楊 武 王 爽

(北京科技大學經(jīng)濟管理學院 北京 100083)

0 引 言

隨著技術(shù)密集型產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新競賽已成為現(xiàn)代市場競爭中的焦點。鑒于技術(shù)發(fā)展趨勢的迅速變化和資源的有限性，技術(shù)創(chuàng)新規(guī)劃被認為是至關(guān)重要的[1]。在規(guī)劃技術(shù)創(chuàng)新時，最重要的步驟包括識別核心技術(shù)和了解技術(shù)趨勢[2]，這有利于在競爭激烈的行業(yè)中盡早抓住技術(shù)機會，實現(xiàn)技術(shù)突破和獲得技術(shù)領(lǐng)先。

因此，大量研究聚焦于產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)識別。例如，Hsu等利用專利聚類方法建立了生物制氫領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)之間的相互引用矩陣，識別出核心技術(shù)領(lǐng)域[3]。Kim and Bae基于專利聚類形成技術(shù)集群，識別健康保健行業(yè)技術(shù)集群的核心性[4]。Kwon等利用技術(shù)積累、技術(shù)生命周期、技術(shù)保護范圍等專利指標，識別單一技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的核心技術(shù)[2]。伊惠芳等結(jié)合LDA模型和戰(zhàn)略坐標圖方法，進行石墨烯領(lǐng)域?qū)＠诵募夹g(shù)主題的識別[5]。由上述可以看出，現(xiàn)有對核心技術(shù)識別的研究依賴于基于專利數(shù)據(jù)構(gòu)建量化模型，側(cè)重于不同量化模型的構(gòu)建和應用，而忽視了對核心技術(shù)“質(zhì)”的分析。任何事物都具有質(zhì)與量兩個方面，研究主要依賴于量化研究，其研究結(jié)果可能會偏離事物的本質(zhì)[6]。學者們指出，科學研究，特別是社會科學研究要注重“質(zhì)”“量”合一，不可偏廢[6-8]。定量與定性相結(jié)合的研究方法被應用于多個學科，例如，新興技術(shù)識別[9]、高等教育競爭力評價[10]、核心網(wǎng)站評價識別[11]。核心技術(shù)包含“質(zhì)”和“量”兩方面，核心技術(shù)“質(zhì)”的研究中，主要為對核心技術(shù)理論和特性的研究。例如，余江等對關(guān)鍵核心技術(shù)的特性進行分析，并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)反思我國關(guān)鍵核心技術(shù)突破的挑戰(zhàn)與瓶頸[13]。張杰對當前中國關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新不足或缺位的分布特征和障礙因素進行了歸納和分析[14]。韓鳳芹通過總結(jié)國外經(jīng)驗，分析關(guān)鍵核心技術(shù)的特點及戰(zhàn)略意義[15]。

基于以上分析，本文嘗試引入特征分析視角，歸納總結(jié)核心技術(shù)特征，并系統(tǒng)性地把技術(shù)評價指標與核心技術(shù)特征相關(guān)聯(lián)，通過構(gòu)建特征測度模型，基于定性和定量相結(jié)合的方法識別核心技術(shù)。同時，本文首次以光刻技術(shù)為例進行核心技術(shù)識別，這對把握光刻技術(shù)發(fā)展形勢，實現(xiàn)核心技術(shù)突破和光刻技術(shù)自主可控具有重要意義。

1理論基礎(chǔ)

1.1技術(shù)核心特征核心技術(shù)在一個技術(shù)領(lǐng)域中具有難以替代的地位，能夠影響甚至決定眾多技術(shù)的發(fā)展，并對經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有支撐作用[16]?，F(xiàn)有許多研究都討論了技術(shù)核心特征，總結(jié)起來可以分為三類：

其一為技術(shù)的核心基礎(chǔ)性，該觀點認為核心技術(shù)是承載著基礎(chǔ)科學研究的核心性成果[17-18]。黃魯成等認為核心技術(shù)具有基礎(chǔ)性特征，是技術(shù)系統(tǒng)賴以生存的基礎(chǔ)[19]。余江等認為核心技術(shù)通常具有高研發(fā)投入、長研發(fā)周期以及知識緘默性的特征[13]，這些特性表明核心技術(shù)科學基礎(chǔ)水平要優(yōu)于一般技術(shù)，并具有難以被后續(xù)技術(shù)超越的創(chuàng)新研發(fā)難度。陳瑞真等具有相似的觀點，認為核心技術(shù)是科學研究的核心產(chǎn)物，是突破性的原創(chuàng)技術(shù)，其他人在短時間內(nèi)無法模仿和超越[17]。

其二為技術(shù)的核心體系性，該觀點認為核心技術(shù)是整個技術(shù)體系發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵組成部分，對于技術(shù)體系發(fā)展的軌道方向具有整體控制作用[19-20]。此觀點強調(diào)核心技術(shù)所處的技術(shù)體系和創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境。Adomavicius等認為技術(shù)創(chuàng)新是一個交互過程，以核心技術(shù)為基礎(chǔ)的周邊技術(shù)(互補技術(shù))扎根于此創(chuàng)新生態(tài)壞境[21]，圍繞核心技術(shù)形成產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系是核心技術(shù)發(fā)揮作用的必要條件。黃魯成等認為核心技術(shù)在領(lǐng)域內(nèi)具有難以替代性、影響力強和技術(shù)主導性的特點，能夠影響甚至決定技術(shù)系統(tǒng)中眾多技術(shù)的發(fā)展方向[19]。Song等有相似的觀點，認為核心技術(shù)是會對其他技術(shù)產(chǎn)生重大影響的技術(shù)[22]。

其三為技術(shù)的核心競爭性。該特征認為核心技術(shù)是企業(yè)核心能力的重要組成部分，也是核心能力轉(zhuǎn)化為競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵所在，蘊含巨大經(jīng)濟效益和戰(zhàn)略意義[23-24]。此觀點強調(diào)核心技術(shù)形成的競爭優(yōu)勢。吳畫斌等認為在動態(tài)環(huán)境中，具有核心技術(shù)的企業(yè)比競爭對手更具有優(yōu)勢，表現(xiàn)出更好的靈活性[24]。Karimi和Walter 認為核心技術(shù)是企業(yè)實現(xiàn)跨產(chǎn)業(yè)升級、戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵資源[25]。Frishammar等認為核心技術(shù)體現(xiàn)企業(yè)的價值，有利于吸引企業(yè)間技術(shù)合作[26]。洪勇等從產(chǎn)業(yè)與技術(shù)協(xié)同的角度提出核心技術(shù)鏈概念，認為對支撐產(chǎn)業(yè)活動效益和發(fā)展具有關(guān)鍵作用的少數(shù)核心技術(shù)形成核心技術(shù)鏈[27]。

綜上，核心基礎(chǔ)性、核心體系性和核心競爭性共同構(gòu)成核心技術(shù)的特征，并各自體現(xiàn)不同的方面。核心基礎(chǔ)性體現(xiàn)核心技術(shù)的科技水平，強調(diào)了核心技術(shù)是科學研究的核心產(chǎn)物，極具研發(fā)難度并難以被超越。核心體系性體現(xiàn)核心技術(shù)的技術(shù)影響，突出了核心技術(shù)高度的影響力和寬廣的應用范圍，對技術(shù)體系發(fā)展方向的整體控制作用。核心競爭性體現(xiàn)核心技術(shù)的市場表現(xiàn)，強調(diào)了核心技術(shù)的市場競爭優(yōu)勢和蘊含的經(jīng)濟效益。因此，本文將基于技術(shù)的核心體系性、核心基礎(chǔ)性和核心競爭性三個核心特征，構(gòu)建量化測度模型，對各專利技術(shù)進行測度評價，進而識別出核心技術(shù)。

1.2專利指標與核心技術(shù)識別由于專利是技術(shù)創(chuàng)新的直接產(chǎn)出，現(xiàn)有研究主要依賴于基于專利的方法來識別核心技術(shù)[2,4]。一件專利包含技術(shù)特征、權(quán)利要求書、申請信息、引證信息、分類信息和所有人信息等技術(shù)和經(jīng)濟要素?；趯＠膬?nèi)容信息，大多研究通過構(gòu)建和使用不同的專利指標或綜合利用多個專利指標對核心技術(shù)進行識別。例如，馬瑞敏等利用四年內(nèi)被引頻次、同族專利數(shù)、專利寬度、權(quán)利要求數(shù)和科學關(guān)聯(lián)度5個指標構(gòu)建基于支持向量機的核心專利預測模型[28]。Kwon等通過技術(shù)積累、技術(shù)生命周期、技術(shù)保護范圍、技術(shù)覆蓋范圍等專利指標構(gòu)建基于機器學習的核心技術(shù)識別模型[2]。汪慶等利用RCI值、技術(shù)重心指數(shù)識別創(chuàng)新主體內(nèi)部核心技術(shù)[29]。Kim等使用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘和分析網(wǎng)絡(luò)過程等綜合方法，利用專利數(shù)據(jù)和專利指標識別核心技術(shù)，并在對專利信息進行共分類的基礎(chǔ)上，測度了專利信息的共現(xiàn)性、相關(guān)性和交叉影響[30]。Noh等采用了平均前向引證頻次、引用滯后調(diào)整后的前向引證頻次和同族專利數(shù)量三個專利指標構(gòu)建測度模型來識別核心技術(shù)[9]。Song等 利用影響性、適用性和可持續(xù)性三個標準從專利文獻耦合中識別新興技術(shù)，并衡量每種技術(shù)的技術(shù)和市場特征[22]。

基于上述分析，本文借鑒以往核心技術(shù)識別方法，運用專利指標，構(gòu)建核心技術(shù)特征測度計量模型，以實現(xiàn)對核心技術(shù)的準確識別。

2 研究方法

2.1研究框架本文的研究框架如圖1所示。首先，基于技術(shù)核心特征，構(gòu)建技術(shù)核心特征測度模型。其中，運用反映核心技術(shù)特征的9個專利指標，建立測度指標模型。運用客觀熵值法對指標模型中的各指標進行賦權(quán)，通過合成指數(shù)法，構(gòu)建核心特征測度指數(shù)，用于評價各專利特征，并篩選出核心專利。第二，基于國際專利分類號(IPC)，運用專利聚類的方法構(gòu)建專利-IPC矩陣，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)可視化分析識別出各時期核心技術(shù)及核心技術(shù)動態(tài)趨勢。最后，以光刻技術(shù)為案例，進行研究分析。

圖1 研究框架

2.2技術(shù)核心特征測度模型

2.2.1 核心特征測度指標模型 目前，關(guān)于核心技術(shù)識別的研究忽視了與核心技術(shù)“質(zhì)”的分析相結(jié)合，本文認為核心技術(shù)識別測度指標構(gòu)建應當基于核心技術(shù)的核心基礎(chǔ)性(Foundational)—核心體系性(Systematic)—核心競爭性(Competitive)三個特征維度，本文稱之為FSC三維模型體系。建立FSC分析模型后，在各維度上進行指標體系設(shè)計，并找到科學反映相關(guān)維度的因素和可量化的指標進行綜合測度，如圖2所示。

圖2 FSC模型體系示意圖

a.維度一：核心基礎(chǔ)性。核心技術(shù)是科學研究的核心性成果。核心基礎(chǔ)性體現(xiàn)一項技術(shù)的科學研究水平和技術(shù)質(zhì)量的高低，是核心技術(shù)的內(nèi)在特征。基于Verhoeven[31]、Lee[32]和Trappey等[33]的研究表明，科學關(guān)聯(lián)度指標反映專利的科研基礎(chǔ)和科研水平，后向引證數(shù)量測度技術(shù)積累程度，權(quán)利要求數(shù)量指標反映專利內(nèi)含的科研成果和技術(shù)成果。因此，本文選取的核心基礎(chǔ)性特征測度指標包括科學關(guān)聯(lián)度、后向引證數(shù)量和權(quán)利要求數(shù)量。

b.維度二：核心體系性。核心技術(shù)具有高度影響力，對技術(shù)體系發(fā)展的軌道方向起整體控制作用。核心體系性體現(xiàn)一項技術(shù)的技術(shù)影響。Ernst[34]、Kwon and Geum[2]以及Grimaldi等[35]的研究表明，專利的技術(shù)影響可以通過延伸專利和后繼專利的范圍來直接量化。另外，專利合作范圍是指專利合作申請人數(shù)量，體現(xiàn)專利科研合作體系，是技術(shù)影響的間接表現(xiàn)。因此，本文選取的核心體系性指標主要包括被引證數(shù)，被審查員引證數(shù)以及專利合作范圍。

c.維度三：核心競爭性。核心技術(shù)是企業(yè)市場競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵所在。核心競爭性體現(xiàn)一項技術(shù)的市場效益。Harhof等[36]、 Lee[32]和Lanjouw等[37]的研究表明，專利市場效益體現(xiàn)在專利的市場占有程度和市場潛力兩方面。專利同族數(shù)量和布局國家數(shù)指標直接體現(xiàn)專利的市場擴散和占有程度。技術(shù)覆蓋范圍體現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域分布，反映技術(shù)的市場潛力。因此，選取的核心競爭性指標包括專利同族數(shù)量、布局國家數(shù)以及技術(shù)覆蓋范圍。

2.2.2 核心特征測度指數(shù) 首先，本文采用客觀賦值方法熵值法對指標體系的各指標進行賦權(quán)，共分為四步:

第一步，設(shè)共有m項評價指標，n年的數(shù)據(jù)來源，構(gòu)成數(shù)據(jù)矩陣：

X=(Xij)n×m

(1)

第二步，計算第j項指標下的第i個被評價對象的指標值的比重：

(2)

第三步，計算第j項指標的熵值：

(3)

第四步，計算各個指標的權(quán)重

(4)

最后，本文采用合成指數(shù)法，對9個指標的數(shù)值和權(quán)重進行組合，以“核心特征測度指數(shù)”對各專利技術(shù)進行測度評價，即：

(5)

其中，CCIi為技術(shù)i的核心特征測度指數(shù)；wj為各指標的組合權(quán)重；xij為標準化的指標值。

核心特征測度指數(shù)是一個量化評價指數(shù)，核心特征測度指數(shù)得分高的專利，其具有較強的核心性。本研究將基于專利核心特征測度指數(shù)得分篩選核心專利。

2.3聚類分析專利的技術(shù)領(lǐng)域在專利文件中使用專利分類號來表達。國際專利分類(IPC)是由世界知識產(chǎn)權(quán)組織(WIPO)制定的，它采用分層技術(shù)結(jié)構(gòu)，包含部：大類、小類、大組和小組五個層次[38]。在研究文獻中，技術(shù)小類被最廣泛地用于代表專利技術(shù)領(lǐng)域[39-40]，基于此，本文使用IPC小類號對核心專利的技術(shù)特征進行描述。

專利通常包含多個專利分類號，擁有相同專利分類號的專利同屬于一個技術(shù)領(lǐng)域。因此，基于專利的IPC，通過關(guān)聯(lián)矩陣，可以對同屬于一個技術(shù)領(lǐng)域的專利進行聚類，如表1所示[41]。本文通過對得出的核心專利進行聚類，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)可視化分析，得到核心技術(shù)。

表1 專利-IPC矩陣

3 實證分析

3.1數(shù)據(jù)

3.1.1 案例—光刻技術(shù) 基于上文提出的方法，本文對光刻技術(shù)進行實例研究。光刻技術(shù)是半導體制造中最復雜、最關(guān)鍵的工藝，也是關(guān)乎國家經(jīng)濟安全的“卡脖子”技術(shù)。在芯片光刻機制造領(lǐng)域，荷蘭阿斯麥(ASML)公司及其戰(zhàn)略聯(lián)盟在最先進的EUV光刻機領(lǐng)域一直壟斷著不同時期的高端產(chǎn)品和技術(shù)。從1978年第一代光刻機工藝節(jié)點1500nm技術(shù)開始，沿著800m、500nm、350nm、250nm、180nm、130nm、90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、14nm，一直到7nm，阿斯麥聯(lián)盟不僅壟斷了各階段的核心技術(shù)，而且對整個光刻機工藝節(jié)點技術(shù)路徑上的核心技術(shù)進行了壟斷。雖然我國可以購買低端的光刻機產(chǎn)品，但在高端產(chǎn)品上由于美國的阻擾，將我國已經(jīng)繳款引進該高端光刻機扣押了近2年，使我國陷入“引進-落后-再引進-再落后”的惡性循環(huán)中。當前，我國光刻技術(shù)領(lǐng)域正面臨嚴峻挑戰(zhàn)，加快解決光刻“卡脖子”問題，不僅涉及企業(yè)生存、產(chǎn)業(yè)升級、行業(yè)發(fā)展，而且關(guān)乎國家經(jīng)濟安全。本文選擇以光刻技術(shù)為例進行核心技術(shù)識別，這把握光刻技術(shù)發(fā)展形勢，識別技術(shù)機會，破解我國光刻“卡脖子”困局具有重要意義。

近些年，光刻方式在技術(shù)方面表現(xiàn)出了持續(xù)的改進，其光刻工藝節(jié)點和光源波長不斷縮小，隨之芯片制造的規(guī)格變得越來越小[43]。如圖3[42-45]所示，2006年以前，干式微影光刻技術(shù)占據(jù)主導，從g-line技術(shù)、i-line技術(shù)發(fā)展到KrF技術(shù)，光刻工藝節(jié)點縮小至130nm, 但隨之，干式微影技術(shù)發(fā)展遇到瓶頸。2006年，ArFi浸沒式掃描光刻機的推出，利用光通過液體介質(zhì)后光源波長縮短來提高分辨率，將光刻技術(shù)延伸到45nm節(jié)點，具有顛覆性意義。2013年，ASML推出EUV光刻機NXE：3300B，使7nm工藝制程成為可能。據(jù)此，為了分析光刻核心技術(shù)動態(tài)趨勢，本文依據(jù)各時期光刻主導技術(shù)的不同，分三個階段對2001-2020年光刻技術(shù)進行分析，分別為，2001-2006年，2007-2013年，2014-2020年，如表2所示。

圖3 光刻技術(shù)發(fā)展進程

表2 光刻主導技術(shù)時期分布

3.1.2 數(shù)據(jù)來源與選取 本文基于Innojoy全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫，選擇光刻技術(shù)發(fā)明授權(quán)專利，申請年設(shè)定在2001-2020年。為了減少無效專利的影響，選取 9個核心特征指標均大于零的專利數(shù)據(jù)，經(jīng)同族合并后，最終獲得4 240個專利家族，符合數(shù)據(jù)要求。本文采用極差標準化法對數(shù)據(jù)進行標準化處理，進而避免各指標屬于不同的量綱帶來的差異。同時，本文使用Stata和 Ucinet軟件進行數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)可視化分析。

3.2測度結(jié)果運用上文構(gòu)建的方法，使用光刻技術(shù)專利數(shù)據(jù)，得到測度指標體系中各指標權(quán)重值，如表3所示。運用數(shù)據(jù)標準化數(shù)值和指標權(quán)重，得出4 240個專利的核心特征測度指數(shù)，由于篇幅所限，表4中只列出排名前30個的專利及其CCI數(shù)值。

表3 光刻技術(shù)核心特征測度指標體系

表4 CCI得分(前30位)

專利CCI值越高，核心性越強。參照Noh[9]和Park等[46]基于指標得分排名百分比選取核心專利的方法，綜合考慮專利核心特征指數(shù)得分及其分布(見表5及圖4)，本研究設(shè)定CCI排名前5%的專利為核心專利，得到光刻技術(shù)領(lǐng)域212個核心專利，用于后續(xù)分析。

圖4 CCI密度函數(shù)圖

表5 CCI描述性統(tǒng)計

基于光刻技術(shù)劃分的3個時期，得到各時期核心專利分布，第一時期核心專利111件，第二時期60件，第三時期41件，如表6所示?；诟鲿r期核心專利，本文將運用聚類分析和網(wǎng)絡(luò)可視化方法分析光刻核心技術(shù)動態(tài)趨勢。

表6 光刻技術(shù)的各時期核心專利分布

3.3光刻核心技術(shù)動態(tài)趨勢

3.3.1 第一時期：2001-2006年 通過對第一時期的111項核心專利聚類，發(fā)現(xiàn)它們共分屬于77個技術(shù)領(lǐng)域(IPC)，專利-IPC網(wǎng)絡(luò)圖，如圖5所示。其中，圓形節(jié)點代表專利，方形節(jié)點代表技術(shù)領(lǐng)域，連線表示一件專利分屬的不同技術(shù)領(lǐng)域。同時，節(jié)點的大小代表此項技術(shù)的核心程度，通過所屬這一技術(shù)領(lǐng)域的核心專利數(shù)量來衡量。由網(wǎng)絡(luò)圖可知，相對其他技術(shù)而言，有8項技術(shù)有更高的核心性，它們與更多的核心專利相關(guān)聯(lián)，處于網(wǎng)絡(luò)相對中心地位。這8項核心技術(shù)分別為G03F(圖紋面的照相制版工藝)、H01L(半導體器件)、G02B(光學元件、系統(tǒng)或儀器)、G03B(攝影、放映或觀看用的裝置或設(shè)備)、G21K(粒子或電離輻射的處理技術(shù)；照射裝置；γ射線或χ射線顯微鏡)、G03C(照相用的感光材料)、B29C(塑料的成型或連接)和G06F(電數(shù)字數(shù)據(jù)處理)技術(shù)。這表明，2001-2006年，這8項技術(shù)是研發(fā)和應用熱點并且進步較大。另外，G03F和H01L具有明顯的核心優(yōu)勢地位。G03F主要分布在曝光及其設(shè)備和用于圖紋面的照相制版的原版，例如掩膜、光掩膜；H01L中具體技術(shù)分布主要是為進一步的光刻工藝在半導體之上制作掩膜。這三項技術(shù)是光刻中最核心和基礎(chǔ)的技術(shù)。

圖5 專利—IPC網(wǎng)絡(luò)圖(2001-2006年)

3.3.2 第二時期：2007-2013年 第二時期共有60件核心專利聚類到65個技術(shù)領(lǐng)域(IPC)。這一時期的專利-IPC網(wǎng)絡(luò)圖如圖6所示，其中的節(jié)點和連線等含義與圖5一致?；诰W(wǎng)絡(luò)圖，可以明顯地看出，在這一時期，有5項核心性突出的技術(shù)為核心技術(shù)，分別為G03F、H01L、B82Y、G02B和G03B技術(shù)。這5項技術(shù)擁有更多核心專利，是這一時期研究的重點并且取得較大進步的技術(shù)。與第一時期相比，G03F技術(shù)仍然處于最核心的地位，但其他核心技術(shù)有了較明顯的變化。H01L技術(shù)的核心性雖然僅次于G03F，但在2001-2006年兩項技術(shù)核心性相別不大，在2007-2014年，G03F核心性明顯高于H01L。這表明，G03F(圖紋面的照相制版工藝)在這一時期技術(shù)突破更加明顯，這也是由于，在2006年之后，浸沒式步進掃描光刻機的推出和發(fā)展，此光刻技術(shù)突破了之前干式微影技術(shù)的瓶頸。此外，在2007-2014年，B82Y(納米結(jié)構(gòu)的特定用途或應用)技術(shù)被應用于光刻，并成為研究和應用的一個核心重點，其具體技術(shù)分布在用于信息加工、存儲或傳輸?shù)募{米技術(shù)，例如量子計算或單電子邏輯和用于材料及表面科學的納米技術(shù)，例如納米復合材料。G21K、G03C、B29C和G06F四項技術(shù)在2007-2013年中，雖然仍有核心專利出現(xiàn)，但核心性顯著下降，不再是核心技術(shù)。

圖6 專利—IPC網(wǎng)絡(luò)圖(2007-2013年)

3.3.3 第三時期：2014-2020年 通過對第三時

期的41件核心專利聚類，發(fā)現(xiàn)屬于64個技術(shù)領(lǐng)域(IPC)。專利-IPC網(wǎng)絡(luò)圖(2014-2020年)如圖7所示，其中的節(jié)點和連線等含義與圖5一致?；诰W(wǎng)絡(luò)圖，可以發(fā)現(xiàn)，2014-2020年的核心技術(shù)分布較2007-2014年并無顯著的結(jié)構(gòu)性變動。G03F和H01L是最基礎(chǔ)的核心技術(shù)。G02B(光學元件、系統(tǒng)或儀器)和G03B(攝影、放映或觀看用的裝置或設(shè)備)技術(shù)緊隨其后，但在第三時期G03B的核心程度高于G02B，與第二時期狀況相反。B82Y在第三時期仍被重點關(guān)注，是技術(shù)核心。由于這一時期EUV光刻技術(shù)的發(fā)展，G21K(粒子或電離輻射的處理技術(shù)；照射裝置；γ射線或X射線顯微鏡)技術(shù)核心程度也較高。

圖7 專利—IPC網(wǎng)絡(luò)圖(2014-2020年)

3.3.4 核心技術(shù)動態(tài)趨勢 2001-2006年、2007-2013年和2014-2020年三個時段共識別出9項光刻核心技術(shù)。由表7可知，G03F、H01L、G02B和G03B四項技術(shù)在三個時期均為核心技術(shù)，G03C、B29C和G06F三項技術(shù)在2007年后已屬于相對較為成熟的技術(shù)，核心性明顯降低，在第二和第三時期未進入核心技術(shù)行列。B82Y技術(shù)在第一時期只有2項核心專利與之相關(guān)，到第二、三時期成為研究和應用熱點，核心程度明顯提高，成為這兩個階段的核心技術(shù)。

表7 IPC名稱及各時期核心技術(shù)分布

從三個時期的光刻核心技術(shù)變化趨勢圖(見圖8)來看，2001-2006年是光刻技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)重點時期，有8項技術(shù)在這一時期核心研發(fā)成果最多。2007-2013年為技術(shù)變革期，除了四項基礎(chǔ)核心技術(shù)外，其他技術(shù)核心出現(xiàn)較大程度的變化，其中，納米結(jié)構(gòu)被應用于光刻，并成為研發(fā)核心。2014-2020年光刻技術(shù)整體上處于技術(shù)深化期，技術(shù)結(jié)構(gòu)未有顯著變化，各項核心技術(shù)取得進一步發(fā)展。

圖8 光刻核心技術(shù)變化趨勢

3.3.5 核心技術(shù)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 為了進一步了解光刻各技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)，本文使用212件核心專利和它們相關(guān)的112項技術(shù)(IPC)構(gòu)建技術(shù)共類關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，如圖9所示。圖中節(jié)點代表各項技術(shù)，節(jié)點之間的連線表示兩項技術(shù)之間存在關(guān)聯(lián)，線的粗細代表兩項技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)強度，關(guān)聯(lián)強度通過兩項技術(shù)共類的核心專利的數(shù)量衡量，節(jié)點的大小代表與此技術(shù)有關(guān)聯(lián)的其他技術(shù)的數(shù)量，數(shù)量越多，節(jié)點越大。

圖9 光刻技術(shù)共類關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

圖9顯示，光刻技術(shù)復雜性很高，涉及多個技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)之間存在核心-邊緣結(jié)構(gòu)特征[47]核心技術(shù)彼此之間關(guān)聯(lián)較強，并與邊緣技術(shù)相關(guān)聯(lián)，而邊緣技術(shù)彼此之間關(guān)聯(lián)性較弱，主要與核心技術(shù)關(guān)聯(lián)。這表明光刻技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展要重點圍繞核心技術(shù)，同時離不開相關(guān)多技術(shù)支撐。

4 結(jié)論與啟示

本文通過構(gòu)建技術(shù)核心特征測度模型，結(jié)合聚類方法和網(wǎng)絡(luò)可視化分析，以光刻技術(shù)為例，識別其核心技術(shù)動態(tài)趨勢，主要研究結(jié)論如下：a.光刻核心技術(shù)主要聚焦在圖紋面的照相制版工藝，半導體器件，光學元件、系統(tǒng)或儀器，攝影、放映或觀看用的裝置或設(shè)備，四項技術(shù)在2001-2020年間均保持了較高的核心性；b.2007-2013年處于技術(shù)變革期，原有核心技術(shù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大變動，其中，納米結(jié)構(gòu)被應用于光刻，并成為核心技術(shù)；c .2014-2020年光刻技術(shù)整體上處于技術(shù)深化期，核心技術(shù)結(jié)構(gòu)未有顯著變化，各項核心技術(shù)取得進一步發(fā)展；d.光刻技術(shù)之間存在核心-邊緣結(jié)構(gòu)特征，核心技術(shù)彼此之間關(guān)聯(lián)較強，并與邊緣技術(shù)相關(guān)聯(lián)，而邊緣技術(shù)彼此之間關(guān)聯(lián)性較弱。

本文的主要創(chuàng)新貢獻如下：第一，本文歸納并系統(tǒng)地提出了核心技術(shù)核心基礎(chǔ)性、核心體系性和核心競爭性三個特征，豐富完善了核心技術(shù)理論研究成果。第二，基于特征分析視角，構(gòu)建了技術(shù)核心特征測度指標模型和量化模型。已有核心技術(shù)識別研究鮮有涉及核心技術(shù)“質(zhì)”的分析，本研究為識別核心技術(shù)提供了定性與定量相結(jié)合的新方法和新思路。第三，利用2001-2020年光刻領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)據(jù)，首次分階段識別分析了“卡脖子”技術(shù)——光刻技術(shù)的核心技術(shù)及動態(tài)趨勢，并進一步分析其技術(shù)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，這有利于了解光刻技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，并為制定研發(fā)計劃和破解我國光刻“卡脖子”困局提供有用的信息。

同時，本文在實踐方面提供了如下啟示：a.從產(chǎn)業(yè)層面，光刻產(chǎn)業(yè)屬于典型的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)復雜度較高，技術(shù)之間的相互關(guān)聯(lián)性較強，在推動光刻技術(shù)創(chuàng)新投入增長的同時，應建立動態(tài)化的產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)識別及預測機制，以充分掌握光刻核心技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢和趨勢，準確選擇優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，為技術(shù)創(chuàng)新決策提供科學支撐。b.從技術(shù)層面，應聚合政產(chǎn)學研金等創(chuàng)新要素的技術(shù)創(chuàng)新模式，鼓勵以核心技術(shù)突破為目標，集中有限資源對圖紋面的照相制版工藝，半導體器件，光學元件、系統(tǒng)或儀器和攝影、放映或觀看用的裝置或設(shè)備，納米結(jié)構(gòu)五項光刻核心技術(shù)給予持續(xù)的重點研發(fā)支持，從而加快實現(xiàn)光刻技術(shù)的突破和自主可控。

但本研究還存在一些不足。例如，本研究探討了不同時期光刻核心技術(shù)的發(fā)展趨勢，但未對其技術(shù)變化背后原因進行深入剖析，技術(shù)路徑依賴、市場需求、利益聯(lián)盟的合作與競爭等對核心技術(shù)發(fā)展趨勢的影響是未來值得探討的問題。