主要國家專利發展趨勢觀測與影響力評析

導讀
隨著全球技術競爭日趨激烈,象徵技術知識產權的專利持續受到各國的關注,本研究除了瞭解各國專利的發展趨勢,也針對各國之專利影響力進行評比,期望以此作為政府部門或相關單位在檢視各國技術創新能力的重要參考資訊。研究結果顯示,全球15大主要國家的技術影響力中,以色列、美國與加拿大的技術影響力指數(Technology Influence Index, TII)均高於世界平均值,屬於技術影響力較高之國家,台灣則位居第九,顯示台灣專利在後續的技術發展中,仍有很大的努力空間。此外,雖然台灣在專利數量名列第五,但在專利即時衝擊指數(Current Impact Index, CII)的表現卻偏低,顯示我國在專利的質量提升,仍須持續加強。
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一、前言

隨著全球技術競爭日趨激烈,象徵技術知識產權的專利持續的受到各國關注,同時,各國政府對於前瞻性技術的投入都會透過學術機構、國家級研究單位以及法人研究機構,進行技術的研發與佈局,希望能夠將創新技術有效的商品化。一般而言,專利資訊大致可分成三類,第一類為技術資訊,涵蓋專利說明書和公開專利申請所含的技術知識;第二類為書目資訊,是有關於申請人、發明人、分類號、獲准日期、發明國、文件編號等數據;第三類為法律資訊,主要為展示專利文件的發展階段,如專利是否仍有效、費用到期等(DPMA, 2016)。本研究主要透過專利文件中所內含的大量資訊進行加值分析,並將其轉化為可縱覽全域的競爭情報。後續,本研究也將以美國專利商標局(United States Patent and Trademark Office, USPTO)的專利資料庫為基礎,針對15個主要國家,包括台灣(TW)、美國(US)、日本(JP)、南韓(KR)、德國(DE)、中國(CN)、法國(FR)、加拿大(CA)、英國(GB)、瑞士(CH)、荷蘭(NL)、瑞典(SE)、以色列(IL)、義大利(IT)與新加坡(SG)進行分析,除了瞭解各國專利的發展趨勢,也針對各國之專利影響力進行評比,期望以此作為政府部門或相關單位在檢視各國技術創新能力的重要參考資訊。

二、主要競爭國家的專利趨勢分析

本研究在進行專利指標的國際比較時,主要利用專利權人所屬國家(assignee country)作為評比基準,同時以第一專利權人的國家為基礎來進行國別的劃分,透過專利核准量的發展與活動趨勢,反映出主要競爭國家技術市場的活躍程度。本研究以全球前十五大專利國之發明專利作為分析主體,並以近十年的獲准專利資料進行初步的統計,2006年至2016年的專利核准趨勢如圖1所示,分析結果顯示,主要國家專利核准量大多呈現逐年增加的趨勢,顯示各國仍相當重視專利的發展,並將專利視為提升國家競爭力的重要策略。其中,比較2016年與2015年,可發現美國的核准專利量呈現些微成長,約2.54%,日本則是些微衰退4.7%,成長量最大的則是中國,成長高達26.77%,新加坡成長14.39%,南韓成長8.93%,瑞典成長6.2%,荷蘭則是成長6.09%,顯示近兩年多數的主要國家仍是呈現成長的趨勢。

圖1 各國USPTO專利核准趨勢圖

此外,進一步從近五年來看(2012-2016),15國之專利數量約佔整體專利量的89.87%,已相當接近九成,因此若以此15國進行觀測及分析,確實可呈現出全球專利發展的代表性。由圖2之分析結果可看到,主要專利權人前五大國家分別為:美國、日本、南韓、德國與台灣,約佔全球比例分別為45.52%、18.26%、5.7%、4.9%與3.37%,顯示美國仍為全球專利發展的第一大國,我國則位居第五。

圖2 2012-2016年主要國家專利核准量及其佔比
資料來源:本研究整理。

三、專利趨勢與總體指標分析

若僅以專利數量評價一個國家的創新能力,可能會造成偏差而無法準確的評量各國的實際狀況,同時每個國家的組成性質與結構亦都不同,因此本研究認為必須考慮各國人口數與GDP (Gross Domestic Product)等經濟因素來加以評估,才能客觀真實反應各國在專利活動上的表現。其中,人口數係指一個國家的全部居住人口,GDP則為一個國家的國內生產總值,表1為本研究從IMD與PRIDE資料庫所取得之資料,以作為後續分析使用。

表1 主要競爭國家的GDP與人口數

國家 2012 GDP 2012 人口數 2016 GDP 2016人口數
美國 16155.25 314.39 18624.45 324.22
日本 6203.21 127.52 4949.27 126.92
南韓 1222.81 50.2 1414.8 51.25
德國 3544.04 80.8 3477.8 82.24
台灣 495.95 23.32 530.73 23.54
中國 8560.5 1354.04 11199.18 1382.71
法國 2681.42 65.24 2465.45 66.73
加拿大 1824.29 34.7 1535.77 36.2
英國 2662.09 63.5 2650.85 65.21
瑞士 667.86 7.96 668.75 8.33
荷蘭 828.95 16.76 777.23 17.03
瑞典 543.88 9.56 514.46 9.94
以色列 257.64 7.96 317.75 8.63
義大利 2072.82 59.39 1859.38 60.67
新加坡 290.67 5.31 309.76 5.61
資料來源:IMD and PRIDE database(2018).
註:GDP單位為 US$ billions;人口數單位為 millions

圖3為透過各國專利核准數量與GDP (標準化單位:Billion US dollars)進行標準化後的比值。由各國在專利上的發展可發現,2016年以我國的表現最為明顯,其次則為南韓、日本、美國與瑞典,顯示排除掉GDP經濟因素的影響,更可客觀反應出台灣在專利活動上的表現,相較其他國家確實較為優異。進一步與2012年的狀況做比較,會發現南韓、新加坡、日本與我國成長幅度較高。

圖3 專利數與GDP比值分佈

若改以各國專利核准數量與人口數 (標準化單位:每百萬人)進行標準化後的比值進行比較(參考圖4),可發現瑞士、我國、美國、日本與南韓為表現最為突出之專利權人國家。進一步與2012年的狀況做比較,會發現新加坡、南韓與瑞士的成長幅度較高,我國在成長幅度中則是位居第六。

圖4 專利數與人口數比值分佈

四、主要競爭國家專利影響力分析

專利是從事技術研發的一項重要研究成果的展現,藉由專利的引用可以反映出與該專利相關的創新知識來源,而後續發生的專利引用則可視為該專利對後來技術發展的影響,一般而言,專利的被引用數作用來評估該專利的影響力,也可作為知識擴散能力的指標之一(王明妤,2012)。透過專利的引用關係,可作為對他人研發具有影響力的評估(IEEE Spectrum,2018),因此若某項專利的被引用數越高,代表該專利對後來技術的發展具有較大之影響力。

Karki and Krishnan (1997)將各國各年專利居於被引用次數前10%者,稱為「高被引專利(highly cited patents)」。本研究在進行各國技術影響力指標計算時,定義各國在研究期間(2007年-2016年)內,專利位居被引用次數前10%之件數佔該國於此期間內專利之比重除以所有專利位居最具影響力專利區的專利比重,得到的比值即為各國本期間內的技術影響力指數(Technology Influence Index,TII),TII值高於1表示技術影響力高,也代表該國家的專利重要程度越高。圖5為本研究所計算出之主要國家技術影響力指標數據,其中以色列、美國與加拿大的技術影響力均高於世界平均值,屬於技術影響力較高之國家,台灣於十五個主要國家中位居第九,屬於中段班,顯示台灣專利在後續的技術發展中,仍有很大的努力空間。

此外,本研究透過CHI Research公司所發展的專利即時衝擊指數(Current Impact Index, CII)衡量專利的當前影響力(CHI Research, 1999),專利即時衝擊指數係指某國現行前五年期間之專利平均每件被現行年專利引用之頻率相對所有專利被引用的頻率之相對強度。一般而言,CII的期望值為1,若某國的專利的CII值為1.1,係指該國專利被引用頻率高於平均的10%,亦即CII越高表示該國專利對現行專利的影響力越高。由圖5可知美國、以色列與加拿大的專利即時衝擊指數均高於期望值,為現今國際上具有重要影響力的國家。若比較TII與CII兩者之差異,CII指數衡量的是平均被引用頻率的相對值,而TII指標衡量的則是將範圍限縮至引用次數最高的專利群,結果顯示美國在整體專利的影響較大,以色列則是在高被引專利群有較大之影響力。

圖5 主要專利國家之技術影響力指數與即時衝擊指數比較

為了進一步瞭解各國在專利數量與專利影響力的表現,本研究以二維圖的方式呈現比較的結果,並在X軸以十萬件專利,Y軸以CII值1進行區隔,因此,第一象限代表專利數量高於十萬件且CII值高於1的質量俱佳國家,本研究中以美國的表現為質量俱佳的代表;第二象限代表專利數量低於十萬件且CII值高於1的量少質佳國家,在本研究中以加拿大及以色列為代表;第三象限為專利數量低於十萬件且CII值低於1的專利數量較少且專利品質不佳的國家,在本研究有九個國家位於此區塊中,顯示大部分的國家相對而言在專利數量及品質上,仍有很大的努力空間;最後,第四象限則為專利數量高於十萬件且CII值低於1的量多質不佳國家,本研究中以日本、韓國與德國均落於此區塊,顯示此三國在追求專利數量的成長中,也應在專利品質上進行提升。台灣在專利數量雖然名列第五,但在CII的表現仍偏低,顯示我國在專利的質量提升,仍須持續加強。

圖6 主要專利國家之專利數量與CII指數散佈圖

五、結論

透過USPTO的核准專利觀察,可發現本研究所關注的15個主要競爭國家,在全球核准專利的比例上約佔了九成,同時也意涵著全球科學技術發展呈現分布不均的現象,而我國在USPTO的專利核准數量約在全球排名第五,僅次於美國、日本、南韓與德國,顯示我國在專利的發展上仍佔有一席地位。然而,我國在衡量高引用專利數量比例的TII指數上,排名略微落後,仍有進步的空間,在即時衝擊指數CII的排名上也偏低,圖7顯示台灣近五年之專利數量相對全球佔比與CII指數的發展趨勢,其中每年專利數量的發展維持穩定的佔比約3.4%,而CII指數則是呈現逐漸上升的趨勢,顯示我國在專利發展中,未來不僅應著重數量的提升,也應對專利的品質有所關注,期許我國成為技術質量兼具的優質研發國家。

圖7 近五年台灣專利之數量佔比與CII指數發展趨勢圖
參考文獻
  • 王明妤 (2012),基於專利資料檢視我國國家創新系統的成果,科技管理學刊,17(2),49-78。
  • CHI Research (1999). Tech-Line background paper. [Online] Available: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.23.4124&rep=rep1&type=pdf (September 10, 2018).
  • DPMA (2017). Patent Information, Das Deutsche Patent- und Markenamt. [Online] Available: https://www.dpma.de/english/patents/index.html (September 15, 2018).
  • IEEE Spectrum (2018). Patent Power 2017. [Online] Available: https://spectrum.ieee.org/static/interactive-patent-power-2017 (September 16, 2018).
  • Karki, M. M. S., & Krishnan, K. S. (1997). Patent Citation Analysis: A Policy Analysis Tool. World Patent Information, 19(4), 269-272.
延伸閱讀