基于專利分析的甘肅省重點(diǎn)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展研究

孫惠娜，張麗娜，范佳慧

（甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)中心，甘肅蘭州 730010）

甘肅省“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)建議提出加快建設(shè)創(chuàng)新型省份，努力把甘肅省打造成西部地區(qū)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展新高地。知識(shí)產(chǎn)權(quán)支撐創(chuàng)新發(fā)展，亦可引領(lǐng)創(chuàng)新發(fā)展，運(yùn)用好二者關(guān)系是建設(shè)創(chuàng)新型省份的必由之路，實(shí)施知識(shí)產(chǎn)權(quán)強(qiáng)省戰(zhàn)略的有力保障。專利資源是衡量區(qū)域創(chuàng)新能力的重要指標(biāo)[1]，專利資源在各行業(yè)的產(chǎn)出分布能夠折射出產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新活躍程度、技術(shù)發(fā)展水平及結(jié)構(gòu)調(diào)整現(xiàn)狀[2]。當(dāng)前甘肅省仍面臨部分產(chǎn)業(yè)發(fā)展失位，工業(yè)結(jié)構(gòu)失衡的挑戰(zhàn)，經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的壓力凸顯。因此，分析專利資源分布有利于了解區(qū)域重點(diǎn)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢，進(jìn)一步為區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供理論支撐。

專利資源作為產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的“引航標(biāo)”，學(xué)者通過挖掘?qū)＠麛?shù)據(jù)分析技術(shù)發(fā)展特征、發(fā)展階段和發(fā)展趨勢，引導(dǎo)技術(shù)研發(fā)和區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局。徐文洪等[3]依據(jù)河南省近十年的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模及專利擁有情況，提出河南省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展思路與布局。李靜芳等[4]從專利申請(qǐng)量、法律狀態(tài)、申請(qǐng)人、專利技術(shù)等角度分析了甘肅省農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)＠闆r，表明近年該領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)創(chuàng)新活躍程度顯著提高，但科技創(chuàng)新能力和轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化能力有待提高，這是目前甘肅省專利發(fā)展的共性問題。倪志敏等[5]橫向?qū)Ρ攘烁拭C省專利與全國專利的發(fā)展差距，特別是西部十二地區(qū)的內(nèi)部差距，研究指出甘肅省專利相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)較低，科技發(fā)展水平和競爭力低于全國平均水平，持續(xù)發(fā)展能力弱，科研機(jī)構(gòu)的研發(fā)力量在整體上處于全國的中下位。由此可以看出，甘肅省專利資源的創(chuàng)新引領(lǐng)能力還處于較低水平，以專利資源作為經(jīng)濟(jì)競爭力的產(chǎn)業(yè)布局意識(shí)相對(duì)淡薄，致使產(chǎn)業(yè)專利技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向性不明確，難以發(fā)揮專利資源帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)及區(qū)域發(fā)展的作用[6]。

本文聚焦“十二五”“十三五”時(shí)期甘肅省在頂層設(shè)計(jì)層面重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，分析論證專利資源分布現(xiàn)狀與技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢，著重圍繞省內(nèi)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)等重點(diǎn)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)進(jìn)行專利分析，旨在為省內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)提供理論依據(jù)和方向指引，為引領(lǐng)型知識(shí)產(chǎn)權(quán)強(qiáng)省建設(shè)提供有效路徑。

1 研究數(shù)據(jù)及方法

1.1 數(shù)據(jù)來源及范圍

研究采用專利數(shù)據(jù)源自incoPat 數(shù)據(jù)庫檢索，包括專利申請(qǐng)量（即專利資源產(chǎn)出量，以數(shù)據(jù)庫中公開數(shù)量為準(zhǔn)）、授權(quán)量、維持時(shí)間、有效量、運(yùn)營量等，并提取IPC 技術(shù)構(gòu)成及國民經(jīng)濟(jì)構(gòu)成等分析數(shù)據(jù)，檢索數(shù)據(jù)僅統(tǒng)計(jì)專利的主分類號(hào)，檢索時(shí)間截至2022年3月30日。研究區(qū)域?yàn)楦拭C省，研究時(shí)間范圍為2011—2020年，將時(shí)間劃分為兩個(gè)階段“十二五”時(shí)期和“十三五”時(shí)期，計(jì)算其5年專利資源累積量，以此作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。由于重點(diǎn)研究產(chǎn)業(yè)技術(shù)信息，本文專利數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不包括外觀設(shè)計(jì)專利。

1.2 重點(diǎn)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)范圍確定

以甘肅省歷次國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃及制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃中重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)，綜合確定甘肅省傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)包括石油化工、有色冶金、裝備制造、煤炭電力、農(nóng)產(chǎn)品加工、建材等，甘肅省新興產(chǎn)業(yè)包括新能源、新材料、生物醫(yī)藥、精細(xì)化工、高端裝備制造、信息技術(shù)、節(jié)能環(huán)保等。選取石油化工、有色冶金和裝備制造三大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，新一代信息技術(shù)、新材料和新能源三大新興產(chǎn)業(yè)作為本文產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展研究的重點(diǎn)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類，篩選確定各重點(diǎn)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)對(duì)應(yīng)分類[7]，以此為基礎(chǔ)劃定各產(chǎn)業(yè)檢索專利數(shù)據(jù)范圍。

1.3 數(shù)據(jù)處理及分析方法

采用incoPat 中聚類分析方法輔助確定專利資源歸屬的技術(shù)領(lǐng)域，歸納出聚類主題加以分析，原理是基于語義算法，提取專利標(biāo)題、摘要和權(quán)利要求中的技術(shù)關(guān)鍵詞，根據(jù)語義相關(guān)度和選定聚類數(shù)量聚出不同類別的主題。

2 甘肅省重點(diǎn)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)專利資源分布

檢索各產(chǎn)業(yè)專利數(shù)據(jù)得到本省產(chǎn)業(yè)專利資源分布情況如圖1 所示，同時(shí)將產(chǎn)業(yè)劃分為傳統(tǒng)和新興產(chǎn)業(yè)兩大類進(jìn)行分析。甘肅省2011—2020年專利資源產(chǎn)出量為13.6 萬件，全省科技創(chuàng)新實(shí)力較強(qiáng)。甘肅省作為老工業(yè)基地，裝備制造產(chǎn)業(yè)仍是全省的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，比重達(dá)到了62.0%，支撐著石油化工、有色冶金、煤炭電力等重工業(yè)的發(fā)展；其次為農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)，比重14.3%，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在區(qū)域發(fā)展中占有重要地位；石油化工產(chǎn)業(yè)在蘭州石化、玉門油田、慶陽石化3 個(gè)產(chǎn)業(yè)基地的支撐下發(fā)展穩(wěn)定，比重9.2%；而有色冶金同樣作為支柱產(chǎn)業(yè)，比重僅2.6%，一方面是因?yàn)椴蛇x冶煉專用設(shè)備及深加工產(chǎn)業(yè)鏈與裝備制造存在交叉，歸屬裝備制造產(chǎn)業(yè)，另一方面省內(nèi)有色冶金產(chǎn)業(yè)以金川集團(tuán)、酒鋼集團(tuán)、白銀有色集團(tuán)等龍頭企業(yè)帶動(dòng)為主，周邊產(chǎn)業(yè)輻射的中小企業(yè)較少；甘肅煤炭資源受限于政策及市場壓力，現(xiàn)在多實(shí)施化工技術(shù)轉(zhuǎn)換，煤炭電力基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)比重僅占2.0%。

圖1 甘肅省2011—2020年專利資源對(duì)應(yīng)產(chǎn)業(yè)分布

甘肅省2011—2020年戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)專利資源產(chǎn)出量為8.4 萬件，是總量的61.8%，說明全省新興技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)投入較多，“十二五”“十三五”時(shí)期戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展成效顯著。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)專利資源分布較為均衡，新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度較快，比重達(dá)到了17.2%，技術(shù)創(chuàng)新最為活躍；其次是高端裝備制造，比重為16.4%，進(jìn)一步對(duì)比高端裝備制造與裝備制造產(chǎn)業(yè)專利資源產(chǎn)出量，高端裝備制造僅占其12.5%，除裝備制造專利技術(shù)向其他新興產(chǎn)業(yè)升級(jí)因素影響外，也折射出全省裝備制造業(yè)高精尖技術(shù)研發(fā)仍然比較落后，科技創(chuàng)新實(shí)力偏低的問題；節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)在綠色發(fā)展的推動(dòng)下，比重占15.6%，與前兩者比重相當(dāng)；新一代信息技術(shù)作為“十二五”“十三五”時(shí)期重點(diǎn)培育的產(chǎn)業(yè)，比重占8.4%；新能源以“風(fēng)光水熱儲(chǔ)”為重點(diǎn)發(fā)展，比重為7.4%；生物醫(yī)藥依托現(xiàn)有中醫(yī)藥原材料優(yōu)勢和生物制藥的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢，比重為6.7%。

3 甘肅省傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新活躍度及技術(shù)分析

衡量產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新活躍程度的專利分析指標(biāo)構(gòu)成多樣，專利申請(qǐng)量能夠反映技術(shù)原始創(chuàng)新活躍程度[8]，專利授權(quán)量能夠體現(xiàn)技術(shù)本身是否具有創(chuàng)新性，間接反映真實(shí)創(chuàng)新活躍程度，專利維持時(shí)間能夠很好地反映專利質(zhì)量情況，維持時(shí)間越長,其為權(quán)利人帶來的預(yù)期利益越大，相應(yīng)專利技術(shù)的競爭力也越高[9]，它同專利有效量、專利運(yùn)營量一定程度上都能夠體現(xiàn)專利技術(shù)是否具有市場價(jià)值，側(cè)面反映技術(shù)投入市場后的創(chuàng)新活躍程度。綜合確定上述5 個(gè)指標(biāo)來分析各產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新活躍度，并結(jié)合IPC 主分類號(hào)和聚類主題進(jìn)行技術(shù)分析。

3.1 石油化工產(chǎn)業(yè)

甘肅省2011—2020年石油化工產(chǎn)業(yè)專利資源產(chǎn)出量（見圖2）除2015年同比下降了10.1%外，其余年份持續(xù)增長，移動(dòng)平均趨勢線呈現(xiàn)兩端陡、中間緩的特點(diǎn)，年均增長率14.4%，年均增長量206件。授權(quán)量與之變化趨勢基本相同，年均授權(quán)率為66.0%，在2011—2014年授權(quán)率達(dá)70%左右。對(duì)授權(quán)后專利有效性分析，10年累計(jì)四分之一的專利已失效，共2 907 件，其中96.8%的專利失效源于未繳年費(fèi)，這些專利的維持年限大多集中在0 ～3年，維持5年以上的占比13.7%，期限屆滿后失效專利僅46 件。專利運(yùn)營量占授權(quán)量11.3%，年均維持在129 件左右，2013—2017年運(yùn)營量較高，維持在150件左右。

圖2 甘肅省2011—2020年石油化工產(chǎn)業(yè)專利數(shù)量

依據(jù)IPC 大類來看石油化工產(chǎn)業(yè)近10年重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域（見圖3），76.3%的專利資源集中在IPC 排名前10 的技術(shù)領(lǐng)域中，首位是C07（有機(jī)化學(xué)）專利數(shù)量達(dá)2 245 件，占比12.0%，其次是C02（水、廢水、污水或污泥的處理）、C08（有機(jī)高分子化合物；其制備或化學(xué)加工；以其為基料的組合物）分別占比9.9%、8.3%，其中C02 在“十三五”時(shí)期增速明顯加快，同比增長2.0 倍。對(duì)排名前十的技術(shù)領(lǐng)域所屬專利進(jìn)行聚類分析，主題關(guān)鍵詞為氧化石墨烯、凹凸棒石、超分子、有機(jī)肥、冶煉煙氣制酸、試劑盒、復(fù)合抗生素等，可以看出石油化工產(chǎn)業(yè)的研究與創(chuàng)新多集中在基礎(chǔ)化工原料制造、合成材料制造、肥料及農(nóng)業(yè)制劑制造、化學(xué)試劑和助劑制造等中下游產(chǎn)業(yè)鏈，而對(duì)于原油煉制技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟，該領(lǐng)域?qū)＠Y源產(chǎn)出不高。專利運(yùn)營IPC 大類多集中在化工領(lǐng)域，C07 專利運(yùn)營量仍居首位，達(dá)243 件，其次是C08、B01 （一般的物理或化學(xué)的方法或裝置）、C01 （無機(jī)化學(xué)）、C12 （生物化學(xué)；啤酒；烈性酒；果汁酒；醋；微生物學(xué)；酶學(xué)；突變或遺傳工程），可見石油化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)運(yùn)營和實(shí)施熱點(diǎn)同樣在化學(xué)原料加工和應(yīng)用方面。

圖3 2011—2020年甘肅省石油化工產(chǎn)業(yè)專利資源對(duì)應(yīng)IPC 大類專利數(shù)量前十分布

3.2 有色冶金產(chǎn)業(yè)

甘肅省2011—2020年有色冶金產(chǎn)業(yè)專利資源產(chǎn)出量（見圖4）呈波段式增長，分別于2014年、2019年達(dá)到峰值527 件、720 件，次年有所下降，年均增長率15.0%，年均增長量53 件，“十三五”時(shí)期專利資源產(chǎn)出量是“十二五”時(shí)期的1.8 倍。專利年均授權(quán)率為73.2%，其中有24.3%的授權(quán)專利現(xiàn)已失效，同樣是未繳年費(fèi)的比重最大，維持年限以0 ～3年居多，期限屆滿失效的專利僅有6 件。專利運(yùn)營量不足授權(quán)量的10%，年均31 件，以轉(zhuǎn)讓方式為主，市場運(yùn)營活躍度并不高。

圖4 甘肅省2011—2020年有色冶金產(chǎn)業(yè)專利數(shù)量

有色冶金產(chǎn)業(yè)89.3%的專利資源集中在IPC 排名前10 的技術(shù)領(lǐng)域（見圖5），該產(chǎn)業(yè)專利資源涉及重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域突出，排名首位的是C22（冶金；黑色或有色金屬合金；合金或有色金屬的處理），專利數(shù)量占比30.5%，其次為B03（用液體或用風(fēng)力搖床或風(fēng)力跳汰機(jī)分離固體物料；從固體物料或流體中分離固體物料的磁或靜電分離；高壓電場分離）、H01（基本電氣元件），三者合計(jì)比重已達(dá)總量一半以上。C25（電解或電泳工藝；其所用設(shè)備）領(lǐng)域近年專利技術(shù)發(fā)展緩慢，“十三五”時(shí)期專利資源產(chǎn)出量同比增長了20%；B09（固體廢物的處理；被污染土壤的再生）專利資源產(chǎn)出量同比增長了3.3 倍，專利技術(shù)發(fā)展顯著加快。有色冶金產(chǎn)業(yè)聚類主題關(guān)鍵詞為浸出液、氧化鎳鈷、始極片、浮選機(jī)、紅土鎳礦、高熵合金、鐵礦石、電解槽等，可以看出該產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)方向主要集中在濕法冶金電解精煉技術(shù)、選礦工藝設(shè)備、新型金屬材料等方面。專利運(yùn)營最為活躍的IPC 大類是C22 和H01，累計(jì)運(yùn)營量分別為80 件和67 件，主要是金屬冶煉和電極材料領(lǐng)域。

圖5 2011—2020年甘肅省有色冶金產(chǎn)業(yè)專利資源對(duì)應(yīng)IPC 大類專利數(shù)量前十分布

3.3 裝備制造產(chǎn)業(yè)

甘肅省2011—2020年裝備制造產(chǎn)業(yè)專利資源產(chǎn)出量（見圖6）逐年快速增長，年均增長率25.4%，年均增長量2 163 件，與其他產(chǎn)業(yè)相比，專利資源產(chǎn)出量基數(shù)大，增速較快，移動(dòng)平均趨勢線在2016年之后上升幅度加大，“十三五”時(shí)期專利資源產(chǎn)出量是“十二五”時(shí)期的2.8 倍。該產(chǎn)業(yè)專利申請(qǐng)質(zhì)量較高，年均授權(quán)率達(dá)78.0%，但授權(quán)后失效專利占比高達(dá)37.1%，居三大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之首，未繳年費(fèi)的失效專利占97.3%。專利運(yùn)營量年均648 件，在2017年達(dá)到峰值897 件，10年總量占授權(quán)量的6.9%，市場運(yùn)營活躍度最低。

圖6 甘肅省2011—2020年裝備制造產(chǎn)業(yè)專利數(shù)量

裝備制造產(chǎn)業(yè)專利資源覆蓋的技術(shù)領(lǐng)域廣，僅49.0%的專利分布在IPC 排名前10 的技術(shù)領(lǐng)域（見圖7），與其他產(chǎn)業(yè)相比，專利技術(shù)分布較為分散。排名首位的A01（農(nóng)業(yè)；林業(yè)；畜牧業(yè)；狩獵；誘捕；捕魚）專利數(shù)量占比為13.4%，其次為G01（測量；測試）、A61（醫(yī)學(xué)或獸醫(yī)學(xué)；衛(wèi)生學(xué)）分別占比8.3%、6.2%。 A23（其他類不包含的食品或食料；及其處理）、H01（基本電氣元件）專利技術(shù)發(fā)展速度有所放緩，同比增長50%、70%；G09（教育；密碼術(shù)；顯示；廣告；印鑒）同比增長4.9 倍，專利技術(shù)發(fā)展迅速。裝備制造產(chǎn)業(yè)聚類主題關(guān)鍵詞為支撐桿、輸送裝置、過濾裝置、封裝件、播種機(jī)、育苗箱、節(jié)水灌溉、臨床、注射器、配電柜、風(fēng)電場等，由此可見該產(chǎn)業(yè)專利申請(qǐng)較為活躍的是農(nóng)業(yè)機(jī)械、醫(yī)療器械等生產(chǎn)生活所需技術(shù)裝備、集成電路封裝等電子信息設(shè)備、基礎(chǔ)零部件以及通用設(shè)備。專利運(yùn)營最為活躍的IPC 大類是A01、G01，累計(jì)運(yùn)營量分別為767 件和653 件，與其他技術(shù)領(lǐng)域相差較大。C07（有機(jī)化學(xué)）領(lǐng)域?qū)＠\(yùn)營量躍居第四，可以看出該領(lǐng)域在市場運(yùn)營方面相對(duì)成熟。

圖7 2011—2020年甘肅省裝備制造產(chǎn)業(yè)專利資源對(duì)應(yīng)IPC 大類專利數(shù)量前十分布

4 甘肅省新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新活躍度及技術(shù)分析

4.1 新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)

甘肅省2011—2020年新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)專利資源產(chǎn)出量（見圖8）增長趨勢呈“三段式”，即緩慢增長期2011—2015年、快速增長期2016—2018年、高速增長期2019—2020年。10年年均增長率為27.7%，年均增長量約為155 件，2016年專利資源產(chǎn)出701 件，同比增長了59.3%，增長量261 件，2019年同樣為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，專利資源產(chǎn)出量突破1 600件，同比增長了63.7%，增長量達(dá)629 件，“十三五”時(shí)期專利資源產(chǎn)出量是“十二五”時(shí)期的3.7 倍。專利年均授權(quán)率接近70%，40.7%的專利在授權(quán)后失效，共計(jì)2 161 件，失效比例最高，其中，因未繳年費(fèi)而失效的專利共計(jì)2 115 件，占比97.9%，成為專利失效最主要的原因，因期限屆滿失效的專利僅有12 件，這些失效專利的維持年限非常短，基本集中在0 ～2年，接近1/2 的專利維持年限僅0 ～1年。10年間，新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)專利年均運(yùn)營量約為39 件，占授權(quán)量的7.4%。

圖8 甘肅省2011—2020年新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)專利數(shù)量

新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)82.9%的專利資源集中在IPC 排名前十的技術(shù)領(lǐng)域（見圖9），排在首位的是G06（計(jì)算；推算或計(jì)數(shù)），專利資源產(chǎn)出量共2 290 件，占比30.1%，遠(yuǎn)超其他技術(shù)領(lǐng)域，該領(lǐng)域?qū)＠\(yùn)營也相對(duì)活躍，是專利運(yùn)營總量的1/3；其次為H04（電通信技術(shù)），專利資源產(chǎn)出量共921 件，占比12.1%，H01（基本電氣元件）和A61（醫(yī)學(xué)或獸醫(yī)學(xué)；衛(wèi)生學(xué)）分別占比8.2%和7.9%，這4 個(gè)領(lǐng)域合計(jì)占比已接近60%。“十三五”時(shí)期，G06與H04 技術(shù)發(fā)展迅猛，呈大幅上升趨勢，專利資源產(chǎn)出量較“十二五”時(shí)期增長了4.3 倍與3.2 倍。對(duì)排名前十的技術(shù)領(lǐng)域所屬專利進(jìn)行聚類分析，主題關(guān)鍵詞為計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、三維仿真模型、運(yùn)算放大器、封裝件、漂移管等，可見甘肅省新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)研發(fā)創(chuàng)新的方向主要是集成電路制造、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等綜合關(guān)鍵技術(shù)以及三維模型開發(fā)。

圖9 2011—2020年甘肅省新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)專利資源對(duì)應(yīng)IPC 大類專利數(shù)量前十分布

4.2 新材料產(chǎn)業(yè)

甘肅省2011—2020年新材料產(chǎn)業(yè)專利資源產(chǎn)出量（見圖10）除2015年同比下降2.8%外，其余各年均呈穩(wěn)定增長趨勢，與石油化工產(chǎn)業(yè)變化趨勢相似，其中，2016年同比增幅最大，為41.5%，10年年均增長率為17.7%，年均增長量為223件，“十三五”時(shí)期專利資源產(chǎn)出量是“十二五”時(shí)期的2.3 倍。目前26.9%的授權(quán)專利已失效，共2 940 件，其中，因未繳年費(fèi)失效的專利共2 847 件，占全部失效專利的96.8%，維持年限大多都集中在0 ～3年。專利運(yùn)營量年均105 件，在2016—2017年專利運(yùn)營最佳。

圖10 甘肅省2011—2020年新材料產(chǎn)業(yè)專利數(shù)量

新材料產(chǎn)業(yè)63.9%的專利資源集中在IPC 排名前十的技術(shù)領(lǐng)域（見圖11），覆蓋的產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域較廣，排在首位的是C08（有機(jī)高分子化合物；其制備或化學(xué)加工；以其為基料的組合物），占比10.2%；其次是G01（測量；測試）占比9.8%，在“十三五”時(shí)期專利數(shù)量已超過C08，躍居首位；C01（無機(jī)化學(xué)）占比7.4%，位列第三，接近1/2 的專利運(yùn)營量集中在這3 個(gè)技術(shù)領(lǐng)域；E04（建筑物）“十三五”時(shí)期專利資源產(chǎn)出量明顯增多，同比增長3.5 倍。對(duì)排名前10 的技術(shù)領(lǐng)域所屬專利進(jìn)行聚類分析，主題關(guān)鍵詞為氧化石墨烯、高熵合金、碳薄膜、四氧化三鈷、坡縷石黏土、電動(dòng)伸縮桿、微環(huán)諧振器、建筑、膠凝材料等，可以看出甘肅省在石墨烯、凹凸棒石黏土、高性能合金材料、金屬催化材料、建材、電池等新材料方面已具備專利技術(shù)支撐。

圖11 2011—2020年甘肅省新材料產(chǎn)業(yè)專利資源對(duì)應(yīng)IPC 大類專利數(shù)量前十分布

4.3 新能源產(chǎn)業(yè)

甘肅省2011—2020年新能源產(chǎn)業(yè)專利資源產(chǎn)出量移動(dòng)平均趨勢線如圖12 所示，可以看出2011—2014年基本呈平穩(wěn)趨勢，專利資源產(chǎn)出量維持在300 件左右，自2015年起呈快速增長趨勢，趨勢線傾斜幅度增大，10年年均增長率達(dá)24.3%，年均增長133件，“十三五”時(shí)期專利資源產(chǎn)出量是“十二五”時(shí)期的2.9 倍。該產(chǎn)業(yè)年均授權(quán)率接近80%，相較其他新興產(chǎn)業(yè)授權(quán)率最高，但35.3%的授權(quán)專利現(xiàn)已失效，其中，96.8%的授權(quán)專利因未繳年費(fèi)失效，共計(jì)1 808 件，僅有23 件專利因期限屆滿失效，失效專利的維持年限大多集中在0 ～2年。新能源產(chǎn)業(yè)專利運(yùn)營程度也不高，占授權(quán)量的8.4%。

圖12 甘肅省2011—2020年新能源產(chǎn)業(yè)專利數(shù)量

新能源產(chǎn)業(yè)87.5%的專利資源集中在IPC 排名前十的技術(shù)領(lǐng)域（見圖13），排在首位的是H02（發(fā)電、變電或配電），共計(jì)2 228 件，占比33.3%，該領(lǐng)域?qū)＠\(yùn)營量同為最高；其次為H01（基本電氣元件）、G01（測量；測試）分別占比12.5%、12.0%?！笆濉睍r(shí)期，A01、F23（燃燒設(shè)備；燃燒方法）領(lǐng)域迅速發(fā)展，專利資源產(chǎn)出量較“十二五”時(shí)期分別增長了9.0 和16.0 倍，說明生物質(zhì)能創(chuàng)新研發(fā)主要是在這一階段興起。對(duì)排名前十的技術(shù)領(lǐng)域所屬專利進(jìn)行聚類分析，主題關(guān)鍵詞為配電柜、接觸器、太陽能、水利工程、電流互感器、微電網(wǎng)、風(fēng)電場、電纜、離子推力器等，可見甘肅省在光伏光熱發(fā)電、水電、風(fēng)電、智能電網(wǎng)等方面專利技術(shù)較為密集。

圖13 2011—2020年甘肅省新能源產(chǎn)業(yè)專利資源對(duì)應(yīng)IPC 大類專利數(shù)量前十分布

5 甘肅省重點(diǎn)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向

5.1 助力循環(huán)發(fā)展，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

省內(nèi)石油化工和有色冶金產(chǎn)業(yè)均屬資源依賴型支柱產(chǎn)業(yè)，工業(yè)體系和基礎(chǔ)是在“一五”“二五”和“三線”建設(shè)時(shí)期隨著國家重大項(xiàng)目布局布點(diǎn)形成的，長久以來，隨著資源稟賦和政策紅利的逐步消耗，初級(jí)產(chǎn)品產(chǎn)能過剩、深度加工業(yè)鏈條短、科技含量和附加值低等問題凸顯[10]，資源產(chǎn)業(yè)亟需轉(zhuǎn)型。目前，省內(nèi)石油化工和有色冶金產(chǎn)業(yè)均已從資源性開采冶煉的上游轉(zhuǎn)向深加工應(yīng)用的下游發(fā)展，且隨著節(jié)能減排、綠色發(fā)展的要求，已逐步重視廢棄資源的綜合利用、新材料研發(fā)等技術(shù)創(chuàng)新方向。

如白銀有色集團(tuán)作為共和國有色金屬工業(yè)長子，2008年就面臨已探明資源枯竭的發(fā)展難題，最終通過新產(chǎn)品研發(fā)和資源綜合利用回收技術(shù)等方面的創(chuàng)新走過了攻堅(jiān)期。白銀有色集團(tuán)自2009年開始布局核心專利技術(shù)，“十二五”和“十三五”時(shí)期專利資源產(chǎn)出量累計(jì)達(dá)837 件（如表1 所示），從技術(shù)構(gòu)成來看，白銀有色集團(tuán)的創(chuàng)新研發(fā)集中在C22、H01 技術(shù)領(lǐng)域，包括新型白銀銅熔池熔煉爐、低污染黃鉀鐵礬濕法煉鋅工藝等關(guān)鍵技術(shù)，而最為活躍的技術(shù)領(lǐng)域是B01；產(chǎn)業(yè)鏈也逐步向新能源、高端裝備制造、節(jié)能環(huán)保、新材料等產(chǎn)業(yè)延伸，最關(guān)注的新興技術(shù)領(lǐng)域是智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、智能制造裝備產(chǎn)業(yè)、高效節(jié)能產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)有色金屬材料等，下屬的長通公司在電線電纜行業(yè)積累了30 件專利技術(shù)，關(guān)注點(diǎn)和熱點(diǎn)均集中在智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。金川集團(tuán)依托多金屬共生大型硫化銅鎳礦資源優(yōu)勢，成為甘肅特大型采、選、冶、化、深加工聯(lián)合企業(yè)，世界領(lǐng)先的鎳鈷生產(chǎn)基地，對(duì)全省工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長拉動(dòng)作用明顯。從專利數(shù)據(jù)來看，金川集團(tuán)近10年專利資源產(chǎn)出量達(dá)4 414 件，關(guān)鍵核心專利積累豐厚，技術(shù)關(guān)注點(diǎn)集中在C22、B01 領(lǐng)域，技術(shù)熱點(diǎn)集中在B65、B66 領(lǐng)域，也就是說除了傳統(tǒng)鎳、鈷、貴金屬和銅冶煉技術(shù)研發(fā)之外，重心逐步向精深加工、機(jī)械制造等方面拓展；與新興產(chǎn)業(yè)融合加深，技術(shù)關(guān)注點(diǎn)集中在先進(jìn)有色金屬材料、先進(jìn)無機(jī)非金屬材料、智能制造裝備產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，技術(shù)熱點(diǎn)涉及新能源汽車裝置、配件制造，其控股公司蘭州金川新材料和蘭州金川科技園專利技術(shù)關(guān)注點(diǎn)和熱點(diǎn)集中在C01、H01、C22，技術(shù)研發(fā)主要是先進(jìn)無機(jī)非金屬材料和新能源汽車裝置、配件制造。進(jìn)一步說明產(chǎn)業(yè)鏈延伸方向主要是新材料研發(fā)和機(jī)械制造。

表1 2011—2020年甘肅省傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)申請(qǐng)人專利資源分布及技術(shù)構(gòu)成

總體看，石油化工產(chǎn)業(yè)面臨市場需求變化、產(chǎn)業(yè)約束收緊的形勢壓力，油品質(zhì)量持續(xù)升級(jí)，產(chǎn)品向降低柴氣比、合成材料和可降解塑料、潔凈能源等多元化發(fā)展，未來煉油向化工深度轉(zhuǎn)型將成為主流[11]?；谵D(zhuǎn)型需求石油化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向主要是清潔油品、精細(xì)化工、新材料3 條路徑：一是加強(qiáng)高效清潔油品生產(chǎn)技術(shù)研究，加快渣油高效轉(zhuǎn)化生產(chǎn)輕質(zhì)油品技術(shù)研發(fā)，提高原油加工轉(zhuǎn)換能力；二是開發(fā)高附加值、低污染、低排放的各類衍生化工產(chǎn)品，開發(fā)煉化催化劑、醫(yī)藥、合成橡膠、合成樹脂塑料、涂料等精細(xì)化工產(chǎn)品，拉長現(xiàn)有資源優(yōu)勢[12]；三是圍繞丙烯、芳烴產(chǎn)業(yè)，繼續(xù)研發(fā)高性能氟材料、聚氨酯材料、高性能纖維材料等化工新材料，助力產(chǎn)業(yè)鏈延伸。

省內(nèi)有色冶金產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型總體思路是“需求牽引、延伸加工、循環(huán)發(fā)展、節(jié)能減排”[12]，也就是說重構(gòu)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢須從精深加工、先進(jìn)金屬材料、固體廢物綜合利用3 個(gè)方面著力技術(shù)研發(fā)，鎳鈷、銅鋁及鋼材加工領(lǐng)域是省內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，要持續(xù)強(qiáng)化高純金屬、高溫合金、電熱合金等材料研究，開發(fā)輕質(zhì)、超高強(qiáng)、高性能、多用途的深加工產(chǎn)品，與軌道交通、電網(wǎng)、通信等多種專業(yè)化配套的精深加工產(chǎn)品，推動(dòng)有色冶金產(chǎn)業(yè)深度化、精細(xì)化、專業(yè)化發(fā)展。與此同時(shí)，圍繞甘肅特有的稀土資源，研發(fā)金屬、磁性、催化等系列稀土功能材料，推進(jìn)稀土資源應(yīng)用材料領(lǐng)域的發(fā)展。資源綜合利用方面，要提高“三廢”無害化處理、廢渣有價(jià)金屬綜合回收等關(guān)鍵環(huán)節(jié)技術(shù)創(chuàng)新能力，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)。

裝備制造產(chǎn)業(yè)專利技術(shù)在電子材料與元器件、新能源裝備制造、智能制造等方面創(chuàng)新水平提升，與新興產(chǎn)業(yè)融合最為緊密，但不難看出，省內(nèi)裝備制造對(duì)高新技術(shù)的吸收、消化程度不高，發(fā)展水平相對(duì)滯后，整體仍存在產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力弱、產(chǎn)業(yè)鏈脫節(jié)、關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)匱乏等問題[13]，因此加快高端裝備制造的核心技術(shù)突破就顯得尤為緊要。甘肅省“十四五”制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃中將石油化工裝備、新能源汽車等10 個(gè)領(lǐng)域作為高端裝備制造發(fā)展重點(diǎn)，從專利數(shù)據(jù)來看，石油化工裝備、電工電氣裝備、現(xiàn)代農(nóng)機(jī)裝備、礦用及工程裝備、高檔數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域已具有較為豐富的專利技術(shù)儲(chǔ)備，其他領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新還有很大提升空間。總體而言，裝備制造產(chǎn)業(yè)除了成套配套設(shè)備研發(fā)及關(guān)鍵核心技術(shù)研究以外，發(fā)展重心主要是“兩化”融合發(fā)展[14]，借助“互聯(lián)網(wǎng)+”、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等手段，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)研發(fā)數(shù)字化、產(chǎn)品智能化、生產(chǎn)管理信息化發(fā)展，這也是未來裝備制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)專利技術(shù)創(chuàng)新的主要方向。

5.2 強(qiáng)化資源優(yōu)勢，推動(dòng)新興產(chǎn)業(yè)特色化發(fā)展

新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)依托天水電子信息產(chǎn)業(yè)基地、蘭州大學(xué)等省內(nèi)高校、中科院近代物理研究所等科研院所在集成電路、新型元器件、大數(shù)據(jù)、軟件和信息技術(shù)服務(wù)等方面專利技術(shù)研發(fā)較多，但從技術(shù)構(gòu)成來看，省內(nèi)高校研發(fā)涉及技術(shù)領(lǐng)域廣泛，但研究方向趨于同質(zhì)化，多集中在G06、H04、H01（如表2 所示），而科研院所的研發(fā)領(lǐng)域較為集中，兩者均與企業(yè)的合作研發(fā)專利數(shù)量比重不大，專利轉(zhuǎn)讓數(shù)量較少，高校僅10 件左右，說明省內(nèi)高校與科研院所在新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)對(duì)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的支撐作用發(fā)揮不夠，產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。天水華天電子集團(tuán)是省內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈鏈主企業(yè)，專利技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域集中在H01，“十二五”和“十三五”時(shí)期專利資源產(chǎn)出量累計(jì)153 件，但近年專利申請(qǐng)活躍度不高，合作研發(fā)和專利轉(zhuǎn)讓主體多是集團(tuán)總公司和子公司。與省內(nèi)新材料、新能源產(chǎn)業(yè)相比，新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后，規(guī)模偏小，主導(dǎo)產(chǎn)品多是配套產(chǎn)品，多集中于產(chǎn)業(yè)鏈分支領(lǐng)域，缺乏引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的頭部企業(yè)，因此產(chǎn)業(yè)鏈整合重構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備仍是未來培育重點(diǎn)。技術(shù)創(chuàng)新方面，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上該產(chǎn)業(yè)需加快應(yīng)用電子設(shè)備、智能終端制造領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)，包括高性能傳感器、微電子、電真空器件等電子元器件，醫(yī)療電子、交通電子、機(jī)床電子、通信終端等設(shè)備研發(fā)，持續(xù)提高產(chǎn)品的智能化水平。集成電路封裝測試及設(shè)計(jì)制造是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展主力，大數(shù)據(jù)及軟件服務(wù)作為技術(shù)支撐，均是專利技術(shù)創(chuàng)新的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

表2 2011—2020年甘肅省新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)申請(qǐng)人專利資源分布及技術(shù)構(gòu)成（新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)）

新材料產(chǎn)業(yè)依托省內(nèi)基礎(chǔ)原材料優(yōu)勢在有色金屬材料、化工材料等方面專利技術(shù)已有聚集，同時(shí)不斷探索研發(fā)炭素新材料及新型建材，實(shí)現(xiàn)新材料產(chǎn)業(yè)的多領(lǐng)域覆蓋。甘肅省發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)潛力巨大，從專利數(shù)據(jù)來看，整個(gè)專利布局面廣，各領(lǐng)域技術(shù)基礎(chǔ)好，技術(shù)關(guān)聯(lián)度高，形成了以先進(jìn)有色金屬材料、先進(jìn)鋼鐵材料、化工新材料為核心，涵蓋無機(jī)非金屬新材料、高性能纖維及復(fù)合材料、前沿新材料等較為齊全的新材料技術(shù)體系，面向未來，新材料應(yīng)用領(lǐng)域拓展及高科技含量、高附加值材料研發(fā)將是產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展重點(diǎn)。

新能源產(chǎn)業(yè)依托河西走廊新能源產(chǎn)業(yè)基地發(fā)展較為成熟，在太陽能光伏光熱、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已積累了相對(duì)豐富的專利技術(shù)，除此之外，省內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展的生物質(zhì)能、核能、地?zé)崮?、氫能等在專利技術(shù)創(chuàng)新方面也有集聚，但都處于成長期。新能源微電網(wǎng)是未來能源發(fā)展的趨勢所向，而新能源發(fā)電波動(dòng)不連續(xù)的特性就決定了儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)的重要性[15]，加之近年省內(nèi)新能源發(fā)電就地消納和送出問題尤為突出，“棄風(fēng)”“棄光”現(xiàn)象嚴(yán)重[16]，“風(fēng)光儲(chǔ)”一體化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)將是突破新能源發(fā)展瓶頸的有效路徑，新型高效晶硅電池、光伏電池和相應(yīng)組件、系統(tǒng)集成設(shè)備等領(lǐng)域亟需技術(shù)創(chuàng)新，以此延伸產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。

6 結(jié)論

甘肅省自著力提升自主創(chuàng)新水平、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)以來，專利資源產(chǎn)出量整體呈逐年上升趨勢，專利創(chuàng)新研發(fā)比較活躍，在專利技術(shù)儲(chǔ)備上已見成效，但在專利運(yùn)營和維持方面活力動(dòng)力不足，成果轉(zhuǎn)化形式較為單一，專利價(jià)值僅停留在法律層面，市場價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值發(fā)揮不夠。無論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還是新興產(chǎn)業(yè)，如何盤活用好專利資源，促進(jìn)專利資源價(jià)值最大化都是助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一步。與此同時(shí)，省內(nèi)創(chuàng)新主體呈現(xiàn)各自為政的特點(diǎn)，高校和科研院所專利技術(shù)研發(fā)體量大，但轉(zhuǎn)化能力不足，對(duì)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的支撐力度不夠，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同不足是現(xiàn)階段省內(nèi)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展桎梏的關(guān)鍵因素，其中新一代信息產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)最為明顯。

甘肅省三大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)變革，已形成了以裝備制造為基礎(chǔ)支撐，石油化工、有色冶金為特色優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)布局，其中裝備制造專利資源占比達(dá)62.0%，而戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)布局相對(duì)均衡，專利資源占比大多維持在6.7%～17.2%，各產(chǎn)業(yè)專利技術(shù)在“十三五”時(shí)期均加速發(fā)展，專利資源產(chǎn)出量成倍增長，尤其是新興產(chǎn)業(yè)，同比增長了1.3 倍以上，說明在政策扶持和自主發(fā)展下省內(nèi)新興產(chǎn)業(yè)已占據(jù)一定的發(fā)展空間，其中新材料產(chǎn)業(yè)在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型推動(dòng)下發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，專利資源集聚最多，新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)在“十三五”時(shí)期發(fā)展最快，專利資源產(chǎn)出量同比增長了2.7 倍。

從專利技術(shù)發(fā)展趨勢來看，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不斷向新興產(chǎn)業(yè)靠攏，通過培植新的產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，如石油化工和有色冶金產(chǎn)業(yè)主要發(fā)展方向是新材料、節(jié)能環(huán)保等方面，裝備制造主要是結(jié)合新一代信息技術(shù)，促進(jìn)兩化融合發(fā)展，除此之外，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還逐步向精深加工和高端制造延伸。對(duì)于新興產(chǎn)業(yè)，在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的支撐下已形成具有地域特色和比較優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)體系，新一代信息技術(shù)在集成電路封裝測試及制造領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢良好，但頭部企業(yè)缺乏、整體產(chǎn)業(yè)層次不高，對(duì)各傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)效應(yīng)還未凸顯，新材料在有色金屬材料和化工材料領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢突出，與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合緊密，新能源在光伏光熱、風(fēng)電領(lǐng)域技術(shù)儲(chǔ)備豐富，同時(shí)不斷推進(jìn)氫能、生物質(zhì)能、核能領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新，強(qiáng)化新能源裝備制造發(fā)展，形成新能源全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng)新體系?？傮w來看，如何利用新興產(chǎn)業(yè)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使二者相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)雙輪驅(qū)動(dòng)是今后技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的主要方向，也是實(shí)施知識(shí)產(chǎn)權(quán)強(qiáng)省戰(zhàn)略的重要途徑。