2023/6/14 16:15:21 阅读：86 发布者：
原文信息：Chattergoon, B., & Kerr, W. R. (2022). Winner takes all? Tech clusters, population centers, and the spatial transformation of US invention. Research Policy, 51(2), 104418.
01
引言
发明创造作为一种自我驱动的行为，知识溢出的本地化特征远比其他形式的经济行为更加明显。创新集群极大的方便了个人和企业在创新活动中获取各类资源，从而深刻影响着实现突破性创新的可能。而创新集聚空间分布的转变，也反映出前沿产业的新发展特征，也会对当地创新活动产生持久的影响。
美国作为当前世界最大的创新策源地，但与1970年代相比，美国当前的创新集聚地主要分布在旧金山和波士顿等科技重镇，不仅如此，2020年世界上最具价值的6家上市公司中的5家是总部在旧金山或西雅图的科技公司，然而美国其他城市对促进当地创新的政竞争异常激烈，全美有238个城市参与了亚马逊（Amazon）公司第二总部的选址竞争。创新是否在变成一个“赢者通吃”（Winner-takes-all）的比赛？
Chattergoon和Kerr 发表在2022年Research Policy上的论文对美国创新中心的空间转移问题进行了深入分析，他们发现，美国当前以科技集群（Tech Cluster）主导的创新空间分布格局，主要是由于在科技中心城市中软件专利（software patents）的迅速增加、以及原本人口中心城市中非软件专利（non-software patents）转移到科技中心两种力量驱动。这种转变的背后是美国相对稳定的非软件创新空间分布格局。
专利数据
02
为了深入分析美国创新中心的空间分布转型，作者主要使用了美国专利局（USPTO）1976年1月到2020年12月的所有美国授权专利数据，并根据专利发明人地理信息确定所在城市，根据专利申请时间确定日期。
科技集群（Tech Cluster）根据城市在专利和风险投资（VC）方面的存量，以及该城市在专利、风投以及研发密集型行业的就业人口比例确定。根据上述标准，全美有6个大都市区（metropolitan statistical areas, MSAs）符合上述定义：旧金山、波士顿、西雅图、圣迭戈、丹佛和奥斯汀。纽约和洛杉矶由于人口众多，在人口比例方面没有完全达标。
1980年的10个人口中心城市分别为：纽约、洛杉矶、芝加哥、费城、底特律、旧金山、华盛顿、达拉斯、休斯顿以及波士顿。其中旧金山和波士顿是科技集聚区，而圣迭戈在1980年的人口排名中位列第17名。文章关注比旧金山人口更多的前五大城市向科技集群的专利转移问题。
软件专利的认定利用文本识别专利关键词进行，识别算法由Bessen and Hunt (2007)提出。与软件有关的专利占所有专利的比例从1975-1979年间的2.5%快速增长为2015年以来的49.9%。
03
美国专利活动的空间转变
图1展示了美国专利的主要空间构成变化情况，其中6大科技集群在世界之交快速崛起，根据图2的比例分解，6个科技集群的专利占比从1975-1979年的11.3%扩张为2015-2019年的34.3%，其中旧金山从4.6%上涨为18.4%。其他组别的占比则相对下降，5大人口密集城市的专利占比出现了显下降，从32.2%将到18.6%，其他270个城市从45.5%降到41%，农村地区从11%降到6.1%。
图1. 按城市类型和软件相关分类的美国专利授权数据变化
注：6 个科技中心分别为旧金山、波士顿、西雅图、圣迭戈、丹佛和奥斯汀。1980 年 5 个最多人口城市分别为纽约、洛杉矶、芝加哥、费城和底特律。图中实心部分表示与软件无关的专利，阴影部分表示与软件有关的专利。
根据图1和图2，软件专利在所有城市的专利中都扮演了重要角色，而在科技集群中，这一比例甚至接近一半。图2B中显示，科技集群中的软件专利占比从最开始的约20%上升到45.4%，旧金山一个城市在2015年就贡献了25.8%的软件专利。软件专利的上涨挤出了其他专利的份额。科技集群不仅仅在软件专利方面占据优势，非软件专利方面，科技集群也有显著的比例提升，从11%升为23.1%。5个高人口大城市的非软件专利占比下降明显，从32.2%降到20%，虽然这些城市仍然保持了繁荣并在部分行业保持领先地位，但由于专利增长与人口增长并不同步，这些地区的专利占比出现了下降。
图2.美国专利授权的空间分布变化
注：6 个科技中心分别为旧金山、波士顿、西雅图、圣迭戈、丹佛和奥斯汀。1980 年 5 个最多人口城市分别为纽约、洛杉矶、芝加哥、费城和底特律。B 部分按软件专利与非软件专利进行区分。
为了进一步分析城市人口增长与专利增长之间的关系，作者根据Ellison 和Glaeser （1997）提出的EG指数，来研究人口和专利增长之间的背离情况。具体而言，EG指数的计算公式如下：
其中，s表示城市i的专利占比，p表示城市i的人口占比。如果该指数为0，则创新与人口增长呈现相同速度，指数为正，则表明创新与人口之间存在增速背离。根据图3，1975-1979年EG指数为0.003，到2015-2019年，该指数上升到0.033。这一上升中的70%均由大城市的变动所导致。
由于制造业贡献了美国超过85% 的专利，制造业专利的变动趋势一定程度驱动了全美专利变动的趋势。图3A可以看到，制造业软件专利的集中程度远远高出非软件专利。但与此同时，大学专利（无论软件还是非软件）的集中度却出现了下降。这表明了大学在促进地区创新稳定性的重要作用。不同于波士顿或旧金山这类由科技企业驱动软件专利形成的快速扩张，大学在其他270个城市是最重要的专利增长来源。
图3.相对于城市人口分布的美国专利授权空间集中度 EG指数
软件专利的传播
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软件专利并非是一个固定的专利分类，事实上美国诸多行业都会产生软件专利，例如在化学分类和医药专利分类中，软件专利占比达到15.8%（见图4）。到2012年，美国410个专利分类中，超过三分之二的类别拥有高于5%比例的软件专利。
作者利用如下公式分析软件专利份额在2012年（t）和1976年（t-1）之间变化的内在因素：
其中，等号右边第一项表示组内效应（within-class effect），即软件在1976年的专利分类中更加普遍，第二项表示组间效应（between-class effect），即软件密集型专利分类的增长速度更快。第三项表示交叉项，即变得更加软件密集的专利类型增长更快。
基于上述分解，38.3%的软件专利增长是由于在1976年专利类别份额不变的情况下各类别中软件专利份额的增加（组内项），36.9%是由于在保持1976年软件密集度不变的情况下，拥有更多软件专利的专利类型份额的增加（组间项），24.7%是由于专利类型由于其软件专利比列提升的同时也有更快的增长（交叉项）。
图4.根据 NBER 行业分类的美国专利授权构成
注：图中实心部分表示与软件无关的专利，阴影部分表示与软件有关的专利。
05
未来研究展望
美国专利的空间转型并非“赢者通吃”的竞赛结果，而是由于科技产业的快速集聚和发展所推动的软件专利爆发，以及伴随而来的原本专利中心的非专利创新份额向科技集群的转移所致。
未来的研究应该聚焦于以下几个方面
1. 为什么软件专利的空间集中度会如此之高？软件专利的比传统专利有更高的集中度并不意外，但为什么软件专利的集聚增长却如此之快需要更加深入的研究。
2. 这种空间集聚是如何发生的？作者提供了一些初步的证据，首先是科技中心的软件专利增长主要是由新企业出现推动，而不是由企业转移带来。其次，美国对移民发明家的依赖程度提升也加速了空间转型。图S4展示了美国6大主要发明人种族构成，来自少数民族的专利从1975年的3.4%猛增为2019年的22.3%，中国和印度是其中最重要的移民来源。根据表S6的分解，少数种族的发明家在计算机和电子领域占比很高，华裔和印度裔发明人在其中扮演了重要角色。华裔发明家无论在软件或非软件领域都提供了相当的份额。移民在城市的集聚也推动了创新的空间转型。
3. 为什么非软件专利空间分布的呈现稳定性？如果不考虑软件专利，其他专利的空间分布格局似乎已经固定，并且并没有形成类似于科技集群一样的明显的空间集聚。即使新冠疫情又引发了一些关于集聚的讨论，但非软件专利的稳定分布似乎会一直持续下去。
总而言之，创新集聚现象的出现，并不意味着创新已经变成“赢者通吃”。
图S4.美国发明人的种族构成
注：盎格鲁-撒克逊和欧洲人的贡献（未显示）从1975年的90.6%下降到2019年的66.0%。
表S6.美国发明人的种族构成(软件专利 S6b和非软件专利S6c)
作者：李锦坡，武汉大学经济与管理学院博士研究生
邮箱：jinpo.li@whu.edu.cn
Abstract
U.S. invention has become increasingly concentrated around major tech centers since the 1970s, with implications for how much cities across the country share in concomitant local benefits. Is invention becoming a winner-takes-all race? We explore the rising spatial concentration of patents and identify an underlying stability in their distribution. Software patents have exploded to account for about half of patents today, and these patents are highly concentrated in tech centers. Tech centers also account for a growing share of non-software patents, but the reallocation, by contrast, is entirely from the five largest population centers in 1980. Non-software patenting is stable for most cities, with anchor tenants like universities playing important roles, suggesting the growing concentration of invention may be nearing its end. Immigrant inventors and new businesses aided in the spatial transformation.
转自：“香樟经济学术圈”微信公众号
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