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粤港澳大湾区协同创新发展报告(2020)(上)

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1.引言

       作为重要的滨海经济形态,湾区经济是当今国际经济版图的突出亮点,是世界一流滨海城市的显著标志。旧金山湾区,东京湾区和纽约湾区名列“世界三大湾区”,经济结构开放度高、资源配置能力高效、集聚外溢功能强大、国际互通网络发达是其重要特征。
       《粤港澳大湾区发展规划纲要》印发以来,粤港澳三地融合发展不断取得新进展。2019年,粤港澳大湾区区域生产总值超11万亿元,成为我国开放程度最高、经济活力最强的区域之一。粤港澳大湾区建设已进入全面推进实施阶段,粤港澳三地人流、物流、资金流和信息流便捷有序流动,国际一流湾区和世界级城市群建设扎实推进。
       粤港澳大湾区建设是习近平总书记亲自谋划、亲自部署、亲自推动的国家战略。2019年7月,广东省委、省政府印发《关于贯彻落实〈粤港澳大湾区发展规划纲要〉的实施意见》,着眼长远发展,对标大湾区2035年建设目标,对未来十多年广东省要重点推进落实的大事要事进行谋划,突出战略性和协调性,并强调以香港、澳门、广州和深圳四大中心城市作为区域发展的核心引擎引领大湾区建设,发挥香港—深圳、广州—佛山、澳门—珠海强强联合的带动作用,深化港深、澳珠合作,加快广佛同城化建设,提升整体实力和全球影响力,引领粤港澳大湾区深度参与国际合作。
       2020年10月,习近平总书记再次强调粤港澳大湾区建设的重要意义,指出要抓住粤港澳大湾区建设重大历史机遇,推动三地经济运行的规则衔接、机制对接,加快粤港澳大湾区城际铁路建设,促进人员、货物等各类要素高效便捷流动,提升市场一体化水平。
       专利是创新的重要衡量要素,反映一个国家或地区的创新能力。本报告将专利作为衡量粤港澳大湾区创新能力的重要尺度,以创新维度为重要评价标准,挖掘分析粤港澳大湾区近五年(2015年—2019年)的专利数据,对标旧金山湾区、纽约湾区和东京湾区,分析粤港澳大湾区(珠江东岸、珠江西岸和港澳地区)的科技创新情况、创新机构与行业优势、大湾区协同发展程度,展示粤港澳大湾区的综合创新能力、优势和不足,助力世界一流湾区建设。

2.数据来源说明及内容安排

       报告使用科睿唯安(Clarivate Analytics,原汤森路透知识产权与科技事业部)专利数据库(年限区间分布在2015—2019年),对粤港澳大湾区、旧金山湾区、纽约湾区和东京湾区近五年的专利数据进行统计分析。
       报告聚焦发明专利、PCT专利、专利被引频次、同族专利4大专利指标维度,通过对标旧金山湾区、纽约湾区、东京湾区的创新能力,重点剖析粤港澳大湾区9+2座城市的创新能力和创新协同能力。
       创新机构遴选以2015—2019年近五年间的粤港澳大湾区发明专利总样本为依据,从大湾区的企业和研究机构中,选出500个发明专利公开量排名靠前的创新机构,作为粤港澳大湾区TOP500优势创新机构,从粤港澳大湾区的创新机构的行业类型入手,以深入展示大湾区机构创新发展的现状。
       本报告对四大湾区的跨城市协同创新进行阐述,并深入分析粤港澳大湾区内的跨城市协同创新情况,就进一步促进粤港澳大湾区协同创新提出建议。这是自2019年以来,第二次作这样的尝试。

3.湾区基本经济状况

3.1四大湾区对比

       粤港澳大湾区面积5.6万平方公里,人口7113万,在四大湾区中面积最大、人口最多。粤港澳大湾区GDP为1.64万亿美元,约近旧金山湾区(0.83万亿美元)的2倍,东京湾区和纽约湾区分别为1.92万亿美元和1.8万亿美元。粤港澳大湾区每平方公里GDP产出为2937万美元,纽约湾区为8000万美元,是粤港澳大湾区的2.72倍,东京湾区和旧金山湾区分别为5190万美元和4611万美元。粤港澳大湾区人均GDP23584美元,东京湾区、旧金山湾区、纽约湾区人均GDP分别为42256美元、106821美元和84646美元,分别是粤港澳大湾区的1.79倍、4.53倍和3.60倍。
       粤港澳大湾区经济发展空间和潜力大。2014年—2018年,粤港澳大湾区GDP增速年均保持在6.5%以上,远超另外世界三大湾区,是世界上最具活力与潜力的湾区之一,是我国经济活力最强、科技创新资源最集中、新兴产业发展最活跃的区域之一[1]

图3-1四大湾区主要经济指标[2]

3.2 粤港澳大湾区基本情况

       粤港澳大湾区包括香港特别行政区、澳门特别行政区和广东省广州市、深圳市、珠海市、佛山市、惠州市、东莞市、中山市、江门市、肇庆市。

图3-2粤港澳大湾区各市主要经济指标(2019年)[3]
       各城市主导产业。广州三大支柱产业汽车制造业、电子产品制造业和石油化工制造业稳定发展,以新一代信息技术、人工智能、生物医药、新能源和新材料五大产业为主导的高新技术产业发展势头较好。佛山传统支柱产业陶瓷和纺织服装产业等传统优势产业发展较好,装备制造业发展快速。肇庆在发展新能源汽车及汽车零部件、电子信息、生物医药、金属加工等4个主导产业的同时,继续做优做强建筑材料、家具制造、食品饮料、精细化工4个特色产业。
       深圳形成以高新技术产业、金融、现代物流和文化创意为四大支柱产业的产业结构。东莞依托电子信息、装备制造、纺织服装、食品饮料、家具制造五大支柱产业不断优化升级产业机构。惠州两大支柱产业分别为石化能源新材料产业和电子信息产业。
       珠海、中山和江门以装备制造业为主导产业。珠海六大工业支柱产业为精密机械制造、石油化工、家电电气、电子信息和生物医药。中山近年来主要支柱产业为电器机械、器材制造业和计算机、通信及其他电子设备制造业。江门推动机电、食品、电子信息、纺织服装、造纸及纸制品、精细化工六大传统支柱产业优化升级。
       香港是亚洲乃至全球金融中心,也是全球服务业主导程度最高的经济体,四大产业包括贸易与物流、金融服务、工商支援服务、旅游。澳门以博彩业为龙头,带动其他产业协调发展。
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图3-3粤港澳大湾区各城市主导产业分布[4]

4.四大专利指标

       报告以发明专利、PCT专利、同族专利、专利被引频次作为创新能力的评价指标,将粤港澳大湾区、纽约湾区、旧金山湾区、东京湾区纳入评价体系,从专利数量、年增长率、被引频次等多维度进行创新能力分析。并深入分析粤港澳大湾区东岸、西岸和港澳地区(粤港澳大湾区区域分布如下图4-1所示)的创新能力,珠江西岸包括广州、佛山、中山、珠海、江门和肇庆;珠江东岸包括深圳、东莞和惠州;港澳地区指的是香港特别行政区和澳门特别行政区。挖掘粤港澳大湾区创新机构分布和创新机构优势行业发展现状,寻找实现创新驱动发展战略突破口。

图4-1粤港澳大湾区区域分布图

4.1 发明专利

       我国专利法规定,可以获得专利保护的发明创造有发明、实用新型和外观设计,其中发明专利是衡量一个国家或地区创新能力的重要指标。
       报告统计粤港澳大湾区及其9+2座城市的发明专利公开量,并对世界四大湾区(粤港澳大湾区、纽约湾区、旧金山湾区、东京湾区)发明专利公开量和发明专利行业分布进行对比分析。

4.1.1 四大湾区发明专利对比

  1. 四大湾区发明专利公开量
       2015—2019年,粤港澳大湾区发明专利公开量为128.76万件;东京湾区为70.96万件;旧金山湾区为28.22万件;纽约湾区为20.36万件。
        数据显示,近五年来粤港澳大湾区发明专利公开量已超纽约湾区、旧金山湾区和东京湾区,位列世界四大湾区之首,且年均增长率常年保持在正增长,近三年增长率有所下降。东京湾区依靠发达的工业基础,科技创新不断取得进展,发明专利总量位居第二,呈缓慢增长态势,从2015年—2017年间的负增长回到2019年的正增长。旧金山湾区与纽约湾区发明专利增长率曲线相近,2015—2018年均处负增长状态,2019年增长率上升至近10%。
        2015年,粤港澳大湾区发明专利增长率在四大湾区最高,同时也是其五年来最高的一年;另外三大湾区,2015年的发明专利增长率均是五年来增长最低的一年。粤港澳大湾区发明专利公开量自2015年起与另外三大湾区逐年拉大差距,2019年粤港澳大湾区的发明专利公开量分别是东京湾区的2.38倍、旧金山湾区的5.72倍、纽约湾区的8.16倍。

图4-2四大湾区发明专利公开量及增长率
        发明专利年复合增长率反映该地区近五年平均增长率。四大湾区年复合增长率均大于零,表明四大湾区近五年的发明专利公开量与五年前比总体有所增长。粤港澳大湾区年复合增长率最高,达到22.42%,东京湾区、旧金山湾区、纽约湾区的年复合增长率分别是0.35%、1.62%、0.48%。

图4-3四大湾区发明专利公开量复合增长率
       四大湾区近五年发明专利公开量最多的城市:粤港澳大湾区深圳市约58.69万件,呈波浪式增长态势;东京湾区东京市约60.3万件,缓慢增长;旧金山湾区圣塔克拉拉县约8.13万件,自2016年较快增长后,后三年处缓慢增长状态;纽约湾区纽约市约6.03万件,2015—2018年处低增长或负增长状态,2019年加速增长,增长率达21.47%。

图4-4四大湾区近五年发明专利公开量最多城市和增长率情况
  1. 四大湾区发明专利影响力
       专利被引频次是指专利被引用的次数,是反映专利影响力的一个重要指标。
       数据显示,2015—2019年粤港澳大湾区与东京湾区的总发明专利被引频次少于总发明专利公开量,旧金山湾区与纽约湾区总发明专利被引频次大于总发明专利公开量。报告用发明专利被引频次与发明专利公开量的比值(发明专利被引频次/发明专利公开量)来衡量该湾区发明专利的影响力,比值越高表明该湾区的专利影响力越高,比值小于1表明有部分专利没有被引用。
       旧金山湾区比值最高,为2.93,其次是纽约湾区1.60,东京湾区与粤港澳大湾区的比值均小于1,分别为0.90和0.75。粤港澳大湾区发明专利影响力有待进一步提升。

图4-5四大湾区发明专利被引频次与发明专利公开量对比

4.1.2 粤港澳大湾区发明专利对比

  1. 粤港澳大湾区发明专利公开量
       近五年数据显示,珠江西岸发明专利公开量约49.50万件,珠江东岸约75.51万件,港澳地区约3.75万件。珠江西岸从2015年增长率接近90%到2019年增长率下降至-7.91%,2019年发明专利公开量较2018年减少1.13万件。珠江东岸近五年发明专利公开量稳定持续增长。港澳地区2015年至2018年发明专利公开量增长缓慢,2019年增长较快,增长率接近35%。

图4-6 粤港澳大湾区不同区域发明专利公开量
       珠江西岸。除广州、珠海外,佛山、中山、江门和肇庆2019年的增长率均为负数,其中佛山降幅最大。佛山减少1.51万件,中山减少3611件,江门减少1312件,肇庆减少146件。

图4-7 珠江西岸发明专利公开量
      珠江东岸。深圳每年发明专利增长相对平稳,惠州和东莞年增长率均呈下降趋势,其中惠州2019年为负增长,2019年发明专利公开量较2018年减少1033件。

图4-8 珠江东岸发明专利总量数据
       香港特别行政区、澳门特别行政区。发明专利公开量均呈增长状态。香港2015—2018年增长速度较缓慢,2019年增长幅度较大为35.17%。澳门增长较快,五年间涨幅达427.97%。

图4-9 港澳地区发明专利公开量数据
  1. 粤港澳大湾区发明专利影响力
       数据显示,2015—2019年发明专利被引频次比发明专利公开量(发明专利被引频次/发明专利公开量)的值,最高为珠江东岸0.83,其次为港澳地区0.80,珠江西岸为0.63。比值大小一定程度上反映该地区专利的影响力,珠江东岸比值最高。

图4-10 粤港澳大湾区发明专利被引频次与发明专利公开量情况
       珠江西岸各城市中,中山、肇庆与江门发明专利被引频次比发明专利公开量的值较低,低于0.5。珠江东岸三城市比值相差较小,其中惠州的比值超过1。港澳地区中香港地区比值为0.82,澳门的比值为0.37。
表4-1 粤港澳大湾区各城市发明专利影响力

4.1.3 四大湾区发明专利行业分布

       按照国际专利分类(IPC)方法分为6个部,131个大类和652个小类。报告首先分析6个部,然后选取数量较多的部分小类进行分析。
  1. 四大湾区发明专利行业IPC部分类对比
       按照国际专利分类(IPC)方法将各湾区的发明专利进行汇总分类,各分类号对应类别以及对应专利数如下。
表4-2 发明专利分类号对应表

       随着电子信息技术、通信技术等产业的快速发展,近五年发明专利主要以G类(物理)和H类(电学)为主,其占比分别为27.57%和28.28%,最少的为D类(纺织、造纸),占比不到1%。随着大数据、人工智能、电子通信等领域的不断发展,该类技术的发明创新越来越多,助推传统产业的转型升级。
       报告用四大湾区近五年各自发明专利公开量的行业分类占比情况制作了下图:

图4-11 世界四大湾区行业分类占比
       粤港澳大湾区与东京湾区和旧金山湾区的行业结构相近,重点发展G类(物理)和H类(电学),其次是A类(人类生活必需品)、B类(作业、运输)和C(化学、冶金)。纽约湾区重点发展A类和G类,其中A类人类生活必需品的比重在湾区内部最高。
        旧金山湾区的G类和H类占比值较其他湾区高分别达38.68%和35.81%,表明旧金山湾区的发明专利主要以电子信息和通信技术为主。粤港澳大湾区G类和H类的占比值在总发明专利公开量中较高,分别是26.81%和29.04%。
  1. 四大湾区发明专利行业IPC小类对比
       四大湾区近五年发明专利公开量排名前20的IPC行业小类当中,共同拥有的行业用相同色块标注,分别是H01L(半导体器件)、H04N(图像通信)、H04L(数字信息传输)、H04W(无线通信网络)、H04B(传输)、G06F(电数字数据处理)、G01N(化学或物理测试、测量)、A61K(医用、牙科用或梳妆用的配制品)[5]。集中于数量排名前5位置的IPC行业小类主要以数字传输通信为主,其中G06F、H04L近五年排名均在前五,在一定程度上代表四大湾区近五年发明专利的主流。
        A61B(医学外科诊断)的发明专利公开量排名在东京湾区、旧金山湾区以及纽约湾区均在前10,粤港澳大湾区此类发明专利公开量仅排在22名。
表4-3 世界四大湾区行业细分数量前20
 

        粤港澳大湾区发明专利公开量排名前10的IPC行业分别为G06F(电数字数据处理)、H04L(数字信息传输)、H04W(无线通信网络)、H04N(图像通信)、G06Q(专门适用于行政、商业、金融、管理、监督或预测目的的数据处理系统或方法)、A61K(医用、牙科用或梳妆用的配制品)、G06K(数据识别;数据表示;记录载体;记录载体的处理)、H04M(电话通信)、F24F(空气调节;空气增湿;通风;空气流作为屏蔽的应用)、H01L(半导体器件)。
       G06F、H04L、H04W和H04N的发明专利公开量排名近五年变化幅度较小;A61K和H01L有较明显的下降;G06Q和G06K上升幅度较大,分别从2015年的排名第15和第20上升至2019年的第4和第5。数字处理、通信与传输等一直是粤港澳大湾区的热门研究领域,其主要表现形式有5G应用、物联网、卫星信道、光纤信道等。医用配制品与半导体研究依然是近五年研究的热点,但研究热度有所下降。

图4-12 粤港澳大湾区行业细分数量前10随时间变化情况
       东京湾区发明专利公开量排名前10的IPC行业分别是H01L、G06F、H04N、G02B(光学元件、系统或仪器)、H04L、H04W、A61B(诊断;外科;鉴定)、G03G(电记录术;电照相;磁记录)、G06T(一般的图像数据处理或产生)、G01N(化学或物理测试、测量)。显示日本的主导产业主要集中在汽车制造业、半导体产业、电子产业、机器人产业、视听产业等。东京湾区半导体器件发明专利公开量排名第一;主流数字处理、通信与传输等发明专利公开量排名处于中间位置;东京湾区注重医学外科诊断的研究,发明专利公开量排名第7;发明专利公开量排名前十的IPC行业小类当中还有光学、图像影像处理等。
       东京湾区发明专利公开量排名前10的IPC行业小类近五年排名变化不大,产业结构相对稳定。排名下降的是G03G,从2015年第7降至2019年第12;近五年排名有所上升的是G06T,从第12上升至第8。磁记录技术最早开始于19世纪末,上世纪50年代被广泛应用,发展已经成熟。

图4-13 东京湾区行业细分数量前10随时间变化情况
       旧金山湾区发明专利公开量排名前10的IPC行业分别是G06F、H04L、H01L、H04W、G06Q、H04N、A61K、G06T、A61B、H04B(传输)。
       旧金山湾区发明专利公开量排名前7的行业IPC小类与粤港澳大湾区相近,以数字处理、数字通信与传输、操作系统研发以及半导体器件研发为主,苹果、英特尔、谷歌等世界知名的高新科技产业均在此。医学外科诊断研究以及图像处理和生产研究也是旧金山湾区的核心研究方向。
       旧金山湾区近五年各IPC小类发明专利公开量排名变化不大,电数字处理、数字传输与半导体器件五年均排名前三。变化幅度较大的是G06T、A61B,其中G06T即图像处理和生产从2016年的排名第9上升至2019年的第7;A61B外科诊断研究从2016年第8下降至2019年的第11。

图4-14 旧金山湾区行业细分数量前10随时间变化情况
       纽约湾区发明专利公开量排名前10的IPC行业分别是A61K、G06F、H04L、A61B、C12N(微生物或酶)、G06Q、G01N、C07K(肽)、H04W、A61P(化合物或药物制剂的特定治疗活性)。
       纽约湾区发明专利公开量排前10的IPC小类主要分为两大方面,其一是主流的数字处理、通信与传输;其二是生物医药。与另外三个湾区不同,纽约湾区在生物技术以及医学方面的投入较其他湾区多,一个很重要的原因是纽约湾区是美国东海岸教育重镇,湾区内高校云集,其中不乏世界级名校。
       纽约湾区发明专利公开量排名前10的IPC小类近五年总体变化不大,其中变化幅度较大的有G06Q(用于行政、商业、金融、管理、监督或预测目的的数据处理系统的研发),2015年排名第5,到2017年下降至第9,2019年回升至第5;G01N(化学或物理测试、测量)从2018年第6下降至2019年第10;A61P(化合物或药物制剂的特定治疗活性),先是从2015年第10,到2016、2017年的第11,2019年上升到第6。

图4-15 纽约湾区行业细分数量前10随时间变化情况

 


相关链接:
《粤港澳大湾区协同创新发展报告(2020)》(中)
《粤港澳大湾区协同创新发展报告(2020)》(下)


[1]杨道玲,邢玉冠,李祥丽.粤港澳大湾区科技创新的优势与短板——基于多源数据的世界四大湾区对比研究[J].科技管理研究,2020,10:105-111.
[2]阿里研究院,21世纪经济研究院.2020粤港澳数字大湾区融合创新发展报告[EB/OL]. http://www.aliresearch.com/cn/index
[3]数据来源:香港贸发局官网
 说明:图3-1和图3-2数据统计年份不一样
[4] 数据来源:珠三角九市政府官网
粤港澳大湾区的结构优化与产业协同,裴茜,刘红燕,深圳职业技术学院
[5] 见附件: IPC分类详表(部分)