2014 年第 5 期 科技管理研究 2014 Science and Technology Management Research
doi: 10. 3969/j. issn. 1000 -7695. 2014. 05. 022
专利计量视角下的我国纳米技术发展现状及趋势分析
费琳
(江苏大学图书馆，江苏镇江 212013 )
摘要:为了解我国纳米技术发展现状，采用专利计量方法，对纳米技术专利申请的时间分布、技术领域分布、
申请人分布、技术发展态势以及发展趋势进行分析。认为，我国纳米技术围绕着碳的制备等领域在快速发展的
同时正在进行新一轮技术的储备;纳米技术目前主要处于科研阶段，高校与企业合作以促进成采转化问题应引
起足够的重视;多数申请人还不具备较为全面的技术，需加强各具有不同技术和资源优势的申请人之间的合作，
以提高我国纳米技术的整体全面提升。
关键词:专利计量;纳米技术;时间分布;技术领域分布;申请人分布;发展态势;发展趋势
中图分类号 G306; C18 文献标志码 A 文章编号 1000 -7695 (2014) 05 -0105 -05
Chinese Nanotechnology Development Status and Trend Analysis Based on Patents Information Analysis
FEI Lin
( Libr町 of Jiangsu University , Zhenjiang 2120日， China)
Abstract: For exploring nanotechnology development status , the paper analyzes time , technology area and applicants distri-
butions , and technology development status and development trend by applying patent metrology. The results show: (1)
The patents application sum is increasing and technology is experiencing gestation period of adjustment. (2) C01 B31102
and some other technology areas are hot areas. Zhejiang university and some other universities are major application institu-
tions. (3) C01B31102 and other twelve areas will continue to increase. A61 K35/78 and other five areas will decline.
D01D5/oo and other three areas are seriously affected by extemal factors. Accordingly , the paper concludes that nanotech-
nology focusing on C01 B31102 shows rapid development trend. Universities and companies should form comprehensive co-
operation. And different applicants wi由 different strength should cooperate to promote nanotechnology comprehensively.
Key words: patents information; nanotechnology; time distribution; technology area distribution; applicants distribution;
development status; development trend
1 引言
纳米技术既是一个多学科的交叉研究领域，又
是当前一些新兴学科(如纳米摩擦学、纳米电子
学)的基础学科[IJ 由于纳米技术对多种科学技术
的积极影响，许多国家不断加强对该领域的研发投
入，已成为时F发达国家重要的研发和创新活动中
心[2J 。与此同时，中国政府也充分认识到了纳米技
术研发的重要性，在《国家中长期科学和技术发展
规划纲要 (2∞6-2020 年n 等文件中明确提出要
大力支持纳米科技的研发[3J 0 2012 年，科技部为推
动纳米技术"基础研究一-应用研究一一技术转
移"的一体化发展，组织编制了我国纳米技术研究
的国家重大科学研究计划"十二五"专项规划[4J 。
由于各国重视程度的不断加深，使得纳米技术的竞
争日益激烈，为在竞争中利于不败之地，各相关单
位纷纷开展专利战略研究，而其核心正是专利分析，
收稿日期 2013 -04 -17. 修回日期: 2013 -07 -08
这种对零散的专利信息进行分析，可以很好的把握
纳米技术的发展态势。鉴于此，本研究拟从专利计
量的角度对 1992-2010 年我国在国内申请的纳米技
术专利进行分析，以期为相关研究提供参考。本研
究数据来源于国家知识产权局网站，以"标题=纳
米"为检索策略，由于专利申请的时滞性较长，为
获得较完整的年度数据，限定专利的申请日下限为
2010 年(检索时间为 2012 年 12 月 5 日) ，共获得
35779 项相关专利，对这些专利从时间分布、技术
领域分布、申请人分布、技术发展态势以及发展趋
势进行定量基础上的定性分析。
2 纳米技术的发展现状分析
2. 1 时间分布
1992 年 7 月中国科学院合肥智能机械研究所提
交了我国第一份纳米技术方面的专利申请，涉及的
内容是碳化钢纳米材料的制备方法。同年随后几个
106 费 琳:专利计量视角下的我国纳米技术发展现状及趋势分析
月内浙江大学、中国科学院固体物理研究所、北京
航空航天大学等机构纷纷加入到了相关专利申请的
队伍，从此拉开了我国纳米技术专利申请的序幕。
截止 2010 年，经历了 19 年历史的纳米技术得到了
长足发展，在这 19 年中，共申请了 35779 项相关专
利，申请量逐年攀升，这从图 1 专利申请量的时间
分布可清晰看到。按申请量的大小，可将专利申请
分为两个阶段:第一阶段为萌芽期，时间可界定为
1992-1997 年，这 6 年间共申请专利 205 项，各年
申请量均局限在百项以内，但增长趋势明显，尤其
是 1997 年专利申请量已达到 78 项，与前一年相比
增长了 29 项，从专利申请的绝对量和增加量上看，
我国纳米技术专利申请正步入下一个阶段;第二阶
段为增长期，时间从 1998 年一直持续到本研究数据
统计的下限时间(即 2010 年) ，这 13 年共申请专利
35574 项，年均达 项，这个时期中，除 2002
年在总体增长趋势中与 2001 年相比产生了负增长的
小幅波动外，其他各年均以较大的增长量实现了快
速增长，这种趋势→直持续至 2010 年，可以预测，
我国纳米技术专利在未来若干年内还会保持继续增
长的势头O
6~00
6000
5~00
5000
4哩。 B
4000
5500
5000
2500
2000
1500
1000
500
白
.AL
图 l 纳米技术专利申请量的时间分布
..JL
/
主要技术领域及专利申请人竞争力分析
A
按主分类号统计， 35779 项专利分布于 4848 项
技术领域中，表 1 列出了申请 200 项以上专利的 10
个技术领域分布。这些领域涉及多种材料及其制备、
处理方法等。其中，碳纳米材料的制备发展最为迅
速，相关专利申请量最大，这其中，碳纳米管技术
专利发展最为迅猛，此外，碳纳米材料电学性能相
关专利以及碳纳米材料在电器元件制造中的应用也
备受青睐;同时，纳米在医药领域的应用也十分广
泛(表 1 中申请量排在第二位的"来源于植物的材
料"指的便是相关制剂药物的制备方法) ;此外，
纳米技术在电子与测量仪器、金属与机械领域的应
用发展也较为迅速(表 1 中申请量排在第三位的
"超微结构的制造或处理"便是指这一方面)。总体
上看，纳米技术在基础领域率先发展的同时，不断
向以基础材料和基本制造与处理为主的应用领域拓
展。电子元件和测量仪器是纳米技术的先导领域和
主要专利技术生成领域，这不但为纳米技术的理论
与方法研究提供了技术平台 而且也为纳米技术不
断向新领域应用提供了广阔的发展空间O
此外，通过对专利申请人拥有的某项技术的专
利数量统计可以明确各申请人的技术竞争力强弱，
表 1 列出了重要技术领域的主要专利持有者。总体
上看，各技术领域的主要专利持有者集中于高校，
可见高校在纳米技术中具有很强的竞争优势。此外，
杨孟君持有纳米技术在医药中的应用相关专利的
97. 199毛，体现该申请人在此领域无法超越的强大技
术优势，从而形成了较坚固的垄断地位。同时，清
华大学、鸿富锦精密工业(深圳I )有限公司在
C01B31102 (碳的制备)领域拥有相对较多的专利
数量，反映了这两个单位在该技术领域相对较强的
技术优势。其他技术领域各申请人的专利申请量差
距不大，反映了他们较为均衡的技术能力。此外，
清华大学、浙江大学、上海交通大学在多个技术领
域均拥有较多的专利数量，说明他们已掌握了相对
较全面的纳米技术研发能力。
表 l 申请量;;;，:200 项的技术领域分布
技术领域 申请量 相关专利主要持有者(专利申请量)
清华大学( 167) 、鸿富锦精密
巳Ol B31/02 (碳的制备) 1421 工业(深圳1 )有限公司
( 126) 、上海交通大学 (75)
A61K35/78 (来源于植物的材
961 杨孟君 (934)料，主要指在医药中的应用)
B82B3/oo (超微结构的制造或
721
清华大学 (36 )、北京大学
处理) (31) 、上海交通大学(3 1 )
B22阳124 (从液体金属化合物
574
厦门大学 (26 )、浙江大学
开始) (23) 、北京科技大学 (21)
COl G9/02 (氧化物、氢氧化
333
北京科技大学 (21) 、浙江大
物) 学(17) 、东华大学 (11)
B01J21106 (硅、铁、错或错;
295
上海交通大学 (21 )、浙江大
及其氧化物或氢氧化物) 学 (18) 、复旦大学( 14)
C01 G23/053 ( 用湿法生产) 252 浙江大学( 19) 、华中师范大学 (8)
C01F17/'∞(稀土金属) 231 上海大学 (24 )、清华大学(12) 、浙江大学 (12)
囚犯1100 (超微结构) 213 清华大学 (23 )、鸿富锦精密
工业(深圳1) 有限公司(1 1 )、
A61K9/14 (细粒状) 202 浙江大学 (6) 、复旦大学 (6)
专利申请人分布
35779 项专利共涉及 6856 个申请人，申请量超
过 100 项的单位共有 60 家，这 60 家单位共申请专
利 16446 ，占专利总申请量的 毛，凸显了他们
在纳米技术占有中的强大优势。篇幅所限，表 2 列
出了共申请专利 12496 项、占总申请量二分之一多
的 31 家申请量超过 200 项的专利申请人分布。从中
我们可以看到，这些专利申请人以单位为主，以个
人名义的申请人只有一人。这些单位以高校为主，
31 家单位中共有 24 家为高校，进一步证明了高校在
纳米技术研发中的强大优势;此外，中科院系统的
各研究所也拥有较多的专利数量。北京、上海两地
拥有着较多的申请人数量，无疑是我国纳米技术专
利申请的主要阵地。从这些高产申请人的主要技术
费 琳:专利计量视角下的我国纳米技术发展现状及趋势分析 107
领域看，多数申请人集中于 COIB3 1/02 (碳的制
备) ，除上文提到的清华大学、鸿富锦精密工业
(深圳))有限公司在该技术领域相对其他申请人而
言拥有较强的技术优势外，在此领域其他多数申请
人无明显相对优势，形成了多家单位对垒的局面，
这一方面为相关单位在该技术领域合作开发中资源
的优势互补提供了选择的机会，另一方面也为该技
术的创新发展提供了良好的竞争环境。通过各申请
人拥有的各技术领域的专利数量上可以看到，某些
申请人在一定技术领域表现出了较强的技术能力，
如杨孟君关于纳米技术在医药中的应用、东华大学
关于纳米技术在纺织领域中的应用等。
表 2 申请量去200 项的专利申请人分布
专利申请人申请量主要技术领域 专利申请人申请量主要技术领域
C01B31/02
日合尔滨工业
978 (碳的制备，以 7 川 308 CO 1 B3 1/02 浙江大学
下同于
A61 K35/78
(来源于植物的中国科学院上
杨孟君 941 材料，主要指海硅酸盐研 3∞C01B3 1/02
在医药中的应究所
用)
清华大学 921 C01B31/02 中山大学 C08L79/02 (聚299 胶)
B82B3/00 (超
上海交通大学 852 C01 B31/02 吉林大学 293 微结构的制造
或处理)
DOID5/'∞(长
东华大学 534 丝、线或类似华南理工大学 289 CO 1 B31/02
物的生成)
B82B3/1∞(超
复旦大学 509 CO 1 B31/02 东南大学 271 微结构的制造
或处理)
中国科学院长 B22F9/24 (从
北京化工大学 427 C01 B31/02 春应用化学研 269 液体金属化合
究所 物开始)
B82B3/oo (超
天津大学 421 COI B31/02 山东大学 265 微结构的制造
或处理)
南京大学 411 C01 B31/02 北京大学 264 CO 1 B31/02
上海大学 C01F17/oo (稀 华东 大405 士金属) 理工学 263 CO 1 B31/02
中国科学院化
397 CO 1 B31/02 学研究所
同济大学 374 C01B31/02
中国科学院金
361 C01B31/02 属研究所
B22F9/24 (从
武汉理工大学 260 C01B31/02
B22阳/24 (从
厦门大学 259 液体金属化合
物开始)
B82B3/1∞(超中国科学院理 238 微结构的制造化技术研究所 或处理)
北京科技大学 339 液体金属化合武汉大学
物开始)
B22F9/24 (从
219 液体金属化合
物开始)
C01B25/32
四川大学 320 (镜、钙、银或华东师范大学
顿的磷酸盐)
鸿富锦精密工
业(深圳1) 有 308 CO 1 B31/02
限公司
20\ CO\ B31/02
技术发展态势分析
技术成长率分析。技术成长率指标可以判断
某项技术领域处于何种阶段，从而显示出其技术创
新随时间的变化是增加还是迟缓。计算公式为 v
= a / A[5 J 其中 a 表示当年发明专利申请量，而 A
为追溯 5 年的发明专利申请累积数。通过连续计算
数年，若 v 值显示的是递增状态，则表示该项技术
具有较好的发展前景，处于萌芽或成长的发展阶段;
反之，若 v 值递减，则反映该项技术发展趋于迟缓
或处于调整阶段。由于 1992 年才产生了第一份纳米
技术专利，因此，为计算追溯 5 年的发明专利累计
量，在考察技术成长率时只能从 1996 年开始。图 2
显示了 1996-2010 年技术成长率随时间的变化情
况。由图 2 可见， 1996-2001 年虽存在一定程度的
波动，但总体上 v 值处于增加状态，结合当时纳米
技术市场形势，我们可以判断在这 6 年的前半段我
国纳米技术处于萌芽阶段，而 1999 年开始进入了成
长阶段。 2002 年以后直至 2010 年 v 值呈递减趋
势，此时我国纳米技术己在技术成熟的基础上步入
酝酿调整期，为实现新一轮技术突破进行储备。
O. 10
\/\4
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电气 10 ~"> ~CJ 、~电、电Iò气 10 ~">口乒乒乒乒" '1，，<55壮壮壮铲拚242 乎)' '1"&v '1，，CJG 俨
圄 2 技术成长率变化
新技术特征分析。对我国纳米技术新技术
特征的分析，可以反映相关技术新兴或衰老的情况。
计算公式为 N =V2 +α，其中 V 为技术成长率， α
为技术成熟系数(技术成熟系数是表征技术成熟程
度的重要指标，其计算公式是 α= a/ (a+b) , a 为
当年发明专利申请数， b 为当年实用新型专利申请
数)0 N 值递增，反映总体上新技术特征呈增强趋
势，发展空间将得到拓展;反之，若 N 值递减，则
反映总体上技术特征呈衰老迹象，相关技术发展空
间在缩小，将有新技术替代现有技术。图 3 是根据
上述公式计算的 1996-2010 年的新技术特征，由
此，我们可以看到， 1996-2001 年 N 值在小幅波动
的基础上呈增长趋势，说明当时纳米技术新技术特
征在加强，呈现出了较大的发展潜力 O 而 2002 年开
始一直到 2010 年 N 值呈递减趋势，说明这个阶段我
国纳米技术总体上在逐渐衰老，现有技术的发展潜
力逐渐减弱，这与上文的技术成长率的发展趋势相
呼应，由此，我们可以进一步确定此时我国纳米技
术处于新技术酝酿调整期，不久的将来会迎来一轮
新技术的蓬勃发展。
108 费 琳:专利计量视角下的我国纳米技术发展现状及趋势分析
1. 60
1. 40
1. 20
1. 00
三 /\ .-~-" +、←..... •
护乒乒护矿矿矿矿矿乒。心乒乒乒♂乎乎
图 3 纳米技术新技术年度特征
3 发展趋势分析
3. 1 生命周期分析
基于定量数据的技术预测以其较强的科学、客
观性越来越被学者广泛接受并应用，产业的发展与
生命周期理论中描述的生命体的出生、成长、成熟、
衰退、死亡的演进过程类似，同样要经历从萌芽到
衰退的不同阶段。在专利研究中，通常用横轴表示
专利申请量、纵轴表示申请人数量来绘制生命周期
曲线，用以反映一项技术领域所处的发展阶段，发
展阶段→般包括技术萌芽期、发展期、成熟期、衰
退期、调整期、再发展期等几个阶段。根据生命周
期曲线，企业通常会加大处于发展期技术的投入而
减少处于衰退期技术的投入，同时可根据曲线能够
制定相应的技术预警机制，对技术的未来发展潜力
进行有效预测，以便把握机遇，规避风险。由图 4
的生命周期曲线可知，我国纳米技术在 1992 -1997
年处于技术萌芽期，当时专利数和申请人数量均较
少，企业的研发技人意愿也较低;而 1998 年以后一
直到 2010 年除 2001 年有些波动外，总体呈较明显
的成长趋势。通过对申请人和专利的增量变化来看，
2002 年开始，专利数量大幅度增长，而申请人增长
逐渐放缓，说明这个阶段我国纳米技术正在步入成
熟期，而通过上文技术发展态势一节分析可知，这
个阶段我国纳米技术处于技术调整期，原有技术由
于较为成熟逐渐衰退，新技术呼之欲出，反映了相
关研发单位在不断推进技术的创新，此时实力较强
的企业，应该注重对核心技术的创新与应用;而一
些实力相对较弱的企业，则可以选择专利跟踪或技
术引进等策略，以在提高自己技术实力的同时，减
少因自主研发形成的巨大成本。
1800
1600
1400
800
600
400
200
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
图 4 纳米技术生命周期
技术领域的发展趋势
表 3 列出了专利申请量排在前 20 位的技术领域
各年专利申请量，透过专利申请量的年度变化可以
探测各领域的变化趋势。从表中可以看出，多数领
域专利申请量总体上呈增加态势，经各年比较，可
将各领域的发展趋势分为 3 类:第 1 类虽稍有起伏，
但总体呈上升之势，如 COIB3 1/02 (碳的制备)、
B82B3/00 (超微结构的制造或处理)、 B22阳/24
(从液体金属化合物开始)、 COIG9/02 (氧化物、氢
氧化物)、 COIG23/053 (用温法生产)、 COIFI7/00
(稀土金属)、 B82B1/00 (超微结构)、 A61K9/14 、
表 3 主要技术领域的各年专利申请量
山旦 20 \0 2009 2008 2007 2006 2∞5 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1997 1996 1995 1992-1994
C01B31102 132 160 216 143 175 174 119 117 \05 42 22 \0 3 2 。 。
A61 K35/78 。 。 。 。 。 6 7 6 911 30 。 。 。 。 。 。
B82B3/oo 132 247 50 49 79 57 58 29 8 10 2 。 。 。 。 。 。
B22F9/24 111 98 93 58 67 58 29 21 11 8 3 7 4 。 3 3 。
C01G9/02 56 58 40 35 36 46 24 14 11 4 5 。 2 2 。 。 。
BOlJ211侃 15 36 44 39 35 43 24 23 21 11 俨2 。 2 。 。 。 。
COIG23/053 43 44 34 54 30 20 \0 3 3 3 4 2 。 。 。
ω1F171∞ 37 36 41 28 26 22 8 II 13 7 2 。 。 。 。 。 。
B82B1I00 52 58 16 6 16 32 12 15 4 2 。 。 。 。 。 。 。
A61K9/14 61 33 21 21 17 B 6 7 9 \0 8 。 。 。 。 。
C01G23/'ω7 18 17 31 12 14 11 19 26 22 11 4 3 2 2 2 。 。
G03F7/∞ 29 24 22 25 4 21 17 9 3 2 。 。 。 。 。 。 。
A01N59/16 25 23 13 8 18 19 11 7 9 2 2 。 。 。 。 。 。
C01 G49/08 30 21 29 24 8 3 3 2 4 2 。 。 。 。 。 。 。
DOID5/oo 28 18 30 18 16 9 3 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
B22F1I02 9 19 21 21 18 \0 3 8 8 2 。 。 。 。 。 。
H01J9/02 \0 11 \0 11 15 21 31 5 3 2 。 。 。 。 。 。 。
COIGI9/02 15 29 25 11 16 10 4 8 1 。 。 。 。 。 。 。 。
COIFlI /18 6 20 11 \0 8 \0 17 8 15 9 。 。 。 。
COI B19/04 25 36 15 \0 2 2 8 15 2 。 。 。 。 。 。 。 。
费 琳:专利计量视角下的我国纳米技术发展现状及趋势分析 109
(细粒状) AOIN59/16 (重金属)、 COI G49/08 (亚
正铁的氧化物)、G03F7/00 (图纹面)、 COIBI9/04
(二元化合物) ;第 2 类呈现出了先上升后下降的趋
势，如 A61 K35/78 (来源于植物的材料，主要指在
医药中的应用)、 BOIJ21106 (硅、铁、错或错;及
其氧化物或氢氧化物)、日22FlI02 (包含粉末的包
覆)、 HOIJ9/02 (电极或电极系统的制造)、
COIG19/02 (氧化物) ;第 3 类发展规律不明显，表
现出极强的波动性，如 DOID5/00 (长丝、线或类似
物的生成)、 COIFl 1l18 (碳酸盐)、 COIG23/047
(二氧化铁)。基于以上分析，得出以下结论:
(1)呈上升趋势的 12 个技术领域将继续保持上
升势头，是未来纳米技术研究的热点领域。
(2) 呈先上升后下降趋势的 5 个技术领域，即
将迈入技术的衰退期，将会逐渐被其他相关技术所
替代。
(3) 具有较强波动性的 3 个技术领域，可能受
国家政策、市场需求等因素的影响较大，因此未来的
发展趋势规律性不强，应在考虑其外界影响因素基础
上进行研发投入。
4 结语与讨论
1978 年国际上第一份纳米专利获得授权[剖，随
后 80 年代末国际纳米技术迅速发展起来。相比国际，
我国纳米技术发展步伐虽稍显滞后，但伴随着 1992
年第一份专利在国内申请，相关专利申请也如火如荼
的开展起来，尤其是 21 世纪初以来专利申请热情持
续高涨， 2001 年我国《国家纳米科技发展纲要(
2001-2010) }的印发无疑起到了一定的推动作用。
除绝对申请量上的持续增加外，所涵盖的技术领域也
逐渐丰富起来，从最开始的 4 个技术领域拓展到了
4000 余个技术领域，在此过程中诸如碳的制备、纳
米技术在医药中的应用和超微结构的制造或处理等一
些技术领域显示出了强大的技术优势，但总体来看新
技术特征不是很明显，亟待创新技术的产生。同时，
除个别申请人在某项技术领域中拥有较强的垄断性
外，其他各技术领域更多的体现了各申请人较为均衡
的技术能力，而这其中，清华大学、浙江大学、上海
交通大学等表现出了较全面的技术能力。总的来说，
经过十几年的发展，我国纳米技术的研究在质和量的
方面均得到了长足发展，其中高校和中科院下属的各
科研院所的作用功不可没。
但纵观我国纳米技术专利申请的发展历史，也暴
露了一些值得重视的问题。首先表现在相关专利主要
掌握在科研机构(高校和科研院所)手中，整体上
还偏重于科研，而产业化生产的规模还很小，科研成
果的转化问题应引起足够的重视，这就需要加强科研
机构与企业的合作，促使相关技术创造出更多的经济
和社会效益，清华大学在这方面为我们做出了积极的
表率作用，该校申请的专利中有三分之一以上是与企
业合作产生的;其二，涉及的技术领域虽然较为宽
泛，但分布较为集中，多数专利集中于碳的制备等少
数几个技术领域，而在其他领域如纳米通信技术方面
存在明显的不足，这需要在进一步巩固优势领域地位
的同时，加强弱势领域的投入，并积极寻求合作伙
伴，以增强弱势领域的研发能力;其三，多数申请人
还不具备较为全面的技术研发能力，这种对一项或少
数几项技术领域的高度关注而忽略其他领域的现象有
利于自身优势领域的不断加强，但另一方面却不利于
我国纳米技术的整体提升，这就需要加强具有不同资
源和技术优势的相关专利申请人的合作，实现优势互
补，最大效率的促进我国纳米技术的全面提升。
参考文献:
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作者简介:费琳(1973-) ，女，江苏丹阳人，馆员，硕士。
