發佈日期:2016-05-02

以專利分類共現網絡分析穿戴式裝置技術擴散

作者:王惠瑜

專利資訊共現網絡專利分類技術擴散Co-Occurrence NetworkCPCTechnological Diffusion

▶【延伸閱讀 | STPI 電子書城】我國與主要競爭國家之專利動態觀測

文章圖片所有權:https://goo.gl/cWBQdR,Created by TechStage
版權適用聲明:姓名標示─禁止改作

一、前言

技術擴散是透過技術關聯的共通性所形成的技術網絡結構,創新技術往往是建立在舊技術的基礎之上,因此在技術的發展上除了有技術能量的累積之外,技術之間亦有其關聯性,逐漸形成技術脈絡。

技術的脈絡就像是社會的網狀結構,結構之中的連結節點相互之間存在著某種依存關係及彼此之間的互動,促成技術擴散的因素則由社會網絡中關係(relationship)與連帶(ties)的概念而來,從而分析技術演化路徑的因果關係及技術擴散的可能路徑(Stuard and Podolny,1996;翁順裕,2009;黃智彥等,2011)。

社會網絡當中直接和間接的技術流動,給予了技術傳播管道,成為技術擴散的路徑,文獻計量以「書目對」(Bibliographic Coupling)或「共現字」(Co-word Analysis)等概念,來計算兩文件的相似度,有助於解讀技術擴散及流動的現象(曾元顯, 2011);在專利分析也有利用「共現字」的概念,將一筆專利內所有的國際專利分類(IPC),建構技術領域共現矩陣,並依據時間的推移來探討技術的關連性與廣度的變化(張昕,2015)。

專利的分類,技術範圍涵蓋各項技術類別,本研究從單一專利中同時出現的合作專利分類(Cooperative Patent Classification;CPC)頻率,建構技術領域共現矩陣,透過技術關連相似度的計算,並以視覺化網絡地圖來呈現技術共現網絡分析,依據網絡上直接與間接連結節點位置及連結數量,進行中心性分析與網絡密度分析來解讀技術之間的關連性及技術擴散。

(一) 中心性分析

從社會組織行為層次的觀點,當個人在組織中的中心性愈高時,則擁有較高的影響力,以中心性的位置來衡量一個技術的影響力大小,或衡量技術的可控制範圍(Brass and Burkhardt, 1992;Wasserman and Faust, 1994;熊瑞梅,1995)。中心性分析可分辨出專利在技術網絡中的定位,由網絡上的位置及對應的節點,來確認傳播技術的重要性,網絡內連結程度是各個節點在位置上重要性並衡量在網絡中的地位與權力(翁順裕, 2008;林頌堅, 2010)。

在中心性分析當中,每一個節點都是一項專利分類,代表一項技術類別,同時出現專利分類頻率愈高則相關連性愈高,並群聚關連性高的技術類別。

(二) 網絡密度分析

網絡密度分析在社會網絡分析中是網絡內所有連結線的疏密程度,衡量網絡系統中節點之間之互動程度,為網絡結構鬆緊的程度指標,節點之間密度越高,表示關係越緊密,互動程度也越多(Börner, et al., 2007;Wasserman & Faust,1994;黃智彥等, 2011)。

兩節點之間的連結線代表彼此之間關係,上下節點為直接或間接關係,節點大小則代表出現的次數,節點之間的距離則代表關係的遠近,節點愈接近則技術愈相關。在密度分析,紅色區域代表技術集中密度較高,是為技術熱區;其次為黃色區域,綠色區域則代表技術分佈稀疏。

二、穿戴式裝置技術擴散分析

本研究從專利的情報中觀察穿戴式裝置基板在跨領域技術應用範圍與技術之間的關係,包含配件類的硬式微型電路板用於智慧手錶、手環等產品與具備薄型電路板的性質的輕、薄、柔軟及有機材料的穿著用軟性印刷電路板(flexible PCB)和電子織物電路板(Fabric PCBs)等類型,從CPC專利分類的網絡共現矩陣來分析穿戴式基板技術的擴散,從各時期技術結構與技術之間的關係及技術相關性來分析技術的擴散結果。

(一) 資料來源

專利為屬地主義,本研究將範圍限縮在美國地區,由於美國是一個重要技術開發及商品交易的市場,幾乎世界各國重要的發明都會至美國申請專利,因此,專利資料來源為美國專利資料庫(USPTO),包含早期公告及授證專利資料;專利資料檢索以合作專利分類(CPC)為H05K 2201(Indexing scheme relating to printed circuits)和H05K1 (Printed circuits)並限縮在穿戴式裝置(wearable device)相關之專利。

(二) 技術擴散分析

1. 1996-2000年(圖1)

中心性分析,以印刷電路(H05K)為技術的中心,半導體(H01L)技術距離接近,但未有連結,顯示技術相似,但未相關;技術分群以層板的材料及製造技術(綠色)和紡織材料及產品(紅色)兩種,在分群的技術內部彼此連結密切,但與其他分群則未有連結,顯示尚未有跨領域的相關度。網絡密度分析技術熱區,以印刷電路板(H05K)和半導體(H01L)為中心的主要熱區,多個島狀技術群圍繞,技術之間互動性不高,技術呈現分散現象。

圖 1 1996-2000年中心性分析(左) 網絡密度分析(右)

2. 2001-2005年(圖2)

中心性分析,以印刷電路(H05K)為技術的中心,技術分類大增,分群技術以零部件及應用製造技術(紅色)、紡織結構及電子技術(綠色)、化學材料(藍色)三大技術為主,在分群技術之間已出現少數連結線,技術逐漸向外擴散,跨領域的技術已開始顯現。主要熱區以印刷電路板(H05K)的開始與層狀產品(B32B)、化學加工(C08J)、半導體(H01L)、天線(H01Q)進行整併,出現環狀結構緊密,技術彼此之間有互動性高。

圖 2 2001-2005年中心性分析(左) 網絡密度分析(右)

3. 2006-2010年(圖3)

中心性分析,以印刷電路(H05K)為技術的中心與半導體(H01L)、薄狀層板產品(B32B)距離接近,技術相似性高,但彼此之間並未有連結,没有直接相關;從技術分群的增加到四項分群技術顯示技術擴散程度,塑膠層板的零部件及塗料組合物(紅色)、紡織品印刷技術(綠色)、奈米級纖維相關技術(紫紅色),塗布技術(藍色)等,其中又以紅色技術群為主(層板塗料),技術分類最多且與其他三群技術有直接和間接的關係。主要熱區在印刷電路板(H05K)為中心島狀,與外圍環狀没有互動與關連性,環狀出現分離現象,技術互動已經減少。

圖 3 2006-2010年中心性分析(左) 網絡密度分析(右)

4. 2011-2015年(圖4)

中心性分析,以印刷電路(H05K)為技術的中心,從技術分群觀察技術擴散的程度,非金屬之層狀產品導電的材質技術(紅色)、印刷天線或導電連接之高分子化合物技術(黃色)、鍍覆技術(紫紅)距離接近,技術相似,跨分群的連結線多,彼此關連度較高;而紡織品照明技術(綠色)與其他分群無連結線,距離亦較遠,技術性質和關連度皆較低。網絡密度分析技術熱區已無環狀,呈現成多個島狀區,顯示多樣化技術分散現象,技術並未集中在特定區域。

圖 4 2011-2015年中心性分析(左) 網絡密度分析(右)

三、結論

四個階段的專利共現網絡分析中顯示,技術多樣性帶出穿戴式裝置從層板材料逐漸向半導體、電子及紡織等技術領域的擴散,顯示穿戴式裝置已打破傳統產業的界線,成為新型態跨領域技術的產品,從技術擴散分析,目前穿戴式裝置正值跨領域且技術分散的狀況,現為技術重整期,結合材料、半導體、電子業、紡織業重新整合產業上、中、下游的結構,共同掌握技術研究先機並擴展應用能量,以利穿戴式產品進行有效開發。

參考文獻

  1. Leydesdorff, L., Kushnir, D., & Rafols, I. (2012). Interactive overlay maps for US patent (USPTO) data based on International Patent Classification (IPC). Scientometrics, 98(3), 1583-1599. http://dx.doi.org/10.1007/s11192-012-0923-2
  2. Leydesdorff.net,. (2015). Mapping Patents in terms of International Patent Classifications (IPC). Retrieved 23 December 2015, from http://www.leydesdorff.net/ipcmaps/
  3. 張昕、姜馬, (2015). 基於專利技術共現網絡的產業共性技術遴選研究-以我國生物產業為例,中國科技論壇.
  4. 曾元顯, (2011), 文獻內容探勘工具- CATAR -之發展和應用, 圖書館學與資訊科學, 37(1), 31-49.
  5. 林頌堅, (2010), 以詞語共現網絡分析探勘資訊傳播學領域的研究主題與關係, 圖書資訊學研究,4(2), 123-148.
  6. 翁順裕、賴奎魁, (2009), 從社會網絡分析觀點探討技術的趨同性—以保險商業方法專利為例, 管理學報, 26(5), 485-506.
  7. 黃智彥,張文龍,李蕙玲,賴明信, (2011), 以社會網絡分析驗證稻米產業的創新擴散, 東吳經濟商學學報, 73, 67-108.