摘要：科技成果评价是成果转化过程中重要的环节，但发展至今仅技术评价的指标体系相对成熟，缺乏可操作的市场指标体系，成果评价依然存在过渡依赖专家、缺少数据支撑、未通过市场验证等问题。为了提高转化效率，文章利用波士顿矩阵的模型，以技术成熟度为技术评价指标，通过层次分析法建立市场评价指标，构建技术与市场结合的评价体系模型。并以电池正极材料技术为例，通过收集成果与市场信息，建立可量化、可操作、可视的评价指标体系，为科技成果供需双方提供科学决策的依据。 

关键词：成果评价、技术成熟度、波士顿矩阵、层次分析法 

中图分类号：G312

引言

20世纪60年代，我国就对科技成果展开了系统评价工作，根据2016年颁布的《国务院办 公厅关于做好行政法规部门规章和文件清理工作有关事项的通知》，在科技成果评价工作中，由相关行业及中介机构评价替代行政审批管理，逐步构建市场需求为原则的科技成果评价系统^[1]。2021年5月，审议通过《关于完善科技成果评价机制的指导意见》，进一步完善客观反映成果的评价机制，充分发挥科技成果评价的作用^[2]。在政策体系上，我国的科技成果评估已从行政管理评估向以挖掘市场需求为导向的社会化评估进行转变，但在转化过程中仍然以技术成熟度高低，是否足够先进为主要指标体系，由于应用类科技成果的影响因素是多层次的动态系统^[3]，一是受时间、空间、环境等影响，需要从技术和市场多个角度和层面来设计指标体系；二是市场本身是一个动态系统，需要综合分析影响市场的各因素，才能准确反映市场当前及未来的发展趋势，构建可以客观反映成果转化过程中技术与市场情况的指标评价系统。据此，基于对技术与市场二维特征的管理优化，建立符合实际需要的评价体系模型。

理论回溯与延展

1.1 波士顿矩阵

波士顿矩阵通过展示企业产品的市场份额与市场增长率两个指标，总结归纳现有产品，通过资源分配，调整业务管理与产品策略，实现企业快速正向发展^[4]。1970年，布鲁斯・亨德森创作商业管理工具—波士顿矩阵，产品的结构由市场引力和企业实力决定，其中，市场份额是市场引力的核心指标，市场增长率是企业实力的核心指标，市场份额与市场增长率互相支持、互相补充^[5]。以市场份额为横坐标，市场增长率为纵坐标，可将产品归纳进4个象限。一是明星产业务，特征为市场份额高，市场增长率高，需要公司守护，并给予足够的资源，以保障业务增速可以跟上市场总体增长，这样才能在市场稳定后占据较大市场份额；二是现金牛业务，特征为市场份额高，市场增长低，面对逐步冷静的市场，公司应节约资源，其产生的资金应供给于更好的机会，比如明星业务或问号业务；三是问号业务，特征为市场份额低，市场增长率高，需要获取更多的资源才有可能提升市场份额，虽然问号业务代表公司未来，但其不确定性和高投入等风险，需要公司决策是否支持并不期待短期内获得回报；四是瘦狗业务，特征为市场份额低，市场增长率低，公司应考虑剥离业务将资源投入到其他业务中 （如图1）。

图1 波士顿矩阵 

资料来源：沃尔特.基希勒三世,《战略简史》. 北京：社会科学文献出版社，2018

波士顿矩阵被广泛应用于产品分析和行业分析，王晶晶等^[6]结合城市公共交通体系的特点，提出公交体系实现多元化经营的发展模式，扩展盈利模式，提升服务水平。郑建^[7]等通过规划重 点学科群，打造特色专科，以促进新院区学科综合发展。黄满盈^[8]分析中国教育服务出口的发展问题，提出有选择性地开拓不同类型国家的市场。

1.2 技术成熟度

20世纪70年代，美国航空航天局（NASA）提出了项目、工程管理工具—技术成熟度（TRL），在项目运行中技术的整体状态，反映出技术整个系统内的适用程度和服务能力^[9]。1995年，NASA发布《技术成熟度白皮书》设定TRL分成9个等级，涉及科学研究、知识产权、实验研发、技术的工艺化、工程化及产品化等内容。通常情况下，从第5个等级后，成果具备进一步开发应用和转化的程度，但在市场化、产业化等问题上TRL并未涉及^[10]。（如图2）

图2 TRL等级图 

资料来源：《国防部技术成熟度评价指南》

在实践层面，NASA在工程设计的初始就引入TRL评价，对比评价结果与实践的成熟度，以此降低项目的风险。在理论研究中，TRL在国防科技领域应用较广，在科技成果转化领域并未得到广泛应用。何丽敏^[11]等以中科院宁波材料所为例，探讨技术成熟度与成果转化模式的内在联系。于亚笛^[12]等对新兴技术和技术成熟度曲线进行分析，预测新兴技术标准化的热点。刘瀚龙^[13]等梳理美国装备技术成熟度评估与管理体系，提出健全我国装备领域评估的管理体系与方法。

1.3 层次分析法

20世纪70年代，T.L.Saaty教授首次提出层次分析法（AHP），这是一种对定性问题进行定量分析的多准则决策方式^[14]。分解所有影响决策的元素，组合并构建目标层、准则层和指标层，采用定量、定性相结合的分析方法。同时，在部分指标无法定量计算的情况下，可进行指标分层的评价体系^[15]。

构建层次递进结构图，第一层级为目标层，指需要分析的问题；第二层级为准则层，指影响问题分析的因素；第三层为指标层，指分析问题所采用的方案。在设置指标间权重时，采用一致矩阵法，把同一准则下的指标进行两两比对，按重要性给出评定级别，借助相对尺度的方式，减少指标由于属性不一而增加的比对困难，以此提升权重的准确度。通过两两比对构建的矩阵叫做判断矩阵，根据重要等级，Saaty 教授给出了9个量化值。

判断矩阵具有如下性质 ：a_ij =1/a_ij （如图 3）。

图3 判断矩阵元素aij的标度 

资料来源：赵静.数学建模与数学实验.北京：高等教育出版社，2000

分解复杂问题，使其条理化，再构建层次递进结构，从而使定性问题通过定量的方式进行研究，这种方法广泛应用于理论研究与实际评价工作中。T.L.Saaty^[16]提出通过新的定量定性结合的方法对综合复杂问题进行分析；L.G.Vargas^[17]全面阐述层次分析法的内涵及应用；余德建^[18]针对“模糊层次分析法”和“区间层次分析法”，厘清层次分析法的发展脉络及动态演变；苗永刚^[19]将层次分析法应用于环保产业发展评价指标体系与方法研究中；冯长根^[20]在国家安全科学研究中使用层次分析法，列举各要素对科学事业的影响。

研究设计

2.1方法和案例选择

文章旨在探索建立可全面、客观评价科技成果的指标体系模型，在成果转化过程中，供需双方可根据技术与市场的二维模型，对成果对象进行深入了解和分析，从而形成进一步开发成果的策略。因此，文章使用案例分析的方法，将目标成果直观地展示在二维模型中。

之所以选择三元正极材料为样本案例，一是在产业政策和能源市场需求的叠加效应下，三元正极材料技术关注度极高，技术研究和产业分析的材料丰富，为准确分析技术与市场提供数据支撑；二是构建三元正极材料技术的分析模型，具有一定的推广性和复制性，可以为分析其他技术提供思路。

2.2 数据搜集和分析

依托笔者团队的工作便利，通过多渠道收集数据和材料，分别走访科研教授、技术专家、工程师、产业政策专家及相关企业，形成访谈笔录，为本研究提供一手材料；系统学习《中国锂电池新能源产业投资发展报告》《锂离子电池正极材料》等行业分析、咨询和投资报告，为本研究提供二手材料（如表1）。

表1 数据收集方式

2.3 案例背景及模型说明

锂电池上游的主要材料方向包括：电池正负极材料、电解液及隔膜，其中正极材料行业集中度相对较低，存在新进者的竞争空间。美国3M公司有良好的专利布局基础，日企一直位于材料行业的技术第一梯队，材料企业与电池企业合作紧密。韩国的三星SDI和LG化学着力扶持材料企业，技术飞速发展，在镍钴铝酸锂方面，ECOPRO成为SDI的主要供应商，L&F在全球正极材料市场的产销量一直处于前列。中国的新能源企业迅速崛起，带动了正极材料企业，虽然具备成本优势，但质量上仍有不足。

构建技术成熟度与市场需求度的二维评价模型（如图4），根据技术成熟度高低、市场需求度高低可将模型分为4个象限。其中，未来象限代表科技成果的技术成熟度低，处在实验室阶段或中试前期，而市场正急速发展，对于新技术的需求度较高，供需双方可以投入更多资源以便在不久的将来抢占市场；快速行动象限代表当下的技术已趋于成熟，完成中试及样品样机，可实现小规模量产，而市场也在快速扩张，供需双方应尽快完善配套设施建设，在市场上占据主导地位并迅速实现收益；问号象限代表科技成果需要进一步研发，而当下市场规模、活跃度都不高，供需双方需要进一步分析政策环境及未来的产业态势，选择加强研发投入还是尽快转型；转型象限代表科技成果已基本完成，但市场不成熟或者产业不完善，供需双方应暂缓资源投入。

图4 技术/市场模型

案例分析

3.1 三元正极材料技术成熟度分析

正极材料包括：磷酸铁锂材料、锰酸锂材料和三元正极材料，其中三元材料分为两大类，镍钴锰酸锂（NCM）和镍钴铝酸锂（NCA），受钴资源存量有限的影响，价格居高不下，因此三元材料高镍化是动力电池发展的趋势（包括NCM622、NCM811、NCA等）。国内仅荣百锂电、当升科技等少数企业掌握高镍三元正极材料NCM811的生产技术，并已逐渐开始量产。

三元里前驱体的制备复杂，技术壁垒高，需要做到对镍、钴、锰及杂质等含量的精细控制。同时，随着单晶、高镍、新型结构等成为三元正极材料的新方向，前驱体制备需求更趋于高端化。根据美国阿贡实验室（ANL）的研究，富锂化可能成为下一代正极材料趋势，与NCM相比，富锂锰基材料的比容量、电压和比能量等特性进一步提高，但在实用性方面还面临电化学性能不稳定的挑战，商业化应用仍未满足。富锂锰基正极材料技术领域重要的专利掌握在ANL实验室、LG化学和三星SDI、BASF与户田工业、3M等^[21]。

根据技术成熟度的指标分析，成熟度在TRL5以上的具备应用价值，而在TRL5以下的成果还需进一步验证与培养。目前，三元正极材料虽已实现一定程度的量产，但技术依然需要不断迭代，现有的技术并不能完全支撑市场的需求，新材料仍需进一步研发。以高镍三元正极材料NCM811和富锂锰基正极材料为例，NCM811技术成熟度指标为TRL7，富锂锰基正极材料指标为TRL3。

3.2 三元正极材料市场需求度分析

3.2.1 三元正极材料产业概况

在市场规模方面，2019年中国正极材料总产值达737亿元，增长38.8%，总出货量为40.4万吨，增长46.9%。其中，在出货量方面，三元正极材料19.2万吨、磷酸铁锂8.8万吨、钴酸铁锂6.62万吨、锰酸锂5.7万吨。NCM三元正极材料市场规模增长最为明显，有望在2023年达到800亿元，当升科技、贝特瑞、容百锂电等已着手生产NCM811、NCM622及NCA等。

在市场竞争方面，市场整体集中度仍然非常分散，头部企业出货份额均较为接近，未来随着高镍正极的应用，市场将进一步集中，极可能出现全球头部企业，同时市场依旧竞争激烈，企业的市场份额较为分散，容百锂电出货量位居首位，未来随着产能提升，有望成为NCM细分领域的龙头企业。当升科技等中游制造企业通常合资建厂等多种方式向产业链上游整合，以保障原材料供应。宁德时代、格林美、当升科技、容百科技等企业还积极布局锂电回升业务，从而改善锂电池金属资源的获取渠道。

在技术路线和专利布局方面，在NCA高镍正极领域，日企一直处于领先地位。NCM高镍技术领域，国内与国外的差距逐渐缩小，国外以NCM622为主，国内以NCM523为主。日韩专利布局完整，中国稍有欠缺。在掺杂改性、包覆改性、调控前驱体、混合活性材料、混合非活性材料、控制结晶度、调控化学计量比等方面，日韩两国的企业申请量较高，在包覆其他材料方面，韩国企业有极大布局优势。日韩在三元材料领域专利布局优势极大且相对均衡；美国专利申请量虽少，但在胜在布局均衡；而中国仅在包覆改性方面具备与欧美相比有一定优势，但在其他方面布局均有差距。

3.2.2 建立分析层级和判别矩阵

通过层次分析法，构建新的分析层级，目标层为三元正极材料市场需求度评价指标体系，准侧层由产业经济能力、行业竞争态势、研发创新能力及产业符合度四个方面分析市场需求度（如图5）。

图5 市场需求度指标体系

构建指标体系后，各层次指标间的隶属关系也同时确定，通过AHP对指标层的各元素进行比对，对定性指标赋值，统一处理定性、定量指标，以便对三元正极材料技术的市场需求度进行定量评价。设定1~9为两个指标间重要程度比较的标度，用e或1/e表示结果，e∈（1,2,3，…，9）。所有指标间构成两两比较的判别矩阵E= (e_ij)n×n，e_ij为比例标度，通过所有指标构建判别矩阵（如表2）。

表2 判别矩阵结构表

通过特征向量、特征根和一致性检验计算，来确定所有指标的相对权重，特征根公式为：

                                                                 （1）

特征向量为每一层指标行相乘得到的结果，权重向量Wi为特征向量的每个分量开n次方， 再归一化后得到，矩阵最大特征根为：

                                                                   （2）

虽然在两两比较时，难以精准赋值，实际标度和准确值间存在偏差，但通过一致性检验可以对判别矩阵进行修正。一致性指标C•I•计算公式：

                                                                            （3）

通过平均随机一致性指标R•I•计算一致性比例。CR=C.I/R.I。当C•R<1时，则矩阵的一致性可以被采用，而如果C•R ≥ 1时，矩阵需要进一步修正。一致性检验通过后，计算准则层指标并合成权重，在进行三元正极材料技术市场需求度的评价时，用加权计算平均综合向量法计算 综合权重，并对同一判别矩阵计算出的权向量进行算术平均求出判别矩阵的最终权向量，最后计算各指标层的综合权向量。

基于《中国锂电新能源产业投资发展报告》等行业分析、投资报告，请科研教授、产业政策专家、工程师及企业负责人对29个指标比较赋值，经软件分析后，确定判别矩阵的权重并进行一致性检验，对每一个指标赋值（如表3）。

表3 三元正极材料技术评价指标权重

根据综合权向量，可以判定各指标对产业发展影响的强弱，通过表3可以评价不同技术、成果、产品的市场需求情况，从而为技术的供需双方提供可量化的信息。

3.2.3 计算结果

基于《中国锂电池新能源产业投资发展报告》等行业分析、咨询和投资报告，挑选三元正极材料中的磷酸铁锂、高镍三元锂和富锂锰基三种材料进行计算，对比较值进行无量纲统一化处理，Xi是标准值，X_max为最大值，X_min为最小值，Yi的值区间为从0到1，公式为：

                                                      （4）

得到统一处理的指标值后，通过加权计算指标的评分值，定量评价各指标层，F为指标终分值，Yi为指标评分值，Wi为权重，计算公式为：

                                                                           （5）

通过量化分析，高镍三元正极材料的市场需求度为82，富锂锰基正极材料的市场需求度为51。

3.3 案例总结

分别将高镍三元正极材料、富锂锰基正极材料的技术成熟度与市场需求度带入评价模型，获得针对成果转化的发展策略（如图6）。

根据图示，高镍三元材料处于快速行动象限，应尽快完成产业配套加速占领市场；富锂锰基正极材料处于未来象限，供需双方可考虑进一步加强资源投入，推动应用基础研究，加速专利布局，抢占未来市场的先机。

结论与启示

科技成果转化过程涉及众多领域，只关注技术是否成熟、创新度如何是远远不够的，特别是在面对快速变化的市场时，不同的时空环境下，对成果能否转化、如何转化、转化程度都有很深刻地影响，因此，建立符合技术与市场规律的二维评价模型是十分必要的。根据评价模型，转化过程中需要充分考虑技术与市场的双重要素，合理选择转化的模式、策略及时机，具体启示有三个方面。

第一，全面的评价模型可以为技术供给端提供研发思路，帮助高校、科研院所面向经济社会主战场开展科研工作；可以为需求端全面了解技术能力和市场信息。供给双方可以根据评价的结果采取最优策略，服务成果转化。

第二，根据评价模型，市场的规模及增长情况、国内外竞争情况以及市场潜力是影响市场需求情况较强的因素，同时这些数据也较容易得到，结合技术的进展和自身的定位，供需双方都可以更清晰地寻找市场机会。

第三，技术和市场是动态发展的，评价模型可以根据当下的实际情况进行调整，特别是市场需求度的准则层和指标层，以便更加准确地反应综合评价指标。

作者简介： 

崔霖，南开大学国内合作办，18602262669，天津市南开区阳光100西园20号楼403，300381，cuilin@nankai.edu.cn

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