核心在于发明专利，专利包括发明专利、实用新型专利、外观设计专利。2008年我国《专利法》第三次修订时，将共有发明专利写入《专利法》第十五条，故本文采用“共有发明专利”来描绘跨地域创新网络。数据来源于国家知识产权局专利检索与服务系统中的重点产业专利信息服务平台。北京市汽车产业的首个发明专利出现在1993年，考虑到发明专利从申请到公开有1～3年的滞后期[14]，2017年以后的发明专利数据可能不完整，因此主要对1993-2016年的发明专利数据进行筛选。仅考虑北京汽车产业与中国大陆其他企业和机构的共有发明专利，将仅有一位申请人的专利、与海外以及中国港澳台地区的共有发明专利、与个人的共有发明专利剔除，最终获得1 237项数据，其中传统汽车产业484项，新能源汽车产业753项，分别占共有发明专利的39.1%和60.9%。

进一步按照汽车行驶所使用燃料的区别，将共有发明专利数据分为传统汽车领域和新能源汽车领域两类。其次，界定共有发明专利的专利权人属性，将其分为企业、科研机构和高等院校三类，其中企业细分为国有企业和民营企业。进一步将共有发明专利细分为产学研合作、产产合作、产研合作、产学合作、研学合作、研研合作、学学合作七种类型。最后，逐条完善共有发明专利的专利权人信息，逐条查询专利权人所在的省份、城市信息，整理出与北京发生合作创新的区域、省份及城市名单，并统计出发生合作创新的次数，以此建立共有发明专利关系矩阵。将已经处理好的共有发明专利关系矩阵导入到Ucinet软件中，采用社会网络分析方法观察北京汽车产业创新网络动态演进过程中的异质性主体融合关系。

三、北京汽车产业创新网络中的异质性主体及其变化

(一)合作成果及其变化

北京汽车产业十分注重自主研发，1993年汽车产业专利申请数量就已超过200项。“入世”后，汽车产业研发活动更加活跃，专利申请数量大幅增加，年均增幅接近25%。1995年北京汽车产业出现了首例共有发明专利，掀开了创新网络构建的序幕。此后一段时间北京汽车产业着力与海外企业和机构开展合作，因而创新网络的参与者数量较少且几乎未有增长，共有发明专利数量亦稳定在一个较低的水平且都集中在传统汽车领域。2006年我国提出全面建设创新型国家，北京出现首例在新能源汽车领域与国内机构的共有发明专利，此后伴随着政策扶持力度的加大和新能源汽车的发展、创新网络的参与者数量的增加、创新积极性的调动，创新网络的联系愈加频繁、关系愈加密切，共有发明专利数量年均超过200件。值得注意的是，2013年新能源汽车领域的共有发明专利数量首次超过传统汽车领域，且其共有发明专利占比不断增长，到2016年，238项共有发明专利中有218项来自于新能源汽车领域，占共有发明专利的92%。

(二)参与者结构及其变化

从参与者数量来看(表1)，其结构与变化呈现如下特点：一是企业日渐成为创新网络的支撑力量。历年的共有发明专利中，企业作为共有发明专利权人的占50%～70%。其中国有企业是创新网络的主力，2001-2009年32.1%的参与者是国有企业，2010-2016年这一比例上升到了48.6%；民营企业虽然参与热情高涨，但与国有企业相比有一定差距，平均在20%左右，个别年份变化较大。二是企业与科研机构的合作创新较为频繁。科研机构包括北京本地、中科院以及各大部委的科研机构。2001-2009年近1/3的参与者来自于科研机构，但2010-2016年这一比例有所回落。三是高等院校在智能网联领域助力汽车产业转型升级。作为全国科技资源最集中的地区，中关村科学城的智力资源和汽车关键核心技术研发及产业化相关联，推动汽车产业与金融、互联网、能源等行业的多维互动，高等院校的参与度稳定在10%上下。但总体来看，北京汽车产业自主创新的力量较为分散，企业、科研机构、高等院校在对基础共性技术和关键核心技术进行协同攻关方面尚未能形成强大合力。

表1 北京汽车产业共有发明专利权人比重及频数分布表Tab.1 Ratio of joint patents and frequency of patentee of automobile industry in Beijing

进一步考察2000年以后专利权人参与共有发明专利的频数后发现：一是国有企业的参与频数远高于民营企业，如中石化、国家电网、国网北京公司等的参与频数均超过50，而民营企业中未有一家能达到50。二是国有企业的参与者相对稳定，而民营企业则变动较大。2001-2009年参与频数较高的国有企业以石油化工能源企业和传统汽车领域的合作创新为主，2010年以后则以电力等新能源企业和新能源汽车领域的合作创新为主，且新能源汽车领域合作创新的强度日益增大；民营企业则大多以新能源和新材料领域为主。三是科研机构的参与频数高于高等院校。中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院、中国电力科学研究院分别是两个时期参与频数最高的两个科研机构，清华大学是两个时期参与频数最高的高等院校，而北京理工大学则在新能源汽车领域展现了其雄厚的研发实力。

(三)合作类型及其变化

从表2可以看出， 产研合作是北京汽车产业创新网络的最初合作类型，此后，产产合作、产学合作、研学合作相继出现；2011年以后，产学研合作、学学合作和研研合作相继出现；2013年，创新网络中包含了全部七种的合作类型。从各种合作类型的数量和占比来看，2000年以前以产研合作为主，2000年以后产产合作和产学合作所占比例有所增加，2010年以后各种类型的合作创新纷纷涌现，产产合作成为主要形式，产研、产学研合作虽然数量不断上升，但比例有所下降。由此可见，在北京汽车产业创新网络中，企业的主体地位进一步得到巩固，科技成果的快速转化和市场对接能力得到提升。

表2 北京汽车产业共有发明专利的类型及其构成Tab.2 Composition of joint patents of automobile industry in Beijing

四、北京汽车产业创新网络的演进过程

(一)三个演化阶段

北京汽车产业创新网络的发展分为三个阶段，分别是1993-2000年的孵化阶段、2001-2009年的成长阶段和2010-2016年的发展阶段。在孵化阶段，网络参与者之间开始出现合作创新，但节点的度数中心度几乎没有差别；在成长阶段，创新网络初具规模，清华大学处于核心位置，其他节点的度数中心度差别不大；在发展阶段，创新网络规模不断扩大，结构更加复杂，形成了国家电网这一超级节点，网络中节点之间的差异大于前两个阶段。在前两个阶段，网络中的重要节点以传统汽车领域为主，在第三个阶段，新能源汽车领域占据了大部分重要节点。

进一步分析北京汽车产业创新网络结构的各个指标值(表3)。首先，网络规模呈持续扩张状态。参与者的持续增多表明已有参与者能够利用网络进行更加广泛的信息交流和知识扩散并从中获得市场效益，从而进一步吸引新的参与者进入，由此形成正向的网络效应。其次，网络密度有所减弱，合作深度有待加强。在孵化阶段，国有企业和科研机构发挥协作功能，承担科研风险，形成较为紧密的合作关系，但由于忽视了市场需求，汽车产业经历了短期的低迷。2002年，中国加入WTO后第一家合资车企“北京现代”正式成立。索纳塔和伊兰特两款同步引进的主力车型适应了中国市场需求，再加上中韩双方各占50%股份的合资方式，让企业陷入将国外成熟车型引入国内生产的模式中，创新网络的密度进一步降低。电动化成为北京汽车产业发展的新突破口，技术进步带来对新组织模式、新机构、新市场的新需求。在技术冲击、市场机会和交易成本的作用下，参与者在创新网络中中止、维持、强化、调整原有合作关系和合作形式，搜索最优的合作对象并建立新的合作创新关系，增强自身创新能力以吸引新的合作对象，进入、退出现有网络。参与者的行为越是多样多变，网络密度值就越低，因此在发展阶段北京汽车产业创新网络的密度呈下降趋势。再次，度数中心势逐阶段下降，中间中心势则逐步上升。这表明，随着北京汽车产业创新网络的不断发展，重要节点的数量不断增加、控制力增强、与其他节点的合作也日渐频繁。最后，平均路径长度递增，网络中各参与者的创新合作中转次数有所上升。这表明影响创新网络聚合的障碍依然存在，整体网络的空间组织效率有待进一步提升。

表3 北京汽车产业创新网络结构各指标值Tab.3 Structure index values of independent innovation cooperation network of automobile industry in Beijing

(二)传统汽车创新网络的演化特点

运用Ucinet网络分析软件对传统汽车产业合作专利数据进行分析，并利用NetDraw功能绘制相应的拓扑结构图。节点的大小代表创新主体在创新网络中度数中心度的大小，节点越大，意味着该创新主体在网络中越处于中心位置；节点之间的连线越粗，代表它们进行创新合作的次数也越多。

从1993-2016年北京传统汽车产业三个阶段的拓扑图(图1)结构来看，北京传统汽车领域创新网络主要呈现三个特点。一是在孵化阶段和成长阶段，北京汽车产业的发展以传统汽车为主，传统汽车领域创新网络的网络规模、网络密度、度数中心度、平均路径长度等指标与行业整体较为接近。二是网络中节点的价值较大，但重要节点的控制力在下降，且节点的中介效用与行业整体相比较弱。大型国有汽车企业、由原国有科研机构转制而来的科技企业、高等院校中的车辆工程专业等为创新网络提供了智力支持，是创新网络的重要节点。随着越来越多的参与者涌入创新网络，这些重要节点除了互相之间以及与新参与者进行创新合作之外，在提供并交流有效信息、开展联盟和支持服务、培育双边及多边市场等方面的作用尚未得到有效发挥，因此造成中间中心势低于行业整体水平。三是传统汽车领域创新网络的参与者显示出较强的异质偏好。以中石化为代表的大型国有企业倾向于与其直属的科研机构在燃料研发等方面进行合作，而以清华大学和北京理工大学为代表的高校更倾向于与民营企业在无人驾驶、智能制造等领域建立研发和商业运营关系。

(a)1993-2000年

(c) 2010-2016年

(三)新能源汽车创新网络的演化特点

新能源汽车产业起步较晚，对北京2010-2016年新能源汽车产业合作专利数据进行分析，绘制相应的拓扑结构图(图2)。可以看出，相较于传统汽车领域，北京新能源汽车创新网络呈现三个特点。一是起步较晚但成长迅速。从2009年我国正式将新能源汽车产业作为战略性新兴产业开始，短短几年，北京新能源汽车领域创新网络就已初步形成，且网络规模超过同期的传统汽车领域。二是重要节点及其在网络中的作用有所变化。国家电网取代中石化成为网络中最活跃的节点。虽然新能源汽车领域创新网络中的重要节点个数少于传统领域，但其参与合作创新的频数远高于传统汽车领域。重要节点对其他参与者的控制能力和中介调节作用大大加强，从而使网络拓扑结构比传统汽车领域更为复杂。三是市场力量对网络结构的影响作用更加突出。除了国家电网与其下属子公司之间构成紧密的创新合作关系，民营企业与高等院校在动力研发和充电站的设计上加强合作，参与度和活跃度明显提高。

图2 北京新能源汽车领域创新网络的演进Fig.2 Evolution of independent innovation cooperation network of new energy automobile industry in Beijing

五、北京汽车产业跨地域创新网络的空间特征

(一)全国范围

北京汽车产业创新网络的地域范围不断扩张，建立自主创新合作关系的省份不断增多(表4)。进一步将发生在北京内的共有发明专利归为市内创新合作，将发生在北京与其他省市的共有发明专利归为市外创新合作。孵化阶段就出现了市内创新合作和市外创新合作两种形式，市外创新合作集中在辽宁。辽宁是我国建立最早的重工业基地，在装备制造、石油化工等领域具有传统优势，两地具备进行创新合作的产业基础。成长阶段，北京与11个省、3个直辖市建立了市外创新合作关系，占总数的56.5%，其中北京与辽宁的创新合作日渐频繁。发展阶段，北京除了未与云南、青海和西藏建立市外创新合作关系，与其他省市均建立并加强了创新合作关系，占总数的54.2%，虽然比重有所下降，但是合作数量、频次均有突破性上升。这一时期，北京与江苏、山东等省市建立起密切的联系。山东在核能、智能电网等重点领域实现了技术突破，并稳步推进氢能源、海洋能等前瞻性技术，因此较早发展起新能源装备制造业。2017年山东新能源汽车产量占全国的18%左右，同时建成全球首条高速光伏路面，并积极布局新能源汽车共享业务。江苏聚集了一批动力电池行业优势企业，初步建立起了包括上游原材料企业、中游电芯和PACK(外包)企业、下游动力电池回收以及整车企业的产业链条。

表4 北京汽车产业创新网络的空间分布(全国层面)Tab.4 Distribution of independent innovation cooperation network of automobile industry between Beijing and other provinces in China

(二)京津冀范围

京津冀地区正以汽车产业为突破口，加快京津冀协同发展战略的实施。从表5中可以看到，虽然孵化阶段京津冀之间并未有共有发明专利，但成长阶段和发展阶段京津冀之间的共有发明专利不断增加。在发展阶段，北京与天津、石家庄、唐山、邢台、承德、廊坊、秦皇岛、沧州、保定等城市共发生了79次合作创新联系，占总数的7.0%，其中传统汽车领域3次，新能源汽车领域76次。天津拥有全国最大的经济型轿车生产基地，正在加强发动机和关键零部件的生产能力，加快建立汽车零部件生产配套体系。保定是河北省汽车产业最为集中的地区，拥有长城、长安、河北中兴等汽车以及汽车零部件企业，受益于雄安新区鼓励清洁汽车应用的政策，保定坐拥智能交通、智能汽车的广大市场。可见，虽然目前京津冀地区的共有发明专利不多，创新合作频次不高，但是这一地区的汽车产业集群正在崛起，新能源汽车领域的合作是这一地区未来发展的主要方向。

表5 北京汽车产业创新网络的空间分布(京津冀层面)Tab.5 Distribution of independent innovation cooperation network of automobile industry between Beijing, Tianjin and Hebei

六、推进北京汽车产业跨地域创新网络的对策建议

首先，以核心技术研发和关键零部件国产化为目标，“聚力”汽车行业创新网络的异质性主体。创新网络的行为主体有各自的任务导向和利益导向，其创新行为是分散、异质的，又是相互作用的，而结成创新网络亦需要支付高昂的交易成本。“入世”以后，北京汽车产业积极参与全球分工体系，但为了快速占领市场、获得经济收益而避开了投入大、风险高的核心技术研发和关键零部件国产化，从而被跨国公司通过技术控制锁定在“组装”环节而流失大量利润。新能源汽车为汽车产业的提质增效打开了机会窗口，也催生了一批有创新实力的企业，但单靠企业难以承担创新活动的高投入和结果的不确定性，也难以在关键领域持续领先。当前，跨国汽车零部件企业加速布局中国，汽车产业必须凝心聚力，以统一目标来突破汽车行业的核心技术和关键零部件国产化的短板，以集体智慧提升创新网络的运行效率。

其次，加快推进政府职能由“管理”向“帮扶”的转变，以制度创新推进技术和组织创新。一是重视宏观引导，加强顶层设计。深入实施创新驱动战略，加强关键共性技术和重大科技预测，明确北京建设全国科技创新中心的战略定位和京津冀汽车产业千亿级创新集群建设的发展目标，合理引导汽车产业创新战略的统筹制定和落地实施。二是履行创新职能，优化创新服务。一方面，用好集中力量办大事的制度法宝，跨部门跨地域搭建支撑高水平创新的基础设施和公共平台，畅通创新成果转移转化的渠道，全方位调动各方力量盘活汽车行业创新网络的存量创新资源，加快资源开放共享，解决创新活动的“孤岛化”和“碎片化”问题；另一方面，坚持简政放权、放管结合，不仅要抓好战略规划、重大攻关、准入标准、专利保护、评价监管、法制保障等职能，更要抓好全方位系统化创新服务，优化营商环境，减轻企业负担，健全普惠性创新政策体系，激发全社会创新创业潜能，鼓励多元主体参与汽车行业创新网络，提高创新资源的配置效率、创新成果的转化效率和创新主体的激励效率。

再次，加快推进市场化改革，以市场力量推进创新网络的“利基”创造、互动融合和持续涌现。一是激发和保护汽车行业的企业家精神。通过营造支持改革、鼓励创新、允许试错、宽容失败的创新氛围，最大限度地促进企业家发挥积极性和创造性，提升企业家的决策定力，从技术创新、产品创新、管理创新、商业模式创新等关键环节入手，引导企业制定长远高效的创新规划，保证企业拥有持久生命力。二是构建基于知识产权建设的关键零部件研发生产体系。以整车企业和消费者需求为指引，搭建产学研深度融合的技术创新体系和交流平台，实施项目导向型的研发策略，培育专注细分市场和特定客户、拥有核心技术和独特产品的关键零部件企业，从而构建独立自主的零部件研发生产体系，为北京汽车产业长期高质量发展打造稳定而又充满竞争性的供应链基础。三是主动融入全球汽车工业体系。北京汽车产业应以新能源为突破口，一方面通过产学研的多样化协作和结构深化，推进群体智慧在创新网络中的持续涌现；另一方面应坚持引进来与走出去并重，积极扩大国际产能与创新联盟合作，形成面向全球的投融资、生产、贸易、服务网络，推进全产业链的“走出去”“走进去”和“走上去”。