从专利看中国创新的量变与质变

摘要

中国专利总量已经居世界第一，但仍然面临科技产品“卡脖子”的风险。如何评价中国的创新能力？当今全球科技竞争日益激烈，需要在国际视角下衡量中国的创新能力。基于专利数据研究，我们认为中国创新正处于从量变到质变的过渡中。数量导向的激励政策使中国创新出现“量高质低”的特征，大多数发明国际竞争力不足。本文使用美国专利与商标局（USPTO）的数据构建了专利质量指数；国际比较显示，中国创新的质量相比发达国家存在明显差距。中国创新的短板集中在与基础研究关联紧密的医药、半导体等产业以及一些国际竞争激烈的中游行业。同时，相对国际头部创新企业，中国头部创新企业的创新数量偏少，研发范围较窄。未来中国创新需要聚焦于质量提升，健全创新生态是关键；政府可以在基础研究、人才建设和“产学研”联合攻关方面有所作为，并充分利用中国的市场规模优势制定创新产业政策。

科技创新是国际战略博弈的焦点。经过数十年的发展，中国在科技创新领域寻求从追赶者到领跑者的转型。在此阶段，对中国创新能力的准确描述有助于更好地推进创新驱动发展战略。特别地，企业是竞争和创新的主体，在国际比较背景下，分析中国创新企业的定位具有现实意义。

从现象出发，各界对中国创新能力的评价莫衷一是。一方面，中国取得了一系列创新成就和重要突破。例如，2012年中国专利申请数赶超美日，此后稳居全球专利第一大国。2021年，华为通过《专利合作条约》（PCT）申请的国际专利数（简称PCT专利）超越高通、三星等跨国企业，连续五年位列世界第一。同时，中国在量子计算、航空航天等超级工程上屡创突破。这些成绩似乎表明中国创新能力已经达到国际领先水平。但另一方面，在高端装备、高端材料、半导体等多个领域，中国切实面临着在关键技术节点难以取得技术突破的现实难题，突显研发短板。理解这些看似矛盾现象的关键在于对中国产业创新能力进行客观、准确的刻画。

如何衡量中国当前的产业创新能力？现阶段中国创新能力面临从量变到质变的过渡。专利是衡量创新产出的重要指标。基于对专利数据的深度挖掘，我们发现中国创新能力存在“量高质低”的特征。尽管中国专利数量稳居世界第一，但质量仍然为中国创新能力的短板。中国创新质量较低主要体现在两方面：海外专利少、专利质量低。

首先

大多数中国创新国际竞争力相对不足。与媒体追捧的“中国成为国际专利第一大申请国”等误导性信息不同，目前中国国际专利申请数仍明显低于美、日。

其次

我们用美国专利与商标局（USPTO）数据构建专利质量指数，结果表明中国专利整体质量明显低于英美等发达国家。专利质量提升是一个长期过程，未来中国的创新追赶将主要体现在质量维度。

如何理解中国创新平均质量较低？我们从行业和企业两方面进行解读。

行业层面

中国存在明显的创新短板产业。中国产业创新不乏亮点，通信、计算机领域的专利质量表现突出，但在医药、材料、机床等领域，创新水平较低。短板产业发展滞后是缩小国别间专利质量差距的掣肘。

企业层面

中国头部创新企业创新能力偏弱。各国头部创新企业的创新数量是提升国家整体创新质量的拉动因素。相对于国际头部创新企业，中国头部创新企业的专利数量更少、技术范围较窄，整体创新能力尚未与国际头部创新企业看齐，难以充分带动我国整体创新质量的提升。

一、中国创新的“量变”尚未转化为国际影响力

作为后发国家，中国在短时间内实现了创新能力的“量变”，专利数量迅速赶超美日，稳居世界第一。专利来源于研发活动，是衡量创新产出的重要指标。长期以来，全球大部分专利由美国、日本、德国等发达国家的发明者申请。1985年，新中国第一部《专利法》实施，中国正式引入专利制度，此后专利申请数快速增加。1985-2021年，中国发明者递交的专利申请数年均增速达到18%，2012年超过美、日，位列世界首位。2021年，中国申请者向全球各专利局共递交专利申请154万件，达到美国申请人申请数量的三倍之多。专利数量的赶超反映出中国创新能力的提高，以及企业、高校等创新主体对知识产权保护的日渐重视。

然而，国际视角上看，中国专利数量的跃升并没有完全转化为技术的国际竞争力。全球化背景下，市场竞争和科技竞争的国别壁垒不断弱化，创新的国际竞争力不足意味着难以在全球市场实现收益。同时，关键领域相对海外的技术代差不利于维护我国的产业链安全。由于缺乏创新性和市场价值，绝大多数中国专利没有走出国门。在现有法律框架下，专利权具有地域性，当发明人希望在多个国家或地区获得专利保护时，需要在这些国家或地区的专利局分别进行专利申请，而最终的专利授权也由不同专利局分别决定。当一国专利申请极高比例集中于本国，这可能说明大量专利缺乏在海外市场的应用价值和盈利能力。数据上看，绝大多数中国发明仅在中国专利机构申请专利（图1）。2021年，海外（国际）专利申请占中国专利总申请数的比值约为7%，远低于其他国家。例如，在美国、日本、韩国创新者的专利申请中，海外专利占比分别为49%、46%和30%。

图1 中国海外专利申请占比仅为7%（2021）

资料来源：WIPO，中金研究院*仅统计发明专利，海外专利申请含重复计算，即当相同发明在多个专利局申请专利时，申请数重复统计

近年来，一些媒体就PCT国际专利的不严谨宣传，例如“中国成为PCT国际专利第一大申请国”、“华为PCT国际专利数世界第一”，或使人误认为中国国际专利绝对数量世界第一。但PCT申请量并不等于国际专利申请总数，中国国际专利数也并非世界第一。根据世界知识产权组织（WIPO）的通告，2019年中国超越美国，成为PCT国际专利最大申请国，2017-2021年华为连续五年成为申请最多PCT专利的企业。然而，这些信息并不等同于中国国际专利数（即海外专利数、非本国专利数）世界第一，或者华为是国际上拥有最多专利的企业。对以上信息的误读源于公众对海外专利申请方式缺乏了解。海外专利可以通过《巴黎公约》和《专利合作条约》（Patent Cooperation Treaty，PCT）两种方式申请，二者各具优势，并都被广泛应用，因此PCT专利数不等于国际专利数（图2）。《巴黎公约》是海外专利申请的基础途径，申请者可直接向海外国家专利局递交专利申请，也称为直接申请。PCT是在《巴黎公约》基础上制定的海外专利申请框架，其特点是引入国际阶段和国家阶段先后两个申请步骤。PCT国际申请阶段由WIPO进行管理，但不产生任何专利授权；只有进入国家阶段，PCT申请才可能获得专利授权。一个PCT国际阶段申请可启动多个PCT国家阶段申请。在统计口径上，WIPO公布接收的PCT国际阶段申请数，这既不涵盖任何《巴黎公约》渠道的专利申请，也不反映这些PCT申请进入国家阶段的情况。因此，PCT申请数不代表国际专利申请总数。

图2 PCT与巴黎公约两种国际专利申请途径各有优势，都被广泛使用

资料来源：WIPO，中金研究院

PCT申请数不代表国际专利申请总数，海外专利申请量来自各专利局申请受理情况的汇总。汇总数据显示，中国发明者的海外专利申请数明显低于美国和日本。不论哪种申请渠道，最终专利授权都由各国家或地区专利局分别决定，因此各国实际海外专利申请数取决于各专利局的受理情况，包括所有《巴黎公约》途径的申请和进入国家阶段的PCT申请（同一发明在多个专利局的申请进行重复统计）。2021年，中国发明者申请的海外专利数为11.2万件，不到美国申请者海外专利申请量的一半（图3）。

图3 中国海外专利申请量显著低于美国和日本

资料来源：WIPO，中金研究院*上图对相同发明在多个专利局申请进行重复统计

值得注意的是，尽管2019年后中国PCT国际阶段申请量位列世界第一，但该优势并未持续到国家阶段，体现出PCT制度的低效使用。2021年，中国申请者启动的PCT国家阶段申请数为6.2万个（图3），低于美国（17.4万）和日本（10.9万）。究其原因，对于一个PCT专利申请，美国和日本的申请人会指定其在更多国家进入国家阶段，以获得实质性授权。虽然中国PCT国际阶段专利申请数世界第一，但由于很多PCT申请停留在企业宣传、产品推广、获得政策支持层面，相关发明缺乏在海外市场的上市意愿和盈利能力，申请者并不寻求在多国获得实质性专利保护，因此其在较少国家启动国家阶段申请。调查显示，2014年，中国平均每件PCT申请进入国家阶段的国家数目仅为1.1个，低于美国（3.1个）和日本（2.8个）。换句话说，PCT数量赶超不表示中国一定可以通过PCT途径获得比美国、日本更多的海外专利授权。此外，如果排除对同一发明在多国申请的重复计数，仅统计涉及海外申请的发明数，2019年中国申请海外专利的发明共3.9万件，仍然明显低于美国（9.1万）和日本（6.9万）。

类似地，在企业层面，尽管华为已成为国际上递交最多PCT专利申请的企业，但由于没有考虑《巴黎公约》申请渠道，所以这并不能直接推论出华为是持有最多海外专利的企业。根据华为发布的知识产权白皮书，截至2020年末，华为在世界各国共持有超过10万个有效专利，覆盖4万个专利族，是持有最多专利的企业“之一”，并未宣称世界第一。由于各国专利微观数据库尚未充分对接，企业专利数主要由各企业新闻稿和商业数据库提供，目前很难判断国际上持有最多海外专利的企业。以美国专利和商标局（USPTO）授予的专利作为海外专利的代表，2020年华为USPTO专利授权数在各国企业中排名第九，位列三星电子、佳能、LG电子等非美国企业之后。

在专利总量赶超下，中国具备国际竞争力的海外专利数量不足是事实。早期数量导向的激励政策是中国专利“量高质低”、出海竞争力不足的重要原因。尽管研发投入增加和入世后的改革红利都对创新有正向作用，但这并不足以解释中国专利数量的高速增长。文献认为，专利申请补贴等激励政策是中国专利快速增加的主要原因。1999-2007年，全国有29个内陆省份陆续推出了专利激励项目。专利申请补贴直接降低了专利申请的实际成本，导致一些商业价值较低、市场机制下本不应申请专利的发明也进行专利申请。同时，出于获得政策优惠、满足绩效考评等目的，一些专利申请者将低质量研发成果也申请专利，尽管此类发明可能无法获得专利授权。此外，与专利申请量挂钩的绩效指标促使部分地方政府督促当地企事业单位积极申请专利，甚至产生年末突击申请，而这些突击申请的专利质量往往偏低。不当的激励政策在快速推高专利数量的同时，可能拉低专利的平均质量。2000年以来，我国专利申请数增速明显高于研发支出。2000年产出1个专利申请的研发成本，在2018年可产出4.7个专利，其中不乏缺乏应用价值的低质量专利。2019年，国家知识产权局印发《推动知识产权高质量发展年度工作指引》，此后单位R&D投入对应的中国专利申请数有所下降，原有的“凑数”问题出现缓解趋势。但在我国庞大的专利体量中，具备国际技术竞争力的创新较少依然是现实问题。

中国知识产权使用费逆差的快速扩张从另一个侧面说明中国缺乏具备海外市场竞争力的创新。在全球主要创新型国家中，美、日、德具有稳定的知识产权出口顺差，韩国小幅逆差近年来有所收窄，而中国知识产权使用费逆差数额高、增速快，技术出口增长慢于技术进口。2021年，中国知识产权使用费逆差为351亿美元，达到2012年逆差额的两倍。其中，美国是中国最大的知识产权贸易逆差来源国，2021年双边逆差高达82.5亿美元。这表明尽管中国专利的存量和申请量双高，但在国际市场真正具备应用价值和竞争力的发明较少。

二、质量差距是中外创新能力差距的集中体现

我们将创新能力分为数量和质量两个维度，并用美国专利与商标局（USPTO）的专利授权数据比较各国创新能力。创新质量一般指创新成果的技术和经济价值，我们采用专利质量指数衡量创新质量。近20年来，中国USPTO专利数量持续高速增长，赶超英、德、韩等发达国家，跃升至第三位。但专利数量赶超并不意味着质量追平。欧美发达国家的创新质量优势显著，且中国创新质量提升过程或偏缓慢。未来中国和发达国家的创新能力差距将主要体现在质量维度。

相较于其他专利局，USPTO专利对各国高水平创新覆盖较多、数据可得性强，提供了一个比较各国前沿创新能力的平台。

从技术角度

美国是全球最重要的创新中心之一，USPTO数据库包含了众多处于世界技术前沿的发明记录。获得美国专利意味着通过USPTO针对发明新颖性、创造性和实用性的审查，该过程会淘汰相对已有成果缺乏创新和改进的发明。

从市场角度

美国较大的市场空间吸引各国具备商业价值的发明在美申请专利，获得USPTO专利意味着相关发明具有较高的市场潜力和竞争力。

此外

由于中国海外专利较少，采用USPTO专利可以排除大量“凑数”专利，筛选出真正具备技术价值的中国发明。数据上看，美国不仅是中、日、韩、德等国发明者的首要海外专利申请目的地，对于英国、以色列等国的发明者，美国专利申请数甚至超过了本国专利申请数，印证了USPTO数据对各国高水平创新覆盖较好。

近20年来，中国获得的USPTO专利数快速提高，强劲的增长趋势表明在量的维度，中外创新能力差距将快速缩小。2000-2021年，中国USPTO授权数由119个增长到近2.4万个，年均增速高达29%，排名从第23位跃居第三（图4）。在美专利布局是世界创新活动的缩影，绝大多数发明来自为数不多的创新型国家。美国和日本长期为USPTO最为活跃的创新者，专利授权数保持领先。与中国类似，韩国在本世纪经历了专利数快速增长，目前超越德国，授权数位列第四。2021年，中国USPTO专利授权数已超越英、德、韩等创新型国家，排名仅在美、日之后，且增长势头不减。如维持近十年的授权数增速，我们判断2032年中国USPTO专利授权数可超越美国。

图4 中国USPTO专利授权数跃居世界第三（2021）

资料来源：WIPO，中金研究院*WIPO数据库2022年11月版本

在中国创新数量跃升的背景下，中国创新质量与发达国家的差距有多大？国家间创新质量差距是否可以缩小？为了回答这些问题，我们构建USPTO专利质量指数来比较各国创新质量。由于创新质量难以被直接测量，学术界一般用专利数据构建代理指标，即专利质量，对创新质量进行刻画。实证研究表明，专利质量指标与发明的经济价值高度正相关，例如专利引用数、被引用数等。尽管专利并不能完整反映全部创新的质量（例如专利不涵盖商业模式创新），但对于产品和流程创新，专利质量是创新质量的集中体现。由于单一的代理指标可能存在较大误差，我们借鉴Lanjouw和Schankerman（2004）提出的方法，采用多个专利指标加权计算专利质量指数，其权重计算基于因子分析法（Factor Analysis）。因子分析法的原理是尽管专利质量本身不可被直接观测，但专利质量可对一些可被观测的指标产生不同幅度的影响。通过因子分析，我们可以估计这些可观测指标受专利质量影响的幅度（权重），从而构建专利质量指数。

根据Lanjouw和Schankerman（2004），我们选取四个受专利质量影响的可观测指标，分别为专利文书引用数（backward citations）、被引用数（forward citations）、权利要求数（claims）和专利族规模（family size），并对申请于2000-2017年且最终被授予的所有USPTO专利构建质量指数。由于以上四个指标数值受行业和申请年影响，不同行业、不同申请年的专利质量难以直接比较，我们对专利质量指数进行标准化。具体地，以美国专利质量为参照，我们将各国原始专利质量指数除以美国同申请年、同细分领域专利质量的平均值。标准化后，美国专利质量指数的均值始终为1，当某一专利的质量指数大于1时，则其质量高于同申请年、同细分领域的美国平均专利质量，反之则低于美国平均水平。

专利质量指数表明，中国创新质量仍然低于日韩，与英美差距更大。在近年来获得最多USPTO专利的国家中（美、日、中、韩、德、英），英美两国专利质量长期稳居高位，德国次之，指数稳定在0.92以上。日本和韩国的专利质量指数在德国之下，且尚未对德国形成赶超威胁。在比较的六个国家中，中国专利质量指数最低，全时段质量平均值为0.83（图5）。尽管中日韩USPTO专利数较多，已经超过英、德两国，但创新质量并未随数量实现同步赶超。换言之，创新数量赶超并不意味着质量追平。

图5 英美专利质量稳居高位，中国专利质量小幅提升但差距明显

资料来源：EPO Patstat（2021年春季版），中金研究院*质量指数构建参考自Lanjouw和Schankerman（2004），中国专利此处仅考虑非合作专利，其他国家样本包含合作专利，且合作专利和跨领域专利重复计算；各国质量指数已除以美国同细分领域同申请年质量指数的平均值以标准化，美国质量指数均值标准化为1

未来中国和发达国家的创新能力差距将聚焦在质量层面，中国专利质量提升需要一个长期过程。不同于可实现快速赶超的数量指标，创新质量提升较为缓慢。趋势上看，近20年来中国专利质量有所上升。相对于2000-2002申请年，申请于2015-2017年并被授予的中国专利质量从0.81提升到0.86，年均升幅仅0.003。相比专利数量，一国的专利质量优势维持时间更久，质量追赶需要更长的时间。更重要的是，发达国家数据表明专利质量的稳步提高可能只是一种乐观假设，创新质量存在“天花板”。英、德、日相对美国的专利质量指数长期维持在较高水平，但并非每个国家都能不断向上突破（图5），实现质量差距的持续缩小。

三、亮点与短板并存，创新质量提升难点在于补齐短板产业

如何理解中外创新质量差距？我们首先从行业维度剖析这个问题。产业创新来自于不同行业的研发活动，而非集中于单一产业。2021年，中国大部分USPTO专利来自电气工程产业（63%），尽管传统机械（8%）、化工（10%）行业专利相对较少，但仍为中国创新不可缺少的组成部分。对比其他国家，韩国专利的行业分布与中国类似，以电气工程为主；欧洲国家在机械、化工等传统产业专利占比更高；美国和日本的专利产业布局相对平衡（图6）。尽管各国创新有不同的行业倚重，但所有国家的创新成果均由多产业的贡献构成，而非集中于少数特定产业。

图6 各国创新成果来自不同产业的研发活动

资料来源：WIPO，中金研究院*WIPO数据库2022年11月版本；年份为授予年；跨领域专利重复统计

由于创新涉及多领域的研发活动，一国整体的创新质量既会受优势行业的向上拉动，也会受短板产业的向下制约。对中国而言，创新质量提升的难点在于技术追赶困难的短板产业。在专利质量整体提升的过程中，并非所有行业的专利质量都同步提高，短板产业的专利质量甚至可能下降。中国不同行业的专利质量存在明显分化。其中，电气工程创新质量最高，不断趋近美国水平；机械工程和仪器行业次之；化工专利质量相对较低。尽管在大宗化工品供应上，中国具备成本和规模优势，但在技术迭代较快的高端精细化工品和新材料方面，例如光刻胶、湿电子化学品，中国相对海外仍存在较大技术代差。在2000-2017申请年，中国USPTO专利质量整体提升主要靠电气工程行业的优质专利拉动，而化工专利的中美质量差距在进一步扩大（图7）。

图7 中国化工专利质量下降，制约整体质量提升

资料来源：EPO Patstat，中金研究院*质量指数构建参考自Lanjouw和Schankerman（2004），其中中国专利不包含合作专利，其他国家专利包含跨国合作专利；多领域专利重复计算；各年同行业美国质量指数已经标准化为1；虚线部分表示该年对应行业的中国专利样本量小于或等于100

提升创新质量需要补短板，仅仅依靠创新优势产业不足以提升中国整体的创新质量。

首先

以德国为例，创新质量整体较高的国家属于“全面发展的优等生”。尽管一些观点认为德国创新能力的亮点为机械制造业，但数据显示在几乎所有技术领域，德国专利质量指数均接近美国水平，而非在一些领域超常发挥，另一些领域严重不足（图8）。

其次

中国创新质量偏科明显，短板产业是造成中美创新质量差距的关键。中国创新质量不乏亮点，计算机、通信、运输技术专利质量接近世界前沿水平，但医药、化工、半导体领域存在明显短板。

此外

韩国专利质量表现介于中、德之间，但也面临医药领域的短板问题。同为后发国家，韩国与中国专利产业布局相似，创新战略起步较早，其创新现状对中国有较强的启发意义。韩国在电气工程产业已形成全面专利质量优势，半导体专利质量明显高于中国，但其医药等领域依然为短板，造成整体质量指数明显低于德国。

总结而言，尽管优势产业发展可以形成专利数量赶超，但其不足以带动专利质量的整体提升，专利质量提升需要加强短板产业的创新能力。

图8 中国创新质量偏科明显，提升创新质量需要补短板

资料来源：EPO Patstat，中金研究院*各年各行业美国质量指数已经标准化为1；中国专利不包含合作专利，美日韩专利包含跨国合作专利；专利为申请于2015-2017年且被USPTO授予的专利

我们从研发端和需求端两方面归纳中国产业创新能力分化的特点。

首先

在创新对科学研究较为依赖医药、半导体、有机化学等领域，中国等后发国家更难提升创新质量。这类产业的技术进步不仅需要产学研多部门的分工合作，也需要健全的资本市场支持高风险、长周期的研发项目。后发国家尚未健全的创新生态对此类产业创新形成阻碍。

其次

在一些国际竞争激烈的中游行业，中国企业更难取得技术进步。在高端机床、材料、电子元件等中游产业，下游使用者对投入品质量要求严苛，往往选择具备技术优势的海外供应商，这使中国厂商缺乏通过“干中学”和“用中学”获得工艺积累的机会，难以缩小技术代差。

四、中国头部创新企业较国际头部创新企业创新产出少、范围窄

在产业维度外，理解中国创新质量较低的第二个视角是从创新主体出发。企业是创新和市场竞争的主体，相较于国际头部创新企业，中国头部创新者的创新能力差距在哪？为了比较中外主要创新企业的创新能力，我们筛选出中、美、日、韩四国获得最多高质量USPTO专利的前10位创新者（2015-2017申请年）。其中，高质量专利指的是质量高于美国申请者同领域、同申请年平均质量水平的专利。各国获得最多高质量USPTO专利的创新者主要为ICT和汽车行业的大型跨国企业，除韩国电子通信研究所（ETRI）外，其余39个头部创新者均为企业。

图9 美、日、韩获得最多高质量USPTO专利的创新者（2015-2017申请年）

资料来源：EPO Patstat（2021春季版），中金研究院*高质量专利是质量高于美国申请者同领域、同申请年平均专利质量的专利，即标准化后的质量指数大于1；排名按照获得高质量专利数量降序排列

相较美、日、韩头部创新者，中国头部创新企业的劣势并非创新质量，创新能力差距首先反映在创新成果体量上。各国前10位创新者的加权平均专利质量都处于0.9至1.0之间，其中美国为1.0，中国（0.98）、韩国（0.93）、日本（0.90）位列其后。与美日韩跨国企业相比，中国头部创新企业的USPTO专利数明显偏少。在2015-2017申请年，获得最多USPTO专利的中国企业为华为和京东方集团，但其专利数量仍显著小于美、日、韩头部创新企业，与IBM、三星电子相比更出现数量倍差。除去华为和京东方集团，在各国后8位主要创新者中（以图10中的USPTO专利授予数排位），中国企业获得的平均专利数是美国的十一分之一、日本的七分之一、韩国的五分之一。正是由于中国头部创新者的创新数量较少，中国优质创新的绝对数量不足，进而造成创新的整体质量较低。

图10 国际头部创新企业的专利授权体量较大

资料来源：EPO Patstat（2021春季版），中金研究院*高质量专利是质量高于同领域同申请年平均美国专利质量的专利，即标准化后的质量指数大于1；气泡大小为USPTO专利授予数（2015-2017申请年）

除了创新数量和质量，研发技术范围也是衡量企业创新能力的重要维度。我们用专利的国际专利分类表（International Patent Classification，IPC）衡量不同创新者的研发技术范围。IPC代码是依据技术领域，对专利进行分类的一种国际通用编码。每个专利的前4位IPC代码表示该专利所对应的细分技术小组。对于上文提及的各国主要创新者，我们统计其各年申请并获得的所有USPTO专利所覆盖的不同前4位IPC编码数（IPC4），以此代表创新者的研发技术范围大小。

图11 研发技术范围广是大型跨国企业的重要特征

资料来源：EPO Patstat（2021春季版），中金研究院* 1）技术领域数为企业各年申请且被授予专利覆盖的所有IPC4分组数；2）数据包含各企业于1980-2017年申请且被授予的所有专利

对于国际头部创新企业而言，多领域广泛研发是其创新行为的重要特征，也是研发能力的体现。中国头部创新企业的研发范围较窄，从另一侧面表明整体创新能力偏弱。企业创新能力提高伴随着专利数量扩张和研发技术范围的不断扩大。目前全球所有专利可分为647个IPC4技术分类组，一家超大型跨国企业每年申请的专利可覆盖超过250个IPC4小组，例如IBM、三星电子、通用电气等企业（图11）。在我国主要创新者中，京东方集团近年来表现突出，其专利覆盖的技术领域数突破150个IPC4分组，但相对IBM、三星电子仍有差距。基于图9，我们计算各国前十位创新主体覆盖的平均技术领域数（固定表中40个主体不变）。结果表明，中国主要创新企业的研发技术范围较窄，与美、日、韩头部创新企业差距明显（图12）。对比华为和高通，在2016申请年，华为获得的USPTO专利数已超过高通（1825 vs. 1924），但其专利覆盖的技术范围仍低于高通（103 vs. 89），体现出二者研发范围的差异。

图12 我国主要创新者研发范围较窄

资料来源：EPO Patstat（2021春季版），中金研究院* 1）技术范围为企业各年申请且被授予的USPTO专利覆盖的所有不同的IPC4分组数；2）仅统计中、美、日、韩在2015-2017申请年获得最多USPTO高质量专利的各国前10位创新主体，若企业当年未获得USPTO专利授权，则不参与平均值计算；3）数据包含各企业于1980-2017年申请且被授予的所有USPTO专利

中国主要创新者的研发范围较窄与企业规模偏小、技术储备和管理经验不足等因素相关。

一方面

中国头部创新企业的规模相对较小，研发投入面临财务约束。在我们筛选的各国前10位创新者中，2017年中国仅有华为公布营收超过500亿美元，而美（9个）、日（3个）、韩（4个）有多个当年营收超过500亿美元的企业，甚至不乏营收超过2000亿美元的巨型企业。

另一方面

中国创新企业普遍“年轻”，缺乏开展多领域研发所需的技术储备和管理经验。在我们筛选的各国前10位创新企业中，中国企业成立年份的平均值为1999年，晚于日本（1939年）、美国（1958年）和韩国（1970年）。技术储备和高效管理是企业实现多领域研发的基础，这需要企业在成长中进行长期技术积累和研发管理变革。

同时

成立较早的跨国企业更可能通过并购拓展技术能力。在华为发展早期，在新领域技术能力薄弱、经费使用低效、管理复杂度上升是其扩展研发范围的主要挑战。因此，对于较为“年轻”的中国创新企业，拓展研发范围需要持续积累技术、人才和管理经验，并适度推行战略并购。

五、健全创新生态，推动创新质变

当前中国创新处于从量变到质变的转型阶段。在数量赶超后，中国创新面临着国际竞争力不强、整体质量偏低的问题。长期来看，质量差距将是中国和发达国家创新能力差距的主要体现。中国可从资金、人才、联合研发、需求端四方面着手健全创新生态，提升创新质量和竞争力。

1

通过加强基础研究和企业研发提升创新质量

基础研究投入不足和企业研发强度较低是中外创新质量差距的重要解释，未来中国研发投入有持续提升空间。尽管中国研发费用具有总量优势，位列世界第二，但在强度和结构上仍可改进。

第一

相较于发达国家，中国研发强度较低。2020年中国研发支出占GDP比值为2.4%，低于美国（3.45%）和OECD国家平均水平（2.95%）。

第二

在研发支出结构中，我国基础研究投入水平较低。2020年中国总研发支出达到美国的81%，但基础研究投入不到美国的三分之一（PPP美元计价）。

第三

我国企业研发强度较低。中国制造业企业研发强度不到美国的三分之一。在计算机和电子产品制造业、制药等高技术领域，美国企业研发强度超过10%，但中国同领域规上企业的研发强度不到3%（图13）。

同时

中国企业在基础研究领域明显缺位，企业对基础研究支出贡献仅为7%。但在美国（33%）、日本（47%）、韩国（58%），企业在国家基础研究中承担重要功能（图14）。

图13 中国企业研发强度较低

资料来源：中国科技统计年鉴2020，中国工业统计年鉴2020，NSF，中金研究院*中国数值仅统计规上企业，美国统计口径覆盖各规模企业

图14 美日韩企业对基础研究贡献大

资料来源：OECD，中金研究院*以当年PPP美元计数

提升创新质量需要企业提高研发强度，特别是在基础研究方面加大投入。随着中国技术水平趋近世界前沿，海外技术引进壁垒日渐提升，中国创新需要突破低水平的引进和改良，通过投资基础研究获取核心技术。在产业创新对科学研究较为依赖的医药、半导体等领域，加强企业的基础研究投入尤为重要。

首先

产业资本应发挥市场化力量，支撑中小企业获得技术创新活力和商业化能力。

其次

对于社会资本涉足较少的周期长、见效慢的领域，政府的产业引导基金应发挥补位作用，使资金能够投资于早期高风险的创新活动。

此外

政策上可通过信贷支持和研发补贴等激励方式，鼓励有实力的大企业投入高风险、长周期的基础研究。为了引导创新由量向质的转变，专利支持政策应转向与发达国家专利授权和维持情况挂钩。

2

创新人才需要扩充基数、促进良性流动

通过吸收高层次海外回流人才扩大创新人才基数。我国研究人员数量具有总量优势，2019年达到美国的1.3倍，但高水平人才储备不足，人才缺乏成为企业创新的主要阻碍。根据2019年全国企业创新调查，三成企业认为“缺乏人才或人才流失”是阻碍创新的首要因素。由于海外在医药、半导体等复杂技术领域研发水平领先，吸引海外资深人才回流不仅可扩充中国创新人才基数，还可对中国技术突破有引领作用。

一方面

在科研管理和考核激励方面，我国要加快与国际接轨，增加对海外人才的吸引力。

另一方面

我国在移民待遇和落户要求上可适当优待高水平科研人才，并缩小中国在工作、居留环境与发达国家的差距。

促进部门间人才良性流动有助于提升创新效率，支持企业基础研究。除了高水平人才总量不足，部门间人才流动不畅也是阻碍企业开展基础研究的重要因素。我国基础研究工作主要由体制内高校和科研院所承担。由于编制、职称、考核体系缺乏衔接，基础研究人员较少向企业流动，导致企业内难以有稳定的基础研究队伍。完善产学研部门间人才流动机制有助于提升人才使用效率、强化企业研发力量并促进创新成果转化。高校和科研院所可保留适度编制额度，专门用于支持研究人员创业或到企业兼职，同时提供流动岗位吸纳企业人才兼职。

3

政府牵头组建产学研攻关项目

在技术路径明确、我国相对落后的技术领域，政府可加大资金支持并采用组建联合攻关项目的方式整合资源，实现技术追赶。国际经验中，政府主导的联合研究项目对美、日半导体技术进步有重要贡献。对于研发周期长、技术复杂的产业，单一研发主体和私人资金难以承担其研发成本和风险，造成投入不足，因此需要政府整合资源进行补位。

在方式上

政府可组织高校、科研院所和大企业建立任务导向的研发联合体，并提供资金支持，促进知识流动和资源共享。

在目标和激励上

由于联合体成员间可能存在竞争关系，联合研发的目标应侧重通用技术和基础技术，并建立合理的人员流动机制和知识产权分配机制。

此外

与传统以军用为主的举国体制不同，半导体、高端材料、高端装备等民用产业的联合攻关成果需要获得市场的认可。

因此，在政府统筹研发资源的同时，这类产业的研发联合体内部的资源调度需要尊重技术规律，创新成果需要面临市场竞争的检验。为了破解市场对创新成果接纳不足的问题，政府可采用产业支持政策，在鼓励创新的基础上适度保护本国产品市场。

4

利用中国的市场规模优势制定创新产业政策

在需求端，中国可利用国内市场规模和配套产业政策，帮助技术落后的国内企业缩小技术代差。面对激烈的国际竞争，缺乏市场和用户反馈是一些国内厂商发展创新的重要阻碍。我国产业政策取向可从早先做大产业规模转为提升创新能力，通过创造需求促进企业的技术进步。对于精细化工品、高端机床等一些中游产业，其技术进步源自在“干中学”和“用中学”中不断试错迭代，下游应用和反馈构成提升产品竞争力的前提条件，缺乏应用场景意味着丧失技术进步的方向。面对海外企业的先进产品，中国企业由于缺乏技术竞争力，进而失去市场和技术追赶机会。政府可通过产业政策为相关产业创造需求、帮助企业缩小技术代差，包括适度提高进口壁垒和增加对下游采购商的补贴。此外，相对于海外先进产品，工艺未成熟的国产设备、材料可能会使下游采购企业受到产值损失。因此，除采购补贴外，政府应建立风险分担机制，减少下游厂商因使用国产设备、材料受到的产值损失，降低下游企业的试错成本。

作者：戴戎、赵扬，中金研究院

本文转载自微信公众号中金研究院，中金公司享有完整的著作权，原文发布于2023年1月19日

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