湘汉有恒技术趋势预见方法系列之一：技术成熟度曲线

湘汉有恒技术趋势预见方法系列之一 ——技术成熟度曲线（Technology Maturity Curve） 1 湘汉有恒技术趋势预见方法系列之一——技术成熟度曲线 — — 让 科 技 情 报 更 有 价 值 — — 科 技 创 新 情 报 研 究 系 列 2024 年 8 月 湘汉有恒技术趋势预见方法系列之一 ——技术成熟度曲线（Technology Maturity Curve） 目 录 前言 1 一、科幻概念 2 二、基础研究 3 三、应用研究 5 四、小量试产 8 五、规模量产 14 结语 15 湘汉有恒技术趋势预见方法系列之一 ——技术成熟度曲线（Technology Maturity Curve） 1 前言 技术成熟度是指某项新兴技术在技术普遍发展规律中所处的发展阶段。技术成熟度评估 （Technology Maturity Assessment，TMA）对科学研究、技术研发、企业科创、科技战略等工作具有重要意义。世界科技巨头非常重视技术成熟度评估工作，如美国航空航天局(NASA)、波音公司等将技术成熟度水平作为自身技术发展、技术应用的重要标准。 湘汉智库通过对众多新兴技术发展路径进行观察和梳理后发现，科技发展路径普遍遵循——科幻概念、基础研究、应用研究、小量试产和规模量产——五个阶段的发展规律，且每个阶段均可通过科学计量方法和具体发展成果定义其现象特征。因此，该评估方法具有较强的客观性、准确性和可操作性。技术成熟度随着五个发展阶段的发展而依次递增，技术的价值量也随之增长。基于此，湘汉智库绘制出反映技术基本成长规律的技术成熟度曲线（Technology Maturity Curve，如图 1 所示）。下面我们结合案例对该技术成熟度评估方法进行说明。 湘汉有恒技术趋势预见方法系列之一 ——技术成熟度曲线（Technology Maturity Curve） 2 图 1 湘汉有恒技术成熟度曲线（Technology Maturity Curve） 一、科幻概念 一项科技发展的起点往往肇始于人们对未来的想象和憧憬。这些想象和憧憬往往会通过文学作品表现出来，从而引起更多人的关注和共鸣，造成较大的社会舆论影响。 例如元宇宙概念，它最早出现在 1992 年赛博朋克作品—— 雪崩》科科幻小说之中，作者斯蒂芬森创造了一个与现实世界紧密相连的三维数字空间，即“虚拟实境”（Metaverse），在其中即使现实世界地理位置彼此隔绝的人们也可以通过各自的“化身”（即“数字人”）进行交流和娱乐。而以大型语言模型为底层技术的通用人工智能（AGI）技术，源自于人们自古以来对无所不知、八面玲珑的“大神”一样的人的想象，体现这一想象的文学作品更是汗牛充栋。 湘汉有恒技术趋势预见方法系列之一 ——技术成熟度曲线（Technology Maturity Curve） 3 二、基础研究 当人们有了对未来美好的想象和憧憬后，接下来的工作是科研人员对之进行探索和论证，这个阶段以理论研究为主，称之为基础研究阶段。该阶段科研人员输出研究成果的主要形式是学术论文。基础研究阶段的技术发展特征是（1）前期：学术论文零星出现，并逐渐增多；（2）中期：学术论文数量持续增长（基础研究成果持续积累）；（3）后期：学术论文数量仍然持续增长，同时出现少量的发明专利。 下面以元宇宙和大型语言模型技术为例进行分析。在 2000 年以前，有关元宇宙的学术论文已经出现，但发明专利申请量为零；在 2000～2005 年间，学术论文发表量从 2000 年的 1,095 篇，增长至 2005 年的 2.809 篇，而发明专利申请量几乎没有；从 2006 年起，发明专利开始少量出现，之后呈现缓慢的增长态势，其间学术论文发表量仍持续快速增长（如图 2 所示）。 图 2 2000～2023 年全球元宇宙论文发表量/专利申请量走势图 1,0952,80931,5029 2,152 4,063 05,00010,00015,00020,00025,00030,00035,000全球元宇宙学术论文发表量和专利申请量年度走势图论文发表量（篇） 专利申请量（件） 数据来源：湘汉有恒科技情报系统 湘汉有恒技术趋势预见方法系列之一 ——技术成熟度曲线（Technology Maturity Curve） 4 大型语言模型的论文发表量和专利申请量年度走势与元宇宙类似。在 2000年前，已有少量的大型语言模型学术论文发表，而发明专利为零。从 2007 年开始，大型语言模型发明专利开始出现，申请量为 21 件，此后持续增长，2017 年达 510 件；在此期间，学术论文也处于稳定增长态势，到 2017 年增长至 699 篇（如图 3 所示）。基础研究阶段是对某项科学技术的基本原理积累理论研究成果的时期，该阶段为下一步的应用研究做好了知识和人才储备。 图 3 2000～2023 年全球大型语言模型论文发表量/专利申请量走势图 99 301 699 15,240 0 21 510 3,086 02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,000全球大型语言模型学术论文发表量和专利申请量年度走势图数据来源：湘汉有恒科技情报系统论文发表量（篇）专利申请量（件） 湘汉有恒技术趋势预见方法系列之一 ——技术成熟度曲线（Technology Maturity Curve） 5 三、应用研究 应用研究是在基础研究成果的基础上探索可能的用途，或者是为了达到预定的目标而探索应采取的新方法或新途径。应用研究成果输出的主要形式是发明专利。判断某项科学技术是否进入应用研究阶段主要有三个指标，一是专利申请量出现显著的增长态势，这说明随着基础研究的逐渐积累，应用研究成果即专利申请量出现涌现态势。专利申请量增长速度与应用研究成熟度成正相关关系。二是专利技术应用领域分布具有较大广泛度，这说明该技术不仅仅适用于个别或少量领域，而是具有多领域的普适性，从而反映技术成熟度逐步提升，因此专利技术应用领域分布的广泛度与技术成熟度成正相关关系。三是高价值专利出现并持续增多，其反映该专利技术达到一定的成熟度，有望进行产业化应用，且具有较大的市场前景。应用研究成果的积累助推了技术成熟度进一步提升，为下阶段的小量试产做好技术准备。 从图 2 可以看出，从 2016 年开始，元宇宙发明专利申请量出现显著增长，该年环比增长了 60%；在 2016 年及之前的专利内容涉及 28 个应用领域，其中仪器、运动附件、电气元件应用领域的专利最多，说明这些领域是元宇宙技术的热门应用方向，元宇宙技术在这些领域的应用也将相对成熟（如图 4 所示）。 从图 3 可以看出，大型语言模型专利早期的显著增长点在 2019 年，这一年环比增长率为 56%；2019 年及之前的大模型专利涉及 22 个应用领域，但所涉领域相对集中，这说明在 2019 年以前大模型技术只在少数领域产生研究成果，其他领域尚未或较难产生应用价值（如图 5 所示）。 从图 6 可以看出，过去 10 年，元宇宙和大型语言模型领域高价值专利数量持续增多，