Impact of University–Industry Collaboration on the Quality of Biotechnology and Nanotechnology Patents in Canada

Cette thèse vise à explorer le rôle et l'impact de la collaboration au niveau des activités liées à la protection de la propriété intellectuelle par le biais de brevets sur la « qualité » de ces derniers dans les domaines de la biotechnologie et de la nanotechnologie au Québec. Nous examinons ici plusieurs mesures ou proxy normalement associés à la « qualité » des brevets. La thèse vise à répondre à la question suivante : Existe-t-il des associations possibles entre les attributs de la collaboration université/industrie et la qualité d'un brevet? Le réseau de collaboration regroupe des scientifiques œuvrant au sein des universités et des industries (Motohashi & Muramatsu, 2012). De plus, la propriété de brevets d'origine “universitaire” par les entreprises est souvent considérée comme l'un des canaux essentiels des liens université-industrie (Bray & Lee, 2000; Bulut & Moschini, 2009; Y. Wang, Hu, Li, Li, & Li, 2015; Y. Wang, Huang, Chen, Pan, & Chen, 2013; Y. Wang, Pan, Chen, & Gu, 2013). Selon des études exploratoires antécédentes en matière de brevets et de propriété intellectuelle, on recense relativement peu d'articles portant sur l'impact des réseaux de collaboration sur les activités de brevetage et sur la « qualité » des brevets au Canada. Dans cette thèse, nous examinons l'impact de ces réseaux, représentés par les liens entre des inventeurs et détenteurs de brevets avec les universités et les entreprises. Des facteurs tels le financement, le nombre d'années d'expérience de l'inventeur, les caractéristiques des réseaux de co-invention et de co-publication sont considérés afin d'estimer la « qualité » des brevets issus de la collaboration université/industrie au Canada. Sterzi (2013) a constaté que les brevets universitaires appartenant à des entreprises sont d'une qualité supérieure lorsqu'ils sont initialement assignés aux universités. Cette thèse vise donc aussi à mesurer l'impact des divers types de cessionnaires de brevets sur la « qualité » de ceux-ci, tout en considérant les liens université-entreprise. Nos travaux ont étudié la « qualité » des brevets générés par les inventeurs universitaires au Canada et qui ont été assignés à une université ou au gouvernement et les ont comparés à la qualité des brevets détenus uniquement par l'industrie. La première question que cette thèse aborde est la suivante: les brevets qui sont générés par au moins un inventeur issu du milieu universitaire (résidant au Canada) et assignés à une université sont-ils d'une « qualité » moindre que ceux appartenant seulement à une entreprise? Également, en considérant le rôle du gouvernement en tant qu'entité du secteur public, nous posons la seconde question suivante : les brevets qui sont générés par au moins un inventeur issu du milieu universitaire (résidant au Canada) et assignés au gouvernement sont-ils d'une « qualité » moindre que ceux appartenant seulement à une entreprise? Nous posons également des questions similaires afin de mesurer l'impact des cessionnaires gouvernementaux et universitaires sur la « qualité » des brevets, afin de comparer les impacts des cessionnaires publics par rapport aux cessionnaires industriels sur la « qualité » de l'invention. En outre, cette thèse cherche à expliquer comment les caractéristiques spécifiques des inventeurs influencent la qualité des brevets issus de la collaboration université/industrie. Par conséquent, cette thèse vise également à répondre à la question suivante : comment les caractéristiques des chercheurs affectent leur capacité à générer des brevets de meilleure « qualité »? Des variables telles que le nombre d'années d'expérience et la collaboration avec de prestigieux inventeurs détendeurs de brevets sont considérées. De plus, nous avons observé l'impact des caractéristiques du réseau de co-invention et de co-publication sur la « qualité » des brevets. Nous avons donc mesuré si les brevets générés par les inventeurs situés dans des réseaux de co-inventeurs ou de co-auteurs très centraux sont d'une « qualité » supérieure à celle des brevets générés par les inventeurs moins centraux. En outre, cette recherche vise à déterminer si les brevets issus d'une combinaison brevet-article ou d'une combinaison brevet-subvention sont d'une « qualité » supérieure à ceux qui n'ont pas de telles combinaisons, soit des articles et brevets publiés par les mêmes équipes sur les mêmes thèmes de recherche et objets d'application. Pour évaluer l'impact des attributs de la relation université-industrie sur la « qualité » des brevets, notre méthodologie consiste en l'estimation de régressions binomiales négatives classiques et à zéro-augmenté, Tobit, et à variables instrumentales pour les moindre carrés ordinaires (2SLS) afin de prendre en considération l'endogénéité potentielle de nos modèles. Nos mesures ou proxy de la « qualité » des brevets comprennent le nombre de citations, le nombre de revendications, un indice de type Herfindahl des citations en amont, et un indice de type Herfindahl des citations en aval. Ce type d'indice mesure la diversité des documents cités par un brevet en particulier et la diversité des brevets qui citent ce brevet. Nos résultats montrent que les brevets générés par au moins un inventeur universitaire et appartenant au secteur public (gouvernement et université) citent une moins grande diversité de documents et sont moins cités que ceux issus du secteur privé (industriels). Nos résultats montrent aussi que les brevets détenus par les institutions publiques sont moins diversifiés que les brevets détenus par le secteur privé. Par conséquent, les brevets attribués aux firmes sont susceptibles d'avoir obtenu plus de citations que les brevets de sources publiques (Popp, 2006; Popp, Santen, Fisher-Vanden, & Webster, 2013). Nos résultats sont cohérents avec les études antérieures de Popp (2006) and Popp et al. (2013). Nous avons utilisé la méthode « fréquence de termes et fréquence de documents inverse » (TF-IDF) qui est une technique d'exploration de données classique permettant de mesurer la similitude entre les différentes combinaisons de paires de brevets et d'articles, afin d'identifier les paires brevet-article que nous allons utiliser. Nos résultats démontrent que l'impact des paires brevet-article sur la « qualité » des brevets est négatif pour les variables nombre de citations et nombre de revendications. De même, nous avons utilisé la méthode TF-IDF pour mesurer la similitude des brevets et des subventions pour trouver les paires brevet-subvention. Nos résultats suggèrent qu'il n'y a un effet négatif des paires brevet-subvention sur le nombre de citations. Cependant, les paires brevet-subvention affectent positivement l'indice Herfindahl des citations obtenues. Mots clés : collaboration université–industrie, qualité des brevets, propriété des brevets, cessionnaires universitaires, cessionnaires gouvernementaux, cessionnaires industriels, paires brevet-article, paires brevet–subvention, biotechnologie, nanotechnologie

Abstract

This thesis aims to explore the role and impact of collaborative patenting on the “quality” of Biotechnology and Nanotechnology patents in Quebec. We examine a number of measures or proxy measures that are normally associated with the “quality” of patents. This study seeks to answer the following question: Is there any association between university–industry collaboration attributes and a patent's quality? The collaboration network includes university and industrial researchers and scientists (Motohashi & Muramatsu, 2012). Furthermore, the ownership of academic patents by corporations is often addressed as one of the essential channels of university–industry ties (Bray & Lee, 2000; Bulut & Moschini, 2009; Y. Wang et al., 2015; Y. Wang, Huang, et al., 2013; Y. Wang, Pan, et al., 2013). According to prior exploratory studies in patenting and intellectual property, there is a lack of attention given to the impact of the co- patenting network on the patent “quality” in Canada. In this research we explore the impact of these networks, represented by inventors' and assignees' ties to universities and corporations. Furthermore, particular factors including funding, inventors' career age, characteristics of the inventors' co-network, and publications are used to estimate the “quality” of joint patents granted to Canadian inventors and/or organisations. Sterzi (2013) found that academic patents owned by firms are of a higher quality when initially assigned to the universities. This study aims to measure the impact of the patent ownership structure on patent “quality”, when the university–industry linkage is considered. We investigated the “quality” of patents generated by academic inventors in Canada and assigned to the university or the government and compared it with the “quality” of patents privately held by industry. The first question that this research addresses is: Are patents generated by at least one academic inventor (residing in Canada) and assigned to the university of a lesser “quality” than those owned by a firm? Likewise, in regard to the role of government, as an entity of the public sector, we pose the following question: Are patents generated by at least one academic inventor (residing in Canada) and assigned to the government of a lesser “quality” than those owned by an industry firm? To answer the above questions we estimated the impact of government assignees and academic assignees on patent “quality”, in order to compare the impacts of the public assignees and industrial assignees on invention “quality”. Furthermore, this study seeks to explain how the inventors' specific characteristics influence the “quality” of patents that stem from university–industry collaboration. Therefore, this thesis also aims to answer the following question: How do the researchers' characteristics affect their opportunities to generate patents of a higher “quality”? Variables such as career age and collaboration with prestigious patent inventors are considered. Moreover, we observed the impact of the co-invention and co-authorship network characteristics on patent “quality”. We therefore measured whether patents generated by inventors that are highly centralized in the co-inventor or co-authorship networks are of a higher “quality” than patents created by inventors that occupy less centralized positions. Furthermore, this research aims to assess whether patents issued from a patent–paper pair or patent–grant pair are of a higher “quality” than those without such a link, i.e. articles and patents published by the same teams and on the same research topics and application objects. To assess the impact of university–industry linkage attributes on patent “quality”, our methodology uses classic and zero-inflated negative binomial regressions, Tobit, and two-stage least-squares regressions (2SLS) to account for potential endogeneity problems. Our measures or proxies of patent “quality” include the number of forward citations, the number of claims, a Herfindahl index of backward citations, and a Herfindahl index of forward citations. This type of index measures the diversity of documents cited by the patent, and the diversity of patents that cite this particular patent. Our findings show that patents generated by at least one academic inventor and owned by the public sector (government and university) are of a lesser “quality” measured by both number of forward citations and a Herfindahl index of backward citations, than those of private (industrial) assignees. Our findings also reveal that patents owned by public institutions are less diversified than privately held patents. Therefore, the patents assigned to the corporations are likely to have obtained more citations than public patents (Popp, 2006; Popp et al., 2013). Our results are consistent with the former studies of Popp (2006) and Popp et al. (2013). We used the Term Frequency and Inverse Document Frequency (TF-IDF) method as a classic data mining technique to measure the similarity between patents and papers, in order to identify the patent–paper pairs. Our results show that the impact of patent–paper pairs on patent “quality” is negative for the number of forward citations and number of claims variables. Likewise, we used the TF-IDF method to measure the similarity of patents and grants to find the patent–grant pairs. Our results suggest there is a negative effect of patent–grant pairs on the number of forward citations. In contrast, patent–grant pairs positively affect the Herfindahl index of forward citations. Keywords: University–Industry Collaboration, Patent Quality, Patent Ownership, Academic Assignees, Government Assignees, Industrial Assignees, Patent–Paper Pairs, Patent–Grant Pairs, Biotechnology, Nanotechnology