地方新兴产业专利态势分析——以东莞市LED产业为例

王 根，黎 军，周 斌

(东莞理工学院，523808)

1 前言

随着科学技术的飞速发展，国际专利技术竞争也日趋激烈，企业专利竞争逐渐上升到产业竞争。为了谋求地方区域产业集群的竞争优势，国内各地方政府纷纷开展以专利技术为主要对象、以专利制度为法律保护、以各种政策措施为主要手段的产业发展规划［1］。专利是最能够反映科学技术发展水平最新动态的情报文献［2］，同时也是世界上最大的技术信息源，专利包含了世界上超过90%的科技信息［3］。专利信息集技术、经济和法律情报三位一体，其独特的功能使得专利情报在包括产业战略在内的各种发展规划中发挥着不可替代的作用。基于专利文献计量的情报分析，也是政府竞争情报的重要内容，能够为政府制定产业发展战略提供依据，并为新兴产业发展指明方向。

LED(Light Emitting Diode，即发光二极管)是一种新型绿色光源，在全球倡导节能、环保的背景下，发展LED照明已成为全球产业的一个焦点。2003年，我国成立了半导体照明工作小组，标志着LED产业正式成为我国的核心产业。为了加快产业发展，“十一五”期间，我国把“国家半导体照明工程”列入科技发展规划，作为重点工作来抓。截至2007年，我国从事LED产业人数已超5万人，研究机构20余家，企业4000余家［4］，目前这些数字还在增加。在国内外市场的推动和国家一系列政策的引导下，国内各地方也加快了发展LED产业的步伐，现已形成上海、大连、南昌、厦门和深圳等国家半导体照明工程产业化基地，长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的主要聚集地。2011年，东莞市政府发布了《东莞市科学与技术发展“十二五”规划》，其中明确指出要把LED产业作为战略新兴产业，重点加强引导和培育［5］。本文将以东莞市LED产业为例，构建面向地方产业发展的专利分析体系，对东莞地方LED产业专利技术态势进行全面的分析和评价，以期为地方新兴产业发展提供情报支持，同时拓宽专利情报系统研究视野，为完善专利情报理论和应用体系提供更为广泛的实践参考。

2 专利分析体系

2.1 数据采集

本文研究目的是分析和掌握国内地方新兴产业的专利发展态势，为此我们选择了国家知识产权局网站的中国专利数据库为主要数据源。根据LED产业技术特征和名称规范，采用“LED”、“发光二极管”、“半导体照明”，“氮化镓”(GaN)与“外延”，“LED”与“芯片”，“LED”与“照明”、“背光”、“显示”、“装饰”、“指示”、“夜景”等为检索关键词，并结合分类号H01L33/00(用于光发射的半导体器件及其制造)、F21S2/00(照明装置系统)、H05B37/02(电光源电路控制装置)等LED产业主要IPC(国际专利分类号)进行辅助检索，检索时段为公开(公告)日1985年至2010年，然后运用合并去重和通过内容分析排除不相关文献等检索策略，最后得到东莞市LED产业主要相关专利1258件。下文将以这些专利为主要分析对象，开展东莞市LED产业专利态势分析。

2.2 分析工具

专利文献中包含了大量的技术、经济和法律信息，但由于其格式不规范、种类繁多且内容晦涩冗长，面向地方产业的专利情报分析，需要借助专门的统计分析工具来保障数据处理的全面性和精确性，提高数据处理的效率和质量。为此，根据东莞市LED产业现有专利文献的特点以及后期分析需求，本文选择了国家知识产权局专利信息分析系统(PIAS)为主要检索工具，采用前期自主开发的地方专利统计分析软件(PSAS)［6］为主要统计和分析工具，并结合使用EXCEL等常用办公软件作为辅助，具体开展专利信息数据的统计和分析工作。

2.3 分析方法

专利分析是以文献计量学为基础，对专利文献中包含的技术信息、经济信息和法律信息进行加工、整理，并进行深度分析，形成具有较高决策价值的专利情报，在实际研究中通常把专利分析方法分为定量分析和定性分析［7］。本文分析目的是深入了解地方产业专利技术的宏观发展态势，主要针对相关专利文献的外部特征来进行统计，同时结合专利文献的内部特征进行分析。因此本文选择了以定量分析为主、定性分析为辅的分析策略。分析方法具体包括:专利发展趋势分析、专利地域分布分析、专利技术构成分析、专利权人分析、专利聚类分析、专利技术关联分析等，并根据需要对以上方法进行组合分析。

3 东莞市LED产业专利态势分析

3.1 专利发展趋势

LED产业作为节能环保的低碳产业，成为国内许多城市关注的焦点。近年来，东莞市十分重视LED产业发展，结合“科技东莞”工程的实施，重点推进LED产业的科技创新。近3年来，东莞市政府为本地LED企业的技术研发和示范工程已累计投入约3亿元，2010年东莞市LED产业产值达到80亿元，比2009年增长了60%［8］。从专利时序变化(如图1)可以看出，东莞市直至2003年才开始获得LED产业技术研发成果，并在2007至2010年间取得了快速发展，公开专利数量迅速增长，年平均增长率达到了135%。结合技术生命周期分析(如图2)可以看出，东莞市LED产业技术研发目前还处于上升阶段，专利数量和专利申请人都呈现大幅增长，同时也说明产业相关技术仍不成熟，具有很大的发展潜力。

图1 东莞市LED产业专利时序变化图

此外，通过对比广东省内主要城市的LED产业专利发展趋势(如图3)，可以看出东莞市在近三年保持了较好的发展趋势，并在2010年取得了较大突破，公开专利数量仅次于深圳市，位列省内第二，显现了良好的发展势头。

3.2 专利地域分布

2010年，广东省将LED产业列为省内重点发展的战略性新兴产业，省内各城市也加大了对LED产业技术研发的投入。从广东省LED产业专利排名前四城市的专利分布来看(如表1)，深圳市在省内LED产业中占据着重要地位，三种专利占全省专利总量的 43.11%，其中发明专利占全省的60.22%，产业技术优势十分明显。而东莞市LED产业专利位居广东省第二，三种专利占全省的14.58%，发明专利数量落后于深圳和广州，产业技术含量还需进一步提升。

表1 广东省主要城市LED产业公开专利数量

2011年，东莞市出台“十二五”科技发展规划，明确将重点培育LED等战略性新兴产业。为此，地方政府加强了产业部署，LED产业优势区域也逐渐形成。本文对东莞市LED产业相关专利文献中的地址字段进行分类统计，得出东莞市LED产业专利地域分布图(如图4)。在东莞市33个镇(街)中，排名前十的镇(街)的专利量占全市总量的73.85%，由此可以得出，常平镇、东城、寮步镇等镇(街)是东莞市LED产业的重要聚集地。

3.3 专利技术构成

图4 东莞市LED产业专利地域分布图

LED产业相关技术主要包括上游的衬底材料外延、中游的芯片制作和下游的封装、应用及配套材料。对地方产业相关专利分类号进行统计分析，可以掌握地方产业技术在产业链中所处环节、技术优势以及总体研发趋势。为此，本文对东莞市LED产业相关专利分类号进行了统计(如表2和表3)，可以看出东莞市LED产业科技含量较高的发明专利主要集中在照明装置的冷却或加热装置、照明装置系统等相关技术领域，而主要涉及LED产品构造或改进的实用新型专利，则集中在照明装置系统和固定安装的非便携式照明装置等相关技术领域。从整体技术状况来看，东莞市专利技术基本处在LED产业的中下游，即封装和应用环节，中上游的衬底材料外延、芯片等相关技术则相对较为薄弱。

表2 东莞市LED产业发明专利排名前十专利分类

从广东省主要城市LED产业技术专利分布来看(如图5)，深圳市在LED产业各项技术领域均处于领先地位，而东莞市在照明装置或其系统和非便携式照明装置或其系统以及半导体器件这些技术领域，在广东省内保持了一定的竞争态势。此外，根据LED产业链各环节技术特征，本文对广东省LED产业主要城市进行了产业链技术分布统计(如表4)，可以看出广东省各地市的LED相关专利技术总体处于产业链的中下游，上游的衬底材料外延片、芯片制作以及中游的封装等关键技术领域，专利基础依然十分薄弱，其中东莞市在中上游技术领域，专利比例依然落后于深圳和广州。

表3 东莞市LED产业实用新型专利排名前十专利分类

图5 广东省主要城市LED产业专利技术分布

表4 广东省主要城市LED产业链技术分布

3.4 专利权人分析

对专利文献中的申请人字段进行分类统计，可以掌握某地区或某领域内的重点专利权人或研发团队。通过对东莞市LED产业专利权人进行统计(如表5)，可以看出勤上光电股份有限公司是东莞地方LED产业技术研发的领先企业，LED相关专利数量最多。此外，截至2010年，东莞市共有159家企业申请并公开了LED相关专利，企业专利数量占全市总量的68%以上，可见企业尤其是民营企业是东莞市LED产业技术研发的重要主体，在产业技术发展中占有主导地位。

表5 东莞市LED产业排名前十专利权人

图6 东莞市LED产业主要专利权人技术分布

从东莞市LED产业主要专利权人的技术分布可以看出(如图6)，排名前列的专利权人技术分布不十分均匀，“勤上光电”公司专利主要集中在固定安装的非便携式照明装置技术领域，“友美电源”公司专利技术则聚集于照明装置系统方面，而“科锐德数码”公司则在LED照明装置的冷却或加热装置相关领域有一定的建树。

此外，从东莞市LED产业前50名专利权人的合作申请情况(如图7)，可以看出，东莞市合作申请专利数量较少，尤其是企业之间的合作更是屈指可数，专利研发的合作程度不高。

图7 东莞市LED产业前50专利权人合作申请分析

3.5 技术关联分析

对某技术领域内专利文献的分类号(包括主分类号和其他分类号)进行统计，据此判断该领域相关技术的关联度，有助于掌握所属产业的核心技术群及其之间的依存关系［9］。提取本文所分析专利文献中技术含量较高的发明和实用新型专利，共有912件，对其排名前50的IPC分类号，按照大组进行技术关联分析，可以得出东莞市LED产业主要专利技术关联情况(如图8)。从中可以看出，照明装置电路元件的设置(F21V23)、照明装置组成部件(F21V17)、用于一般电光源的电路装置(H05B37)、照明装置中的反射器(F21V7)和照明装置或系统的其他用途或应用(F21W131)的关联技术数量最多，分别为35件、26件、26件、25件和23件，也就是说这些技术分类的技术关联度最高。同时，照明装置电路元件的设置(F21V23)和照明装置系统(F21S2)之间共有80件技术关联专利，此外，照明装置组成部件(F21V17)和照明装置系统(F21S2)之间也有78件关联专利，说明这些专利技术之间的联系十分紧密。综合以上分析可以得出，东莞市LED产业由众多不同的技术分类构成，产业专利之间已形成了较为稳定的技术关联关系，一些主要技术之间的联系尤为紧密，这也说明东莞市应该继续加强LED产业不同技术分类之间的合作与交流，共同推动产业整体技术的发展。

图8 LED产业专利技术关联图

3.6 专利聚类分析

对某地方或某技术领域的专利文献，依照专利文本特征进行聚类分析，可以了解和掌握地方或产业的专利技术聚集情况［10］。本文通过对东莞市LED产业的发明和实用新型专利，依照IPC分类号进行自动聚类分析，得出地方LED产业专利技术聚类图(如图9)。从中可以看出，东莞市LED产业技术专利主要聚集在LED灯底座等配件(16%)、LED光源散热器等设备(10%)和LED芯片支架(8%)等领域。从东莞市LED产业专利聚集情况可以看出，现有产业专利技术主要涉及LED产品配件、材料、电路和构造等方面，并且产业技术专利整体聚集程度不高。由此可见，东莞市LED产业目前在中上游的芯片、衬底材料以及封装等核心技术方面，并未形成产业优势，因此，东莞市应该继续加强LED产业技术研发投入，聚集更多力量于产业中上游的重点技术研发上，争取在新一轮的新兴产业发展浪潮中，推动地方LED产业提升到更高层次。

图9 东莞市LED产业发明专利技术聚类图

4 结论

基于上文的数据统计和分析，可以得出以下结论:(1)东莞市LED产业技术发展总体呈现上升态势，专利数量近年来取得了快速增长，并已形成以常平镇、东城为主要聚集地的LED产业研发核心区域。(2)东莞市在广东省LED产业中占有重要地位，相关专利数量排名位居省内第二，不过科技含量较高的发明专利落后于深圳和 广州。(3)东莞市LED产业技术主要集中在产业链的中下游，以LED照明装置的冷却或加热装置和照明装置系统相关技术为代表。上游的外延和芯片相关技术，东莞市产业技术基础依然较为薄弱。(4)东莞市企业在地方LED产业技术研发中占有绝对优势，勤上、友美和科锐德等民营企业在一些技术领域占有领先地位，但企业之间的研发合作程度较低，未形成一定的产业集群和技术联盟优势。此外，通过此次地方产业专利态势分析，对于专利情报分析研究有以下体会:(1)面向地方产业的专利分析工作，需要建立科学、完善的分析体系，这其中包括构建合理、准确的检索策略，提高数据采集的精度;然后选用对原始数据兼容性较高、适用于课题研究的分析工具，对数据进行准确、高效的处理;最后运用科学的专利情报分析方法，针对地方产业战略相关的各个方面进行细致、全面的分析和评价。(2)面向地方产业的专利分析工作，需要结合产业技术现状等基础状况调查以及国家、省、市产业政策调研，通过前期的产业基础调查和政策分析，对比周边地市和优势地区，掌握地方产业自身优势与不足。(3)地方产业专利分析的目的是指导地方产业战略部署与实施，因此需要在专利数据统计分析的基础上，加强面向地方战略及政府政策、措施的应用，形成具有指导性和实际意义的策略，为地方产业发展提供决策情报支持。

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［8］东莞时间网.东莞LED产业力争2015年产业产值达500 亿元［EB/OL］.http://news.timedg.com/2011 －10/11/content_6634676.htm.

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