石墨烯薄膜技術(shù)發(fā)展綜述
——基于DII數(shù)據(jù)庫的分析

梁 燕 鐘書華

(華中科技大學(xué) 公共管理學(xué)院，湖北 武漢 430074)

0 引言

石墨烯薄膜材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、透光性、力學(xué)性、柔韌性和導(dǎo)熱性等，廣泛應(yīng)用于柔性顯示、傳感器、集成電路和導(dǎo)熱膜等領(lǐng)域。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計在2022年，我國石墨烯薄膜市場規(guī)模將達到450億元[1]。發(fā)展以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)的新興產(chǎn)業(yè)是實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略之一，石墨烯薄膜產(chǎn)業(yè)已受到世界各國的高度重視。韓國、日本、美國、歐盟等國家地區(qū)先后出臺多項政策和計劃支持石墨烯技術(shù)研究，例如2011年，美國能源部發(fā)布《關(guān)鍵材料戰(zhàn)略》、歐盟啟動石墨烯旗艦項目、英國發(fā)布《促進增長的創(chuàng)新與發(fā)展戰(zhàn)略》都將石墨烯材料列為重點發(fā)展方向。近年來，中國政府也在多項戰(zhàn)略規(guī)劃中大力發(fā)展石墨烯材料產(chǎn)業(yè)，2015年國務(wù)院出臺《中國制造2025》戰(zhàn)略，制定多主體多渠道的產(chǎn)業(yè)扶持政策。同年，工信部、發(fā)改委和科技部共同發(fā)布《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》，著力構(gòu)建石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境。2016年，石墨烯被納入“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中。

當前，石墨烯薄膜產(chǎn)業(yè)處于早期產(chǎn)業(yè)化階段，大面積制備石墨烯薄膜的技術(shù)尚不成熟，因此，有必要對石墨烯薄膜技術(shù)的發(fā)展歷程進行研究以助力技術(shù)實現(xiàn)新突破。依托DII數(shù)據(jù)庫平臺，對石墨烯薄膜技術(shù)專利數(shù)量進行時間序列統(tǒng)計，形成技術(shù)發(fā)展趨勢圖。以此研究石墨烯薄膜技術(shù)的發(fā)展波動特征，并對石墨烯薄膜技術(shù)未來10年的發(fā)展趨勢進行合理預(yù)測，為制定石墨烯薄膜技術(shù)戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)政策提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

專利是一種技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)出形式[2]，并作為技術(shù)創(chuàng)新的衡量指標之一，可以揭示技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展的深度和廣度。利用專利信息可以測度某一技術(shù)創(chuàng)新的可靠性、規(guī)模、質(zhì)量、環(huán)境[3]，以及預(yù)測技術(shù)發(fā)展趨勢。一定時期的專利申請數(shù)量反映出技術(shù)的發(fā)展水平，因此，選取石墨烯薄膜技術(shù)專利申請數(shù)量為研究對象，采用專利時序波動分析和趨勢預(yù)測，可揭示石墨烯薄膜技術(shù)發(fā)展過程及發(fā)展趨勢。

1.1 數(shù)據(jù)來源

文中所使用數(shù)據(jù)來源于DII(Derwent InnovationsIndex)數(shù)據(jù)庫。DII數(shù)據(jù)庫是Thomson Scientfic公司基于ISI Web of Knowledge網(wǎng)絡(luò)檢索平臺推出的專利信息檢索產(chǎn)品。該數(shù)據(jù)庫由Derwent World Patents Index和Derwent Patents CitationIndex 兩部分組成 ,收錄來自全球50個專利授予機構(gòu)的專利文獻，技術(shù)內(nèi)容涉及化學(xué)(Chemical Section)、電子與電氣(Electrical & Electronic Section)以及工程技術(shù)(Engineering Section)領(lǐng)域的發(fā)明信息，其中專利文獻索引可追溯至1963年[4]。DII數(shù)據(jù)庫收錄的專利文獻涵蓋所有技術(shù)領(lǐng)域，并使用英文翻譯所有英語以外的其他語種出版的專利文獻，為專利分析所需的全面、準確的檢索結(jié)果提供了有利保證。能滿足本研究的數(shù)據(jù)需求，確保數(shù)據(jù)可靠性。

數(shù)據(jù)檢索標準攸關(guān)數(shù)據(jù)采集結(jié)果的準確性和有效性。石墨烯薄膜是一個專有名詞，指向性明確，故采用主題檢索?？紤]到需使用每年專利申請數(shù)量作為分析對象，結(jié)合數(shù)據(jù)庫特點，將時間范圍設(shè)定為1967—2019年。在DII數(shù)據(jù)庫中＂graphene film＂為主題詞，共檢索出2896條相關(guān)專利，初步獲取的結(jié)果如表1所示。

表1 石墨烯薄膜技術(shù)專利檢索結(jié)果

1.2 研究方法

石墨烯薄膜研究分為基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。基礎(chǔ)研究主要涉及薄膜制備與性能方面。石墨烯薄膜的制備方法包括旋涂法[5]、噴涂法[6]、層層自組裝法[7]、化學(xué)氣相沉積(CVD)法[8]等，其中CVD法是目前少有能快速、大批量生產(chǎn)更大片層的高質(zhì)量石墨烯薄膜[9]。在性能方面，應(yīng)用研究主要集中在應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，較少涉及專利方向。石墨烯薄膜應(yīng)用研究側(cè)重于電子信息領(lǐng)域，例如在氧等離子體和光刻技術(shù)處理后的柔性PET基底表面，制備出單層石墨烯薄膜，并將其運用在觸摸屏上[10]。在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面，石墨烯透明導(dǎo)電膜有兩個重要發(fā)展方向，一是替代ITO透明導(dǎo)電膜，二是主攻柔性器件市場，需要克服制備成本高和產(chǎn)業(yè)鏈制程工藝不兼容的難題[11]。

當前，石墨烯薄膜技術(shù)研究以制備和應(yīng)用領(lǐng)域研究為主，產(chǎn)業(yè)化研究歸于石墨烯材料大類方面，或局限于某小類薄膜技術(shù)，缺乏單獨考察石墨烯薄膜技術(shù)整體發(fā)展研究。石墨烯薄膜技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展屬于技術(shù)發(fā)展范疇，其發(fā)展歷程及趨勢預(yù)測研究需要拓展。

鑒于此，這里以專利表征技術(shù)，通過專利時序波動分析和專利申請趨勢分析，研究石墨烯薄膜技術(shù)發(fā)展。專利時序波動分析是將專利申請數(shù)量按照時間順序進行排序，得出專利申請數(shù)量的總體分布；同時，結(jié)合專項計劃的數(shù)量、技術(shù)突破節(jié)點、研究主體變化和應(yīng)用領(lǐng)域變化等影響因素，分析波動特征和波動拐點，從縱向維度解釋其發(fā)展規(guī)律。專利申請趨勢分析則是借助S曲線的Logistic模型[12]進行趨勢擬合，構(gòu)建趨勢函數(shù)，并預(yù)測石墨烯薄膜技術(shù)未來十年的專利數(shù)量趨勢。

2 石墨烯薄膜技術(shù)的發(fā)展影響因子

石墨烯薄膜技術(shù)作為一項新興技術(shù)，在發(fā)展過程中受到諸多因素的影響，本文只研究其中4個重要的影響因素。

2.1 政府專項計劃

新興技術(shù)的發(fā)展離不開相關(guān)政策的推動。隨著2004年石墨烯問世引發(fā)全球熱潮，許多國家將發(fā)展石墨烯材料上升到國家戰(zhàn)略層面，積極出臺各類專項計劃支持石墨烯薄膜在內(nèi)的石墨烯材料研究。政府專項計劃的形式多樣，包括提供項目資助、制定發(fā)展戰(zhàn)略、開展專項研究、設(shè)立研究機構(gòu)、推廣研究成果以及成立公益組織等。最早頒布與石墨烯薄膜技術(shù)相關(guān)政策的是日本、韓國和歐盟。2007年，日本科學(xué)技術(shù)振興機構(gòu)首先開始資助硅基石墨烯材料器件項目，同年韓國、歐盟也推出了石墨烯項目資助計劃[13]。

對日本、韓國、美國、中國、英國、德國、歐盟、新加坡、馬來西亞9個國家涉及石墨烯薄膜發(fā)展的重要專項計劃進行統(tǒng)計，形成石墨烯薄膜專項計劃發(fā)布趨勢圖。由圖1可知，自2006-2019年，9個國家累計發(fā)布91個專項計劃。在2007-2010年期間專項計劃數(shù)量保持在較低水平。2011年，專項計劃數(shù)量突破前4年的低水平，達到9項。2012-2016年內(nèi)，每年的專項計劃數(shù)量均保持在10個以上。2014年到達最大值17項，2017年開始又呈現(xiàn)數(shù)量下降的走勢。

2.2 技術(shù)突破

圖1 國家級石墨烯專項計劃發(fā)布趨勢

核心技術(shù)的突破帶來一系列創(chuàng)新的連鎖反應(yīng)，直接推動整個技術(shù)進程。并產(chǎn)生一系列社會經(jīng)濟效應(yīng)，促進了社會經(jīng)濟變革。從制備到應(yīng)用，石墨烯薄膜技術(shù)不斷實現(xiàn)自我革新、自我突破(見圖2)。2006年美國IBM公司申請首個石墨烯薄膜專利，將石墨烯薄膜用于自定向石墨微孔板研究，進軍集成電路研究領(lǐng)域[14]。在2008年，IBM公司又研發(fā)出首個石墨烯晶體管[15]。同年，麻省理工大學(xué)JingKong研究團隊使用CVD法成功制備石墨烯薄膜，大大提高石墨烯薄膜產(chǎn)量。2010年，英國科學(xué)家Andre Geim和Konstantin Novoselov獲2010年度諾貝爾物理學(xué)獎，石墨烯研究受到科技界重視。2012-2013年，石墨烯技術(shù)開發(fā)成果豐碩，首個石墨烯電容觸摸屏、石墨烯光感傳感器、石墨烯光電探測器、石墨烯透明電極、大面積石墨烯薄膜合成、石墨烯散熱膜、石墨烯透明導(dǎo)電膜等產(chǎn)品和技術(shù)相繼問世。2014年，英國Plastic Logic公司成功研發(fā)全球首款柔性顯示屏原型產(chǎn)品[16]，石墨烯薄膜技術(shù)取得了重要突破。

表2 部分石墨烯薄膜技術(shù)的重要專項計劃

圖2 石墨烯薄膜技術(shù)突破成果

2.3 研究主體

研究主體數(shù)量可以反映技術(shù)研發(fā)態(tài)勢。以研究主體名義申請專利權(quán)，是保護技術(shù)所有權(quán)的重要方式之一。在法律上，把專利權(quán)所有人及持有人(可以是組織或個人)統(tǒng)稱為專利權(quán)人。通過DII數(shù)據(jù)庫檢索專利權(quán)人名稱發(fā)現(xiàn)，石墨烯薄膜技術(shù)的研究主體包括企業(yè)(49.44%)、個人(21.32%)、高校(19.47%)及科研院所(8.22%)?？梢钥闯?，企業(yè)占研究主體總量近半數(shù)，個人與高校也是研發(fā)主力之一。進一步統(tǒng)計專利權(quán)人歷年數(shù)量發(fā)現(xiàn)(見圖3)，2006年美國IBM公司申請了首個關(guān)于石墨烯薄膜的專利，開啟石墨烯薄膜專利之門。但2006-2009年研究主體數(shù)量均小于10個，數(shù)量增長緩慢。隨著石墨烯薄膜研究的深入，2010年研究主體數(shù)量首次突破兩位數(shù)，此后3年內(nèi)，主體數(shù)量呈現(xiàn)近乎線性的增長速度。2013-2015年間，研究主體數(shù)量增長放緩，總體保持在200個以上。2016年開始，再次加速增長。截至2018年，石墨烯薄膜領(lǐng)域已有專利權(quán)人1351個(不含重復(fù)計算)。從趨勢看，石墨烯薄膜的研究主體數(shù)量持續(xù)增加，研發(fā)態(tài)勢仍在上升。

圖3 石墨烯薄膜技術(shù)專利權(quán)人數(shù)量趨勢

2.4 應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展變化，通常會從初始應(yīng)用領(lǐng)域向新領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，不斷擴大應(yīng)用領(lǐng)域[17]。同時，技術(shù)創(chuàng)新步伐加快，使得應(yīng)用領(lǐng)域范圍也加快變化。為了更全面掌握石墨烯薄膜技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域信息，這里借助DII數(shù)據(jù)庫中的德溫特分類號進行分析。DII分類系統(tǒng)將所有技術(shù)劃分為20個學(xué)科領(lǐng)域，獲取分類號即可識別某項技術(shù)所屬領(lǐng)域。清洗2006-2018年的專利信息，得到821個分類號，其時間序列分布情況見圖4。由圖4可知，2006年第一個專利涉及3個領(lǐng)域，之后開始緩慢增長，2010年開始增速加快并保持增長態(tài)勢。2013年，應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)量出現(xiàn)小幅度下降，次年數(shù)量再次上升且超出2012年數(shù)量。在2016年，應(yīng)用領(lǐng)域范圍突破100個，多達112個技術(shù)領(lǐng)域。2017年，應(yīng)用領(lǐng)域上升至149個，而2018年又出現(xiàn)下跌現(xiàn)象。從類別上來看，石墨烯薄膜最先應(yīng)用領(lǐng)域是蓄電裝置、半導(dǎo)體和印刷電路。經(jīng)過13年的發(fā)展，應(yīng)用量排名前五的領(lǐng)域分別是蓄電裝置(蓄電池、電容器)，半導(dǎo)體、聚合物和塑料中的電氣應(yīng)用，分立器件、非金屬化合物，涂層材料、計算機、科學(xué)儀器、混合電路，耐火材料、化學(xué)裝置、電鍍、印刷電路、轉(zhuǎn)換器、電化學(xué)儲存等。并且，石墨烯薄膜在柔性顯示、電子、環(huán)境和醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。

圖4 石墨烯薄膜技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域變化

3 石墨烯薄膜技術(shù)的發(fā)展波動分析

研究石墨烯薄膜技術(shù)的發(fā)展波動，可從時間序列上把握專利申請數(shù)量的變化，結(jié)合影響因素，進而分析石墨烯薄膜技術(shù)發(fā)展歷程的總體態(tài)勢、波動特征和波動拐點。

3.1 總體態(tài)勢分析

圖5 石墨烯薄膜技術(shù)專利申請量趨勢

由圖5可知，石墨烯薄膜技術(shù)的總體態(tài)勢呈現(xiàn)上升式循環(huán)發(fā)展，專利數(shù)量增長幅度較大。2004 年英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家Andre Geim和Konstantin Novoselov[18]成功用膠帶從石墨中剝離出石墨烯，拉開石墨烯材料的研究大幕。到2006年，與石墨烯薄膜技術(shù)相關(guān)的專利申請才開始出現(xiàn)。石墨烯薄膜研究與石墨烯材料整體研究存在時間差，初始研究時間落后于石墨烯。2006-2010年屬于發(fā)展起步階段，石墨烯薄膜專利數(shù)量增長緩慢。2010年后開始進入加速增長階段，專利申請數(shù)量突破兩位數(shù)，并在兩年時間內(nèi)突破三位數(shù)，呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢。而2013-2014年間，專利數(shù)量維持在相近水平，沒有在前3年增長速度上繼續(xù)發(fā)展。經(jīng)過1年發(fā)展平緩期，2015年專利數(shù)量繼續(xù)攀升，到2018年，增速再次放緩。通過石墨烯薄膜技術(shù)專利申請量趨勢圖，可以直觀看到，石墨烯薄膜技術(shù)的專利申請量在2013-2014年和2017-2019年出現(xiàn)增長放慢現(xiàn)象，總體趨勢仍是在上升。因此，可認為目前石墨烯薄膜技術(shù)的發(fā)展是一種上升式循環(huán)發(fā)展，后浪高于前浪，整體發(fā)展態(tài)勢良好。

3.2 波動特征分析

透視專利申請變化趨勢曲線，如圖6所示，可以更深入考察石墨烯薄膜技術(shù)的發(fā)展波動特征。石墨烯薄膜技術(shù)專利申請變化趨勢曲線呈現(xiàn)周期性波動變化。以兩個波谷點之間作為一個周期，將全過程劃分為3個階段，進行周期波動特征分析。

第一階段(2006-2010年)：屬于石墨烯薄膜技術(shù)導(dǎo)入期，專利申請剛剛開始，數(shù)量增長非常緩慢，沒有出現(xiàn)波峰波谷的變化。變化曲線為比較平緩的兩段式折線，2006-2008年為水平直線增長，年均增長0.68個專利。2008-2010年為斜向上直線增長，表明專利增長速度開始加快。

第二階段(2011-2014年)：出現(xiàn)石墨烯薄膜技術(shù)發(fā)展的第一個周期性波動。專利申請量繼續(xù)加速增長，從2010年的10個上升至2012年的80個，達到第一個周期的波峰。2012年后，專利申請增量的速度開始快速下降，2013年增長量降至33個，2014年僅有2個，專利申請增量落到第一個周期谷底。在第二階段，周期持續(xù)時長4年，波峰波谷間專利申請增量差為78個，呈現(xiàn)快升快降的特點。

第三階段(2015-2019年)：為石墨烯薄膜技術(shù)發(fā)展的第二個周期波動。經(jīng)歷2013-2014年間專利申請增量下降跌至2個的谷底后，2015年恢復(fù)增長態(tài)勢。2016年專利申請增量首次突破100個，超過一個周期波峰值，并繼續(xù)加速增加。第二個周期波峰出現(xiàn)在2017年，專利申請增量達到166個，但2018年又出現(xiàn)增量驟減，急劇下降到36個。第三階段周期時長與第二階段相同，波峰波谷專利申請增量差為130個，高于第一個周期的增量差，整體波動較第二階段更為陡升陡落。

綜合3個階段來看，石墨烯薄膜技術(shù)的發(fā)展波動特征主要表現(xiàn)為大漲大落，快速上升之后又驟然下降；波長較短，兩個周期持續(xù)時長均為4年，1980-2010年世界主要國家創(chuàng)新周期時間為18年左右[19]；波幅逐步擴大，第一階段峰谷差值78，小于第二階段差值130，兩階段波動幅度差距較為明顯。

圖6 石墨烯薄膜技術(shù)專利申請變化趨勢

3.3 波動拐點分析

在圖6中，波動拐點出現(xiàn)在2010年、2012年、2014年和2017年。這里將專利申請量、專利申請增量、專項計劃數(shù)量、專利權(quán)人數(shù)量和應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)量曲線繪制在同一坐標中(見圖7)，進一步討論專項計劃、技術(shù)突破、研究主體和應(yīng)用范圍4個因素變動對波動拐點產(chǎn)生的影響。

圖7 石墨烯薄膜技術(shù)波動拐點分析

2010年是石墨烯材料發(fā)展的重大轉(zhuǎn)折點，源于石墨烯發(fā)現(xiàn)者被授予當年諾貝爾物理學(xué)獎，引起各國對石墨烯材料的重視，此后發(fā)展呈現(xiàn)新局面。2011年，石墨烯薄膜技術(shù)的專項計劃、研究主體和應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生了實質(zhì)性突破，石墨烯薄膜技術(shù)取得第一次快速發(fā)展。2012年，隨著專項計劃和應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)量出現(xiàn)第一個小高峰，技術(shù)突破取得多項進展，專利申請量達到首個峰值。2014年，專項計劃數(shù)量再創(chuàng)新高，在柔性顯示領(lǐng)域取得重大研究進展，扭轉(zhuǎn)2012年后專利申請數(shù)量增長速度急劇下降的勢頭，在2015年提速增長。2017年，應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)量沖上第二個高峰值，且研究主體數(shù)邁過300大關(guān)，說明上一階段技術(shù)成果豐碩、研發(fā)和產(chǎn)業(yè)投入集中。但專項計劃數(shù)量下降使得增速再次變緩。專項計劃、技術(shù)突破、研究主體和應(yīng)用領(lǐng)域的變化與石墨烯薄膜技術(shù)發(fā)展波動拐點息息相關(guān)，4個影響因素對石墨烯薄膜的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)化進程起到重要推動作用。

4 石墨烯薄膜技術(shù)的未來趨勢預(yù)測

G.S. Altshuller認為，技術(shù)創(chuàng)新是有客觀規(guī)律可循的，表現(xiàn)為技術(shù)系統(tǒng)的不斷進化，該系統(tǒng)的進化過程類似于生物的生長過程[20]。由于S曲線的變化趨勢和技術(shù)系統(tǒng)的進化趨勢都具有生物發(fā)展相似性，符合自然發(fā)展規(guī)律，可用S曲線預(yù)測技術(shù)發(fā)展。

4.1 模型構(gòu)建

經(jīng)典的S曲線主要有Logistic、Compertz和Bertalanffy模型[21]，這里選擇Logistic模型進行回歸擬合。R.Pearl和L.J.Reed在20世紀20年代發(fā)現(xiàn)， Logistic模型能反映事物發(fā)生、生長、成熟和趨于飽和的過程，較好地描述生物體成長規(guī)律，進而廣泛應(yīng)用于預(yù)測學(xué)、生物學(xué)和信息科學(xué)等領(lǐng)域，其表達式如(1)所示[22]。其中，y為預(yù)測值，t為時間變量，α、β、l均為待估參數(shù)。l表示自然極限飽和值，即當y=l時，增長達到飽和水平；α表示無因次參數(shù)，控制曲線在x軸上的位置；β表示增長速度因子，控制曲線胖瘦形狀。

(1)

根據(jù)石墨烯薄膜技術(shù)專利申請量，采用MATLAB對石墨烯薄膜技術(shù)專利申請數(shù)量時間序列進行非線性回歸分析，結(jié)果如圖8所示。得到石墨烯薄膜技術(shù)專利申請的增長極限值l為583，計算得到α、β值分別為384.5、0.6114，R2=0.969，模型方程y=583/(1+384.5e-0.6114t)擬合度較好。

從Logistic擬合曲線來看石墨烯薄膜技術(shù)的發(fā)展過程，2011-2013年實際專利申請量高于預(yù)測值，2014-2016年實際申請量低于預(yù)測值，在2017年后實際值和預(yù)測值趨于一致，說明石墨烯薄膜技術(shù)從小幅偏離回歸正常。

圖8 石墨烯薄膜技術(shù)專利數(shù)量Logistic擬合

4.2 趨勢預(yù)測

預(yù)判技術(shù)發(fā)展趨勢具有重要的前瞻意義，可以通過專利申請量來預(yù)測技術(shù)走勢。石墨烯薄膜技術(shù)趨勢預(yù)測可借助Logistic擬合方程實現(xiàn)。通過計算和曲線走勢可知(見圖9)，在2026年石墨烯薄膜技術(shù)專利申請量達到582.4，首次最接近極限值583，達到申請量頂峰值，申請量趨勢曲線呈平緩直線，順時間序列向前延伸。對擬合方程y=583/(1+384.5e-0.6114t)的速度函數(shù)二階求導(dǎo)，導(dǎo)數(shù)為零時解得t1=7,t2=12，對應(yīng)時間來看為2012年和2017年。t1=7，說明2006-2012年，石墨烯薄膜技術(shù)處于技術(shù)萌芽時期，初始增長階段的專利申請數(shù)量較少但逐步上升。t2=12，說明2012-2017年，石墨烯薄膜技術(shù)處于成長期，專利申請數(shù)量爆發(fā)式增長，發(fā)展迅猛。2017-2026年，石墨烯薄膜技術(shù)處于成熟期，年均專利申請量高，但增長速度逐漸變緩。2026年后，石墨烯薄膜技術(shù)處于衰退期，專利申請量趨于飽和狀態(tài)，保持穩(wěn)定，不再增長。

圖9 石墨烯薄膜技術(shù)未來10年專利申請量預(yù)測

5 結(jié)論

使用專利時序波動分析法對石墨烯薄膜技術(shù)發(fā)展過程進行剖析，研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯薄膜技術(shù)的發(fā)展演化過程具有如下規(guī)律：①總體態(tài)勢呈現(xiàn)上升式循環(huán)發(fā)展，后浪高于前浪，專利數(shù)量增長幅度較大，整體發(fā)展趨勢良好；②發(fā)展存在周期性波動，波動特征主要表現(xiàn)為大漲大落、波長較短、波幅逐步擴大；③發(fā)展波動受外界因素影響，專項計劃、技術(shù)突破、研究主體和應(yīng)用領(lǐng)域的變化引起波動拐點，進而推動技術(shù)發(fā)展。

建立曲線回歸方程，擬合石墨烯薄膜技術(shù)專利申請量變化，預(yù)測未來10年專利申請量走勢，判斷技術(shù)發(fā)展趨勢。通過分析可知，當前石墨烯薄膜技術(shù)已進入成熟階段，預(yù)計2026年石墨烯薄膜技術(shù)的專利申請量將達到增長極限值，實現(xiàn)專利飽和狀態(tài)，以每年583個專利數(shù)量穩(wěn)定發(fā)展，持續(xù)到2029年。