基于專利視角的遼寧省高性能膜材料領(lǐng)域現(xiàn)狀分析

李 俏，關(guān)永彬

（遼寧省重要技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)基地建設(shè)工程中心，遼寧 沈陽110168）

膜是一種單位結(jié)構(gòu)，其三維中的一個維度尺寸比另兩個維度要小很多，并可在推動力下進(jìn)行質(zhì)量傳遞，這是國際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）給出的膜的定義。高性能膜材料是新型高效分離技術(shù)的核心材料，其發(fā)展得到了全球范圍的高度重視，多國政府將膜技術(shù)作為21 世紀(jì)高新技術(shù)進(jìn)行研究與開發(fā)，制定了相應(yīng)的研究開發(fā)計劃，促進(jìn)了膜材料技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勁發(fā)展[1]。

專利是反映技術(shù)全球化、市場化和競爭優(yōu)勢的重要指標(biāo)，是反映一個國家或組織技術(shù)創(chuàng)新能力的重要指標(biāo)，對于優(yōu)化科技管理、制定產(chǎn)業(yè)政策、指導(dǎo)研發(fā)方向、規(guī)避市場風(fēng)險具有重要意義。依據(jù)《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類2018》中涉及的“高性能膜材料”重點(diǎn)產(chǎn)品，通過關(guān)鍵詞制定檢索策略，對遼寧省范圍內(nèi)2009—2019 年專利申請量進(jìn)行客觀分析與評價[2]。

1 遼寧省高性能膜材料領(lǐng)域?qū)＠暾埩扛艣r

遼寧省在高性能膜材料領(lǐng)域2009—2019 年專利申請量為2 651 件，其中發(fā)明2 075 件，實(shí)用新型576 件，發(fā)明專利申請量遠(yuǎn)高于實(shí)用新型，占總專利申請量的80%以上，可見遼寧省申請人對發(fā)明專利的重視程度，具體走勢如圖1所示。

圖1 2009—2019 年遼寧省高性能膜材料領(lǐng)域?qū)＠暾埩糠植记闆r

檢索時間為2019 年底，由于專利從申請到公開最晚需要18 個月的時間，囿于這種審查制度以及檢索系統(tǒng)可能存在的更新時滯，2019 年較多申請仍未公布，無法反映技術(shù)發(fā)展和申請量的總體趨勢，暫不列在分析范圍之內(nèi)。除2014年專利申請量略有下降，總體呈增長趨勢，2018 年達(dá)到最高值，專利申請量為313 件，是2009 年的近3 倍，是2010年、2011 年的近2 倍。2019 年雖為不完全統(tǒng)計，但目前已達(dá)到250 件，預(yù)計申請量會超過2018 年。

從省內(nèi)各市的專利申請量分布情況來看，大連市占據(jù)超過一半的份額，為51.7%，沈陽市占比30.4%，大連、沈陽兩市所占比例超過80%，這與兩市科研實(shí)力和對知識產(chǎn)權(quán)的重視程度密切相關(guān)。盤錦市、鞍山市、錦州市和營口市分別排在第3～6 名，占比分別為4.0%、2.9%、2.2%和2.0%，余下各市專利申請量均在50 件以下。對重點(diǎn)城市專利申請量逐年進(jìn)行分析可知，大連市各個年份的專利申請量均高于其他城市，但波動較大，2012—2013 年專利數(shù)達(dá)到高峰，2014 年略有下降，之后平穩(wěn)上升。沈陽市專利申請量處于平穩(wěn)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，2011 年以后每年均在60～100 件之間浮動。盤錦市在2013 年以前基本處于“0”基礎(chǔ)的狀態(tài)，但在2014年以后逐年上升，勢頭良好。鞍山市每年專利申請量基本在20 件以內(nèi)波動，2012 年和2015 年出現(xiàn)小高峰，2016 年以后略顯薄弱。

從申請單位來看，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、大連理工大學(xué)、中國科學(xué)院金屬研究所是遼寧高性能膜材料研發(fā)的主要力量，相關(guān)專利數(shù)均在100 件以上。東北大學(xué)、新源動力股份有限公司（由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、蘭州長城電工股份有限公司等單位共同發(fā)起設(shè)立的股份制企業(yè)）專利申請量在50～100 之間，分列第4、5 名。前5家申請單位2009—2019 年間專利申請量變化趨勢如圖2 所示，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所在2012—2016 年申請專利申請量較多，而2016 年以后出現(xiàn)下降的趨勢。大連理工大學(xué)從2015 年開始對高性能膜材料的關(guān)注度大幅度上升，2017、2018 年平均專利申請量達(dá)到60 件。中國科學(xué)院金屬研究所平均每年在20 件上下浮動，發(fā)展較為平穩(wěn)。東北大學(xué)在2016 年以后發(fā)展勢頭良好，呈上升趨勢。新源動力股份有限公司在2013 年以前每年都有一定數(shù)量的專利申請，2014 年以后在此領(lǐng)域關(guān)注度下降，專利申請量逐漸減少。

圖2 前5 名申請單位2009—2019 年專利申請量變化趨勢

2 省內(nèi)優(yōu)勢領(lǐng)域分析

從IPC 分類來看，遼寧省高性能膜材料在國際專利分類（IPC）所包括的8 個大類均有分布，但I(xiàn)PC 大類無法直觀體現(xiàn)產(chǎn)品分布，因此需要進(jìn)一步具體分析。

將專利按主IPC 小類進(jìn)行劃分，H01M 和B01D 兩個小類占據(jù)了絕對優(yōu)勢，分別為436 件和435 件。專利申請量在100 件以上的還有C23C、C02F 和H01L，具體釋義可參照表1。

表1 專利申請量排名前5 的IPC 小類釋義

可見，遼寧省在電池用膜、分離膜方向有較大優(yōu)勢，在沉積膜、水處理膜以及半導(dǎo)體鍍膜方向上有一定積累，考慮申請單位和發(fā)明人等綜合因素，歸納遼寧省高性能膜材料優(yōu)勢領(lǐng)域如下。

電池用膜。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所在燃料電池用離子（質(zhì)子）交換膜和液流電池用非氟離子傳導(dǎo)膜方面占據(jù)領(lǐng)先地位。發(fā)明人張華民是研究所質(zhì)子交換膜燃料電池關(guān)鍵材料及技術(shù)研究組組長，研究方向主要集中在液流電池用非氟離子傳導(dǎo)膜的技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化。同時，邵志剛（研究所燃料電池系統(tǒng)科學(xué)與工程研究組組長）、李先鋒、衣寶廉（中國工程院院士）、孫公權(quán)等發(fā)明人的研發(fā)能力和持續(xù)性均較強(qiáng)，為研究所在此領(lǐng)域保持絕對優(yōu)勢提供了支撐。新源動力股份有限公司在燃料電池用質(zhì)子交換膜、雙極板、膜電極等方向有所側(cè)重，發(fā)明人侯中軍畢業(yè)于中科院大連化學(xué)物理研究所，擔(dān)任公司副總及總工程師，多年來致力于燃料電池發(fā)動機(jī)及其零部件的研究與開發(fā)工作。作為企業(yè)發(fā)明人，在2015 年以前專利數(shù)十分突出，之后在高性能膜材料領(lǐng)域鮮有專利布局，研發(fā)活力稍顯薄弱。大連理工大學(xué)在燃料電池用陰離子交換膜方向也有一定的專利布局，發(fā)明人賀高紅是大連理工大學(xué)膜科學(xué)與技術(shù)開發(fā)研究中心主任，同時擔(dān)任膜技術(shù)國家工程研究中心研發(fā)基地主任，團(tuán)隊成員焉曉明在2015 年以后一直處于研發(fā)活躍狀態(tài)，研發(fā)后勁十足，前景值得期待。中國科學(xué)院金屬研究所在電池隔膜方向有一定布局，發(fā)明人嚴(yán)川偉擔(dān)任遼寧省先進(jìn)電池材料工程技術(shù)研究中心主任，近10 年每年均有新增專利，研發(fā)實(shí)力可見一斑。

分離膜。大連理工大學(xué)在分離膜方向取得了一定的成績，研究重點(diǎn)包括分子篩膜、陶瓷復(fù)合膜、炭復(fù)合膜、碳納米管中空纖維膜等；中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所在納濾膜方向有所研究，天邦膜技術(shù)國家工程研究中心有限責(zé)任公司在纖維膜方向有一定的側(cè)重，發(fā)明人曹義鳴是大連膜工程研究發(fā)展中心副主任，兼任天邦膜技術(shù)國家工程研究中心有限責(zé)任公司首席科學(xué)家、總工程師，并任大連化學(xué)物理研究所“膜技術(shù)組”組長，在此領(lǐng)域有較強(qiáng)的研發(fā)活力。

鍍覆膜。中國科學(xué)院金屬研究所在電弧離子鍍膜方向上有所側(cè)重。沈陽拓荊科技有限公司在沉積膜方面有所布局。

水處理膜。大連理工大學(xué)在廢水處理生物膜、氣液混合膜均有一定積累。

半導(dǎo)體鍍膜。中國科學(xué)院金屬研究所、沈陽拓荊科技有限公司在半導(dǎo)體鍍膜方面有所側(cè)重，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所在硅基薄膜上有一定的研究。

3 對策建議

提升專利保護(hù)意識。作為東北老工業(yè)基地的重要省份之一，遼寧省在學(xué)術(shù)積累、人才積累方面有一定優(yōu)勢，但在知識產(chǎn)權(quán)方面重視程度略顯不足。在外國企業(yè)、長三角、珠三角等發(fā)達(dá)地區(qū)專利的嚴(yán)密布局下，不僅要重視技術(shù)創(chuàng)新水平的提升，更應(yīng)注重知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。因此，提高法律意識和風(fēng)險防控能力，是未來持續(xù)、健康發(fā)展的必由之路[3]。

加強(qiáng)省內(nèi)科研院所、高校與企業(yè)的密切合作。企業(yè)是直接面向市場的，在職科研人員同時在企業(yè)進(jìn)行研發(fā)活動，能夠促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化及生產(chǎn)力的進(jìn)步。例如，大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司是由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所和大連博融控股集團(tuán)有限公司共同出資組建的高技術(shù)企業(yè)，是強(qiáng)強(qiáng)合作的典型代表。電池用膜作為遼寧省內(nèi)高性能膜材料的優(yōu)勢領(lǐng)域，應(yīng)在保持基礎(chǔ)研究不放松的前提下多面向市場，創(chuàng)造效益。