金砖五国在美授权专利比较分析

【编者按】2014年“金砖银行”成立，标志着五国之间的合作将进一步加强。分析金砖五国在美国获得授权的专利数量、专利引文情况、被论文引用情况、授权专利涉及的主要技术主题以及授权专利创新规模，可以看出，我国专利数量在金砖五国中具有明显优势，我国专利权人在美授权专利的被引次数、H指数等引文指标全面超过另外四国，我国专利价值在五国中处于绝对领先地位，高价值专利数量是处于第二位的印度的五倍以上。同时，印度专利对科学的影响力在五国中处于领先地位，不论总被引次数还是篇均被引次数、被引专利比例均远高于其他四国。综合对比五国专利技术特点，揭示金砖五国技术创新的整体状况，并为促进我国科技创新和金砖五国间知识产权合作提出建议。

高盛集团（Goldman Sachs）著名经济学家Jim O'Neill在2001年首次提出由新兴市场经济体国家巴西、俄罗斯、印度、中国组成的“金砖国家”（BRIC）这一概念，预测“金砖国家”将在全球经济中扮演重要角色。2010年南非加入形成“金砖五国”。2014年“金砖银行”成立，标志着五国之间的合作将进一步加强。了解金砖五国专利技术特点对于发展我国经济，促进五国间科技、经济以至政治合作具有十分重要的作用。

一、专利文献数据来源

本文以金砖五国专利权人1976-2013年在美国的授权发明专利为研究对象，揭示五国专利技术的整体发展状况。

在美国专利商标局授权专利全文数据库检索得到中国、印度、俄罗斯、巴西、南非五国专利权人在美国获得授权的发明专利分别为：17341、3961、990、1467、1851条，检索时间为2013年12月。通过专利号等信息，进一步利用Innography、WoS（Web of Science）等数据库得到专利的详细著录信息及引文信息。本文的分析内容及得到的结果均基于以上专利数据。

二、金砖五国专利状况分析

授权专利数量可以反映技术创新的产出能力。表1及图1示出中国（CN）、印度（IN）、俄罗斯（RU）、巴西（BR）、南非（ZA）五国在美国的授权发明专利数量随时间变化情况，时间取授权专利公布年。

表1 金砖五国专利权人在美国授权专利数量

从专利数量的对比看到，中国专利在金砖五国中具有明显优势；其次是印度，比其他三国也具有较大优势。中国专利数量近十年来迅猛增长，2010年专利数量已超过两千件，六倍于印度，且领先优势持续扩大。印度专利数量在2010年后增长幅度呈上升趋势。俄罗斯、巴西、南非三国专利权人在美授权专利数量比较接近，2010年之前每年基本上均未超过100件；2010年之后尽管呈现一定增长趋势，但与中国和印度仍有很大差距。

图1 金砖五国专利权人在美国的授权专利数量随时间变化情况

专利被引用情况反映了专利技术的影响力和重要程度。目前已有的专利引文分析研究大多为针对专利文献引用科学论文或专利文献之间的引用，很少有针对专利文献被科学论文引用情况的分析。而专利被论文引用的情况，比专利之间的引用情况更能反映专利技术的影响力和重要程度。因此，通过对五国专利被科学论文引用情况的对比分析，可更好地对五国专利技术的重要程度和影响力进行评价。H指数由Hirsch教授2005年提出以来，已被用于专利评估分析，被证明在评价技术重要性和质量方面的有效性。本文综合分析金砖五国专利权人在美授权专利的被专利引用次数、篇均被引次数、H指数、高被引专利数等引文计量指标，并对五国专利被论文引用情况进行分析，据此对五国专利技术的总体影响力及质量进行评估，以下分别加以介绍。

一是就被专利引用情况而言，我国专利权人在美授权专利的被引次数、H指数等引文指标全面超过另外四国。五国专利引文数据列于表2，表中涉及的年代取专利申请优先权年。中国专利被引总次数具有明显优势，接近另外四国专利被引次数之和，被引5次以上的高被引专利数超过其余四国之和。这主要是由于中国专利数量较其他四国具有巨大的优势（中国专利数量超过另外四国专利数量之和的两倍）造成的，这从中国专利的篇均被引次数不高也可以得到佐证。

五年时间段的统计数据可显示五国专利质量随时间变化情况。二十世纪九十年代末以后，中国专利权人在美授权专利的被引次数、H指数等引文指标已全面超过另外四国，近十年优势更加巨大。2000年之后，俄罗斯专利H指数、专利被引次数等引文指标处于相对上升趋势，逐渐超过南非、巴西和印度；而南非则处于下降趋势，逐渐由优势转为劣势。

表2 金砖五国专利权人在美授权专利引文相关数据

二是就高价值专利情况而言，中国专利价值在五国中处于绝对领先地位，高价值专利数量是处于第二位的印度的五倍以上。Innography特有的分析指标——“专利强度（Patent Strength）”综合了专利权利要求数量、引用与被引用数量、同族专利数量、普遍性与原创性原则、专利申请时长、专利诉讼以及其他因素，以一定的数学模型和计算得出，可用于评估专利价值。本文取专利强度处于80～100分范围的专利作为高价值专利，对比分析金砖五国专利权人在美授权专利的高价值专利分布情况，用以揭示五国专利技术的重要程度。五国专利权人专利强度及高价值专利数量数据列于表3。

表3 金砖五国专利权人在美授权专利专利强度及高价值专利数量

由表3数据可见，中国专利价值在五国中处于绝对领先地位，高价值专利数量是处于第二位的印度的五倍以上；近年来这种优势进一步扩大，已是印度的十倍以上。俄罗斯、巴西、南非专利价值总体表现差距不大。近年来，俄罗斯专利价值处于上升趋势，南非处于下降趋势。

三是就被论文引用情况而言，印度专利对科学的影响力在五国中处于领先地位，不论总被引次数还是篇均被引次数、被引专利比例均远高于其他四国。本文利用五国专利权人在美国的授权专利（分别为中国：17341条，印度：3961条，俄罗斯：990条，巴西：1467条，南非：1851条）被WoS数据库中Article类型的论文引用的引文数据，分析五国专利技术对科学的影响力、重要程度和侧重领域。通过数据清洗和处理，分别得到中国、印度、俄罗斯、南非、巴西专利被论文引用的数据653、1198、234、233、101条。本文有关专利被论文引用情况的分析即基于这些数据。

为消除时间因素对引文数的影响，对于五国专利统一取1992至2012年公布的授权发明专利被1992年至2012年发表的论文引用的次数做为影响力评价指标，相关数据列于表4。

表4 1992至2012年金砖五国专利权人在美授权发明专利被论文引用次数

由表4数据可见，印度专利对科学的影响力在五国中处于领先地位，不论总被引次数还是篇均被引次数、被引专利比例均远高于其他四国。中国专利数量虽然较多，但是被科学论文引用次数较少，对科学发展的影响不大；专利篇均被引次数远低于印度、俄罗斯、南非等国，说明中国专利需要提高影响力和质量。

取五国中被论文引用10次及以上的专利权人，列于表5。中石化集团、中国综合及理工类大学、中科院研究所等、印度科学与工业研究理事会、南非沙索技术有限公司（Sasol Technology Pty Limited）、巴西石油公司等是各自国家中被引频次较高的专利权人，其拥有的专利技术对科学产生了较大的影响，构成对科学产生影响的技术创新主体。

表5 金砖五国高被引专利权人

以下通过对五国之间专利被论文引用情况的数据，分析金砖五国之间的科技交流。

在引用金砖五国专利的论文第一作者所属的国家（或地区）中，分别取施引最多的各5个国家（或地区），列于表6。数据表明，五国专利各自主要被本国引用。中国专利权人专利被国内科研机构引用次数已占总被引次数的将近70%，对国外科学研究影响相对较小。表6中数据也揭示了五国专利各自影响的主要国家或地区，表明五国与其专利技术影响较大的国家之间存在着潜在的合作机会。

表6 主要施引国家或地区

五国之间互相引用的数据列于表7。除中国对印度专利权人专利的引用达到了一定数量（83次）外，五国间论文对专利的引用非常少，表明五国间在科学与技术交流方面需加强。

表7 金砖五国之间专利被论文引用数据

以被引专利的主IPC（国际专利分类号）大类号（Class，以下简称IPC）为技术主题统计项，取五国专利各自被引最多的5个IPC列于表8。五国专利所涉及的这些高被引IPC所代表的技术领域对科学产生了较大影响。

表8 金砖五国专利权人在美国授权发明专利被论文引用最多的IPC

注：表中“百分比”为该IPC引文数占全部IPC总引文数百分比。

由表8可见，五国均比较侧重“有机化学”和“一般的物理或化学方法或装置”领域的专利；此外，中国和俄罗斯还比较侧重“基本电气元件”领域的专利技术，中国、印度、俄罗斯也比较侧重“医学或兽医学；卫生学”领域的专利，中国和南非还比较侧重“有机高分子化合物”领域专利，印度也比较侧重“无机化学”和“农林牧渔”领域专利，俄罗斯还比较侧重“光学”领域专利，南非还比较侧重“冶金”和“无机化学”领域专利。金砖五国专利各自侧重的技术领域的分布特点为五国间的科技交流与合作提供了空间和参考依据。

取WoS中的“研究领域”（Research Areas）（以下简称：RA）作为施引论文的科学领域统计项，引用五国专利的施引论文涉及最多的5个“研究领域”（RA）列于表9。化学、工程、材料科学三个领域是五国专利均影响较大的学科领域。化学相关领域论文引用专利占较高比例这一现象与Glanzel和Meyer的研究结果[1]相近。除以上领域外，中国在聚合物科学、物理，印度在药学、生物化学与分子生物学，俄罗斯在物理、光学，南非在冶金、环境科学，巴西在生物化学、生物技术、物理等领域产生了相对较大的影响。五国专利的作用领域具有各自的特点，这为五国间展开科技合作提供了潜在的空间。

表9 金砖五国专利权人在美国授权专利影响的主要科学领域

本文用IPC大类（技术主题）数量表示被引专利技术广度，用施引论文RA表示专利所影响的科学领域的广度，有关数据列于表10。金砖五国专利被科学论文引用的技术主题还不广泛，被引用最多的印度专利技术主题为36个，仅占第八版IPC包含的128个大类的28.13%。如图2所示，从被引用专利技术主题广度及其影响的科学领域广度看，中国与印度比较相近，南非与俄罗斯相差无几，而巴西专利技术主题及其影响的科学领域均相对较窄。

表10 金砖五国专利权人在美授权专利被引用技术主题及所影响科学领域的广度

 

图2 金砖五国专利权人在美授权专利被引用的技术广度及所影响科学领域的广度

利用国际专利分类号（IPC）的小类号作为表示专利技术主题的计量指标，统计五国专利权人在美授权专利涉及最多的IPC小类号，以了解五国专利所侧重的主要技术领域。五国专利涉及最多的各5个IPC小类号及其对应的专利数量列于表11。

表11 金砖五国专利权人在美授权专利主要技术主题（IPC小类）分布

IPC分布数据表明，中国专利权人在美授权专利比较侧重：电数字数据处理、印刷电路、电设备结构零部件、电气元件组件的制造、半导体器件、数字信息传输、无线通信网络等技术领域；印度专利比较侧重：医用、牙科用或梳妆用的配制品、杂环化合物、电数字数据处理、无环或碳环化合物、化学或物理方法（例如：催化作用、胶体化学）等技术领域；俄罗斯专利比较侧重：电数字数据处理、医用、牙科用或梳妆用的配制品、材料测试、化学或物理方法（例如：催化作用、胶体化学）、数字信息传输等技术领域；巴西专利比较侧重：医用、牙科用或梳妆用的配制品、土层或岩石的钻进、从井中开采油、气、水、可溶解或可熔化物质或矿物泥浆、液体变容式机械、泵等技术领域；南非专利比较侧重：化学或物理方法（例如：催化作用、胶体化学）、分离、无环或碳环化合物、金属的生产或精炼等技术领域。

本文以专利涉及的国际专利分类号个数计量其技术广度；以专利涉及的专利权人个数计量专利技术拥有者的规模；以专利的总数量计量专利技术的产出规模；综合这三项指标，评估金砖五国专利技术的综合创新规模。有关数据列于表12，图3为示意图。

表12 金砖五国专利权人在美授权专利创新规模对比

 

图3 金砖五国专利权人在美授权专利创新规模综合对比

通过图3显示的金砖五国专利权人在美授权专利所涉及的技术主题广度、专利权人数量规模、专利总量态势可见：中国专利技术创新规模在五国中处于绝对领先地位，领先优势明显。在其余四国中，南非专利技术广度和专利权人规模方面均高于另外三国，但专利数量方面低于印度。印度除专利数量优于另外三国外，其余方面无综合领先优势；俄罗斯在技术创新规模方面处于相对劣势。

三、结论

一是中国专利数量和创新规模在金砖五国中优势明显。2010年后五国专利数量具有较大增长，中国专利增长迅猛，领先优势更加巨大。俄罗斯、巴西、南非三国专利数量比较接近，与中国和印度有很大差距。南非专利技术广度和专利权人规模方面均高于印度、俄罗斯、巴西；印度专利数量比俄罗斯、巴西、南非具有较大优势，但技术广度和专利权人规模方面无综合领先优势；俄罗斯在技术创新规模方面处于相对劣势。

二是中国专利数量上的巨大优势使其对技术的影响力在金砖五国中具有较大优势。中国专利对技术的影响力及专利价值方面的优势形成于二十世纪九十年代末以后，近十年优势更加巨大。印度专利在对技术的影响力和价值方面总体上比俄罗斯、巴西、南非具有优势，但近十年来这种优势已不明显甚至已不具优势。近年来，俄罗斯专利的价值和对技术的影响力呈上升趋势，逐渐超过南非、巴西甚至印度；而南非则处于下降趋势，逐渐由优势转为劣势。

三是印度专利对科学的影响力在五国中处于领先地位。中国专利数量虽然较多，但对科学的影响力不大，需要提高影响力和质量。

四是中石化集团、中国综合及理工类大学、中科院研究所等构成对科学产生影响的技术创新主体。在金砖五国中，中石化集团、中国综合及理工类大学、中科院研究所等、印度科学与工业研究理事会、南非沙索技术有限公司（Sasol Technology Pty Limited）、巴西石油公司等构成对科学产生影响的技术创新主体。

五是金砖五国专利主要对各自国家的科学研究产生影响；中国专利对国外科学研究影响相对较小。金砖五国与其专利技术相关国家之间以及金砖五国之间存在着潜在的合作机会，应进一步加强科技合作。

六是金砖五国均比较侧重“有机化学”和“物理、化学方法或装置”领域的专利；化学、工程、材料科学是五国专利均影响较大的学科领域。此外，五国间侧重的技术领域及影响较大的科学领域有相同亦有不同之处，这为五国间的科技交流与合作及互补提供了空间和参考依据。

七是金砖五国专利技术主题还不广泛。在专利技术主题广度及其影响的科学领域广度方面，中国与印度比较相近，在五国中具有优势，南非与俄罗斯相差无几，而巴西专利相对较窄。

四、建议

根据上述分析，为促进我国科技创新及与金砖五国间科技与经济合作提出以下建议。

一是我国需加强在各技术领域的原始创新，在保持专利数量的同时，提高专利质量。

二是我国应针对金砖五国不同国家各自擅长的专利技术领域，开展技术交流与合作开发；在化学、化工、材料、医药等领域多与印度、俄罗斯、巴西等国开展合作；在农林牧渔、光学、冶金等领域多与印度、俄罗斯、南非等国加强交流。

三是我国应更多地开展与欧、美、日等科技发达国家的科技交流与合作，促进中国专利技术创新质量和影响力的提高。

四是金砖五国间应根据各自技术创新侧重的领域展开交流与合作，充分利用各自优势，形成优势互补、协同创新，促进五国科技和经济的共同发展。（国家知识产权战略实施天津大学研究基地/天津大学图书馆   杨祖国   张先伟）

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　　【注释】

　　[1] GLANZEL W, MEYER M. Patents cited in the scientific literature: An exploratory study of ‘reverse' citation relations[J]. Scientometrics, 2003, 58(2):415-428.