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引子生物芯片技术是21世纪科学技术迅速发展的制高点是各国要点迅速发展的新兴技术 根据世界7894项专利，运用s增长曲线模型实证研究了世界生物芯片产业技术的快速发展阶段，为各国的快速发展阶段制定中国新兴产业技术的快速发展计划提供了决策参考。 结果表明，美国在世界生物芯片技术主导设计中具有先驱特征日本和韩国生物芯片技术发展迅速的德国和法国生物芯片技术萌芽期短，技术消化吸收能力和自主研究开发能力强。 中国生物芯片技术的迅速发展还很慢，增长时间从2006年到2022年，与其他主要技术拥有国有一定差距 生物和新闻技术是21世纪科学技术迅速发展的制高点，两者融合形成的生物芯片技术具有战术新兴技术的显着特征 具体而言，生物芯片技术支持《十二五》国家战术性新兴产业快速发展计划》中提到的微机电系统mems和高性能诊断医疗设备，是战术性新兴产业的重要支持技术 从1994年昂飞企业( affymetrix )商业化的第一批生物芯片开始，美国就领导了世界生物芯片产业的迅速发展，拥有世界生物芯片技术专利的40% 德国、日本、韩国、瑞典等国在生物芯片技术行业也发展比较迅速 中国的达安基因、博奥生物企业在生物芯片行业发展迅速，但总体上中国生物芯片技术的迅速发展影响很大 因此，考察生物芯片技术的快速发展阶段，研究中外生物芯片技术的快速发展阶段，对制定中国新兴产业技术的快速发展计划、实现新兴技术的跟踪和快速发展具有重要作用 技术是知识经济时代经济迅速发展的核心驱动力和战术性新兴产业迅速发展的重要因素 学术界一般将一国的技术水平和世界级的技术水平面向研究，但这种静态的研究方法不利于制定提高技术水平比较有效的战术 技术成长曲线模型最初是描述技术进步和扩散的动态模型，也称为s曲线模型 通过s增长曲线模型评价当前技术所处的阶段，预测技术达到饱和状态所需的时间，经常应用于技术的快速发展研究，是考察新兴产业技术的增长曲线，预测增长的方法 1、研究方法1.1 s增长曲线模型技术生命周期是技术增长理论的建模，学术界经常使用gompertz曲线模型和logistic曲线模型具体演绎技术增长过程 这两个增长曲线模型的第一思想是根据历史数据反映技术的进化投影预测未来的快速发展 技术的成长过程是动态的进化过程 因此，对新兴技术的迅速发展阶段和速度的评价很重要 基于技术生命周期理论的s曲线模型为评价技术快速发展阶段提供了实践途径。 利用技术增长模型可以客观地演绎新的技术生命周期和技术增长速度 logistic模型和gompertz模型各有优劣，需要根据现实情况进行选择 因为新兴技术大多处于生命周期的引进期和成长时间，所以为了使拟合曲线的斜率变大，不成为新兴技术的成长时间模拟结果的误差，选择了logistic模型进行了实证拟合 logistic模型是对称生长曲线的代表，在数学式的表现中如式(1)所示与fisher-pray曲线一致 s曲线模型假设时间序列为因素变量 模型有三个参数α、β和l y表示技术累积的特征，一般是技术专利申请或授权的年累积数。 α表示技术成长曲线的斜率β是s曲线的拐点(也称为inflection point、midpoint )，表示成长曲线的拐点，也是技术成长速度最快的点 s曲线是关于反曲点的对称模型，代表了技术增长的饱和值，即技术累积特征的极限值 参数α和β决定技术生命周期曲线的形状 [l*10%，l*90%]是技术成长阶段，不足l*10%的阶段对应技术生命周期的引进期，超过l*90%的阶段对应技术生命周期的成熟期和衰退期 1.2数据源本文选择欧洲专利局( epo)patstat数据库收集全球生物芯片技术的专利数据 欧洲专利局保留了世界80多个国家的6000万件以上的专利记录，是现在范围最广的专利数据库 生物芯片以(1)包括DNA芯片、蛋白质芯片、包括组织芯片的微阵列芯片( microarray )这两种类型的(2)毛细管电泳芯片、pcr反应芯片、介电电泳芯片的各种微细结构为基础 根据生物芯片技术分类使用关键词检索，具体为“标题+摘要= biochipormicroarayormicrofluidicorlabonchiporbiomems” 为了确保关键词选定的科学性，联系相关行业的专家，最终明确5个关键词 基于关键词检索，获得了1991-年全球生物芯片技术相关专利7，894项 其中，biochip 1 360项、microarray 1 688项、microfluidics 4 815项、lab on a chip 69项、biomems 3项、其他41项是关键词重复计算的专利数量 表1基于不同关键词的全球生物芯片技术专利数生物芯片技术专利可以追溯到1990年 1998--年到1998-年的专利数量很少，从1998年开始年专利数量迅速增加，年间达到高峰，年专利数量稳定 按国家统计全球生物芯片的专利分布(参照图1 ) 其中，美国作为技术初国拥有最多的生物芯片专利，共计3 188件，占专利总数的40% 韩国911件、日本779件、中国(内地) 735件、德国413件、法国233件、台湾220件、荷兰155件、英国131件、加拿大128件、瑞典123件，这些国家和地区有生物芯片专利7，016件，为专利 总体来看，美国在生物芯片技术行业处于领先地位，其他国家和地区的生物芯片技术专利数量较少，新兴的生物芯片技术需要更迅速地发展 图1生物芯片技术专利国别分布情况2生物芯片产业技术快速发展阶段分解2.1全球生物芯片技术快速发展阶段分解loglet lab软件是1994年美国洛克菲勒大学为了拟合logistic曲线模型而开发的 logistic曲线模拟可以考察技术成长阶段和进化期间，推算技术成长速度，评价技术生命周期的对应阶段 使用软件迭代法( iterative method )对logistic模型进行参数估计，估计饱和值l(saturation )、增长时间和反曲点( inflection point/midpoint ) 软件使用bootstrap方法明确参数值的置信区间和标准误差。 使用monte carlo方法重新采样拟合s曲线的残差，重复200次 每个参数拟合200个值，以拟合参数的最大值和最小值构成置信区间 用各参数的标准误差评价曲线拟合情况 加载到软件中数据x是时间变量，y是生物芯片专利许可的累积量 软件自动拟合的结果如表2所示。 表2生物芯片技术logistic生长模型参数软件在推测的拐点和生长时间之间得到了相应的生物芯片技术的快速发展生命周期阶段，如表3所示 生物芯片技术融合成长的logistic曲线如图2所示 表3全球生物芯片技术生命周期阶段图根据loglet lab拟合全球生物芯片技术成长s曲线实证结果，生物芯片技术成长时间为12年，反曲点为2008年，即生物芯片专利成长速度最快的时刻为22 从这一点出发，向前方、后方各推6年，生物芯片技术的成长时间为2003-年，该结论与专利趋势图的分解结果一致 1991年是第一个生物芯片相关专利的授权年，1991年至2002年的生物芯片技术处于突破期，对应于技术生命周期的萌芽期，这个阶段的专利申请量增加速度缓慢，只有少数公司在进行技术革新 第二阶段是2003-年，生物芯片专利数量迅速增加，生物芯片新兴技术正式进入新的技术轨道( technology trajectory ) 年以后，生物芯片技术的轨道稳定，技术主导的设计形成正在进行 根据logistic图表，年全球生物芯片技术处于成熟期 年以后，生物芯片技术的迅速发展有两种可能性: (1)进入技术轨道稳定期——成熟期，形成了技术主导设计，产品改善放缓，技术创新开始占据第一位。 (2)沿着现有技术轨道进行新的突破，如图3所示延长技术成长时间 图3新兴技术进化轨迹2.2各国生物芯片产业技术的迅速发展阶段是美国、日本、韩国、中国、德国、法国相关专利数量最多的6个国家 以上述6国生物芯片技术专利许可累积量为基础，使用logistic曲线模型进行loglet lab软件拟合的结果如表4和表5所示 表4各国生物芯片技术logistic成长模型参数表5各国的生物芯片技术生命周期阶段注:在各国引进期的时刻取得其专利优先权的时间表3根据logistic曲线模型拟合成长参数，然后 反曲点代表生物芯片技术快速发展期的中点，反曲点的位置和生长期综合反映了生物芯片技术快速发展的期间、速度和潜力 不同国家生物芯片技术引进期间的初始值如表4所示，依赖于具有专利优先顺序的时间 众所周知，各专利申请包括优先顺序时间 专利优先权的时间可以表示公司进入新兴技术的时间，即最接近新兴技术发明的时间 因此，本论文将不同国家第一个专利优先顺序的时间作为技术引进期间的初始值 图4美国生物芯片技术快速发展s图表5德国生物芯片技术快速发展s曲线图6日本生物芯片技术快速发展s曲线表3、表4及图4~9结合拟合结果 具体来说，美国、法国以及德国的生物芯片技术相当于增长期，技术的迅速发展速度快，而且美国的生物芯片技术的迅速发展速度是三者中最快的 美国在世界生物芯片产业中处于领先地位，其饱和值也远远大于其他国家，但其快速发展速度不是最快的，美国的特点是其进入时间快，技术创新基础好 日本、韩国在有六种重要生物芯片技术的国家中发展迅速，特别是日本 日本的生物芯片技术经过8.3年的快速发展期，进入技术的快速发展成熟期，技术主导设计逐渐形成，其他国家没有结束技术的增长时间。 这证明日本的自主研发创新能力和技术消化吸收能力很强。 日本生物芯片技术引进期的培育期为5年，美国作为生物芯片技术发明国的培育期为8年，法国、德国4年、韩国7年、中国6年 很明显，德国、法国及日本可以根据本国强大的技术创新能力，特别是自主研究开发和技术消化吸收能力，在最短时间内反应新兴技术，抓住新兴技术的迅速发展机会，迅速追赶技术发明国 图7韩国生物芯片技术合快速发展s图表8中国生物芯片技术快速发展s曲线与其他国家相比，中国生物芯片技术起步晚，最初专利优先权的时间为2000年 目前，中国的生物芯片技术处于快速发展初期，预计2022年以后将形成主导设计 从回归拟合曲线来看，证明了中国生物芯片技术发展迅速缓慢，中国自主开发能力弱，消化吸收能力与发达国家有一定差距 2009年以后，中国生物芯片专利数量的增加速度加快，以博奥生物为首的生物芯片公司迅速发展，带动了中国生物芯片技术的迅速发展 图9法国生物芯片技术的迅速发展s曲线3的结论和政策建议生物芯片技术是战术新兴产业的重要支持技术也是各国要点迅速发展的新兴技术。 目前，基于全世界的生物芯片产业技术快速发展阶段研究较少，本文利用s曲线模型，证实了全世界生物芯片产业技术的快速发展阶段，进行了中外分解。 研究结果表明，世界生物芯片产业技术处于增长时间，年以后技术轨道稳定，形成了技术主导设计 各国生物芯片技术专利数据实证研究表明，美国的技术特征是其进入时间快，技术创新基础好 多亏了强大的新闻产业基础，日本、韩国的生物芯片技术迅速发展 德国、法国生物芯片技术萌芽期短，技术消化吸收能力和自主研究开发能力强，我国生物芯片技术主导设计还没有形成，自主研究开发能力和消化吸收能力弱，其技术水平与发达国家还有一定差距 上述全球生物芯片产业技术快速发展阶段的实证研究，为中国战术性新兴产业技术快速发展管理决策提供了有益的启示: (1)产业技术创新应呈现融合与开放创新的特点，提高互补性资源的探索与整合能力 生物芯片技术的产生和迅速发展是基于生物技术和新闻产业技术的融合，即新闻技术和生物技术的互补和集成创新 日本、韩国能早日实现美国生物芯片技术的追求，受益于其强大的新闻产业基础，领导日韩两国生物芯片技术迅速发展的领导公司是日立、三星这样的新闻行业巨头。 (二)加大政府对新兴产业技术的投资力度，设立专业投资基金支持生物芯片产业的迅速发展 近五年来，中国生物芯片产业专利数量的增长速度加快，以博奥生物为首的生物芯片公司发展迅速 中国生物芯片产业与美国的相似之处在于新兴技术被中国博奥生物、美国昂飞企业等新创公司所掌握 但是美国新创公司有良好的融资渠道，风险投资和政府专项资金充足，中国风险投资和新兴产业专项投资基金不足。 (三)加强产学研合作，支持大学技术转移 无论是具有先驱特征的美国，还是具有较强消化吸收能力的日韩两国，生物芯片产业技术的迅速发展都得益于产学研合作 中国博奥生物企业与清华大学开展研究开发合作，前者已经具备良好的自主创新能力 但是，中国生物芯片产业的迅速发展需要越来越多具有自主创新能力的公司的支持，从而可以尽快形成产业技术主导设计，推动产业升级。 (4)推进商业模式创新，扩大生物芯片技术应用行业 生物芯片技术是一种通用技术，有良好的应用前景 当今世界生物芯片技术处于增长时间，主导设计初步形成 这是良好的快速发展机遇中国应该大力培养自主创新和消化吸收能力，创新商业模式，争取后发特征 (本文转自:《科学技术进步与对策》年第十期)作者介绍:李腿、江苏大学财经学院讲师赵玉林、武汉理工大学经济学院教授原标题:《李腿赵玉林:全球生物芯片产业技术快速发展阶段比较研究》 。
