从2010年开始，石墨烯这种世界上最薄且最坚硬的材料激起了全世界的研发热潮。目前，我国已成为石墨烯技术领域专利申请量最多的国家，我省石墨烯专利申请数量也呈现逐年上升趋势。本文中笔者尝试从专利的角度，对目前中外及我省的专利产出与布局进行比较研究，以期为我省规划石墨烯发展方向、细化科技战略与制定研发目标提供参考。此外，笔者对全球专利分析时使用的是德温特专利数据库数据，对黑龙江省专利分析时使用的是中国知识产权局专利数据库数据，同时加入了专利授权数量，所以对黑龙江专利分析与全球专利分析时数据略有差异，但不影响总体趋势判断。由于专利申请数据公开的滞后性，2015年数据仅能作为参考，尚不能判定2015年进入下降通道。
一、世界总体情况
(一)专利数量对比。中国石墨烯技术专利数量已经超过1万件，为全球之首(图1)。美国、韩国石墨烯技术专利数量紧随其后，分别为7589和6389件。目前来看，全球石墨烯技术专利在数量上已形成中、美、韩三足鼎立的局面。其他国家地区，包括科技强国日本、德国甚至因石墨烯技术而获得诺贝尔奖的英国，在专利数量上也明显落后于中、美、韩三国。
(二)专利布局分析。全球研发布局相似，大都集中在结构和性质研究。目前石墨烯技术研究主要有储能(锂离子电池、超级电容器、光伏、燃料电池、铅酸电池)、复合材料(导电/导热材料、吸波材料、磁性材料、润滑材料、阻隔材料、催化剂、增强及表面处理材料)、电子信息(柔性透明器件、半导体器件、电子封装)、传感器(生物及化学传感器、物理传感器)、结构材料(薄膜、气凝胶、石墨烯/碳纳米管复合、多孔石墨烯、碳纤维)、生物医药和水处理等领域。中国与全球情况大致相同，除了复合材料、结构材料之外，中国在储能和电子信息方面研究也比较多，特别是锂离子电池、太阳能电池和透明导电器件。美国和韩国的研究方向与全球相似，但分布更为均匀，在复合材料、结构材料、储能和电子信息方面的研究产出相对均衡。
此外，中国90%的专利来自本土申请，美国、日本、韩国在中国申请的专利仅占4%、2%和2%。由此可见，美、日、韩等国对中国石墨烯技术市场并不是很重视。韩国与中国情况类似，80%以上的专利申请来自韩国本土，美、日在韩国的专利申请比例也不高。与中、韩明显不同，美国境内专利申请有半数来自海外，其中韩国就占据了18%。由此可见以韩国为首的其他国家非常重视美国石墨烯市场，并积极进行布局以应对未来激烈的竞争。中国在美国等其他国家的专利申请并不高，这一方面体现出中国在专利布局意识上明显落后于美韩等国，另一方面也很有可能是技术竞争力还远远不够，因此还不具备进行全球布局的野心与实力。
(三)企业技术竞争力对比。从中、美、韩三国境内的专利申请排名前15的机构(表1)可以看出。在中国，专利申请数量排名前15的机构中只有1家企业(中国海洋王照明科技股份有限公司)，而其他14家机构都是高校和科研院所。一般来说，企业技术研发会更贴近市场，高校科研院所的技术研发大都偏重于前沿探索，与市场需求相对较远。因此从这个角度来说，中国石墨烯技术还大都停留在基础开发阶段，离市场应用还有相当长的一段路要走。反观美国和韩国，公司在专利申请数量较多的机构中占据了较大比例，从技术专利到市场商品的转化很有可能会比中国快得多。与此同时，在美国境内，韩国三星公司的专利数量排名第1，甚至超过了美国IBM公司。而中国仅有清华大学在美国申请了较多专利，没有一家中国企业在美国或韩国申请了较多专利。这也进一步佐证了中国企业在石墨烯技术开发方面实力还很弱，中国石墨烯技术市场化进程还存在着很多亟待克服的困难。
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二、黑龙江省情况
在国家知识产权专利信息服务平台上，检索出黑龙江省石墨烯专利397项，其中，发明专利290项、发明专利授权98项、实用新型9项。
(一)专利申请量分析。从图2可以看出，黑龙江省石墨烯专利申请呈逐年上升趋势(由于专利申请数据公布存在滞后期，2015年数据仅供参考，不能判断2015年出现下降趋势。)，但专利申请数量仅占全国11131件的3.6%，技术成果储备略显不足。
从申请人构成(图3)可以看出，哈尔滨工业大学拥有专利数量最多，达到221项，黑龙江大学、哈尔滨工程大学、哈尔滨理工大学、黑龙江科技大学拥有专利数量以此排名前列，前五位的机构专利申请量占总申请量的88%。专利申请数量排名前十位的机构中，只有一家企业，而且专利数量较少，由此可以看出，我省与全国情况基本类似，石墨烯技术主要集中在高校，技术成果尚未得到充分的转移转化，石墨烯领域企业技术创新亟待加强。
(二)专利布局分析。我省石墨烯专利发明人排名前十位的专家团队(图4)专利申请量占专利总申请量的54%。笔者对专利申请排名前五位机构的专家团队主要技术方向进行了研究，如表2所示。
表2：主要专家团队主攻方向
单位
专家
主攻方向
哈尔滨工业大学
黄玉东
酚醛树脂、耐热性、止血材料、润滑添加剂;
刘 丽
石墨烯喷墨记录材料、复合材料、改性甲基苯基硅树脂、界面改性;
李 垚
石墨烯热电薄膜制备、磁性水凝胶;
亓钧雷
石墨烯制备、复合电极材料、陶瓷基复合材料与金属材料的石墨烯辅助焊接;
冯吉才
电极材料、石墨烯复合材料制备;
胡 桢
药物载体材料、复合薄膜、润滑添加剂;
赵九蓬
透明导电薄膜、高效吸油材料、复合薄膜;
黑龙江大学
付宏刚
石墨烯制备方法、石墨烯复合材料;
赵东宇
硝基苯酚测定、复合电极材料、石墨烯负载银镍合金复合粉体材料;
汪 成
石墨烯制备、电极材料、复合纳米纤维材料;
哈尔滨工程大学
陈玉金、范壮军、魏彤、朱春玲、王铁石、俞海龙、闫俊等
石墨烯制备、石墨烯纳米复合材料、离子电池负极材料、导电复合材料制备;
哈尔滨理工大学
俞泽民、郭二军、张虹、高鑫、岳红彦、王丽萍、张春宇等
石墨烯制备、石墨烯复合材料、石墨烯复合负极材料、氧化锌/泡沫石墨烯复合材料、基于石墨烯的太赫兹调谐器件;
黑龙江科技大学
赵国刚、付长璟、张海军、丁慧贤、丁淑芳、张鸿波、刘丽来
大片氧化石墨烯制备、复合负极材料制备、石墨烯基纳米复合材料、钒氧化物/石墨烯复合材料催化剂制备
三、几点建议
从全球和我国专利分析来看，专利数量呈现快速增长趋势，并且主要是发明专利，实用新型专利数量非常少，外观设计专利几乎没有，结合目前石墨烯产业发展现状，应用技术进化法则初步判断，石墨烯产业发展经过了2010年以前的婴儿期，目前正处于产业发展成长期的初期阶段，是开展产业布局的战略机遇期。反观我省，存在技术成果储备较少，技术成果主要集中在高校，向企业转移转化较少等亟待解决的问题。迫切需要发挥我省石墨资源优势、科技优势、哈工大等高校院所人才团队优势和政策优势，紧紧抓住国家全面振兴东北地区等老工业基地战略机遇，加快石墨烯领域技术创新，加速科技成果落地转化，培育新经济增长点。
(一)加快源头创新，增加成果供给。围绕储能、复合材料、电子信息、传感器、结构材料、生物医药和水处理等热点领域，结合企业需求，加快部署研发项目，激发企业的技术创新动力，提高科研成果的市场化速度，提升石墨烯产业的核心竞争力。持续推动高校院所在石墨烯领域的应用研究，并注重引进相关领域的人才，鼓励企业与高校等科研机构合作，共同推动技术发展，共同享受技术进步的成果。
(二)加快成果转移转化，培育新经济增长点。将推进石墨烯产业发展作为《全省千户科技型企业三年行动计划》的重要抓手，重点推进。加快梳理以专利为代表的技术成果，积极鼓励科研人员转化手中科研成果，围绕企业需求积极组织产学研对接，推动科技成果转移转化。支持企业借力金融资本，鼓励各类基金和投资资金向石墨烯企业倾斜，支持企业上市融资。
(三)加快成果引进，完善产业链条。围绕石墨烯产业链中上游的石墨矿开采、CVD设备，中游的石墨烯薄膜、石墨烯基化合物制备，下游的科研用石墨烯产品、先进石墨烯元器件及终端产品，加强与中国科学院、浙江大学、清华大学、上海交通大学、北京大学等国内石墨烯技术优势机构合作，加快先进适用技术引进与落地转化，延长石墨烯产业链条，进一步完善产业布局。
