4.3科学と技術のつながり：サイエンスリンケージ

ポイント

• 日本は論文を引用しているパテントファミリー数、パテントファミリーに引用されている論文数のいずれも米国に次いで多い。
• 日本のパテントファミリーから論文への引用の27.3％が日本の論文に対するものである。しかし、日本のパテントファミリーが最も引用しているのは米国の論文(44.1％)である。いずれの主要国においても、各国のパテントファミリーが最も引用しているのは米国の論文である。
• 日本は、「電気工学」と「一般機器」のパテントファミリー数の割合が世界全体の割合と比べて高いが、これらの技術分野で論文を引用しているパテントファミリー数の割合は、他国と比較して低い。
• 日本の論文で自国のパテントファミリーに多く引用されている分野は「物理学(50.3％)」と「材料科学(43.8％)」である。他方、「環境・地球科学(14.8％)」、「臨床医学(17.0％)」、「基礎生命科学(16.6％)」は自国のパテントファミリーから引用されている割合は相対的に低い。

(1)パテントファミリーと論文の引用関係に注目した分析

　科学と技術のつながり(サイエンスリンケージ)を見るために、パテントファミリーに記述されている論文の情報を用いて分析を行った。パテントファミリーと論文の引用関係についてのイメージを図表4-3-1に示す。
　この節では、論文を引用しているパテントファミリー数(8)やパテントファミリーに引用されている論文数(9)を各国・地域で集計した結果を示す。また、どの国の科学と、どの国の技術がつながっているのかを分析する。さらに、技術分野ごとの論文を引用しているパテントファミリーの割合や、論文分野と技術分野のつながり等について分析する。
　なお、ここではパテントファミリーは2006～2013年（ファミリーを構成する出願の中で最も早い出願年）を、論文は1981年～2013年（出版年）を対象として分析を行っている。

注：
論文とパテントファミリーの間を結ぶ線は引用関係を示す。

(2)論文を引用しているパテントファミリー数とパテントファミリーに引用されている論文数

　図表4-3-2には、(A)論文を引用している国・地域ごとのパテントファミリー数と、(B)各国・地域のパテントファミリー数に占める論文を引用しているパテントファミリー数の割合を示す。
　日本は論文を引用しているパテントファミリー数が米国に次いで多い。ただし、日本のパテントファミリー数に占める論文を引用しているパテントファミリー数割合(図表4-3-2中の(B))は9.4％であり、他国と比べて低い。この要因として、以下の2つが考えられる。まず、使用したサイエンスリンケージのデータベースには日本特許庁が含まれていないため過小評価となっている可能性がある(10)。次に、この割合については、各国・地域のパテントファミリーの技術分野バランスも関係しており、論文を引用しやすい技術分野のパテントファミリー数の多さが関係している可能性がある。

注:
1)サイエンスリンケージデータベース (Derwent Innovation In-dex (2018年2月抽出))には日本特許庁は対象に含まれていないので、論文を引用している日本のパテントファミリー数は過小評価となっている可能性がある。
2)オーストラリア特許庁のデータをパテントファミリーの集計対象から除いているので、オーストラリアの出願数は過小評価となっている。
3)パテントファミリーからの引用が、発明者、審査官のいずれによるものかの区別はしていない。
4)整数カウント法を使用した。
5)論文は1981-2013年、特許は2006-2013年を対象とした。
資料：
欧州特許庁のPATSTAT(2017年秋バージョン)、クラリベイト・アナリティクスWeb of Science XML(SCIE, 2017年末バージョン)、クラリベイト・アナリティクス　Derwent Innovation Index(2018年2月抽出)を基に、科学技術・学術政策研究所が集計。

参照：表4-3-2

　図表4-3-3には、(C)パテントファミリーに引用されている国・地域ごとの論文数と、(D)各国・地域の論文数に占めるパテントファミリーに引用されている論文数の割合を示す。
　日本はパテントファミリーに引用されている論文数が米国に次いで多い。また、論文数に占めるパテントファミリーに引用されている論文数割合(図表4-3-3中の(D))は、25か国中8位の4.3％であり、日本が出す論文は技術に注目されていると言える。他国に注目すると、スイス、米国、シンガポール、オランダ、イスラエルが上位5に入っている。

注：
図表4-3-2と同じ。
資料：
図表4-3-2と同じ。

参照：表4-3-3

(3)主要国間の科学と技術のつながり

　次に、どの国の科学と、どの国の技術がつながっているのかについて、図表4-3-4に示す。ここでは、主要国を対象に、各国間のつながり(図表4-3-1の線で示す国のペア数)を集計することで、知識の広がりをみる。
　日本のパテントファミリーから論文への引用の27.3％が日本の論文に対するものである。しかし、日本のパテントファミリーが最も引用しているのは米国の論文(44.1％)である。いずれの主要国においても、各国のパテントファミリーが最も引用しているのは米国の論文である。米国において自国の次に多く引用しているのは英国の論文である(10.1％)。
　中国のパテントファミリーでは自国の論文を引用している割合が、他の主要国に比べて低い傾向がみられる(6.3％)。

注：
図表4-3-2と同じ。
資料：
図表4-3-2と同じ。

参照：表4-3-4

(4)技術分野別に見た論文を引用しているパテントファミリー数割合

　主要国を対象に、論文を引用しているパテントファミリー数の割合を技術分野ごとに集計したものを図表4-3-5に示す。ここでは各国における「バイオテクノロジー・医薬品」が1となるように正規化した値を示している。
　論文を引用しているパテントファミリーの割合が最も高い技術分野は、いずれの国においても「バイオテクノロジー・医薬品」であり、「化学」がそれにつづく。これらの技術分野は、論文の知識に注目し取り入れている分野であるといえる。他方、論文を引用しているパテントファミリー数の割合が低い技術分野は、「輸送用機器」、「その他」、「機械工学」である。
　日本は図表4-2-9で見たように、「電気工学」と「一般機器」のパテントファミリー数の割合が世界全体の割合と比べて高いが、これらの技術分野では、論文を引用しているパテントファミリー数の割合が欧米と比較して低い(電気工学0.17、一般機器0.18)。このことから、日本は技術分野のバランス、個々の技術分野における論文の知識の利用の両面で、科学と技術のつながりが構造的に小さくなっている可能性がある。

注：
全パテントファミリー数(2006～2013年の合計値)に占める論文を引用しているパテントファミリー数(2006～2013年の合計値)の割合を集計し、各国におけるバイオテクノロジー・医薬品が1となるように正規化した。左記以外の注は図表4-3-2と同じ。
資料：
図表4-3-2と同じ。

参照：表4-3-5

(5)論文分野と技術分野のつながり

　図表4-3-6には、世界においてどの論文分野がどの技術分野とつながっているのかを示す。
　パテントファミリーに多く引用されている論文分野は、「基礎生命科学」、「臨床医学」、「化学」である。また、これらの分野の論文を多く引用している技術分野は、「化学」、「バイオテクノロジー・医薬品」であることが分かる。

注：
図表4-3-2と同じ。
資料：
図表4-3-2と同じ。

参照：表4-3-6

(6)日本の論文とパテントファミリー国のつながり

　日本の各分野の論文がどの国のパテントファミリーに引用されているのかについて、主要国から引用されている割合を示す（図表4-3-7)。
　日本の論文で自国のパテントファミリーに多く引用されている分野は「物理学(50.3％)」と「材料科学(43.8％)」である。他方、「環境・地球科学(14.8％)」、「臨床医学(17.0％)」、「基礎生命科学(16.6％)」は自国のパテントファミリーから引用されている割合は相対的に低い。
　日本は「臨床医学」の論文数は増加傾向にあるが(図表4-1-9)、日本では、それを最も引用するパテントファミリーの技術分野である「バイオテクノロジー・医薬品」の割合は低いことから(図表4-2-9、図表4-3-6)、現状では日本の科学知識が日本の技術に十分に活用されていない可能性がある。

注：
図表4-3-2と同じ。
資料：
図表4-3-2と同じ。

参照：表4-3-7

コラム：論文被引用度とパテントファミリーに引用されている度合の関係

　本編では、サイエンスリンケージを分析する視点として、主要国間の科学と技術のつながりや論文分野と技術分野のつながりに注目した。ここでは、論文被引用度とパテントファミリーから引用される度合の関係について分析する。
　まず、パテントファミリーに引用されている論文のうち、論文被引用度の高い論文が占める割合を把握するため、Top1％論文・Top10％論文・Top20％論文の論文数および割合を図表4-3-8に示す。
　2006～2013年のパテントファミリーに引用されている1994年以降（直近20年間）に発行された論文数は74.2万件である。そのうち、Top1％論文は7.6％（5.6万件）、Top10％論文は35.1％（26.1万件）、Top20％論文は52.0％（38.6万件）を占めている。このことから、パテントファミリーに引用されている論文の過半は、論文被引用度の高い論文から構成されていることがわかる。

注：
1)2006～2013年に出願されたパテントファミリーに引用されている1994年以降（直近20年）に発行された論文を対象に算定。その他、表4-3-2と同じ。
2)Top1％・Top10％・Top20％論文とは、被引用数が各年各分野（22分野）で上位1％・10％・20％に入る論文を指す。
資料：
図表4-3-2と同じ。

参照：表4-3-8

　次に、論文被引用度によってパテントファミリーから引用されている度合に違いが見られるのかを把握するため、論文被引用度ごとにパテントファミリーに引用されている論文数の割合を図表4-3-9に示す。
　1994年以降に発行された全論文のうち4.2％が2006～2013年のパテントファミリーに引用されている。論文被引用度別に見ると、Top1％論文では31.9％、Top10％論文では14.9％、Top20％論文では11.1％となっており、論文被引用度の高い論文ほどパテントファミリーに引用されている論文数割合が高くなっていることがわかる。

注：
図表4-3-8と同じ。
資料：
図表4-3-2と同じ。

参照：表4-3-9

　上記の結果から、論文に引用されている論文はパテントファミリーからも引用されていることがわかる。つまり、学術的に注目されている論文は技術的にも注目される論文であると考えられる。
　今後、論文分野や国ごとの詳細な分析や因果関係（例えば、学術的に注目されている論文であるため技術的にも注目されたのか等）についての研究が求められる。

（松本　久仁子）

テクニカルノート： パテントファミリーの集計

　特許出願数の国際比較可能性を向上させるために、科学技術指標では、パテントファミリーによる分析を実施している。
　パテントファミリーとは優先権によって直接、間接的に結び付けられた2カ国以上への特許出願の束である。通常、同じ内容で複数の国に出願された特許は、同一のパテントファミリーに属する。したがって、パテントファミリーをカウントすることで、同じ出願を2度カウントすることを防ぐことが出来る。また、パテントファミリーをカウントすることで、特定の国への出願ではなく、世界中の特許庁への出願をまとめてカウントすることが可能となる。
　しかしながら、パテントファミリーの分析結果については、利用したデータベース、パテントファミリーの定義の仕方、パテントファミリーのカウント方法に依存する。
　そこで、以下では、他の分析との比較の際の参考とするため、科学技術指標のパテントファミリーの分析に用いた手法をまとめる。なお、説明の中で、「tlsXXX」として参照しているのは、PATSTATに収録されているテーブルの名称である。

A) 分析に用いたデータベース
　欧州特許庁のPATSTAT(2017年秋バージョン)を使用した。PATSTATには、世界100か国以上、9,000万件以上の特許統計データが含まれているとされる。

B) パテントファミリーの定義
　パテントファミリーの定義にはさまざまなものが存在するが、科学技術指標では欧州特許庁が作成しているDOCDBパテントファミリー(tls201_appln)を分析に用いている。

C) パテントファミリーのカウント
　パテントファミリーのカウントの際には、OECD Patent Statistics Manualに準拠し、ファミリーを構成する出願の中で最も早い出願日、発明者の居住国を用いた。国を単位とした整数カウントを行った。

D) 発明者情報の取得方法
　PATSTATの発明者情報や出願人情報には欠落が多いことから、各パテントファミリーと国の対応付けは以下のように行った。発明者情報及び出願人の情報は、tls206_person、tls207_pers_appln、tls227_pers_publnを用いて取得した。
　　①パテントファミリーを構成する全ての特許出願を検索し、発明者が居住する国の情報が入っている場合は、それを用いた。
　　②発明者が居住する国の情報が入っていない場合は、パテントファミリーを構成する全ての特許出願を検索し、出願人が居住する国の情報が入っている場合は、それを用いた。
　　③上記の手順でも国との対応付けが出来なかった場合は、最初の出願は、出願人が居住する国に行うと仮定して、最も早い出願の出願先の国の情報を用いた。

E) パテントファミリーの同定
　DOCDBパテントファミリーのうち、1つの特許受理官庁に出願されたものを単国出願、2つ以上の特許受理官庁に出願されたものをパテントファミリーとした。

F) 技術分野の分類
　国際特許分類(IPC)を用いた技術分野の分類には、WIPOが公表しているIPC - Technology Concordance Table
　　[http://www.wipo.int/ipstats/en/statistics/technology_concordance.html] (February 2016)を用いた。
　一つの特許出願に複数の技術分野が付与されている場合は分数カウントにより各分野に計上した。

G) パテントファミリーの最新年
　パテントファミリーは、2カ国以上に出願されて初めて計測対象となる。PCT国際出願された特許出願が国内移行するまでのタイムラグは30カ月に及ぶ場合がある。したがって、パテントファミリー数が安定し分析可能な最新値は2013年である。なお、出願先の分析については2012年を最新値とした。パテントファミリー＋単国出願については、2014年を最新値とした。

H) その他の留意点
　・PATSTAT中に出願情報は収録されているが(tls201_applnにレコードはある)、公報等が出版されていない出願(tls211_pat_publnに該当するレコードがない)については、出願が取り下げられたと考え分析対象から外した。
　・オーストラリア特許庁のデータについては、集計値が異常値と考えられたので、分析対象から外した。
　・短期特許、米国のデザイン特許や植物特許は分析対象から外した。

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(8)図表4-3-1で見た場合、論文を引用しているパテントファミリー数は日本の場合は2件、米国の場合は1件と数える。
(9)図表4-3-1で見た場合、パテントファミリーに引用されている論文数は日本の場合は2件、米国、英国、ドイツの場合は1件と数える。
(10)本項目で用いたサイエンスリンケージのデータベースには主にUSTPO（米国特許商標庁）、EPO（欧州特許庁）、WIPO（世界知的所有権機関）への出願中の論文への引用情報が含まれる。