从全球纳米技术专利看中国纳米技术的发展

1 国际纳米科技文献产出分析研究国际纳米科技文献产出分析研究 杨志萍 方曙 王春 高利丹 中国科学院成都文献情报中心 成都 610041 摘要 摘要 本文从文献计量研究的视角 分析归纳了国内外近年在纳米科技研发方 面的国际核心期刊论文与专利的产出结果 探讨了纳米科技的最新发展态势 提出了加强纳米科技文献分析研究 特别是专利文献分析研究的具体思路和方 案 关键词 关键词 纳米科技 论文 专利 文献计量 分析 中图分类号 中图分类号 G256 Abstract This article from the angle of biblio metrics analyses and summarizes the yielding achievement of the nanotechnology patents and papers published in core journals domestically and abroad in recent years indicates the latest development trend of nanotechnology and then proposes detailed thoughts and schedules to strengthen the analysis of nanotechnology literature esp nanotechnology patents Key Words nanotechnology paper patent bibliometrics analysis 1 纳米科技发展概貌纳米科技发展概貌 纳米科技是世界科技发达国家科技竞争的核心领域之一 其应用发展不仅 会为人类生活带来变革性发展 而且还具有巨大的市场潜力 近年来 纳米科 技的研究在宏观上呈现出以下特点 第一 各国投入资金巨大 如布什总统提 交国会的2005年预算方案中 纳米技术的预算为 9 82亿美元 比2001年时的投 入翻了一番 2003年韩国在纳米技术上的投资达20亿美元 第二 一些科技发 达国家先后制定了国家级纳米科技发展计划 纳米技术研发也正以横跨国家 产业 公司 研究机构和实验室的态势在进行 如美国 日本 德国 法国等 都分别制定有国家纳米科技计划 另外欧盟于2003年建立了纳米技术工业平台 以推动纳米技术在欧盟成员国的应用 第三 基础研究发展呈强势 纳米科技 核心文献量的年相对增长率为33 3 以上 第四 开发应用研究能力大幅度提升 专利量呈倍数上升 专利已成为抢占纳米技术的制高点 专利的领域主要分布 于纳米新材料 信息材料及器件 生物医学材料和生活日用品等 2 2 国内外纳米文献情况及分析国内外纳米文献情况及分析 为了对纳米技术的研发情况有较全面的认识 本文将不仅考察论文的产出 而且还分析专利的产出 并对纳米技术专利在德温特专利数据库和美国专利数 据库中呈现出的特征进行剖析 2 2 1 论文情况论文情况 自 1999 年后 全世界发表纳米科技的论文前 13 个国家或地区的论文总数 以 30 以上的年增长率增加 2000 2004 年间 各国发表纳米科技的论文被 SCI 网络版收录 以研究论文数量排名 前五名的国家依次为美国 中国 日 本 德国和法国 图一显示了近五年来这五名国家有关纳米科技论文在 SCI 网 络版收录情况 从图中可看出 美国纳米主题核心论文遥遥领先 占整个纳米 主题核心论文的 28 中国虽然名列第二 但相差美国一半 只有 14 另外 中国纳米主题核心论文数虽然 2000 2001 年少于日本 但自 2002 年后超过日本 日本 德国和法国以纳米为主题发表的核心论文分别占整个纳米主题核心论文 的 12 10 6 9 在 SCI 网络版中 中国的纳米科技论文共有 6 篇被 Science 期刊收录 其 中纳米碳管论文占一半 在这六篇论文中有一篇为 2005 年发表 其余各篇均有 被其它论文引用 有两篇引用次数分别都高达 130 多次 引用总次数为 444 次 其中纳米碳管论文被引用次数最多 占整个引用次数的 60 中国纳米碳管科 技论文表现出的强活跃性 在一定程度上表明了中国纳米碳管研究在世界具有 相当地位和水平 图图一一 纳纳米米主主题题在在国国际际核核心心期期刊刊中中收收录录前前五五名名国国家家情情况况 0 0 1 10 00 00 0 2 20 00 00 0 3 30 00 00 0 4 40 00 00 0 5 50 00 00 0 6 60 00 00 0 7 70 00 00 0 8 80 00 00 0 9 90 00 00 0 2 20 00 00 02 20 00 01 12 20 00 02 22 20 00 03 32 20 00 04 4 年代 核心论文数 美国 中国 日本 德国 法国 2 2 纳米技术美国专利态势纳米技术美国专利态势 纳米技术在美国专利数据库中表现相当活跃 归纳相关文献研究报导 有 以下特征 纳米技术美国专利总数量 纳米技术美国专利总数量 2003年具有纳米技术关键词的专利约有8600件 比过去3年 2000 2002年 增长50 而全部技术领域的专利增长量只比过去3 年增长约4 纳米技术美国专利国家与地区排名 纳米技术美国专利国家与地区排名 1976 2002 年间与 2003 年 纳米技术 相关美国专利数量排名前 10 名的国家和地区相同的为美国 日本 德国 加拿 3 大 法国 英国 中国台湾和以色列 在 2003 年中新进入排名前 10 名的国家 为韩国 荷兰 纳米技术美国专利机构排名 纳米技术美国专利机构排名 2003 年 纳米技术美国专利数量排名前 5 位 机构中首次有四家属于电子公司 1976 2002 年间和 2003 年均进入纳米技术美 国专利数量排名前十名的机构为 IBM 公司 美光科技 Micron Technology Inc 明 尼苏达矿业及制造公司 Minnesota Mining and Manufacturing Company 3M 摩托罗 拉 Motorola 施乐公司 Xerox Corporation 加州大学瑞金分校 The Regents of the University of California 佳能株式会社 Canon Kabushiki Kaisha 伊士曼柯达公司 Eastman Kodak Company 2003 年高级微设备公司 Advanced Micro Devices Inc INTEL 公司和日立公司 Hitachi Ltd 取得了突飞猛进的发展 跳跃式地分别发展 成为 2003 年的第三 第四和第八名 这表明 纳米科技正在由基础研究向实际 应用和产业化方向迅速发展 纳米技术美国专利的技术领域分布 纳米技术美国专利的技术领域分布 1976 2002 年间和 2003 年以下几个技 术主题均在纳米技术美国专利数量排名的前五名之列 按美国专利分类法分类 化学 分子生物学和微生物学 Chemistry molecular biology and microbiology 药物 生物影响和身体治疗合成物 Drug bio affecting and body treating compositions 2003 年主动固态元件 如晶体管 固态二极体 Active solid state devices e g transistors solid state diodes 半导体设备制造加工 Semiconductor device manufacturing process 专 利量明显升高 分别名列第二 三名 纳米技术美国专利引文 纳米技术美国专利引文 1976 2002 年间和 2003 年 按国家引文数量排名 为美国 日本 德国 法国 英国和加拿大 体现出美国专利与大部分国家的 专利相互影响程度较大 另外 韩国 2003 年的专利引文量增多 其中表现在对 德国的单方引用较多 与美国和日本之间相互引用 被加拿大专利引用的数量 提高 在机构引文数量方面 IBM 一直以来是引用核心 在 1976 2002 年和 2003 年都被其它机构的专利引用最多 另外与摩托罗拉 美光科技等机构表现 出非常紧密的联系 美光科技在 2003 年其引文量形成了与 IBM 可比体量的第 二大引文中心 其研发实力可与 IBM 相媲美 2003 年 陶氏化学公司 通用 电气 美国海军 默克公司 杜邦和 Abbott 实验室等几家机构在纳米科技领域 专利引文活跃性程度略有降低 2 32 3 纳米科技专利在世界各国中的态势纳米科技专利在世界各国中的态势 随着各国不断加大在纳米科技研发上的投入 近年来 纳米技术在全球的 总专利数量迅速增加 纳米科技全球专利总量纳米科技全球专利总量 图二显示了纳米技术专利在德温特专利数据库 DII 中拥有量的年代变化情况 从图可以看出 2002年以来 纳米技术专利量 4 增长非常快 特别是2003年其专利量已达到2002年的一倍 根据统计 2000年 至2003年在德温特专利数据库 DII 中 纳米技术专利总数量排名前五名的国家 为 美国 32 日本 21 中国 12 德国 11 和韩国 8 图图二二 德德温温特特专专利利数数据据库库D DI II I中中纳纳米米技技术术专专利利量量年年代代趋趋势势变变化化图图 0 0 1 10 00 00 0 2 20 00 00 0 3 30 00 00 0 4 40 00 00 0 5 50 00 00 0 6 60 00 00 0 7 70 00 00 0 8 80 00 00 0 2 20 00 00 02 20 00 01 12 20 00 02 22 20 00 03 32 20 00 04 4 年年代代 年年 专专利利量量 件件 专专利利量量 纳米技术各国专利量 纳米技术各国专利量 图三给出了纳米技术主要专利国 组织的专利量情况 美国专利名列前茅 随之为世界 日本 中国 欧洲和韩国专利 纳米技术美 国专利为中国专利的1 7倍 纳米技术日本专利为中国专利的1 2倍 纳米技术中 国专利是韩国专利的1 9倍 图图三三 纳纳米米技技术术主主要要专专利利国国 组 组织织专专利利量量情情况况 0 0 1 10 00 00 0 2 20 00 00 0 3 30 00 00 0 4 40 00 00 0 5 50 00 00 0 6 60 00 00 0 7 70 00 00 0 8 80 00 00 0 9 90 00 00 0 U US SW WO OJ JP PC CN NE EP PK KR R 专专利利国国 组组织织 专专利利量量 专利国专利量 纳米技术全球专利技术领域排名 纳米技术全球专利技术领域排名 按专利量排名 2000 2004年德温特专 利数据库 DII 中纳米技术专利在以下领域依次排名前十位 按德温特分类代码 分类 L 耐火材料 陶瓷 接合剂与电化 无机 有机物 L Refractories Ceramics Cement and Electro in Organics A 聚合物和塑料 A Polymers and Plastics B 医药品 B Pharmaceuticals P 综合 P General U 半 导体和电子线路 U Semiconductors and Electronic Circuitry E 一般化学 5 制品 E General Chemicals D 食品 清洁剂 水处理和生物技术 D Food Detergents Water Treatment and Biotechnology V 电子元件 V Electronic Components S 仪器 测量测试 S Instrumentation Measuring and Testing Q 机械 Q Mechanical 前六名专利量占总专利量的58 美国和日本等发达国家的专利重点是纳米技术在信息技术和医药行业的应用 中国则是纳米材料的制备 3 3 加强纳米科技文献研究 为我国纳米技术的发展提供强有力的信息支撑加强纳米科技文献研究 为我国纳米技术的发展提供强有力的信息支撑 近年来纳米技术专利已成为衡量各国科技竞争优势的重要指标 各国大战 的序幕已揭开 因此 深化纳米技术领域的文献计量分析研究 量化科研能力 测度国家纳米科技研发水平与竞争实力 以科研产出具体量化指标支撑国家或 政府机构相关决策层对科技项目的决策规划 以取得国家的竞争优势具有重大 的意义 为此 建议积极开展对纳米科技文献的系统比较研究 纳米科技文献 分析研究课题除对论文进行深入分析研究外 在专利分析方面 可以从以下几 个方面作进一步的深化研究 1 1 国际纳米技术竞争对手的专利引文研究国际纳米技术竞争对手的专利引文研究 加强对纳米专利较活跃的国家 机构研究 从纳米技术专利引文角度 定 时开展专利引文情况调研 了解最新专利引文中心情况 以充分掌握全球各国 家之间 各机构之间纳米技术研究的相互影响程度 以及各自的活跃程度 如 IBM和美光科技近年来成为世界第一 二引文中心 通过与之相关联的引文网络 研究 掌握国际纳米技术的机构与学科方向动态 2 2 纳米专利技术生命周期研究纳米专利技术生命周期研究 专利的技术周期 TCT 为在专利中引用专利的时间中位数 表明了技术革新 的速度或淘汰的时间 一般来说先进技术的技术周期短 通过对专利的技术生 命周期分析 定时研究生命周期最短的世界顶尖机构发展状况 以充分获取纳 米技术领域的最新发展方向 为纳米技术研发项目的布局奠定良好基础 如据 统计 近年来 先进微电子器件公司 应用材料公司 明尼苏达矿业及制造公 司 美光科技等公司的专利技术生命周期最短 通过对这些公司的研究可获取 纳米技术领域当前的技术前沿 3 纳米技术专利科学关联度研究纳米技术专利科学关联度研究 专利科学关联度指专利中引用的科学参考文献的数量情况 通过对专利科 学关联度的研究 揭示学术研究与技术开发的关系 以促进基础研究与应用开促进基础研究与应用开 发更紧密地结合 发更紧密地结合 一般来说 高科学关联性表明该技术采用了较先进的科学技 术 据报导 科学关联性可对公司的股市行情有预测功能 最新统计表明 加 州理工学院 加利福尼亚大学 麻省理工学院 Genentech公司 美光科技 默 6 克和礼来公司等具有较高的科学关联度 可对这些公司的相关研究文献 专利 进行剖析 以掌握基础研究与应用的突破性难点 4 4 纳米专利技术的独立性研究纳米专利技术的独立性研究 目前国内在国外申请纳米高技术专利并不多 在此种情况下如何取得更多 纳米技术知识产权问题显得尤为重要 通过对国际实力较强公司的专利技术独 立性了解这个渠道 可对更快获取更多纳米技术专利有所帮助 如从2002年数 据来看 史克美公司 默克公司 贝尔电话实验室 美国海军秘书处 Abbott 实验室等机构具有较高的专利技术独立性 这些机构主要通过采取扩展自己的 专利来开发纳米技术 5 5 纳米专纳米专利利内容地图分析研究内容地图分析研究 专利内容地图分析系统是基于先进