專利視角下國內鈦技術發展與競爭格局

［摘要］鈦是一種具有優異性能的金屬，廣泛應用在航空航天、船舶、國防等世界科技競爭前沿領域，地位十分重要，是戰略金屬之一。為揭示我國鈦領域技術發展情況和競爭態勢，文章從專利的視角，以鈦為主題的專利申請數據為樣本，通過運用專利申請人、申請日、申請地等指標，從技術發展趨勢、競爭主體、競爭區域方面展開研究。結果顯示，我國鈦產業技術當前正處于高速發展的成長期，未來前景廣闊；主要競爭主體是大學，但參與競爭的大學眾多，單一大學優勢不明顯；區域競爭方面，全國多數區域均在開展鈦產業的技術競爭，實力差距不明顯，相對而言，江蘇、陜西、北京、四川具有一定優勢，在城市層次，具有一定優勢的是北京、西安、上海、攀枝花。

［關鍵詞］鈦產業；鈦技術；鈦發展；專利分析；競爭情報；決策參考

中圖分類號：TF823；G306文章標志碼：A文章編號：1672-0563（2024）05-0083-06

DOI：10.13773/j.cnki.51-1637/z.2024.05.009

鈦是一種性能優異、用途廣泛的金屬，相比于常見的其他金屬，具有耐高溫、耐腐蝕、抗強酸強堿、強度高、密度低等特性，廣泛應用在航空航天、船舶、國防裝備等領域，產業地位十分重要，是戰略金屬之一。

我國是鈦產業大國，具有完整的鈦產業鏈，貫穿鈦精礦、鈦化工、鈦金屬等產業環節。關于我國鈦產業的發展，中國有色金屬工業協會鈦鋯鉿分會［1-3］ 每年都會發表中國鈦工業發展報告，從鈦精礦、海綿鈦、鈦錠、鈦材等品種的產能、產量、應用和進出口等數據分析我國鈦工業的整體情況，并對行業存在的問題提出建議。中國鈦工業的系列年度發展報告對掌握鈦產業的發展歷程和現狀很有幫助，但該報告主要是從產業角度出發，研究對象為產能、產量、進出口等經濟指標，而產業的發展離不開技術進步的推動，技術創新是產業發展內在推動力，研究鈦技術發展以及競爭格局具有重要意義。

專利文獻［4-5］ 內容豐富，既有技術信息，還包含申請主體、時間、數量、轉讓、許可等等重要情報信息，通過運用專利分析手段，可以將專利文獻信息轉化為系統完整的技術競爭情報。近年來，隨著我國知識產權意識的不斷加強，通過申請專利來保護技術創新成果成為普遍現象，技術創新成果不斷以專利的形式表現出來，專利文獻不斷豐富，因此，通過分析專利文獻來研究技術創新成為重要手段。目前，以專利分析方法研究鈦技術發展和競爭的研究還未見報道，本文通過分析年度專利申請量的變化、專利申請人、專利申請區域來研究我國鈦技術發展趨勢，判斷當前技術發展階段、技術競爭主體和區域競爭格局，從而掌握我國鈦技術發展和競爭格局，為促進我國鈦產業發展提供支撐。

1我國鈦技術發展階段的判斷

由于專利是技術創新的成果體現，因此任何領域的技術發展趨勢都會體現在專利申請趨勢上。專利的申請趨勢是指年度專利申請量隨時間變化的情況，是用來分析某個技術領域在過去的發展情況，并在此基礎上定位該技術領域當前所處發展階段以及判斷未來發展趨勢的常用方法。一個技術領域，就發展生命周期而言，從發生到消亡可以分為萌芽、成長、成熟、衰退、淘汰階段，而各個階段在專利申請上，會表現出相應的特征，將這些特征串聯起來，就是專利申請趨勢。

鈦技術領域的專利申請趨勢如圖1所示，截止2022年12月31日，國內涉鈦技術領域共有62828件專利申請。

1985—1998年屬于鈦技術的萌芽期。專利申請數量較少，年申請量在100件以下，雖然隨著時間推移有所增長，但沒有明顯的增長趨勢，僅僅在波動中小幅度增長；專利申報主體主要以高校科研機構為主，輔以從事相關行業的大型國企和跨國企業等少數主體類型，如東北工學院、中國科學院上海硅酸鹽研究所、冶金工業部攀枝花鋼鐵公司；專利申請類型以發明專利為主，這個階段共申請專利中國發明申請653件，其中發明專利564件、實用新型專利84件、外觀設計專利5件，發明專利占比約86%。該時期我國鈦技術還處于探索階段，沒有太多的推廣應用。盡管如此，這個階段在整個技術生命周期中卻極為重要，多數基礎研究都是在該階段完成，申請的專利多數為基礎的核心專利，后期鈦在各領域的應用拓展，都需要這些基礎專利技術的支持。1999年至今均屬于成長期，該階段的特點是，鈦技術專利申請快速且持續增長，年專利申請量從1999年的120件，增長到2022年的6870件，后者是前者年度申請量的50多倍；申請專利的主體更加多樣化，與萌芽期相比，申請鈦技術領域專利的高校科研機構更多，各類企業申請了大量專利；專利申請類型中，發明專利占比下降，占比約78%，實用新型專利和外觀設計專利占比上升。這一時期專利申請快速增長的原因主要有三個方面。首先，就技術本身發展而言，得益于萌芽期的技術積累，鈦領域已經有了技術基礎，鈦的各種技術逐漸從實驗室研究進入市場應用，應用技術研究逐漸活躍。其次，這一時期我國航空航天、海洋工程、高端裝備制造等鈦主要應用領域快速發展，特別是我國大飛機、船舶、醫療器械等高端產業的發展，帶動了各種各樣的鈦材料及其零部件的應用需求，同時鈦材料在日常生活中也得到廣泛應用，如以鈦材料制作的各種眼鏡架、刀具、手機外殼等，鈦材料應用的拓展推動專利申請快速增長。第三，在政策方面，這一時期，國家大力實施創新發展戰略和知識產權發展戰略，國家整體的技術創新氛圍濃厚，知識產權意識增強，并且長時間實施專利申請補貼政策，促進專利申請量快速增長。

截止2022年，鈦技術領域的專利申請還處于高速增長中，沒有到技術成熟階段，可以將當前的技術發展階段定位于成長期，在未來一段時間，鈦技術研發仍將活躍，市場前景良好。

2競爭主體分析

專利申請人是提出專利申請的法人或者自然人，是所提出專利技術方案的創造者。分析專利申請人的目的主要是尋找出某技術領域技術研發的主要參與者，是獲得技術競爭情報和了解技術競爭格局的重要手段。通過分析專利申請人，政府部門能夠了解掌握特定行業的技術供給情況，可以為科技創新合作交流、招商引資等提供支持，企業能夠鎖定競爭對手，為制定技術發展路線、知識產權策略、專利預警等提供依據和支撐。一件專利申請可能只有一個申請人，也可能是多個申請人共同申請，在共同申請的情況下，排名第一的申請人往往是專利技術的主要貢獻者，可以視為專利技術的主要原創者，因此在進行統計分析時，去除其他申請人，僅將第一申請人納入統計，即有利于分析技術原創者，又可以避免同一件專利被重復統計，在統計中形成干擾。由于企業申請人存在一個實體企業多個申請人名稱的情況，在處理數據時，將其統一為一個申請人名稱，表1是我國鈦技術領域申請量排名前20的主申請人。

如表1所示，我國鈦技術領域的創新參與者有高校、科研院所和企業。其中大學占14席，科研機構和企業各占3席。從表1可以看出，我國鈦技術領域的創新主體有如下特點。首先，技術創新主體集中度比較低，還沒有出現技術研發實力十分突出的主體，截止2022年，我國鈦技術領域的專利申請共62828件，前20名主申請人共申請專利7738件，僅占全部專利申請量的12.32%，排名首位的攀鋼集團申請專利1505件，僅占全部專利申請量的2.40%。如前文所述，根據鈦技術領域的專利申請趨勢，判斷我國鈦技術發展階段還處于成長期，而處于成長期的技術領域，必然技術創新參與者眾多，未來隨著產業和技術的進一步發展成熟，優勢會逐步向具有資金、人才、技術的主體集中，實力弱小者逐步退出，形成技術領域各環節由實力雄厚的巨頭主導的格局，因此，當前技術創新主體集中度低是與鈦技術發展階段相互印證的。其次，大學是我國鈦技術創新主要參與者，前20名主申請人中，大學占據14席。這屬于我國科技創新的常見現象，大學，特別是高水平大學在我國各個技術領域都是重要的參與者，尤其是在技術發展的萌芽期，基礎研究多從大學發端，因此高水平大學是我國戰略科技力量的重要組成部分。但同時也說明，在當前階段，企業還沒有成為創新的主力。最后，前20名主申請人中，入圍企業數量雖然不多，但攀鋼集團以1505件專利申請位居首位，高出排名第二的浙江大學的3倍多，是我國僅有的貫穿鈦精礦、鈦化工、鈦金屬全產業鏈的大型企業，涉足鈦產業時間長、技術基礎雄厚，其實力不容小覷。

3區域競爭分析

一個區域的專利申請量反映了地區技術創新能力和產業規模及水平，如果對技術領域進行限定，就可以分析該技術領域在不同區域的發展水平和競爭格局。通過專利檢索發現，我國多數省份均有鈦技術領域的專利申請，表2列出了鈦技術領域專利申請量排名前10位的省份和城市的專利申請情況。

從省份的層面看，江蘇省是我國鈦技術創新力最強的省份，專利申請量達到8349件，居全國首位，占全國專利申請量總數的13.29%，是唯一占比超過10%的省份。江蘇省能成為鈦技術領域專利申請量最多的省份，一方面因為江蘇是我國沿海經濟相對發達的區域，知識產權意識較強，另一方面，江蘇高校眾多，有數十所高校從事鈦技術領域的研究，南京工業大學（239件）、南京理工大學（233件）、蘇州大學（216件）、常州大學（202件）在鈦技術領域專利申請超過200件，還有東南大學、南京航空航天大學、南京郵電大學、南京大學等高校也申請了大量專利。排江蘇省之后是陜西省、北京市、四川省，其中北京市和江蘇省類似，經濟發達，知識產權意思強，從事鈦技術領域研究的高校眾多，而陜西省和四川省都是鈦產業大省，陜西省在鈦金屬加工領域有很強的競爭力，有中國最大的鈦及鈦合金加工制造企業寶鈦集團，而高校科研機構方面，西北工業大學、陜西科技大學、西北有色金屬研究院均位于陜西省，四川省是鈦資源集聚區，攀西地區集聚了全球最多的釩鈦磁鐵礦資源，圍繞釩鈦磁鐵礦進行資源綜合開發的攀鋼集團業務范圍涉及鈦精礦開采、鈦白粉、海綿鈦、鈦材等領域，是我國鈦技術領域專利申請排名首位的申請人。

從城市層面看，北京、西安、上海、攀枝花等是鈦技術領域專利申請較多的城市，如表2所示。在排名前10位的城市中，北京、上海是直轄市，西安、南京、成都、沈陽、杭州是省會城市，蘇州是沿海經濟發達城市，攀枝花和寶雞是內陸地級城市。上述10個城市是鈦技術領域領先城市，直轄市和省會城市強在高校數量多，科技資源豐富，攀枝花和寶雞強在資源和產業優勢，在鈦技術領域創新競爭中，處于領先地位。

4結論與建議

第一，通過對專利申請增長趨勢的判斷，我國當前鈦技術領域發展階段還處于成長期，鈦技術研發十分活躍，新技術、新工藝、新裝備、新產品不斷出現并高速發展，隨著我國大飛機、船舶等鈦材料重點應用行業的起步，未來伴隨這些產業規模巨大、關系國家經濟戰略安全和核心競爭力的行業在規模上的不斷發展壯大和產品上的迭代升級，必將出現對鈦技術創新的巨大需求，同時各種鈦產品在消費品市場中不斷拓展，種類逐漸增多亦強力驅動著鈦技術創新。因此，綜合各類因素，可以判斷我國鈦技術領域在未來相當長的一段時期內，仍將處于成長期，迎來高速發展，對鈦產品和鈦技術創新的需求不斷增長，未來市場前景良好，建議具備研發能力的機構加大對鈦技術的研發力度。

第二，通過專利主申請人的分析，結果顯示，我國鈦技術領域當前發展階段最主要的技術創新競爭主體類型是大學，其次是科研機構和企業。在專利申請量排名前20名的專利主申請人中，大學有14所，占比70%，科研機構和企業各占3位，均占比15%。同時還顯示，當前階段我國鈦技術領域競爭格局中，競爭主體多，而且分散，就整個鈦技術領域而言，還沒有任何一家主體呈現出明顯的技術優勢，更沒有處于壟斷地位的巨頭，專利申請排名首位的攀鋼集團僅以1505件專利申請量占總申請量的2.4%，大學雖然是鈦技術領域競爭主體類型，但參與技術競爭的大學數量眾多，各有側重，沒有任何一所大學取得明顯的優勢地位，浙江大學是鈦技術領域專利申請量最多的大學，排名第二，僅以493件專利申請占總申請量的0.78%。鑒于此，建議大學、科研機構、企業加強產學研合作，著力探索協同創新體系，加強科技成果轉化，推動鈦技術創新和產業發展。

第三，通過對專利申請地的分析，結果顯示，我國鈦技術創新區域競爭呈現遍地開花的分散格局，全國多數省份（直轄市）均參與了鈦技術領域的競爭，區域之間競爭實力差距不明顯，還沒有出現鈦技術創新在特定區域聚集的現象。在省級層面，江蘇、陜西、北京、四川是鈦技術創新具有相對優勢的區域，這些區域是我國鈦資源的聚集地、高校聚集地、產業聚集地，其中江蘇以8349件專利申請排名首位，占全部申請量的13.29%，是唯一占比超過10%的省級區域。在城市層面，北京、西安、上海、攀枝花是相對優勢區域，但優勢同樣不明顯，排名首位的北京，專利申請4882件，占全部申請量的7.77%。

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［責任編輯：付麗萍］

The Development and Competitive Landscape of Titanium

Technology in China from a Patent Perspective

Zhang Yong1， Huo Hong Ying2

（1."Panzhihua Science and Technology Development Strategy

Research Institute， Panzhihua 617001， Sichuan；

2."Vanadium and Titanium College， Panzhihua University， Panzhihua 617000， Sichuan）

Abstract：Titanium， a metal with exceptional properties， is extensively used in cutting-edge premises such as aerospace， ship-building， and national defense， making it a crucial metal of strategic importance."To elucidate the development and competitive dynamics of titanium technology in China."By selecting titanium-related patent application as research sample and examining metrics such as patent applicants， application dates， and locations， the study explores technological trends， key competitors， and regional competitive landscapes from a patent perspective."The findings indicate that China’s titanium industry is currently in a phase of rapid growth with a promising prospect."Universities are the primary competitors， although no single university holds a dominant position due to the widespread involvement of multiple institutions."Regionally， most regions in China are engaged in competition with regard to titanium technology while exhibiting minor differences in terms of actual strength."However， provinces such as Jiangsu， Shaanxi， Beijing， and Sichuan， cities including Beijing， Xi’an， Shanghai， and Panzhihua exhibit notable competitive advantages.

Keywords：titanium industry； titanium technology； titanium development； patent analysis； competitive intelligence； decision-making reference

收稿日期：2023-11-10

基金項目：四川釩鈦產業發展研究中心項目“釩鈦系固態儲氫合金發展現狀分析及對策研究”。

作者簡介：張勇，助理研究員。

*通信作者：霍紅英，副教授，E-mail：258116574@qq.com。