李俏

摘 要：人工晶體主要包括半導(dǎo)體材料、光電子材料、壓電晶體材料、超硬材料等。隨著社會需求的逐步增大，人工晶體以其優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)性能在高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文以《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類2018》所列重點產(chǎn)品為基礎(chǔ)，從專利角度分析人工晶體材料發(fā)展趨勢的變化，并提出對策建議。

關(guān)鍵詞：人工晶體;專利;發(fā)展趨勢;對策建議

中圖分類號：G306 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）08-0235-02

人工晶體是指采用現(xiàn)代化的人工方法合成和培育的晶體，主要包括半導(dǎo)體材料、光電子材料、壓電晶體材料、超硬材料等，具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)性能。我國正處在人工晶體材料大力發(fā)展的關(guān)鍵時期，半導(dǎo)體、集成電路等廣泛應(yīng)用于高新技術(shù)的各個領(lǐng)域。專利是反映一個國家或組織技術(shù)創(chuàng)新能力的重要指標(biāo)，專利信息具有更新及時、描述詳細等特點，在一定程度上比其他科技情報更加具有優(yōu)勢。同時，專利與市場接軌，具有法律效力，能夠充分體現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新趨勢和競爭關(guān)系。

依據(jù)《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類2018》中“人工晶體材料”部分涉及的重點產(chǎn)品，制定合理的檢索策略，在國家知識產(chǎn)權(quán)局專利庫中進行檢索，時間范圍為2009—2019年。以下從專利角度，對國內(nèi)人工晶體材料領(lǐng)域?qū)＠暾埩糠植记闆r進行客觀分析，同時給出對策建議。

1 我國人工晶體材料領(lǐng)域?qū)＠暾埩扛艣r

1.1 總體發(fā)展呈平穩(wěn)上升趨勢

2009—2019年共檢索到國內(nèi)專利100756件，其中發(fā)明專利79309件，實用新型21447件。每年發(fā)明專利申請量占比均高于實用新型，原因主要有2個，一是發(fā)明專利是研發(fā)實力的體現(xiàn)，更能體現(xiàn)申請人對知識產(chǎn)權(quán)保護的重視程度，二是由于發(fā)明專利授權(quán)時間較長，部分申請人會同時申請發(fā)明專利和實用新型，在發(fā)明專利授權(quán)時將實用新型宣布無效。如圖1所示，全國近10年（發(fā)明專利從申請到公開最長需要18個月時間，囿于這種審查制度以及檢索系統(tǒng)可能存在的更新時滯，導(dǎo)致2019年數(shù)據(jù)存在較大誤差，不在分析范圍之內(nèi)，下同）專利申請量呈上升—平穩(wěn)發(fā)展—上升趨勢，在2009—2011年上升趨勢明顯，之后進入平穩(wěn)期，2015年以后繼續(xù)上升，平均年增長率10.5%。近幾年來國內(nèi)半導(dǎo)體廠商高速發(fā)展，對知識產(chǎn)權(quán)的重視程度也在不斷提升，對專利申請量的增加起到了推動作用。

1.2 江蘇、上海兩省人工晶體技術(shù)發(fā)展較為迅速

對全國范圍內(nèi)各省份（市、地區(qū)）專利申請量進行分析，排名前20的省份（市、地區(qū)）專利申請量如圖2所示。其中，江蘇、上海兩地專利申請量排在前2名，分別占全國專利總申請量的11.4%和9.5%，這與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r與政策傾斜有直接關(guān)系。北京、中國臺灣、廣東專利申請量均在6000件以上，分列3～5名。

1.3外國企業(yè)紛紛來華布局

圖3為人工晶體材料領(lǐng)域全國前10名申請人的專利申請量分布情況。中芯國際集成電路制造有限公司排在第1名，專利申請量5829件，這家上市公司是世界領(lǐng)先的集成電路晶圓代工企業(yè)之一，也是中國內(nèi)地規(guī)模最大、技術(shù)最先進的積體電路晶圓代工企業(yè)，企業(yè)對知識產(chǎn)權(quán)十分重視，在國內(nèi)該領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)遙遙領(lǐng)先。排在第2名的申請人是中國臺灣積體電路制造股份有限公司，該公司是全球第一家、以及最大的專業(yè)集成電路制造服務(wù)（晶圓代工）企業(yè)，總部與主要工廠位于新竹科學(xué)園區(qū)。排在第3名的是1家韓國企業(yè)：三星電子株式會社，專利申請量2015件。此外還包括4家日本企業(yè)，分別是瑞薩電子株式會社、株式會社東芝、三菱電機株式會社、株式會社半導(dǎo)體能源研究所;1家德國企業(yè)：英飛凌科技股份有限公司;1家國內(nèi)企業(yè)：愛思開海力士有限公司;1個科研院所：中國科學(xué)院微電子研究所。前10名單位中有6家為外國企業(yè)，可見國內(nèi)市場潛力巨大，同時也體現(xiàn)出外國企業(yè)占領(lǐng)中國市場的意圖。

G02F 用于控制光的強度、顏色、相位、偏振或方向的器件或裝置，例如轉(zhuǎn)換、選通、調(diào)制或解調(diào)，上述器件或裝置的光學(xué)操作是通過改變器件或裝置的介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)來修改的;用于上述操作的技術(shù)或工藝;變頻;非線性光學(xué);光學(xué)邏輯元件;光學(xué)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器

1.4 半導(dǎo)體器件申請量占據(jù)人工晶體材料領(lǐng)域半壁江山

人工晶體材料領(lǐng)域?qū)＠凑罩鱅PC部進行分類，在8個大類均有涉及，占比情況依次為H（電學(xué)）57.5%，C（化學(xué)、冶金）20.0%，G（物理）10.4%，B（作業(yè)、運輸）8.4%，F(xiàn)（機械工程、照明、加熱）2.7%，A（農(nóng)業(yè)）0.8%，E（固定建筑物）0.2%，D（紡織、造紙）1.0%。通過對IPC分類進行細化，可以更加精準(zhǔn)地確定重點產(chǎn)品的分類。將專利申請量按主IPC小類進行分析，分布情況如圖4所示，參考表1釋義可知，H01L（半導(dǎo)體器件;其他類目中不包括的電固體器件）小類占據(jù)了絕對優(yōu)勢，專利申請量49501件，占比49.1%。半導(dǎo)體在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明、大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域都有應(yīng)用，無論從科技或是經(jīng)濟發(fā)展的角度來看，其重要性都是非常巨大的。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等，其中硅以其儲量豐富，價格低廉、性能良好等諸多優(yōu)點，成為電子行業(yè)最常見的基礎(chǔ)原料。專利申請量在2000件以上的還包括C30B（單晶生長）、H01S（利用受激發(fā)射的器件）和C01B（非金屬元素;其化合物）。

2 對策建議

通過專利布局可見，我國人工晶體材料研發(fā)雖起步較晚，但發(fā)展速度快，其中半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、晶體管等相關(guān)專利申請量巨大，然而其中不乏日、韓等國外企業(yè)的在華專利。人工晶體的發(fā)展決定著我國電子工業(yè)在未來的發(fā)展?fàn)顩r，因此研制高附加值產(chǎn)品成為搶占市場的重中之重，現(xiàn)提出對策建議如下。

2.1加大人才投入強度

在政策上適當(dāng)傾斜，完善柔性引才機制，創(chuàng)新人才激勵制度，重點引進海內(nèi)外碳化硅、集成電路創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高層次人才。鼓勵重點企業(yè)充分利用國際創(chuàng)新資源，開展人才交流與國際培訓(xùn)，積極參與國際分工合作。

2.2 強調(diào)自主研發(fā)的重要性

在大直徑單晶與制片[1]、小直徑硅片質(zhì)量、完善硅基材料產(chǎn)業(yè)鏈、研發(fā)超高亮度紅綠藍光材料以及光通信材料[2]等方面加大研發(fā)力度。保持代工產(chǎn)量優(yōu)勢的同時強調(diào)自主研發(fā)的重要性，培育和鍛煉本土人才，促進相關(guān)學(xué)科建設(shè)的完善與發(fā)展，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供智力支撐，逐步擺脫部分產(chǎn)品依賴進口的局面[3]。

2.3 加強產(chǎn)學(xué)研合作

注重機制創(chuàng)新，積極引導(dǎo)和鼓勵各個創(chuàng)新主體加強產(chǎn)學(xué)研深度合作，建立利益共享、風(fēng)險共擔(dān)的產(chǎn)學(xué)研合作機制。加強大專院校、科研院所與企業(yè)的合作，探索多種合作運營模式，充分活躍技術(shù)交易活動，實現(xiàn)技術(shù)成果市場利益最大化。

參考文獻

[1] 易曉劍.我國半導(dǎo)體硅材料工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].湖南有色金屬，2004（2）：33-34.

[2] 朱亞旗.新型半導(dǎo)體材料的性能分析及其應(yīng)用研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（18）：30.

[3] 劉碧瑪.中國硅材料行業(yè)如何提高競爭力[J].中國金屬通報，2003（9）：2-3.