創(chuàng)新是發(fā)展的第一驅(qū)動力，城市間的競爭總是圍繞著金融、貿(mào)易、科技、文化等領(lǐng)域展開，最后卻都可以歸結(jié)到創(chuàng)新。而科技創(chuàng)新，無疑是其中決定性的一環(huán)。如果我們用相對客觀且便于量化的專利申請數(shù)據(jù)來觀察，6年時間國內(nèi)專利申請數(shù)量增長了600%。

中國城市在科技創(chuàng)新方面具有怎樣的空間格局？上海，又在其中處于什么樣的位置？高校、研究院所、政府、企業(yè)……又是誰在支持著上?？苿?chuàng)？

▍中國城市專利創(chuàng)新的空間格局

根據(jù)國家知識產(chǎn)權(quán)局公布的專利申請信息，按照時間和申請人/單位所在的城市，我們對各個城市歷年的專利申請數(shù)量和增長情況進行了匯總統(tǒng)計。（為了排除疫情影響，分析的時間窗口選在了2014-2020年。同時為了盡量貼近“科技創(chuàng)新”這個概念，下文在分析時排除了所有外觀設(shè)計類的專利申請項目。）

從每年專利申請的數(shù)量來看，從2014-2020的幾年間，國內(nèi)專利申請數(shù)量達到了6倍以上的增長。

而專利申請的空間分布其實頗為集中，每年前20強城市的專利申請數(shù)之和，就已經(jīng)超過了當年全國總量的一半。下表我們列出2014年和2020年的前20強城市，并列出了各個城市的這幾年的增長幅度和位次變化情況

從專利申請數(shù)量來看，北京、深圳、上海和蘇州是穩(wěn)定的第一梯隊，廣州和杭州在2014-2020年經(jīng)歷了高速追趕，正在逐漸接近第一梯隊。榜單的中后段，武漢、東莞、佛山和鄭州，雖然專利申請總量與第一梯隊仍有差距，但增速也十分亮眼。

有意思的是，與以金融、時尚等產(chǎn)業(yè)發(fā)達的大眾固有印象不同，上海作為第一梯隊的成員，具備非常強力的科創(chuàng)底蘊與動能。

在科創(chuàng)圈流行著這么一句話：“在中國，只有上海這座城市，既能造飛機，又能造汽車，還能造火箭和大型郵輪。”

在直觀的專利申請數(shù)量之外，更多的掩藏在水下。以基礎(chǔ)研究為例，截至目前，目前上海布局的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施共17個，2021年，全社會基礎(chǔ)研究投入達177.73億元，占研發(fā)投入的比重近10%，較5年前翻了近一番。

在產(chǎn)業(yè)方面，也有別于刻板印象，集成電路、人工智能、生物醫(yī)藥三大產(chǎn)業(yè)正在成為上海的創(chuàng)新高地。集成電路工藝、裝備材料等關(guān)鍵核心技術(shù)加速突破，并不斷涌現(xiàn)著創(chuàng)新成果。

盡管發(fā)展水平上參差不齊，但上海擁有研發(fā)、制造、銷售、應(yīng)用、全球要素配置能力等創(chuàng)新鏈上的幾乎所有功能。多種因素匯聚之下，上海似乎探索出了一條有別于其他城市的科創(chuàng)新路徑。

此前，在“十四五”規(guī)劃中明確提出，上海要建設(shè)具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心，從數(shù)據(jù)來看，具有非常堅實的基礎(chǔ)。然而，要高效完成這個目標，仍有幾個基本問題需要厘清，才能真正看清這座城市的科創(chuàng)現(xiàn)狀。

誰在支撐上海的科技創(chuàng)新？目前上海的創(chuàng)新效率如何？上海的創(chuàng)新格局有何特點？

▍誰在支撐上海的科技創(chuàng)新？

科技創(chuàng)新和專利申請，誰是主力軍？

從專利的申請人來看，主要分為三大類：個人、企業(yè)和高?？蒲袡C構(gòu)。

在傳統(tǒng)觀念中，高?？蒲袡C構(gòu)代表了基礎(chǔ)科學的前沿和部分前沿科學的實際應(yīng)用，應(yīng)該是科技創(chuàng)新中的基礎(chǔ)力量。

而各種科技企業(yè)面對的是激烈的市場競爭環(huán)境，投入科創(chuàng)和專利研發(fā)，有助于在競爭中殺出重圍，應(yīng)該也是科創(chuàng)中的生力軍。那么數(shù)據(jù)上的表現(xiàn)是怎樣的呢？

先來看看國際上的普遍情況，根據(jù)國際知識產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）2020年的報告，專利申請者中企業(yè)都是絕對的主力，全球平均占比超過85%。

圖片來源：WIPO: PCT Yearly Review 2020

上圖列舉了2020年部分發(fā)達國家的情況，鄰國日本專利申請人中的企業(yè)占比甚至高達96.1%。而高校占比在各國有一定差異，從5-10%不等。

根據(jù)WIPO在后續(xù)年鑒中披露的數(shù)據(jù)，全球?qū)＠暾堉械钠髽I(yè)占比在2020年之后仍在繼續(xù)提高，2022年底時已提升至87.6%

在中國，也存在相同的趨勢，我們梳理了各主體在專利申請人中的占比情況（主要梳理了企業(yè)和高校占比，圖中未著色部分代表個人申請專利），如下圖所示：

可以看到，在中國的專利申請（不含外觀設(shè)計）中，高校相關(guān)的項目始終穩(wěn)定在10-15%，略高于前面列舉的部分發(fā)達國家。企業(yè)占比則逐年上升，從2014年的63%，提高到了2020年的75%，大大縮小了與國際水平的差距。

那么，各個城市的專利申請主體構(gòu)成是否存在差別呢？我們再將2020年的數(shù)據(jù)詳細拆分到各個城市：

不難發(fā)現(xiàn)，高校研究機構(gòu)的專利申請占比在城市之間的差異很大，從1.3%到33%不等，這與高等院校在城市間分布的不均等有很大關(guān)系，比如深圳、蘇州、東莞、佛山等城市，由于高等院校相對較少，自然高校專利申請占比也很低；而南京、武漢、西安等省會則正相反，高等院校數(shù)量眾多，其中985、211等一流名校也不在少數(shù)，因而高校對專利申請的貢獻比例較高。

了解城市間專利申請主體的構(gòu)成差異之后，在同一個城市內(nèi)，高校和企業(yè)，在科技創(chuàng)新和專利申請方面各自又扮演著什么樣的角色呢？我們使用上海市2020年的數(shù)據(jù)，并結(jié)合一些本地高校和企業(yè)的案例，希望能通過觀察得到一些啟發(fā)。

首先來看高校，上海有不少名校：復旦大學、上海交通大學、同濟大學等等，同時中國科學院也有不少下屬研究所設(shè)立在上海，匯總上海的高?？蒲性核暾垖＠那闆r，如下圖所示：

作為工科強校的上海交通大學，在專利申請方面一馬當先，其后是同濟大學。中科院下屬各研究所緊隨其后，也有非常高的申請數(shù)量。一些看起來不是那么知名的院校，例如上海應(yīng)用技術(shù)大學、上海工程技術(shù)大學，因為非常聚焦于技術(shù)和具體領(lǐng)域，實際專利產(chǎn)出也并不少。

上面的10家高?？蒲性核?，年專利申請均在500件以上。而同期的上海企業(yè)中，能達到500件以上的僅有三家，能超過100件的僅100家左右。上海交通大學的專利申請數(shù)量，與同期的國內(nèi)科技巨頭企業(yè)相比也毫不遜色。從專利申請數(shù)量來說，高?？蒲性核哪芰κ瞧胀ㄆ髽I(yè)的數(shù)倍乃至數(shù)十倍。

從這個角度出發(fā)，擁有高校與科研院所的數(shù)量，直接決定了一個城市的科創(chuàng)能力下限。上海所擁有的高校體量，本就具備優(yōu)勢，而在補全科研院所體系后，科研能力的“底線”在不斷抬升?！?022上?？萍歼M步報告》曾披露過數(shù)據(jù)，國家重點實驗室、國家科創(chuàng)基地不斷在上海聚集，后續(xù)還有上海量子科學研究中心、上海清華國際創(chuàng)新中心、上海浙江大學高等研究院等新血涌入。

如果進一步觀察高?？蒲性核膶＠暾堫I(lǐng)域，如上圖所示，不同學校申請的專利與本校的優(yōu)勢學科有較高的關(guān)聯(lián)性。同時，相對于企業(yè)，高?？蒲性核捎谟袕姶蟮目蒲凶鳛橹С?，申請的專利中有更高比例是基礎(chǔ)科學和通用技術(shù)領(lǐng)域，又或是臨床醫(yī)療這類對公共福利有更大影響的領(lǐng)域。

具體來看，上海國際科創(chuàng)中心建設(shè)的內(nèi)核支持，在這一維度落在了張江綜合性國家科學中心。在張江，上海擁有全球規(guī)模最大、種類最全、綜合能力最強的光子重大科技基礎(chǔ)設(shè)施集群，產(chǎn)出了一批國際領(lǐng)先的原創(chuàng)成果。在張江建設(shè)的李政道研究所，上海腦科學與類腦研究中心、上海清華國際創(chuàng)新中心等一批高水平的研究機構(gòu)，為原始創(chuàng)新策源提供了重要支撐。

截至2022年，上?？茖W家在《科學》、《自然》、《細胞》科研領(lǐng)域三大“頂流”期刊共發(fā)表120篇論文，占全國總數(shù)的28.8%。這些表現(xiàn)和成績都證明，高校在整體科技創(chuàng)新中，承擔了更加基礎(chǔ)和公益性的工作。

下面我們再來看企業(yè)的專利申請情況，上海相比于北京，專利并不是集中在少數(shù)龍頭企業(yè)，而是廣泛分布在各個行業(yè)、各種規(guī)模、各種屬性的企業(yè)中，即使是專利申請量前1000的企業(yè)，其申請總數(shù)也僅占到全市總數(shù)的57%，在北京，這個數(shù)字是80%。下表我們簡單列舉了一些比較有代表性的企業(yè)：

可以看到TOP1000的代表企業(yè)中，既有國網(wǎng)上海電力、寶冶集團等大型國有企業(yè)，也有明略、商湯等民營企業(yè)。

企業(yè)申請專利基本都與自身的主營業(yè)務(wù)相關(guān)，不同于高校，更加接近應(yīng)用層面，且越是在細分領(lǐng)域深耕的企業(yè)，專利成績會更加突出。

在絕對值之外，時常會涌現(xiàn)出某一領(lǐng)域的行業(yè)“冠軍”。比如一些新興行業(yè)的領(lǐng)跑者，比如位于上海的螞蟻區(qū)塊鏈公司。受限于發(fā)展時間，在我們的樣本期內(nèi)，對比其他行業(yè)的每期專利申請數(shù)絕對值不高。

然而，國家知識產(chǎn)權(quán)局知識產(chǎn)權(quán)發(fā)展研究中心今年發(fā)布的《全球區(qū)塊鏈專利狀況研究》報告，螞蟻集團在區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域的專利授權(quán)數(shù)量全球第一。在所處行業(yè)內(nèi)，卻是名副其實的“巨人”。

來源：國家知識產(chǎn)權(quán)局《全球區(qū)塊鏈專利狀況研究》報告

從企業(yè)看，上海的科創(chuàng)動能不斷增強。2022年，上海新增高新技術(shù)企業(yè)超2.2萬家，同比增長10%，科創(chuàng)板上市企業(yè)81家，位列全國第二，募集資金數(shù)額居全國第一。

高校偏向基礎(chǔ)科學和通用技術(shù)研究，而企業(yè)更側(cè)重應(yīng)用，兩者可以相輔相成。還是以螞蟻區(qū)塊鏈為例，其在區(qū)塊鏈領(lǐng)域?qū)＠邪l(fā)領(lǐng)先全球，不是閉門造車的成果。多年來，上海交通大學、華東師范大學等上海本地高校團隊與其在區(qū)塊鏈領(lǐng)域的深入合作，每年都能聯(lián)合申請數(shù)十項專利。這些基礎(chǔ)科學的專利，又更好支持了應(yīng)用層面技術(shù)的發(fā)展。

如果我們匯總上海每年由高校和企業(yè)聯(lián)合研發(fā)的專利申請數(shù)量，可以看到，在城市層面，校企合作也呈現(xiàn)非常明顯的上升趨勢。

總的來看，企業(yè)是支撐上?？苿?chuàng)的主力軍，高校在專利總量上占比不高，卻是基礎(chǔ)性的支持力量。而更高效的科技創(chuàng)新，則需要校企合作，相輔相成。

▍創(chuàng)新效率和專利創(chuàng)新模式

創(chuàng)新，也正在成為城市的主流敘事。在完成從工業(yè)時代向數(shù)字時代轉(zhuǎn)型的當下，科技創(chuàng)新，無疑代表著未來一段時間內(nèi)的核心競爭力。

除了專利申請數(shù)量，在越來越需要高效率發(fā)展的當下，科創(chuàng)的投入產(chǎn)出效率也是一個重要的指標。從企業(yè)層面也許可以通過具體的研發(fā)項目的投入產(chǎn)出來計算，而對于一個城市，是否也可以利用專利創(chuàng)新數(shù)據(jù)來量化科創(chuàng)效率，構(gòu)造類似“城市創(chuàng)新效率”這樣的指標呢？

我們做出下面的嘗試：

城市創(chuàng)新效率指數(shù)=

當年該城市企業(yè)申請專利總量÷當年該城市存續(xù)企業(yè)注冊資本總和

統(tǒng)計2020年每個城市由企業(yè)申請的專利數(shù)量，同時統(tǒng)計2020年該城市存續(xù)企業(yè)的注冊資本規(guī)模之和，兩者相除代表了單位注冊資本的企業(yè)能產(chǎn)生的專利申請數(shù)量，用這個指標近似作為城市創(chuàng)新效率的度量。

通過這種計算，可以得到主要城市2020年的創(chuàng)新效率指數(shù)，經(jīng)過排序后結(jié)果如下表所示：

出人意料的，創(chuàng)新效率指數(shù)最高的城市，是蘇州、無錫、東莞、佛山等城市，除蘇州外的第一梯隊城市效率反而在榜單的中后段。而在第一梯隊城市中，上海的效率則明顯高于北京、廣州、深圳和杭州。

怎樣去理解這樣的結(jié)果？科技巨頭、大型國企所在的城市，創(chuàng)新效率反而低嗎？我們可以從專利申請在企業(yè)間的分布特征一窺端倪。

將所有申請專利的企業(yè)，按照當年申請數(shù)量從高到低排序，分別計算TOP1、10、100、1000的企業(yè)申請數(shù)占城市總申請數(shù)的比例，就可以了解城市內(nèi)部專利申請在不同企業(yè)間的分布情況，如下表所示：

可以看到，深圳、杭州、北京的TOP1和TOP10企業(yè)，對城市專利申請總數(shù)的貢獻非常大，頭部企業(yè)的明星效應(yīng)非常顯著，這與大部分人的直觀感受也一致，這三個城市正好是BAT三巨頭總部所在，而這幾家巨頭企業(yè)也是當?shù)貙＠暾埖拇髴簟?/span>

而與之形成對比的是上海、廣州和蘇州，頭部企業(yè)在專利申請中的占比較低，呈現(xiàn)出了更加厚尾的特征，不同企業(yè)間專利申請數(shù)量差異較小，同時參與科創(chuàng)和專利研發(fā)的企業(yè)分布更加廣泛。

對比這張表和之前的效率榜單，不難發(fā)現(xiàn)，科創(chuàng)效率指數(shù)較高的城市，都是專利申請分布更加厚尾的城市。這與我們的指標構(gòu)建方法有關(guān)，因為我們考察的是單位注冊資本產(chǎn)出的專利申請，因此會偏向更加產(chǎn)業(yè)集群化、中小企業(yè)更多的城市，因為這些城市有更多較小體量企業(yè)在做科技創(chuàng)新。

那么依靠行業(yè)龍頭和明星企業(yè)的城市，是不是真的創(chuàng)新效率那么低呢？也不盡然。同為專利申請，在技術(shù)的難度和質(zhì)量上還是存在較大的差異性，而我們的指標沒法捕捉這種差異。龍頭企業(yè)和行業(yè)明星一般來說企業(yè)規(guī)模更大，資金積累更雄厚，能夠支持風險更高，更具前瞻性的技術(shù)創(chuàng)新。如果考慮專利質(zhì)量，上面榜單中城市間創(chuàng)新效率的差異可能會縮小。

▍科創(chuàng)上海，正在進行時

通過上面的分析，我們發(fā)現(xiàn)不同城市的科創(chuàng)格局自然而然分為了兩種模式：

一種是像北京、深圳、杭州這樣，擁有規(guī)模龐大的行業(yè)龍頭和明星企業(yè)，單個企業(yè)對于城市科技創(chuàng)新的貢獻非常大，并且可以承擔領(lǐng)域前沿技術(shù)的研發(fā)風險。從城市的科創(chuàng)支持政策來看，抓手很明確，繼續(xù)做大本地明星企業(yè)，并利用好龍頭企業(yè)對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的知識溢出和帶動作用。

另一種模式，就是上海、蘇州這類專利申請分布更加厚尾的城市。相對于“龍頭模式”，這種模式下的科創(chuàng)政策似乎更難著力，少數(shù)幾家企業(yè)對城市整體科技創(chuàng)新效率和科創(chuàng)水平的帶動能力有限，大多是在單一領(lǐng)域的“遙遙領(lǐng)先”。整體還是要依靠眾多中小企業(yè)，形成本地科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的集群。

對于這兩種模式，并無高下之分，都是不同城市選擇不同發(fā)展路徑的結(jié)果。對于政策部門來說，更重要的是結(jié)合城市科創(chuàng)格局，順勢而為，明確自身的作用。

以上海為例，一方面，政府作為最可靠的支持者，資源投入、人才引進和政策傾斜不可或缺，這些支持可以有效降低本地中小企業(yè)科技創(chuàng)新的成本，分擔研發(fā)風險。由于創(chuàng)新主體的分散，在這項工作上需要更加精準的信息收集，和更加細致深入的走訪。