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nnovation and international technology transfer:
The case of the Chinese photovoltaic industry
Matthieu Glachant
创新与国际技术转让：以中国光伏产业为例
Matthieu Glachant
摘要
中国是世界上最大的太阳能光伏电池生产商，2008年全球生产量超过三分之一，出口额超过了95％。本文的目的是了解这一成功的驱动力及其局限性，特别强调技术转让和创新的作用。我们的分析结合了对具体技术水平的国际专利数据审查和10个中国光伏企业的实地访谈。我们认为中国生产商通过两个主要渠道获得生产光伏产品所需的技术和技能：在竞争激烈的国际市场上采购制造设备，以及招聘来自建立先驱光伏企业的中国高管。然而，这些企业在市场上的成功并没有体现在他们在创新方面的表现。相反，专利数据反而强调了是政策驱动。
介绍
在国际上有一个很大的共识，即有效减轻气候变革将需要在全球范围内大规模部署碳交易技术。然而，技术扩散的这个概念在气候谈判中仍然是一个棘手的问题。在国际讨论中，技术扩散的范围仍然不明确。它指部署基于技术的解决方案以减少温室气体（GHG）排放，如风力发电机，太阳能电池板和核电站。但它也暗示了转让涡轮机，面板或植物所需的技术知识到发展中国家的公司。后者对转移知识的解释受到青睐，并在气候谈判中解释他们的要求，以放宽知识产权权利（IPR）。虽然技术产品的部署对于解决气候问题至关重要，技术能力的转移确实是发展中国家的关键。一般来看，它也减少了通过竞争加剧成本。
中国光伏（PV）行业在这方面特别有意思。在2009年，在中国部署太阳能电池板几乎没有开始。2008年全球生产能力（其中98％出口）超过35％，中国国内工业是光伏电池和模块生产的世界领先企业。简而言之，中国已经成功地获得了太阳能光伏发电技术，虽然没有部署光伏系统在其领土。这种情况表明技术部署和扩散生产技术是两个不同的问题。
本文的目的是了解中国这个成功的驱动力和局限性掌握了最初在发达国家开发的生产技术。恰恰相反，我们将会解决如下问题：中国企业如何设法收购生产技术和技能？知识产权是否阻碍了这一进程？中国现在是否能够在国内生产新技术？这个案例研究的根本目的是关于技术如何在新兴国家成功发展。
我们结合了定性和定性证据。在数量方面，我们依靠一个包括79,642个光伏相关专利数据，用于分析跨国创新和技术。为了补充这一定量分析，我们对中国的光伏行业进行了一系列实地采访。这些采访让我们进一步了解中国光伏产业经济的具体细节，并提供关于创新和技术转让给中国的定性信息。我们的分析还借鉴了有关光伏产业的现有文献。这包括
Yanga等人的作品（2003）和Marigo（2007）。我们也利用了大量的公共机构出版的专业文献（欧盟委员会光伏现状报告）2003年，2005年，2008年和2009年;国际能源署，2009; REDP，2008），行业协会（EPIA，2009，REN21,2008）和咨询组（McKinsey，2008）。本文分为四个部分。在第一节中，我们强调中国的立场全球光伏市场。然后，我们描述和解释技术转让是如何发生的发达国家在第二部分中国。然后，在第三部分，我们专注于创新过程以了解中国现在是否是一个主要的创新者。第4节提出我们的结论。
1．全球光伏产业
本节将对光伏行业进行经济分析，以理解中国在全球光伏产业快速发展中的作用。九十年代后期，光伏系统几乎完全安装在电网之外，用于边缘用途（通信设备，卫星，偏远的居住环境）。如图1所示，光伏市场起飞自一九九七年开始，自2003年以来一直呈指数级增长，年平均增长率为45％。这种加速主要是在工业化国家。1996年，7.9％的光伏系统安装在电网上，2007年达到80％（REN21,2008）。
这种快速部署的并网光伏系统完全由最初在有限数量的工业化国家（主要是德国，日本，西班牙和美国）实施。光伏发电不能在电网上竞争，因为它比传统的电力来源贵。因此，国家市场的发展需要经济激励。FIT自1994年以来一直在日本使用，于2000年在德国推出，从2000年的德国引进。西班牙2006年采用了FIT，导致了2008年全国市场繁荣西班牙当局在2009年作出了反应，将光伏系统的部署限制在每年500兆瓦。随着经济衰退，这一政策变化解释了2009年市场增长放缓的原因。大多数发达国家现在已经实施了FIT。一个显着的例外是29个州选择使用可再生能源组合标准（RPS）的美国。RPS是要求了每个公用事业公司销售或生产的最小功率，也就是说，他们规定了数量，而不是像FIT那样规定价格。
2．技术转移到中国
我们看到中国在下游地区有较强的地位，并计划在生产链上游的更多技术密集型活动中大幅增加市场份额。 在这一节中我们看到，中国光伏产业的飞速发展使其在过去十年间，成功转变为工业化国家。我们以中国技术引进的不同渠道进行讨论。
2.1制造设备市场
从纯化硅到太阳能电池板，光伏供应链的产品非常标准化。市场竞争力主要来自于以合理的成本制造满足标准质量水平的产品的能力。在这种情况下，成功进入每个细分市场都需要获得最先进的生产技术。这又要求具有竞争力的生产设备的国际市场。在ENF网站注册的制造设备生产商的数量是PV制造设备市场竞争力的代表。表3显示了2009年11月的每个光伏行业细分。第一行给出了供应商总数，而第二行仅提供了提供交钥匙生产线的公司数量。供应链每个细分市场中有大量的供应商。然而，中国企业大多进入光伏业务的下游地区，数量明显增加，竞争更加激烈。下游部门还提供更多的供应商，提供集成的交钥匙生产线，使其可以以最低水平的技术知识开始生产。相比之下，上游行业的设备供应商很少，这也是为什么中国企业进入这一领域的难题所在。
除设备货物的进口外，购买制造设备通常还需要通过运行生产线的工程师和技术人员的培训进行补充技术的转移。 这反过来又逐渐使光伏制造商将其生产链适应当地的条件。例如，以一些更便宜的劳动力替代一些设备。我们的几位受访者还表示，大型光伏制造商倾向于与设备供应商建立合作伙伴关系，分享专有技术和反馈意见，以改善制造过程。尽管它们可能包括临时排他性条款，但这种合作关系使得设备供应商有可能重新分配此知识从而加速行业知识流通。
设备商品国际贸易产生的技术扩散的另一个证据是逐渐出现的中国设备商品供应商。 图3显示了2009年光伏板块制造设备供应商的国籍。尽管几乎没有中国企业能够生产交钥匙生产线，但有相当一部分中国企业出售特定设备。这具有重要的意义，因为它允许中国企业制造光伏产品来购买更便宜的生产设备，只要他们能够通过集成特定的中国设备来定制他们的生产线。
2.2劳动力流动
技术人才队伍的流通是中国光伏产业出现的另一个关键因素。回想一下，技术的主要部分涉及制造过程的运行，主要由专门知识组成。在这方面，熟练员工的制造经验是一项重要的财富。
中国光伏企业受到来自外国公司或大学的资金，专业网络和技术的高技能高管的到来，受益匪浅。例如，中国最大的光伏公司尚德公司的创始人兼首席执行官，曾在澳大利亚新南威尔士大学学习，然后在澳大利亚太平洋太阳能公司工作。此外，无锡尚德董事会六名成员中还有四名成员在美国或英国学习或工作。英利第二大公司CEO英利也在海外留学。在天合光能中，12人管理团队中有一半曾在国外学习或工作，其中美国4人，新加坡2人。在Solarfun，这个数字是10中的7个。平均来说，中国三大光伏企业中有61％的董事会成员在国外学习或工作。这突出了中国移民的重要性：800万中国人生活在外国工业化国家。
在很大程度上，受外国培训的高管人数普遍存在于中国企业。尚德有招聘外国人的特别计划，而天合光能则创造了“国际人员队伍”。中国员工的本地流动也加速了中国的知识传播。虽然这个现象很难量化，但是在我们访谈中，三家中国企业的代表都抱怨说，他们的员工被其他公司雇用或创建自己的公司。此外，我们还了解到，中国企业正在制定具体方案来吸引中层管理人员。9家最大的中国太阳能公司之间甚至存在协议，以防止雇用对方的熟练员工。
2.3外商直接投资
2009年，中国吸引了近三分之一的全球外商直接投资（FDI）流入光伏行业。虽然这是一个很大的影响，但这并不是中国产业出现的决定性因素。表4列出了位于中国的前9大光伏制造商。其中只有三个与外国公司有投资联系。此外，这些以外商直接投资为基础的企业最终成为晚期进入者，其创始人员严格遵循中国先锋企业的脚步。
虽然对中国先驱者的出现并不具有决定性作用，但外来直接投资有可能加速向中国转移技术。图4显示，合资企业在全资子公司的比例在中国比其他国家要重要得多。这反映了中国经济的一个普遍特征，公共当局经常迫使外国投资者接受共同所有制。这样的合资企业可能会引起更多的知识溢出，而不是创建纯粹的子公司，因为它们涉及当地的合作伙伴。
2.4许可
在经济文献中确定的另一个经典的科技传播渠道，最不言自明的是许可证。 但是，由于光伏产业的许可证几乎不存在，在我们的故事中没有发挥作用。 我们知道只有一个案例：德国的约翰娜太阳能技术公司在2008年授予中国山东太阳能技术公司许可证，以建立生产线。
3．中国创新
我们刚刚看到，中国主要通过国际制造设备贸易和雇用在工业化国家培训的高层管理人员，主要从事外国技术创造国内光伏产业。 在这一节中，我们调查中国现在是否能够产生当地的新技术和发明。
3.1光伏专利研究
作为光伏产业创新的第一个措施，我们列出了专利申请。 虽然专利不能提供所有创新的措施，但它们提供了创新活动的良好指示，并允许有意思的跨国比较。 从espacenet网站提取专利数据，并从欧洲专利局开发的免费在线服务，用于搜索专利和专利申请信息，网址为：http：//ep.espacenet.com。 使用国际专利分类与关键字搜索相结合，为光伏供应链的每个部分创建了独立的专利指标。 有关我们的数据集的更多信息，请参见附录2。
图5代表2006-2007年各国光伏产业各个领域全球专利创新的主要国家份额。 中国的表现令人印象深刻，在各个领域排名第三。 但是在硅片生产方面，它的领先地位是世界37％的专利。 将这些百分比与上表所列的市场份额进行比较，再次导致区分上游和下游部分。 中国的硅胶生产，晶锭和晶圆制造业的专利活动明显高于其对世界生产的贡献（分别为2.5％和5％）。 在中国是第二大生产国，其市场份额为27％（自2008年以来领先，35％）的下游地区则相反，而全球发明的产量约为15％。 这表明硅生产，晶锭和晶圆制造的创新，细胞生产和模块组装在另一方面有不同的作用。
3.2细胞和模块的创新
中国在全球专利创新中的重要份额必须加以考察。事实上，只有1％的中国专利也在国外提交，而德国为15％，日本为26％，美国为7％。由于专利申请的国外延期通常被保留给最有价值的发明，这加强了中国专利发明价值相当低的假说。这与中国企业与西方公司相比投入研发的收入比例很低，如表5所示，为研究开发了大型光伏电池和模块制造商的开支支出。
中国企业的专利倾向比外国竞争对手更高 - 他们提出了更多的专利申请来创造相当的创新产出。我们在中国的实地调查证实，本地公司集中专利小发明。原因不是保护发明 - 关键的发明通常是保密的，而是向公共当局发出信号。特别是国家发展和改革委员会（NDRC）对公共补贴的分配受到专利数量的重大影响。
然而，从中国企业不创新的这个低专利价值来看，可能会产生误导。采访表明，中国创新更多侧重于过程，这往往不是在具体的研发部门直接在生产线上进行，而是保密而不是专利保护。
3.2硅生产，锭和晶圆制造的创新
我们看到中国在上游的专利业绩令人印象深刻。这对硅片尤其如此，其中37％的世界专利发明如图6所示，这是由2002年开始的具体努力所致。
为什么会这样？中国仅占2007年世界产量的2.5％，但政府表示有望在未来几年大幅提高生产能力。纯化硅的国内生产已经从2007年到2008年增长了16.5倍（从2008年的1200万吨降至18,000吨）。
中国硅技术专利活动与这一战略目标相关。除了生产设施的资本投入外，进入硅原料市场的主要障碍是技术性的。将冶金级硅纯化成电子级硅是基于西门子工艺 - 其原理已经是数十年的公开信息。然而，以合理的成本净化硅的关键在于硅纯化过程的效率，这需要精确控制所有化学反应的参数。主要的西方和日本硅胶生产商在这一领域开发了先进的技术，通常保密。在这种情况下，中国光伏产业在硅片部门的竞争性分支机构的建立取决于其国内研发力度，以开发经济高效的炼油工艺。这些努力主要由公共当局资助。私人专利占中国专利创新总量的不到40％，在工业化国家中约占85％。
总而言之，中国在硅纯化专利申请中的重中之重，远未证明技术领先地位，实际上表示国内大力打破中国工业依赖少数国外供应商的战略部门的技术锁定。
4. 结论
中国已经在短短几年内成为全球光伏产业的主要参与者。在本文中，我们试图了解这是如何发生的，特别是中国生产者如何获得获得生产光伏系统所需的技术和技能。第一个发现是中国生产者的经济重要性不应被高估。他们主要在光伏生产链细胞的下游部分活跃生产和模块组装 - 进入壁垒低，竞争激烈，利润空间很小，西方公司继续引领上游市场。中国有雄心勃勃的新生产能力计划上游部门，特别是硅片生产。中国已经通过两个主要渠道获得了生产电池和模块的技术：购买制造设备和招聘中国技术熟练企业家，发挥廉价劳动力和能源在光伏电池和模块领域的优势。相比之下，缺乏生产设备的竞争性供应似乎是一个重要的障碍。当然，这些成本降低也受益匪浅，正如西班牙和德国中国板块的商业成功所证明的那样。 但是，虽然他们通过昂贵的激励政策推动需求，但他们的企业面临更强硬的竞争对手。
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