【科技专论】突破性创新与经济增长
来源：赛迪智库公众号(ccidthinktank)
译者：工信部赛迪研究院 王磊 马冬 王路凯
【译者按】重大创新与知识产权保护是经济快速发展的动力和基础，历史上与当今的“领头羊”国家概莫能外。世界知识产权组织（WIPO）2015年11月发布的《世界知识产权报告（2015）：突破性创新与经济增长》重点探讨了创新以及知识产权保护对经济增长的作用。该机构每两年出版一次《世界知识产权报告》。报告指出，创新能够刺激企业投资新技术，推动经济结构转型，而知识产权则能够激励创新活动，推动创新成果商业化。报告认为，飞机、抗生素和半导体是上一轮突破性创新的重要代表，3D打印、纳米技术和机器人将是下一轮突破性创新的重点领域。赛迪智库工业科技研究所对该报告进行了编译，希望能为我国政府有关部门提供决策参考。
一、创新——经济增长引擎
经济增长一直是消除贫困、创造就业机会和提高生活水平的强大力量。令人遗憾的是，18世纪之前，世界经济几乎没有明显增长。之后则以前所未有的速度增长，由此人们的生活质量显著提高，物质普遍繁荣。学者们一个核心的观点是：经济持续增长有赖于技术不断进步。近3个世纪以来不同领域的一系列技术突破，确实深刻地推动了生产转型，刺激了新兴产业的发展。
（一）历史视野里的经济增长
人类历史大部分时期经济增长情况究竟如何，我们几乎一无所知。以今天的标准看，人类生活条件十分艰苦，并且一代一代几乎停滞不前，直到200多年前，随着以蒸汽机、棉纺机和铁路为推动力的第一次工业革命到来，这种情况才逐步发生了变化。自此以后，尽管时间上和空间上分布不平衡，但持续的经济增长成为新常态。通过对可得数据和历史研究的深入分析，可以看出，过去两个世纪经济增长情况呈现出以下四个典型特征：
1、“领头羊”国家19世纪早期经济起飞，二战后经济加速
在某个历史时期人均GDP最高的经济体被称为“领头羊”，依据英国学者安格斯·麦迪森的估算，1300年至1900年的“领3头羊”是英国，之后则为美国。按照人均GDP的平均增长情况，可以分为三个时期：1300-1819年为商业资本主义时期，年均增长约0.21%，意味着每331年收入翻一番；1820-1949年为工业革命时期，期间人均GDP年均增长迅猛达到1.1%，意味着每64年收入翻一番；1950-2010年为二战后时期，期间人均GDP年增长进一步加速至年均2.08%，意味着每34年收入翻一番。
2、服务业逐步替代农业主要经济活动地位，城市化进程加速
在中世纪社会里，农业是经济活动的中心。19世纪早期以来经济增长加快，推动主要经济活动逐步转变，先是由农业转向工业和服务业，近阶段则主要转向服务业。随着19世纪工业革命开始，城市化进程显著加速，到2010年所有高收入国家有80%的人口生活在城市。
3、经济增长模式不同，经济体贫富差距扩大
“领头羊”经济持续增长，而非“领头羊”经济体经济增长步伐没有紧跟，导致世界范围内绝对收入水平差距悬殊。1870年时最富的10个国家至2008年有8个仍然位居最富国家之列，只有香港和新加坡实现突破，进入前10名。期间，大多数非“领头羊”经济体也实现了持续性增长，较之于19世纪，人们生活4水平得到了明显改善。不过，由于经济发展模式的不同，国家间繁荣程度差距不仅没有缩小，反而进一步扩大。
4、中国和印度快速发展，推动世界收入分配趋向平等化
过去数十年中，经济增长伴随国家间收入不平等的加剧；但是，中国和印度的快速发展成为推动世界收入分配趋向平等化的力量，绝对贫困显著减少。
（二）创新如何推动经济增长
为什么世界范围内经济体经济发展差异如此之大？推动经济发展的动力源是什么？大量研究表明，创新在推动经济长期增长过程中具有核心作用。由于技术创新对企业、个人和经济结构产生的影响非常复杂，很难去量化某一时期某种创新对经济增长的贡献究竟如何。不过，可以大致确定创新推动经济增长通过以下四种途径（参见图1）：创新刺激企业投资新技术扩大经济增长的人力资本基础促进企业提高生产率推动经济结构转型长期经济增长图1创新推动经济增长的四种途径
1、刺激企业投资
新技术企业追加新投资是基于投资收益预期。引进新技术能提高投资回报，企业因而会为此追加新投资。从历史上看，新的技术突破通常会刺激投资，推动经济扩张。如上世纪90年代信息通讯技术获得突破，带动了美国企业增加对该领域投资。此外，无形资产——新的商业流程、数据库和其他以知识为基础的活动，也成为投资重要对象，而这些也与新技术的引进相关。
2、扩大经济增长的人力资本
基础技术创新是劳动力规模壮大的有力支撑。健康领域的技术创新使人类平均寿命显著提高；创新也为更多的成年劳动力参与经济活动提供了便利条件，如教育技术的进步则对提高劳动力教育素质起到积极作用。
3、促进企业提高生产率创新
通过多种途径影响企业生产率。流程和组织创新可以提高生产率，节约资源，进而促进生产扩张。产品创新，无论是提升现有产品质量性能，还是引进新产品，尤其是其他公司将新产品作为中间投入将带来重要的收益，如电力、无线电通讯、计算机、工业机器人等应用和推广，使企业生产率普遍提高，从根本上改变了生产活动的面貌。
4、推动经济结构转型
创新对企业成长壮大有深远影响，创新也往往是经济结构深刻转型的根源。创新导致一些企业消亡，另一些企业产生，从而改变产业面貌；由于专业技术研发、产品或服务专业化，突破性创新通常会带来供应链重构，并促进供应链全球化；技术创新在产生新经济活动同时，也淘汰掉旧的经济活动，如技术进步促进了农业向工业和服务业的实质性转变。
（三）突破性创新如何产生和扩散
技术上的突破很大程度上是三种力量作用的结果。首先，科学发现为商业创新奠定了基础；其次，政府需求是许多技术研发、应用和推广的关键动力。最后，市场需求和市场竞争推动企业投资于技术研发以获得超出竞争对手的优势。技术创新通过经济领域的广泛扩散刺激经济发展，而技术扩散应具备一定条件。为此，企业应学习如何应用新技术，增加资本投资，改善商业经营，培训工人。经济体要有效利用外来先进技术，则应具备充分的吸收能力，包括能够理解和运用技术的人力资本，组织和管理专有知识，建立协同和动员资源促进技术应用的专门机构。很多情况下，为了使技术满足本土需求，还要求具备开展渐进式技术创新和组织创新的本领。
（四）知识产权如何影响创新活动
创新具有风险，同时某些创新成果具有公共产品性质，由此产生市场失灵问题，这为政府在营造创新生态环境支撑创新活动中发挥作用提供了理论依据。各种政府干预形式塑造了现代创新体系面貌，政府干预措施一般分为三种：一是以资金支持大学和公共研究机构开展公共资助研发项目；二是政府采购、研发补贴、税收抵免、奖励、优惠贷款以及其他政策机制；三是授予知识产权、动员民间投资于研发活动。那么，知识产权是如何影响和塑造创新活动的？
1、保障创新获益，激励创新活动
知识产权对创新活动的作用表现在：知识产权制度赋予发明和创新成果专有权，有助于防止竞争者搭便车行为，为创新者从创新活动中获益提供保障。知识产权激励市场力量引导创新活动，有助于有效利用知识产权信息，使前沿技术领域的市场主体对创新项目成功可能性作出准确判断，从而有效配臵创新资源。知识产权不解决发明活动面临的风险，但可以增强金融市场动员资源、投资于创新的功能。知识产权如专利制度，要求申请人公开发明成果解决问题的信息，推动新技术知识及时公开，对于需要在既有创新成果基础上进行后续创新的累积创新发挥着重要作用。某些情况下专利也会对后续创新形成障碍，高于成本定价会减缓技术扩散，不过这种作用因专利时效制度得到缓解。
2、促进技术交易，推动创新成果商业化
知识产权推动智力成果许可或转让，这在现代创新系统中日益重要。知识产权以多种方式促进技术市场发挥其功能，尤其是，知识产权是权衡保护知识和共享知识间的核心，使企业能够灵活地决定交易的技术标的、交易对象和交易条件，也为大学和公共研发机构的技术创新成果商业化提供了便利。知识产权影响技术在国内或跨国扩散，这种作用的发挥取决于有关技术的特征，尤其是可被逆向开发的程度，以及受让方的技术吸收能力。
3、规制工人流动，激发创新系统活力
知识产权与创新的联系还表现在通过不正当竞争规则，依法规制技术工人流动行为，实现技术扩散与保护商业秘密间的平衡，这有助于激发创新系统活力，促进技术吸收。
（五）创新驱动发展前景展望
金融危机标志着一个新的缓慢增长时代开始了吗？创新驱动发展的引擎缺失了动力吗？乐观主义者承认世界经济仍在遭受后金融危机债务的拖累，同时看到创新支撑未来经济持续增长的潜力，对世界经济保持乐观。
首先，世界对开拓全球知识前沿领域的资源投入力度前所未有。中国作为创新国家的崛起，以及韩国在研发投入方面快速增长，将改变全球创新图景。
其次，创新对提高生产率和改变经济结构依然潜力显著。如ICT对经济增长作出了很大贡献，以人工智能为中心的下一代ICT创新更是令人充满期待；还有很多其他领域也具有推动未来经济增长的潜力，除报告中着重研究的3D打印、纳米技术和机器人外，基因工程、新材料、可再生能源等也潜力巨大。
另外，新技术极大地改进了推动科学发现过程的研究工具，尤其是信息通信领域大数据分析和复杂模拟，为众多技术领域深化研究开启了崭新的大门。
与乐观主义者形成对照的是，一些经济学家对未来几十年“领头羊”能否取得与二战后时期的经济增长充满疑虑。人口结构变化和其他因素使发达经济体陷入“长期滞涨”，经济缺乏持续增长潜力。尽管创新仍将对未来增长具有重要作用，但经济增长疲弱可能会自我实现：企业对新技术创造的投资机会犹豫不决，长期失业意味着个人技能丧失或不去学习，新创企业减少可能使经济结构转型放缓。危机前良好的生产率增长势头出现下降趋势。有研究表明，发达经济体的增长潜力于21世纪初开始下滑，而这主要源于生产率增长下降。
除“长期滞涨”观点外，悲观主义阵营还对创新推动未来经济增长的潜力表示怀疑。在他们看来，ICT对于增长的贡献已很大程度上实现，目前具有重要意义的创新尚未出现；增加劳动力参与度的创新空间较小，甚至发达国家人口结构的变化还会导致劳动力参与度下降；拓展知识边界的努力也更加困难，因为“低挂的果实”已经被摘走。
最后，某些经济学家从统计方法上质疑技术创新对社会福利收益的贡献，认为现有的GDP测算框架错误地衡量了新技术的真正影响。尤其是很多新技术研发代价高昂，一旦研发成功，生产成本相对低廉，甚至免费复制，由此可能提高了社会福利但对经济增长贡献有限。
二、历史上的突破性创新与知识产权体系
从技术进步贡献和促进经济转型的影响来讲，飞机、抗生素和半导体可谓20世纪最重要的创新。以此为例，报告考察了不同种类的知识产权在保障研发投资收益、促进技术市场和新技术的扩散方面如何发挥作用，以及知识产权体系如何根据技术和市场需求的特性进行自我调节和适应。研究得出的主要结论是：创新者常常依赖知识产权制度来保护其创新成果，通过保障研发收益，知识产权对激励创新发挥重要作用；创新系统的繁荣有时是隐性或显示知识共享机制的结果，通过许可或转让，知识产权促进了知识共享，推动了新技术的商业化和后续创新；知识产权体系自身会去适应新技术的发展；这三个领域的创新者更倾向于在创新活动活跃的高等收入国家寻求专利保护。
（一）飞机
大多数学者在研究飞机历史时很少将专利作为重要的竞争或技术策略。不可否认，很大程度上出于国防的需要，国家需求和干预在飞机产业发展中发挥着关键作用。这也使得飞机行业在20世纪知识密集型产业中独具一格。虽然难以量化评估，但专利在飞机产业发展初期扮演着重要角色。
专利在一定程度上帮助了早期发明者们获得投资回报，并促进了技术向他国传播。早期发明者们申请专利并积极推动专利商业化，这有效阻止了他人“搭便车”，维持了早期发明者的竞争力。通过专利许可或转让，使发明者在获得收益的同时，也促进了专利技术的传播。但是并没有有力证据证明公开专利文件对创新传播很重要。
发明者也会以发起知识产权诉讼的方式巩固其竞争优势。莱特兄弟就成功地在国内通过诉讼打击了对手，这得益于美国法院对其飞机发明专利的宽松解释，而在德国和法国，法院倾向于更为严格地解释专利和适用法律。
一些国家尝试通过建立专利池促进飞机产业发展。为鼓励飞机大规模生产，美国1917年就建立了飞机制造协会（theManufacturer’s Aircraft Association，以下简称MAA）。MAA是一个专利池，每个成员都必须向其他成员授权飞机结构相关专利（不包括工具和引擎）。专利也可以许可给成员外的对象，但必须保证给予成员的条款更为优惠。那些不在MAA范畴内但作为国家项目成果的专利，必须免费许可给联邦机构。MAA对美国飞机产业发展有诸多助益，包括消除被诉风险、削弱了产业内专利的排他权等等，其影响是难以计算的。德国也曾通过德国飞机制造商协会建立飞机产品的专利池。
（二）抗生素
在不同种类抗生素的历史中，知识产权发挥了不同的作用，事实证明了知识产权保护的潜力和局限性。有些科学发现和生产方法被授予了专利，另一些则没有。尽管常被忽视或低估，商标也在其中发挥着系统化的作用。另外，在知识产权体系激励创新的同时，抗生素领域的突破创新也同样塑造着知识产权体系。
通过保障发明者的经济利益来鼓励创新是专利制度的一大目的。虽然在青霉素的发明中专利没有发挥出激励作用，但对后续抗生素药物的发展其作用则日渐明显。除专利外，运用商标来保护品牌知名度也是一种有效的战略，企业也开始积极地运用商标来巩固和延长他们的市场地位。
专利制度的另一个目的是促进信息披露，提供信息披露的框架有利于协同创新，比如早期半合成的青霉素就是在专利的促进下，由学术界和产业界合作产生的。
科学、技术、法律和公司战略共同演进。通过创造能力和利润促进后续创新，以及通过塑造专利法、专利标准和公司专利战略，抗生素革命帮助了现代专利密集型制药工业的建立。
（三）半导体
半导体创新伴随着密集的专利使用。专利大多是被用作关键技术共享的有效途径，而信息披露、技术共享和诉讼的减少促进了创新的积累和扩散。其专利制度发展分为四个阶段：
第一阶段（1900-1940年）：与专利相关的个体研究。这个阶段发明者将发明作为科学论文出版，也申请专利，但专利较少被商业利用，更多用作知识的积累。
第二阶段（1940-1980年）：专利均衡和广泛的交叉许可。专利权人并不利用专利保持技术或避免竞争，专利或者用于交叉许可或者有意不实施，如初创公司使用现有半导体技术来做后续创新。
第三阶段（1980-1984年）：特别权利的创制。作为工业政策和技术的多变性质的结果，创新和知识产权模式受到削弱。美国和日本开始给予本国企业更多优惠待遇，两国芯片企业进行了长达十年的专利战，半导体造假指控出现，这些都导致了特别权利被创造出来，但收效甚微。
第四阶段（1984年至今）：从20世纪80年代初起，在美国及海外，半导体行业专利化以超出预料的加速度演进。立法以及芯片设计产业的独立都促进了这个变化。此外，专利也逐渐被用来阻止潜在进入者和竞争对手,并为后续创新构成了障碍，专利劫持开始兴起。专利越来越多地被防御性地申请，以避免被诉专利侵权的风险。
三、当前具有突破性潜力的创新与知识产权态势
从发展趋势看，3D打印技术、纳米技术和机器人技术都具备若干通用技术特征和广泛应用前景，具有突破性创新潜力。这三项技术领域主要依靠专利保护，同时科技分享与交流对相关领域的创新产生新的影响。其中，软件正在成为许多新技术的重要组成部分。此外，由于知识工人的流动性提高，商业秘密越来越成为一种重要的知识产权保护形式。必须指出的是，随着低成本的3D打印技术的出现，使通过工业设计或其他知识产权保护的东西更易于复制，可能使知识产权制度执行更加困难。
（一）3D打印
未来成熟的3D打印技术，具有快速成型、节约时间和金钱、降低库存产品、优化设计、个人定制等多方优势。同时不同原材料的引入，使得3D打印技术的应用范围不断扩展，以低成本实现商品的小批量生产，如仅在航空部件维护领域3D打印技术可以节约34亿美元。据相关机构的统计，未来3D打印技术的市场将达到千亿美元级别。
各国积极构建3D打印创新生态圈，中国已进入第一梯队。目前3D打印技术主要集中于美国、德国、日本和中国，近几年尤其集中于美国和中国。3D打印行业占据主导地位的企业为美国的Stratasys和3DSystems，其次为中国太尔时代等。
3D打印技术专利分布方面，美国相关专利拥有量占60%以上，中国和欧洲合计占比40%-60%，同时两项基础专利（Hull的立体平板印刷进程技术和ScottCrump的熔融沉积成型技术）分别于2004年和2009年到期，到期的专利与开源相结合，方便了技术的共享与扩散，进一步促进了3D打印市场的快速发展，当然还有很多技术是落在其他知识产权保护范围之内。同时工业级和个人级的3D打印技术正在逐渐竞争和融合，工业级企业也开始推出个人业务。
（二）纳米技术
当前最有前途的纳米材料分别为富勒烯、碳纳米管和石墨烯。其中富勒烯最有前途的应用在于有机电子器件和生物科学，碳纳米管目前主要应用于薄膜电子产品，石墨烯已经具有了大量的专利，但是主要瓶颈在于大批量的制造和转移技术。电子器件的进一步小型化、增容化则很可能依赖于碳纳米管和石墨烯技术。政府
政策支持方面，主要是资金的支持、创新奖项的激励、税收政策方面的刺激等。纳米技术的主要研发者包括政府机构、科研院所、大中小企业等，共同促进资本和知识的流动。在纳米技术的研发投入方面，仅2012年就超过了100亿美金，其中投入最多的是美国、日本和德国，占据了70亿美金以上。统计表明，大公司的专利技术往往会作为技术领域的关键节点，带动技术整体的发展。
目前，主要发达国家纳米技术知识产权占据先发优势，中、韩抢抓后来居上时机。纳米技术相关专利最早申请国家主要为美国和日本，近几年中国和韩国的数量快速提升，成为主要申请国家。一方面，专利等知识产权作为纳米技术等高新技术领域的核心优势，同时多领域的纳米技术相结合会远高于单一领域的价值；另一方面，由于自然界存在的一些天然材料，导致了纳米技术的范围界定方面也存在司法困难，而拥有纳米技术的企业更多时候希望其成为商业秘密而不是专利，因此专利并不能代表全部的纳米技术。
（三）机器人
机器人技术应用广泛，尤其是自动化机械臂已经应用了几十年，主要优势是提高生产效率、降低成本、高危场合应用等。当前机器人的两大方向分别为远程机械操纵类和自动化机械臂类，从早期的单一化到目前的以自主性和互动性为主的机器人的发展，有效地将新材料、人工智能、遥感、目标识别和信息处理等多学科融合为机器人的核心技术，特别是软件和人工智能将成为机器人的核心技术。
当前机器人创新领域扩展迅速，核心技术集中于发达国家。当前机器人的创新体系主要体现在少数拥有机器人核心技术国家及机器人产业集群，主要为美国、以德国法国为代表的欧洲、日本以及快速发展的韩国和中国。其中中国的机器人专利在2011年已经上升到了25%。另一方面，高层次的协作和密集研究的机器人创新生态系统包括个人、科研机构和企业等构成的合作网络。而未来机器人的普及化和标准化将成为趋势，其中中国已经成为机器人在亚洲最大的市场。在这当中，政府扮演的角色主要是：资金扶持、补贴；公共采购；建立专门机构和研究网络；完善竞赛奖励机制；协作开发并鼓励技术转让等。
目前机器人的创新已经逐渐从工业转向各个技术领域，医疗为新兴应用领域。相关专利主要为公司保护自身核心技术，寻求投资和自我防御，很多大型公司认为复杂的核心技术作为商业秘密的价值可能更高于专利，与员工的保密协议同样占据很重要的地位。
译自：World Intellectual Property Report：Breakthrough Innovation and Economic Growth, November 2015 by WIPO
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