本文是一篇企业管理论文，研究旨在构建专利丛林成熟度指数，测度特定技术领域中专利丛林的成熟度。为能够更加科学地测度专利丛林的成熟度并分析专利丛林的动态演进特征，首先，对已有研究中运用的定量测度指标和专利丛林特征表现进行归纳总结，为观测层指标的选取奠定基础；其次，考虑专利丛林的动态特征与静态特征，基于数量、结构、活跃度三方面特征，共选取 6 个观测层指标，并利用主成分分析法确定权重，构建专利丛林成熟度指数；最后，选取特定技术领域，依托新兴的专利数据库，运用时间序列分析确定特定技术领域进入专利丛林的时间节点。采用层次聚类分析，将专利丛林成熟度指数作为聚类指标，选择适当分类距离，对演进阶段进行划分，并对各阶段的阶段特征进行具体分析，揭示专利丛林在演进过程中的特征变化。
1 绪论
1.1 研究背景及意义
近年来，随着专利逐渐从传统的保护手段演变为新兴的竞争工具，全球范围内专利数量呈现爆发式增长的态势，专利的重要性日益凸显。我国在《2006-2020 年国家中长期科学和技术发展规划纲要》中重点强调，要大力提升国家自主创新实力，加快建设一批拥有自主知识产权，具有国际竞争力的企业。在国家政策的引导下，以企业为首的各类组织加大研发力度，专利活动愈发频繁，纷纷进行专利申请，提升技术优势和竞争力。而新技术的研发阶段，往往会涉及到已授权的相关技术，因此极易陷入众多技术专利的包围。随着专利之间的技术联系日益复杂化，大量专利趋于密集分布，而且相关专利活动日益频繁，专利丛林由此产生。专利丛林突出表现为大量专利高度集中，而且专利权利要求模糊重叠，最初出现在半导体、生物技术、计算机软件等高技术领域[1]。
“专利丛林”一词最早是由美国加利福尼亚著名的专利法专家卡尔·夏皮罗提出的。在专利丛林中，部分授权的专利权利要求交叉重叠，导致一项技术的实施往往会涉及到另外一项或几项专利技术。随着技术构成的日益复杂化，专利权被大量授予，成为专利丛林产生的诱因。越来越多的企业开始重视专利布局，会在基础专利周围策略性地申请大量外围专利[2]。外围专利持续增多，由此形成了密集的专利网[3]；随着产品的更新换代加快，企业的专利活动逐步增多，这也导致专利数量持续增加[4]。加之知识产权制度环境较为宽松，国外企业广泛扩展专利布局，国内企业进行技术追赶，技术愈发复杂；同时由于专利审查不严格，涌现了大量低质量专利[5]，在多重因素相互作用下，专利丛林现象日益突出。
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1.2 研究内容
近年来，随着全球范围内专利数量的迅速增长，专利丛林快速涌现，并对技术创新产生深远影响，因此对专利丛林进行定量测度尤为必要。研究旨在构建专利丛林成熟度指数，结合多方面特征，对专利丛林的成熟度进行定量测度。在此基础上，运用多种分析方法，揭示特定技术领域进入专利丛林的时间节点，以及在不同演进阶段展现出的阶段特征。专利丛林中专利密集分布，专利数量持续累积，在不断演变的过程中积累了长周期的数据。利用时间序列数据，深入挖掘专利丛林背后的特征，能够反映特定技术领域专利丛林的演进情况，为后续研究特定技术领域的发展方向奠定基础。
结合专利丛林呈现出的静态和动态特点，总结出专利丛林的三方面特征，即数量、结构、活跃度特征。在数量方面，专利丛林中专利数量多，专利权人的数量持续增多，专利增长速度也表现出明显特征。在结构方面，专利密度持续上升，专利权愈发分散到不同专利权人手中，使专利丛林中的专利活动进一步增多，表现为专利交易和专利诉讼。由于这些指标可以进行定量测度，所以综合利用这些特征，采用主成分分析法确定权重，构建成熟度评价指标，对专利丛林从整体上进行分析。
选取特定技术领域为研究样本，运用构建的成熟度指数进行专利丛林成熟度评价。首先对于各指标进行描述性统计分析，分析专利丛林发展过程中相关特征的数量变化。然后，分别对提取的两个主成分以及成熟度指数进行时间序列数据分析，挖掘专利丛林在演进过程中明显的特征差异以及成熟度的发展变化情况，以此揭示特定技术领域进入专利丛林的时间节点。最后，对成熟度指数进行聚类分析，将特定技术领域专利丛林的演进阶段进行划分，并对不同阶段特征进行归纳总结。
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2 相关领域研究进展
2.1 专利丛林的研究进展
专利丛林（Patent Thickets）一词最早由 Shapiro 提出，是指专利交织重叠形成的类似生长茂密的灌木丛，因而被称为专利丛林，在半导体、生物技术、通讯、计算机软件等高技术领域正出现专利丛林[1]。目前专利丛林正从高技术领域向汽车零部件、家用电器等传统制造领域扩展，而且已经对企业技术研发创新产生重大影响，因此引起学者们的广泛关注。学者们纷纷探讨专利丛林的生成机制、量化表现、影响及应对措施等方面并取得积极进展。
2.1.1 专利丛林的成因及特征
专利丛林的形成往往由于多种因素造成，是研究的热点领域。技术专利的作用已从最早的技术保护手段演变成为保护手段及竞争工具。因此复杂技术行业中，企业倾向于大量申请专利以增强竞争实力，导致专利丛林的产生[13]。Harhoff 等研究表明技术复杂性和专利申请量的持续增加是专利丛林产生的重要诱因[14]。Hall 指出在累积型创新的产业中，企业出于传统动机或者站在战略高度都会选择大量申请相关技术专利，一方面扩大技术优势，提升市场地位；另一方面形成强有力的谈判成本以期降低技术引进的交易成本[15]。因此专利数量的急剧增多导致专利泡沫现象的日益严重，成为催生专利丛林的一个重要因素。
除大量申请专利外，复杂技术和专利权人分散化也会导致专利丛林的产生和加剧。起初专利丛林现象产生于累积性技术创新的行业[16]，在经历了一段时间发展后，专利丛林逐步扩散并出现在离散型技术行业[17]。尤其近年以来，企业日益重视专利布局战略，在核心专利周围策略性的申请改进型专利[2]。这些专利对基础专利进行包围，形成了稠密的专利网，导致部分企业在实施专利时难以避开外围障碍，深陷专利丛林的困境中[3]。在这些专利网中同时存在大量低质量专利，也会导致专利丛林问题的加剧。专利权的分散也是另外一个重要因素，Clarkson 指出，当专利权被分散到各企业专利权人时，各专利权人所在企业竞争激烈，专利丛林现象随之严重[18]。当一个技术领域中专利被众多专利权人持有，就会导致专利分散，由于实施新技术需要众多专利权人许可，为获取高额利润一定程度上专利权人会阻碍其他研发者的创新活动从而引发专利丛林[19]。
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2.2 专利分析的研究进展
专利分析是指将专利说明书等相关专利信息通过科学的加工处理，借助统计方法将其转化为有价值的竞争情报[57]，广泛的应用于分析技术间的关系和发展趋势[58]，行业领域的整体情况和个体竞争情况，识别技术现状及预测新兴技术等。国内外学者纷纷开展专利分析，积累了大量专利分析的方法，例如专利指标分析、综合指标体系法、时间序列分析、社会网络分析、专利地图等。
2.2.1 专利指标体系
（1）指标体系的分类
在运用指标进行专利分析时，主要涉及到三种判别方法，即单一指标法、组合指标法、指标体系法[59]。单一指标只能测度研究对象的某一属性，因此更多研究采用后两种方法。指标体系是为实现某一特定目标而将相关的若干指标通过科学的方法组合在一起形成的指标群[60]。根据评价目标的内容范围与难易程度，指标体系的结构可以分为三类，即简单集合结构、树型结构和丛型结构。简单集合结构中的指标均属于一个类别并且相互独立，所以适合评价目标简单而且指标个数少的情况，不需要进行复杂计算便可直观的评价目标；树型结构中每个上级指标可以包含多个下级指标，而下级指标只隶属于一个上一级指标；丛型结构中每个下级指标可以隶属于多个上级指标。树型结构和从型结构的共同点就是指标间具备隶属关系，而且适用于复杂评价目标，但相比之下树型结构隶属关系更加清晰明确且计算难度适中。
（2）指标体系的构建
指标体系构建方法主要有调研法、目标分解法、多元统计法等。调研法首先需要通过直接或间接的搜集与评价目标相关的指标，然后通过比较、筛选、整理形成主观概念上的初始评价体系，再以问卷或其他方式征询专家意见，最后确定评价指标体系。这种方法确定的指标体系覆盖指标全面，但工作量大并且可能造成指标太多或者重叠。
目标分解法是按照整分合原则，对评价目标通过纵向或横向进行逐次分解，直到得到合适的可测量的指标。使用这种方法不需要具体的数据，选择的指标通常具有清晰的隶属关系，而且有助于深层次挖掘评价目标的属性。
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3 专利丛林成熟度指数构建 ..................................... 16
3.1 专利丛林特征 ....................................... 16
3.1.1 数量特征 ............................. 16
3.1.2 结构特征 ...................... 17
4 专利丛林成熟度指数应用 .................................. 26
4.1 样本选取与数据来源 ..................
