劉鳳朝，張娜，孫玉濤

(大連理工大學(xué) 管理與經(jīng)濟學(xué)部，遼寧 大連 116024)

一、引言

20世紀(jì)90年代以來，信息與通信技術(shù)(ICT)發(fā)展帶來了新的技術(shù)長波，成為各國經(jīng)濟增長的重要驅(qū)動力[1—2]。以二十國集團、七國集團(G7)以及經(jīng)合組織(OECD)等國家為對象的研究表明，ICT技術(shù)對國家經(jīng)濟發(fā)展具有重要推動作用[3—4]。與此同時，ICT技術(shù)的發(fā)展也為后發(fā)國家實現(xiàn)追趕提供了新的“機會窗口”[5]。世界各國紛紛制定ICT發(fā)展戰(zhàn)略以爭奪技術(shù)制高點。然而各國ICT技術(shù)的發(fā)展存在時間差異以及優(yōu)先或重點發(fā)展子技術(shù)領(lǐng)域的不同。子技術(shù)領(lǐng)域選擇不僅決定技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展績效，也影響特定國家在全球創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中地位的變化。因此，分析各國ICT技術(shù)及子領(lǐng)域的發(fā)展水平以及各國間存在的差距是當(dāng)前學(xué)術(shù)界和管理層關(guān)注的焦點問題，相關(guān)研究主要包括三個方面。

一是ICT整體技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢研究。Corrocher等(2007)基于專利和引文數(shù)據(jù)分析了ICT技術(shù)的創(chuàng)新活動模式，并將ICT技術(shù)分為高機會應(yīng)用領(lǐng)域和低機會應(yīng)用領(lǐng)域兩個類別[6]；Lee等(2011)和Hacklin等(2005,2009)考察了ICT技術(shù)發(fā)展的演變特征，揭示了ICT的技術(shù)關(guān)聯(lián)和收斂趨勢[7—9]。Banuls和Salmeron(2008)、Chen等(2012)分別應(yīng)用Delphi-AHP和兩階段預(yù)測模型識別出ICT的關(guān)鍵子技術(shù)領(lǐng)域，并預(yù)測了技術(shù)的未來發(fā)展趨勢[10—11]。上述研究雖然能從一般意義上闡明ICT技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的規(guī)律，然而對于處于不同技術(shù)發(fā)展階段的國家如何選擇適合本國國情的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域還難以提供有針對性的參考。

二是各國ICT技術(shù)和子技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢分析。Rojo和Gomez(2006)描繪了西班牙ICT科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)出的狀況[12]。Gao等(2013)考察了我國ICT技術(shù)及四個子技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新績效[13]。劉鳳朝等(2010)、雷滔和陳向東(2011)就我國ICT的專利申請趨勢和四個子技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)關(guān)聯(lián)進(jìn)行分析，并預(yù)測未來的研究重點[14—15]。此外，部分學(xué)者對ICT的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行跨國比較研究。Kim(2011)、Guan和Ma(2004)、Lee和Yoona(2010)分別就半導(dǎo)體、計算機科學(xué)、存儲芯片領(lǐng)域的創(chuàng)新能力、知識流動、技術(shù)追趕等問題進(jìn)行了多國的比較分析[16—18]。Tijssen和Wijk(1999)從科學(xué)產(chǎn)出、產(chǎn)出質(zhì)量、跨國知識流動和國家間合作模式四個方面對歐洲、美國和日本進(jìn)行比較分析，并證實了“歐洲悖論”的存在[19]；Tseng(2009)則比較了韓國、臺灣、新加坡、香港、中國和印度六個亞洲國家和地區(qū)的創(chuàng)新績效、創(chuàng)新結(jié)構(gòu)配置、五個子領(lǐng)域的創(chuàng)新強度分布差異以及國家間的知識流動特征[2]。

三是各國ICT技術(shù)的發(fā)展對策研究。Lee等(2009)結(jié)合ICT的技術(shù)發(fā)展軌跡和子技術(shù)領(lǐng)域間的交互模式，提出韓國應(yīng)加強寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等促進(jìn)ICT技術(shù)增長的發(fā)展策略[20]。Fana和Watanabe(2006)分析了日本和中國信息通信產(chǎn)業(yè)的技術(shù)政策，認(rèn)為各國政府應(yīng)結(jié)合本國的發(fā)展階段和社會經(jīng)濟現(xiàn)實情況，采取本土化的解決方案促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展[21]；朱慶華等(2009)深入考察了日本信息通信產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展政策的特征[22—24]；何亞瓊等(2000)、劉鳳勤等(2004)分析了美日等國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，并提出提高我國信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的發(fā)展對策[25—26]。

綜上，已有研究通過分析ICT技術(shù)的整體發(fā)展特征和趨勢，揭示了ICT技術(shù)發(fā)展過程中各子技術(shù)領(lǐng)域間的技術(shù)關(guān)聯(lián)，為ICT技術(shù)的發(fā)展提供了全幅背景圖；通過特定國家ICT技術(shù)發(fā)展歷程的分析以及各國ICT技術(shù)創(chuàng)新能力的比較，闡明了各國ICT技術(shù)的發(fā)展特征和國家間的技術(shù)差距，為樣本國家選擇適合本國發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域提供借鑒；通過各國ICT技術(shù)發(fā)展對策的分析，為各國制定符合本國國情的ICT發(fā)展政策提供了參考。然而，應(yīng)該看到，技術(shù)發(fā)展是一個動態(tài)累積的過程，要經(jīng)歷從產(chǎn)生、成長、成熟到衰退等多個發(fā)展階段[27]，在不同的發(fā)展階段各子技術(shù)領(lǐng)域的相互關(guān)系不同，從而決定了不同發(fā)展水平的國家各子技術(shù)領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局不同。因而有必要研究各國ICT技術(shù)發(fā)展的階段特征和子技術(shù)領(lǐng)域的布局模式。這樣，既能闡明ICT技術(shù)領(lǐng)域的國際分工狀況，又能為后發(fā)國家縮小與先發(fā)國家的技術(shù)差距、實現(xiàn)技術(shù)追趕提供參考。

為此，本文運用技術(shù)軌道理論中的S曲線研究方法，分析G7國家和中國在ICT各子技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展軌跡，進(jìn)而揭示各國的技術(shù)發(fā)展階段特征?？紤]到中國作為ICT技術(shù)的后發(fā)國家，與先進(jìn)國家存在差距，本文進(jìn)一步分析中國ICT各子技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)機會，以期為中國實現(xiàn)技術(shù)追趕的策略選擇提供參考。

二、研究方法、樣本和數(shù)據(jù)

(一)研究方法

技術(shù)軌道是在技術(shù)范式概念基礎(chǔ)上提出的技術(shù)創(chuàng)新理論，該理論闡述了進(jìn)化機制下技術(shù)創(chuàng)新所遵循的規(guī)則和過程[28—29]。S曲線常被用來描繪技術(shù)軌道，因而本文借助S曲線模型分析ICT技術(shù)的發(fā)展軌跡。常用的S曲線模型包括Logistic模型、Pearl模型和Gompertz模型[30]。本研究依據(jù)成長曲線中的Logistic模型，利用影響技術(shù)參數(shù)的數(shù)學(xué)方法來預(yù)測和模擬技術(shù)發(fā)展軌跡。Logistic模型的表達(dá)式為：

(1)

其中，K為飽和值，b為技術(shù)增長速度，T為時間，Y為累積量。

根據(jù)技術(shù)生命周期理論，技術(shù)發(fā)展分為四個生命周期階段，包括萌芽期、成長期、成熟期和衰退期。第一階段為萌芽期，技術(shù)發(fā)展緩慢；第二階段為成長期，技術(shù)快速發(fā)展；第三階段為成熟期，技術(shù)發(fā)展速度減慢；第四階段為衰退期，技術(shù)逐漸趨向飽和限。

根據(jù)Logistic模型，分別以10%K、50%K和90%K為分割點將S曲線分為四段。其中,T0.1為成長期起始時間，即累積量Y為10%K的時間點；T0.9為衰退期起始時間，即累積量Y為90%K的時間點。T0.1，T0.9的計算公式為：

(2)

(3)

(4)

(5)

T0.1-0.9為成長時間，即累積量Y從10%K增長到90%K所需要的時間，其表達(dá)式為：

(6)

S曲線成熟期起始時間為累積量Y達(dá)到50%K的時間點，即曲線的拐點(d2Y/dt2=0)，其表達(dá)式為：

(7)

基于此模型應(yīng)用Shazam軟件估計模型的參數(shù)，得到非線性回歸模型的結(jié)果，進(jìn)一步計算得到成長期、成熟期和衰退期的起始時間T0.1，T0.5，T0.9。該軟件對數(shù)據(jù)迭代數(shù)百次，并最終得到擬合效果較好的結(jié)果。

由于某些技術(shù)發(fā)展到一定時間后進(jìn)入到新的發(fā)展階段，此時該技術(shù)的發(fā)展軌跡更適合用雙S曲線模型。因此，若某國在某一技術(shù)領(lǐng)域用雙S曲線的擬合效果明顯好于用單S曲線的擬合效果，則采用雙S曲線模型(即兩條單S曲線的疊加)，且本研究僅考察第二條S曲線的技術(shù)生命周期發(fā)展階段特征。

(二)樣本選擇和數(shù)據(jù)來源

本研究選擇G7和中國作為樣本，G7成員國包括美國、加拿大、日本、德國、英國、法國、意大利。上述樣本國家選擇主要基于以下兩個方面的考慮。第一，全球84%的研發(fā)經(jīng)費和92%的USPTO專利都集中于G7國家，研究G7國家的技術(shù)創(chuàng)新能力具有較強的代表性[31]；第二，近年來中國技術(shù)創(chuàng)新能力迅速提高，創(chuàng)新能力的世界排序不斷攀升，通過與G7國家技術(shù)發(fā)展軌跡的比較，可以發(fā)現(xiàn)中國在ICT技術(shù)發(fā)展中的地位，找出中國與G7國家技術(shù)之間存在的差距，從而為中國的ICT技術(shù)發(fā)展提供借鑒[32]。

專利中富含大量的技術(shù)信息，是研究技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的重要指標(biāo)[33]。專利累計量隨著時間呈現(xiàn)S型曲線[34]。一些學(xué)者以專利數(shù)繪制S曲線研究某技術(shù)的發(fā)展軌跡并進(jìn)行技術(shù)預(yù)測。Anderson(1999)應(yīng)用Logistic模型擬合1920-1990年美國各技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠脑鲩L軌跡[30]；Dubaric等(2011)以專利申請量為技術(shù)發(fā)展指標(biāo)分析了風(fēng)能技術(shù)的演變和成熟水平[35]；Liu和Wang(2010)應(yīng)用日本專利局的專利數(shù)據(jù)預(yù)測了日本兩足機器人行走技術(shù)的發(fā)展[36]；傅瑤等(2013)應(yīng)用S曲線模型分析了美國主要領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展軌跡及生命周期[27]。

美國專利和商標(biāo)局(USPTO)的專利庫收集了1976年以來的所有在美申請和授權(quán)的專利數(shù)據(jù)，其囊括了世界上大多數(shù)先進(jìn)技術(shù)，尤其是新興技術(shù)。本研究使用USPTO專利數(shù)據(jù)進(jìn)行國際比較主要基于以下兩個方面：第一，使用相同的數(shù)據(jù)庫，可保證在同一平臺上對各個國家的技術(shù)創(chuàng)新活動進(jìn)行比較；第二，USPTO專利需要通過嚴(yán)格的專利審查以檢驗創(chuàng)新性，具有較高的質(zhì)量，同時專利的實用性和商業(yè)性也得到了保證。近年來，諸多學(xué)者[2,37—38]在進(jìn)行多國技術(shù)創(chuàng)新態(tài)勢和國家創(chuàng)新能力比較時，均使用USPTO專利數(shù)據(jù)庫作為專利的數(shù)據(jù)來源。考慮到專利的質(zhì)量問題，僅檢索USPTO授權(quán)的發(fā)明專利。

綜上，本文采用1976—2012年USPTO專利數(shù)據(jù)庫發(fā)明專利授權(quán)量作為技術(shù)能力的衡量指標(biāo)，繪制G7和中國ICT技術(shù)的發(fā)展軌跡。其中，專利累積量為Logistic模型中的因變量Y，年份(1976—2012年)為模型中的自變量T。在計算模型參數(shù)時，將1976—2012變?yōu)?—37這一可比較的數(shù)字序列，以保證計算結(jié)果更為精確。此外，由于S曲線無法計算萌芽期的起始時間，因此檢索1976年之前各國在USPTO授權(quán)的專利數(shù)據(jù)，找出專利在連續(xù)年份存在的起始年份，同時根據(jù)科學(xué)技術(shù)簡史匯編的資料[39]，確定萌芽期的起始時間。

(三)子技術(shù)領(lǐng)域的劃分

20世紀(jì)90年代以來，ICT為各國帶來了巨大的經(jīng)濟增長，世界各國紛紛制定信息通信技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。2006年韓國IT839戰(zhàn)略確立了ICT未來發(fā)展的9項核心技術(shù)，分別為移動通信和遠(yuǎn)程信息處理、寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字電視和廣播、計算、智能機器人、無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)、基于芯片和聯(lián)合部分的信息技術(shù)系統(tǒng)、嵌入式軟件。我國“十二五”規(guī)劃確立信息技術(shù)為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，將新一代信息技術(shù)分為六個方面，分別是下一代通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合、新型平板顯示、高性能集成電路和以云計算為代表的高端軟件。

2006年OECD出臺的基于IPC的ICT技術(shù)分類標(biāo)準(zhǔn)，明確指出ICT領(lǐng)域?qū)?yīng)的IPC分類號[40]。已有研究基于IPC—USPC對照表識別出ICT相關(guān)的USPC分類號，共計36個[7,41]。由此，在確定ICT子領(lǐng)域?qū)?yīng)的分類號時，僅包含36個USPC分類號。諸多學(xué)者基于此36個分類號對韓國9項核心技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展特征和技術(shù)關(guān)聯(lián)度等開展研究，并通過關(guān)鍵詞匹配得到各子技術(shù)領(lǐng)域?qū)?yīng)的USPC分類號[20,41]。

結(jié)合已有研究的技術(shù)分類以及ICT技術(shù)的發(fā)展前景[42]，本研究將ICT技術(shù)分為九個子領(lǐng)域：移動通信和遠(yuǎn)程信息處理、寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)、平板顯示、數(shù)字電視和廣播、集成電路、個人PC、智能機器人、無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)、計算機軟件。其中，移動通信和遠(yuǎn)程信息處理、寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字電視和廣播、個人PC、智能機器人、無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)以及計算機軟件七個子領(lǐng)域沿用已有研究應(yīng)用關(guān)鍵詞匹配方法得到的USPC分類號[20]。在確定平板顯示和集成電路兩個子領(lǐng)域?qū)?yīng)的USPC時，仍采用關(guān)鍵詞匹配法。以“平板顯示”為例，首先確定“平板顯示”的專利檢索詞[43]；其次，基于檢索詞檢索USPTO中的專利數(shù)據(jù)；最后，統(tǒng)計專利USPC分類號的頻次，從中選擇高頻次分類號作為“平板顯示”的USPC分類號。ICT技術(shù)九個子領(lǐng)域的USPC分類號如表1所示。

表1 ICT九個子技術(shù)領(lǐng)域的USPC分類號

運用USPTO數(shù)據(jù)庫的高級檢索功能，通過構(gòu)建檢索式，分別得到1976—2013年G7和中國在各子技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明專利授權(quán)數(shù)量。根據(jù)檢索結(jié)果，各國在九個子領(lǐng)域的專利分布如圖1所示。橫軸代表國家，縱軸代表技術(shù)領(lǐng)域，圓的大小代表專利授權(quán)總量的相對大小。

圖1 各國ICT各技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量分布對比

由圖1可以看出，九個子領(lǐng)域的專利授權(quán)量并非均衡，移動通信和遠(yuǎn)程信息處理、平板顯示、個人PC以及計算機軟件的專利量相對較多。各國的專利授權(quán)量也存在較大差距。美國和日本位于第一梯隊，是專利數(shù)量分別位居第一和第二；德國、英國、法國位于第二梯隊，專利數(shù)量與美國和日本之間存在一定差距；加拿大、意大利和中國的專利數(shù)量最少，處于第三梯隊。

三、G7國家與中國ICT子技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展階段比較

根據(jù)S曲線模型，將數(shù)據(jù)代入Shazam軟件，分別對九個子領(lǐng)域各國的技術(shù)發(fā)展階段進(jìn)行對比分析?；诟鲊诓煌宇I(lǐng)域的發(fā)展特點，本研究將九個子領(lǐng)域分為處于成熟階段的技術(shù)領(lǐng)域、處于成長階段的技術(shù)領(lǐng)域和其他三類，每一類包含三個子領(lǐng)域。

(一)處于成熟階段的技術(shù)領(lǐng)域

1.移動通信和遠(yuǎn)程信息處理

各國技術(shù)生命周期曲線回歸結(jié)果如表2所示。各國技術(shù)生命周期曲線模型的整體擬合效果較好，決定系數(shù)(R2)均在99%以上，擬合參數(shù)K，b，c的t值均在1%顯著性水平下顯著。從專利授權(quán)量的飽和值K來看，美國在移動通信和遠(yuǎn)程信息處理領(lǐng)域的飽和值(379010)最大，為日本在該領(lǐng)域飽和值的6倍，說明美國在該領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新較為活躍，專利的累積量最多。中國專利授權(quán)量飽和值K為2638，高于加拿大和意大利的飽和值。從技術(shù)增長速度(b)來看，中國的技術(shù)增長速度在樣本國家中最快(0.55671)，約為G7國家技術(shù)增長速度的4—6倍。

表2 各國移動通信和遠(yuǎn)程信息處理領(lǐng)域技術(shù)生命周期曲線回歸結(jié)果

注：括號中為該系數(shù)的t值。

根據(jù)參數(shù)b、c的估計值，計算各國移動通信和遠(yuǎn)程信息處理領(lǐng)域技術(shù)生命周期萌芽期、成長期、成熟期和衰退期的起始時間，進(jìn)一步計算得到萌芽期的持續(xù)時間，成長期持續(xù)時間以及該國當(dāng)前的技術(shù)生命周期發(fā)展階段，計算結(jié)果如表3所示。

表3 各國移動通信和遠(yuǎn)程信息處理領(lǐng)域技術(shù)生命周期發(fā)展階段(單位：年)

1921年，美國底特律和密歇根警察廳開始使用車載無線電，這是最早使用的陸地移動通信；二戰(zhàn)后公眾移動通信系統(tǒng)逐步發(fā)展起來；20世紀(jì)60年代，移動通信技術(shù)逐步改進(jìn)[39]。結(jié)合各國在該領(lǐng)域連續(xù)年份出現(xiàn)專利的起始年份可知，意大利在1964年進(jìn)入萌芽期，其他G7國家在1960年進(jìn)入萌芽期，中國在1985年進(jìn)入萌芽期。美國的萌芽期持續(xù)時間最長(36年)，是最晚進(jìn)入成長期的國家。美國的成長期持續(xù)時間也較長(21年)，這表明美國在萌芽期的技術(shù)積累得到了持續(xù)的技術(shù)增長。加拿大的萌芽期和成長期持續(xù)時間最短，是最早進(jìn)入成長期和成熟期的國家。中國萌芽期的持續(xù)時間為25年，而成長期持續(xù)時間僅4年，即中國在移動通信和遠(yuǎn)程信息處理領(lǐng)域的技術(shù)活躍時間較短。目前，美國處于快速成長期，加拿大處于衰退期，其他國家均已進(jìn)入成熟期。

2.集成電路

1958年半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域研制成功[39]，G7紛紛進(jìn)入萌芽期，相比于其他G7國家，意大利進(jìn)入萌芽期的時間晚約2年(1960年)，中國進(jìn)入萌芽期的時間是1985年。集成電路領(lǐng)域各國的技術(shù)發(fā)展軌跡呈現(xiàn)與移動通信和遠(yuǎn)程信息處理領(lǐng)域相似的發(fā)展態(tài)勢。該領(lǐng)域各國技術(shù)生命周期曲線模型整體擬合效果較好。從各國專利數(shù)量飽和值(K)來看，美國仍是飽和值最大的國家，約為日本飽和值的5倍。中國的專利飽和值為3351，超過法國、英國、加拿大和意大利，在該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展較為活躍。從技術(shù)增長速度(b)來看，目前中國在該領(lǐng)域的技術(shù)增長速度(0.60749)最快，遠(yuǎn)高于G7國家的技術(shù)增長速度。

各國在集成電路領(lǐng)域的技術(shù)生命周期發(fā)展特點與移動通信和遠(yuǎn)程信息處理領(lǐng)域較為相似。目前除美國處于成長期外，其他國家均已進(jìn)入成熟期。

3.智能機器人

1959年美國英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺工業(yè)機器人，機器人的歷史真正開始；60年代末70年代初，智能機器人處于實驗裝置階段[39]。結(jié)合各國在該領(lǐng)域連續(xù)年份出現(xiàn)專利的起始年份可知，G7國家在1970年進(jìn)入萌芽期，中國在1985年進(jìn)入萌芽期。G7國家在智能機器人領(lǐng)域的技術(shù)生命周期發(fā)展特點與移動通信和遠(yuǎn)程信息處理領(lǐng)域較為相似。除加拿大進(jìn)入衰退期外，其他六國均已進(jìn)入成熟期。然而，中國在智能機器人領(lǐng)域的萌芽期時間較短，1995年進(jìn)入成長期，且成長期持續(xù)時間較長(22年)，說明中國將在該領(lǐng)域?qū)⒌玫介L期持續(xù)的發(fā)展。目前，中國在該領(lǐng)域處于快速成長期。

(二)處于成長階段的技術(shù)領(lǐng)域

1.無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)

無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域各國技術(shù)生命周期曲線回歸結(jié)果如表4所示。由表4可知，各國技術(shù)生命周期曲線模型整體擬合效果較好，決定系數(shù)(R2)均在99%以上，擬合參數(shù)的K，b，c的t值均在1%顯著性水平下顯著。根據(jù)各國專利數(shù)量飽和值(K)排序，排在前五位的依次是美國、日本、德國、英國和中國。美國和日本是該領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新能力最強的兩個國家，德國、英國和中國的技術(shù)發(fā)展也較為活躍。從技術(shù)增長速度(b)來看，目前中國在該領(lǐng)域的技術(shù)增長速度(0.18692)略高于G7國家的技術(shù)增長速度。

表4 各國無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域技術(shù)生命周期曲線回歸結(jié)果

表5 各國無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域技術(shù)生命周期發(fā)展階段(單位：年)

20世紀(jì)40年代，雷達(dá)的改進(jìn)及應(yīng)用催生了無線射頻識別技術(shù)的發(fā)展；20世紀(jì)60年代，該技術(shù)的理論得到發(fā)展，并開始應(yīng)用嘗試[39]。結(jié)合各國在該領(lǐng)域連續(xù)年份出現(xiàn)專利的起始年份可知，美國、日本、德國、法國和英國進(jìn)入萌芽期的時間為1960年，意大利和加拿大進(jìn)入萌芽期的時間分別為1968年和1969年，中國進(jìn)入萌芽期的時間為1986年。表5為各國在無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域技術(shù)生命周期發(fā)展階段的統(tǒng)計結(jié)果。美國的萌芽期持續(xù)時間最長(63年)，預(yù)計2022年進(jìn)入成長期。法國和意大利進(jìn)入成長期和成熟期的時間均較早，目前兩國已進(jìn)入成熟期。其他六國進(jìn)入成長期、成熟期和衰退期的時間均較晚，目前處于快速成長期，說明該領(lǐng)域仍具有較大的發(fā)展空間。

2.寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)

20世紀(jì)70年代，寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入起步階段。結(jié)合各國在該領(lǐng)域連續(xù)年份出現(xiàn)專利的起始年份可知，G7國家在1976年進(jìn)入萌芽期，中國在1985年進(jìn)入萌芽期。寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域各國技術(shù)生命周期曲線模型整體擬合效果較好。從各國專利數(shù)量飽和值(K)來看，美國的專利飽和值最大(674900)，為日本飽和值(32626)的20倍。中國的專利飽和值為62622，位列第二，在該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展極為活躍。從技術(shù)增長速度(b)來看，中國在該領(lǐng)域的技術(shù)增長速度最快(0.37834)。

寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的技術(shù)生命周期發(fā)展特點與無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域較為相似。目前G7國家中除加拿大和意大利進(jìn)入成熟期外，其他國家均處于成長期。中國在該領(lǐng)域的萌芽期持續(xù)時間較長(32年)，目前尚處于萌芽期。

3.計算機軟件

1954年IBM公司公布了公式翻譯語言Fortune，這是最早出現(xiàn)的計算機高級語言[39]，該語言的公布標(biāo)志了計算機軟件技術(shù)的發(fā)展。結(jié)合各國在該領(lǐng)域連續(xù)年份出現(xiàn)專利的起始年份可知，美國、英國和法國在1954年進(jìn)入萌芽期，德國在1958年進(jìn)入萌芽期，日本、意大利和加拿大分別在1965、1966和1967年進(jìn)入萌芽期，而中國1986年進(jìn)入萌芽期。計算機軟件領(lǐng)域各國技術(shù)生命周期曲線模型整體擬合效果較好。該領(lǐng)域的技術(shù)生命周期發(fā)展特點與無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域較為相似。除日本、法國、英國處于成熟期外，美國、加拿大、英國和中國均處于快速成長期。德國處于萌芽期，預(yù)計2015年進(jìn)入成長期。

然而，與無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域不同，雖然中國在寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)、計算機軟件領(lǐng)域處于成長期，但是成長期的持續(xù)時間很短，僅為6年和4年，技術(shù)發(fā)展的持續(xù)性較弱。

(三)其他領(lǐng)域

1.數(shù)字電視和廣播

數(shù)字電視和廣播領(lǐng)域各國技術(shù)生命周期曲線回歸結(jié)果如表6所示。各國技術(shù)生命周期曲線模型的整體擬合效果較好，決定系數(shù)(R2)均在99%以上，擬合參數(shù)K，b，c的t值均在1%顯著性水平下顯著。從專利授權(quán)量的飽和值K來看，美國在數(shù)字電視和廣播領(lǐng)域的飽和值(288450)最大，說明美國在該領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新較為活躍，專利的累積量最多。中國專利授權(quán)量飽和值K為1889，高于加拿大和意大利的飽和值。從技術(shù)增長速度(b)來看，加拿大的技術(shù)增長速度在樣本國家中最快(0.15413)，而其他國家的增長速度較為接近。

表6 各國數(shù)字電視和廣播領(lǐng)域技術(shù)生命周期曲線回歸結(jié)果

表7 各國數(shù)字電視和廣播領(lǐng)域技術(shù)生命周期發(fā)展階段(單位：年)

20世紀(jì)70年代起，日本、美國、德國、英國等國家對HDTV圖像質(zhì)量、信號形式、傳輸方式等方面進(jìn)行探索，開展可行性的實驗研究，并研制出一系列HDTV設(shè)備[39]。結(jié)合各國在該領(lǐng)域連續(xù)年份出現(xiàn)專利的起始年份，G7國家在1970年進(jìn)入萌芽期，中國在1985年進(jìn)入萌芽期。表7為各國數(shù)字電視和廣播領(lǐng)域技術(shù)生命周期發(fā)展階段的統(tǒng)計結(jié)果。G7國家除法國、英國和意大利在1977—1980年進(jìn)入成長期外，德國、加拿大、日本、美國先后于1989—1996年進(jìn)入成長期，分別于2010、2011、2014、2016年步入成熟期。目前，美國、日本和中國在該領(lǐng)域處于成長期，其他五國均已進(jìn)入成熟期。

2.平板顯示

平板顯示領(lǐng)域于1976年進(jìn)入起步階段[39]。結(jié)合各國在該領(lǐng)域連續(xù)年份出現(xiàn)專利的起始年份，G7國家在1976年進(jìn)入萌芽期，中國在1985年進(jìn)入萌芽期。平板顯示領(lǐng)域各國技術(shù)生命周期曲線模型整體擬合效果較好。從各國專利數(shù)量飽和值(K)來看，美國的專利飽和值最大(214490)，日本次之，德國第三。中國的專利飽和值為14425，位列第四。從技術(shù)增長速度(b)來看，中國在該領(lǐng)域的技術(shù)增長速度最快(0.54017)。

各國在寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的技術(shù)生命周期發(fā)展階段存在較大差異。目前，德國、法國、意大利和中國處于成長期，其他四國均處于成熟期。

3.個人PC

20世紀(jì)60年代末,Intel公司制成計算機微處理器，促進(jìn)了個人PC領(lǐng)域的發(fā)展[39]。結(jié)合各國在該領(lǐng)域連續(xù)年份出現(xiàn)專利的起始年份，G7國家在1970年進(jìn)入萌芽期，中國在1985年進(jìn)入萌芽期。個人PC領(lǐng)域各國技術(shù)生命周期曲線模型整體擬合效果較好。各國在該領(lǐng)域的技術(shù)生命周期發(fā)展階段存在較大差異。美國、日本、法國、英國和加拿大處于成熟期，德國、意大利和中國處于快速成長期。中國的技術(shù)發(fā)展速度最快，但成長期持續(xù)時間最短(4年)。

上述三個領(lǐng)域?qū)儆谛畔⑼ㄐ女a(chǎn)業(yè)的“終端產(chǎn)品”領(lǐng)域，每個技術(shù)領(lǐng)域處于成熟期和成長期的國家各占一半，且各國在三個領(lǐng)域的發(fā)展階段也存在差異。

四、G7與中國ICT技術(shù)發(fā)展類型比較

為了考察G7國家和中國ICT技術(shù)各領(lǐng)域發(fā)展類型的差異，本文構(gòu)建二維矩陣分析各國在技術(shù)生命周期各階段的時間分布特征。橫坐標(biāo)為萌芽期持續(xù)時間，衡量一國技術(shù)發(fā)展初期醞釀時間的長短；縱坐標(biāo)為成長期持續(xù)時間，衡量一國技術(shù)躍升發(fā)展時間的長短。運用反對角線區(qū)分萌芽期與成長期的持續(xù)時間，位于反對角線以上，即“萌芽期短，成長期長”，表明該國在該子領(lǐng)域經(jīng)過短暫的醞釀后進(jìn)入成長期，且成長期持續(xù)時間比萌芽期持續(xù)時間長，技術(shù)發(fā)展具有持續(xù)性；位于反對角線以下，即“萌芽期長，成長期短”，表明該國在該子領(lǐng)域經(jīng)過較長時間的醞釀后進(jìn)入成長期，但成長期持續(xù)時間相對較短，技術(shù)發(fā)展滯后且面臨后勁不足的問題。ICT四個子領(lǐng)域各國生命周期的時間分布特征如圖2所示。

圖2 九個子技術(shù)領(lǐng)域各國技術(shù)生命周期各階段的時間分布特征

由圖2(a)可知，在智能機器人領(lǐng)域，除加拿大以外，其他樣本國家均處于反對角線以上，即成長期持續(xù)時間(13—24年)比萌芽期的持續(xù)時間(9—20年)長，各國經(jīng)歷較短的醞釀后即進(jìn)入快速成長階段。各國在坐標(biāo)軸中的位置接近，這表明各國在該領(lǐng)域的發(fā)展較為同步。該領(lǐng)域的競爭較為激勵。

由圖2(b-c)可知，在移動通信和遠(yuǎn)程信息處理領(lǐng)域，除意大利以外，其他國家均處于反對角線以下；在集成電路領(lǐng)域，除意大利和英國以外，其他國家均處在反對角線以下，技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷較長時間的醞釀才進(jìn)入成長期，且成長期持續(xù)時間短。多數(shù)國家在此兩個領(lǐng)域已進(jìn)入成熟期。

由圖2(d-f)可知，無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)、寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)、計算機軟件領(lǐng)域，美國、日本、英國和中國的萌芽期持續(xù)時間比成長期的持續(xù)時間長，說明這三個領(lǐng)域進(jìn)入快速發(fā)展階段的時間較為滯后，技術(shù)經(jīng)過較長時間的醞釀才進(jìn)入成長期，且成長期持續(xù)時間相對較短，技術(shù)發(fā)展存在后勁不足的問題。然而，法國和加拿大在寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域處于對角線以上，成長期的持續(xù)時間相對較長；意大利在計算機軟件領(lǐng)域處于對角線以上，且意大利的成長期持續(xù)時間最長，技術(shù)發(fā)展持久。由于此三個領(lǐng)域“萌芽期長”，多數(shù)國家處于快速成長期，未來仍有較大的發(fā)展空間。

由圖2(g-i)可知，在平板顯示、數(shù)字電視和廣播、個人PC三個領(lǐng)域，各國的時間分布存在較大差異。平板顯示領(lǐng)域，德國、英國、法國和加拿大位于對角線以上，美國、日本、意大利和中國位于對角線以下；數(shù)字電視和廣播領(lǐng)域，德國、英國、法國、意大利和中國位于對角線以上，美國、日本和中國位于對角線以下；個人PC領(lǐng)域，英國、法國、意大利和加拿大位于對角線以上，美國、日本、德國和中國位于對角線以下。各國結(jié)合本國的發(fā)展優(yōu)勢選擇不同的發(fā)展路徑。德國在平板顯示和個人PC領(lǐng)域的發(fā)展較為活躍，其萌芽期和成長期的持續(xù)時間均較長。中國在平板顯示和個人PC領(lǐng)域經(jīng)過漫長的醞釀，才進(jìn)入成長期，且成長期的時間僅為4年，技術(shù)發(fā)展存在后勁不足的問題。此三個“終端產(chǎn)品”領(lǐng)域，各國采取的發(fā)展策略存在顯著差異。

綜合以上分析可以看到，樣本國家不僅九個子技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展特征存在較大差異，各國子領(lǐng)域的布局策略也存在較大差別。日本、法國、英國、加拿大和意大利各子領(lǐng)域的發(fā)展存在明顯的時間先后。由此可知，這五個國家采取的是“重點突破”的發(fā)展策略，即優(yōu)先發(fā)展優(yōu)勢技術(shù)領(lǐng)域，當(dāng)該領(lǐng)域發(fā)展趨于成熟時，轉(zhuǎn)向一個新的領(lǐng)域，從而保證技術(shù)創(chuàng)新能力的持續(xù)增長。這一發(fā)展策略為后發(fā)國家ICT技術(shù)發(fā)展提供了借鑒，即重點發(fā)展某一優(yōu)勢技術(shù)領(lǐng)域，通過優(yōu)勢領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)一步帶動其他子領(lǐng)域?qū)τ贗CT技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展具有重要意義。

美國、德國和中國在多個子技術(shù)領(lǐng)域處于成長期，即多個子領(lǐng)域幾乎同步發(fā)展。其中，美國在移動通信和遠(yuǎn)程信息處理、寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字電視、集成電路、無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)以及計算機軟件領(lǐng)域處于快速發(fā)展階段；德國在寬帶和家庭網(wǎng)絡(luò)、平板顯示、個人PC以及無線射頻識別和傳感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域處于快速發(fā)展階段；中國除寬帶領(lǐng)域(萌芽期)、移動通信和遠(yuǎn)程信息處理(成熟期)以及集成電路(成熟期)領(lǐng)域外，其他領(lǐng)域均處于快速成長期。由此可知，這三個國家采取的是“全面推進(jìn)”的發(fā)展策略。

五、結(jié)論

本文利用USPTO專利數(shù)據(jù)，使用S曲線中的Logistic模型，分析G7國家和中國ICT九個子領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展軌跡，闡述各國ICT技術(shù)發(fā)展的階段特征和布局策略，主要得到以下結(jié)論：

(1)在ICT技術(shù)領(lǐng)域率先取得突破的G7國家不僅其技術(shù)萌芽期起始時間早，萌芽期和成長期的持續(xù)時間均較長，而且步入衰退期的時間較晚。技術(shù)萌芽期越短的國家，成長期持續(xù)的時間也較短，該技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)入衰退期的時間也較早。上述事實從一個側(cè)面說明，技術(shù)萌芽期的原創(chuàng)技術(shù)累積，對技術(shù)領(lǐng)域的持續(xù)成長和產(chǎn)業(yè)價值的持續(xù)實現(xiàn)至關(guān)重要。

(2)從各子技術(shù)領(lǐng)域生命周期不同階段的時間分布特征看，中國在ICT多數(shù)子技術(shù)領(lǐng)域呈現(xiàn)萌芽期持續(xù)時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過成長期持續(xù)時間的特征，二者的差異較大。相比之下，多數(shù)發(fā)達(dá)國家分布于反對角線附近，萌芽期持續(xù)時間與成長期持續(xù)時間分布相對均衡。上述事實說明，中國在ICT技術(shù)領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國家的差距表現(xiàn)為兩個方面：一是技術(shù)發(fā)展起步的時間較晚，呈后發(fā)追趕特征；二是技術(shù)發(fā)展的空間較小，難以進(jìn)入價值鏈的高端環(huán)節(jié)。

(3)從各國子技術(shù)領(lǐng)域的布局策略看，日本、法國、英國和意大利等國采取的是在主要子領(lǐng)域率先突破，進(jìn)而引領(lǐng)其他子領(lǐng)域發(fā)展的“重點突破”的發(fā)展戰(zhàn)略，從而保證優(yōu)勢技術(shù)發(fā)展的持久性；美國、德國等國家采取的是“全面推進(jìn)”的發(fā)展戰(zhàn)略，這些國家除了少數(shù)子領(lǐng)域已發(fā)展成熟并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段外，在多個子領(lǐng)域仍然處于技術(shù)高速發(fā)展階段。

本研究的不足之處在于，基于專利數(shù)據(jù)雖然可以反映技術(shù)發(fā)展階段，但是由于專利本身存在質(zhì)量上的差別，無法完全反映技術(shù)發(fā)展水平。因此，進(jìn)一步研究有必要把專利數(shù)據(jù)與ICT技術(shù)發(fā)展的其它指標(biāo)相結(jié)合，綜合考察各國技術(shù)創(chuàng)新活動的發(fā)展階段。此外，S曲線模型自身存在缺陷。由于S曲線四個階段的時間分割點是人為規(guī)定的，尚未從技術(shù)領(lǐng)域自身的發(fā)展特點和外部環(huán)境出發(fā)進(jìn)行劃分，導(dǎo)致四個階段的時間分割點存在偏誤。

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