彭 帥，張春博，楊 陽(yáng)，丁 堃

(大連理工大學(xué)科學(xué)學(xué)與科技管理研究所，遼寧 大連 116024)

0 引言

石墨烯由于具備特有的物質(zhì)性能，具有極大的產(chǎn)業(yè)化價(jià)值，因而得到各國(guó)研發(fā)界的重視。歐盟及其成員國(guó)在歐盟第七框架計(jì)劃 (FP7)及其接續(xù)的 “地平線2020”計(jì)劃、歐盟研究理事會(huì)(ERC)、歐洲科學(xué)基金會(huì)(ESF)等都部署了相關(guān)研究項(xiàng)目，美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)，也在其各類(lèi)研究計(jì)劃中資助石墨烯技術(shù)的研發(fā)[1]。我國(guó)在國(guó)家自然科學(xué)基金、973等一些相關(guān)的研發(fā)計(jì)劃中資助了石墨烯的研發(fā)，在 《 “十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中，也將石墨烯作為著力發(fā)展的先進(jìn)功能材料和引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術(shù)大力發(fā)展。

石墨烯從發(fā)現(xiàn)至今，作為納米這一科學(xué)和技術(shù)交叉融合特征鮮明、產(chǎn)業(yè)化前景被普遍認(rèn)可的前沿領(lǐng)域，受到廣泛的重視。特別是從科學(xué)-技術(shù)-產(chǎn)業(yè)互動(dòng)的視角來(lái)看，石墨烯經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷程和競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，一直受到學(xué)者們的關(guān)注。李牧南等人基于專(zhuān)利數(shù)據(jù)，借助TRIZ方法，分析和識(shí)別了石墨烯的技術(shù)創(chuàng)新演化階段[2]；孫曉玲等則以石墨烯領(lǐng)域?yàn)槔?，探索科學(xué)與技術(shù)關(guān)系中起關(guān)鍵作用的科學(xué)知識(shí)基因和技術(shù)知識(shí)基因[3]；黃魯成等通過(guò)專(zhuān)利引用和文本挖掘的方法，研究石墨烯的施引專(zhuān)利和被引專(zhuān)利，探索技術(shù)知識(shí)擴(kuò)散的特征[4]；張鵬等強(qiáng)調(diào)科學(xué)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的特殊作用，提出了基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)及其發(fā)展的一般模式[5];Liu等人分析了石墨烯應(yīng)用在鋰電池行業(yè)的專(zhuān)利，發(fā)現(xiàn)我國(guó)在申請(qǐng)數(shù)量上已經(jīng)處于世界領(lǐng)導(dǎo)地位，但產(chǎn)業(yè)化程度較低[6]；胡光元等對(duì)中美兩國(guó)的石墨烯研究的異同點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析，對(duì)我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有指導(dǎo)意義[7]。這些研究為揭示石墨烯的知識(shí)演化特征，推動(dòng)基礎(chǔ)研究向應(yīng)用研究乃至實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，結(jié)合我國(guó)科技及產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，制定有效的科技及產(chǎn)業(yè)政策具有重要意義。為此本文根據(jù)科學(xué)-技術(shù)-產(chǎn)業(yè)互動(dòng)的基本原理，以科學(xué)論文文獻(xiàn)表征科學(xué)成果，專(zhuān)利文獻(xiàn)表征技術(shù)成果，主要運(yùn)用專(zhuān)利引用論文、專(zhuān)利引文分析方法，構(gòu)建科學(xué)-技術(shù)關(guān)聯(lián)和技術(shù)擴(kuò)散指標(biāo)體系，揭示中、美、英、德、法、日、韓及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)石墨烯的發(fā)展特征和競(jìng)爭(zhēng)格局，為相關(guān)部門(mén)決策提供依據(jù)。

1 測(cè)度指標(biāo)與模型

1.1 科學(xué)-技術(shù)關(guān)聯(lián)及其測(cè)度

關(guān)于科學(xué)-技術(shù)關(guān)聯(lián)的概念，眾多學(xué)者都有自己的定義。Carpenter將之定義為：技術(shù)對(duì)科學(xué)的依賴(lài)關(guān)系，即指某一技術(shù)在知識(shí)上來(lái)源于或收益于科學(xué)的程度[8]。Narin則定義為科學(xué)與技術(shù)之間的知識(shí)傳遞關(guān)系，而且基礎(chǔ)知識(shí)向技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)傳遞還可以通過(guò)專(zhuān)利對(duì)科學(xué)論文的引用頻次來(lái)定量研究[9]。類(lèi)似的研究主要研究對(duì)象集中在國(guó)家和產(chǎn)業(yè)技術(shù)層面如，Looy等人從國(guó)家宏觀層面上分析了產(chǎn)業(yè)的科學(xué)關(guān)聯(lián)度與技術(shù)能力的關(guān)系，用非專(zhuān)利引文的數(shù)量作為技術(shù)的科學(xué)強(qiáng)度，研究表明了代表技術(shù)能力的專(zhuān)利產(chǎn)出通常與科學(xué)關(guān)聯(lián)度正相關(guān)，同時(shí)驗(yàn)證了科學(xué)強(qiáng)度的構(gòu)建可以作為評(píng)估一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展?fàn)顩r的動(dòng)態(tài)指標(biāo)的合理性[10-12]。Zhang等人根據(jù)USPTO的專(zhuān)利數(shù)據(jù)，提出了一種新的傳遞函數(shù)模型用于計(jì)算基礎(chǔ)科學(xué)研究與技術(shù)專(zhuān)利之間的時(shí)滯，為促進(jìn)知識(shí)的傳播、減少科學(xué)的延誤以提升國(guó)家專(zhuān)利競(jìng)爭(zhēng)力[13]。除了專(zhuān)利引用論文，殷媛媛還從論文引用專(zhuān)利視角，研究了立體顯示領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)互動(dòng)[14]。

本文將科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度定義為技術(shù)對(duì)科學(xué)的依賴(lài)程度，通過(guò)專(zhuān)利引用分析方法，使用科學(xué)關(guān)聯(lián)度和引用時(shí)滯兩個(gè)指標(biāo)，從數(shù)量和時(shí)間維度分別對(duì)科學(xué)技術(shù)關(guān)聯(lián)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)度。

(1)科學(xué)關(guān)聯(lián)度測(cè)度指標(biāo)。科學(xué)關(guān)聯(lián)度是從數(shù)量維度上反映了基礎(chǔ)研究到技術(shù)開(kāi)發(fā)之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的典型指標(biāo)，Narin將專(zhuān)利的引文分析方法用于對(duì)科學(xué)關(guān)聯(lián)度的研究中，并通過(guò)顯性和定量的方式揭示了科學(xué)研究對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)作用[15]。張鵬等對(duì)科學(xué)關(guān)聯(lián)度指標(biāo)進(jìn)行了變換[16]，并得到較好的推廣[17]。本文運(yùn)用該指標(biāo)——科學(xué)關(guān)聯(lián)度(Science Linkage，SL)測(cè)量在數(shù)量層面科學(xué)對(duì)技術(shù)的依賴(lài)程度，具體計(jì)算公式為：

(1)

其中：PNPR為擁有非專(zhuān)利引文(Non-patent-references,NPR)的專(zhuān)利總量；Ptotal為專(zhuān)利總數(shù)；j為國(guó)家。SL的值越大表明技術(shù)對(duì)科學(xué)的依賴(lài)性越強(qiáng)，負(fù)值代表低于平均水平。

(2)專(zhuān)利引用論文時(shí)滯及其測(cè)度模型。專(zhuān)利引用論文時(shí)滯是從時(shí)間維度上反映基礎(chǔ)科學(xué)到技術(shù)專(zhuān)利的轉(zhuǎn)化速度的典型指標(biāo)，專(zhuān)利引用論文時(shí)滯可理解為科學(xué)知識(shí)吸收時(shí)間，專(zhuān)利引用專(zhuān)利時(shí)滯則為技術(shù)知識(shí)擴(kuò)散時(shí)間[18]。

現(xiàn)有研究對(duì)專(zhuān)利引用時(shí)滯的測(cè)算標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定不同，有的指專(zhuān)利優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)年和被引用的論文的發(fā)表年份之間的時(shí)間差距[19]，有的則定義為專(zhuān)利授權(quán)年份與其所引用論文發(fā)表時(shí)間的時(shí)間延遲[20]。筆者認(rèn)為，專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)時(shí)就已從技術(shù)角度表明該專(zhuān)利的誕生，盡管在制度上尚未被認(rèn)可；而且如果以授權(quán)時(shí)間作為技術(shù)形成時(shí)間，必然會(huì)增加引用時(shí)滯，并不能真實(shí)反映科學(xué)到技術(shù)的轉(zhuǎn)化時(shí)間?；诖?，本文提出用于在時(shí)間層面測(cè)量科學(xué)與技術(shù)關(guān)聯(lián)的計(jì)算指標(biāo)：專(zhuān)利引用論文時(shí)滯=申請(qǐng)專(zhuān)利的優(yōu)先權(quán)時(shí)間-論文的發(fā)表年份

當(dāng)專(zhuān)利的非專(zhuān)利引文為多條時(shí)，因?yàn)槊織l非專(zhuān)利引文時(shí)滯都不一樣，這時(shí)根據(jù)算出的結(jié)果，取中位數(shù)代表這條專(zhuān)利的引用時(shí)滯。采用中值的方法可以排除極值所帶來(lái)的誤差，少數(shù)個(gè)別專(zhuān)利可能引用了較早的非專(zhuān)利文獻(xiàn)，如計(jì)算均值的話會(huì)差別很大，一般來(lái)說(shuō)，判斷普遍意義上的某統(tǒng)計(jì)量的高低以中位數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)要好于平均值。統(tǒng)計(jì)計(jì)算同一年發(fā)表的所有專(zhuān)利引用時(shí)滯的平均值代表這一年專(zhuān)利整體的專(zhuān)利引用論文時(shí)滯(考慮到以年為單位計(jì)算不能有效展示數(shù)值差距，因而采用以月為單位計(jì)算)，具體計(jì)算方法如圖1所示。

圖1 專(zhuān)利引用科學(xué)論文的時(shí)滯計(jì)算方法

1.2 產(chǎn)業(yè)技術(shù)擴(kuò)散能力測(cè)度

以科學(xué)知識(shí)創(chuàng)造為邏輯起點(diǎn)，專(zhuān)利引用論文，可以看成是科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為技術(shù)知識(shí)的行為，專(zhuān)利之間的引用，可以看成是技術(shù)知識(shí)的流動(dòng)，也可以將其看成是技術(shù)擴(kuò)散行為。顯然，通過(guò)文獻(xiàn)之間的引用關(guān)系，我們可以分析不同國(guó)家、不同領(lǐng)域之間存在著技術(shù)擴(kuò)散過(guò)程。本文將通過(guò)技術(shù)擴(kuò)散廣度、技術(shù)擴(kuò)散速度、技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散寬度三個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量各國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)的擴(kuò)散能力。

(1)技術(shù)擴(kuò)散廣度。本研究中，國(guó)際技術(shù)擴(kuò)散廣度指的一項(xiàng)專(zhuān)利的施引專(zhuān)利所涉及的國(guó)家個(gè)數(shù)，即引進(jìn)或者吸收該技術(shù)的國(guó)家數(shù)量(除去本國(guó))。數(shù)量越多，表示該專(zhuān)利所代表的技術(shù)擴(kuò)散的范圍越大，廣度也越大。從一定程度上能反映出被引專(zhuān)利國(guó)家在該技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。具體計(jì)算方法為：在某一技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，某一專(zhuān)利被其他國(guó)家的專(zhuān)利所引用時(shí)，所涉及到的國(guó)家的個(gè)數(shù)，即某一專(zhuān)利的跨國(guó)施引專(zhuān)利所涉及的國(guó)家個(gè)數(shù)(總體累計(jì)的新出現(xiàn)的國(guó)家數(shù))。

(2)技術(shù)擴(kuò)散速度。本研究中，技術(shù)擴(kuò)散速度是指申請(qǐng)專(zhuān)利的優(yōu)先權(quán)時(shí)間與其施引專(zhuān)利的優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)年之間時(shí)間差。時(shí)間越短，表示技術(shù)擴(kuò)散的速度越快。從時(shí)間角度衡量了一次技術(shù)擴(kuò)散所消耗的時(shí)間。具體計(jì)算方法為：在某一技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，某一國(guó)家的各條專(zhuān)利的優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)年與其施引專(zhuān)利優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)年之間時(shí)間差的平均值。

(3)技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散寬度。技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散寬度是指某一專(zhuān)利所包含的技術(shù)作為后續(xù)技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，在不同技術(shù)領(lǐng)域的擴(kuò)散程度。也就是更廣的技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散寬度意味著該專(zhuān)利會(huì)在更多的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)存在影響力。

Trajtenberg提出的技術(shù)擴(kuò)散指數(shù)[21]是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散寬度指標(biāo)：

(2)

但該指標(biāo)存在較為突出的局限，即:若施引專(zhuān)利為1，則運(yùn)用該指標(biāo)算出的值為0，這顯然不合理；而且該指標(biāo)將大多數(shù)的專(zhuān)利只按一個(gè)技術(shù)分類(lèi)號(hào)計(jì)算，但有些專(zhuān)利就屬于多領(lǐng)域交叉，不能只通過(guò)一個(gè)技術(shù)分類(lèi)號(hào)代表該專(zhuān)利的技術(shù)領(lǐng)域。

國(guó)際專(zhuān)利IPC分類(lèi)號(hào)規(guī)定，若一項(xiàng)專(zhuān)利有若干個(gè)分類(lèi)號(hào)時(shí)，其中第一個(gè)稱(chēng)為主分類(lèi)號(hào)，即該專(zhuān)利主要應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域，而其他副分類(lèi)號(hào)則代表應(yīng)用的其他領(lǐng)域?；谟^測(cè)專(zhuān)利與其施引專(zhuān)利的IPC主副分類(lèi)號(hào)關(guān)系，本文提出一種能反映專(zhuān)利的技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散寬度的新方法：

若觀測(cè)專(zhuān)利的主分類(lèi)號(hào)與施引專(zhuān)利的主分類(lèi)號(hào)對(duì)應(yīng)，計(jì)為0，表示沒(méi)有跨領(lǐng)域的技術(shù)擴(kuò)散；若觀測(cè)專(zhuān)利的主分類(lèi)號(hào)與施引專(zhuān)利的主分類(lèi)號(hào)沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，但與副分類(lèi)號(hào)對(duì)應(yīng)，計(jì)為1，表示有較弱跨領(lǐng)域的技術(shù)擴(kuò)散；若觀測(cè)專(zhuān)利的主分類(lèi)號(hào)與施引專(zhuān)利沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，但副分類(lèi)號(hào)與施引專(zhuān)利的主分類(lèi)號(hào)對(duì)應(yīng)，計(jì)為2，表示有較強(qiáng)跨領(lǐng)域的技術(shù)擴(kuò)散；若觀測(cè)專(zhuān)利的主分類(lèi)號(hào)與施引專(zhuān)利沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，但副分類(lèi)號(hào)與施引專(zhuān)利的副分類(lèi)號(hào)對(duì)應(yīng)，計(jì)為3，表示有很強(qiáng)跨領(lǐng)域的技術(shù)擴(kuò)散；若觀測(cè)專(zhuān)利的主副分類(lèi)號(hào)與施引專(zhuān)利的主副分類(lèi)號(hào)都沒(méi)有對(duì)應(yīng)，計(jì)為4，表示有完全跨領(lǐng)域的技術(shù)擴(kuò)散。

將相應(yīng)的計(jì)數(shù)作為該觀測(cè)專(zhuān)利的技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散寬度；若有多條施引專(zhuān)利，則將多個(gè)值的加和作為該專(zhuān)利的技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散寬度。而對(duì)于某國(guó)某年的專(zhuān)利，則為該年該國(guó)所有專(zhuān)利擴(kuò)散寬度值的平均值。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與描述

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文研究數(shù)據(jù)選擇德溫特專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)(Derwent Innovations Index)，以 “Graphene”為主題詞進(jìn)行檢索，將數(shù)據(jù)檢索時(shí)間定為2004年(石墨烯被發(fā)現(xiàn))至今，共檢索到36798件專(zhuān)利，但德溫特時(shí)間檢索是根據(jù)德溫特主入藏號(hào)進(jìn)行的，并不能代表專(zhuān)利的申請(qǐng)時(shí)間，所以對(duì)下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，根據(jù)申請(qǐng)專(zhuān)利的優(yōu)先權(quán)時(shí)間來(lái)判斷專(zhuān)利的申請(qǐng)年。

2.2 專(zhuān)利申請(qǐng)時(shí)間分布

圖2顯示了石墨烯技術(shù)專(zhuān)利的歷年申請(qǐng)量變化，可以發(fā)現(xiàn)，2004—2010年，石墨烯專(zhuān)利申請(qǐng)量逐步上升，但總體相對(duì)較少；2010年以后，專(zhuān)利申請(qǐng)量明顯增加，增長(zhǎng)速率也相對(duì)較快，除了2012年有所放緩。

圖2 石墨烯技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)量年度變化(2004—2016年)

2.3 專(zhuān)利申請(qǐng)區(qū)域及主體分布

本文根據(jù)專(zhuān)利優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)國(guó)家或地區(qū)來(lái)判斷一件專(zhuān)利的來(lái)源國(guó)家或地區(qū)，目前德溫特?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，按照申請(qǐng)人地址獲得國(guó)家信息是較為困難的事，而優(yōu)先權(quán)人通常優(yōu)先在本土申請(qǐng)專(zhuān)利，跨國(guó)公司的海外企業(yè)考慮到市場(chǎng)和制度因素，也通常會(huì)在海外當(dāng)?shù)厣暾?qǐng)，因而可以將優(yōu)先權(quán)國(guó)家或地區(qū)粗略的視為該專(zhuān)利所在國(guó)家或地區(qū)。表1列出了石墨烯專(zhuān)利申請(qǐng)最多的8個(gè)國(guó)家和地區(qū)，本文也對(duì)這8個(gè)地區(qū)進(jìn)行對(duì)比分析。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他國(guó)家地區(qū)，不過(guò)在有NPR的專(zhuān)利占比上，中、日、韓及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)普遍低于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家。同時(shí)，從專(zhuān)利申請(qǐng)的主體上來(lái)看，美、日等石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟的國(guó)家，其企業(yè)申請(qǐng)率高達(dá)72.2%和83.4%，而中國(guó)高校申請(qǐng)量居多。

表1 主要國(guó)家或地區(qū)的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量與NPR占比(2004—2016年)

3 實(shí)證結(jié)果分析

3.1 科學(xué)技術(shù)關(guān)聯(lián)強(qiáng)度比較

石墨烯作為一種新興科技和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，早期只是集中在少數(shù)幾個(gè)國(guó)家進(jìn)行基礎(chǔ)研究和簡(jiǎn)單的材料應(yīng)用，Andre Geim和Konstantin Novoselov在2010年獲得諾貝爾獎(jiǎng)后，各個(gè)國(guó)家逐漸認(rèn)識(shí)到了石墨烯存在的巨大潛在價(jià)值，投入了大量的研究資源。通過(guò)對(duì)獲取數(shù)據(jù)的初步分析(第二階段起申請(qǐng)量激增)，為了使各國(guó)之間能夠進(jìn)行有效的對(duì)比，并考慮到專(zhuān)利申請(qǐng)的18個(gè)月時(shí)滯期，最后確定選取2009—2014年的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)技術(shù)關(guān)聯(lián)強(qiáng)度與論文引用時(shí)滯的比較。

如表2所示，從石墨烯產(chǎn)業(yè)主要申請(qǐng)國(guó)在2009—2014年科學(xué)關(guān)聯(lián)度 (SL)變化情況來(lái)看，美德英法等歐美國(guó)家科學(xué)關(guān)聯(lián)度 (SL)值普遍高于中韓日臺(tái)等東亞國(guó)家和地區(qū)，前者的科學(xué)關(guān)聯(lián)度 (SL)均為正值，而東亞國(guó)家地區(qū)則普遍為負(fù)值，只有中國(guó)在2010年有了由負(fù)到正的躍遷。我國(guó)雖然起步晚，但從2010年開(kāi)始，逐漸重視基礎(chǔ)知識(shí)的積累，已經(jīng)逐漸趕上歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步，與相鄰國(guó)家和地區(qū)也已拉開(kāi)距離。

從主要申請(qǐng)國(guó)家地區(qū)在2009—2014年專(zhuān)利引用論文時(shí)滯變化來(lái)看，可以發(fā)現(xiàn)東亞四強(qiáng)的平均引用時(shí)滯明顯短于歐美國(guó)家，即中日韓及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)石墨烯產(chǎn)業(yè)的科學(xué)知識(shí)向技術(shù)專(zhuān)利轉(zhuǎn)化的速度快于美德法英。各地六年整體的平均引用時(shí)滯中，日本最短，平均26.8個(gè)月；英國(guó)作為石墨烯的發(fā)源地，其引用時(shí)滯卻是最長(zhǎng)的，為55.4個(gè)月。通過(guò)數(shù)據(jù)的深入挖掘，發(fā)現(xiàn)東亞地區(qū)尤其日韓及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)較低的平均引用時(shí)滯與其較低的科學(xué)關(guān)聯(lián)度有直接關(guān)系。

表2 主要國(guó)家或地區(qū)的科學(xué)關(guān)聯(lián)度與引用時(shí)滯的變化趨勢(shì)(2004—2016年)

3.2 產(chǎn)業(yè)技術(shù)擴(kuò)散能力比較

(1)原始指標(biāo)。根據(jù)不同國(guó)家申請(qǐng)石墨烯產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利數(shù)量的排名，并考慮到各國(guó)之間形成有效數(shù)據(jù)的對(duì)比，同樣選取中、韓、日、美、德、法、英及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)2009—2014年數(shù)據(jù)作為技術(shù)擴(kuò)散能力的評(píng)價(jià)對(duì)象，利用前文所構(gòu)建的用于測(cè)度產(chǎn)業(yè)技術(shù)擴(kuò)散能力的三個(gè)指標(biāo)對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)擴(kuò)散進(jìn)行測(cè)度研究。根據(jù)對(duì)相關(guān)專(zhuān)利及其引文數(shù)據(jù)的處理和分析結(jié)果，得到8個(gè)國(guó)家地區(qū)的各項(xiàng)指標(biāo)(見(jiàn)表3)。由于這三個(gè)指標(biāo)對(duì)于衡量各個(gè)國(guó)家地區(qū)技術(shù)擴(kuò)散能力的側(cè)重點(diǎn)不同，結(jié)果也有所差異，英國(guó)作為石墨烯的發(fā)源地，其技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散寬度與技術(shù)擴(kuò)散速度都能反映出其有較好的擴(kuò)散能力，但其技術(shù)擴(kuò)散廣度相對(duì)于中美來(lái)說(shuō)較低。中美作為目前石墨烯領(lǐng)域的兩個(gè)大國(guó)，各項(xiàng)指標(biāo)都反映出其有較好的擴(kuò)散能力，而且中國(guó)的技術(shù)擴(kuò)散速度較與美國(guó)來(lái)說(shuō)，還具有一定的優(yōu)勢(shì)。

表3 各國(guó)家與地區(qū)在石墨烯領(lǐng)域的技術(shù)擴(kuò)散指標(biāo)值

(2)熵權(quán)整合。為了讓各國(guó)之間的技術(shù)擴(kuò)散能力能夠進(jìn)行比較，現(xiàn)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行熵權(quán)處理。

首先，根據(jù)獲取的各個(gè)國(guó)家的專(zhuān)利數(shù)據(jù)，計(jì)算衡量技術(shù)擴(kuò)散能力的各項(xiàng)指標(biāo)后，對(duì)其進(jìn)行正向化和無(wú)量綱化 (比重法)處理，在所選取的指標(biāo)當(dāng)中，只有技術(shù)擴(kuò)散速度為逆向指標(biāo)，而技術(shù)擴(kuò)散廣度與技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散寬度均為正向指標(biāo)，所以首先對(duì)這個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行正向化處理：

(3)

然后對(duì)所有指標(biāo)進(jìn)行去量綱化處理，處理方法如下：

(4)

處理后的結(jié)果見(jiàn)表4。然后基于熵權(quán)法，分別對(duì)技術(shù)擴(kuò)散能力的三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行指標(biāo)評(píng)價(jià)。本文選取的熵權(quán)法是一種客觀的賦值法，它可以根據(jù)各個(gè)指標(biāo)的變異程度來(lái)賦予指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重。如果指標(biāo)在評(píng)價(jià)中起的作用越大，其相應(yīng)的權(quán)重也就越大。因此，在確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重之后，可得到各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)技術(shù)擴(kuò)散能力的影響程度，再通過(guò)對(duì)所有指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算出各個(gè)國(guó)家的綜合得分。

表4 各國(guó)家與地區(qū)在石墨烯領(lǐng)域的技術(shù)擴(kuò)散指標(biāo)值(正向化與去量綱化)

表5 各國(guó)家與地區(qū)技術(shù)擴(kuò)散能力的綜合評(píng)分結(jié)果

通過(guò)計(jì)算可以得到，技術(shù)擴(kuò)散廣度、技術(shù)擴(kuò)散速度、技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散寬度相對(duì)于技術(shù)擴(kuò)散能力的相對(duì)重要性分別為：0.812、0.102、0.086。由表5可見(jiàn)，中美兩國(guó)綜合得分依舊遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家，其中中國(guó)的技術(shù)轉(zhuǎn)化時(shí)間最快，說(shuō)明我國(guó)十分重視技術(shù)知識(shí)的擴(kuò)散，而美國(guó)技術(shù)擴(kuò)散廣度最大，在世界范圍更受到關(guān)注。值得注意的是英國(guó)作為石墨烯發(fā)源地，在擴(kuò)散速度和廣度上并沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，但其技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散寬度是最大的，說(shuō)明其技術(shù)更注重各項(xiàng)領(lǐng)域間的交叉融合。

3.3 匹配關(guān)系分析

從石墨烯產(chǎn)業(yè)的科學(xué)關(guān)聯(lián)度 (SL)與技術(shù)擴(kuò)散能力的匹配來(lái)看，各個(gè)國(guó)家之間也體現(xiàn)出來(lái)很大的差異性。

首先，從石墨烯產(chǎn)業(yè)的科學(xué)關(guān)聯(lián)度 (SL)與技術(shù)擴(kuò)散能力的二維匹配來(lái)看(見(jiàn)圖3)，主要分成了三個(gè)部分：中美處于第一象限，屬于高科學(xué)性-高技術(shù)擴(kuò)散能力國(guó)家和地區(qū)；韓日及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)處于第三象限，屬于低科學(xué)性-低技術(shù)擴(kuò)散能力國(guó)家；英德法處于第四象限，屬于高科學(xué)性-低技術(shù)擴(kuò)散能力國(guó)家。

圖3 各國(guó)家與地區(qū)科學(xué)關(guān)聯(lián)度與技術(shù)擴(kuò)散能力值

其次，從石墨烯產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)利引用論文時(shí)間滯后與技術(shù)擴(kuò)散能力的二維匹配來(lái)看(見(jiàn)圖4)，也是主要分為三個(gè)部分：中美處于第二象限，屬于高轉(zhuǎn)化速度-高技術(shù)擴(kuò)散能力國(guó)家；日韓法及中國(guó)臺(tái)灣處于第三象限，屬于高轉(zhuǎn)化速度-低技術(shù)擴(kuò)散能力國(guó)家和地區(qū)；英德處于第四象限，屬于低轉(zhuǎn)化速度-低技術(shù)擴(kuò)散能力國(guó)家。除英德兩個(gè)國(guó)家以外，其他國(guó)家和地區(qū)專(zhuān)利在基礎(chǔ)科學(xué)到技術(shù)專(zhuān)利的轉(zhuǎn)化效率，日本的時(shí)間滯后值最低，但同時(shí)中美兩國(guó)的技術(shù)擴(kuò)散能力同樣也處于領(lǐng)先地位，值得注意的是英國(guó)作為石墨烯的發(fā)源地，并沒(méi)有將其深厚的理論基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化為技術(shù)專(zhuān)利，而在石墨烯領(lǐng)域逐漸沒(méi)有了優(yōu)勢(shì)。

圖4 各國(guó)家與地區(qū)專(zhuān)利引用論文時(shí)滯與技術(shù)擴(kuò)散能力值

4 研究結(jié)論及政策建議

通過(guò)上述的專(zhuān)利數(shù)據(jù)分析及其二維匹配結(jié)果，本文得到如下結(jié)論與建議：

首先，從科學(xué)技術(shù)關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的角度來(lái)看，中、美、德、英、法各國(guó)的專(zhuān)利都有較強(qiáng)的科學(xué)性，即注重對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)的吸收，但同時(shí)中、美的技術(shù)擴(kuò)散能力明顯高于德、英、法，說(shuō)明在石墨烯領(lǐng)域，中、美的專(zhuān)利更具有可用性；而日、韓、臺(tái)專(zhuān)利的科學(xué)知識(shí)支撐性較差，其技術(shù)擴(kuò)散能力也并不是很強(qiáng)。東亞國(guó)家地區(qū)與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，石墨烯產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)科學(xué)建設(shè)存在較大差距，歐美國(guó)家能更注重該領(lǐng)域技術(shù)對(duì)科學(xué)知識(shí)的吸收。近年來(lái)，我國(guó)專(zhuān)利數(shù)量逐漸增加，已經(jīng)成為全球石墨烯專(zhuān)利申請(qǐng)量最多的國(guó)家，但其國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力并不強(qiáng)，研究成果主要集中在基礎(chǔ)領(lǐng)域，原始性創(chuàng)新少，且產(chǎn)業(yè)化水平低。然而各個(gè)國(guó)家及其產(chǎn)業(yè)都有其本身所特有的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系，而基礎(chǔ)科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新之間的適當(dāng)匹配是我們?cè)谔岣弋a(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力時(shí)所要考慮的重要維度，是提升產(chǎn)業(yè)原始創(chuàng)新能力的重要措施。我國(guó)應(yīng)當(dāng)更加關(guān)注科學(xué)的重要性及其科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)間的互動(dòng)關(guān)系，推動(dòng)重大科研成果的產(chǎn)業(yè)化。

其次，技術(shù)擴(kuò)散能力對(duì)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新支撐作用愈發(fā)的明顯，美、日和歐盟等石墨烯產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)研發(fā)部門(mén)已經(jīng)形成以企業(yè)為主，韓國(guó)也已形成產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的局面，而在我國(guó)仍以大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)為研發(fā)主體。在石墨烯產(chǎn)業(yè)化程度上遠(yuǎn)不及國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，仍處于一個(gè)追趕者的地位，應(yīng)當(dāng)在高校為主體基礎(chǔ)研究的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)更多的企業(yè)參與研發(fā)，加強(qiáng)對(duì)市場(chǎng)需求的探索，避免知識(shí)創(chuàng)新與技術(shù)需求的脫節(jié)，加速科技成果轉(zhuǎn)化，鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)向價(jià)值鏈的前端延伸，突破石墨烯材料規(guī)?；P(guān)鍵技術(shù)，從而推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的均衡發(fā)展。同時(shí)，提高對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的重視，優(yōu)化技術(shù)能力結(jié)構(gòu)，對(duì)于依賴(lài)于科學(xué)新發(fā)現(xiàn)的石墨烯整個(gè)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)布局來(lái)說(shuō)，具有基礎(chǔ)性的推動(dòng)作用，也是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵。

最后，納米科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域是一個(gè)典型的科學(xué)與技術(shù)交叉融合趨勢(shì)明顯的學(xué)科，學(xué)科交叉發(fā)展前沿往往是科學(xué)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，受到各級(jí)政府的密切關(guān)注。石墨烯巨大的潛在價(jià)值，加上可能引起新一輪的技術(shù)革命，引起了嗅覺(jué)靈敏的資本市場(chǎng)的注意，各國(guó)都競(jìng)相在這新一輪的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中搶占先機(jī)。英、法側(cè)重于對(duì)理論知識(shí)的吸收，日本則更傾向于最新的技術(shù)前沿，把握各國(guó)的研究動(dòng)態(tài)，有利于指導(dǎo)后續(xù)開(kāi)展國(guó)際科技合作，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。我國(guó)在 《 “十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》 《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見(jiàn)》等政策中對(duì)這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了明確的要求。所以，我國(guó)應(yīng)當(dāng)把握目前良好的形勢(shì)，在新一輪的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)業(yè)化的引導(dǎo)、堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向、深化科技體制改革、提升自主創(chuàng)新能力，為該領(lǐng)域的發(fā)展提供良好的機(jī)會(huì)與平臺(tái)。