基于Citespace的专利效率评述

李展儒 尤建新 薛奕曦

摘 要： 专利效率是创新发展水平的重要标志之一。在建设创新型国家的进程中，由于资源约束，高技术企业的创新投入能否高效转化为经济产出至关重要，这也是研究专利效率的关键。以Web of Science核心合集作为分析样本的数据源，借助可视化分析软件Citespace从发文时间分布、国家或地区合作、关键文献和高频关键词等角度对专利效率的研究成果进行梳理和分析。可视化分析研究发现：1）随着20世纪90年代末知识经济时代的到来，专利效率可以划分为起步与快速增长两大阶段;2）基于专利实施的视角界定专利效率的内涵，即专利对技术创新效率的贡献;3）关注专利效率的影响因素，比如市场、法律、产业及管理等;4）专利效率是体现创新水平的核心指标，是提升创新能力的关键因素。

关键词： 专利效率;创新效率;可视化分析;Citespace

中图分类号： G 306.0   文献标志码： A

Abstract： Patent efficiency is one of the significant signs of the level of innovative development. In the process of building an innovative country， because of resource constraints， the innovative input of high-tech enterprises would be converted efficiently into economic output that is crucial， which is the key to study patent efficiency. Based on the core collection of Web of Science， patent efficiency research results from the perspectives of time distribution， national（reginal） cooperation， key literatures and high-frequency keywords is analyzed using the visualization analysis software Citespace.v. The results of visual analysis show that 1. Patent efficiency can be divided into two stages of starting and growing rapidly in the late 90′s. 2. Based on the perspective of patent implementation to define patent efficiency， namely， research the contribution of patents to the efficiency of technological innovation. 3.Focus on the factors of patent efficiency， such as market， law， industrial and management. 4. Patent efficiency is the core index of innovation level and the key factor to enhance innovation ability.

Key words： parent efficiency; innovation efficiency; visualization analysis; Citespace

1 相關理论基础和研究思路

1.1 创新、专利与专利效率

约瑟夫·熊彼特（Joseph A. Schumpeter，1912）将创新定义为把一种生产要素和生产条件的“新组合”引入生产体系，并通过市场获取潜在利润的活动和过程。人类社会进步的历史表明创新是推动人类社会发展的主要手段。在创新的属性方面，熊彼特进一步指出创新是一个经济范畴，它不仅是指科学技术上的发明创造，更是指把已发明的科学技术引入企业之中，形成一种新的生产能力。在此层面上，创新可以理解为一项发明的商业化应用。正是基于创新的经济、技术及商业属性，人们援引微观经济学的核心概念“效率”评价创新的成效。因此，创新效率可以界定为在投入一定的条件下，如何使创新的产出最大化。

专利是研发活动的一种阶段性创新的体现，是衡量企业、高校等组织技术创新能力和创新质量的最重要的标准之一。其中，技术创新是一个复杂、充满不确定性的过程，其中隐含巨大的风险和成本。正是基于创新高昂的成本和可能为社会带来的巨大推动作用，人们早在15世纪已开始探索为开创者提供专门的制度以激励创新。1474年，威尼斯元老院颁布法案，规定“做出新颖而精巧的机械装置者”在向市政厅报告后，“任何人，未经发明者许可或授权都不得制作任何与其发明相同或相类似的事物”。16世纪中期，英国王室利用专利制度大力推动该国经济的发展。随着工业革命的推进，专利再次吸引了人们的注意力。到了18世纪晚期，专利被授予的根源不再是为国家引入一项新工艺或新技术，而是为现有技术介绍有用的信息，即更重视专利的技术创新价值。专利的理念和制度随着欧洲贸易的发展流传到世界各地。如今，现代意义上的专利权是法律赋予专利权人在一定时间和空间范围内的独占使用权，其正当性源自发明人为获得专利所付出的大量前期投入及其对人类社会的贡献。一方面，随着工业技术的发展，同时存在资源的稀缺性， 产业倾向于利用组织、合作伙伴或市场中现有的知识和能力进行创新，进而大大提高了技术创新的效率;另一方面，随着人文社会科学研究的不断深入，专利效率（patent efficiency or transformation efficiency of patent）成了学者们关注的焦点。

哈佛大学经济学教授格里高利·曼昆（N. Gregory Mankiw，2003）认为效率（efficiency）是指社会能从其稀缺资源中得到最多的东西。专利效率是在研发投入一定的条件下，如何使专利效益最大化的问题。按成本投入主体范围的不同，专利效率可以分为社会的专利效率和发明人的专利效率。在发明人层面，专利成果的使用和专利权的转让能为专利权人带来可观的报酬。专利权人的收益在很大程度上取决于专利效率，即专利的投入和产出比例。易明、彭甲超（2018）使用了全要素生产率测算与分解的方法，对我国高新技术产业专利创新效率演变规律及空间差异进行研究，表明专利效率对技术创新形成了明显的促进作用。专利效率是专利评价的重要指标之一，是专利技术管理的有效工具。在技术研发阶段，专利效率左右技术研发的方向;在企业发展的过程中，专利效率作为企业技术创新能力的重要指标影响企业的价值与收益;在区域经济建设的进程中，由专利效率组成的创新价值链对区域专利密集型产业创新过程产生决定性的影响。随着专利在社会生活中的作用越来越大，专利效率评价在技术创新的过程中显得越来越重要。

1.2 研究思路

本文借助可视化分析软件Citespace.v.5.6.R4，以专利效率研究的相关文献为研究对象，对专利效率论文发文量及发展趋势、研究热点、国家与地区分布、研究现状及前沿进行分析，并在此基础上对专利效率研究现状进行分析，以专利实施为主的多维度视角概念界定并梳理影响专利效率运行的关键因素，以期为后续研究专利效率评价提供借鉴。图1为本文的研究思路。

2 研究设计

2.1 数据来源

本文数据来源于ISI Web of Science （WOS）核心集（SCI-EXPANDED、SSCI、A&HCI、CPCI-S、CPCI-SSH、ESCI、CCR-EXPANDED、IC）。WOS是全球最大、涵盖学科最多的核心学术期刊引文索引数据库，收录了8700多种世界范围内最有影响力、经过同行专家评审的高质量学术期刊。

文献检索关键词选取采用德尔菲法（专家调查法），经过反复征询、归纳、修改，最后汇总得出与效率有关的7个关键词：efficacy、product、benefit、achieve、innovate、value、quality。在文献的检索过程中，首先采用TS（主题）= （patent NEAR/2 （efficacy* or product* or benefit* or achieve* or innovate* or value* or quality）），共得到1813篇检索文献;第二，将文献精炼为“Article”和“Review”两类;第三，为了确保本文数据的准确性和客观性，由2人分别进行独立筛选，剔除无作者但与本文相关的匿名文献;最后，由第3人进行核对，筛选出相关文献共1430篇作为本次分析的对象。数据来源及检索方法如表1所示。

2.2 研究工具

本文采用文献计量法。在WOS数据库提取专利效率研究相关文献，以全记录与引用的参考文献导出，生成“TXT”文本格式文件，对发文量、作者、机构以及主题聚类则借助知识图谱可视化分析工具进行展现与分析。本文研究工具Citespace.v.5.6.R4软件是由美国德雷塞尔大学（Drexel University）信息科学与技术学院的美籍华人陈超美（Chaomei Chen）博士开发的一款基于JAVA平台的信息可视化分析工具，主要用于计量和分析科学文献数据的信息。其主要功能包括关键词共现分析、作者共引分析、文献被引分析等，可通过聚类图谱和时区视图快捷清晰地绘制出某一知识领域的研究热点、拐点、前沿与发展趋势。本文研究过程包括初始WOS数据库文本获得、文本预处理、文档导入及参数设置、聚类并对图谱进行描述及分析。图2是专利效率研究文本聚类流程图。

3 专利效率研究现状梳理

3.1 发展历程

研究以“专利效率”为主题的文献量时间分布可以揭示其发展历程（见图3）。随着20世纪90年代末知识经济时代的到来，专利效率可以划分为起步与快速增长两大阶段：

1947—1999年，是专利效率研究的起步阶段，专利效率研究的相关文献共有129篇。其中，1947—1990年仅有59篇。这表明专利效率问题逐渐引起学者的注意，但研究成果较少，也比较分散，但学者GRILICHES & TRAJTENBERG在这一阶段发表了关于专利价值与效率的经典文献。这一时期，专利效率领域的研究较前一时期有所增长，但总体发展速度仍然比较缓慢，这与该时期世界范围内经济动荡的局势息息相关。

2000年至今，是专利效率研究快速增长阶段，有关专利效率研究的文献达到1301篇。这一时期研究的发展与知识经济时代的到来有着密切的关系。在知识经济时代，知识不再是经济增长的外部因素，而是重要的生产要素。专利作为知识的重要载体，其市场转换能力更广受关注。在总体高速发展的趋势中，专利效率研究快速增长阶段还可以进一步细分。研究者在对GRILICHES & TRAJTENBERG的研究成果进行消化解讀后，2000—2014年专利效率研究文献数量为619篇，呈现稳步发展趋势;2015年之后，专利效率研究增长速度进一步加快;2015—2020年3月总文献量达到682篇，近5年的发文量高于前15年之和。可见，专利效率成为学界近年来的研究热点。

3.2 国家（地区）合作

对文献作者进行国别合作分析，不仅能从侧面反映出该国（地区）对专利制度和专利效率研究的关注程度，而且也能看出该国家（地区）在专利效率领域的研究实力。如图4所示，节点代表对专利效率研究感兴趣的国家（地区）。节点间的连线表示国家（地区）之间在专利效率研究领域合作的关系，线条越粗意味着国家（地区）间合作次数越多;反之，则说明该国家（地区）间合作较少。从图4可以看出，美国、中国及英国对专利效率研究尤其感兴趣。

通过对这些节点和文献进行分析发现，美国参与专利效率领域的全球合作研究远高于其他国家（地区），侧面反映出其在该领域的研究优势。美国在专利效率研究领域的领先优势与其知识产权战略密不可分。1979年，时任美国总统的卡特明确“要采取独自的政策提高国家的竞争力，振奋企业精神”，这是美国首个国家知识产权战略。此后，美国知识产权战略一直以“改变经济增长方式，推动本国经济发展”为目标。在此背景下，美国形成了一套较为完善的、旨在推动技术转移的体系。该体系包括完备的技术转移法律制度、互动性极强的“产学研”合作以及政府对自己投入研发的项目承担成果转化责任等措施。在技术转移体系的推动下，专利效率的研究必然成为美国学者持续关注的焦点。作为全球第二大经济实体的中国，在提高专利质量、进一步实现专利对经济增长的正向作用需求驱动下，对专利效率领域研究予以高度的重视。截至目前，中国专利申请量连续九年位居全球第一，成为名副其实的专利“数量大国”。 国家关注的焦点转移到专利质量上，例如2016年《专利质量提升工程实施方案》《关于进一步做好2018年专利质量提升工作的通知》等一系列的积极政策以促进自主研发专利质量的提高。英国在专利效率研究领域的合作频次仅次于美国、中国。英国是现代专利制度的发源地，向来重视以创新推动经济的发展，曾先后多次发表以技术创新为主题的白皮书并通过降低税收等手段促进专利效率的提高。

将专利效率文献国别合作情况与文献聚类分析相结合，文献聚类采用Citespace软件，时间阈值设置为1年，选择时间线视图（Timeline View）自动聚类视图效果，运行后得到5个聚类，如图5所示。国家（地区）间专利效率研究合作主要应用领域包括：聚类#0标签为多学科工程（engineering，multidisciplinary）;聚类#1标签为商业（business）;聚类#2标签为工业与工程（engineering and industry）;聚类#3标签为信息科学与实验室科学（information science & library science）;聚类#4标签为多学科科学（multidisciplinary science）;聚类#5标签为商业（business）。其中，商业和科研是专利效率研究的两大应用领域，活跃文献为BAGLIERI于2013年发表于《技术分析与战略管理》的论文，其研究了专利作为研发活动的重要产物，可以有效衡量企业的技术创新能力，是企业获取商业利益提升其价值的重要指标。Carayannis于2015年发表于《运筹研究（ORIJ）》的论文，研究了创新效率既是科研过程中的重要考量因素，也是衡量专利市场转化过程中的关键指标。

3.3 共被引作者及观点

共被引文献分析体现了同一篇文献中被引文献间的结构关系，既能明确某一研究领域的研究起源于理论基础，又能反映聚类文献共同的研究方向和关注主题。作者共被引（Author Co-Citation Analysis）是指两位作者同时被第三篇文献引用的现象。此时，这两位作者就是共被引作者。通过Citespace計算专利效率文献作者的共被引关系，绘制共被引网络图谱，以揭示专利效率研究领域的学术共同体。本文通过被引频次和共被引网络图谱分析，识别出专利效率研究领域的重要作者。图6展示了专利效率高发文作者和作者共被引频次。HALL B是被引频次最多的作者，其被引次数达到419次，远远超过了其他作者;GRILICHES Z被引频次排名第二，被引次数285次;被引频次排名前10的还有HARHOFF D、LANJOUW J O、JAFFE A等，这些作者的文章被引次数都超过150次。从中可见，共被引作者间学源关系和师徒关系较为常见。例如HALL B与TRAJTENBERG M、HARHOFF D与GRILICHES Z以及LANJOUW J O与LEMLEY M A都具有学源关系。作者高频次共被引主要来源于经济学领域，特别是关注高技术企业视角下的R&D投入对创新效率、专利价值以及专利效率的影响研究。其中，HALL B（2009）发表于《小企业经济学》的论文指出高科技企业在国际竞争中提高研发的投入，能有效提高过程创新和产品创新的效率。从其他高频次被引作者的文献中也可以看到R&D、技术及专利价值与创新效率等研究。

根据上述共被引作者的文献自动聚类形成的聚类图（见图7）得出标签信息：聚类#0标签为专利流氓或专利蟑螂或专利鲨鱼（patent trolls）; 聚类#1标签为专利质量（patent quality）; 聚类#2标签为专利制度（patent system）; 聚类#3标签为专利价值（patent value）; 聚类#4标签为专利分析（patent analysis）。这些都是与专利效率相关的热点研究领域。

为了进一步展示专利效率研究的发展历程、梳理研究的热点问题，本文按被引频次的大小，从图6选取共被引频率排名前八位学者的文献，梳理其主要观点及贡献，具体见表2。

上述作者在专利效率领域的研究成果主要集中在企业专利研发能力、企业专利研发评价指标、企业专利价值估算以及企业专利技术管理等方面;过程创新（process innovation）效率、产品创新（product innovation）效率、专利质量（quality of patents）、环境政策（environmental policies）、专利数量（patent counts）、专利范围（patent scope）即专利保护的广度（patent protection）、专利价值（patent value）以及专利引用（patent citation）都是评价专利效率的重要因素。具体而言，从以上作者研究的主要观点及贡献可以归纳出：（1）专利效率与R&D、技术、创新效率密切相关;（2）评价专利效率的重要因素包括过程创新及产品创新效率、环境政策、专利范围、专利价值及专利引用;（3）高科技企业在国际竞争中提高研发的投入，能有效提高过程创新和产品创新的效率;（4）专利信息的公开能有效提高企业的专利效率。

3.4 热点演进

共词分析方法是利用文献集中词汇对或名词短语共同出现的情况，来确定该文献集所代表学科中各主题之间的关系。统计一组文献的主题词两两之间在同一篇文献出现的频率，便可形成一个由这些词对关联所组成的共词网络。对专利效率研究领域的关键词聚类Citespace分析采用LLR算法（见图8），提取频次最高（包括频次相同）的前十个关键词。每一个节点表示一个高频关键词，节点越大，该关键词的共词现象越频繁。高频次关键词演进的中英文对照见表3，全面地展现了专利效率研究的知识群组分布及其相互间的关系。

在共词分析的基础上，运用Citespace软件生成了关键词出现的时间线视图（timeline view）和时区视图（time zone view）。时间线视图侧重于描绘某个研究领域的研究主题和研究基础的时间跨度;时区视图更侧重于描绘各研究主题随时间的演变趋势和相互影响。关键词时间线视图（见图9）与关键词时间区视图（见图10）呈现2016—2020年专利效率研究发展的轨迹：

2016年，学者们关注创新、保护模式等专利管理领域的传统研究主题，并着重从市场、竞争力增长及投入与产出等经济视角探讨专利质量、价值与效率。2017年，技术创新和专利分析（patent analysis）成为最受关注的两大研究主题。在专利分析方面，专利投入情况、市场价值、经济增长以及面板数据质量引起了学者的重视，这表明专利效率领域的学者们致力于将专利与市场或产出联系起来。2018年，技术转化（technology transfer）以及专利估价（patent valuation）成为最受关注的研究热点。在这一研究背景下，学者们将发明者的持续性（inventor sustainability）、效率（efficiency）和专利引用分析应用于专利效率的研究。可见，学者们逐渐聚焦于影响专利效率的关键因素，专利效率研究的框架正逐步建立。在此基础上，体现专利经济价值的传播（diffusion）及专利数据（patent data）进一步受到学者们的关注，对专利效率的研究集中应用于技术转化、专利引用率以及企业绩效评价等领域。至此，“专利”逐渐实现从技术概念到经济概念的演变。

4 研究结论与启示

4.1 研究结论

（1）专利效率的概念界定。专利效率在概念内涵上比技术效率的范围更窄、更聚焦、更有保护性;既包含技术效率原有的内涵，又体现专利的新颖性、创造性、实用性及法律性的本质。基于专利实施（高技术企业）视角，专利效率是一（组）专利技术对实施者的技术创新程度。一（组）专利的技术越先进，对实施者形成创新程度越高，其专利效率越高，见图11。

（2）专利效率的评价维度和关键因素。梳理文献发现，技术效率与创新效率是影响专利效率评价的主要因素。专利效率的评价主要从区域和时间维度进行。无是区域还是时间维度，市场、法律、产业及管理都是专利效率的重要影响因素，见表4。在市场方面，市场需求、市场规模、市场壁垒和市场风险对专利效率的影响最为显著。在规模市场中，专利效率较为容易实现，越契合市场需求的专利越有效率。在法律方面，专利许可、保护及司法对专利效率的影响最大。专利许可的条件和便捷程度决定专利转化的成果;完善的专利保护制度有助于激发创新;经过诉讼考验的专利，其效率更高。在产业方面，产业化程度、产业应用范围以及国家的产业扶植政策对专利效率至关重要。积极宽松的环境政策能有效提高专利效率。在管理方面，企业内管理因素（专利战略、技术研发机制、专利研发和撰写能力、市场推广和销售能力）及外部管理因素（专利从业人员数量、专利审查人员专业水平和专利转化中介平台能力）影响着专利效率的提高。

（3）专利效率是体现创新水平的核心指标。在创新经济学理论中，专利、竞赛与RJV（Research Joint Venture）是市场经济的主要創新方式。在创新的整个过程中，即研发投入——过程与产品或工艺的创新——创新产品（或服务）的产出——市场交易完成，每个阶段都活跃着专利的身影。因此，专利在R&D活动、技术研发及经济效益这一系创新活动过程中是最活跃的。在积极的环境政策影响下，专利能够推广应用新技术，形成创新产品或服务，获得经济效益，进而从整体上提高创新能力。专利效率不仅是创新水平的核心指标，还是创新能力提升至关重要的环节。图12是专利效率对创新能力提升的示意图。

4.2 研究启示

理论启示：（1）现有专利效率研究较少围绕某一产业且多为静态研究，未来研究可基于专利实施的视角，尝试围绕技术密集、资源约束的高技术产业进行动态研究。（2）现有技术（专利）效率绩效评价方法多为DEA数据包络分析和SFA生产函数方法，未来可尝试结合博弈论、FMEA失效模式分析等方法进行探索。

实践启示：（1）对于政府而言，一是优化专利许可制度，把控质量和效率之间的平衡;二是适当强化专利保护措施;三是完善专利质量保障法律体系，例如提高专利代理人从业要求、明确专利代理人的职业伦理与职业责任、增加相关约束制度的可操作性。（2）对于企业而言，在提高自身研发能力、市场推广和销售能力的同时，要积极开展企业专利战略布局。金融机构在关注专利价值的同时，也应关注专利效率及其决定因素。

面对社会-技术转型新商业模式的变革趋势，本文认为未来研究尤其值得关注的是专利信息传播和专利数据分析。专利信息传播和专利数据分析决定了在先技术突破的难易程度。信息传播是全人类的义务，如果科研成果未予公开而且该情报未予传播，未被大多数人所获得，则人类将止步不前。专利被授予的根源不再是为国家引入一项新工艺或新技术，而是为现有技术介绍有用的信息，更重视专利的技术创新。在当今大数据时代，专利信息传播更广泛，专利数据分析尤为重要。专利信息的传播及专利数据分析等活动与专利效率密切相关。

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