臺灣半導體產業專利的創新網絡機制：小世界、結構洞、地位符號

行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 ; ^{成 果 報 告}

□期中進度報告

臺灣半導體產業專利的創新網絡機制：小世界、結構洞、地位符號

計畫類別： ; 個別型計畫 □整合型計畫 計畫編號：NSC 2412－H－004－005－MY3 執行期間：96 年 08 月 01 日至 99 年 07 月 31 日 執行機構及系所：國立政治大學社會學系

計畫主持人：熊瑞梅教授 共同主持人：

計畫參與人員：林亦之、官逸人、彭莉惠、盧科位、楊惠如

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：□精簡報告 ; 完整報告

本計畫除繳交成果報告外，另須繳交以下出國心得報告：

□赴國外出差或研習心得報告

□赴大陸地區出差或研習心得報告

; 出席國際學術會議心得報告

□國際合作研究計畫國外研究報告

處理方式：除列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢

□涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢

中 華 民 國 99 年 10 月 25 日

目 錄

頁次 中文摘要……… II 英文摘要……… III

一、前言……… 1

二、研究目的……… 1

三、文獻探討……… 2

四、研究方法……… 5

五、結果與討論……… 6

參考文獻……… 14

國科會補助專題研究計畫成果報告自評表……… 16

附錄一：創新網絡與專利發明：凝聚力或結構相等的機制？……… 17

附錄二：Delphion & Derwent 專利資料存檔方式……… 54

附錄三：將 EXCEL 中的專利資料轉成 SPSS 的格式之步驟說明……… 60

附錄四：對專利資料作全面的檢查錯誤之步驟說明……… 65

表 目 錄

表二：1976-2006 年臺灣半導體產業小世界 Q 指數表……… 7

表三：台積電與聯電發明人合作網絡的小世界指標……… 9

表四：兩階層隨機係數迴歸模型……… 10

表五：各家公司 2001 年與 2005 年影響專利被引次數的網絡機制迴歸結果歸納表………… 13

圖 目 錄

頁次 圖一：2001 年與 2005 年間專利發明人流動網絡 (2001 與 2005 年專利所有權在不同公司) 10

臺灣半導體產業專利的創新網絡機制：小世界、結構洞、地位符號

熊瑞梅

中文摘要

半導體產業是台灣過去三十年多年來發展最完整、且在世界上最具有競爭力的創新型產業。研發與技 術專利成長快速，也代表這個產業的技術創新成果。近年來社會學家投入各類合作創新的研究，多半 採用小世界網絡、結構洞、和地位符號的網絡機制，來解釋產業組織行動者和產品創新網絡長期動態 發展的機制。台灣半導體產業雖然是技術發展後進國家，但半導體的研發專利成長快速，廠商發明人 和專利網絡的資料分析和網絡機制的理論探索卻相當缺乏。本研究以1976─2006年間台灣半導體業 上、中、下游公司專利發明人及專利資料，以及這些公司在組織層次影響研發創新的組織特質資料，

檢驗小世界網絡、結構洞與地位符號等網絡機制對專利創新被引用的影響。主要發現如下：專利引用 網絡具小世界特質；而2001與2005年發明人程度中心性分數越高、地位特性越高，其專利影響力就越 大，符合地位符號理論假設的預期。此外，2001年的發明人網絡位置與專利創新影響力的關係，合乎 結構洞理論的假設：結構洞特性越強的發明人，越能促進點子交換和對專利影響力越大；但到了2005 年，發明人網絡位置和專利表現就與結構洞理論的假設相反，究其原因，與台灣半導體特殊產業分工 所形成不同技術利基的結構位置有關，上游IC設計產業因技術專業化程度高，研發需仰賴學有專精的 一群人重複合作，因此合作者具重疊性、結構限制高；2005年全球消費性電子產品處於成長期，IC設 計技術門檻因工具進步及組織人才增加而降低，故結構限制越大，引用反而越多，因此出現與結構洞 理論不同的情況。本研究在理論上的意涵如下：創新必須鑲嵌在組織內外異質多元技術利基的網絡中，

在相互刺激下才能產生較好的創新發明，同時必須考慮不同產業位置的技術特性，與產業技術發展階 段，才能對台灣半導體產業的創新有較佳的理解。

關鍵詞：半導體產業、專利創新網絡、小世界、結構洞、地位符號

The Mechanisms of Innovation Networks for the Patents of Taiwan Semiconductor Industry:

Small World, Structural Holes, Status Signals

Ray-May Hsung

Abstract

Semiconductor industry is the most complete and competitively innovative industry in Taiwan in the past decades. The impressive results in R&D and the growth of patent numbers demonstrate the achievement of its technological innovation. Recently, lots of sociologists use the theories of small world, structural holes, and status signal to explain the long-term dynamic development of technological innovation in different types of industries. As a latecomer, Taiwan’s granted patents in the field of semiconductor industry have increased rapidly. However, the related theories and empirical studies on the innovative mechanisms of inventors’ and patents’ network are deficient. This study uses the USPTO granted patent data with inventors’ attributes, patents’ citation, and relevant organizational level data in different structural positions of semiconductor industry from 1976 to 2006 to test the mechanisms’ effects of above-mentioned theories. The major findings are as it follows: The patent citation network is like a small world network. Similarly, the status signal theory was verified by the finding that the higher the centrality an inventor possesses and the more the influence his or her patent has in the years of 2001 and 2005. The same effect can also be noticed from the status of positions. Furthermore, the relation between the position of inventor’s network and the patent’

influence is in accordance with the prediction of structural holes theory in 2001: an inventor with more structural holes will facilitate more idea exchange and more influence on his or her patents. In contrast, the effect of structural holes on patent’s impact was opposite to the expectation in 2005 data because of the divergent niches of different positions of streams in Taiwan semiconductor industry. Due to the high degree of specialization, the inventors in IC design houses need to repeatedly collaborate for a long period of time.

Therefore, the cooperators overlap in collaboration networks quite a lot and get higher structural constraint. In 2005, global consuming electronics markets were in a booming stage. In virtue of the progress of design tools, brain circulation and the increasing manpower, the fabless industry’s technical threshold became lower and

lower; therefore, showed the phenomenon against structural holes theory: those inventors with less degree of structural holes were cited more frequently. This study has some theoretical implications as follows: In order to get better consequences from the state of mutual stimulations, innovations should be embedded in architectures of heterarchy with multi-niches of technology. In the meantime, the technical characteristics of differentiated industrial positions and the stages of technology development should be considered simultaneously to make a good understanding of the innovations in semiconductor industry in Taiwan.

Keywords: semiconductor industry, patent innovation network, small world, structural hole, status signal

一、前言

台灣在 2000 年以後，半導體專利數已經超越南韓，在 2005 年台灣半導體產值在全球排名第四，

晶圓代工全球產值第一，IC 設計第二，封裝全球第一，已發展至資本雄厚、市場佔有率大、且技術純 熟的階段。許多大公司自身都投資並擁有相當優秀的研發創新人才。

半導體產業組織的專利代表了該產業的技術創新成果，眾所皆知，觀念與發明很少單獨而起，多 是立基於其他觀念與發明之上，也常作為不同新知識之基礎。從宏觀層次來看，知識生產多涉及網絡，

過去的研究 (Podolny and Stuart 1995) 詳述了某些技術領域中發明點子相互影響逐步演化的網絡動態 特質。尤其近年來，許多對於產業的合作發明與創新的研究(Podolny 1993; Podolny and Stuart 1995; Podolny, Stuart, and Hannen 1996; Podolny 2005; Moody 2004; Burt 2004; Uzzi and Spiro 2005)，多半從網絡社會學的理 論觀點和分析方法切入，而能對專利創新的參與者、創新的技術內容、和創新影響的解釋提出具體的 理論解釋機制。台灣半導體產業技術創新和專利的研究也累積了一些成果，但較缺乏使用研發創新行 動者網絡所做的分析。本研究企圖使用半導體產業專利發明人網絡資料，從這個理論機制的學術研究 累積成果出發，同時回顧與反省台灣有關半導體產業的研究成果。

二、研究目的

因此本研究發展出以下的研究目的：

1、本研究關懷半導體產業垂直分工下，不同類型組織治理模式所產生的創新網絡機制，是否具有一個 從局部聚集(local clustering)到全面路徑連結(global path linking)的有效快速地擴散的小世界網絡特徵？為 回答這個問題，我們在產業場域廠商的範圍上，選擇了包括上、中、下游半導體產業廠商。此外，在 技術創新深化的過程中，廠商專利的發明家在各項專利方案中的重疊網絡中，小世界網絡發展的模式 為何？

2、哪些發明者或哪些專利會在整個產業創新場域中具有較強的橋樑者位置特質，這些結構洞位置較強 的發明人和專利組織與產業上下游的關係為何？

3、此外，任何學術或產業創新市場中，都具有地位符號的機制，若發明人在越多專利上與其他發明人 重疊，則這種發明人在專利創新場域中會處於地位較高的位置，同時更會吸引其他發明者與之合作，

故馬太效應中大者恆大的明星效應對發明人專利發明成果的影響為何？也是本研究關注的焦點，因 此，我們試圖發展解釋專利發明人網絡對專利發明成果影響機制的模型。

三、文獻探討

此部份以三個網絡的理論觀點：小世界、結構洞(structural holes)與地位符號(status signal)解釋創新 與發明。

(一) 小世界與發明

小世界現象最大的特色是任何網絡都能成為小世界─只要網絡能符合與第三點產生共同連結的兩 個節點，彼此之間產生連結的機率比隨機選取兩點來得高。此外，在建立小世界網絡結構的可能性上，

不需要確認每一個節點的訊息，不需要瞭解網絡的內容、成員關係和行為原因等細節。Duncan Watts 描 述小世界通常出現在一個鬆散的網絡中，既非完全封閉、高密度、有秩序的(ordered)網絡，也不是完全 隨機網絡。這樣的小世界網絡特質在自然界與人類社會是相當普遍的現象。過去許多研究無法處理如 小世界現象般社會過程的非線性移轉現象，亦即當擴散在某處傳播到一個關鍵多數，超過該門檻 (threshold)時，擴散的速度便不是呈線性變遷的模式發展，換言之，一旦超過臨界點，整個系統迅即整 體發生改變，瞬間許多關係都被連結起來，致使整個網絡呈現小世界網絡系統的特質。

Watts (1999)的小世界網絡現象是根據網絡系統中的平均路徑距離(path length)和平均聚集密度 (clustering density)而來。和其他系統層次網絡不同之處在於，小世界網絡具有高度局部的聚集現象(high locally cluster)和短路徑距離(short path length)的特質。在 Watts 提出判斷小世界網絡現象的聚集係數和路 徑係數標準後，近幾年來，社會學家在網絡系統層次的分析上，就大量地使用小世界網絡的概念和指 標，應用在不同產業創新合作的網絡機制分析上。Uzzi and Spiro (2005) 以紐約百老匯 (Broadway)從 1987-1992 年的音樂劇與關鍵創作藝術家的雙元網絡特質，探討小世界網絡特質對音樂劇創作表現的影 響。他們使用 Newman (2001)改良過的指標，即實際網絡聚集係數/隨機網絡聚集係數，和實際平均路徑 /隨機網絡平均路徑─前者稱為聚集比，後者稱做路徑比，將聚集比除以路徑比，這個值稱作 Q，若 Q 越

大，則小世界系統現象越明顯。Uzzi and Spiro (2005) 關懷的問題是藝術家作品網絡的小世界系統特質 如何影響創作者的團隊組合及表現。Uzzi 發現小世界現象和音樂劇的票房及評價呈倒 U 型的關係，當 小世界網絡 Q 指標低時，代表小世界現象低，故音樂劇的票房和評價也低；因為比較少跨團隊的的連 結，整體產業網絡各種跨團隊資源移轉低，造成某一個團隊生產出來的產品帶動其他相關產品的連鎖 效應也低，故整個產業的表現和市場反應也連帶受到影響。但小世界網絡局部聚集能力和各個聚集連 結路徑距離適中是最有利於創新的網絡脈絡特質；若小世界程度過強，反而使得創作出現較差的票房 與評價。此外，Powell, White, Koput, and Owen-Smith(2005)等人從事 1988-1999 生物科技合作網絡也發現 生物科技場域十二年的網絡發展機制也呈現出類似小世界網絡的特質 (平均路徑短、群聚性高)，同時，

會出現路徑依賴─重複連結的鑲嵌性。

(二)結構洞與發明：

各種類型的經濟交易市場網絡存在許多不同的群聚(clusters)，這些群聚往往彼此是不連結的，故 在市場網絡中充滿了「結構洞」的機會。若有人能夠將不連結的孔洞中進行搭橋，則該結構洞搭橋的 位置會創造出不等值的社會資本(Burt 1992)。通常衡量一個結構洞可創造的社會資本是從兩個面向來 看，一個是效率(efficiency)，一個是效能(effectiveness)。可搭橋的洞的效率是看這個橋樑將多少不重疊 的聚集連結起來；而效能是看連結聚集內直接和間接關係的人數。當個人的關係網絡能夠橫跨越多結 構洞的位置，所累積的社會資本越豐富、競爭優勢越強。結構洞像是一種緩衝器，它可為團體間的人 們提供資訊流通的有利環境（中介），也可使得結構洞對立的聚集的人們得以聯繫起來。

結構洞的位置越多，越能從更多不重複的聚集獲得資訊或好點子來源，若某人能操弄這些結構洞 的搭橋功能時，其不僅具有可聚集多種非重疊異質化訊息的優勢，也因控制該優勢位置，可以從中玩 弄分裂和中介的角色，而擷取最大利益。

Burt(2001,2004)的研究顯示，位於組織中結構洞的位置與的工作表現升遷報酬皆呈現正相關，亦即 一個人在組織內網絡的結構洞越強，則在組織內越有創新解決問題的能力，故較早升遷。Burt（1992）

指出結構洞所能擁有的資訊優勢，是結構洞多的人，會擁有較多跨團體間的關係；團隊內相較於團隊 間往往成員組成越同質，因此一個橫跨結構洞多的中介者，往往能夠從中獲取有利的資訊與多元的資 源，而可能增加其創新與發明。Burt（2004）針對美國某大電子公司的供應商經理做研究，透過詢問

經理們對改善供應鏈的想法，判斷該位經理是否擁有好的點子（good ideas）， 並與其網絡位置作關聯。

其研究結果指出，橫跨結構洞的中介者比起組織中其他人，除了能取得多元的資訊，也進而能激發出 新的想法，此外，結構洞多的網絡，新點子傳播速度也快。顯示經理的網絡有跨越到結構洞的就會更 容易傳遞點子，並且與同事討論，資深經理較會提出點子，這些點子也比較容易被認為是有價值的。

Burt（2004）的研究給我們的啟發是，研究創新，把好點子的價值與橋樑者位置的分析放在一起，

跨越結構洞的人有比較早的機會接受與解讀多樣的訊息，讓他們看到並且發展好點子。而且創意是需 要透過傳播的過程，新點子才會普遍被市場接納，進而創造新點子的價值。亦即，點子必須是由大眾 願意去接納採用它，才讓它有價值。故本研究以發明人當年專利平均被引用次數高低來作為發明人的 點子的價值評量。

從以上的結構洞理論，可演繹成解釋台灣半導體專利創新網絡模式與解釋機制的假設如下：

假設

1：在台灣半導體產業專利發明人網絡中，居結構洞位置越強(結構限制低)的發明人，平均專利被

(二) 地位符號-明星(star)論與發明

Moody(2004)研究美國社會學家共同合作網絡所存在的理論解釋機制，發現學術明星的生產(star production)和再製，是解釋美國社會學家間合作研究撰寫論文最重要的解釋機制。換言之，在學術合作 創作網絡中的明星，亦即最多人曾經和他合作過的人，往往是能產生最多創新的作品，且其作品也最 多人引用，產生最大的影響力。這種學術明星對過去與現在學術發展的脈絡，和具有學術創新的好點 子的知識利基在哪都很嫻熟，更能看到未來知識創新的利基，也知道要和具備哪些知識、資源的人合 作，才能繼續在知識創新的市場中，居競爭優勢地位。

如同 Podolny (1993, 2005)指出，地位即一種訊號機制。一個發明人的高地位，使得大家都願意和 他產生連結，促進他與其他發明人的合作，從而又提高了他的影響力，造成了馬太效應、大者恆大的 結果。Moody(2004)的學術明星(star) 理論指出，網絡連結範圍越大或權力位置越高的節點，越能位居 資訊中心的位置，他使用程度中心性(centrality degree)來看每一個人，跟幾個人有連結，也就是他跟幾

個人曾經是共同作者，用來測試模型，看看是不是所有人都依賴核心人物來連結，本研究即以此作為 其中的一個假設。

中心性代表影響力，可以衡量一個人重要與否及其地位優越性，其重要的指標-程度中心性(degree centrality)是一個人關係數量的總和，最常用來衡量誰是這個團體中最主要的中心人物，也就是最有地 位的人。擁有高中心性的人，在這個團體中具有一個主要的地位。

假設

2：由明星的地位符號理論，推演出如下的假設：

在台灣半導體產業專利發明人網絡中，網絡中心性分數較高的發明人，平均專利被引用次數較多，或 其專利影響效果較大。

四、研究方法

在小世界問題方面，我們首先將從美國專利局 (USPTO) 網頁上下載專利相關資訊，下載的時間 範圍是從1976 年到 2006 年為止，大約為 30 年，並將這 30 年來的專利資訊建構成專利引用網絡資料 檔。專利引用網絡資料檔主要包含兩個項目，第一個項目是引用專利；另一個項目是被引用專利。其 次，我們再利用 Pajek（社會網絡分析軟體）將專利引用網絡轉換成 0 與 1 的關聯性網絡(affiliation network)，轉換方式主要以引用專利為主，將雙模網絡(two-mode network)變成單模網絡(one-mode network)。在轉換的過程中，凡是數值超過 1 的連線都重新編碼為 1。再者，我們利用 Pajek 從專利引 用關聯性網絡中擷取出一個強組成(strong component)網絡，並且利用 NodeXL（社會網絡分析軟體）求 得強組成網絡的節點數量、邊線數量、平均度數(average degree)、平均群聚係數(average clustering coefficient)和平均最短路徑(average the short path)。最後，我們參考 Wattz 與 Strogatz 的公式，算出隨 機網絡的群聚係數、最短路徑和小世界Q 指數。按照 Wattz 與 Strogatz 的公式，隨機網絡群聚係數的

公式為Crandom~kc/n，其中 kc是平均連結數量（網絡的邊線數量除以網絡的節點數量），而n 是網絡的節

點數量；隨機網絡最短路徑的公式為 Lrandom~ln(n)/ln(kd)，其中 n 是網絡的節點數量，而 kd則是平均度 數。至於小世界Q 指數，我們必須先求出群聚係數比值(Clustering Coefficient Ratio，簡稱 CCratio)與路 徑長度比值(Path Length Ratio，簡稱 PLratio)。群聚係數比值(CCratio)是實際網絡群聚係數除以隨機網絡 群聚係數所獲得的比值；路徑長度比值(PLratio)是實際路徑長度除以隨機路徑長度所獲得的比值；小世

界Q 指數則是群聚係數比值(CCratio)除以路徑長度比值(PLratio)所獲得的數值。

在檢驗結構洞與地位符號的假設方面，則從 Delphion 轉寫自美國國家專利局（USPTO）核准

（Granted）專利資料庫中，取得台灣半導體產業組織迄 2007.8.21 在美登記專利數前 16 大公司的專利 資料，分別建立並分析其2001 及 2005 年的發明人網絡，以此檢驗提出的假設。

公司資料如表一：

表一 迄 2007.8.21 台灣在美登記專利數前 16 大公司基本資料

公開發行種類 公司名稱 產業位置類別 2001 專利數 2005 專利數

上市 聯華電子 中游晶圓製造 584 95

上市 台灣積體電路 中游晶圓製造 532 439

上市 華邦電子 中游DRAM 製造 129 64

上櫃 世界先進 中游DRAM、晶圓製造 113 9

上市 台灣茂矽 中游DRAM、晶圓製造 85 15

上市 日月光半導體 下游IC 封測 35 45

上市 矽品精密 下游IC 封測 30 26

上市 旺宏電子 中游晶圓製造 28 99

上櫃 茂德科技 中游DRAM 製造 21 36

上市 威盛科技 上游IC 設計 20 128

上市 矽統科技 上游IC 設計 16 23

上市 南亞科技 中游DRAM 製造 10 82

上市 智原科技 上游IC 設計服務 2 20

上市 瑞昱半導體 上游IC 設計 2 23

上市 聯發科技 上游IC 設計 2 32

上櫃 力晶半導體 中游DRAM 製造 0 34

本研究使用層級線性模型(hierarchical linear model)來分析影響發明人專利平均被引用次數的機 制。模型中的第一個層次的變項是以發明人為分析單位的相關變項，而模型中的第二個層次是每家公 司的相關變數。

五、結果與討論

(一)專利網絡的小世界指標

表二是 1976-2006 年臺灣半導體產業的小世界 Q 指數表，表格內容有年份(Years)、專利引用關聯 性網絡的原來節點數量(N)、專利引用關聯性網絡的強組成(strong component)的節點數量(n)、專利引用 關聯性網絡的強組成(strong component)的邊線數量(Edges)、平均連結數量(kc)、平均度數(kd)、群聚係 數(Clustering Coefficient)，以及路徑長度(Path Length) 【群聚係數和路徑長度均可細分成實際(Actual)、

隨機(Random)和比值(Ratio)等三個部分】。

表二 1976-2006 年臺灣半導體產業小世界 Q 指數表

CLUSTERING COEFFICIENT PATH LENGTH Years N n Edges Kc Kd

ACTUAL RANDOM Ratio ACTUAL RANDOM Ratio

Q

1976 1 0 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1977 3 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1978 5 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1979 1 0 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1980 1 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1981 4 0 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1982 4 0 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1983 4 0 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1984 3 0 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1985 1 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1986 7 0 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1987 3 0 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1988 5 0 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1989 15 3 3 1.000 2.000 1.000 0.333 3.000 0.667 1.585 0.421 7.132 1990 18 3 3 1.000 2.000 1.000 0.333 3.000 0.667 1.585 0.421 7.132 1991 30 0 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1992 35 0 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 1993 69 10 13 1.300 2.600 0.350 0.130 2.692 1.345 2.410 0.558 4.824 1994 125 33 51 1.545 3.091 0.434 0.047 9.267 1.905 3.098 0.615 15.069 1995 261 126 274 2.175 4.349 0.448 0.017 25.958 5.323 3.290 1.618 16.044 1996 360 186 414 2.226 4.452 0.475 0.012 39.693 5.069 3.500 1.448 27.405 1997 473 259 487 1.880 3.761 0.414 0.007 57.026 6.176 4.195 1.472 38.739 1998 790 416 1366 3.284 6.567 0.419 0.008 53.082 5.998 3.204 1.872 28.357 1999 1077 626 1546 2.470 4.939 0.356 0.004 90.238 5.826 4.032 1.445 62.443 2000 1577 953 3178 3.335 6.669 0.345 0.003 98.594 4.791 3.615 1.325 74.392 2001 1867 1238 3907 3.156 6.312 0.350 0.003 137.299 5.409 3.865 1.399 98.110 2002 1503 765 1455 1.902 3.804 0.304 0.002 122.274 7.423 4.970 1.494 81.865 2003 1391 623 1139 1.828 3.657 0.302 0.003 102.910 9.314 4.963 1.877 54.838

2004 1556 550 932 1.695 3.389 0.312 0.003 101.266 7.500 5.170 1.451 69.799 2005 1386 471 1107 2.350 4.701 0.387 0.005 77.554 7.826 3.977 1.968 39.408 2006 1758 616 1314 2.133 4.266 0.393 0.003 113.490 7.149 4.428 1.615 70.287

在表二中，我們可以看到，臺灣半導體產業，從1993 年之後，開始出現的小世界現象─即群聚係 數高、路徑長度短。在1993 年之前，專利數量(N)相當少，大部分都是個位數，因此除了 1989 和 1990 年，其他年份的專利引用網絡均無法求得強組成的節點數量、邊線、平均連結數量、平均度數、群聚 係數相關指標、路徑長度相關指標，以及小世界Q 指標。

自 1993 年起，專利數量開始逐漸增加，從 69 個專利一直增加到 1758 個專利，其中最高數量是 2001 年的 1867 個專利。當我們取得強組成(strong component)的 1993-2006 年專利引用關聯性網絡後，

可發現臺灣半導體產業專利的平均度數(kd)主要分佈在 2 至 6 之間，意味著每個引用專利一般與 2～6 個專利有所重疊。另方面，我們也發現到，在 1993-2006 年期間，臺灣半導體產業專利引用網絡的實 際群聚係數主要分佈在0.302 至 0.475 之間，表示引用專利之間的關聯性普遍而言有 30%至 47%。從群 聚係數比值(CCratio)來看，臺灣半導體產業專利的群聚性是先成長，後略降，再成長，從 1993 年的 2.692 成長至137.299，再下降至 77.554，然後再成長至 113.49。在路徑長度方面，臺灣半導體產業專利引用 網絡的實際路徑長度略高於隨機路徑長度，路徑長度比值(PLratio)普遍而言為 1 倍多。最後，在小世界 Q 指數方面，在 1993-2006 年期間，臺灣半導體產業專利引用網絡的小世界 Q 指數是先成長，後略降，

再成長，從1993 年的 4.824 成長至 2001 年的 98.110，再下降至 39.408，然後再成長至 70.287。

綜合上述，我們發現臺灣半導體產業的專利引用網絡從 1993 年起開始具有小世界現象，其程度起 伏主要受到群聚係數比值的影響。當群聚係數比值高時，小世界程度就高；當群聚係數比值低時，小 世界程度就低，因此，對臺灣半導體產業專利引用網絡而言，群聚係數比值是影響小世界程度的關鍵 因素。基本上，臺灣半導體產業專利引用網絡的群聚係數比值相當高，這樣現象指出在引用模式上，

專利之間的關聯性是相當高的。

表三是台積電與聯電發明人合作網絡的小世界指標，可以發現發明人合作網絡不像專利引用網絡 的小世界現象那麼明顯。發明人網絡是否具小世界現象，反映了公司的專利生產特質，台積電專利質 量的提升，反映在小世界特質有越益明顯的趨勢；聯電專利數量在2000 年之後驟減，其發明人合作網

絡也越不具小世界特質。

表三 台積電與聯電發明人合作網絡的小世界指標 TSMC 群聚係數C 路徑長度L

年 實際 隨機 CActual/ CRandom 實際 隨機 LActual/ LRandom SW

2000 0.698 0.05913 11.804499 3.27 2.4753 1.3210593 8.9356308 2003 0.803 0.05459713 14.707733 4.076 2.5269 1.6130672 9.1178671 2005 0.805 0.03957994 20.338585 3.947 2.6589 1.4844415 13.701169

UMC 群聚係數C 路徑長度L

年 實際 隨機 CActual/ CRandom 實際 隨機 LActual/ LRandom SW

2000 0.665 0.06034592 11.019801 3.633 2.6703 1.3605423 8.099565 2003 0.727 0.14878893 4.8861163 2.677 2.1752 1.230667 3.9702992 2005 0.795 0.48979592 1.623125 1.429 1.5793 0.9048379 1.7938295 註：Kogut & Walker(2001)提出的小世界衡量指標 SW=(CActual/ CRandom)/ (LActual/

LRandom)。當 SW>>1 時，連結的網絡就是小世界網絡(Davis et al.,2003)。

(二)結構洞、地位符號與創新發明

哪些發明者或哪些專利會在整個產業創新場域中橋樑者位置特質較強，這些結構洞位置較強的發 明人和專利組織及產業上下游的關係為何？

圖一是在2001 年和 2005 年皆有專利，但是專利所有權在不同公司的專利發明人。可以說公司透 過這些發明人做為橋樑，與其他公司有著專利知識的交流。圖中可以發現台積電是場域中最核心的公 司，連結著上中下游的廠商，而聯電因為2001 年後專利量急降，發明人數隨著減少，圖一也可看出聯 電的發明人流動到哪些公司的情況，上游與中游的廠商皆有。

圖一 2001年與2005年間專利發明人流動網絡 (2001與 2005年專利所有權在不同公司)

表四是使用層級線性模型(hierarchical linear model)來分析影響發明人專利平均被引用次數的機 制。模型中的第一個層次的變項是以發明人為分析單位的相關變項，而模型中的第二個層次是公司的 相關變數。

模型發現公司層次上中下游的技術利基不同：在台灣半導體產業中，上游與中游的公司相較於下 游的公司，發明人平均專利被引用次數，或稱專利影響效果有顯著差異。

下游的日月光與矽品專利引用數在 2001 年較高，表四的模型也呈現出 2001 年時上游與中游公司 的專利影響力明顯低於下游，但至 2005 年有很大的變化，上游與中游公司的專利影響力明顯高於下 游，尤其是中游 DRAM 公司與上游的 IC 設計公司這兩個正值快速成長期的產業。顯示台灣半導體產 業四種位置各自處於不同發展週期，技術和發明合作網絡都有差異。

在發明人層次的檢定，2001 與 2005 年發明人程度中心性分數越高、地位特性越高，其生產的專

利影響力越大，符合明星的地位符號理論假設的預期：在台灣半導體產業專利發明人網絡中，網絡集 中性分數較高的發明人，平均專利被引用次數較多，或稱專利影響效果較大。顯示一個發明人，大家 都願意和他產生連結，合作的對象越多，越容易促進他與其他發明人的交往，從而又提高了他的專利 影響力，造成了馬太效應、大者恆大的結果。

另外，結構限制越低，結構洞特性才會越高，在 2001 年模型顯示結構限制與發明人平均被引用數 呈負向關係，也就是說結構限制性越低(結構洞越大)，生產的專利影響力越大，同樣符合結構洞理論假 設的預期：在台灣半導體產業專利發明人網絡中，居結構洞位置越強(結構限制低)的發明人，平均專利 被引用次數較多或其專利影響力較大。在 2001 年時合乎結構洞理論，但到了 2005 年，發明人網絡位 置和專利表現就與結構洞理論的假設相反，結構限制越高反而平均專利被引用次數較多，究其原因，

可能是上游的IC 設計產業技術特性，技術本身較專業化，研發某個物件，需仰賴同樣專精的一群人，

重複合作，所以大多與重疊的人合作，結構限制較高，並且在 2001 年時，上游的 IC 設計是高結構限 制、低引用數，當時還不成熟，而在2005 年已處於許多消費性的電子產品與較低的技術門檻的成長期，

故雖結構限制越大，反而被引用越多。

表四 兩階層隨機係數迴歸模型(with robust standard errors)

發明人涉入的專利平均被引用次數 2001 年 2005 年

截距項 14.498*** 0.179*

(2.090) (0.098)

上游公司 -9.305*** 0.331***

(2.029) (0.102)

中游製造公司 -7.327** 0.230**

(2.218) (0.092)

中游DRAM 公司 -9.248*** 0.422*

(1.986) (0.206)

下游公司(參考組) 發明人層次 發明人地位特性

程度中心性分數 0.088*** 0.014*

(0.024) (0.008)

發明人結構洞特性

發明人結構限制分數 -1.520** 0.181**

(0.690) (0.075)

解釋變異量

公司層次變異量 5.044% 2.954%

發明人層次變異量 94.956% 97.046%

離異數(-2LL) 11206.953 6373.878

註:***p＜.01、**＜.05、*＜.1；「公司層次」和「發明人層次」括號內為標準誤。

表五再分別以公司為網絡界限，針對每家公司逐家檢驗在 2001 年與 2005 年影響專利平均被引用 次數的因素是否符合網絡機制的假設。每家公司迴歸的結果歸納如表五，表五中的○代表符合假設，Χ 表示不符合假設。

所有的公司中，只有台積電、茂矽以及聯電2005 年符合高集中地位的明星理論，亦即與越多人合

作的發明人會生產出越有影響力的專利。這些公司的共同特徵都是成立時間較久、規模夠大且專利類 屬單一的公司，才有發明明星的存在。

而符合結構洞理論的有茂矽、台積電2001、世界先進 2001、茂德 2001、矽品 2005、瑞昱 2005，

結構洞理論強調與越多不重複的人合作，可獲取越多元的點子，而生產出較多被引用的專利。可以發 現符合結構洞理論的這些公司，都較重視與其他公司持股、結盟的策略，例如台積電與世界先進、茂 矽與茂德、矽品虛擬集團，因此自然較能產生觸及多元網絡的專利發明。

表五 各家公司 2001 年與 2005 年影響專利被引次數的網絡機制迴歸結果歸納表

地位符號 結構洞

台積電2001 ○ ○

台積電2005 ○ Χ

聯電2001 Χ Χ

聯電2005 ○ Χ

旺宏2001 Χ Χ

中游晶圓製造

旺宏2005 Χ Χ

華邦2001 Χ Χ

華邦2005 Χ Χ

世界先進2001 Χ ○

茂矽2001 ○ ○

茂矽2005 ○ ○

茂德2001 Χ ○

茂德2005 Χ Χ

南亞科2005 Χ Χ

中游

DRAM

力晶2005 Χ Χ

日月光2001 Χ Χ

日月光2005 Χ Χ

下游封測

矽品2005 Χ ○

威盛2005 Χ Χ

矽統2001 Χ Χ

矽統2005 Χ Χ

瑞昱2005 Χ ○

上游

IC

聯發科2005 Χ Χ

本研究發現組織中產生的創新，不是天才型的點子，而是必須鑲嵌在組織內外異質多元的網絡，

互相影響刺激下才能產生較好的創新發明。而創新發明鑲嵌在台灣特有半導體產業的不同技術利基環 境中，還必須考慮到不同產業位置的技術特性，與產業技術發展所在的階段，才能正確解釋台灣半導 體產業的創新發明機制。

此外，創新也包含了擴散的過程，Burt（2004）研究顯示經理的網絡有跨越到結構洞的就會更容 易傳遞點子，並且與同事有更多的討論；結構洞多的網絡，新點子傳播速度也快。居於網絡中心性地 位較高、結構洞特性較強的發明人，其專利發明是否會較早被引用？這個發明人的網絡地位與創新擴 散速度的關係，也是本研究未來可以繼續探索的議題。

參考文獻

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Watts, Duncan. 1999. “Networks, Dynamics and the Small-world Phenomenon.” American Journal of

Sociology 105: 493-527.

國科會補助專題研究計畫成果報告自評表

請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性） 、是否適 合在學術期刊發表或申請專利、主要發現或其他有關價值等，作一綜合評估。

1. 請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況作一綜合評估

; ^達成目標

□ 未達成目標（請說明，以 100 字為限）

□ 實驗失敗

□ 因故實驗中斷

□ 其他原因 說明：

2. 研究成果在學術期刊發表或申請專利等情形：

論文：□已發表 ; 未發表之文稿 □撰寫中 □無 專利：□已獲得 □申請中 □無

技轉：□已技轉 □洽談中 □無 其他：（以 100 字為限）

有三篇論文分別發表在 2008、2009、2010 年台灣社會學年會，

及兩篇論文發表在 2009 和 2010 年的世界社會網絡會議中。

3. 請依學術成就、技術創新、社會影響等方面，評估研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）（以 500 字為限）

半導體產業是現今台灣最重要的策略性產業，本研究以創新指標─專利作為切入點，蒐集 上市、上櫃、興櫃、公開發行公司的專利資料，從三種重要的組織與網絡理論：小世界、

結構洞、地位符號來分析此單一產業場域中創新的網絡機制，探討我國半導體產業創新的 機制，此在目前社會學界較缺乏學者使用網絡分析進行研究。因此本研究成果在經濟社會 學、組織社會學及社會網絡研究上均具有開創的重要意涵。本計畫現已完成多篇研討會論 文（請參見附錄一），發表於2008 年台灣社會學年會之論文，刻正改寫投稿中；未來由此 計畫可發展出兩篇相關投稿論文，相信對於以創新作為議題的產業研究，將具高度學術參 考價值。

附錄一

創新網絡與專利發明：凝聚力或結構相等的機制？

官逸人

政治大學社會學系博士候選人 [email protected]

熊瑞梅

政治大學社會學系教授 [email protected]

林亦之

東海大學社會學系博士候選人 [email protected]

本論文發表於「2009 年台灣社會學會年會：

全球效應與地方反應：社會學新興議題與挑戰」

台北：東吳大學。2009 年 11 月 28-29 日

*本論文為研討會文章，未經作者同意，請勿轉載引用，謝謝！

*本文特別感謝行政院國家科學委員會之贊助，計畫編號：NSC 96-2412-H-004-005-MY3

*聯絡人:官逸人(政治大學社會學系博士候選人E-mail: [email protected])

創新網絡與專利發明：凝聚力或結構相等的機制？

(本論文僅發表於 2009 台灣社會學會年會，未經作者同意，請勿轉載引用)

官逸人* 熊瑞梅** 林亦之***

摘要

台灣的半導體產業是過去三十年間發展最完整且最具全球競爭力的創新型產業，半導體產業組織 的專利發明代表了該產業的技術創新成果。而發明很少單獨而起，知識生產多涉及網絡。本研究關懷 西方最常使用的以個人聯繫(contacts)產生出來的凝聚力相關理論和結構相等位置模型，能否解釋台灣 半導體專利發明人專利發明成果的特質。在網絡行動者聯繫所生產出來的理論包括個人在網絡中的地 位訊號(status signal)和結構洞(structural holes)理論。結構相等模型則且主張結構相等位置在預測行為上 是比使用網絡成員互動產生的凝聚力指標更佳。資料來源是過錄美國國家專利局（USPTO）核准

（Granted）的專利資料庫，選取台灣半導體產業在美登記專利數前 15 大公司的專利資料，以公司為網 絡界限，針對每家公司建立 2001 及 2005 年的每個發明人的地位象徵分數和結構洞分數的網絡凝聚力 指標，並進行結構相等位置分析。先在描述性的層次上比較每家公司的不同位置在網絡集中性和網絡 結構限制分數在專利發明的影響力上的差異。進而再使用迴歸分析探討專利發明網絡的結構位置對專 利發明人的地位符號與結構洞指標及專利發明影響力的影響效應。發現結構相等位置比起結構洞與地 位理論是解釋台灣半導體公司發明的專利成果比較穩定的機制。研究結果顯示根據專利發明人的合作 網絡，劃分公司內部結構關係類似的各個位置群組，可以解釋他們發明專利的被引用次數，不同結構 位置的發明人生產專利的影響力會有顯著差異。但必須考慮產業供應鏈上中下游不同產業位置的技術 利基特性，中游晶圓製造是我國半導體產業鏈中最重要的環節。中游的的專利技術比較集中深化，故 相對專利技術會累積再生產，發明人網絡的結構位置相對地會產生垂直階層化的結構位置。反之，半 導體上游和下游的公司多半傾向於規模較小、設計或封測產品所需技術層次多元、非核心技術，故專 利技術廣度較大，專利發明人網絡，經常是不穩定的消費型創新發明合作網絡，在這種網絡中，不易 形成累積深化的階層化結構位置。這樣的網絡也不易產生超級專利發明的大明星；同理，這樣的網絡 雖然合乎結構洞的原理，但不斷地因應消費型IC 設計而轉換合作對象的充滿結構洞的網絡，未必能生 產出關鍵重要影響力深遠或被引用次數很多的專利發明。

關鍵詞：專利、創新網絡、結構相等、凝聚力、結構洞、地位訊號

* 官逸人 政治大學社會學系博士候選人

** 熊瑞梅 政治大學社會學系教授

*** 林亦之 東海大學社會學系博士候選人

一、前言

台灣在 2000 年以後半導體專利數已經超越南韓，在 2005 年台灣半導體產值在全球排名第四，晶 圓代工全球產值第一，IC 設計第二，封裝全球第一發展成資本雄厚、市場佔有率大、且技術純熟的階 段。許多大公司自身都投資並擁有相當優秀的研發創新人才。

半導體產業組織的專利代表了該產業的技術創新成果，眾所皆知，觀念與發明很少單獨而起，而 是立基於其他觀念與發明之上，也常作為其他新知識之基礎。從宏觀層次來看，知識生產多涉及網絡，

過去的研究 (Podolny and Stuart 1995) 詳述了某些技術領域中發明點子相互影響逐步演化的網絡動態 特質。尤其近年來，許多對於產業的合作發明與創新的研究(Podolny 1993; Podolny and Stuart 1995;

Podolny, Stuart, and Hannen 1996; Podolny 2005; Moody 2004; Burt 2004; Uzzi and Spiro 2005) 多半從網 絡社會學的理論觀點和分析方法切入，能對專利創新的參與者、創新的技術內容、和創新影響的解釋 提出具體的理論解釋機制。

台灣半導體產業技術創新和專利的研究也累積了一些成果，但較缺乏使用研發創新行動者網絡所 做的分析。從個人網絡層次出發的結構洞(structural holes)和地位訊號(status signal)的理論是過去西方半 導體和生物科技等創新產業中，最常解釋創新行動者與網絡系統和創新表現。專利或學術創新的發明 人，點子來源都是鑲嵌在科技或學術場域中的發明人合作或專利互相引用的網絡中。發明人若在合作 網絡居於結構洞多的位置(Burt 1992; 2004)；亦即和多個不重疊的聚集(clusters)有合作關係，且該聚集 有能衍生較多次級關係的發明人，其創新產品較多且品質較佳。此外，在學術合作或專利發明網絡中，

也經常出現「創新明星」的大者恆大的「馬太效應」；亦即，一個創新大師，是一個聲望，也是一個地 位象徵 (Podolny 2005)，許多優秀的發明人喜歡和在創新發明上已經有地位的人合作；如此，生產的 創新會更有市場價值。以上的兩種理論，基本上都是使用網絡行動者的連結資料所計算出來的結構凝 聚力(structural cohesion)多寡的指標。

不同於個人連結緊密寬鬆或多寡的凝聚力觀點，另一群網絡社會學家強調結構層次的分析，也就 是集體的結構力量對個人行為的影響，並基於整體結構的意涵提出結構相等(structural equivalence)位置 的概念，目的在於找出與其他同群個體互動關係類似的集群(即使這兩個個體彼此沒有聯繫)，將網絡的

行為者切割成許多互斥的位置，同一網絡位置的行動者，其行為模式會受到社會結構的影響而具有一 致性。本研究在針對專利發明人的合作關係，每家公司劃分結構關係類似的各個群組，想要探討這些 有著不同合作網絡關係發明人的位置，可否解釋他們生產出專利的被引用次數是否有顯著差異。

故本研究企圖使用臺灣半導體產業 2001 和 2005 年專利發明人網絡資料，從上述兩個理論觀點出 發，並回顧與反省台灣有關半導體的研究成果，發展出以下的研究目的：

1. 本研究關懷半導體產業的專利發明人合作網絡的結構凝聚力和結構相等特質。臺灣半導體公司甚少 跨公司的專利發明人合作的現象，故本研究在專利發明人網絡是以公司為網絡界線，針對每家公司 建立專利發明人網絡，進行網絡凝聚力指標分析：網絡中每個發明人的地位象徵分數和結構洞分 數。此外，進一步針對每家公司網絡進行結構相等位置分析，再分別列出每家公司不同結構位置的 專利發明人的特質和網絡特質。

2. 本研究更進一步地關懷西方最常使用專利發明人網絡結構凝聚力相關理論（結構洞和結構象徵）及

二、文獻探討

本研究關懷以個人聯繫(contacts)產生出來的凝聚力相關理論和結構相等位置模型對於專利發明人 的專利發明的解釋力。在網絡行動者聯繫所生產出來的理論包括個人在網絡中的地位訊號(status signal) 和結構洞(structural holes)理論。結構相等模型則是 Burt（1982）提出來的，且主張結構相等位置在預 測行為上是比使用網絡成員互動產生的凝聚力指標更佳。

（一）凝聚力相關理論

1、地位訊號-明星(star)論與發明

Moody(2004)研究美國社會學家共同合作網絡所存在的理論解釋機制，假設學術明星的生產(star production)和再製，是解釋美國社會學家間合作研究撰寫論文的一個機制。換言之，在學術合作創作網 絡中的明星，亦即最多人曾經和他合作過的人，往往是能產生最多創新的作品，且其作品也最多人引 用，產生最大的影響力。這種學術明星對過去與現在學術發展的脈絡，和具有學術創新的好點子的知 識利基在哪都很嫻熟，更能看到未來知識創新的利基，也知道要和具備哪些知識資源的人合作，才能 繼續在知識創新的市場中，居競爭優勢地位。

如同 Podolny (1993, 2005)指出，地位作為一種訊號機制。一個發明人的高地位，使得大家都願意 和它產生連結，促進他與其他發明人的合作，從而又提高了它的影響力，造成了馬太效應，大者恆大 的結果。Moody(2004)的學術明星(star) 理論指出，網絡連結範圍越大或權力位置越高的節點，越能位 居資訊中心的位置，他使用程度集中性(centrality degree)來看每一個人，跟幾個人有連結，也就是他跟 幾個人曾經是共同作者，用來測試模型，看看是不是所有人都依賴核心人物來連結。

集中性代表影響力，可以衡量一個人重要與否及其地位優越性，其重要的指標─程度集中性(degree centrality)是一個人關係數量的總和，最常用來衡量誰是這個團體中最主要的中心人物，也就是最有地 位的人。擁有高集中性的人，在這個團體中具有一個主要的地位。

由明星的地位符號理論，推衍出如下的假設：

假設

1：在台灣半導體產業專利發明人網絡中，網絡集中性分數較高的發明人，平均專利被引用次數

2、結構洞與發明

各種類型的經濟交易市場網絡存在許多不同的群聚(clusters)，這些群聚往往是不連結的，故在市 場網絡中充滿了「結構洞」的機會。若有人能夠將不連結的孔洞中進行搭橋，則該結構洞搭橋的位置 會創造出不等值的社會資本(Burt 1992)。通常衡量一個結構洞可創造的社會資本是從兩個面向來看，一 個是效率(efficiency)，一個是效能(effectiveness)。可搭橋的洞的效率是看這個橋樑將多少不重疊的聚集

連結起來；而效能是看連結聚集內直接和間接關係的人數。當個人的關係網絡能夠橫跨越多結構洞的 位置，所累積的社會資本越豐富，競爭優勢越強。結構洞像是一種緩衝器，它可為團體間的人們提供 資訊流通的有利環境（中介），也可使得結構洞對立的聚集的人們得以聯繫起來。

結構洞的位置越多，越能從更多不重複的聚集獲得資訊或好點子來源，而當某人若能操弄這些結 構洞的位置搭橋功能時，其不僅具有可聚集多種非重疊異質化的訊息的優勢外，也因控制該優勢位置，

可以從中玩弄分裂和中介的角色，以便從中擷取最大利益。

Burt(2001,2004)的研究顯示，位於組織中結構洞的位置與的工作表現升遷報酬皆呈現正相關，亦即 一個人在組織內網絡的結構洞越強，則在組織內越有創新解決問題的能力，故較早升遷。Burt（1992）

指出結構洞所能擁有的資訊優勢，是結構洞多的人，會擁有較多跨團體間的關係；團隊內相較於團隊 間往往成員組成越同質，因此一個橫跨結構洞多的中介者，往往能夠從中獲取有利的資訊與多元的資 源，而會影響創新與發明。Burt（2004）針對美國某大電子公司的供應商經理做研究，透過詢問經理 們對改善供應鏈的想法，判斷該位經理是否擁有好的點子（good ideas）， 並與其網絡位置作關聯。其 研究結果指出，橫跨結構洞的中介者比起組織中其他人，除了能取得多元的資訊，也進而能激發出新 的想法，此外，結構洞多的網絡，新點子傳播速度也快。顯示經理的網絡有跨越到結構洞的就會更容 易傳遞點子，並且與同事討論，資深經理較會提出點子，這些點子也比較容易被認為是有價值的。

Burt（2004）的研究給我們的啟發是，研究創新，把好點子的價值與橋樑者位置的分析放在一起，

跨越結構洞的人有比較早的機會接受與解讀多樣的訊息

讓他們看到並且發展好點子。而且創意是需要透過傳播的過程，新點子才會普遍被市場接納，進而創 造新點子的價值。亦即，點子必須是由大眾願意去接納採用它，才讓它有價值。故本研究以發明人當 年專利平均被引用次數高低來作為發明人的點子的價值評量。

從以上的結構洞理論，可推演解釋台灣半導體專利創新網絡模式與解釋機制的假設如下：

假設

2：在台灣半導體產業專利發明人網絡中，居結構洞位置越強(結構限制低)的發明人，平均專利被

(二)結構相等位置與發明

結 構 相 等 位 置 分 析 在 網 絡 分 析 中 是 屬 於 結 構 層 次 的 分 析 技 術 。 主 要 以 結 構 相 等(structure equivalence)分析法找出與其他同群人互動關係類似的集體(White, Boorman and Breiger, 1976)。早期社 會學家認為相同的結構位置比結構凝聚力還重要，結構力量是非常深沉的(latent)，且非常穩定，影響 當中個體的想法和行為模式，處在同一網絡位置的行動者，其行為模式會受到結構的影響而具有一致 性。

組織社會學的制度論在 80、90 年代最大的貢獻就是講結構相等，如兩個組織與同樣的一類組織 有相同類型的關係，即使這兩個組織彼此沒有聯繫，這兩個組織在結構上就是相等的（DiMaggio and Powell 1991），彼此會非常相似。例如兩家廠商同是位在上游位置，往來的公司具有重疊性，我們可以 說，這兩個組織在結構上就是相等的，它們的組織特性、傾向也會具有一致性。Podolny, Stuart, and Hannen(1996)發展了技術網絡中組織特殊利基位置就使用結構相等的概念，指出若兩家公司引用的專 利所有的公司重疊度非常高，那這兩家公司就具有在技術利基競爭的擁擠度。

根據結構相等的概念，我們可以根據一個行動者在結構中的位置，就可以知道這個行動者會有怎 樣的行為模式，即使在同一位置的之間的行動者沒有任何的關係存在，但是他們的行為仍然具有相似 性。所以我們可以說，根據專利發明人的合作關係網絡，劃分結構關係類似的各個位置群組，應該可 以解釋他們發明專利的被引用次數，在同一結構位置的發明人生產專利的影響力會具有一致性。

因此我們可以假設：

假設

3：不同專利合作網絡結構位置的發明人，專利的被引用次數或稱專利影響力會有顯著差異，即

假設

4：不同專利合作網絡結構位置的發明人，專利的被引用次數或稱專利影響力會有顯著差異，即

本研究還會觀察，是否結構位置放入模型，網絡集中性分數和結構洞的影響都不見了。果真如此，

表示集體的結構力量遠超過個人在網絡中的位置，結構分化比結構洞、地位象徵更為重要。

三、研究方法

(一)資料來源

本研究從 Delphion 轉寫自美國國家專利局（USPTO）核准（Granted）專利資料庫中，取得台灣半 導體產業組織迄 2007.8.21 在美登記專利數前 15 大公司的專利資料，分別建立並分析其 2001 及 2005 年的發明人網絡，以此檢驗提出的假設。

台灣 IC 產業體系之上、中、下游結構已發展得相當完整，是台灣 IC 產業的特色及能夠維持競爭 力的重要因素。本研究依照產業分工技術利基特性，將半導體公司分為1. 上游 IC 設計公司、2. 中游 晶圓製造公司、3. 中游 DRAM 公司、4. 下游 IC 封測公司等四個類別。公司資料如表 1：

表

1 迄 2007.8.21 台灣在美登記專利數前 15 大公司基本資料 (本研究發明人專利屬於所有權公司所有)

公開發行種類 公司名稱 產業類別 2001 專利數 (發明人數)

2005 專利數 (發明人數)

上市 威盛科技 上游IC 設計 20

(19)

128 (144)

上市 矽統科技 上游IC 設計 16

(33)

23 (43)

上市 瑞昱半導體 上游IC 設計 2

(2)

23 (32)

上市 聯發科技 上游IC 設計 2

(3)

32 (40)

上市 聯華電子 中游晶圓製造 584

(440)

95 (181)

上市 台灣積體電路 中游晶圓製造 532

(590)

439 (846)

上市 旺宏電子 中游晶圓製造 28

(54)

99 (150)

公開發行種類 公司名稱 產業類別 2001 專利數 (發明人數)

2005 專利數 (發明人數)

上市 華邦電子 中游DRAM 製造 129 (110)

64 (106)

上櫃 世界先進 中游DRAM、晶圓製造113 (117)

9 (15)

上市 台灣茂矽 中游DRAM、晶圓製造85 (130)

15 (36)

上櫃 茂德科技 中游DRAM 製造 21 (31)

36 (41)

上市 南亞科技 中游DRAM 製造 10 (20)

82 (80)

上櫃 力晶半導體 中游DRAM 製造 0 (0)

34 (44)

上市 日月光半導體 下游IC 封測 35 (49)

45 (55)

上市 矽品精密 下游IC 封測 30

(27)

26 (33)

需要加以說明的是，世界先進、茂矽在 2001 年時是 DRAM 製造，但世界先進在 2004 年、茂矽在 2003 年均已退出 DRAM 製造，現以晶圓代工為主。所以世界先進、茂矽產業位置的類別由 2001 年是 中游DRAM 轉變為 2005 年中游晶圓製造。另外，2005 年研究的公司如表 1 有 15 家，但因 2001 年時 有三家公司（瑞昱、聯發科、力晶）的專利數過少、使得發明人數因為太少難以分析，故2001 年研究 的公司只有這三家以外的12 家公司。

(二)研究變項說明

本研究使用迴歸分析來分析影響發明人專利平均被引用次數的機制。使用以下的變項來檢驗假設。

依變項：

發明人參與的專利平均被引用次數

以發明人當年參與發明的專利平均被引用次數作為創新發明的影響力指標，被引用次數的高低可以解 釋發明人專利研究成果影響力的高低。

自變項：

首先，先建構專利發明人網絡資料，「專利發明人合作網絡」的連結為任何兩位發明人共同合作一筆 專利，就算是「合作網絡關係」。發明人網絡是將所有專利發明人的合作關係建立成一個大型合作網 絡資料，從這個大型網絡中，計算出發明人在合作網絡中的「明星地位」和「結構洞位置」。明星地 位是由發明人在發明人合作網絡中的集中性指標來代表；而結構洞位置則從發明人在發明人合作網絡 中的結構限制分數來代表，結構限制分數越高者，結構洞位置越低。

1. 發明人在發明人合作網絡中的中心性

中心性：計算每個發明人在網絡矩陣中的中心度（相關網絡指數計算參考Wasserman and Faust 1994）。

以一般常用的程度集中性（degree centrality）作為指標，集中性數值越高顯示該發明人在網絡中的重要 性越高。程度集中性是一個人關係數量的總和。

2. 發明人在發明合作網絡的結構洞分數

結構洞：結構洞通常是使用發明人所身處的發明人網絡裡頭的限制(constraint)指數(Burt 1992)來代表。

Burt(1997)用「網絡結構限制」來測量結構洞的機會，網絡結構限制指標分數高，代表結構洞的機會少；

限制指標低，代表結構洞的機會多。行動者的網絡位置結構洞多會影響行動的創新與競爭力，結構洞 越少，其社會資本越少。有三個指標可以測量網絡限制性：「大小」（網絡越大限制性越小）、「相互連 結的密度越高，限制性越大」、「層級化」（排他性越強的網絡以及僅有一個單一的連結，則限制性越大）。

所以，結構洞以網絡指標-結構限制(structure constraint)來測量，結構限制越低，結構洞特性越高。

不僅只有個體網絡的分析，這篇論文還關注網絡的總體結構，帶入公司內結構位置的因素，探討

位於不同結構位置對發明人專利創新品質的影響。

3. 發明人在發明合作網絡分化出的結構相等位置

網絡資料因發明人專利合作所連結對象相同（結構同型）及連結數高低等因素，即依結構相等位 置形成數個群聚類型（cluster）。本研究依公司發明人人數多寡，發明人 100 人以下分 4 個群組，100 人以上分8 個群組。使用 UCINET 軟體的 CONCOR（Convergence of Correlations）功能計算出結構相 等。CONCOR 是以相關為基礎發展出來的方法，如果對一個矩陣的各個行(或列)之間的相關係數進行 重複計算，最終產生的將是僅由1 和-1 組成的相關係數矩陣，我們可以據此將之分類。

下一部份先在描述性的層次上比較 2001 年不同類型公司與不同位置在網絡集中性和網絡結構限 制分數在專利發明的影響力上的差異性。進而再使用迴歸分析來比較專利發明網絡的結構位置對專利 發明人的地位符號與結構洞指標及專利發明影響力的影響效應。

四、研究結果

（一） 台灣半導體產業在

2001 年至 2005 年的變遷趨勢：產業類別(上下游)及雙元系統的特性

台灣 IC 產業因接近產品市場，為電子產品的最重要關鍵零組件，以及因後進代工切入的特殊選擇 與被選擇，而具有跨歐美日韓等國競合關係間高度策略聯盟戰略意涵的全球半導體生產網絡橋樑者位 置，加上國內廠商各佔市場利基，以及國家長期列管為重要策略性工業，享受高度租稅優惠，其上下 游垂直及水平分工的完整產業供應鏈體系在群聚效應及多重資源挹注下，交錯形成龐大綿密、產業關 聯性強的生產網絡，使得客戶產品上市時程（Time-to Market）有效縮短，故對外極具競爭力。從 1960 年代末發展至1990 年代中期的二十餘年間，台灣半導體產業已超越德國，成為僅落後美、日、韓的世 界第四大半導體生產國（Mathews and Cho 2000；許瓊文 2003）。

圖 1 是 2006 年公開發行以上（上市、上櫃、興櫃、公開發行）122 家上游 IC 設計、中游晶圓製造、

DRAM、下游 IC 封測公司成立時間所製成之圖，此圖表示廠商在不同時間點進入市場時的擁擠趨勢，

顯示台灣半導體廠商生態利基擁擠度的大致輪廓：就公開發行以上公司而言，台灣半導體產業以上游

IC 設計廠商數目最多（多數為中小企業），1995 年以後大量且持續有廠商投入。其餘的半導體晶圓代 工、DRAM 和封裝測試公司，由於資本額相當龐大，故進入公司少，且加入競爭的廠商個數相當穩定。

台灣半導體廠商進入市場時間曲線圖

0 2 4 6 8 10 12 14 16

1971 1973 1980 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

成立時間

家數

上游 中游-製造 中游-DRAM 下游

圖

1 台灣半導體廠商進入市場時間曲線圖

這樣的趨勢也反映在專利發明上。本研究分析台灣半導體產業組織迄2007.8.21 在美登記專利數前 15 大公司的專利資料，如表 1，可以清楚的看出，不同產業位置的公司專利發明數量在 2001 到 2005 的變化。整體來說，正屬成長期的上游IC 設計公司的專利數量是在增加的。

中游的DRAM 公司由於技術受母廠控制，技術世代的週期也決定於母廠，加上受市場景氣、供需 波動、去化庫存程度的影響極大，只要供給過剩，困頓立現。世界先進、茂矽等公司的DRAM 生產線 在2004 年之前均已退出 DRAM 製造，現以晶圓代工為主。表 1 中也呈現了專利數量下降的趨勢。

而已邁入成熟期的中游晶圓製造與下游IC封測產業呈現相對穩定的專利發明數，唯聯電在 2000 年 後採取多元廣度發展的策略，在專利發明上，重質不重量。¹

1.上游 IC 設計業：

1 從一九九四年起，聯電每年花在專利申請及維護費用，平均都要新台幣一～二億元，最高時還超過三億元。不過，二○○○

年是轉捩點，聯電的專利政策急轉彎，從重「量」變成求「質」。……從此，聯電每年申請專利數量逐年減半。從一九九八 年超過一千件，到二○○三年只有一百多件。當很多國內企業還停留在專利數量的迷思中，聯電已早一步覺悟(林宜諄 2004)。