新兴技术创新网络的知识跨界耦合机理研究——以华为虚拟现实技术为例

马 慧 赵凤雅 曹 兴

1 引 言

新兴技术是对未来经济结构或行业发展产生深远影响的根本性创新技术（周萌等，2019［1］；徐建国等，2018［2］；Douglas等，2013［3］；Dejing等，2017［4］）。新兴技术不仅来源于单项技术的突破，也体现了多种技术的整合。新兴技术发展涉及不同领域的技术知识，企业如果仅仅依靠内部的知识资源，已无法支撑创新突破，需要跨越边界从外部获取关键异质性知识（张骁等，2019［5］），实现不同领域技术的融合和知识的共享，在相互渗透中促进创新网络跨界耦合。

新兴技术创新网络的跨界耦合体现了不同领域技术的跨界行为，是知识资源的跨领域整合，也是创新主体的跨界合作过程。技术创新本质是一种复杂的知识流动系统（贾卫峰等，2017［6］），通过知识流动可以有效地促进知识的吸收、创造和利用（董坤等，2020［7］），增加知识耦合重组的机会，为新兴技术跨界创新提供知识基础（潘李鹏等，2018［8］）。知识流动与耦合对跨界创新主体间关系的形成以及创新网络的跨界耦合具有重要影响（李丫丫等，2016［9］；刘宇飞等，2020［10］）。由于异质性知识资源的流动，创新网络结构和网络间关系发生变化，网络边界模糊（曹兴等，2021［11］），有助于实现创新要素跨部门、跨领域、跨载体的知识耦合（姜骞等，2019［12］）。杨青等（2022）［13］研究认为网络间部分节点有耦合关系，耦合节点不仅将知识资源传播给相邻节点，并且也能通过耦合连接关系将知识资源传递给其他层的网络节点。贾卫峰等（2010）［14］研究认为企业通过跨组织学习，使得企业间发生知识耦合，技术创新网络的知识流动随着知识节点的学习能力和节点间耦合关系的变化而动态调整。Huang等（2022）［15］研究认为不同领域之间的知识互动和动态变化构成了技术知识耦合，存在着现有技术领域之间，以及新技术领域与现有技术领域之间知识耦合的两种形式。不同的知识耦合形式将加速各类知识积累和创造，带来技术跨界和市场跨界等新兴技术跨界方式（李东红等，2021［16］）。因此，创新主体在发展目标、角色地位、资源优势等方面存在差异，决定其采取不同的知识获取策略，影响网络中知识流动的方向，进一步形成不同的知识耦合路径和创新主体跨界方式。

基于以上研究，本文依据知识流动的动因和方向，分析了新兴技术创新网络的知识耦合路径和企业跨界创新方式，以华为虚拟现实技术为研究对象，通过收集专利数据构建专利引文网络，分析华为虚拟现实技术的知识耦合路径，构建专利共现网络，研究华为虚拟现实技术知识群和跨界创新方式。采用专利数据，运用专利引文分析，研究华为虚拟现实技术的知识耦合路径，运用专利共现分析，划分并研究华为虚拟现实技术知识群和跨界创新方式。本文的主要贡献在于：第一，探讨了新兴技术创新网络的知识流动与耦合路径，提出企业获取新兴技术知识的行为和方式推动了新兴技术创新网络的跨界耦合，深化和拓展了网络耦合的理论研究。第二，划分推进新兴技术创新的两类知识群，剖析知识群在跨界创新中发挥不同的作用，为探究不同知识群与跨界创新提供了新的理论分析框架。第三，分析了华为虚拟现实技术创新网络中知识耦合路径和知识群跨界方式，验证了新兴技术创新网络的知识跨界耦合机理，厘清新兴技术创新过程中知识耦合与知识跨界间的关系，为推进新兴技术企业跨界创新提供指导意见。

2 新兴技术创新网络知识耦合路径及跨界方式分析

在新兴技术创新网络中，节点企业具有不同的知识资源，存在着非均匀连接。结合节点企业的知识存量与网络地位，在创新网络中占据核心位置，掌握关键技术和知识，起着至关重要作用的企业划为核心企业（李宇等，2018［17］）；在创新网络中处于边缘区域，知识基础薄弱，起着辅助作用的企业划为非核心企业。核心企业具备出众的创新能力，是产业链中的领导者，善于预判未来，抢占技术高地；非核心企业一般处在适应创新和模仿创新阶段，创新能力较弱，是核心企业的跟随者（刘锦英，2018［18］）。核心企业通过知识溢出可以对非核心企业进行控制（王伟光等，2015［19］），同时，核心企业和非核心企业的概念是相对的，二者在发展过程中可以相互转化（张保仓等，2017［20］）。

2.1 新兴技术创新网络的知识流动与耦合路径

核心企业凭借自身的知识优势率先进入前沿技术轨道，主动与其它企业交流，获取先进的知识资源，建立起知识主动吸收路径。非核心企业以核心企业为学习模仿对象，核心企业以“中介”身份为非核心企业被动输送新鲜的知识“血液”，形成了知识被动扩散路径。随着新兴技术创新网络演化，核心企业主动吸收网络外企业的知识资源，让核心企业的知识主动吸引能力提升，引领创新网络内组织学习；同时更多企业加入创新网络，主动选择知识资源丰富、网络地位较高的核心企业建立联系，使核心企业的知识被动扩散范围不断扩大，在创新网络中输送异质性知识资源；伴随着网络外企业加入跨界创新网络，原有核心企业A地位被新加入的企业B取代，成为非核心企业。非核心企业B吸收知识资源成长为核心企业，如图1所示。

图1 新兴技术创新网络形成过程中的知识流动

从知识流动方向来看，新兴技术创新网络内形成了两条知识耦合路径：一是在技术进步需要的驱动下，核心企业引领组织学习，吸收外部异质性资源搭建的知识主动吸收路径；二是在技术价值需要的驱动下，网络外企业加入创新网络，吸收网络内知识资源，构建起知识被动扩散路径，如图2所示。

图2 新兴技术创新网络的知识耦合路径

2.2 新兴技术创新网络的知识群与跨界方式

新兴技术创新网络中不同知识的流动与耦合，推动技术知识资源聚集和整合。新兴技术通常由不同功能的关键技术模块和常规技术模块组成，技术模块由相互关联的技术组件驱动运行。根据技术与知识的对应关系，将内置网络显性化，关键技术模块内各种技术知识构成关键知识群，常规技术模块内技术知识构成边缘知识群。核心知识是企业关键技术能力形成的重要部分，是拉开与其他企业的技术差距，保持竞争优势的基础，技术创新是核心知识在网络间流动和加强的过程（贾卫峰等，2010［14］）。关键知识群是新兴技术形成的核心知识，体现了新兴技术的根本性功能，凭借其前沿知识水平，引领知识网络的演进，成为新兴技术创新的主要知识源头，在网络中处于核心地位。边缘知识群具有辅助功能，起着补充、完善新兴技术的作用，在网络中处于非核心地位，如图3所示。

图3 新兴技术与内在知识的对应关系

关键知识群主要是不同领域的核心技术知识的流动与耦合，通过整合不同技术优势，创造出新的技术或产品，引领新兴技术创新突破；边缘知识群涉及非核心知识，主要在现有知识群的基础上嫁接异质性知识，拓展到不同的市场领域，获取新的增长点和创新点。因此，关键知识群的形成与扩张体现了核心企业之间技术跨界创新行为，需要核心企业根据技术需求主动吸收核心知识，边缘知识群的形成和新增则是核心企业与不同领域企业之间市场跨界行为，发掘新兴市场，占据市场优势。

综上所示，核心企业可采用主动吸收的知识耦合路径，有意识地从外部环境吸收新的技术知识，加速关键知识群扩张，推动新兴技术的技术跨界创新；也可通过被动扩散的知识耦合路径，识别和捕捉技术创新网络中扩散的市场知识，加速各类边缘知识群形成，推动新兴技术的市场跨界创新。如图4所示，新兴技术企业通过主动吸收和被动扩散两条知识耦合路径，加速关键知识群和边缘知识群形成与扩张，推动新兴技术创新网络的跨界耦合发展。

图4 新兴技术创新网络的跨界耦合过程

3 研究设计

3.1 研究方法与样本选择

本文关注的问题是新兴技术创新网络的知识耦合路径和跨界创新方式，属于“怎么样”类型的问题，适合采用描述性案例研究方法。为了验证新兴技术创新网络的知识耦合跨界机理，本文以华为虚拟现实技术作为新兴技术研究对象，由于虚拟现实技术是21世纪影响人类生产与生活方式的重要技术之一，其内容广泛，应用涉及多个领域，满足技术知识耦合和技术跨界创新特性。由于以上知识耦合路径及跨界方式分析是以核心企业为主导，探索新兴技术创新网络中核心企业的双向知识耦合路径和两类跨界创新方式，本文选取华为技术有限公司（以下简称华为）为案例研究对象。华为是全球领先的信息与通信技术（ICT）解决方案供应商，自2012年起对虚拟现实关键技术投入研究，并于2016年布局了虚拟现实技术发展战略，是国内发展较早、技术体系较成熟的虚拟现实技术跨界企业的典型代表。本文通过收集华为虚拟现实技术专利数据，挖掘专利引文和专利共现信息，构建以华为为核心的虚拟现实技术创新网络，采用社会网络分析法，对新兴技术创新网络结构和关系特征进行分析，研究虚拟现实技术创新的知识耦合路径，通过测量专利耦合度，进一步研究虚拟现实技术跨界创新方式。

3.2 数据获取

为了保证研究的真实性和全面性，本文通过多种途径、多种方式，收集多样性信息，结合专利数据和非专利数据，相互补充，互相检验。本文以行业研究报告、媒体报道，企业新闻、学术论文和企业年报等方式获取非专利资料，对华为虚拟现实技术发展背景进行分析。在德温特专利数据库（Derwent Innovation）中，采用“VR”、“AI”等主题关键词，检索华为的专利申请数据。华为在2016年后开始大量申请虚拟现实专利，且专利从申请到审核通过大约需要两年时间，因此将专利数据时间范围限定在2000-2018年。收集到专利数据17715条，利用Thomson Data Analyzer软件清洗，最终得到有效虚拟现实技术专利数据7189条。

4 案例分析

4.1 案例背景

虚拟现实技术融合了计算机、电子信息、仿真技术等，通过模拟虚拟环境，营造沉浸感。我国在虚拟现实产业发展上呈现出强劲势头，吸引了一大批企业跨界布局虚拟现实产业，如华为、腾讯、联想、小米等商业巨头。

华为是目前少数拥有“端+管+云”开放生态体系的企业，虚拟现实技术是华为全场景智慧生活战略的重要组成部分。为扶持虚拟现实技术等领域的发展，华为推出 “耀星计划”，迄今为止已为6批、160多个合作伙伴提供了资源。“耀星计划”在提供人才培养、开发支持、创新支持的同时，促进了华为与其他合作企业间的知识交流。

随着华为虚拟现实技术和产业生态的持续发展，华为重点强调关键技术、产业生态与应用落地的融合创新，如硬件、软件、内容制作与分发、应用服务等不同领域技术知识的耦合。因此，华为虚拟现实技术已形成完整的产业链，上游包括芯片、传感器、显示屏、摄像头、手柄、指环等硬件技术；中游包括VR技术应用必须的软件支撑和软件开发技术，如UI、OS、3D引擎、SDK等开发工具；下游为游戏、视频、直播、旅游、教育等领域的VR内容制作分发和应用服务环节，如表1所示。在华为虚拟现实技术产业链下游，华为与多方企业合作，通过跨界创新，将应用范围扩展到许多领域，如表2所示。

表1 虚拟现实技术产业链

表2 华为与合作机构的虚拟现实技术应用

4.2 华为虚拟现实技术创新网络的知识流动与耦合路径分析

华为依托其在5G通信技术、芯片研发、硬件加速、视觉识别和AI方面的强大实力，攻克虚拟现实解码、算法等关键技术，在国内奠定了虚拟现实技术的领先地位。2018年2月，华为正式发布Cloud VR系统前端到用户后端的解决方案，实现了云计算与VR技术的结合。同年7月，首个Cloud VR业务商业化试运行，标志着业务和方案已经日趋成熟。Cloud VR业务对时延要求高，5G大带宽和低延时特点可以完美适配VR和AR高清画面和内容交互的需求，为虚拟现实技术的快速发展带来突破。华为将5G、云计算、AI等技术与虚拟现实技术进行跨界创新，打造了以自身为核心的Cloud VR、VR+5G、VR+AI的虚拟现实技术特色优势。因此，华为作为掌握虚拟现实技术的核心企业，充分发挥着核心企业的控制力与引导力，通过外部活动建立起双向流动的知识耦合路径。

4.2.1 知识主动吸收的耦合路径分析

通过收集华为在虚拟现实技术领域的专利引文数据，构建华为虚拟现实技术专利施引网络，分析华为公司在虚拟现实技术领域中知识主动吸收的耦合路径，如图5所示。节点代表企业专利权人，有向连线代表华为与其他企业的知识互动，连线粗细代表活动频次大小，节点形状代表不同的企业类型。

图5 华为虚拟现实技术专利施引网络

以上华为虚拟现实技术专利施引网络中可以发现，华为作为知识接收方，主动跨界吸收异质性知识。其中接受来自硬件研究生产企业的知识最多，其次为内容制作与应用企业、多元业务企业和软件研究生产企业。华为拥有ICT领域核心硬软件及产业生态协作的实力，但并非虚拟现实关键技术的行家，为了推动虚拟现实技术的发展，华为借助知识网络，吸收其他行业厂商的专业知识。专利施引网络呈现了华为主动吸收异质知识的耦合路径的范围和强度。

硬件设备是虚拟现实技术发展的基础，VR设备将成为继电脑、手机后的下一个平台。但是，目前虚拟现实硬件存在设备笨重、体验感较差等问题。为解决以上问题，华为主动联合其他硬件企业，从乐相科技旗下的大朋VR终端产品、联想VR头戴式显示器中寻找设计灵感；联合京东方设计VR Glass设备显示屏；与高通达成芯片方面的合作，发布了为未来VR设备提供支持的麒麟990系列芯片。

内容制作是虚拟现实技术发展的核心要素，华为通过吸收自身薄弱的此领域相关知识，开启虚拟现实技术的商用阶段。引用频次较高的企业如乐视、阿里巴巴等，乐视VR专注于VR领域的内容生产、渠道分发和产品销售，阿里巴巴成立“GnomeMagic Lab” VR实验室，专注于研究消费者顾客体验，推出名为“Buy+”的虚拟现实购物中心和VR Pay支付服务。同时扩展2B（面向企业客户）、2H（面向家庭）和2C（面向游戏）商业模式。华为选择面向C端的视频及游戏两大落地场景，为广大内容创作者建立了以华为VR SDK为工具包的商用内容开发平台，聚合外界专业力量，填补自身在产业环节的缺失。

软件研究生产企业是华为对外吸收知识最少的部分，表明华为在软件研究生产领域具备自身优势。其借鉴运软网络、视博云科技等企业的云计算、虚拟化技术，加以利用自身渠道、资源和技术优势，加速聚合产业发展。

因此，华为在虚拟现实技术创新过程中，主要吸收了硬件研究生产企业、内容制作企业的核心技术，并整合到自身的技术体系中，形成了主动吸收的知识耦合路径。

4.2.2 知识被动扩散的耦合路径分析

构建华为虚拟现实技术专利引文网络，分析华为公司在虚拟现实技术领域中知识被动扩散的耦合路径，如图6所示。

图6 华为虚拟现实技术专利被引网络

华为作为知识网络的核心企业，已成为其他企业专利引用的对象，不断向外“被动”输出知识，进行知识耦合与扩散。硬件研究生产企业是华为技术知识被引用最多的领地，其次是多元业务企业和软件研究生产企业。华为作为虚拟现实领域的核心企业，为网络内其它异质性企业提供技术参考和引用。硬件研究生产企业是华为技术知识被引用的主要领地，表明华为对虚拟现实技术的研究主要集中于上游的硬件技术领域，其拥有先进的技术研发基础，在虚拟现实芯片、网络架构、终端设备等方面取得显著成果。硬件研究生产企业依靠华为的硬件支持，实现技术整合和产品设计，如歌尔股份从华为获得整机与方案设计，网龙网络教育类VR工具“101创想世界”与华为对接，提高自身的技术能力。

软件开发是虚拟现实技术的重点，虚拟现实技术的价值实现需要程序驱动。云计算有助于实现轻量化终端，降低终端成本，加速推动虚拟现实技术向产业化、规模化发展。华为掌握5G、云计算、AI等信息科技的核心技术，已成为创新网络的核心引领企业，如国内智能音频技术提供商时代拓灵，借鉴华为的技术解决了当前音频技术普遍存在的问题；AT&T与华为合作，吸收了大量华为的技术知识；北京商询科技有限公司参与华为VR开发应用大赛，制作数字孪生应用DataMesh Director。

多元业务企业是虚拟现实技术发展的关键企业类型，由于其知识需求量较大，是与华为知识交流与耦合强度较高的领域。以微软、爱奇艺等为代表的虚拟现实多元业务企业，将自身原有的行业技术与虚拟现实技术跨界耦合，改进其原有行业发展路径，并衍生出全新商业模式，带来市场跨界。腾讯、爱奇艺、网易等在游戏、视频领域融入虚拟现实技术，增强用户沉浸感与视觉特效；初创型科技公司小鸟看看汲取华为尖端技术，打造领先的移动VR硬件及内容平台。

因此，华为在虚拟现实技术应用过程中，其在该领域积累与创造的知识资源主要被软、硬件研究生产企业和多元业务企业接收，为拓展更多市场领域，知识在新兴技术创新网络中传播与扩散，形成了被动扩散的知识耦合路径。

4.3 华为虚拟现实技术创新网络的知识群划分与跨界创新方式分析

为明确华为虚拟现实技术创新网络中知识耦合程度，利用专利数据的IPC共现信息，构建了华为虚拟现实技术的IPC共现网络，如图7所示。图7（a）是华为作为施引方的IPC共现网络，图7（b）是华为作为被引方的IPC共现网络。网络节点代表IPC，节点大小表示知识对外连接的活跃程度，连线代表不同IPC之间存在知识耦合，连线粗细表示异质IPC间耦合强度。

图7（b）的网络连接数和节点数明显多于图7（a）的网络连接数和节点数，表明被动扩散的IPC种类多于主动吸收的IPC种类，且从节点大小中，发现H04N-G06F、G06F-G06T始终是耦合程度较高的知识对。图7（b）中存在A45C、G03B、G08B三个孤立节点，说明这三个IPC只存在自引现象。

4.3.1 知识群划分

依据知识耦合程度进一步对华为虚拟现实技术进行知识群划分。采用专利耦合IPC数量及其比重等指标（慎金花等，2019［21］），确定关键知识群和边缘知识群。相关测量指标如表3所示。

表3 相关指标及定义

根据华为虚拟现实技术IPC共现网络的相关数据，可得到华为作为施引方和被引方的IPC耦合数量及相应比重值，如表4、表5所示。

表4 华为作为施引方IPC耦合统计

表5 华为作为被引方IPC耦合统计

从表4中发现，华为作为施引方的专利IPC共现网络，共存在10个主要IPC，其中表明H04N、G06F、G02B、G06T耦合了近半数IPC，将其划分为核心知识，分别为图像通信、电数字数据处理、光学元件、系统或仪器领域。华为作为被引方的专利IPC共现网络存在21个主要IPC，其中表明G06F、H04N、H04L、H04R和G02B最为活跃，有较高的耦合数量占比，将其划分为核心知识，分别为电数字数据处理、图像通信、数字信息的传输、光学元件、系统或仪器领域。

以上研究发现，创新网络中知识吸收和扩散的耦合路径集中于图像显示（H04N、G06T等）、数据处理与存储（G06F等）、通信传输（H04L等）、光学元件（G02B等）、声音技术（H04R等）等虚拟现实技术的基础知识。华为作为被引方网络中，以H04R、G10L、H04S为代表的声控语音技术存在技术跨界需要。通过开放互补的虚拟现实技术平台，多领域企业吸收华为A63F、G03B、G06Q、A45C等商业知识。基于以上分析，构建了华为虚拟现实技术的知识网络图，并将各专利IPC划分为关键知识群和边缘知识群，如图8所示。

图8 华为虚拟现实技术的知识群划分

虚拟现实技术实现了动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具、系统集成等关键技术的跨界耦合。但VR是学科高度综合交叉的技术，其发展中仍存在待解决的问题，例如VR用户的消费成本高、体验感不佳等，这将激发华为与其他企业间进一步增加知识交流，实现技术和市场跨界。综上所述，华为在虚拟现实技术研发阶段重点发力，和产业合作伙伴共同打造知识耦合的技术演进路径。在此基础上，不断更新的虚拟现实技术关键知识群，再融合到其他技术行业，实现技术跨界。生态伙伴开拓了市场应用的知识流动渠道，促使边缘知识群扩展，带来市场跨界的机会。华为不仅在虚拟现实的关键技术上跨界耦合5G、云计算、人工智能等先进技术，同时还实现了教育、医疗、游戏、旅游、电商等市场领域的跨界耦合。

5 结论与展望

5.1 研究结论

本文深入分析了新兴技术创新网络的跨界耦合机理，以华为虚拟现实技术为研究对象，通过收集专利数据，运用专利引文分析和专利共现分析，探索了华为虚拟现实技术创新网络的知识耦合路径和跨界创新方式，得到以下结论：从知识流动的视角认为新兴技术创新网络的知识耦合有两条路径，一是核心企业吸收外部异质性资源，建立的知识主动吸收路径；二是网络外企业加入创新网络，吸收网络内知识资源，建立的知识被动扩散路径，在以上路径的作用下，新兴技术企业通过跨界交流异质性知识，促使知识群不断扩展，实现各类知识资源的整合。关键知识群是新兴技术核心知识，加速技术知识跨界融合，引领技术跨界；边缘知识群涉及非核心知识，通过知识流动，衍生出技术创新点，发掘新兴市场，带来了更多市场跨界的机会。

5.2 实践启示与展望

积极培育引领跨界创新的核心企业。核心企业往往具有较高的知识水平、较强的创新动机以及创新能力，对引领跨界创新具有较强的辐射带动作用。通过与非核心企业等其他知识源的跨界合作，带动非核心企业加入跨界创新网络，帮助非核心企业成长。同时建立良好的学习机制，充分发挥核心企业在知识流动中的领导作用，提高跨界创新主体间的知识流动频率与知识耦合强度。

学习交流关键核心知识的同时，重视边缘非核心知识的作用。关键核心知识是技术创新的基础，是突破技术发展瓶颈，实现颠覆性技术创新的知识来源。边缘非核心知识对跨界创新起辅助作用，边缘知识往往会带来新的创新突破点，带来更多市场跨界的机会，获取更大的市场价值。因此企业在跨界创新的过程中，应对制约技术发展的核心知识给予重视，同时不可忽视非核心知识的作用。

跨界创新发展需要良好的外部环境。为企业间跨界创新营造良好的政策、文化与社会环境，将有助于培育创新氛围，促进知识的交流与共享。同时构建跨界创新平台，促进企业间的知识交流，充分发挥好市场对跨界创新的带动作用。

本文对新兴技术创新网络的知识耦合路径和跨界创新方式进行了研究，但也存在一定的局限性，由于案例分析中采用的专利数据具有一定的滞后性，且只能体现出企业间一部分的知识流动和耦合特征。未来可以采用多样的数据采集方式，如采用非专利数据、实地调研数据等多种形式表现企业间的知识交流与跨界耦合活动。