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摘 要：我国专利运营策略与标准化策略尚处于起步阶段，面对“专利丛林”和专利标准化技术貿易壁垒，如何制定合理策略对行业发展有着战略意义。基于演化博弈论建模分析和仿真，行业内多个企业之间存在博弈情况下，探究标准化与专利策略对技术创新扩散的影响。研究发现：标准化通过技术性贸易壁垒影响技术创新扩散的潜在市场，潜在市场收益是影响标准化与专利组合策略的关键因素，掌握领先技术专利的新兴技术企业对技术创新扩散起着主导作用，在新兴技术未对传统技术具备压倒性领先优势的情况下，专利费对行业内企业采纳创新技术、实现技术创新扩散起到关键作用。传统技术企业和新兴技术企业收益和决策均受到潜在市场收益、采纳者数量、专利费用等因素综合影响，并处于非线性动态变化过程。研究结论：为推进有利于技术创新扩散的演化稳定策略，新兴技术企业应综合考虑标准化对潜在市场的影响、专利收费对技术采纳者的影响、采纳者之间的技术和市场竞争演变分析。政策应推动扩大新兴技术市场规模，降低新兴技术创新扩散壁垒，补偿新兴技术企业技术创新扩散外部性，防止标准必要专利挟持，推进技术创新扩散。
关键词：标准化;标准必要专利;技术创新;演化博弈;技术创新扩散
中图分类号： F 224.32
文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2021）05-0527-09
The Evolutionary Game of Technology Innovation Diffusion
Based on Standardization and Patent Strategy
SUN Weiwei1，LU Bincai2，KANG Xiaoli2，ZHANG Zheng1
（1.Business School，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China;
2.SGS-CSTC Standards Technical Services （Shanghai） Co.，Ltd.，Shanghai 201612，China）
Abstract：The patent commercialization and standardization strategy of China is at beginning development stage.Under the challenges of patent thickets and patent standardization technical trade barriers，how to formulate technical standardization and patent strategy plays significant roles in the industry development.Under multiple technical companies’ competition game scenario，the evolutionary game theory was used to analysis the strategy impacts on innovation diffusion.The study showed that：standardization impacts on potential market through technical trade barrier，the potential market margin is the key factor of the strategy effect，the emerging technology company with leading patents plays significant roles in the technical innovation diffusion，and the patent cost is the key factor of technical adoption and diffusion when the emerging technology has no dominant advantages.The strategy and pay-off were impacted by potential market margin，adoption companies amount and patent cost，with non-linear dynamic change.In conclusion，the emerging technology company shall taken into account the above factors and relationship among them，policy makers shall promote the technology market incremental size and lower technical trade barrier to facilitate technology innovation diffusion.
Key words：standardization;standard essential patent;technology innovation;evolutionary game theory;technical innovation diffusion
0 引言
随着科技与标准的日益融合，未来的竞争优势越来越依附于技术标准和知识产权方面的话语权[1]，企业间竞争的核心已经从产品竞争、服务竞争和品牌竞争转向技术标准和专利的竞争[2]。科技成果转化为专利和标准，对我国的创新驱动发展战略有重要意义[3]，我国面对国际“专利丛林”和标准化技术贸易壁垒，与发达国家在运营模式和战略上存在一定差距[4]。我国知识产权制度步入调整期[5]，合理使用专利标准化策略使得专利的经济效益最大化[6]，使其专利技术成为强制性或事实性标准，影响到新兴技术企业的战略利益。 标准化与专利策略研究属于学科交叉型的研究前沿，知识产权、标准化和技术创新扩散构成了复雜的三螺旋动态关系[7]，在学术界，围绕着标准化对技术创新扩散的积极和消极影响、专利与技术标准的冲突与协调、标准必要专利的战略性使用有不同看法[8-10]。基于特定技术的标准可以实现产品之间的互操作性，降低产品成本，实现规模经济[11]，然而标准对技术锁定和路径依赖的作用，限制了新兴技术的形成，也会对新兴技术创新扩散产生影响，孙冰等通过多主体博弈仿真分析研究了竞争与合作交互作用下新技术扩散过程，技术扩散发展与演化的后续过程将会驱动新技术标准的形成与锁定[12]，但是在不同的标准与专利协同策略影响下，技术创新扩散会如何变化等问题需要进一步研究。闫涛[13]以动态博弈模型分析消费者选择对技术标准的竞争结果的影响，没有从企业之间博弈角度展开研究。李艳华[14]分析了标准化过程中两家企业之间的博弈关系，然而现实中行业内往往不止有两家企业，多家企业之间的利益博弈策略之间通过相互竞争和合作相互影响，有待进一步研究。孙威威，张峥对新能源汽车动力电池技术创新扩散的专利策略进行了演化博弈仿真与优化算法研究[15]。
在标准化与专利战略中，标准必要专利许可费定价规则是多边技术贸易规则体系的核心内容[16]，是影响技术创新扩散的关键规则，具有战略价值的标准必要专利成为学者们关注的学术热点，学者们主要从法学的视角，针对标准必要专利纠纷、权利分配原则、司法判决的方面进行了研究。但是，从经济学、管理学以及情报学等角度的研究较少。创新者可以从标准必要专利的许可收入中获得公平的投资回报，进而为标准贡献最好的技术，保证标准的最优性和技术进步性，促进创新和产业发展[17]。然而标准必要专利的FRAND原则比较模糊，导致该原则下标准必要专利许可费计算成为争论的焦点[18]。随着5G、物联网等大规模应用，巨大的市场体量必将催生新一轮标准必要专利大战，急需面向新一代ICT的产业标准必要专利许可实践引导[19]。
技术创新扩散是一个复杂的技术与经济、市场、制度相结合的过程，学者研究成果颇多，但说法各异，未形成统一观点[20-21]，创新概念由美籍奥地利经济学家约瑟夫·熊彼特最早提出，创新扩散属于技术变革三阶段范式的最后一个关键阶段，即：发明研发→技术创新→创新扩散[22]。傅家骥认为技术扩散和技术创新扩散的关系既有联系又有区别[23]，技术创新扩散包括技术扩散[24]。舒尔茨（1990）认为“没有扩散，创新便不可能有经济影响”[25]，技术创新只有得到广泛的扩散和推广，才能产生更大范围的经济效益和社会效益[26]。在企业群体中，作为扩散源头的企业（即发现或掌握新技术的企业）在推动新技术标准形成过程中扮演着重要角色。但是在不同的标准化和专利策略影响下，技术创新扩散和技术标准会如何演化，需要进一步研究，进一步分析中国企业如何通过标准与专利策略促进技术扩散，突破技术创新扩散壁垒，实现产业转型升级和规模经济[27-28]。
在前期文献研究的基础上，分析在不同的潜在市场收益下，从多家企业采纳技术和标准化决策的角度展开分析，研究不同组合策略对演化过程的影响。研究为实现新兴技术扩散、制定标准化和专利组合策略提供理论模型和量化参考，研究发现传统技术企业和新兴技术企业收益和决策均受到潜在市场收益、采纳者数量、专利费用等因素综合影响，并处于非线性动态变化过程。为推进有利于技术创新扩散的演化稳定策略，新兴技术企业的标准化与专利组合策略应综合考虑标准化对潜在市场的影响、专利收费对技术采纳者的影响、采纳者之间的技术和市场竞争演变分析。
1 企业决策与博弈分析
1.1 潜在市场收益
基于技术标准规制的研究，“技术性贸易壁垒”，商品进出口国在实施贸易进口管制时，通过颁布法律、法令、条例、规定，建立技术标准、认证制度、检验制度等方式，对外国进出口产品制定严格的安全标准，从而达到限制进口的目的的一种非关税壁垒措施。标准化通过技术性贸易壁垒影响目标市场准入，不符合当地标准的产品和技术无法进入当地市场销售。市场假设为：新兴技术受制于标准壁垒，无法在封闭市场m0销售扩散，市场由传统技术企业所占有。开放市场m1中新兴技术具备相对竞争优势，新兴技术的市场份额比例为a，传统技术市场份额比例为1-a，a∈（0.5，1]。当标准修订后，封闭市场消失，此处新的开放市场假设m2=m0+m1，为固定规模市场。
1.2 企业决策
新兴技术相对与传统技术具备技术领先优势，例如新能源车中的刀片电池，在通过挤压测试等安全标准方面领先于其他传统动力电池，传统技术企业是否采纳刀片电池，国家标准是否有利于刀片电池的推广和扩散，刀片电池专利是否授权给其他企业，专利费高低等影响新兴技术与传统技术企业的理性决策。
新兴技术企业和传统技术企业的决策受到收益与成本的影响，对于传统技术企业，受到修订标准后的市场收益损失、采纳新兴技术企业的竞争优势带来的市场收益损失，如果企业支付专利费采纳新兴技术，则需要支付专利费成本，但是在市场竞争中与不采纳新兴技术的企业存在竞争优势。对于传统技术企业，如果专利费支出大于修订标准和采纳新兴技术的收益，传统技术企业则会理性选择拒绝修订标准，不采纳新兴技术，不支付专利费用。
对于具有新兴技术专利的新兴技术企业，如果标准修订，则会由于封闭市场变为开放市场，获取市场收益增量。如果封闭市场潜在收益较少，则标准修订对新兴技术企业的激励不足。如果不开放专利许可，则新兴技术由新兴技术企业垄断，无法实现在传统技术企业中实现横向扩散;如果专利费收益较小，专利许可后传统技术企业竞争优势提升，对新兴技术企业带来市场损失，专利费收益小于市场收益，则新兴技术企业理性选择不开放技术专利;反之，如果专利许可费大于市场竞争损失，则新兴技术企业更有意愿开放技术专利许可。
由于成熟技术企业和新兴技术企业的决策会受到专利费、潜在市场收益、市场竞争关系、是否采纳新兴技术等多因素动态变化影响，企业自身决策也会受到竞争对手的决策影响，因此，需要基于演化博弈论进行动态分析，在不同的潜在市场收益（受到标准化决策影响）、专利费、是否采纳新兴技术等决策对传统技术企业和新兴技术企业的演化稳定策略，以及分析策略对技术创新扩散的影响。 1.3 企业收益矩阵
假设行业内有一家新兴技术企业和多家传统技术企业，新兴技术企业的技术专利具备相对优势。然而由于网络效应和技术锁定效应，传统技术企业往往会倾向于选择传统技术路线，而非最优技术（新兴技术）。为简化分析，假设1家新兴技术企业和n家传统技术企业进行博弈，在新兴技术专利开放授权的情景下，新兴技术企业与传统技术企业的收益矩阵见表1。
下面对不同情形下的企业收益进行详细推导。
技术标准化情况下，新兴技术企业的收益为：
Lx=λxn+a（m0+m1）xn+1（1）
式中：专利收入λx，x为传统技术企业购买新兴技术专利的企业数量;λ为每个传统技术企业缴纳的专利费。为简化分析，假设同等技术的产品市场份额由同等技术的企业平分，其中新增m0市场收入s=am0/（xn+1），原开放市场m1的市场收入s= am1/（xn+1），两者相加为市场收益总和。由于购买新兴技术专利的传统技术企业增加带来的竞争，导致市场份额流失，新兴技术企业只能获取部分市场份额。
新兴技术企业在开放专利许可后，与开放专利许可前的比较收益为：
Lx-L0=λxn+
a（m0+m1）
xn+1-am1
（2）
未标准化（维持标准）情况下，封闭市场未开放，新兴技术企业的比较收益为：
Lx-L0=λxn+
am1
xn+1-am1
（2）
在未标准化（维持标准）情况下，采纳新兴技术并支付专利费的传统技术企业的收益为：
Qbc=
m0n+am1xn+1-λ（4）
在未标准化（维持标准）情况下，不采纳新兴技术、未支付专利费的传统技术企业的收益：
Qbb
=m0n+（1-a）m1n-xn
（5）
技术标准化情况下，原来的封闭市场变为开放市场，采纳新兴技术并支付专利费的传统技术企业的收益：
Qxc=
a（m0+m1）xn+1-λ（6）
技术标准化情况下，封闭市场变为开放市场，不采纳新兴技术、未支付专利费的传统技术企业的收益：
Qxb=（1-a）（m0+m1）n（1-x）
（7）
传统技术企业的均衡收益为：
Qx=xQxc+（1-x）Qxb（8）
Qb=xQbc+（1-x）Qbb（8）
进一步的，对传统技术企业进行建立复制动态方程，并求解。
1.4 企业复制动态方程
F1和F2分别为修改标准下和维持标准下传统技术企业的复制动态方程，当X=0或1，容易求得F1=F2=0。
F1=dy1dx=x（Qxc-Qx）
=x（1-x）（Qxc-Qxb）
=x（1-x）
a（m0+m1）xn+1
-λ-
（1-a）（m0+m1）n（1-x）
（10）
F2=dy2dx=x（Qbc-Qb）
=x（1-x）（Qbc-Qbb）
=x（1-x）
am1xn+1
-λ-
（1-a）m1）n-xn
（11）
对复制动态方程求导：
dF1dx
=（x2-x）（m0+m1）n
a（xn+1）2+
（1-a）n2（1-x）2
+
（1-2x）
a（m0+m1）（xn+1）
-λ-
（1-a）（m0+m1）（1-x）n
（12）
dF2dx
=（x2-x）m1n
a（xn+1）2+
（1-a）n2（1-x）2
+
（1-2x）
am1（xn+1）
-λ-
（1-a）m1（1-x）n
（13）
2 數据仿真分析
将专利费、潜在市场收益等作为关键参数，设定4种典型场景进行分析，分别为低专利费+高封闭市场收益、高专利费+高封闭市场收益、低专利费+低封闭市场收益、高专利费+低封闭市场收益，使用Python编程进行仿真分析。
2.1 低专利费+高封闭市场收益
专利费参数较低，封闭市场收益较高的参数见表2。
软件模拟仿真如图1所示，研究发现：
首先分析新兴技术企业的收益。标准修订后，在开放技术专利许可情况下，如果采纳新兴技术的企业数量极少，由于潜在市场开放，被少数企业获取相对优势市场份额增量，则新兴技术企业可以获取更高收益。随着采纳新兴技术的企业越来越多，则其收益快速下降，并随着传统技术企业挤占更多市场份额后，新兴技术企业收益变为负数。随着传统技术企业采纳新兴技术数量的增加，专利费收益弥补了市场份额损失，新兴技术企业企业总收益随之扭亏转盈，即呈现U型曲线。但是，其收益受专利费影响，如果专利费系数太低，则新兴技术企业的边际收益为负。
如果维持标准，封闭市场未开放，采纳新兴技术比例较低情况下，新兴技术企业的收益为负，随着传统技术企业采纳新兴技术越来越多，新兴技术企业的收益降低到最低点后，收益随着专利费参数和传统技术企业采纳新兴技术数量的增加而增加，即呈现U型曲线。
对于以上仿真的解释为：随着传统技术企业采纳新兴技术比例越来越高，新兴技术企业的收益受标准变化的影响越来越小，即随着市场竞争的演化，新兴技术替代了传统技术后，企业之间从差异化竞争又演化到了同质化竞争阶段。 进一步分析传统技术企业和新兴技术企业的收益，标准修订后，传统技术企业采纳新兴技术的x比例平衡点有3个：0，0.455和1，即复制动态方程曲线与X轴的3个交叉点，通过设定过零条件和放大曲线计算得出具体数值，在0和1处复制动态方程导数均为正值，均不是演化稳定策略ESS，而0.455处复制动态方程导数为负值-7.7，见图1，即0.455是演化稳定策略ESS，有45.5%的传统技术企业采纳新兴技术，通过公式（2）计算得出新兴技术企业比较收益为+63万元。同理根据曲线和公式3计算得出，在维持标准情况下，系统在23%下是演化稳定策略ESS，新兴技术企业比较收益为-15万元。
即新兴技术企业通过开放专利许可，收取专利费，但是由于竞争关系，传统技术企业的期望收益会随着采纳新兴技术的企业数量增加而下降。新兴技术企业应积极推进修订标准，获得封闭市场收益才能实现整体盈利。
典型案例包括蓝牙技术联盟，面对广阔的潜在市场收益，通过相对合理的知识产权授权费用，蓝牙技术联盟基于少数发起单位，发展了200多家联盟成员公司和6 000多家应用企业，推动了蓝牙标准的发展和技术扩散。
2.2 高专利费+高封闭市场收益
专利费参数较高，封闭市场收益较高的参数见表3。
软件模拟仿真如图2所示，研究发现：
如果专利费过高，其专利收益高于市场份额损失，则无论标准修订还是维持标准，新兴技术企业的收益都随着采纳新兴技术企业数量增加而增加，新兴技术企业可以获取更高收益。但是传统技术企业由于高专利费压力和高封闭收益情况下，演化稳定策略为极少数传统技术企业采纳新兴技术。更多的传统技术企业在专利高费用压力下，考虑到市场竞争原因，倾向于选择不采纳技术。如果传统技术企业投票不修订标准，则新兴技术将失去发展空间。所以新兴技术企业应综合考虑专利收入、市场收益和技术发展等收益，适度控制专利费用，为整个产业和技术创新提供更合适的成本空间，否则双方都无法实现共赢，而新兴技术也失去了扩散和采纳的空间，出现少数企业垄断格局。实际行业案例中，以彩墨打印机为例，“专利丛林”现象严重，只有少数企业例如佳能（CANON）、惠普（HP）、爱普生（EPSON）、利盟（LEXMARK）寡头企业垄断市场。
另外一种情形是新兴技术被传统技术企业集体阻止，锁定在次优路线上。在维持标准情况下，传统技术企业采纳了新兴技术，由于封闭市场未开放，传统技术企业依然无法获得市场增益，会理性选择放弃采纳新兴技术，无法实现新兴技术扩散。
2.3 低专利费+低封闭市场收益
专利费参数较低，封闭市场收益较低的参数见表4。
软件模拟仿真如图3所示，研究发现：
由于专利费较低，封闭市场收益也较低，新兴技术企业没有动力开放专利许可。在专利费较低且封闭市场收益较小情况下，开放专利技术许可后，对新兴技术企业不利，尤其是在少量传统技术企业采纳新兴技术后，分摊了封闭市场收益，传统技术企业收益快速衰减到较低水平。而传统技术企业在比较低的专利成本下，选择采纳新兴技术。由于封闭市场较小，标准修订与否对传统技术企业收益影响不大，封闭市场收益对企业策略演化更为关键。例如在光伏、新能源车等产业发展初期，相对于水电、火电、燃油车等传统技术，新兴技术成本较高，标准和法律政策不够开放，只有少部分光伏和新能源车企业，随着成本降低、市场准入政策开放、补贴优惠等措施，潜在市场规模扩大，光伏发电和新能源车进入了快速发展阶段。
2.4 高专利费+低封闭市场收益
专利费参数较低，封闭市场收益较低的参数见表5。
软件模拟仿真如图4所示，研究发现：
如果专利费过高，则无论标准修订还是维持标准，新兴技术企业的收益都随着采纳新兴技术企业数量增加而增加，新兴技术企业可以获取更高收益。但是由于封闭市场收益较小，所以无论是修订标准还是维持标准，在高专利费情况下，新兴技术企业都无法获得较高专利收益。原因在于传统技术企业在专利高費用压力下倾向于选择不采纳创新技术，新兴技术将失去生存和发展空间。所以新兴技术企业应综合考虑专利收入、市场收益和技术发展等收益，适度控制专利费用，为整个产业和技术创新提供更合适的成本空间，政策应推动市场空间增长。例如特种机器人产业领域，如果龙头企业通过高昂的专利费阻止竞争者，也限制了产业规模扩张，导致无法实现规模经济，阻碍了产业发展。
3 结果讨论
基于以上仿真分析发现，新兴技术企业和传统技术企业的收益，演化稳定策略受到专利费、潜在市场收益、标准化决策和市场竞争关系的影响。
具体包括：在潜在市场收益较高情况下，如果收取较低的专利费，新兴技术企业应推进标准化工作，获取潜在市场收益，从而弥补专利许可后带来的市场竞争损失，推动新兴技术创新扩散，如果不推进标准化工作，则在原有的市场格局情况下，较低的专利费无法弥补专利许可后传统技术企业带来的市场竞争损失，则新兴技术企业理性选择不开放专利许可，在标准化工作失败情况下，专利不开放，新兴技术创新扩散遇到阻碍;然而，如果收取过高的专利费，大多数传统技术企业在市场竞争收益被摊薄后，市场收益小于支付的专利费，理性选择不采纳创新技术，行业容易进入垄断或寡头竞争格局。
在潜在市场收益较低的情况下，如果新兴技术企业收取较低的专利费，由于潜在市场收益较低，则标准化带来的影响较为轻微，新兴技术企业在专利费和市场新增收益都较低的情况下，缺乏专利许可和标准化动力;如果新兴技术企业收取较高的专利费，受限与潜在市场收益较低，传统技术企业理性选择为不采纳新兴技术，则新兴技术企业依然无法获取较高的专利费收益，无法推进技术创新扩散。
总之，潜在市场收益是影响标准化与专利组合策略的关键因素，掌握领先技术专利的新兴技术企业对技术创新扩散起着主导作用，在新兴技术未对传统技术具备压倒性领先优势的情况下，专利费对行业内企业采纳创新技术、实现技术创新扩散起到关键作用。传统技术企业和新兴技术企业收益和决策均受到潜在市场收益、采纳者数量、专利费用等因素综合影响，并处于非线性动态变化过程。 4 结论与展望
1）潜在市场收益是影响新兴技术企业标准化和专利组合策略的关键因素，在高封闭（潜在）市场收益情形下，为了实现新兴技术扩散，新兴技术企业应综合考虑市场收益、专利收益以及技术扩散收益的均衡，通过动态量化建模和分析，设定优化的专利费，使得新兴技术专利带来合理的经济回报，推进新兴技术占据更大市场份额，在行业内进行良性的技术扩散。除了收取合理的专利费之外，新兴技术企业还可以通过专利授权等方式，不直接参与到下游市场竞争之中，规避新兴技术扩散的不利竞争因素，通过行业差异化合作策略，避免专利技术和标准化策略受到行业竞争的负面影响。
2）法律政策应限制专利持有企业通过拒绝许可、专利劫持、许可费叠加和歧视性许可等方式垄断行业，如果潜在市场收益较高，会出现少数专利持有企业通过高专利费策略，实现少数寡头垄断的格局，政策除了应防止专利垄断之外，还应通过政策和经济措施引导，使得新兴技术企业在专利费上能够有所让步，从而降低其通过专利垄断获利导致新兴技术无法扩散的可能性。
3）如果专利费过高，或者标准修订后潜在市场收益增量较少，无法获得行业内大多数企业认可，无法通过标准化策略扩大市场份额，则技术标准容易锁定在传统技术（次优技术）路线上，政府应推动开放市场，降低壁垒，增加新兴技术市场增量，例如通过政府补贴促进新兴技术消费。具体原因为如果传统技术企业不购买新兴技术专利，则无需支付专利费用，但是在现有市场上，会面临更多新兴技术产品竞争，带来销售损失，并且损失会随着购买新兴技术专利企业数量增加而增加。如果修订标准，由于竞争力增加和封闭市场转换为开放市场，则购买新兴技术专利的传统技术企业会获得较大竞争优势，反映为市场收入较大增加，但是收入会随着竞争企业的数量而递减，因为修訂标准对新兴技术有利，并且获得部分开放市场收益，需要支付专利费用;如果传统技术企业不购买新兴技术专利，则无需支付专利费用，但是在现有市场和新开放市场上，会面临更多新兴技术产品竞争，带来更大销售损失，并且损失会随着购买新兴技术专利企业数量增加而增加。根据以上分析，如果不购买新兴技术专利授权，则传统技术企业不会选择修订标准，因为修订标准，一方面会对新兴技术有利，降低自身企业技术优势，其次，也会在开放的市场上失去技术标准的壁垒效应。
4）即便有合理的专利策略，由于市场竞争的存在，无法实现全部技术扩散的演化稳定策略，在不同阶段不同技术并存并迭代演化的格局，出现阶梯型增长趋势。政策应鼓励技术和标准良性竞争，除了避免技术锁定和技术垄断之外，还应在推动新兴技术扩散的同时，避免一刀切政策，实现不同技术良性竞争和良性过渡。例如通信行业在不同的通讯技术之间（例如4G、5G等）实现良性竞争和过渡，新能源与传统燃油车实现阶梯式的技术替代。
本文创新点主要包括如下几个方面：①研究从多方博弈的角度，分析了新兴企业与成熟企业之间在标准化与专利策略影响下的演化过程;②标准化通过技术性贸易壁垒等技术扩散壁垒影响技术扩散的潜在市场，潜在市场收益是影响标准化与专利组合策略的关键因素;③掌握领先技术专利的新兴技术企业对技术创新扩散起着主导作用，在新兴技术未对传统技术具备压倒性领先优势的情况下，专利费对行业内企业采纳创新技术、实现技术扩散起到关键作用;④传统技术企业和新兴技术企业收益和决策均受到潜在市场收益、采纳者数量、专利费用等因素综合影响，并处于非线性动态变化过程。
未来研究将考虑从两个方面深入展开：①在本文研究基础上，结合具体行业调研实证数据，以及企业具体专利策略、标准必要专利收费案例等深入展开;②基于不同的复杂网络结构，考虑技术标准化和专利策略影响下，如何实现技术扩散，并结合智能优化算法[28]实现策略参数优化。
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（责任编辑：许建礼）
关键词：标准化;标准必要专利;技术创新;演化博弈;技术创新扩散
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文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2021）05-0527-09
The Evolutionary Game of Technology Innovation Diffusion
Based on Standardization and Patent Strategy
SUN Weiwei1，LU Bincai2，KANG Xiaoli2，ZHANG Zheng1
（1.Business School，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China;
2.SGS-CSTC Standards Technical Services （Shanghai） Co.，Ltd.，Shanghai 201612，China）
Abstract：The patent commercialization and standardization strategy of China is at beginning development stage.Under the challenges of patent thickets and patent standardization technical trade barriers，how to formulate technical standardization and patent strategy plays significant roles in the industry development.Under multiple technical companies’ competition game scenario，the evolutionary game theory was used to analysis the strategy impacts on innovation diffusion.The study showed that：standardization impacts on potential market through technical trade barrier，the potential market margin is the key factor of the strategy effect，the emerging technology company with leading patents plays significant roles in the technical innovation diffusion，and the patent cost is the key factor of technical adoption and diffusion when the emerging technology has no dominant advantages.The strategy and pay-off were impacted by potential market margin，adoption companies amount and patent cost，with non-linear dynamic change.In conclusion，the emerging technology company shall taken into account the above factors and relationship among them，policy makers shall promote the technology market incremental size and lower technical trade barrier to facilitate technology innovation diffusion.
Key words：standardization;standard essential patent;technology innovation;evolutionary game theory;technical innovation diffusion
0 引言
随着科技与标准的日益融合，未来的竞争优势越来越依附于技术标准和知识产权方面的话语权[1]，企业间竞争的核心已经从产品竞争、服务竞争和品牌竞争转向技术标准和专利的竞争[2]。科技成果转化为专利和标准，对我国的创新驱动发展战略有重要意义[3]，我国面对国际“专利丛林”和标准化技术贸易壁垒，与发达国家在运营模式和战略上存在一定差距[4]。我国知识产权制度步入调整期[5]，合理使用专利标准化策略使得专利的经济效益最大化[6]，使其专利技术成为强制性或事实性标准，影响到新兴技术企业的战略利益。 标准化与专利策略研究属于学科交叉型的研究前沿，知识产权、标准化和技术创新扩散构成了复雜的三螺旋动态关系[7]，在学术界，围绕着标准化对技术创新扩散的积极和消极影响、专利与技术标准的冲突与协调、标准必要专利的战略性使用有不同看法[8-10]。基于特定技术的标准可以实现产品之间的互操作性，降低产品成本，实现规模经济[11]，然而标准对技术锁定和路径依赖的作用，限制了新兴技术的形成，也会对新兴技术创新扩散产生影响，孙冰等通过多主体博弈仿真分析研究了竞争与合作交互作用下新技术扩散过程，技术扩散发展与演化的后续过程将会驱动新技术标准的形成与锁定[12]，但是在不同的标准与专利协同策略影响下，技术创新扩散会如何变化等问题需要进一步研究。闫涛[13]以动态博弈模型分析消费者选择对技术标准的竞争结果的影响，没有从企业之间博弈角度展开研究。李艳华[14]分析了标准化过程中两家企业之间的博弈关系，然而现实中行业内往往不止有两家企业，多家企业之间的利益博弈策略之间通过相互竞争和合作相互影响，有待进一步研究。孙威威，张峥对新能源汽车动力电池技术创新扩散的专利策略进行了演化博弈仿真与优化算法研究[15]。
在标准化与专利战略中，标准必要专利许可费定价规则是多边技术贸易规则体系的核心内容[16]，是影响技术创新扩散的关键规则，具有战略价值的标准必要专利成为学者们关注的学术热点，学者们主要从法学的视角，针对标准必要专利纠纷、权利分配原则、司法判决的方面进行了研究。但是，从经济学、管理学以及情报学等角度的研究较少。创新者可以从标准必要专利的许可收入中获得公平的投资回报，进而为标准贡献最好的技术，保证标准的最优性和技术进步性，促进创新和产业发展[17]。然而标准必要专利的FRAND原则比较模糊，导致该原则下标准必要专利许可费计算成为争论的焦点[18]。随着5G、物联网等大规模应用，巨大的市场体量必将催生新一轮标准必要专利大战，急需面向新一代ICT的产业标准必要专利许可实践引导[19]。
技术创新扩散是一个复杂的技术与经济、市场、制度相结合的过程，学者研究成果颇多，但说法各异，未形成统一观点[20-21]，创新概念由美籍奥地利经济学家约瑟夫·熊彼特最早提出，创新扩散属于技术变革三阶段范式的最后一个关键阶段，即：发明研发→技术创新→创新扩散[22]。傅家骥认为技术扩散和技术创新扩散的关系既有联系又有区别[23]，技术创新扩散包括技术扩散[24]。舒尔茨（1990）认为“没有扩散，创新便不可能有经济影响”[25]，技术创新只有得到广泛的扩散和推广，才能产生更大范围的经济效益和社会效益[26]。在企业群体中，作为扩散源头的企业（即发现或掌握新技术的企业）在推动新技术标准形成过程中扮演着重要角色。但是在不同的标准化和专利策略影响下，技术创新扩散和技术标准会如何演化，需要进一步研究，进一步分析中国企业如何通过标准与专利策略促进技术扩散，突破技术创新扩散壁垒，实现产业转型升级和规模经济[27-28]。
在前期文献研究的基础上，分析在不同的潜在市场收益下，从多家企业采纳技术和标准化决策的角度展开分析，研究不同组合策略对演化过程的影响。研究为实现新兴技术扩散、制定标准化和专利组合策略提供理论模型和量化参考，研究发现传统技术企业和新兴技术企业收益和决策均受到潜在市场收益、采纳者数量、专利费用等因素综合影响，并处于非线性动态变化过程。为推进有利于技术创新扩散的演化稳定策略，新兴技术企业的标准化与专利组合策略应综合考虑标准化对潜在市场的影响、专利收费对技术采纳者的影响、采纳者之间的技术和市场竞争演变分析。
1 企业决策与博弈分析
1.1 潜在市场收益
基于技术标准规制的研究，“技术性贸易壁垒”，商品进出口国在实施贸易进口管制时，通过颁布法律、法令、条例、规定，建立技术标准、认证制度、检验制度等方式，对外国进出口产品制定严格的安全标准，从而达到限制进口的目的的一种非关税壁垒措施。标准化通过技术性贸易壁垒影响目标市场准入，不符合当地标准的产品和技术无法进入当地市场销售。市场假设为：新兴技术受制于标准壁垒，无法在封闭市场m0销售扩散，市场由传统技术企业所占有。开放市场m1中新兴技术具备相对竞争优势，新兴技术的市场份额比例为a，传统技术市场份额比例为1-a，a∈（0.5，1]。当标准修订后，封闭市场消失，此处新的开放市场假设m2=m0+m1，为固定规模市场。
1.2 企业决策
新兴技术相对与传统技术具备技术领先优势，例如新能源车中的刀片电池，在通过挤压测试等安全标准方面领先于其他传统动力电池，传统技术企业是否采纳刀片电池，国家标准是否有利于刀片电池的推广和扩散，刀片电池专利是否授权给其他企业，专利费高低等影响新兴技术与传统技术企业的理性决策。
新兴技术企业和传统技术企业的决策受到收益与成本的影响，对于传统技术企业，受到修订标准后的市场收益损失、采纳新兴技术企业的竞争优势带来的市场收益损失，如果企业支付专利费采纳新兴技术，则需要支付专利费成本，但是在市场竞争中与不采纳新兴技术的企业存在竞争优势。对于传统技术企业，如果专利费支出大于修订标准和采纳新兴技术的收益，传统技术企业则会理性选择拒绝修订标准，不采纳新兴技术，不支付专利费用。
对于具有新兴技术专利的新兴技术企业，如果标准修订，则会由于封闭市场变为开放市场，获取市场收益增量。如果封闭市场潜在收益较少，则标准修订对新兴技术企业的激励不足。如果不开放专利许可，则新兴技术由新兴技术企业垄断，无法实现在传统技术企业中实现横向扩散;如果专利费收益较小，专利许可后传统技术企业竞争优势提升，对新兴技术企业带来市场损失，专利费收益小于市场收益，则新兴技术企业理性选择不开放技术专利;反之，如果专利许可费大于市场竞争损失，则新兴技术企业更有意愿开放技术专利许可。
由于成熟技术企业和新兴技术企业的决策会受到专利费、潜在市场收益、市场竞争关系、是否采纳新兴技术等多因素动态变化影响，企业自身决策也会受到竞争对手的决策影响，因此，需要基于演化博弈论进行动态分析，在不同的潜在市场收益（受到标准化决策影响）、专利费、是否采纳新兴技术等决策对传统技术企业和新兴技术企业的演化稳定策略，以及分析策略对技术创新扩散的影响。 1.3 企业收益矩阵
假设行业内有一家新兴技术企业和多家传统技术企业，新兴技术企业的技术专利具备相对优势。然而由于网络效应和技术锁定效应，传统技术企业往往会倾向于选择传统技术路线，而非最优技术（新兴技术）。为简化分析，假设1家新兴技术企业和n家传统技术企业进行博弈，在新兴技术专利开放授权的情景下，新兴技术企业与传统技术企业的收益矩阵见表1。
下面对不同情形下的企业收益进行详细推导。
技术标准化情况下，新兴技术企业的收益为：
Lx=λxn+a（m0+m1）xn+1（1）
式中：专利收入λx，x为传统技术企业购买新兴技术专利的企业数量;λ为每个传统技术企业缴纳的专利费。为简化分析，假设同等技术的产品市场份额由同等技术的企业平分，其中新增m0市场收入s=am0/（xn+1），原开放市场m1的市场收入s= am1/（xn+1），两者相加为市场收益总和。由于购买新兴技术专利的传统技术企业增加带来的竞争，导致市场份额流失，新兴技术企业只能获取部分市场份额。
新兴技术企业在开放专利许可后，与开放专利许可前的比较收益为：
Lx-L0=λxn+
a（m0+m1）
xn+1-am1
（2）
未标准化（维持标准）情况下，封闭市场未开放，新兴技术企业的比较收益为：
Lx-L0=λxn+
am1
xn+1-am1
（2）
在未标准化（维持标准）情况下，采纳新兴技术并支付专利费的传统技术企业的收益为：
Qbc=
m0n+am1xn+1-λ（4）
在未标准化（维持标准）情况下，不采纳新兴技术、未支付专利费的传统技术企业的收益：
Qbb
=m0n+（1-a）m1n-xn
（5）
技术标准化情况下，原来的封闭市场变为开放市场，采纳新兴技术并支付专利费的传统技术企业的收益：
Qxc=
a（m0+m1）xn+1-λ（6）
技术标准化情况下，封闭市场变为开放市场，不采纳新兴技术、未支付专利费的传统技术企业的收益：
Qxb=（1-a）（m0+m1）n（1-x）
（7）
传统技术企业的均衡收益为：
Qx=xQxc+（1-x）Qxb（8）
Qb=xQbc+（1-x）Qbb（8）
进一步的，对传统技术企业进行建立复制动态方程，并求解。
1.4 企业复制动态方程
F1和F2分别为修改标准下和维持标准下传统技术企业的复制动态方程，当X=0或1，容易求得F1=F2=0。
F1=dy1dx=x（Qxc-Qx）
=x（1-x）（Qxc-Qxb）
=x（1-x）
a（m0+m1）xn+1
-λ-
（1-a）（m0+m1）n（1-x）
（10）
F2=dy2dx=x（Qbc-Qb）
=x（1-x）（Qbc-Qbb）
=x（1-x）
am1xn+1
-λ-
（1-a）m1）n-xn
（11）
对复制动态方程求导：
dF1dx
=（x2-x）（m0+m1）n
a（xn+1）2+
（1-a）n2（1-x）2
+
（1-2x）
a（m0+m1）（xn+1）
-λ-
（1-a）（m0+m1）（1-x）n
（12）
dF2dx
=（x2-x）m1n
a（xn+1）2+
（1-a）n2（1-x）2
+
（1-2x）
am1（xn+1）
-λ-
（1-a）m1（1-x）n
（13）
2 數据仿真分析
将专利费、潜在市场收益等作为关键参数，设定4种典型场景进行分析，分别为低专利费+高封闭市场收益、高专利费+高封闭市场收益、低专利费+低封闭市场收益、高专利费+低封闭市场收益，使用Python编程进行仿真分析。
2.1 低专利费+高封闭市场收益
专利费参数较低，封闭市场收益较高的参数见表2。
软件模拟仿真如图1所示，研究发现：
首先分析新兴技术企业的收益。标准修订后，在开放技术专利许可情况下，如果采纳新兴技术的企业数量极少，由于潜在市场开放，被少数企业获取相对优势市场份额增量，则新兴技术企业可以获取更高收益。随着采纳新兴技术的企业越来越多，则其收益快速下降，并随着传统技术企业挤占更多市场份额后，新兴技术企业收益变为负数。随着传统技术企业采纳新兴技术数量的增加，专利费收益弥补了市场份额损失，新兴技术企业企业总收益随之扭亏转盈，即呈现U型曲线。但是，其收益受专利费影响，如果专利费系数太低，则新兴技术企业的边际收益为负。
如果维持标准，封闭市场未开放，采纳新兴技术比例较低情况下，新兴技术企业的收益为负，随着传统技术企业采纳新兴技术越来越多，新兴技术企业的收益降低到最低点后，收益随着专利费参数和传统技术企业采纳新兴技术数量的增加而增加，即呈现U型曲线。
对于以上仿真的解释为：随着传统技术企业采纳新兴技术比例越来越高，新兴技术企业的收益受标准变化的影响越来越小，即随着市场竞争的演化，新兴技术替代了传统技术后，企业之间从差异化竞争又演化到了同质化竞争阶段。 进一步分析传统技术企业和新兴技术企业的收益，标准修订后，传统技术企业采纳新兴技术的x比例平衡点有3个：0，0.455和1，即复制动态方程曲线与X轴的3个交叉点，通过设定过零条件和放大曲线计算得出具体数值，在0和1处复制动态方程导数均为正值，均不是演化稳定策略ESS，而0.455处复制动态方程导数为负值-7.7，见图1，即0.455是演化稳定策略ESS，有45.5%的传统技术企业采纳新兴技术，通过公式（2）计算得出新兴技术企业比较收益为+63万元。同理根据曲线和公式3计算得出，在维持标准情况下，系统在23%下是演化稳定策略ESS，新兴技术企业比较收益为-15万元。
即新兴技术企业通过开放专利许可，收取专利费，但是由于竞争关系，传统技术企业的期望收益会随着采纳新兴技术的企业数量增加而下降。新兴技术企业应积极推进修订标准，获得封闭市场收益才能实现整体盈利。
典型案例包括蓝牙技术联盟，面对广阔的潜在市场收益，通过相对合理的知识产权授权费用，蓝牙技术联盟基于少数发起单位，发展了200多家联盟成员公司和6 000多家应用企业，推动了蓝牙标准的发展和技术扩散。
2.2 高专利费+高封闭市场收益
专利费参数较高，封闭市场收益较高的参数见表3。
软件模拟仿真如图2所示，研究发现：
如果专利费过高，其专利收益高于市场份额损失，则无论标准修订还是维持标准，新兴技术企业的收益都随着采纳新兴技术企业数量增加而增加，新兴技术企业可以获取更高收益。但是传统技术企业由于高专利费压力和高封闭收益情况下，演化稳定策略为极少数传统技术企业采纳新兴技术。更多的传统技术企业在专利高费用压力下，考虑到市场竞争原因，倾向于选择不采纳技术。如果传统技术企业投票不修订标准，则新兴技术将失去发展空间。所以新兴技术企业应综合考虑专利收入、市场收益和技术发展等收益，适度控制专利费用，为整个产业和技术创新提供更合适的成本空间，否则双方都无法实现共赢，而新兴技术也失去了扩散和采纳的空间，出现少数企业垄断格局。实际行业案例中，以彩墨打印机为例，“专利丛林”现象严重，只有少数企业例如佳能（CANON）、惠普（HP）、爱普生（EPSON）、利盟（LEXMARK）寡头企业垄断市场。
另外一种情形是新兴技术被传统技术企业集体阻止，锁定在次优路线上。在维持标准情况下，传统技术企业采纳了新兴技术，由于封闭市场未开放，传统技术企业依然无法获得市场增益，会理性选择放弃采纳新兴技术，无法实现新兴技术扩散。
2.3 低专利费+低封闭市场收益
专利费参数较低，封闭市场收益较低的参数见表4。
软件模拟仿真如图3所示，研究发现：
由于专利费较低，封闭市场收益也较低，新兴技术企业没有动力开放专利许可。在专利费较低且封闭市场收益较小情况下，开放专利技术许可后，对新兴技术企业不利，尤其是在少量传统技术企业采纳新兴技术后，分摊了封闭市场收益，传统技术企业收益快速衰减到较低水平。而传统技术企业在比较低的专利成本下，选择采纳新兴技术。由于封闭市场较小，标准修订与否对传统技术企业收益影响不大，封闭市场收益对企业策略演化更为关键。例如在光伏、新能源车等产业发展初期，相对于水电、火电、燃油车等传统技术，新兴技术成本较高，标准和法律政策不够开放，只有少部分光伏和新能源车企业，随着成本降低、市场准入政策开放、补贴优惠等措施，潜在市场规模扩大，光伏发电和新能源车进入了快速发展阶段。
2.4 高专利费+低封闭市场收益
专利费参数较低，封闭市场收益较低的参数见表5。
软件模拟仿真如图4所示，研究发现：
如果专利费过高，则无论标准修订还是维持标准，新兴技术企业的收益都随着采纳新兴技术企业数量增加而增加，新兴技术企业可以获取更高收益。但是由于封闭市场收益较小，所以无论是修订标准还是维持标准，在高专利费情况下，新兴技术企业都无法获得较高专利收益。原因在于传统技术企业在专利高費用压力下倾向于选择不采纳创新技术，新兴技术将失去生存和发展空间。所以新兴技术企业应综合考虑专利收入、市场收益和技术发展等收益，适度控制专利费用，为整个产业和技术创新提供更合适的成本空间，政策应推动市场空间增长。例如特种机器人产业领域，如果龙头企业通过高昂的专利费阻止竞争者，也限制了产业规模扩张，导致无法实现规模经济，阻碍了产业发展。
3 结果讨论
基于以上仿真分析发现，新兴技术企业和传统技术企业的收益，演化稳定策略受到专利费、潜在市场收益、标准化决策和市场竞争关系的影响。
具体包括：在潜在市场收益较高情况下，如果收取较低的专利费，新兴技术企业应推进标准化工作，获取潜在市场收益，从而弥补专利许可后带来的市场竞争损失，推动新兴技术创新扩散，如果不推进标准化工作，则在原有的市场格局情况下，较低的专利费无法弥补专利许可后传统技术企业带来的市场竞争损失，则新兴技术企业理性选择不开放专利许可，在标准化工作失败情况下，专利不开放，新兴技术创新扩散遇到阻碍;然而，如果收取过高的专利费，大多数传统技术企业在市场竞争收益被摊薄后，市场收益小于支付的专利费，理性选择不采纳创新技术，行业容易进入垄断或寡头竞争格局。
在潜在市场收益较低的情况下，如果新兴技术企业收取较低的专利费，由于潜在市场收益较低，则标准化带来的影响较为轻微，新兴技术企业在专利费和市场新增收益都较低的情况下，缺乏专利许可和标准化动力;如果新兴技术企业收取较高的专利费，受限与潜在市场收益较低，传统技术企业理性选择为不采纳新兴技术，则新兴技术企业依然无法获取较高的专利费收益，无法推进技术创新扩散。
总之，潜在市场收益是影响标准化与专利组合策略的关键因素，掌握领先技术专利的新兴技术企业对技术创新扩散起着主导作用，在新兴技术未对传统技术具备压倒性领先优势的情况下，专利费对行业内企业采纳创新技术、实现技术创新扩散起到关键作用。传统技术企业和新兴技术企业收益和决策均受到潜在市场收益、采纳者数量、专利费用等因素综合影响，并处于非线性动态变化过程。 4 结论与展望
1）潜在市场收益是影响新兴技术企业标准化和专利组合策略的关键因素，在高封闭（潜在）市场收益情形下，为了实现新兴技术扩散，新兴技术企业应综合考虑市场收益、专利收益以及技术扩散收益的均衡，通过动态量化建模和分析，设定优化的专利费，使得新兴技术专利带来合理的经济回报，推进新兴技术占据更大市场份额，在行业内进行良性的技术扩散。除了收取合理的专利费之外，新兴技术企业还可以通过专利授权等方式，不直接参与到下游市场竞争之中，规避新兴技术扩散的不利竞争因素，通过行业差异化合作策略，避免专利技术和标准化策略受到行业竞争的负面影响。
2）法律政策应限制专利持有企业通过拒绝许可、专利劫持、许可费叠加和歧视性许可等方式垄断行业，如果潜在市场收益较高，会出现少数专利持有企业通过高专利费策略，实现少数寡头垄断的格局，政策除了应防止专利垄断之外，还应通过政策和经济措施引导，使得新兴技术企业在专利费上能够有所让步，从而降低其通过专利垄断获利导致新兴技术无法扩散的可能性。
3）如果专利费过高，或者标准修订后潜在市场收益增量较少，无法获得行业内大多数企业认可，无法通过标准化策略扩大市场份额，则技术标准容易锁定在传统技术（次优技术）路线上，政府应推动开放市场，降低壁垒，增加新兴技术市场增量，例如通过政府补贴促进新兴技术消费。具体原因为如果传统技术企业不购买新兴技术专利，则无需支付专利费用，但是在现有市场上，会面临更多新兴技术产品竞争，带来销售损失，并且损失会随着购买新兴技术专利企业数量增加而增加。如果修订标准，由于竞争力增加和封闭市场转换为开放市场，则购买新兴技术专利的传统技术企业会获得较大竞争优势，反映为市场收入较大增加，但是收入会随着竞争企业的数量而递减，因为修訂标准对新兴技术有利，并且获得部分开放市场收益，需要支付专利费用;如果传统技术企业不购买新兴技术专利，则无需支付专利费用，但是在现有市场和新开放市场上，会面临更多新兴技术产品竞争，带来更大销售损失，并且损失会随着购买新兴技术专利企业数量增加而增加。根据以上分析，如果不购买新兴技术专利授权，则传统技术企业不会选择修订标准，因为修订标准，一方面会对新兴技术有利，降低自身企业技术优势，其次，也会在开放的市场上失去技术标准的壁垒效应。
4）即便有合理的专利策略，由于市场竞争的存在，无法实现全部技术扩散的演化稳定策略，在不同阶段不同技术并存并迭代演化的格局，出现阶梯型增长趋势。政策应鼓励技术和标准良性竞争，除了避免技术锁定和技术垄断之外，还应在推动新兴技术扩散的同时，避免一刀切政策，实现不同技术良性竞争和良性过渡。例如通信行业在不同的通讯技术之间（例如4G、5G等）实现良性竞争和过渡，新能源与传统燃油车实现阶梯式的技术替代。
本文创新点主要包括如下几个方面：①研究从多方博弈的角度，分析了新兴企业与成熟企业之间在标准化与专利策略影响下的演化过程;②标准化通过技术性贸易壁垒等技术扩散壁垒影响技术扩散的潜在市场，潜在市场收益是影响标准化与专利组合策略的关键因素;③掌握领先技术专利的新兴技术企业对技术创新扩散起着主导作用，在新兴技术未对传统技术具备压倒性领先优势的情况下，专利费对行业内企业采纳创新技术、实现技术扩散起到关键作用;④传统技术企业和新兴技术企业收益和决策均受到潜在市场收益、采纳者数量、专利费用等因素综合影响，并处于非线性动态变化过程。
未来研究将考虑从两个方面深入展开：①在本文研究基础上，结合具体行业调研实证数据，以及企业具体专利策略、标准必要专利收费案例等深入展开;②基于不同的复杂网络结构，考虑技术标准化和专利策略影响下，如何实现技术扩散，并结合智能优化算法[28]实现策略参数优化。
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（责任编辑：许建礼）