汤森路透2015全球创新报告解析

【编者按】汤森路透知识产权与科技事业部于2015年5月26日发布了《开放的未来：2015全球创新报告》，对12个技术领域的全球科技文献和专利数据进行深入分析。报告显示2014年全球整体专利活动创历史新高，但12个技术领域的科技文献数量显著下降，发明专利年增长率大幅减缓。结合当前中国所处的位置并比较中国与创新实力较强国家间的差距，得出如下结论：中国在专利数量上保持优势，创新势头强劲，在传统领域优势明显，在高技术领域处于追赶地位。同时，中国专利质量有待提升，急需开展国际布局。

一、关于创新活动的新发现

2015全球创新报告^[1]的主要发现如下：

（一）全球专利总量再创新高，但是创新年增长率放缓。全球专利总量^[2]2014年创下历史新高，过去一年公开的发明专利数量超过210万件。如表1所示，专利数量增幅最大的行业分别是：食品酒类与烟草（21%）；制药（12%）；化妆品与健康（8%）；生物技术（7%）。虽然专利活动一直在攀升，但是全球专利总量仅增长3%，其增长率跌至2009年全球金融危机结束以来的最低谷（见图1），原因可能有很多，从立法变化到经济、政治、社会或行业压力。

 

表1  2014年世界主要专利机构重要技术领域创新活动概况

图1  专利数量情况（2010-2014）

 

 

（二）科技文献数据总量下滑。2014年，12个技术领域的新科研成果总量降低了34%，见图2，专利增长率的放缓和研究文献数量的下降可能是创新放缓的早期信号，虽然这种影响尚无法确定，但创新是经济成功与增长的关键驱动力是确定无疑的。如果这种趋势持续下去，就应该引起政府与企业的密切关注。

     

图2  科技文献情况（2004-2014）

（三）中国的创新势头强劲。中国企业和科研机构在制药、家电、食品酒类与烟草、石油四大领域荣居专利数排行榜榜首，其中中国科学院在制药和生物技术两大领域进入专利数排行榜前五，分别位列制药领域全球第一和生物技术领域全球第二；美的集团在家用电器领域名列前茅；中国石油化工股份有限公司在石油领域夺魁。在研究领域，中国许多高校和科研机构也进入了报告榜单，包括中国科学院、清华大学、上海交通大学和浙江大学等。

（四）开放式创新正在全球盛行。鉴于全球创新节奏之快，单个组织依靠自身力量独自开展创新已不再现实，几乎所有行业的企业都在与研究机构、科学家以及其他各方（某些情况下甚至还有竞争对手）合作，以尽快将其想法推向市场。通过利用之前的积累，通过与优势互补的其他组织合作，企业可以加快市场化步伐，满足顾客对缩短创新周期的需求。在鼓励开放创新方面三星公司值得推崇：在其所提出的每万件专利申请中有130件是与研究机构合作完成的。

（五）传统行业的界线越来越模糊。创新活动不再局限于传统的专业领域，而是向其他领域渗透。随着物联网的异军突起，行业之间以及企业专业领域之间的传统界线正变得越来越模糊，为了保持竞争力，为了超越股东的期望，越来越多的企业将业务拓展到其他领域，同时将其特有的专业优势带入新领域。包括苹果、杜邦、通用电气、IBM和三星在内的很多公司在其核心领域之外的其他多个领域的公司排行榜单中也占有一席之地。三星是最突出的一个例子，在12个行业中的9个行业中，三星均位列创新25强名单，并且在所有12个行业中都有创新表现。这意味着作为一个电子消费品和电信巨头，今天的三星拥有世界上最大的专利组合，涉及航空航天、汽车、生物技术、家用电器、医疗器械、制药和半导体。中国企业专利申请的领域也越来越多元化，例如华为在电信领域的专利数位于全球第二，计算机领域的专利数也排在亚洲第五。

二、12个技术领域的创新活动

（一）信息技术领域。信息技术领域连续两年发明专利数位居各技术领域首位，但是与计算机科学相关的研究活动自2008年以来一直急剧下滑，2014年除了计算机子领域，其余5个子领域专利数量均有下降。亚洲在与计算机相关的创新活动中，已经领先于北美，2014年韩国三星在计算机与外围设备领域以5948件发明专利居首位，紧随其后的是IBM、佳能、中国国家电网公司和理光。在亚洲范围内，中国的国家电网和华为均进入了计算机子领域创新机构排名的前五位。至于2004-2014年间最有影响力的学术研究机构，欧洲的琴斯托霍瓦技术大学（波兰）和格拉摩根大学（英国）分列第1和第3位，美国斯坦福大学位居第2，中国未能有机构进入前十位。

 

表2  信息技术领域概览

 

表3  计算机及外围设备领域前五位的全球创新财务数据

 

表4  计算机子领域前五位的创新机构-亚洲(2010-2014)

 

表5  计算机科学领域最具影响力科研机构(2004-2014)

（二）汽车领域。2014年汽车领域整体创新活动增长了1%，但是占比最大的可替代能源汽车子领域的创新活动下降了5%。2014年汽车领域全球排名前五的创新机构被日本和德国占据，分别为丰田、现代、博世、电装和本田。在亚洲，2010-2014年间汽车领域排名前五位的创新机构均为日韩企业。在欧洲，德国位居汽车创新首位，拥有博世（Bosch）这样的公司统治着汽车配件领域的创新。美国的开放创新潜力巨大，拥有在汽车创新方面最多产的研究机构，密歇根大学是该领域最具研究影响力的机构，重点研究针对汽车燃料电池系统的控制导向的建模和分析。我国的上海交通大学在汽车领域也很活跃，2004-2014年间发表的科技文献数量在全球排名第5位（166篇）。

 

表6  汽车领域概览

 

表7  汽车领域全球前五位的创新机构财务数据

 

表8  汽车领域前五位的创新机构-亚洲(2010-2014)

 

表9  汽车领域最多产研究机构 (2004-2014)

（三）电信领域。在该领域，创新者们为了争夺电信市场的控制权争相进军5G LTE技术，电信领域的创新同比跃升6%，其中占比排名前三的移动电话、数据传输网络和电话用户设备子领域2013-2014年分别增长了9%、3%和10%。2014年韩国和中国的创新活动再次超过世界其他地区，巨头企业三星遥遥领先，排在三星之后的其他创新领先企业是：华为、LG、中兴通讯和高通。其中，在亚洲移动电话子领域排名前五位的创新机构全部被日本和韩国占据。与创新活动集中在亚洲不同，3个最有影响力的研究机构全部来自美国：莱斯大学、加州大学伯克利分校和纽约州立大学石溪分校。

 

表10  电信领域概览

 

表11  2014移动电话子领域前五位的全球创新机构财务数据

 

表12  移动电话子领域前五位的创新机构-亚洲(2010-2014)

 

表13  电信领域最有影响力研究机构(2004-2014)

（四）半导体领域。半导体领域2013-2014年间创新活动下降了5%，这是自本世纪早年的经济衰退之后，第一次出现这样的下滑，并且体现在集成电路、分立器件等所有子领域中。三星在半导体领域的专利数量上拥有绝对优势，仅2014年就申请了4036件发明专利，超过行业第二名LG1000多件，中国的京东方科技集团位居第三位。在半导体领域最活跃的10家研究机构中有7家来自亚洲，中国科学院和俄罗斯科学院分别位于前两位，其中中国科学院发表论文数遥遥领先其他机构。接下来是日本的东京大学、东北大学和大阪大学，美国的加州大学伯克利分校位列第6，欧洲的剑桥大学出现在第10位。

 

表14  半导体领域概览

 

表15  2014半导体材料及工艺子领域前五位的全球创新机构财务数据

 

表16  半导体材料及工艺子领域前五位的创新机构-亚洲(2010-2014)

 

表17  半导体领域多产研究机构(2004-2014)

（五）制药领域。制药领域2013-2014年间创新增长达到12%，这在所有领域中屈指可数，而且新一代的重磅药物正在涌现。中国引领着蓬勃发展的制药行业，拥有位居创新活动全球之首的中国科学院和排名第五的浙江大学，瑞士和美国占据前五位中的其他3个席位。令人意外的是，该领域的创新者名单中甚至出现了半导体和电信巨头三星电子，居全球第17位。在亚洲杂环化合物子领域的前五位创新机构中，中国和日本平分秋色。在最有影响力的医药研究方面，德国居领先地位，在全球前五位中占据了4席，中国的苏州大学位列第7位。

 

表18  制药领域概览

 

表19  2014制药领域前五位的全球创新机构财务数据

表20  杂环化合物子领域前五位创新机构-亚洲(2010-2014)

 

表21  制药领域最具影响力研究机构(2004-2014)

（六）医疗器械。全球医疗器械领域的创新活动萎缩最大，同比下降了6%，这种下降体现在所有子领域，涉及用于诊断、预防或治疗疾病和病症的各种物理仪器。本领域的创新领导者是亚洲，创新前三位的机构均来自日本：东芝、奥林巴斯光学和东芝医疗，柯惠医疗（爱尔兰）和波士顿科技（美国）排名第4和第5。在诊断与手术子领域，日本以富士胶卷为首占据了前四个席位。在医疗设备相关的研究领域，美国无疑是2004-2014年间世界领导者，排名前十位的创新机构均来自美国，其中美国食品药品管理局和哈佛大学位居前两位，发表论文数分别为201篇和166篇。

 

表22  医疗器械领域概览

 

表23  2014医疗器械领域前五位的全球创新机构财务数据

 

表24  诊断与手术子领域前五位的创新机构-亚洲(2010-2014)

 

表25  医疗器械领域最多产研究机构(2004-2014)

（七）家电领域。与2013年相比，2014年家电领域的创新活动仅略微增长了0.2%，其中厨房、家庭清洁、洗涤和人体卫生4个子领域的创新活动均有不同程度的下降。从中国的美的、格力，到日本的松下、三菱以及韩国的LG，亚洲成为家电领域创新领导者，全球前五创新组织均来自亚洲，只有德国的博世和西门子公司的专利数量可以与这些公司相提并论。在亚洲的厨房电器子领域，美的集团和合肥华菱进入前五。科研方面，西班牙萨拉戈萨大学在2004-2014年家用电器领域居全球引领地位，中国科学院和清华大学在全球分别排名第五（39篇）和第七（36篇）。然而，尽管在研究机构层面西班牙摘取了近十年间家电领域研究论文产出的桂冠，但国家层面的争夺还是将在中、美两国之间展开。

 

表26  家电领域概览

 

表27  2014家电领域前五位的全球创新机构财务数据

 

表28  厨房电器子领域前五位的创新机构-亚洲(2010-2014)

 

表29  家电领域最具影响力研究机构(2004-2014)

（八）航空航天与国防领域。虽然飞机技术的创新在持续加速，但2013-2014年航空航天领域整体创新水平有所下降。位居全球创新前3位的航空航天制造商都来自美国，领头羊是联合技术公司。然而，波音公司在空间技术子领域的创新活动急剧增长，开发出比过去50年里任何时候都多的产品和技术。来自中国的江西洪都航空工业股份有限公司2014年以488件发明专利在航空航天领域创新机构中排名第5位。2010-2014年，航空航天空间技术子领域的发明专利中，亚洲排名前五位的机构有四家来自中国。在相对引文影响力方面，虽然欧洲有多所机构涉足该领域，包括意大利罗马大学和法国国家研究中心，但文献引文数据显示，最有影响力的研究还是来自美国，共8家美国机构占据前十名，密歇根大学尤为突出。

 

表30  航空航天与国防领域概览

 

表31  航空航天领域全球排名前位的创新机构财务数据

 

表32  空间技术子领域排名前位的创新机构-亚洲(2010-2014)

 

表33  航空航天领域最具影响力的科研机构(2004-2014)

（九）生物技术领域。在生物技术领域中，顶级创新组织更多地来自学术界而非企业界，其中占比最大的一般生物技术子领域专利数量增长了9%。2014年，中国科学院、江南大学和浙江大学占据了生物技术领域全球前五位创新机构中的3个席位。美国的博德研究所（Broad Institute）是2004-2014年间最具相对研究影响力的生物技术研究机构，相对研究影响力达到了7.54，该机构的Eric Lander被汤森路透评为2014年度全球最具影响力科学家。总体来说，生物技术创新不仅在与癌症药物治疗有关的领域增长迅速，还影响了其他领域，如制药和食品/饮料/烟草的组分，这些领域的创新活动同比也有显著增长。

 

表34  生物技术领域概览

 

表35  生物技术领域全球前五位的创新机构财务数据

 

表36  癌症子领域前五位的创新机构-亚洲(2010-2014)

 

表37  生物技术领域最具影响力研究机构(2004-2014)

（十）食品、饮料与烟草领域。食品、饮料与烟草领域2014年专利活动尤为活跃，除糖和淀粉外，所有子领域的专利活动均有显著增长，划归在食品、饮料、烟草行业下的专利为该行业21%的创新同比增长做出了贡献。中国在该领域内的创新具有显著优势，2014年全球发明专利最多的前五家机构均来自中国，分别是中国烟草（865件）、哈尔滨山宝酒（127件）、深圳合元（101件）、江南大学（84件）和湖南中烟（84件）。在食品科学与技术领域研究机构中，英属哥伦比亚大学通过研究奶牛的健康问题成为个中翘楚。

 

表38  食品、饮料与烟草领域概览

 

表39  食品、烟草和饮料发酵领域前五位的全球创新机构(2014)

 

表40  食品、饮料、烟草领域前五位的创新机构-亚洲(2010-2014)

 

表41  食品科学与技术领域最具影响力研究机构(2004-2014)

（十一）石油与天然气领域。石油行业一直保持着自身的创新水平，由于中国（该领域最具创新力的地区）的表现，石油行业的创新活动同比增长了1%。中国石油化工股份有限公司和中国石油天然气股份有限公司位居创新前两位，紧随其后的是哈利伯顿（美国）和斯伦贝谢（美国），中国海洋石油总公司位列第5位。在石油与天然气勘探子领域，中国机构占据了亚洲的前五位。中国石油化工股份有限公司的创新集中在下游的各个方面，中国石油则关注上游的各个环节。在学术研究方面，英国帝国理工学院和美国能源部具有领先优势，之后是斯坦福大学（美国）和塔林理工大学（爱沙尼亚）。

 

表42  石油与天然气领域概览

 

表43  2014石油领域前五位的全球创新机构财务数据

 

表44  石油与天然气勘探子领域前五位创新机构-亚洲(2010-2014)

 

表45  石油领域最具影响力科研机构(2004-2014)

（十二）化妆品与健康领域。2014年化妆品与健康领域的创新活动增长了8%。欧莱雅是化妆品领域的创新领导者，创新活跃度比最接近自己的竞争对手高出200%。与化妆品相关的创新前5强企业分别来自欧洲、亚洲和北美洲，3个地区均有代表企业，这在其他领域中尚不多见，5家企业分别为：欧莱雅（法国）、花王（日本）、汉高（德国）、爱茉莉（韩国）和P&G（美国）。在2010-2014年间，亚洲彩妆子领域前五位的创新机构全部被日韩占据。在同期的化妆品领域研究中，巴西的圣保罗大学是最多产的机构，中国科学院以70篇论文排名第8位。

 

表46  化妆品与健康领域概览

 

表47  化妆品领域全球前五位的创新机构财务数据

 

表48  彩妆子领域前五位的创新机构-亚洲(2010-2014)

 

表49  化妆品领域最多产科研机构(2004-2014)

三、发现和结论

结合中国目前所处的位置并比较中国与创新实力较强国家间的差距，主要得到以下关于中国创新表现的结论：

将各国进入12个技术领域各自创新机构前五的数量和对应发明专利数进行统计后发现，中国占据了这60家创新机构的三分之一（20家），排名第一位，之后是美国（14家）和日本（12家），韩国以8家机构数排名第四。中国这些进入各技术领域创新活动前五的机构2014年的发明专利数累计24770件，略少于日本，而多于韩国，和美国相比具有一定的数量优势，这和中国专利数量全球第一的事实相吻合。中国机构在制药、家电、食品酒类与烟草、石油四大领域内荣居专利数排行榜全球榜首，然而值得注意的是，中国表现优异的这四大领域的发明专利数总计在2014年创新总量中所占比例却仅为19%，对于在总量中占比最大的信息技术领域，中国只有中国国家电网公司一家公司进入前五。

表50  各国进入各技术领域创新机构前五的数量和对应发明专利数[3]

亚洲区域内，创新活动主要集中在中日韩三国，2015全球创新报告列出了12个关键技术领域的活跃子领域中分别排名前五的创新机构，总共60家机构。通过统计这些机构的国别分布，如图3所示，可以发现日本是创新性表现最好的国家，占据了23家，中国以22家紧随其后，韩国13家，新加坡和中国台湾各一家。中国的创新主要集中在食品、饮料、烟草领域和石油与天然气勘探两个领域，各占据了全部五个席位。而日本则在汽车领域、诊断与手术子领域和彩妆子领域各有4家机构进入前五，在移动电话子领域有3家机构进入前五。韩国在半导体材料及工艺（半导体）与移动电话（电信）领域分别有3家和2家机构进入前五。通过对比可以发现，在亚洲范围内，虽然中国已经排名第二，并且在机构数量上非常接近日本，但是主要集中在食品、饮料、烟草领域和石油与天然气勘探领域，在汽车、半导体材料及工艺（半导体）、移动电话（电信）等领域上的创新活动与日韩相比还有很大的差距，其中移动电话领域亚洲前五全部被日韩占据，中国未能有企业或机构进入。总的来说，中国在某些高技术领域的创新总体偏少，与日韩相比仍处于追赶状态。

图3  亚洲各活跃子领域前五创新机构的国别分布数量情况

从最具影响力科研机构表现上来看，本报告选取12个技术领域内各自排名前十的最多产科研机构为分析对象，共计120家机构。通过分析这些机构的地域分布和发文情况可以发现，如表51，美国在科研机构的创新表现上有着显著的优势，在120家机构中占据了65家，遥遥领先排名第二的日本（9家），中国有6家，排名第四。此外美国在所有12个技术领域内均有科研机构进入前十，其中在医疗器械、生物技术、通讯以及航空航天与国防领域均占据了8个以上席位。与之对比，中国却仅在5个技术领域内有科研机构进入前十，且每个领域内数量较少，只有一或两家机构（见表52）。在中国的高产科研机构里，中国科学院表现最为突出，进入了3个领域的前十。从科研机构的发文量表现来看，美国的65家科研机构2004-2014年间在web of science中12个技术领域累计发文49334篇，其中信息技术领域达到了20979篇。中国略高于日本，为7402篇，但是和美国差距明显。中国在半导体领域发文量具有显著优势，达到了6425篇，全部为中国科学院发表。

表51  美国的机构数以及发文量

 

通过以上分析可以发现，中美企业/机构在专利数量上的创新表现，中国和美国相比并不落后。然而，这种专利数量上的成就或者优势不足以说明中国当前在创新领域已经能和美国相提并论。在一些高新技术领域，我国企业一直处于技术追赶状态，核心专利还比较少。此外，全球创新报告中中国企业/机构的很多专利为中国专利，整体的技术含量还不够高。因此，在当前世界科技创新格局处于美、亚、欧三分天下的局面下，科技创新的未来走向将更加多极的情况下，中国的企业和研究机构仍需不断加强创新，提高专利质量，与此同时，要有效利用专利数据信息，跟踪最前沿的技术，在相关领域内开展专利的国际布局，掌握国际竞争的主动权，进而推动我国创新驱动战略的实施。（天津大学知识产权战略实施研究基地　张俊艳　靳鹏霄）