基于专利数据的中国石墨烯技术创新区域特征研究

李 娜， 李存金

(1.北京理工大学 管理与经济学院， 北京 100081； 2.内蒙古建筑职业技术学院 科技处， 呼和浩特 010070)

2004年，英国曼彻斯特大学的两位俄裔物理科学家德烈·海姆(Andre Geim)与康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)成功制备出可以独立存在于自然常温状态下的石墨烯。石墨烯独特的物理结构和优异的性能立刻得到全球学术界和产业界的青睐。美国、日本、英国和欧盟等发达国家地区相继制定扶持计划支持石墨烯研究并引导其应用商业化[1-3]。2010年诺贝尔物理学奖也授予了这两位科学家，以表彰他们制备出21世纪最具潜力替代硅的颠覆性材料——石墨烯的卓越贡献。2015年国家主席习近平在出访英国时特地参观曼彻斯特大学国家石墨烯研究院。以此契机，中国最具影响力的科技公司华为与曼大石墨烯研究院达成合作协议，未来双方就石墨烯在信息通信领域的应用进行深度合作。从2010年开始，中国在政策层面上提出要“高度关注”“迫切需要”“提前布局”“加快研发”石墨烯这类跨学科、跨领域的新兴材料和技术[4]。中国的石墨烯产业是最有可能改变传统产业的“追赶者角色”，在石墨烯技术领域实现“弯道超车”[5]。中国从“973计划”启动石墨烯研发专项到《中国制造2025》逐渐明确了石墨烯领域技术发展路径。在国家顶层战略指导下，全国各地区加大了对石墨烯技术创新的投入：江苏省建立“1+1+4”石墨烯产业创新格局；浙江省率先启动石墨烯应用开发重大科技专项；上海搭建石墨烯产业技术功能型平台加速石墨烯基础应用和成果转化；广东省积极组建与石墨烯高度相关的新材料、能源及环保产业集群和应用市场；京津冀三地整合资源促进石墨烯低成本制备产业化。中国各地不仅积极组建本省市产学研基地，还与其他省市共同建立了石墨烯产业创新战略联盟。

近年来在国家政策、地方政府和社会资本的推动下，中国石墨烯产业规模日益壮大，产业体系也日趋完备[6]。已有文献对于石墨烯技术创新研究多以全球宏观视角或技术流动视角展开，国内省际区域或区域之间技术创新差异对比研究却为数不多。中国幅员辽阔，创新要素(知识、技能、资源等)在区域间存在明显不均衡[7]。中国石墨烯技术创新区域是否有差异，差异程度如何？本文第一个问题是分析各地区石墨烯技术创新差异。在科技创新全面发展期，由于技术创新活动具有复杂性、模糊性和非线性[8]，任何地区或部门都不可能创造出所有关键技术和核心点，具体石墨烯技术战略如何部署？知己知彼方能百战不殆，“知己”是本文第二个要回答的问题，通过分析区域的石墨烯技术专利的增长有助于厘清各地区领域技术优势和发展模式。

1 评价方法及指标数据说明

1.1 专利信息分析

技术创新是创新的重要组成部分，而对专利数据的分析是研究各种技术创新的重要手段之一[9]。专利是世界上反映科技发明最全面的信息资源，经常作为R&D成果的研究变量或替代变量[10-13]。专利既是技术创新活动中重要的制度安排，更是贯穿整个技术生命周期的重要成果产出[14]。在经济管理领域，引入专利作为评价指标不仅可以研究不同国家、组织的经济增长、技术变革和研发布局，还能测度国家间产业结构和公司间竞争优势[15-16]。Stek利用1997—2011年的专利数据而不是传统的各城市的研发成本投入绘制热力演化图来识别全球高研发城市，研究发现亚洲研发城市快速增长、欧洲和北美城市区域研发较为平稳，且明确了高研发城市具有的不同学科领域优势[17]。Buzard等通过专利之间的相互引用来衡量知识溢出时发现在数字化、网络化高度发展的今天，知识溢出仍然符合地理邻近性高度正向影响知识溢出。在较小的空间规模里如在同一地区知识溢出性最强[18]。在研究研发产出的影响以及研发国际进程化的政策制定时，Frigyesi 利用原始专利(raw patent)信息对工业研发产出进行分析和重新定位，为欧盟工业研发投资框架中增加了新的研究维度。Belenzon和Patacconi将美国和欧盟专利数据作为创造性经济指标研究了不同地区企业价值随时间变化关系[19]。Haneda等在企业层面关注组织和人力资源对产品创新的影响，得出对研发人员考核影响产品创新，激烈的组织变革有助于创新成果的产生[20]。国内学者则利用专利分析在宏微观层面均进行了研究。在宏观层面对全球或国家相关产业整体发展趋势和创新活动评估，为国家制定产业政策和战略布局提供参考[21-24]；在微观层面挖掘专利信息评估企业技术地位，了解竞争对手技术优势，创新网络布局与相关利益主体合作制定专利战略[25-27]。综上，本文基于专利数据的特征分析探究中国各省份区域内石墨烯技术创新布局及差异对比。

1.2 研究框架

面对大量杂乱的专利文献，如果泛泛地利用专利信息研究隐含在其中的技术创新特征会是一项耗时、无目的、不系统的繁琐工程[28]。因此，为研究区域间技术创新差异问题，本文建立图1所示的研究框架。将专利申请时间作为技术动态演进过程，提出以创新区域(innovation region)为核心，技术创新数量(number)、技术创新领域(filed)、技术创新主体(applicant)为维度的R-NFA动态分析框架。每个维度具体范围界定如下：①创新区域以专利地址信息为依据，具体包括中国30个省、直辖市自治区行政区域(以下简称为省份)，西藏无石墨烯专利申请，人工剔除其他国家及中国港澳台专利数据；②每一区域专利数量基于手工计算；③技术领域依据国际通用专利分类号IPC信息；④创新主体以国家知识产权局划分专利权人分类及标准[29]为准，对第一专利申请人名称关键字段进行识别和人工判断，依次划分为科研院所、大专院校、机关团体、企业和非职务个人。

图1 研究框架

1.3 研究方法

生态位是研究个体在特定系统和环境相互影响过程中所形成的相对地位与作用[29]。生态位理论认为，任何个体的发展都包含“态”和“势”两方面特征。前者是对过去累积状态的表征，后者是对现状影响力或控制力的反映[30]。在社会科学领域，学者基于生态位理论主要研究不同产业集群协同创新与企业生态位的分析[31-35]。因此，引入“态势”观点解释石墨烯技术领域发展特征，既明晰了过去累积所形成的状态也反映目前发展所处地位，对未来发展潜力的研究具有一定现实意义。本文在建立的R-NFA动态分析框架下依次选取“态、势”指标，建立二维动态分布图阐述中国石墨烯专利区域在数量(N)，技术领域(F)，创新主体(A)的发展特征。具体每一个研究点的二维指标界定见表1。

表1 3个维度分布图指标界定

1)专利数量分布图(简称N分布图)由“专利总量-相对增长率”构成，明晰各省份区域发展态势。专利总量即各个地区在研究阶段所有的石墨烯专利申请总量；相对增长率=各地区石墨烯专利申请量复合增长率/中国所有地区石墨烯专利申请量复合增长率，表征各地区逐年增长情况。

2)技术领域分布图(简称F分布图)由“专利地位-变异系数”构成，说明各省份区域技术类别分布情况。专利地位=各地区石墨烯专利数量/中国该领域专利总量，表征不同地区的石墨烯专利在本国产业中不同地位；变异系数=各地区逐年石墨烯专利数量标准差/各地区逐年石墨烯专利数量平均值。变异系数表征各地区逐年石墨烯专利申请的稳定性。

3)创新主体分布图(简称A分布图)由“企业专利占比-变异系数”确定各省份区域技术创新申请人来源。企业专利占比=企业所申请石墨烯专利数量/所有创新主体申请石墨烯专利数。技术如何从科学技术研究到产品商业化，企业是载体也是最重要的技术创新主体[36]，变异系数计算公式同上。

与其他专利信息分析数据库相比，采用国家知识产权局专利信息分析系统在数据库的权威性和数据库选择的合理性方面具有毋庸置疑的优势。本文专利数据下载来源于中国国家知识产权局。石墨烯是一个特定的专有名词，同义词较少。因此专利数据采取主题检索的方式，本文检索名称为“石墨烯”。专利类型选择发明专利，相比外观设计与实用新型，它能体现更强的技术创新能力[37]。将搜索日期截止到2020年12月31日以保证年度时间完整性。经过人工数据清洗，最终收集20 992条专利数据，在收集原则上做到了全面而精确。具体省份区域专利情况见表2。

表2 中国各省份区域不同阶段石墨烯技术专利数量 单位：项

2 中国石墨烯技术创新整体情况

中国最早的石墨烯技术发明专利产生于2006年。经过10余年的深入研究现已达到年申请专利数量4 000项以上。由于专利信息数据上传存在18个月的滞后期，数据更新不完整，故将2019年和2020年数据仅作为参考，在进行计算时真正有效数据截至2018年12月31日。2006年起中国石墨烯专利申请量经历了从无到有、从平缓到快速上升的过程。2011年和2016年石墨烯专利申请数量都较前一年增长一倍多。根据引言所述，将两个关键时间点2010年和2015年用来划分中国石墨烯发展阶段。具体阶段特征：①2006—2010年，中国科研界对石墨烯技术研发刚刚起步，重视程度并不高，5年内所有省份区域申请的专利数量占总数量的1.5%；②2011—2015年，技术、产业有了一定发展和突破，专利数量与专利权人数量逐年快速增加。原因在于国内外掀起研究石墨烯技术的热潮。2010年国务院提出包括石墨烯在内的新材料作为中国战略性新兴产业加快培育和发展政策；2011年16部委联合发文重点扶持上述新兴产业对外贸易和国际合作；2013年之后宁波、重庆、无锡、常州、四川、青岛等地区率先建立石墨烯产业基地，等等举措带来石墨烯专利数量第一次激增。③2015—2020年，专利数量快速增长，热度至今不减。2015年《中国制造2025》明确石墨烯产业技术路线图，石墨烯列入科技部重点专项、前沿新材料先导工程等一系列产业化政策促使产学研用深度融合的第二次专利增速。

根据R-NFA分析框架，依次对专利数量、技术领域和创新主体这3个维度上整体对中国各省份石墨烯技术发展差异进行对比。

2.1 专利数量(N)：区域分布不均衡

截至2020年12月31日，除西藏和港澳台地区，中国其余30个省份都有石墨烯技术发明专利申请，但各区域专利总量分布差异悬殊。青海、海南、内蒙古、宁夏、贵州、新疆、云南、甘肃、吉林、河北的专利申请量不足1 000项，这10个省份专利总和不到总体专利数量的4%；排名前5的江苏、广东、上海、北京、浙江专利总量依次为3 785、1 990、1 829、1 811、1 626项。它们的石墨烯专利数量占全部总量的50%以上。由此可以看出，中国石墨烯技术专利分布并不均衡，石墨烯专利申请数量分布的不同是否也像其他技术领域一样，与各地区GDP、发布政策或各创新主体数量相关在另文中进行研究，本文不做详述。

在判断各省份区域技术创新分布集中或不平等差距时采用基尼系数，具体量化衡量过程依据高技利用Excel计算基尼系数的方法[38]。借鉴联合国对基尼系数分段标准警戒水平为0.4，而0.5以上属于研究指标差距悬殊。中国石墨烯专利数的基尼系数为0.52，由此得出，中国石墨烯技术创新分布不均衡，尽管2013年以后基尼系数开始下降(图2)，但这种不均衡性依旧处于不合理水平。

图2 2006—2018年基尼系数变化趋势

2.2 技术：系统全面性与分系统进化不确定性

石墨烯技术领域专利技术及当前创新主体关注的技术焦点可通过石墨烯技术IPC分类进行识别。石墨烯技术专利研究共涉及IPC专利技术8大部。其中C部(化学冶金)和H部(电学)申请数量最多；B部(作业运输)和G部(物理)次之；A部(人类生活必需)、D部(纺织造纸)、F部(机械工程照明和加热)、E部(固定建筑物)申请数量顺序减少，石墨烯技术领域共涉及108个大类以及其中305个小类。在20种技术专利数量大于1%的技术小类中(表3)，石墨烯技术类别主要集中于其材料制备工艺、复合材料、电容器和电池电极等领域。C01B(非金属元素、其化合物)占所有技术类型比例近22%，该技术主要应用于石墨烯加工工艺或准备装置，属物理学基础研究。排名第2的H01M(转变电能方法或装置)应用于储能、储电新能源领域，占比10.47%。B01J(化学、物理方法)涉及石墨烯复合材料制备方法占比超8%。C08L(高分子化合物复合材料技术)排名第4。这4类石墨烯技术领域专利总量接近全部专利数量一半。

图3是石墨烯技术排名前10位的IPC类别3个时间阶段统计分析，通过各技术时间走向大致可以反映各类别时序演变和未来的发展趋势。由图3可知，C01B类专利申请量从2007年开始一直处于领先地位。随着石墨烯应用广泛化和生产成本亟须降低，石墨烯的加工制备基础研发就显得尤为重要，因此C01B类是一个被持续关注的研究焦点。HO1M运用于电池电极材料和超级电容器制备，在新能源、燃料电池汽车、电子产品电池领域发展潜力巨大。C09D运用于涂料组合物2015年之后技术创新较活跃，市场化也较为成功，应用领域涉及积材制造、印染纺织、航空航天、海洋工程装备等。G01N(分析检测、传感技术)、H01B(电缆、导体、绝缘体)和C04B(石灰、氧化缺、矿渣、水泥、其组合物)方面的研究自2014年后发展保持平稳。

根据TRIZ(theory of the solution of inventive problems)理论理想度提升法则，发现石墨烯技术具有显著的系统全面性与分系统的进化不确定性。石墨烯技术发明专利涉及技术领域广泛而且已初步建立起完整全面的技术结构系统；分系统技术由于各领域技术生命周期的技术成熟度不同，各技术部类占比差异明显，具有分系统分布不稳定性。

2.3 创新主体：企业申请专利逐年增多

石墨烯技术的专利申请人有科研院所、大专院校、机关团体、企业、非职务个人以及他们之间相互合作等6种类型。从图4石墨烯技术专利主体不同时间段占比数据可以看出，2006—2010年早期高校和科研院所研发占比较大。受国家扶持产业激励政策、税费优惠政策以及金融资本注入的影响，企业研发和非职务个人2010年之后占比均有所上升。2010年后大专院校、研究院所、合作专利地位逐年下降，而企业申请专利数量上升。排名前5的代表性企业有海洋王照明科技股份有限公司(331项)、成都新柯力化工科技有限公司(290项)、杭州高烯科技有限公司(99项)、湖南国盛石墨科技有限公司(90项)、南京旭羽睿材料科技有限公司(80项)。

表3 专利数量占比大于 1%的 20 种技术小类信息 单位：项

图3 2007—2018年前10位石墨烯技术IPC类别动态分析

图4 各创新主体不同阶段专利占比

代表性高校有浙江大学(323项)、哈尔滨工业大学(259项)、江苏大学(208项)、东南大学(207项)、东华大学(195项)。中国科学院系统申请数量前两位为宁波材料技术与工程研究所和上海微系统与信息技术研究所。在石墨烯技术专利合作排名前3位中企业均是核心主体。企业与企业间合作占比40%，与大专院校合作占比28%，与科研院所合作占比10%。因此，未来石墨烯企业如何建立高校产学研合作机制不仅是科研领域研究的重点也影响着石墨烯产业化与市场化进程能否加速发展。

3 基于R-NFA分析框架的各区域技术创新分布特征

按照上文所建立R-NFA分析框架，利用石墨烯专利总量、相对增长率和变异系数所确定的发展态势、技术领域和创新主体来源，揭示石墨烯技术领域各区域分布演化态势，并归纳不同区域专利资源差异模式。

3.1 专利数量(N分布图)区域特征

通过专利总量-相对增长率定量分析各区域技术创新能力特点。将石墨烯各区域(30个省份区域)的专利申请总量作为X轴，相对增长率指标作为Y轴，确定各个区域相对位置，如图5所示，以X轴和Y轴的平均值设定为中线将坐标分为4个象限，分析石墨烯各区域技术发展态势。①高总量-高增长象限。此象限具有专利总量高和相对增长量高的特征，可视为“主导-成长型”技术，主要包含江苏、北京、四川、山东等8个地区。相比其他区域，这些地区石墨烯专利数量较高且专利增速明显。江苏是中国发展石墨烯产业化最早的省份，拥有第一家石墨烯应用技术研发及产业孵化平台和第一个国家级石墨烯专业检测服务平台，在石墨烯技术领域竞争优势明显，不仅企业集聚程度高，专利申请主体中高校和企业也是最多的。这与其起步早、知识产权保护意识强、研发资源要素(人才、资金、技术、政策)优势明显相关。山东增速最快，从原材料、制备到应用产业链已初具规模，后发优势明显。②低总量-高增长象限。由于各区域研发石墨烯起步较晚或属于第二梯队，技术理念追随主导地区，因而具有高增长率和低专利总量的特征。此象限可分为“新兴-成长型”和“追随-成长型”。“新兴-成长型”包含宁夏、陕西、江西和黑龙江，他们在2006—2010年专利数量仅为个位数，但在第二、三时段专利数量迅速增加。黑龙江保有全国石墨资源储量第一，拥有最优质的晶质石墨矿产，依靠优良资源要素在相关石墨烯专利申请量上也呈现快速增长。“追随-成长型”包含河北(北京)、天津(北京)、重庆(四川)、湖北(湖南)、广西(广东)、山西(山东)，括号中的省份代表追随前者的具体地区。③低总量-低增长象限。此象限的专利申请量和相对增长率都不高且1/3省份处于该象限。此象限情形又分为萌芽型和追随-成熟型。“萌芽型”技术创新尚处于起步阶段，海南、新疆、青海、贵州、内蒙古、甘肃、云南、河南属于此种类型。这些省份由于创新实力的限制或研发投入不足，专利申请数量较少，增速也较为缓慢。从根本上来说与这些省份的地理位置及经济发展水平相关。当然，这些地区也在积极招商引资，制定优惠政策助力石墨烯技术创新。例如东旭光电在海口建立研发中心，泰州巨纳系能源与内蒙古石墨烯材料研究院建立专利合作项目，德国朗慧在新疆成立公司利用石墨烯电采暖技术推动清洁供暖发展，河南与江苏积极寻求合作交流，共同建设河南石墨烯应用科研中心。吉林和辽宁属于“追随-成熟型”。吉林和辽宁积极借鉴黑龙江石墨烯产业发展经验促其资源型工业结构转型。④高总量-低增长象限。此象限可视为“主导-成熟型”技术。上海和广东由于经济发达且创新意识强，石墨烯技术创新已趋于成熟，目前所研发的关键技术能够满足产业需求，创新增速开始变缓。

3.2 技术领域(F分布图)区域特征

选取石墨烯20种技术小类绘制F分布图。设定石墨烯各区域(30个省市区域)的专利地位作为X轴，变异系数作为Y轴，确定各个区域相对位置,如图6所示，以X轴和Y轴的平均值设定为中线将坐标分为4个象限,分析各区域技术分布特征。①高地位-不稳定象限。江苏、北京、福建、广东、上海、四川位于此象限。这6个省份在石墨烯20种技术类别专利总量占比中达50%以上，且专利地位最高，发展也最为活跃，目前已形成全面技术领域布局，可称为“全面引领型”。②低地位-不稳定象限。分布在内的省份专利地位虽较低但发展速度不容小觑。这个象限包含天津、湖北、陕西、辽宁等11个省份。与第一象限相比，他们技术全面，但具体战略布局不明显，未来石墨烯技术发展战略选择关键核心战略还是无差异化战略亟须寻找突破。此象限省份可视为“集成突破型”。③低地位-稳定象限。分布在此象限的省份有青海、宁夏、内蒙古和贵州，这些地区仅在个别石墨烯技术领域实现了“0”的突破，且这些技术领域还处于研发初期，需国家政策扶持引导进行战略布局，目前可视为“关键支撑型”。广西、海南、河北、吉林等6个省份在大部分技术类别均有所涉及，虽技术研发与第二象限相比还不是很活跃，但可以通过“走出去、引进来”模式吸取先进省份甚至国际先进技术经验进行引进、消化、吸收、再创新。因此它们可视为“关键突破型”。④高地位-稳定象限。此象限包含安徽、浙江和山东，它们地理位置紧邻技术主导型的江苏省，石墨烯技术起步较早，技术类别涉及全面，发展水平比较高。3个省份的每个专利类别总量占比均超20%，可视为“集成主导型”。

3.3 创新主体(A分布图)区域特征

通过企业专利占比-变异系数定量分析各区域技术专利权人特点(图7)。以30个区域企业专利占比和变异系数的平均值为中线将坐标分为4个象限分析。①高企业占比-不稳定象限。此象限明显的特征为企业是石墨烯技术创新的技术主导且发展趋势较为活跃，可视为“企业主导驱动型”，包含上海、安徽、四川、江苏4个省份。上海石墨烯专利活跃企业有上海纳米科技、烯旺信息科技；江苏有旭羽睿材料科技、第六元素、格菲电子薄膜科技。企业申请石墨烯发明专利中四川成都新柯力化工石墨烯专利数量占本省总量50%以上。②低企业占比-不稳定象限。此象限专利创新来源以大专院校、科研院所为主，视为“科技孵化驱动型”，包含天津、黑龙江、湖北等10个省市。天津以天津大学、天津工业大学和南开大学为主。哈尔滨工业大学为黑龙江石墨烯技术研发贡献专利达50%。西安电子科技大学、西北工业大学和西北有色金属研究院是陕西石墨烯技术创新的中流砥柱。③低企业占比-稳定象限。此象限具有申请专利数量相对较少，呈现多主体研发平稳的特征。此象限又分为 “三元驱动型”和“双元驱动型”。其中前者包含山西、广西、河北等5个省份。山西研发以高校、企业和科研院所为主。广西、河北是高校、企业和非职务个人共同助力。重庆科研院所与企业合作申请专利占总申请专利的1/4。内蒙古、宁夏、新疆、青海和甘肃则属于后者。它们在石墨烯研发布局中起步较晚，创新成果比较少，创新申请人仅包含大专院校和企业，印证了F分布图中得出“关键支撑型”的分析结论。④高企业占比-稳定象限。此象限企业占比较高，科研院所、大专院校、机关团体、企业、非职务个人以及他们之间相互合作6种专利申请研发比例均衡，视为“全元协同驱动型”。北京、湖南、福建、山东、广东和浙江属于此象限。在北京，高校有北京化工大学、北京大学、清华大学等，企业力量以中国航空工业、旭碳新材料科技和京东方科技为主，科研院所主要是国家纳米科学中心、中国科学院各分院。在广东，海洋王照明科技、纳路纳米科技、华星光电和华为技术有限公司为企业创新主力，高校有华南理工、广东工业等，科研院所有中科院深圳先进技术研究院等。此外，多主体合作也是技术创新重要来源。广东合作占比高达34%，北京合作占比14%，而全国合作平均水平仅为6.55%。

在R-NFA分析框架下，通过二维矩阵图依次对中国石墨烯技术创新2006—2020年3个维度的发展特点进行论述。在专利数量(N分布图)上各区域发展态势可汇总为“主导-成长型”“新兴-成长型”“追随-成长型”“萌芽型”“追随-成熟型”；在技术领域(F分布图)上各区域技术布局及其差异可总结为“全面引领型”“集成突破型”“关键支撑型”“关键突破型”“集成主导型”；在创新主体(A分布图)上各区域技术创新主体特征可划分为“企业主导驱动型”“科技孵化驱动型”“三元驱动型”“双元驱动型”“全元协同驱动型”。

图8 30个省份区域系统聚类分析谱系图

利用SPSS系统将3个维度相关数据进行聚类，如图8所示，中国石墨烯技术创新发展区域可分为4个梯队：第一梯队仅包含江苏，江苏省在石墨烯专利申请数量上不仅遥遥领先且申请增速稳定，申请技术小类全面，已实现以企业为主导或创新主体全面协同研发态势。第二梯队包括四川、安徽、浙江、山东、广东、上海和北京。在石墨烯技术发展中这7个区域发展最为活跃，这些区域产业化发展最早，不仅拥有研发资源要素优势，知识产权保护意识强。在技术创新研发领域不仅全面且增长速度较快，创新主体政产学研用全面结合。广州拥有以石墨烯为主营业务的上市公司最多，在地方高科技政策补助、税收减免及地区经济发达的优势下，目前石墨烯技术产业也能够满足产业需求。第三梯队包括山西、重庆、辽宁、甘肃、湖南、福建、云南、天津、黑龙江、陕西、湖北、江西和河南。这个梯队的区域最多，它们申请石墨烯专利数量较少。这些区域近几年也在利用自身资源优势或临近发达区域积极申请石墨烯专利，申请增长率逐年持续上升，但在技术研究领域特征并不明显，技术研发小类比较集中于某些领域，且创新主体较为单一。研发主体仍以高校、科研机构为主。第四梯队包括新疆、河北、广西、吉林、海南、青海、贵州、宁夏和内蒙古。这些区域申请的石墨烯专利数量不仅比较少，而且在石墨烯产业发展中效果并不理想，尽管贵州、内蒙古、新疆矿产资源丰富，但由于地理位置或经济发展水平的限制，在石墨烯发展过程中仍需要国家地方政策扶持或与石墨烯高度产业化的区域学习或引入高科技人才或先进技术。

4 对策建议

从整体情况来看，2010年和2015年是石墨烯技术创新关键时点，国家产业化政策和各省份加快研发带来了石墨烯专利数量的提速。但各区域创新成果分布不均衡、技术领域涉及全面但各子技术领域进化趋势不同步、企业申请专利逐年增加。针对各区域石墨烯技术创新特征，中国各省份区域石墨烯技术创新呈现差异化发展特征由各省份经济发展层次不同决定，同时也受国家战略布局、产业园扶持等优惠政策影响。

在石墨烯技术助推中国深化供给侧改革和传统产业升级换代的大背景下，需要深刻审视中国石墨烯产业发展方向和阶段。坚持石墨烯发展一盘棋和分领域行业指导，充分利用石墨资源优势(山东、河南、湖南、黑龙江和内蒙古)、高端领域布局(新能源、新一代信息科技、生物医学、军工装备)；整合“政策-资金-技术-产学研用”模式；开放创新(华南地区两广、福建和海南)、区域协同(长三角、珠三角、山东和京津冀一体化)、集群发展(黑龙江、吉林和辽宁)等重大工程的建设将引导各省份发挥自身优势促进石墨烯技术创新。同时，各省份要根据当地实际产业发展水平注重基础研究，提高知识产权保护意识，鼓励各创新主体研发关键技术和核心技术，借鉴国际国内先进经验完善各区域石墨烯产业基地(园区)建设，走特色化石墨烯技术创新之路。