专利视角下我国纳米技术创新现状分析

刘小琴，马树才

（1.辽宁大学 经济学院，辽宁 沈阳 110136 2.辽宁科技大学工商管理学院，辽宁 鞍山 114012）

管理前沿

专利视角下我国纳米技术创新现状分析

刘小琴1，2，马树才1

（1.辽宁大学 经济学院，辽宁 沈阳 110136 2.辽宁科技大学工商管理学院，辽宁 鞍山 114012）

利用国内纳米技术专利数据，从发展趋势、机构分布、区域分布和主要技术领域四个方面分析我国纳米技术创新的现状，研究发现：高校是我国纳米技术创新的主要机构，而企业创新能力相对薄弱；纳米技术侧重基础研究，满足人类生活需求的应用研究比较缺乏；研究主要成果集中在北京、上海、江苏等经济发达地区，西部欠发达地区纳米技术专利成果较少。

纳米技术；专利；创新现状

一、引言

纳米技术被认为是21世纪经济发展的重要引擎，也是提升国家未来竞争力的有利手段。我国政府对纳米技术也给予高度重视，通过各类攻关计划，积极投入资金、力量促进该领域技术创新，以期在未来国际竞争中取得有利地位。那么，过去十几年里，我国纳米技术发展呈现什么样的趋势，发展现状如何，技术创新具有什么样的特点，回答这些问题对于未来我国纳米技术产业的布局和发展方向、推动纳米技术可持续发展具有重要的现实意义。

专利申请是反映新技术、新产品开发活动的一个极为重要的方面［1］，与创新活动关系最为密切［2］，因此，发明专利能够体现技术创新水平。目前，国内外已有很多学者从专利视角研究纳米技术创新，Marinova&McAleer应用1975-2000年的美国专利局的纳米统计数据，分析各国家在纳米技术领域的地位［3］；Huang&Chen et.al.（2003）、Li，et.al.（2006）基于USPTO、EPO以及JPO专利数据分析了纳米技术的国家、机构和技术领域分布［4］［5］；唐炜等从专利数量、被引次数、生命周期等多个角度对比我国与其他国家纳米科技发展情况［6］；栾春娟等从专利的年度、国别、机构分布等方面对世界纳米技术发展前沿进行研究［7］；张旭和郑佳在年度分布、国别分布、机构分布和应用领域对全球范围内纳米传感器专利进行了分析［8］；张惠婧和钟永恒等则基于德温特专利数据库从宏观、中观和微观三个视角分析了全球纳米光电技发展现状［9］；费琳从我国纳米技术的时间趋势、申请人分布、主要技术领域和技术生命周期四个角度进行了分析［10］。但是在专利检索时，仅用了“纳米”一个关键词，关键词的确定有点单一。综上所述，从专利视角分析纳米技术发展现状，国内外的研究主要包括三个方面：第一，利用国外专利数据库，研究全球范围内纳米专利发展现状，或对我国与其他国家专利进行对比；第二，从专利视角分析纳米领域某一类技术的发展现状；第三，运用我国专利数据库获取数据，分析国内纳米技术发展现状。虽然已有学者对过我国纳米专利现状进行了分析，但检索关键词不能涵盖所有纳米技术领域，检索过程可能会漏掉很多专利文献，影响分析结果。因此，本文在研究全球纳米技术最新发展前沿领域、参考其他学者检索关键词的基础上，对纳米领域的主要关键词语进行了修正，以中国知识产权网（CNIPR）数据库为数据来源，试图通过分析1991-2014年我国纳米技术发展现状和趋势、机构分布、区域分布和技术领域分布，总结我国纳米技术创新特征，为提升我国纳米技术创新能力、优化国家纳米产业的布局以及促进纳米产业发展提供参考。

本文使用国家知识产权出版社提供的中外专利数据库（CNIPR）为数据来源，以检索为主，采用多个纳米技术相关的主题词作为

，生成检索表达式：名称=（纳米or原子力显微镜or原子模拟or分子器件or分子计算机or分子模拟or分子发动机or分子传感器or量子点or量子计算机or扫描隧道显微仪or自组装）。由于发明专利从申请到公告公布大约要18个月的时间，专利数据的这种时滞性，我们设定专利申请检索截至日期为2014年12月31日（检索时间为2015年4月）。另外，数据库从公开到收录数据也有一定的延迟性，收集的数据可能不会太全面，尤其2013年到2014年的数据，仅供参考。

二、趋势分析

以专利申请日期检索，全部专利数量为74 021项（包括中国发明专利授权），其中发明专利47 711项，发明授权专利22 373项，实用新型和外观专利分别为3 541和392项。

图1　1991－2014年中国申请发明专利及增长速度

图1显示了1991年至今我国纳米技术申请发明专利的发展趋势，根据其发展过程，可以把我国纳米专利申请分为两个阶段。第一阶段是1991至2000年，是我国纳米技术的积累阶段，该阶段研究进展略微缓慢，实际应用程度非常低。1999年至今是我国纳米技术发展的迅猛阶段，2000年和2001年专利申请数量呈现爆发式的增长，2000年我国申请发明的纳米专利数量从80项增长到200项，增速达188%；而2000年到2001年出现跳跃式增长，增长速度达500%，纳米专利的申请数量从230项增长到1 480项；2001年之后，纳米专利呈现一种快速攀升的态势。通过对2000年和2001年中国新申请发明的纳米专利的研究，我们发现2000年和2001年纳米专利数量的突增与一个关键的专利申请人杨孟君有很大关系。2000年，全国共申请发明专利231项，其中30项由杨孟君提出申请，其个人贡献率约为13%；而2001年新申请的1 450项发明专利中，仅杨孟君个人就申请了911项，贡献率为62.8%。其后，杨孟君再未申请相关专利。可见第三阶段申请发明的专利的数量增长完全是由两方面因素引起，一方面源于新旧世纪之交，受全球范围内出现的纳米热潮的影响，我国纳米领域的研究也进入了蓬勃发展阶段，我国政府也对纳米材料发展进行了重要战略部署；另一方面，“杨孟君”个人大量申请发明专利也造成纳米专利发明申请总量的异常增加。

三、机构分布

（一）申请机构分布特征

截止到2014年12月31日，已公布的纳米发明专利中，高校申请量为12 332项，占总量的49.5%，企业申请量占总量的30.4%，科研院所申请量占10.5%，个人和其他类型的专利申请人所占的比重最小，为9.86%，见图2。图中显示，我国纳米技术领域主要申请机构为大学和科研院所，占总体比重60.11%，说明我国的纳米领域的主要技术创新成果来自各大专院校和科研院所。作为创新主体的企业，专利数量仅占1/3，在纳米领域并没有发挥其创新主体的作用，自主创新能力缺乏。

图2　纳米专利申请机构分布

表1给出了我国纳米专利申请排名前20的高产机构，期中浙江大学专利数量为1 081件，以绝对研发实力居于首位。排名第二的是“杨孟君”，专利申请量为941，而且是在2000年和2001年内申请的，此后没有专利产出。一方面说明该申请人在当时该领域拥有强大技术研发能力；另一方面，也说明其研发缺乏可持续性，后继无力。上海交通大学、清华大学和东华大学排名分别为第三、四和五，在纳米技术领域同样拥有较强的技术优势。表1显示，排名前20的申请机构中，仅高校就有17所，占的比重高达85%，且均是国家“985”或“211”工程大学。而企业和科研院所均为1家，这也从另外一个侧面反映了我国纳米技术领域高校技术实力雄厚，是该领域技术创新的中坚力量。相对高校和科研院所，企业还有很大的差距，我国纳米技术还处于基础研究阶段，离市场应用还有很大的差距。

表1　排名前20的申请机构的纳米专利数量

（二）专利申请人活跃指数

我们从 2000-2014年往期年平均申请量、2005-2014年近期年平均申请量以及活跃度指数（近期年平均申请量与往期年平均申请量的比值）三个角度研究了浙江大学、东华大学、上海交通大学、清华大学、天津大学等专利申请前20名的机构在纳米领域的申请活跃度，见图3。从图中可以看出，排名前20位的机构中，绝大多数活跃度均超过1，说明这些机构的专利申请量始终保持较好的延续性，在纳米领域的申请仍保持增长的势头，研发投入继续增加。所有高校中，江南大学和江苏大学活跃度最高，分别为1.69和1.68；其次是东南大学、东华大学、天津大学和吉林大学，活跃度分别为1.38、1.36、1.34和1.34。

图3　排名前20的申请机构专利申请活跃度

四、区域分布

图4　国内纳米专利各区域比重（%）

图4给出了我国各省市纳米专利申请总量和占总体的比重。1991年至2014年期间，北京、上海和江苏分别以7 003、6 334和6 284项的申请量排名第一、第二和第三位，分别占国内申请总量的15.12%、13.67%和13.57%。

北京和上海两个直辖市由于有众多实力雄厚的大专院校和科研院所资源，技术人才密集，整体研发实力较强，有着持续的专利产出，就发展趋势来看，未来仍将是我国纳米技术的主要研发地区。江苏尽管总申请量不及北京和上海，但近年来发展速度超过了其他省市，统计数据看，2012年、2013年和 2014年三年的申请量分别为 1 002、1 423和1 250项，超过了北京和上海跃居全国第一，这与该省对纳米产业的政策导向和投资力度有着密切的关系。另外，广东、浙江、山东、辽宁、安徽、天津和湖北的整体发展趋势和水平比较接近，也是全国范围内纳米技术较为领先的地区。

从地里位置上看，申请量排名前四的省市，除北京外均处于东部沿海地区，是我国经济比较发达的地区。而北京虽然不在沿海地区，但是作为我国政治文化中心，经济发达，高校和科研院所集中，优势企业多，因此北京专利申请量仍居全国前列。另外，专利申请量较少的省市主要分布在西部经济欠发达、人口稀少、高校和科研院所较少、企业实力较弱、少数民族聚集的地方。中部地区和东北地区的各省市，纳米专利申请量排名也处于中间位置。

五、技术领域分布

我国纳米技术主要研究领域为化学和冶金方向，而在关系人类生活需要的农、轻、医学领域、机械工程和照明领域以及纺织、建筑领域研究比较薄弱，说明我国纳米技研究还处于基础研究阶段，处于纳米产业链前端领域，而在技术实际应用、改善人类生活方面的研究比较缺乏。

表2给出了专利申请量排名前十位的主要技术领域的专利数量，从中可以看出，这些领域主要集中在纳米材料领域，涉及到纳米结构的制造和处理，各种纳米材料（如纳米碳、纳米硅、石墨、金属、纳米粉末、纳米线、高分子化合物以及各类纳米复合材料的之别和表征），还有纳米医学领域的抗肿瘤药物的制备以及自下而上的操作单个原子或分子制备纳米材料。可见，目前我国纳米材料是我国纳米技术研究的优势领域，有着雄厚的基础，但是纳米生物、纳米仿生以及纳米器件、纳米测量与仪器、纳米电子、磁和光学污染治理等领域还比较薄弱。总而言之，我国纳米技术仍处于基础研究的探索阶段，在满足人类生活需求的应用研究方面还比较缺乏，同时在最新的纳米前沿研究领域如纳米器件、纳米电子学、纳米生物医学等领域研究相对不足，这为确定我国未来纳米技术的发展方向提供了参考。

表2　我国纳米研究的主要技术领域（单位：项）

六、结论

我国纳米技术发展迅速，尤其在21世纪之初，受全球纳米热潮的影响以及我国政府的大力支持，纳米技术得到了长足的发展，整体研究水平已进入世界先进行列，部分研究方向也成为国际前沿。但是在纳米技术高速发展的同时，也出现了一些问题。第一，我国纳米技术创新的机构主要是高校和科研院所，占总体比重50%以上，而高产机构80%为高校，企业所占的比重较小，自主创新能力较差，这与国外以企业为主的创新模式正好相反，需要政府加大对企业纳米技术创新的支持，并对国家纳米技术产业进行整体规划，形成良好的技术成果产业化机制；第二，纳米技术以基础研究为主，满足社会经济需求的应用研究相对缺乏，这需要未来纳米技术战略目标应朝着纳米基础研究、应用研究和产业化并重的方向发展；第三，纳米技术创新能力地域分布不平衡，存在显著的区域差异和集聚现象，主要专利成果集中在经济比较发达、研发团体多、优势企业多的北京、上海和江苏等地区，而地域广大的西藏、青海、内蒙古、新疆等地的成果较少，这需要发达地区通过纳米技术帮助或合作、人才和产业转移等方式来减少这种差距。

［1］康宇航，苏敬勤.技术创新机会的可视化识别——基于专利计量的实证分析［J］.科学学研究，2008（4）：695-701.

［2］方曙.基于专利信息分析的企业创新能力研究［D］.成都：西南交通大学，2007.

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［4］Huang Z，Chen H，Yip A，Ng G，Guo F，Chen Z-K，Roco MC.Longitudinal Patent Analysis for Nanoscale Science and Engineering：Count，Institution an d Technology Field［J］.Journal of Nanoparticle Research，2009（3-4）：333-363.

［5］LiX，LinY，ChenH，RocoMC.WorldwideNanotechnologyDevelopment：AComparative StudyofUSPTO，EPO，and JPO Patents（1976-2004）［J］.Journal of NanoparticleResearch，2007（6）：977-1002.

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［7］栾春娟，侯海燕.全球纳米技术领域专利计量［J］. 2008（4）：38-40.

［8］张旭，郑佳.从专利角度看全球纳米传感器创新现状与趋势［J］.科技管理研究，2011（17）：30-33.

［9］张慧婧，钟永恒，江洪.基于专利分析的全球纳米光电技术发展趋势研究［J］.电子元件与材料，2014（12）：1-6.

［10］费琳.专利计量视角下的我国纳米技术发展现状与趋势分析［J］.科技管理研究，2014（5）：105-109.

AStudyontheCurrentSituationofChina’sNanoTechnologicalInnovationBasedonPatentPerspective

Liu Xiaoqin1，2，Ma Shucai1
（1.College ofEconomics，LiaoningUniversity，ShenyangLiaoning110036；2.College ofBusiness Administration，LiaoningUniversityofScience and Technology，Anshan Liaoning114012）

By applying China’s nano technological patent data，this study analyses the development trend，organization distribution，regional distribution and the main technical field ofnanotechnologyin China.It has found that the university is the main body of nano technology innovation and the enterprise is weak in independent innovation. Nanotechnologyofchina focusingon basic research and the research on application for meetingthe needs ofhuman life is far from enough.Most of the patents are created by economically developed areas such as Beijing，Shanghai and Jiangsu.There are fewnanopatents in the undeveloped areas.

nanotechnology；patents；currentstatusofinnovation

C306

A

1674-5450（2016）02-0126-04

2015－12－05

国家自然科学基金项目（71372121）；教育部人文社会科学研究项目规划基金项目（13YJA630031）；教育部人文社会科学研究项目青年基金项目（12YJC630102）

刘小琴，女，山西新绛人，辽宁大学统计学博士研究生，辽宁科技大学讲师，主要从事统计学与技术创新管理研究；马树才，男，辽宁岫岩人，辽宁大学教授，博士研究生导师，主要从事计量经济与统计研究。

【责任编辑：李菁责任校对：赵颖】