基于专利分析的宝鸡市传感器产业发展路径研究*

艾玉洁，杨嘉歆

（1.西安航天高技术产业发展集团有限公司，陕西 西安 710100；2.宝鸡文理学院，陕西 宝鸡 721013）

传感器技术与通信技术、计算机技术被称为现代信息技术的三大支柱和物联网基础，其应用涉及国民经济的各个领域。传感器是自动检测和自动控制的首要环节，促进了传统产业更新换代和新型工业的建立，成为了21 世纪新的经济增长点[1]。因此，随着全球物联网的发展进入实质性阶段，传感器产业成为发展趋势是毋庸置疑的。前瞻预测，像汽车和物流传感器的市场潜在规模将保持8%左右的速度增长，到2024 年市场规模将会达到3 284 亿美元[2]。宝鸡市作为“压力传感器之乡”，最早于20 世纪90 年代末就建成了最早的一批压力传感器企业，产业体系比较完整，初步形成了膜片、线缆、芯体、敏感元件等完整的传感器产业链，传感器也成为了引领宝鸡市经济的“排头兵”。

专利作为一种无形资产，代表已有的科学技术成果，直接地反映出产业或企业的创新能力[3]。通过对一个产业的专利数据进行分析，就可以了解该产业的发展现状以及存在的技术问题，有助于政府和企业进行更好的规划。本文基于传感器的专利信息对宝鸡市传感器产业发展的问题进行详细分析，旨在解决宝鸡市传感器产业所面临的发展问题，提出产业转型升级的具体路径，把宝鸡市打造成为“中国传感器之都”。

1 国内传感器专利分析

运用佰腾网对我国的传感器专利数据进行检索，为保障数据的全面性和准确性，一共进行了两次检索，初次检索式为传感器、sensor、中国传感器、宝鸡市传感器，二次检索根据IPC 分类号进行检索，然后再对数据进行分析处理。

1.1 专利数量与申请人分析

目前，对传感器专利进行检索后得到，截至2020 年底，专利总数量为150 多万项，然后再对近10 年的专利申请数量进行检索（见图1）。由图1可知，我国2018 年以前的传感器专利申请量在逐年递增，增长曲线类似幂次函数，其中增速最快的为2015—2016 年，总共增加了56 404 项，2016—2017 年增长幅度排第二，总共增加了52 128 项，这两年为我国传感器发展最迅速的两个年度。到2019 年后可以明显看到我国专利申请量大幅度下降，申请量已低于2015 年的申请量，包括申请人的数量也与专利量一样，减少明显。

图1 2011—2020 年专利申请专利量

第20页图2 为申请人的专利量排行。由图2可以明显看出，国家电网有限公司位居第一，专利申请量达到12 757 项，其他的申请人申请数量差异不大，基本上都在6 000 项以下。除此之外，还可以看到在众多申请人当中，高校占比很大，这更体现了产学研合作的重要性。

图2 我国申请人专利量排行

1.2 IPC 分类统计分析

针对专利数量的不断增多，为了方便查找需要对专利进行分类。 《国际专利分类表》 简称“IPC”，是我国使用的分类法。

一个完整的专利号由部、大类、小类、大组或小组符号组成。A 部表示人类生活必需；B 部表示作业、运输；C 部表示化学、冶金；D 部表示纺织、造纸；E 部表示固定建筑物；F 部表示机械工程、照明、加热、武器、爆破；G 部表示物理；H 部表示电学。本次检索对IPC 主分类（部） 进行了统计，排名第一的为G 部，专利量为560 396 项，体现了传感器的工作原理；第二名为B 部，专利量为361 791 项；第三名为A 部，专利量为193 864 项；第四名为F 部，专利量为184 819 项；第五名为H部，专利量为178 971 项。A，F，H 部专利数量相当，体现了传感器的应用领域；E，C，D 部专利数量较少。

2 宝鸡市传感器专利分析

2.1 专利数量与申请人分析

针对宝鸡市进行专利检索后，2011-2019 年的专利申请总数量为1 239 项。如图3 所示，专利申请数量呈现出攀升、停滞、回落的发展趋势，2018年以前呈现增长趋势，2011 年与2012 年专利数量为60 项和63 项；2013 年与2014 年增长数量较小，总数在100 项以内；2015 年增长数量较多，总数达到了133 项；2016—2017 年增长幅度最大，增加了77 项；2018 年宝鸡市传感器专利申请量达到最高，为267 项。但是到2019 年，专利申请量迅速下降，已经低于2015 年的数量。

图3 2011—2019 年宝鸡市专利申请专利量

图4为宝鸡市传感器相关专利申请人的申请数量，排在前两名的是宝鸡石油机械有限责任公司和宝鸡文理学院，专利量分别为152 项和129 项，其他申请人拥有的专利量普遍较少。由图4 可以明显看出，宝鸡市传感器相关专利申请人的两端化比较严重，大部分的专利来自少数申请人，还没有做到均衡发展，要打造“传感器之都”仍需要进一步加大中小企业的自主创新能力。

图4 宝鸡市申请人专利量排行

2.2 技术领域分析

进一步对宝鸡市传感器按照IPC 小类检索，得到分布情况（见第21页表1），根据专利的数量进行排名，列出了排在前15 位的小类。由表1 可知，E21B 小类排在第一名，专利量有76 项；G01L 小类排在第二名，专利量有60 项；G01N 小类排在第三名，专利量有56 项；G05B 小类排在第四名，专利量有42 项；G01M 小类排在第五名，专利量有34 项。前15 名的小类分别属于E，G，B，F 4 个部，其中属于G 部的数量最多，共有312 项，体现出宝鸡市传感器的工作原理及测量对象；其次为B部，有94 项，体现出宝鸡市传感器的制备办法、装置和系统；最后是属于E 部和F 部的，在前15 名的所有专利量中占比很少，但是E21B 却是目前宝鸡市传感器中专利数量最多的。

表1 宝鸡市传感器专利IPC 小类分析 （项）

3 宝鸡市传感器产业创新的现存问题

宝鸡市属于我国最早的三大传感器基地之一，目前宝鸡市传感器产业正面临转型升级的关键时期，从所有的分析情况可知，宝鸡市传感器产业面临着许多的问题还尚未突破，传感器产业转型成功就必须对问题进行仔细剖析。

3.1 核心技术缺少且创新能力不足

宝鸡市的传感器企业已经在一定程度上获得了发展，目前的产品类别涉及压力、温度、流量几大类，共有200 余种类型，主要以力敏传感器为主，产品应用领域不够宽泛[4]。随着信息时代的发展，新的需求持续涌现，传感器智能化、微型化已成趋势[5]，大多数产品需要不断完善、不断升级，而宝鸡市的传感器市场虽然起步很早但涉足的研究开发一直停留在低端产品的生产。在国家大力推进智能传感器和MEMS 传感器发展的情况下，宝鸡市目前所能涉及到的产品类型不足以满足整个国家的发展需要。从对宝鸡市传感器的专利分析来看，宝鸡市的专利数量不多，专利聚集度低，产品研发特色不足，特别是在高精度和高敏感度分析、成分分析和特殊应用的高端传感器方面，创新能力十分薄弱。

3.2 优惠政策不足且人才资源匮乏

从宝鸡市传感器产业的专利申请人数量上可知，宝鸡市的专利申请人数量极少，企业拥有的创新型人才不够，导致产业发展动力不足。人才对一个产业的发展毋庸置疑，想要发展高新技术产业，突破关键技术，就得广纳人才。宝鸡市所处的区位和城市发展对人才吸引力不足，政策的优惠程度不够，吸引不到产业化高端人才，缺乏具有高水平的科研队伍及中青年科技专家、技术骨干、学术带头人，使得产业发展后劲不足。

3.3 统筹规划不足且投资力度不够

虽然目前宝鸡市已经明确出台了许多政策来引导传感器产业的发展，但政策指导不够深入，还没有出台一些专项规划，企业以简单的压力传感器为主，在适应国民经济发展、应用广泛的传感器领域发展有所欠缺。宝鸡市在整个传感器产业未来发展统筹规划上缺乏方向性，在资金投入、创新体系建设和产业布局方面缺乏顶层设计，财政支持资金重复分散。总体来说，主要问题是资金重复分散，统筹规划不足，科研投资强度偏低，科研设备落后，科研和生产脱节，影响了科研成果的转化，导致宝鸡市传感器产业综合实力较低。

3.4 发展定位不明确且产学研合作不充分

目前宝鸡市生产传感器的企业主要以中小型企业为主[6]，主要生产压力传感器等低端产品。宝鸡市传感器属于“散兵游勇”，习惯小规模生产和小团队运作，导致行业企业数量多而规模偏小，整体上没有形成自己的产业优势。

从传感器产业链来看，宝鸡市传感器产业处在生产制造环节，向下游封装测试及应用设备研发延伸不够[7]。同时宝鸡市涉足传感器及相关领域的科研平台不够多，人才培养与市场需求分离，没有形成完善的产学研合作体系，在前沿领域及关键技术上还未取得重大突破。

4 推进宝鸡市传感器产业转型的具体路径

为打破产业的传统发展格局，实现传感器产业转型升级，根据目前存在的主要问题，从技术、产品、产业、人才和政策方面提出对策。

4.1 技术创新与人才培养

1） 掌握关键核心技术。增大对基础设备的投资和后期维护工作，加大对传感器技术中比较核心的新型敏感材料、敏感器件、智能传感器系统、无线传感网络技术的重视，还有其余传感器测量、系统集成技术和数据处理技术等[8]。

2） 建设自主知识产权的专利池。专利池的建成可以缩小宝鸡市专利权人之间的技术差距，对产业整体创新有着积极作用。建设自主知识产权的专利池，应该从传感器的核心技术出发，围绕传感器的高性能、低功耗、低成本、长寿命、微型化和信息处理、融合、传输等方面进行。

3） 研发一批中高端新产品。重视企业生产过程中的设备运行维护工作、远程监测诊断工作以及自动化能效评估工作。在发展传统产品的同时，依据宝鸡市以及国内传感器市场的需求，自主研发一批性能好、可靠性高、安全性高的中高端新产品，实现传感器产品的低功耗与低成本。

4） 加大人才培养力度。重视人才培训行业的基础和基本技术工作，实施人才主体战略，加强复合型人才培养。拓展人才引进范围，持续加大对各类人才的宣传。加大对传感器领域高尖端人才的吸引力度，缓解宝鸡市传感器行业顶尖人才配备不足的现状。

4.2 产品优化与产业布局

1） 产品规模化生产。对传感器材料采购、生产设备、研究设计、制造技术及开发工艺技术等生产要素进行最佳组合，形成有组织、有秩序的大批量生产模式，解决生产散乱的问题，促使产品生产规模化。

2） 增加产品竞争力。有效利用现有资源，以提升产品质量为目的，开发新型高端产品，进行差异化竞争。主要在产品改型设计、产品设备和生产工艺等方面加强创新，提升产品稳定性、可靠性[9]。还需加强传感器品牌建设，培育出属于宝鸡市自己的传感器品牌，让品牌走出去，在国内市场甚至国际市场上拥有一定知名度。企业应该推动自主研发，增大产品在各项重大工程中的使用，提高市场的占有率。

3） 培育龙头企业。围绕机械制造、工业机器人、医疗设备、通信技术等重要领域[10]，鼓励企业建立研发中心，培育一批市级以上的传感器龙头企业。具体可以通过参与行业体系建设、企业上市融资、集中培养少数企业以及加大企业外出宣传等来实现。

4） 打造产业集群。依照产业链发展的要求，努力打造规模超百亿的高层次传感器产业集群，实现集约发展。

4.3 产业方面的政策支持

1） 实施专利导航工程。政府要引导强化信息技术专利布局和发展专利导航工作，一定程度上加大企业与高校之间的合作，使知识产权在企业创新转型中发挥出最大的作用。加快宝鸡市专利导航产业开发区的发展，打造传感器产业专利平台进行信息整合，用来发布宝鸡市传感器产业专利态势报告；提升宝鸡市传感器产业专利聚集度，充分发挥专利引领产业升级发展的作用[11]。

2） 重视顶层设计，完善体系。从全局视角出发，传感器专利领域大部分集中在应用、检测、网路传输3 个方面，在MEMS 技术应用、CCD 敏感元、半导体装置等其他领域的专利数量较少。政府应该从高层次传感器领域开展研究，寻找问题所在，系统地提升传感器市场整体技术水平。可关注在传感器关键领域专利较多的科研院所，进行产学研合作，合理引导高校科技成果向宝鸡市传感器核心技术领域流动，推动宝鸡市传感器技术发展。

3） 支持创新创业，建立产业联盟。近年来，传感器应用使全国传感器行业呈现飞速增长态势，宝鸡市相比于国内其他地区，企业大多属于中小型企业并且还在初创阶段。在目前国家大力宣传“大众创业、万众创新”这一背景下，政府应大力支持宝鸡市传感器行业的创新创业，打造专业的产业园区和孵化器，发挥龙头企业的作用，推动所有企业自主创新。积极组织建立传感器产业联盟，引导支持传感器企业、高等院校以及科研院所之间的合作，构建一体化的发展模式。