专利密集型产业经济贡献度及发展对策——以天津市为例

尤 丽，岳宗全

（1.天津大学管理与经济学部，天津 300072；2.国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心，天津 300304）

0 引言

随着我国经济发展进入新常态，创新成为高质量发展的内涵之一。知识产权在国家发展和国际竞争中的战略性地位日益凸显。专利密集型产业蕴含大量技术创新信息，这一概念自2012 年在美国《知识产权与美国经济：产业聚焦》报告中提出后便引发了世界各国的广泛关注，知识产权密集型产业对国家经济发展的影响分析也是国际知识产权指数的重要评价指标之一。近年来，我国专利密集型产业成长性高、创新能力强，国家知识产权局发布的报告显示，2010—2014 年专利密集型产业增加值占地区生产总值（GDP）比重为11%［1］，2021 年上升至12.44%［2］，为实体经济创新发展提供了有力支撑。2021 年我国印发的知识产权领域两份重要文件《知识产权强国建设纲要（2021—2035 年）》和《“十四五”国家知识产权保护和运用规划》均强调要加强对专利密集型产业的培育。天津市作为全国先进制造研发基地，正在逐步突破传统产业发展的瓶颈，进行产业升级转型，知识产权在天津市经济社会发展中起到了重要支撑引领作用。《2022 年中国知识产权发展状况评价报告》显示，天津地区发展指数排名第9，位列全国第二梯队，与北京、广东、江苏等经济发达地区还存在一定差距。为全面推进知识产权强市建设，助力经济高质量发展，2022 年天津市发布《天津市知识产权“十四五”规划》，并将专利密集型产业培育工程作为重点工程之一。目前，尚未有研究对天津市专利密集型产业进行全面分析。本文基于2016—2020 年天津市专利与经济数据，测度出天津市专利密集型产业，明确“十三五”期间专利密集型产业对天津市经济发展的贡献度，采用主成分分析法分析人力投入、资金投入、研发规模和政策支持对天津市专利密集型产业发展的影响效果。通过准确描述和深入分析，为天津市专利密集型产业发展提供科学全面的决策依据，对推动天津市专利密集型产业培育工程具有重要的参考意义。

1 天津市专利密集型产业的测度

1.1 国内外研究现状

2012 年美国发布了《知识产权和美国经济：聚焦产业》报告，将专利密度定义为某产业5 年发明专利授权总数除以平均就业人数，将专利密度高于产业平均值的产业定义为专利密集型产业［3］。报告指出2010 年知识产权密集型产业GDP 贡献值占美国生产总值的34.8%。2022 年第三版报告显示，2019 年知识产权密集型产业对GDP 的贡献占美国国内经济活动或产出的41%［4］。欧盟在测算专利密集型产业时参考了美国的方法，但在统计时以发明专利申请量代替发明专利授权量，认为专利申请量更能代表产业创新发展趋势，据欧洲专利局统计，2008—2010 年专利密集型产业产值占欧盟GDP 的比重 为14%［5］，2014—2016 年 为16.1%［6］，2017—2019 年上升至17%［7］。我国于2019 年印发《知识产权（专利）密集型产业统计分类（2019）》［8］，将行业发明专利规模、专利密集度和R&D 投入强度作为界定指标，发布专利密集型产业目录，并建立专利密集型产业与《国民经济行业分类》（GB/T 4754—2017）的对应关系。该版目录将专利密集型产业类别对应到国民经济行业分类小类，但在实际操作中难以获取相应产业数据。

国内专家学者结合我国实际情况，对专利密集型产业的测度展开了一系列研究。姜南等［9］分别选取全产业人均发明专利申请量/拥有量，发明专利申请量/拥有量与工业总产值的比值4 个指标测度专利密集型产业。李黎明［10］以发明申请、有效发明、研发强度和研发人员占比4 项指标综合界定专利密集型产业。单晓光等［11］通过主成分分析法研究发现人力资本是影响产业专利密度的核心因素。在此基础上，李黎明［12］将高学历研发人员占比作为测度专利密集型产业的一个重要判断指标。尤丽等［13］考虑专利价值的高低对产业创新与经济效益的影响不同，将高价值专利数量作为界定专利密集型产业的重要指标之一。综上所述，目前，我国对专利密集型产业的测度研究已由单一指标逐渐发展为多指标综合测度，并在不断加强专利质量导向，评价体系越来越科学全面。

1.2 天津市专利密集型产业测度

本文在界定天津市专利密集型产业时，基于现有研究成果，结合天津市产业实际情况，将产业有效发明专利数量、高价值专利密度、R&D 投入强度和产业有研发活动企业数量占比均高于全产业平均值的产业定义为专利密集型产业。产业数据来源于《天津科技统计年鉴》，以数据公开最充分的规模以上工业企业为研究样本，通过研究对比2016—2020 年5 年间的产业数据，剔除统计数据口径有变化的产业，最终得到31 个行业大类数据1）。专利数据通过《国民经济行业分类与国际专利分类号对照表》，取得行业大类对应的专利分类号，利用incoPat 数据库检索有效发明专利数量和高价值专利数量2）。根据上述方法，最终确定7 个天津市专利密集型产业，分别为化学原料和化学制品制造业，医药制造业，通用设备制造业，专用设备制造业，电气机械和器材制造业，计算机、通信和其他电子设备制造业和仪器仪表制造业，其余24 个产业为非专利密集型产业，具体如表1 所示。

表1 天津市专利密集型产业和非专利密集型产业

2 天津市专利密集型产业的经济贡献度现状分析

当前评价专利密集型产业经济贡献度的指标主要有工业总产值、主营业务收入和出口交货值。其中，工业总产值反映了产业在一定时间内工业生产的总规模和总水平，是衡量产业生产能力的重要经济指标［14］。本文考虑《天津科技统计年鉴》在2019 年后将主营业务收入改为营业收入3），导致该项指标在研究产业5 年发展规律时会有一定误差，并且根据现有研究可知，各产业主营业务收入与工业总产值变化趋势基本一致［15］，因此本文未采用主营业务收入评价经济贡献度。出口交货值是衡量工业企业生产的产品进入国际市场的重要指标，由于《天津科技统计年鉴（2021）》未公布2020 年天津市规模以上工业企业出口交货值数据，为保证研究数据的连续性，本研究采用能够同时反映产业创新能力和出口能力的新产品出口值衡量产业国际竞争力。此外，本文创新性地选择人员劳务费指标，评价专利密集型产业的经济贡献度。党的二十大报告把“必须坚持人民至上”放在“六个必须坚持”的首位，体现了党和国家努力实现人民对美好生活向往的决心，人员劳务费能够衡量产业人员收入情况，高收入的工作在一定程度上代表了人民生活满足感和幸福感，是经济高质量发展的重要体现。

“十三五”期间，天津市专利密集型产业工业总产值、新产品出口值和人员劳务费占全产业比重情况如图1 所示。可以看出，专利密集型产业工业总产值年均占比为35.24%，2017—2019 年略有下降，但在2020 年有回升趋势，整体贡献情况较为平稳。新产品出口值年均占比为81.63%，表明在新产品出口方面，专利密集型产业是天津的主要支撑力量，但在2018 年后所占比重呈下降趋势。人员劳务费年均占比为59.10%，表示专利密集型产业提供的工作岗位具有高收入的特征，这与专利密集型产业技术密集，对人员技术、知识等方面要求较高有一定关系。

图1 天津市专利密集型产业“十三五”期间经济贡献度

通过以上分析可以看出，天津市专利密集型产业对天津市经济发展有着重要支撑作用，接下来将从人均工业总产值、人均新产品出口值和人均劳务费3 个维度研究“十三五”期间天津市专利密集型产业内部发展和对经济的贡献情况。

从图2 可以看出，天津市专利密集型产业中仅有化学原料和化学制品制造业在2016—2020 年期间的工业总产值高于全产业平均值，其他产业均低于全产业平均值，数据显示专利密集型产业对工业总产值的高贡献度主要由化学原料和化学制品制造业创造。化学原料和化学制品制造业创造是天津的优势产业，但在2018 年后工业总产值有一定程度的下降，这与天津市追求绿色发展，部分化工产业外迁有一定关系。计算机、通信和其他电子设备制造业和电气机械和器材制造业工业总产值略低于全产业平均值，并且呈逐年上升趋势，其余产业整体也呈缓慢上升态势，表明专利密集型产业具有一定的发展潜力。

图2 天津市专利密集型产业人均工业总产值

天津市专利密集型产业人均新产品出口值情况如图3 所示，计算机、通信和其他电子设备制造业的新产品出口值遥遥领先于其他专利密集型产业和全产业平均值，专利密集型产业的新产品销售占比主要由该产业创造，大部分专利密集型产业的新产品销售对象仍以国内市场为主。此外，天津市计算机、通信和其他电子设备制造业在2019 年和2020 年新产品出口值有大幅度下降，电气机械和器材制造业在2020 年有大幅度下降，下降幅度远远高于产业平均水平，在一定程度上反映出这两年非专利密集型产业新产品出口值在大幅增长，天津市新产品出口正在逐渐转变由劳动密集型产业支撑。仪器仪表制造业的高价值专利密度和有效发明专利规模均在专利密集型产业中排名第一，但是新产品出口值却远低于全产业平均水平，表明虽然仪器仪表制造业的技术创新水平较高，但经济转化水平较低。

图3 天津市专利密集型产业人均新产品出口值

由图4 可知，专利密集型产业人均劳务费均高于全产业平均值，且各产业之间发展水平较为均衡。天津市专利密集型产业从业人员薪资待遇水平较高，专利密集型产业能够提供更多高薪工作岗位，对天津市就业有着重要支撑作用，是实现经济高质量发展的重要载体。

图4 天津市专利密集型产业人均劳务费

3 天津市专利密集型产业发展因素主成分分析

基于上述分析可知，天津市专利密集型产业间的发展差异十分明显。李黎明等［16］认为专利密集型产业不仅是专利数量密集，更重要的是制度依赖。但是法律具有稳定性，通常在短时间内不会有非常大的改变［17］。因而，本研究是在已定的法律条件下，从4 个投入层面，分析天津市专利密集型产业发展因素。

目前，研究专利密集型产业发展状况主要有以下几种方法，如姜南［18］、王黎萤等［19］、张俊艳等［20］采用回归分析法，李黎明等［16］采用模糊综合评价法，Wang 等［21］、祝宏辉等［22］采用数据包络分析法，单晓光等［11］、徐明等［17］、符川川等［23］采用主成分分析法，各方法的适用范围和特点如表2 所示。由于前沿的分析方法如机器学习法等更适于大样本、复杂、多维度的数据，本研究数据样本相对单薄，采用传统的分析方法更加适合。其中，主成分分析法是通过降维，将原始变量重新组合成一组新的相互无关的几个综合变量，适用于变量间有较强相关性的数据。本研究中来源于统计年鉴的数据类别较多，指标间相关性强，且信息大概率存在重叠的情况，采用主成分分析法在分析中确保信息完整的同时，能够很好地解决信息重叠问题，因此主成分分析法是最为匹配的分析方法。

表2 常用分析方法对比

首先，建立天津市专利密集型产业发展因素评价指标模型。第一，考虑人力投入情况。专利法保护的客体是人类通过智力活动创造出的技术方案，人力资源的投入对专利密集型产业有直接的影响，其中研发人员和高学历人员更是技术创新研发的主力军，而人员劳务费可以反映产业对人力资源的资金投入情况。第二，资金投入。R&D 经费支出和新产品开发经费支出是产业进行研发活动的主要资金来源，对具有技术密集特征的专利密集型产业具有一定影响。第三，研发规模。有R&D 活动企业数、有科研机构企业数和新产品开发项目数均对专利密集型产业的创新发展有所影响。第四，政策支持。研发开发费用加计扣除减免税和高新技术企业减免税政策旨在鼓励创新，为企业减轻资金负担，对专利密集型产业创新活动和专利申请有积极的促进作用。

综上所述，将影响专利密集型产业发展的因素按照人力投入、资金投入、研发规模和政策支持四大类进行列举，具体指标模型如表3 所示。

表3 天津市专利密集型产业发展因素评价指标集合

计算2016 年A1—D2的原始相关矩阵，结果如表4 所示。从表4 中可以看出，各影响因素之间均具有一定相关性，且相关系数越大表明重合信息越多，因此可采用主成分分析法进行分析。

表4 天津市专利密集型产业影响因素的相关矩阵（2016 年）

各因素的相关系数矩阵如表5 所示，前3 个主成分的特征值均大于1，并且对整个样本的贡献率达到92.75%，因此本文选择这3 个主成分做进一步分析，3 个主成分的载荷矩阵如表6 所示。

表5 2016 年天津市专利密集型产业影响因素的相关系数矩阵

表6 2016 年天津市专利密集型产业影响因素主成分的载荷矩阵

表6 显示了A1—D2对3 个主成分的贡献率，结果表明，对主成分1 影响最大的因素是R&D 经费内部支出占比，对主成分2 影响最大的因素是高新技术企业减免税，对主成分3 影响最大的因素是人员劳务费支出占比，3 个主成分的贡献率分别为48.30%、30.72%、13.73%。根据2016 年数据分析结果可知，对天津市专利密集型产业影响最大的因素为研发经费使用、政策支持和人力资本投入。

同理，针对2017—2020 年数据采用同样方法进行主成分分析，结果如表7 所示。表7 显示，2017年对主成分1 影响最大的因素是有R&D 活动企业数占比，对主成分2 影响最大的因素是高新技术企业减免税，对主成分3 影响最大的因素是新产品开发项目数量；2018 年对3 个主成分影响最大的因素与2017 年相同；2019 年对主成分1 影响最大的因素是有R&D 活动企业数占比，对主成分2 影响最大的因素是硕博人员数占比，对主成分3 影响最大的因素是新产品开发项目数量；2020 年对主成分1 影响最大的是有R&D 活动企业数占比，对主成分2 影响最大的因素是R&D 经费外部支出占比，对主成分3 影响最大的因素是新产品开发项目数量。

表7 天津市专利密集型产业影响因素主成分的载荷矩阵

综合表6 和表7 数据，对比2016—2020 年5 年时间的主成分分析数据如表8 所示。相比于2016 年，2017 年对主成分1 影响最大的因素由R&D 经费内部支出变为有R&D 活动企业数占比，对主成分3 影响最大的因素由人员劳务费支出占比变为新产品开发数量，说明研发规模对专利密集型产业的影响在逐渐加强。2018 年与2017 年研究结果一致，并且2016—2018 年政府支持对专利密集型产业的发展均起到了重要作用。2019 和2020 年，对主成分1 和主成分3 影响最大的因素与2017 和2018 年相同，不同的是对主成分2 影响最大的因素在2019 年为硕博人员数占比，2020 年为R&D 经费外部支出占比，表明高学历人员和R&D 经费对外支出在专利密集型产业中的作用正在凸显，而政策支持的作用正在逐渐降低。

表8 天津市专利密集型产业影响因素主成分数据的对比分析

基于上述分析结果可知，在2016—2020 年期间，天津市专利密集型产业发展的主要影响因素逐渐由研发经费内部支出、政策支持和人力资本投入转变为研发活动规模和研发经费的外部支出，其中研发经费的外部支出包括对境内研究机构支出、对境内高等学校支出、对境外支出三部分，表明天津市专利密集型产业技术引进占比在不断提升，培育天津市专利密集型产业除需进一步扩大研发活动规模之外，应加强引导企业自主研发意识。普惠政策支持对天津市专利密集型产业的发展初期影响较大，在产业发展后期中作用在逐渐降低。此外，研究结果显示，人力投入也是专利密集型产业的一个重要影响因素，并且高学历人员占比对专利密集型产业的影响愈加明显。

4 天津市专利密集型产业培育发展政策建议

通过“十三五”时期天津市的产业数据，研究了天津市专利密集型产业的经济贡献度，并分析了各产业的发展情况，研究显示天津市存在专利密集型产业覆盖范围小和产业内部发展不均衡等问题。从主成分分析结果可知，研发活动规模、高学历人才和研发经费对外支出比例逐渐成为天津市专利密集型产业发展的重要影响因素。根据研究结果，针对天津市专利密集型产业培育发展提出相关政策建议。

4.1 高度重视专利密集型产业培育发展，充分发挥专利密集型产业对国民经济的支撑作用

定期更新专利密集型产业目录，建立统计监测机制。本文以31 个产业为研究样本，测度结果显示仅有7 个产业为专利密集型产业，表明天津市专利密集型产业覆盖范围较窄。而研究显示，专利密集型产业的创新投入、创新产出和经济效益整体均高于非专利密集型产业，对经济发展具有重要支撑作用［13］。因此，应加大力度培育汽车制造业、铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业等天津市有一定基础的产业，扩大专利密集型产业覆盖范围，着力推动专利密集型产品认定和培育工作。定期更新发布专利密集型产业目录，搭建专利密集型产品登记平台，建立多维度经济指标统计监测机制，促进专利数据与经济、金融、人才等多维数据的关联，及时了解天津市专利密集型产业发展情况和对经济的影响与贡献度，为培育专利密集型产业提供数据支撑。

制定针对性扶持政策，促进天津市专利密集型产业均衡发展。天津市专利密集型产业对天津市工业总产值、新产品出口值和就业等经济活动具有重要支撑作用，但产业间存在发展不均衡的问题，并且目前缺少具体针对专利密集型产业培育发展政策。应针对不同产业情况出台更精准的扶持政策，如对工业总产值较低但逐年增长的产业，应适当扩大生产规模；大部分专利密集型产业新产品销售对象为国内，而作为技术创新的中坚力量，应鼓励、推动专利密集型产业的高附加值创新产品出口海外市场，给予专利密集型产品减免收税等优惠政策，逐步取代劳动密集型商品的出口，提升国际竞争力；仪器仪表制造业创新水平较高，但产值和新产品出口值较低，可针对该产业扩大生产规模和出口税收优惠政策，设置专利成果转移转化奖项，切实提高专利对经济的贡献度。

4.2 加大创新投入强度，促进创新引领经济高质量发展

扩大产业研发规模，激发企业创新活力。根据主成分分析结果可知，2017—2020 年有R&D 活动企业数和新产品开发项目数始终是影响专利密集型产业发展的主要因素。结合现有研究结果可知，创新投入与经济效益呈显著正相关［13］。因此，应加大创新投入力度，扩大专利密集型产业研发规模，以创新引领天津市经济高质量发展。如，对新增R&D活动的企业给予土地使用和实验室建设等优先批准登记，设立绿色通道，加快办理相关手续。设立专项资金，鼓励专利密集型产业开发新产品，对企业新产品开发项目给予奖励资助，对新产品销售收入实施减免税收政策。积极跟进贯彻落实国家知识产权局专利产品备案和专利密集型产品认定政策，出台配套鼓励、奖励措施，进一步推动推动专利在产品端、产业端转化见效，促进经济高质量发展。

4.3 推动产学研深度融合，充分发挥高校自主创新支撑作用

持续推进人才引进政策，建立产业与人才关联机制。通过分析可知，高学历人才占比和R&D 经费外部支出逐渐成为影响专利密集型产业发展的主要因素之一。统计数据显示天津市2020 年和2021 年总人口数量均为净流出状态。在此情况下，应持续推进“海河英才”计划的深入实施，对专利密集型产业引进的高学历人才给予额外补助。同时加快专利密集型产业的培育，从而提供更多薪资水平高、工作环境好的技术岗位，吸引人才落户发展，实现以产业吸引人才，以人才助力产业高质量发展。

构建产学研融合创新体系，培育企业自主创新能力。天津市专利密集型产业技术引进需求较大，因此可对企业研发经费外部支出给予一定的专项补贴，支持技术迭代更新，推动产业转型升级。2016—2020 年期间申请人为高校或科研院所的有效发明专利占天津市专利总量的50.86%，表明高校的技术研发对天津市创新发展具有重要支撑作用，应加强推动企业与本地高校的产学研深度合作，逐步减少产业对技术引进的依赖。通过天开高教科创园的建设，探索建立产学研融合创新体系，实现科研成果的资本化、产业化，为天津市经济持续稳定增长提供新动力。

注释：

1）2017 年天津市修正了数据统计口径，导致2016 年的经济数据和后面历年数据差距较大，为保证数据分析的准确性和连续性，根据各行业2017—2020 年的数据变化趋势对2016 年的经济数据进行预处理。

2）高价值专利测定标准：以《“十四五”国家知识产权保护和运用规划》文件对高价值专利的定义为准。

3）2019 年以前《天津科技统计年鉴》中统计的营业收入指标为主营业务收入，2019 年之后为将这项指标改为营业收入。在界定专利密集型产业时采用的是5 年平均值，在影响因素分析中采用的是比值，因此在本文将指标统一约等于营业收入进行计算，并不影响本文的主要结论。