一、石墨烯概述
石墨烯，是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。作为21世纪的“新材料之王”，该材料一经出现就被人们寄予厚望，人类即将步入了“石墨烯时代”。石墨烯优异的结构特征赋予其良好的电学、热学、光学、力学等特性，使其在化工、储能、电子器件、生物医药、航空航天等领域具有广泛的应用潜能。近年来，与石墨烯相关的专利数量快速增长。
本文以专利文献为切入点，采用北京合享智慧科技有限公司的incoPat专利数据库，数据检索时间截至2019年4月29日，围绕石墨烯相关技术进行解读、总结和分析，以研究石墨烯技术的发展情况，为高校、科研机构及企业的技术研发指引方向。
《新材料产业发展指南》明确提出，突破石墨烯材料规模化制备和微纳结构测量表征等共性关键技术，开发大型石墨烯薄膜制备设备及石墨烯材料专用计量、检测仪器，实现对石墨烯层数、尺寸等关键参数的有效控制。围绕防腐涂料、复合材料、触摸屏等应用领域，重点发展利用石墨烯改性的储能器件、功能涂料、改性橡胶、热工产品以及特种功能产品，基于石墨烯材料的传感器、触控器件、电子元器件等，构建若干石墨烯产业链，形成一批产业集聚区。为推进石墨烯相关产业发展，各地方政府也都纷纷出台石墨烯产业规划和扶持政策，积极推动石墨烯产业集群化、集约化、规模化发展。中国石墨烯研发及产业化聚集区域主要有四个：长江三角洲地区、珠江三角洲地区、山东地区和京津冀区域，其中长三角地区的发展较为领先。另外，福建、安徽、四川、重庆、黑龙江等地也在积极培育石墨烯相关产业。
目前，国内已有多个石墨烯产业化基地建成，常州石墨烯科技产业园、青岛石墨烯产业园区、重庆石墨烯产业园、宁波石墨烯产业园区、无锡石墨烯产业园区已逐步形成各具特色的区域性石墨烯产业集群。从下表石墨烯相关企业聚集区域分布看，国内从事石墨烯生产、销售和应用开的企业主要集中在东部地区，其中江苏省是石墨烯企业聚集程度最高的省份。
图片来源：贤集网
三、石墨烯中国专利浅析
（一）石墨烯中国专利申请趋势
考虑到专利申请的语言问题以及数据收录的及时性等问题，利用incopat专利数据库对在中国申请的石墨烯专利进行了高级检索，截至2019年4月29日，共检索到石墨烯专利55516件。其中发明申请39731件，发明授权10546件，实用新型专利5115件，外观设计124件。由我国受理的石墨烯专利数量的年度变化趋势（图1）可以看出，在我国，石墨烯专利的申请始于2000年，大体上呈现三个阶段：1、2006年之前，中国石墨烯专利申请处于技术萌芽期，专利年申请量在60件以内；2、2006-2010年，这一阶段中国石墨烯专利申请处于缓慢成长期；3、2010年之后，中国石墨烯专利申请处于迅速成长期，专利年申请增长量在3000件左右。由于专利公开滞后的原因，图中2019年的数据并不代表该年度的实际申请量情况。
图1 受理的石墨烯专利趋势
（二）中国石墨烯专利技术构成浅析
图2给出了中国石墨烯专利IPC（国际专利分类）的分布情况。可以看出，中国石墨烯专利申请主要集中在C01B石墨烯的制备方法（18548件）；H01M用于直接转变化学能为电能的方法或装置，例如电池组，包含一次或二次电池或电池组，以及燃料电池或电池堆（9049件）；H01L半导体器件（8936件）；C08K使用无机物或非高分子有机物作为配料（8596件）；C08L高分子化合物的组合物（7541件）；B82Y纳米结构的特定用途或应用，纳米结构的测量或分析，纳米结构的制造或处理（6089件）。
图2 IPC的分布情况
（三）专利申请人浅析
图3给出了排名前11的石墨烯专利申请人专利申请情况，共计5307件，其中申请人为企业的有3家，共计1609件，占比30.3%。其他的申请人均为大专院校有8家，共计3698件，占比69.7%。其中浙江大学以672件的专利申请量排名第一，排名第二的是海洋王照明科技股份有限公司，有547件。第三的是成都新柯力化工科技有限公司。
图3 申请人排名
根据专利申请人性质的不同，将专利申请人分为：企业、科研单位及大专院校、个人等类型。各类型申请人申请数量如图4所示。可以看出，中国石墨烯专利各类型申请人的数量及对应专利申请数量分别为：企业申请人专利申请数量25824个；大专院校申请人专利申请数量22107个，科研单位申请人专利申请数量4611个。其中，企业是石墨烯方面专利申请的主力军，但是大专院校加上科研单位的话申请数量就为26718件，大于企业申请人申请专利的数量，可见科研单位及大专院校技术研发实力相对较强。
图4 申请人类型构成（中国）
图5所示的是申请人的技术构成，可以看出，三家企业主要在C01B石墨烯的制备方法方面投入的研发较多。而大专院校则是有各自不同的研究领域，浙江大学在H01M用于直接转变化学能为电能的方法或装置，例如电池组，包含一次或二次电池或电池组，以及燃料电池或电池堆方面的研究比较有优势。哈尔滨工业大学也是在C01B石墨烯的制备方法方面专利数量较多。江苏大学是在B01J化学或物理方法，例如，催化作用、胶体化学方面研发投入较多。还有东南大学清华大学和上海交通大学都是在C01B石墨烯的制备方法方面的研发所占比重较大。可见石墨烯的制备方法也是各大企业、大专院校和科研单位的研发重点。
图5 申请人技术构成
（四）专利申请各省市分布
图6中给出了中国石墨烯专利申请各省市分布情况。可以看出，中国石墨烯专利申请来自34个省、自治区、直辖市和特别行政区，中国石墨烯的专利申请数量最多的是江苏省和广东省，分别都为9602件；其次是北京，石墨烯的专利申请数量在4286件；再次是浙江省，石墨烯方面的专利申请数量为4211件；上海排名第五专利申请数量为3713件。可见，长三角地区在石墨烯的发展方面较为突出，与之前本文提到的石墨烯的产业布局相呼应。
图6 专利申请各省市分布情况
四、结论及建议
（一）结论：
1.近年来，石墨烯领域的技术研发和专利申请热点主要集中在石墨烯原材料制备，石墨烯在电化学、聚合物等领域的应用，其中与石墨烯原材料制备相关的专利申请的活跃度近几年开始下降。
2.从中国境内的石墨烯专利所涉及的领域来看，目前国内石墨烯终端产品相关专利申请最为活跃，应用技术相关专利的申请量依旧持续快速增长，石墨烯原材料及制备相关的专利申请量增速放缓。
3.虽然企业拥有的专利与高校和研究机构在数量上不相伯仲，但缺乏高质量专利。高校和研究机构掌握了较多的具有高影响力的专利，依旧是中国石墨烯的研发主体。高校、科研机构与企业之间缺乏深度融合的动力和机制，企业之间由于存在激烈的市场竞争，也难以达成合作共识。多方因素导致研发主体和产业化主体之间，以及产业化主体之间难以建立紧密的合作关系。解决这一问题切实可行的方法是从国家层面上建立产业化转换平台，连接研发主体和产业化主体，推动石墨烯研发成果向产业化应用转化。
（二）建议：
石墨烯涉及领域广泛，各领域的产业化进程各有不同，路径和模式还不明确，如何基于国内已有技术和人才资源，通过整合全球知识产权，推动石墨烯产业发展，是目前亟需解决的问题。传统行业，如服装纺织、建筑建材行业，应该关心专利风险防范与化解，高端产业领域如电子信息、航空航天，要更加关注专利战略谋划与布局。
企业应当成为石墨烯领域未来创新的引领者。在政府引领和市场经济规律调节下，企业应避免在低端产品领域的同质化竞争，在材料制备、应用产品和市场需求反馈之间建立良好的循环机制，形成产业链上下游企业的协同联动和良性互动。企业应利用好科技情报分析，及时调整技术研发方向，把握市场动态，在市场竞争中保持自身竞争力。另一方面，高校、科研机构以及企业之间应加强技术的转移转化，解决技术创新链条断裂问题，形成具有良好市场前景的高价值专利组合。
来源：中科龙岗
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