地方新興產業專利態勢分析——以東莞市LED產業為例

王 根，黎 軍，周 斌

(東莞理工學院，523808)

1 前言

隨著科學技術的飛速發展，國際專利技術競爭也日趨激烈，企業專利競爭逐漸上升到產業競爭。為了謀求地方區域產業集群的競爭優勢，國內各地方政府紛紛開展以專利技術為主要對象、以專利制度為法律保護、以各種政策措施為主要手段的產業發展規劃［1］。專利是最能夠反映科學技術發展水平最新動態的情報文獻［2］，同時也是世界上最大的技術信息源，專利包含了世界上超過90%的科技信息［3］。專利信息集技術、經濟和法律情報三位一體，其獨特的功能使得專利情報在包括產業戰略在內的各種發展規劃中發揮著不可替代的作用。基于專利文獻計量的情報分析，也是政府競爭情報的重要內容，能夠為政府制定產業發展戰略提供依據，并為新興產業發展指明方向。

LED(Light Emitting Diode，即發光二極管)是一種新型綠色光源，在全球倡導節能、環保的背景下，發展LED照明已成為全球產業的一個焦點。2003年，我國成立了半導體照明工作小組，標志著LED產業正式成為我國的核心產業。為了加快產業發展，“十一五”期間，我國把“國家半導體照明工程”列入科技發展規劃，作為重點工作來抓。截至2007年，我國從事LED產業人數已超5萬人，研究機構20余家，企業4000余家［4］，目前這些數字還在增加。在國內外市場的推動和國家一系列政策的引導下，國內各地方也加快了發展LED產業的步伐，現已形成上海、大連、南昌、廈門和深圳等國家半導體照明工程產業化基地，長三角、珠三角、閩三角以及北方地區則成為中國LED產業發展的主要聚集地。2011年，東莞市政府發布了《東莞市科學與技術發展“十二五”規劃》，其中明確指出要把LED產業作為戰略新興產業，重點加強引導和培育［5］。本文將以東莞市LED產業為例，構建面向地方產業發展的專利分析體系，對東莞地方LED產業專利技術態勢進行全面的分析和評價，以期為地方新興產業發展提供情報支持，同時拓寬專利情報系統研究視野，為完善專利情報理論和應用體系提供更為廣泛的實踐參考。

2 專利分析體系

2.1 數據采集

本文研究目的是分析和掌握國內地方新興產業的專利發展態勢，為此我們選擇了國家知識產權局網站的中國專利數據庫為主要數據源。根據LED產業技術特征和名稱規范，采用“LED”、“發光二極管”、“半導體照明”，“氮化鎵”(GaN)與“外延”，“LED”與“芯片”，“LED”與“照明”、“背光”、“顯示”、“裝飾”、“指示”、“夜景”等為檢索關鍵詞，并結合分類號H01L33/00(用于光發射的半導體器件及其制造)、F21S2/00(照明裝置系統)、H05B37/02(電光源電路控制裝置)等LED產業主要IPC(國際專利分類號)進行輔助檢索，檢索時段為公開(公告)日1985年至2010年，然后運用合并去重和通過內容分析排除不相關文獻等檢索策略，最后得到東莞市LED產業主要相關專利1258件。下文將以這些專利為主要分析對象，開展東莞市LED產業專利態勢分析。

2.2 分析工具

專利文獻中包含了大量的技術、經濟和法律信息，但由于其格式不規范、種類繁多且內容晦澀冗長，面向地方產業的專利情報分析，需要借助專門的統計分析工具來保障數據處理的全面性和精確性，提高數據處理的效率和質量。為此，根據東莞市LED產業現有專利文獻的特點以及后期分析需求，本文選擇了國家知識產權局專利信息分析系統(PIAS)為主要檢索工具，采用前期自主開發的地方專利統計分析軟件(PSAS)［6］為主要統計和分析工具，并結合使用EXCEL等常用辦公軟件作為輔助，具體開展專利信息數據的統計和分析工作。

2.3 分析方法

專利分析是以文獻計量學為基礎，對專利文獻中包含的技術信息、經濟信息和法律信息進行加工、整理，并進行深度分析，形成具有較高決策價值的專利情報，在實際研究中通常把專利分析方法分為定量分析和定性分析［7］。本文分析目的是深入了解地方產業專利技術的宏觀發展態勢，主要針對相關專利文獻的外部特征來進行統計，同時結合專利文獻的內部特征進行分析。因此本文選擇了以定量分析為主、定性分析為輔的分析策略。分析方法具體包括:專利發展趨勢分析、專利地域分布分析、專利技術構成分析、專利權人分析、專利聚類分析、專利技術關聯分析等，并根據需要對以上方法進行組合分析。

3 東莞市LED產業專利態勢分析

3.1 專利發展趨勢

LED產業作為節能環保的低碳產業，成為國內許多城市關注的焦點。近年來，東莞市十分重視LED產業發展，結合“科技東莞”工程的實施，重點推進LED產業的科技創新。近3年來，東莞市政府為本地LED企業的技術研發和示范工程已累計投入約3億元，2010年東莞市LED產業產值達到80億元，比2009年增長了60%［8］。從專利時序變化(如圖1)可以看出，東莞市直至2003年才開始獲得LED產業技術研發成果，并在2007至2010年間取得了快速發展，公開專利數量迅速增長，年平均增長率達到了135%。結合技術生命周期分析(如圖2)可以看出，東莞市LED產業技術研發目前還處于上升階段，專利數量和專利申請人都呈現大幅增長，同時也說明產業相關技術仍不成熟，具有很大的發展潛力。

圖1 東莞市LED產業專利時序變化圖

此外，通過對比廣東省內主要城市的LED產業專利發展趨勢(如圖3)，可以看出東莞市在近三年保持了較好的發展趨勢，并在2010年取得了較大突破，公開專利數量僅次于深圳市，位列省內第二，顯現了良好的發展勢頭。

3.2 專利地域分布

2010年，廣東省將LED產業列為省內重點發展的戰略性新興產業，省內各城市也加大了對LED產業技術研發的投入。從廣東省LED產業專利排名前四城市的專利分布來看(如表1)，深圳市在省內LED產業中占據著重要地位，三種專利占全省專利總量的 43.11%，其中發明專利占全省的60.22%，產業技術優勢十分明顯。而東莞市LED產業專利位居廣東省第二，三種專利占全省的14.58%，發明專利數量落后于深圳和廣州，產業技術含量還需進一步提升。

表1 廣東省主要城市LED產業公開專利數量

2011年，東莞市出臺“十二五”科技發展規劃，明確將重點培育LED等戰略性新興產業。為此，地方政府加強了產業部署，LED產業優勢區域也逐漸形成。本文對東莞市LED產業相關專利文獻中的地址字段進行分類統計，得出東莞市LED產業專利地域分布圖(如圖4)。在東莞市33個鎮(街)中，排名前十的鎮(街)的專利量占全市總量的73.85%，由此可以得出，常平鎮、東城、寮步鎮等鎮(街)是東莞市LED產業的重要聚集地。

3.3 專利技術構成

圖4 東莞市LED產業專利地域分布圖

LED產業相關技術主要包括上游的襯底材料外延、中游的芯片制作和下游的封裝、應用及配套材料。對地方產業相關專利分類號進行統計分析，可以掌握地方產業技術在產業鏈中所處環節、技術優勢以及總體研發趨勢。為此，本文對東莞市LED產業相關專利分類號進行了統計(如表2和表3)，可以看出東莞市LED產業科技含量較高的發明專利主要集中在照明裝置的冷卻或加熱裝置、照明裝置系統等相關技術領域，而主要涉及LED產品構造或改進的實用新型專利，則集中在照明裝置系統和固定安裝的非便攜式照明裝置等相關技術領域。從整體技術狀況來看，東莞市專利技術基本處在LED產業的中下游，即封裝和應用環節，中上游的襯底材料外延、芯片等相關技術則相對較為薄弱。

表2 東莞市LED產業發明專利排名前十專利分類

從廣東省主要城市LED產業技術專利分布來看(如圖5)，深圳市在LED產業各項技術領域均處于領先地位，而東莞市在照明裝置或其系統和非便攜式照明裝置或其系統以及半導體器件這些技術領域，在廣東省內保持了一定的競爭態勢。此外，根據LED產業鏈各環節技術特征，本文對廣東省LED產業主要城市進行了產業鏈技術分布統計(如表4)，可以看出廣東省各地市的LED相關專利技術總體處于產業鏈的中下游，上游的襯底材料外延片、芯片制作以及中游的封裝等關鍵技術領域，專利基礎依然十分薄弱，其中東莞市在中上游技術領域，專利比例依然落后于深圳和廣州。

表3 東莞市LED產業實用新型專利排名前十專利分類

圖5 廣東省主要城市LED產業專利技術分布

表4 廣東省主要城市LED產業鏈技術分布

3.4 專利權人分析

對專利文獻中的申請人字段進行分類統計，可以掌握某地區或某領域內的重點專利權人或研發團隊。通過對東莞市LED產業專利權人進行統計(如表5)，可以看出勤上光電股份有限公司是東莞地方LED產業技術研發的領先企業，LED相關專利數量最多。此外，截至2010年，東莞市共有159家企業申請并公開了LED相關專利，企業專利數量占全市總量的68%以上，可見企業尤其是民營企業是東莞市LED產業技術研發的重要主體，在產業技術發展中占有主導地位。

表5 東莞市LED產業排名前十專利權人

圖6 東莞市LED產業主要專利權人技術分布

從東莞市LED產業主要專利權人的技術分布可以看出(如圖6)，排名前列的專利權人技術分布不十分均勻，“勤上光電”公司專利主要集中在固定安裝的非便攜式照明裝置技術領域，“友美電源”公司專利技術則聚集于照明裝置系統方面，而“科銳德數碼”公司則在LED照明裝置的冷卻或加熱裝置相關領域有一定的建樹。

此外，從東莞市LED產業前50名專利權人的合作申請情況(如圖7)，可以看出，東莞市合作申請專利數量較少，尤其是企業之間的合作更是屈指可數，專利研發的合作程度不高。

圖7 東莞市LED產業前50專利權人合作申請分析

3.5 技術關聯分析

對某技術領域內專利文獻的分類號(包括主分類號和其他分類號)進行統計，據此判斷該領域相關技術的關聯度，有助于掌握所屬產業的核心技術群及其之間的依存關系［9］。提取本文所分析專利文獻中技術含量較高的發明和實用新型專利，共有912件，對其排名前50的IPC分類號，按照大組進行技術關聯分析，可以得出東莞市LED產業主要專利技術關聯情況(如圖8)。從中可以看出，照明裝置電路元件的設置(F21V23)、照明裝置組成部件(F21V17)、用于一般電光源的電路裝置(H05B37)、照明裝置中的反射器(F21V7)和照明裝置或系統的其他用途或應用(F21W131)的關聯技術數量最多，分別為35件、26件、26件、25件和23件，也就是說這些技術分類的技術關聯度最高。同時，照明裝置電路元件的設置(F21V23)和照明裝置系統(F21S2)之間共有80件技術關聯專利，此外，照明裝置組成部件(F21V17)和照明裝置系統(F21S2)之間也有78件關聯專利，說明這些專利技術之間的聯系十分緊密。綜合以上分析可以得出，東莞市LED產業由眾多不同的技術分類構成，產業專利之間已形成了較為穩定的技術關聯關系，一些主要技術之間的聯系尤為緊密，這也說明東莞市應該繼續加強LED產業不同技術分類之間的合作與交流，共同推動產業整體技術的發展。

圖8 LED產業專利技術關聯圖

3.6 專利聚類分析

對某地方或某技術領域的專利文獻，依照專利文本特征進行聚類分析，可以了解和掌握地方或產業的專利技術聚集情況［10］。本文通過對東莞市LED產業的發明和實用新型專利，依照IPC分類號進行自動聚類分析，得出地方LED產業專利技術聚類圖(如圖9)。從中可以看出，東莞市LED產業技術專利主要聚集在LED燈底座等配件(16%)、LED光源散熱器等設備(10%)和LED芯片支架(8%)等領域。從東莞市LED產業專利聚集情況可以看出，現有產業專利技術主要涉及LED產品配件、材料、電路和構造等方面，并且產業技術專利整體聚集程度不高。由此可見，東莞市LED產業目前在中上游的芯片、襯底材料以及封裝等核心技術方面，并未形成產業優勢，因此，東莞市應該繼續加強LED產業技術研發投入，聚集更多力量于產業中上游的重點技術研發上，爭取在新一輪的新興產業發展浪潮中，推動地方LED產業提升到更高層次。

圖9 東莞市LED產業發明專利技術聚類圖

4 結論

基于上文的數據統計和分析，可以得出以下結論:(1)東莞市LED產業技術發展總體呈現上升態勢，專利數量近年來取得了快速增長，并已形成以常平鎮、東城為主要聚集地的LED產業研發核心區域。(2)東莞市在廣東省LED產業中占有重要地位，相關專利數量排名位居省內第二，不過科技含量較高的發明專利落后于深圳和 廣州。(3)東莞市LED產業技術主要集中在產業鏈的中下游，以LED照明裝置的冷卻或加熱裝置和照明裝置系統相關技術為代表。上游的外延和芯片相關技術，東莞市產業技術基礎依然較為薄弱。(4)東莞市企業在地方LED產業技術研發中占有絕對優勢，勤上、友美和科銳德等民營企業在一些技術領域占有領先地位，但企業之間的研發合作程度較低，未形成一定的產業集群和技術聯盟優勢。此外，通過此次地方產業專利態勢分析，對于專利情報分析研究有以下體會:(1)面向地方產業的專利分析工作，需要建立科學、完善的分析體系，這其中包括構建合理、準確的檢索策略，提高數據采集的精度;然后選用對原始數據兼容性較高、適用于課題研究的分析工具，對數據進行準確、高效的處理;最后運用科學的專利情報分析方法，針對地方產業戰略相關的各個方面進行細致、全面的分析和評價。(2)面向地方產業的專利分析工作，需要結合產業技術現狀等基礎狀況調查以及國家、省、市產業政策調研，通過前期的產業基礎調查和政策分析，對比周邊地市和優勢地區，掌握地方產業自身優勢與不足。(3)地方產業專利分析的目的是指導地方產業戰略部署與實施，因此需要在專利數據統計分析的基礎上，加強面向地方戰略及政府政策、措施的應用，形成具有指導性和實際意義的策略，為地方產業發展提供決策情報支持。

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