基于专利分析的区域技术创新策略研究——以北京纳米技术为例

郭鲁钢王世民杨冠灿刘彤

1．北京市科学技术情报研究所，北京 100120；2．北京市科学技术研究院，北京 100089；3.武汉大学信息管理学院，湖北武汉 430072

基于专利分析的区域技术创新策略研究
——以北京纳米技术为例

郭鲁钢1王世民2杨冠灿3刘彤2

1．北京市科学技术情报研究所，北京 100120；2．北京市科学技术研究院，北京 100089；3.武汉大学信息管理学院，湖北武汉 430072

技术创新是“普遍行为”[1]，它嵌入在区域日常经济活动之中，对于一个特定地区或区域的发展，起着决定性的作用，是推动区域经济发展的内生动力[2]。专利中包含了大量的技术信息，是国家或地区科技资产的核心和最富经济价值的部分，能够反映某一国家或地区科技的原始创新能力[3]。对专利信息从时间、空间、竞争对手、技术分布等进行多角度分析，可以探究某一技术领域的发展现状、趋势、技术热点和竞争态势，进而掌握某一技术创新的现状，为增强区域创新能力提供支持。

纳米技术是一种跨领域的科学技术，涉及IT技术、环境科学、生命科学、材料科学等，可以集成到现有生产工艺中，提升技术水平，提高产品的性能和竞争力。近年来，国内外学者从专利分析的视角对技术创新态势进行了大量的研究。如，技术产业化研究上，Pervin Basaran等[4]利用美国和欧洲专利的相关数据研究了2002至2006年植物分子农业研究的工业化趋势；技术发展热点上，Zan Huang 等[5]通过纵向专利分析研究了国家、机构和重点领域，认为纳米技术在化学、制药和半导体器件等方面发展较快； 技术创新能力对比上，Szu-Chia[6]通过专利文献计量学方法研究了日本、韩国和台湾基因工程研究能力与影响；技术整体发展态势上，Xin Li等[7]通过对美国专利、欧洲专利和日本专利的比较，研究了世界纳米科技的发展态势；技术发展趋势上，于晓勇等[6]研究了我国电动汽车发展趋势，并提出了相关发展策略。目前，基于专利分析的技术研究主要集中在国家层面，对于区域技术创新的研究还很少。

纳米科技是目前全球最受关注的科学技术领域之一[8]，也是我国重点发展的科技领域之一。本文利用专利分析研究北京纳米技术创新现状研究，试图通过这一手段，掌握北京纳米技术的发展态势，提出北京纳米技术创新策略，为北京纳米技术及产业的发展提供参考。

1、数据准备

纳米技术发展迅速，不断涌现出新的领域和分类，同时产生许多标识纳米特征的新词汇，针对纳米技术领域专利的检索与分析，许多学者都进行过探讨[6,10]。本文关键词的制定与检索策略的制定采用Alan L. Porter于2008年报道的方案[11]。该方案首先从文献中提取关键词，然后通过向领域内的专家征求意见，对关键词进行修正，确定检索式，并通过检索结果对关键系不断优化调整。专利数据来源于国家知识产权局知识产权出版社的CNIPR中外专利数据库服务平台，检索日期截止到2010年12月31日。

2、结果与讨论

2.1 技术水平概况

图1是全国各省市纳米技术专利情况。可以看出，我国纳米技术专利分布明显不均匀，东部发达省份专利数量占优，其中北京地区纳米技术专利数量最多，具有明显的优势。

图1 全国各省市纳米技术专利情况

从原国家科委的“攀登计划”到973计划、863计划等，都给予了纳米科技大力的支持，政府管理机构、科研院所、高等院校、企业等对纳米技术研发充分重视，我国纳米技术发展很快。从北京纳米技术领域专利数量的年度变化情况（图2）可以看出，2000年之后，我国专利数量急剧增加，2001年出现了“峰值”，2002年有所降低后，2003年至2009年呈直线上升的趋势，2010年专利数量略有降低。北京纳米领域第1件专利出现在1992年，历年专利数量变化趋势与全国的情况基本相同，但增速低于全国水平，仍然处于快速发展阶段。

图2 我国和北京纳米技术领域专利数量年度变化情况

为了进一步考察北京纳米技术在我国纳米技术研发中的地位，绘制了北京纳米专利对全国纳米专利数量的年均贡献率变化图（图3）。由图可以看出，北京对全国纳米技术专利贡献率变化可以分为三个阶段：1991年至1995年，处在快速增长期，贡献率迅速增加到21.95%；1996年至2004年，处在波动期，贡献率变化较大；2005年至2010年，贡献率相对稳定，在12%～14%波动。整体来看，北京对全国纳米专利总量平均贡献率达16.97%，其中，在2001年，与专利数量年度变化情况相对应，贡献率出现了一个“峰值”。可以看出，北京在纳米科技研究方面优势明显，在我国纳米技术研发中占有较为重要的位置，这与梁立明等人[12]的通过文献计量得出研究结果相同。

图3 北京对全国纳米专利数量的年均贡献率

2.2 技术构成

通过专利的国际专利分类号（IPC号）以及该专利分类号所代表的技术领域，可初步掌握专利技术所属技术领域和主要研发方向。北京纳米专利主要分布在8个部的292个4位IPC号中，根据技术交叉和数量绘制技术构成图（图4）。A61K（医用、牙科或梳妆用的配置品）、B82B（超微结构；超微结构的制造或处理）、A61P（医用、牙科或梳妆用的配置品）三个IPC号涉及专利数量远多于其它IPC号，是北京纳米技术研发较为集中的领域。从技术交叉来看，A61K、B82B与A61交叉最多，说明纳米技术在制药领域的技术集聚度较高。对2006～2010年北京纳米专利的IPC号分布情况分析表明，C01B（非金属元素；其化合物）、H01L（半导体器件;其他类目未包含的电固体器件）、B01J（化学或物理方法）、C01G（含有不包含在碱金属或金属铍、镁、铝、钙、锶、钡、镭、钍，或稀土金属的化合物中之金属的化合物）、C08L（高分子化合物的组合物）、C08K（使用无机物或有机高分子有机物作为配料）等6个IPC号代表的领域发展迅速，超过50%的专利在这一时间段产生，专利数量迅速增加，是当前纳米技术发展较快的重点领域；B82B涉及专利362件，是这一时间阶段专利数量最多的领域，说明北京在该领域具有持续的研究力量，该领域也是处在发展阶段的重要领域之一。

图4 北京纳米专利技术构成情况

2.3 专利构成

我国专利体系由发明专利、实用新型专利和外观设计专利三种组成，其中发明专利最能代表技术创新的水平。图5是全国和北京专利构成对比情况。可以看出，全国和北京发明专利均占专利总数量的90%以上，说明我国纳米领域创新是以技术研发为主的。北京发明专利比全国高3.44%，表明北京纳米专利技术创新高于全国水平。

图5 纳米技术领域专利构成情况

2.4 技术状态

技术状态在专利中的体现，是指专利当前所处的状态，即专利是否授权，授权专利是否有效，专利权人是否变更以及与专利法律状态相关的信息。图6是全国与北京纳米技术专利状态的情况。可以看出，北京正在评审的专利比例低于全国，有权专利比例为35%，比全国高5%；失效专利比例达37%，远高于全国。失效专利不受专利法律保护，成为公利技术，如此大量的失效专利有望成为技术二次开发的巨大宝库。

图6 专利法律状态情况

2.5 技术研发力量

技术研发主要是通过企业、科研院所、高等院校和个人等主体进行。通过对专利权人的分析，可以较为全面地掌握北京地区纳米技术的主要研发力量情况。为了提高数据的有效性，选择有权专利作为基础数据，从专利权人构成情况和不同类型专利权人专利数量进行分析，结果如图7所示。可以看出，高等院校和科研院所依然是纳米科技创新的主要力量，二者在专利权人中所占比例分别为21%和32%，但专利数量所占比例达68.44%；企业占专利权人总数的39%，数量也达到总数的30.68%，说明企业已经成为纳米科技创新的重要力量。

图7 专利申请人情况

专利申请数量排名前十位的非个人专利权人专利变化情况如图8所示。可以看出，前十大非个人专利权人中，除中国石油化工股份有限公司外，均是高等院校和中科院下属研究所。其中，清华大学在纳米技术创新方面优势明显，截至2010年，累计专利数量1033件，远超排名第二的北京化工大学（457件）。近年来，中国石油化工股份有限公司、中科院理化所、中科院微电子所等单位专利数量增加迅速。

图8 专利申请数量排名前十位机构的专利分布情况

2.6 技术合作

根据专利权人及专利合作情况绘制北京地区纳米技术研发合作关系图（图9）。图中，专利权人间连线的粗细代表合作关系紧密程度，连线越粗表明双方合作专利数量多，关系越紧密；图形区域大小，代表合作专利数量多少。分析结果表明，北京开展合作研发的纳米科研机构有268家，京外合作机构88家，合作对象包括大学、研究所、企业等多个层面。清华大学是开展对外合作最多的单位，与31家单位就566项专利开展了合作，占该机构专利总数的54.79%；合作单位中，有25家是企业，说明清华大学在产学研联合方面工作开展较好；但存在合作单位面窄的问题，如与鸿富锦精密工业有限公司合作的专利达513项，占与企业合作专利的90.64%。中国石油化工集团合作专利比例达82.87%，但合作行为主要在集团内部进行，与集团外9家高等院校及2家科研院所合作专利18项，仅占合作专利总数的9.13%。其它专利权人均有与企业合作申请的专利，但比例较小，如合作专利总数排名第二的北京化工大学，合作专利34件，仅占专利总数的8.27%；排名第三的中科院化学所，合作专利仅占专利总数的5.76%。

图9 北京地区纳米技术研发合作情况

3 发展对策

通过对北京地区纳米技术专利的分析发现，北京在我国纳米技术研发中占有重要的位置，处在快速发展的阶段。从技术研发力量上来看，高等院校和科研院所等科研单位是北京地区纳米技术研发的主要力量，其中清华大学研发优势明显。在技术研发合作方面，虽然相关工作已经开展了，但经济社会快速发展要求相比，还有差距。基于对北京纳米研发现状的分析，提出以下发展建议。

（1）加强对失效专利的研究和开发。

北京纳米技术相关专利中，失效专利占有较大的比例。合理利用失效专利，能够有效增强企业的技术竞争力，尤其是对于技术力量薄弱的中小型企业，是促进企业快速发展的捷径。当前，各界对失效专利的认识仍显不足，利用率偏低，水平也不高。加强失效专利的利用工作，需要做好统筹协调，完善相关配套机制，利用政策引导提高企业和科研单位的积极性，大力推进产学研结合，促进企业创新能力的提升。同时，加强失效专利的评价方法、体系的研究工作，围绕北京经济、社会发展的重点需求，做好专利跟踪和分析工作，为企业开发利用我国乃至国际失效专利指明方向

（2）进一步加强官产学研联合。

企业在北京纳米技术研发中力量有所增强，但仍未成为技术研发主体。科研单位与企业在技术开发上缺乏合作,导致科研单位的专利技术可能偏离市场需求、缺乏商业价值和产业应用前景而不能有效利用和实施,出现寿命短、存活率低的情况,最终浪费宝贵的研究资源[13]。增强纳米技术的科技成果转化能力，必须重视官产学研联合，根据北京产业发展规划和需求，通过政策引导和提供相关经费支持等方式组织高校、科研机构和企业联合进行共性关键技术攻关，采取共建合作中心、联合申报项目、合作开展产人才培养、等方式，强化企业和科研单位的联系，突出市场需求导向，强调市场驱动的研发动力，充分利用中关村“1+6”政策优势，促进科技成果的产业化发展。

（3）进一步做好纳米技术与传统产业的集成工作。

纳米科学与技术是一门交叉性很强的综合性学科，从技术应用的角度讲，又具有跨行业的特征，是可以在各应用领域及产业广泛应用的技术，如一项纳米尺度的创新专利，可能会对半导体设计、生物技术、材料科学、电信等多个产业部门产生重大影响。北京发展纳米技术，要根据经济、社会发展需求，做好技术的需求分析，通过政策引导或设立专项资金，促进纳米技术在传统产业中的应用，增强相关产业的竞争力。

[1]郭元源，池仁勇，丁峥嵘.浙江省区域持续技术创新能力浅析[J].经济论坛，2004，(16)：24～25

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Study on Regional Technology Innovation Strategy Based on Patent Analysis

Guo Lugang1Wang Shimin2Yang Guancan3Liu Tong2
1. Beijing Municipal Institute of Science and Technology Information, Beijing, 100120;2. Beijing Academy of Science and Technology, Beijing, 100089

通过专利分析，研究了北京纳米技术的发展态势，并提出发展建议。研究表明，北京纳米技术领域处在快速发展的阶段，专利数量居全国首位，在我国纳米技术研发中占有重要的位置；研发力量以高等院校和科研院所等科研单位为主，清华大学研发优势明显；围绕纳米技术的产学研合作已经开展，但有合作深度与广度待于进一步加强。

专利分析；技术创新；纳米技术；发展策略

The status of nanotechnology development in Beijing has been studied by Patent analysis. The result shows that, nanotechnology in Beijing at the stage of rapid development, patent amount of Beijing rank first in China, and plays an important role in nanotechnology research and development of China; the research and development mainly efforts with universities and research institutes, the research and development of Tsinghua University have obvious advantages. The cooperation around nanotechnology research in Beijing has been carried out, but the depth and breadth of cooperation to be on further strengthening.

patent analysis; technology innovation；nanotechnology; development strategy

G311

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.108

北京市哲学社会科学规划项目：市属公益科研院所创新能力提升的问题与对策研究

郭鲁钢（1979-），男，山东梁山人，博士，研究方向：专利分析、科技情报、技术转移。