











摘 要:【目的】深入分析江蘇省集成電路產業的專利申請趨勢、地市專利布局、技術生命周期及IPC分布情況,以明確該省集成電路產業的發展特點和未來方向。【方法】研究采用了專利指標法,結合定量與定性分析,計算技術生長率、成熟系數、衰老系數等關鍵指標,評估江蘇省集成電路產業的技術發展階段。同時,搜集并分析江蘇省集成電路產業的專利數據,包括申請量、專利權人排名及技術領域分布等。【結果】江蘇省集成電路技術專利主要集中在蘇州、無錫和南京,技術領域涉及半導體器件和電子數據處理等。技術生命周期分析顯示,江蘇省集成電路技術正處于成長與成熟期,但存在關鍵技術突破的需求。【結論】基于研究結果,建議江蘇省繼續出臺支持政策,加強區域產業協作,建立產業發展基金,以提升集成電路產業的技術實力。
關鍵詞:專利分析;專利管理地圖;集成電路
中圖分類號:F426;G306" " "文獻標志碼:A" " 文章編號:1003-5168(2025)03-0126-08
DOI:10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.03.026
Analysis of Jiangsu Province's Integrated Circuit Industry
JIANG Jun DONG Siwei CHEN Tanji YU Yinghao
(Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)
Abstract: [Purposes] This paper aims to the analyze the patent application trend, patent layout, technology life cycle and IPC distribution of the integrated circuit industry in Jiangsu Province, so as to clarify the development characteristics and future direction of the integrated circuit industry in Jiangsu Province. [Methods] The research adopts the patent index method, combines quantitative and qualitative analysis, and calculates key indicators such as growth rate, maturity coefficient, and aging coefficient to evaluate the technological development stage of the integrated circuit industry in Jiangsu Province. At the same time, this paper collects and analyzes the patent data of the integrated circuit industry in Jiangsu Province, including the number of applications, the ranking of patentee and the distribution of technical fields. [Findings] The patents of integrated circuit technology in Jiangsu Province are mainly concentrated in Suzhou, Wuxi and Nanjing, and the technical fields involve semiconductor devices and electronic data processing. Technology life cycle analysis shows that integrated circuit technology is in the growth and maturity stage, but there is a demand for key technology breakthroughs. [Conclusions] Based on the research results, Jiangsu Province should continue to introduce support policies, strengthen regional industrial cooperation, and establish industrial development funds to enhance the technological strength of the integrated circuit industry.
Keywords: patent analysis; patent management map; integrated circuit
0 引言
集成電路(Integrated Circuit,IC)是高技術產業的核心組成部分,具有技術密集、資本密集和勞務密集的特性[1],也是目前全球各國科技角力的核心。從全球競爭格局看,集成電路產業具有明顯的頭部效應,少數掌握核心科技的領軍企業占據全球市場主導地位。目前,全球IC市場主要被美國、韓國、日本等國家占領,中國正在減少與前述地區的差距,但仍有不小的距離。
江蘇省是中國集成電路產業的重要基地,擁有良好的產業基礎。其中,無錫、江蘇、南通、南京均躋身中國集成電路產業規模城市排行前15名[2]。本研究通過分析專利數據,旨在為江蘇省集成電路產業的技術進步和戰略規劃提供決策支持。
1 專利管理地圖
1.1 管理地圖概念
專利地圖(Patent Map)是一種在分析與利用專利信息過程中常用的可視化專利分析方法,其通過縝密的統計分析,將多種與專利相關的資料信息整理成容易解讀的圖表,使其具有類似地圖的指向功能[3]。
專利地圖能夠幫助使用者統計專利數量、地區分布、競爭者、發明人、引用情況和分類號分布等專利信息,以描繪行業發展趨勢。此外,使用者還可以通過專利地圖創建多種圖表,以洞察技術發展方向,評估競爭對手實力,如年度專利增長圖、企業專利持有量動態變化圖、全球專利來源地域分析圖、發明人對比圖等。
2 研究目的及方法
2.1 研究目的
集成電路產業是支撐國民經濟和社會發展的戰略性、基礎性和先導性產業。江蘇省作為我國的科技大省和經濟大省,出臺了一系列政策以推動集成電路產業發展,如2023年江蘇省人民政府印發了《關于進一步促進集成電路產業高質量發展的若干政策》。本研究通過分析江蘇省集成電路領域的專利申請,使用專利管理地圖研究此領域的發展趨勢和技術動向。
2.2 研究方法
本研究利用專利管理地圖方法,在IncoPat專利數據庫檢索并分析了2012—2023年江蘇省集成電路產業的專利數據。研究涉及專利申請趨勢、地區分布、技術發展階段和專利權人等信息,旨在為該省集成電路產業的技術發展和戰略規劃提供決策支持。
2.3 檢索要素獲取
2.3.1 數據來源。本研究選用IncoPat專利數據庫作為主要的檢索工具,該數據庫包含了全球158個國家、組織和地區的超過1.7億項專利信息,確保了數據的廣泛性和時效性。借助這一全面的數據庫,本研究能夠高效獲取最新的專利數據,為后續分析提供堅實的信息基礎。
2.3.2 檢索策略。集成電路產業通常分成IC設計、IC制造、IC封裝測試及材料設備等4大領域。其中材料設備再細分為12英寸硅片、高端光刻膠、EUV、EDA、FPGA、DRAM、PFFE等方向。本研究基于文獻調研,確定各細分領域的關鍵詞表,并分別制定檢索策略,經過整合合并后統一檢索。檢索時間為2012—2023年,檢索地域限制為江蘇省。
3 結果分析
3.1 申請趨勢分析
如圖1所示,江蘇省集成電路產業的專利申請量在2015年前保持在較低水平,隨后緩慢增長,直到2019年開始顯著上升,并在2022年達到了頂峰,此時申請量高達1 219件,這與全國集成電路產業技術發展的大趨勢相吻合。這一增長可能與2020年國務院發布的《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》有關,該政策及隨后的一系列專門支持集成電路產業的措施,為該領域的技術創新和研發提供了強有力的支撐。然而,2021年后美國針對我國的科技封鎖措施,如《2022年芯片與科學法案》的簽署,對我國集成電路產業帶來了挑戰。
3.2 江蘇省專利申請分布情況
江蘇省內各地級市的專利申請分布情況能夠展現江蘇省各地區集成電路產業的發展狀態和技術研發情況,從而為管理者制定決策提供依據。
如圖2所示,在江蘇省集成電路領域專利申請量排名前3的地級市分別是蘇州市、無錫市和南京市。蘇州在集成電路封裝測試、設計和第三代半導體材料等方面保持領先,其擁有中國科學院蘇州納米所等研究機構,是集成電路產業的重要基地。蘇州工業園區是國內集成電路產業集中度較高、企業較為密集的園區之一,聚集了40多家設計企業。無錫作為國家南方微電子工業基地中心,擁有完整的集成電路產業鏈,產業規模不斷擴大,2021年產值達到1 780億元,2022年產值增長至2 091億元,形成了以新吳區為核心的集成電路全產業鏈發展格局。南京的集成電路產業主要聚集在江北新區,其采取“一核兩翼三基地”的產業布局策略,以江北新區為核心,推動產業鏈的全面發展,并在浦口區、江寧區、江北新區等地形成了重點產業集聚區。目前南京市擁有臺積電、華天科技、長晶科技等一批行業龍頭企業,集聚了260余家集成電路企業,覆蓋芯片設計、晶圓制造、封裝測試及終端制造等全產業鏈環節。相比之下,江蘇省其他地級市,如鎮江、淮安、鹽城等地的研發實力較弱,專利申請數量較少。
3.3 專利權人分析
專利權人擁有授權專利量的多少,某種程度上反映了其在該技術領域的創新水平[4]。本研究基于專利檢索結果,分析江蘇省集成電路領域擁有專利數量排名前10的專利權人及其性質。
如圖3所示,擁有專利數量排名前3的專利權人分別是蘇州浪潮智能科技有限公司、江蘇長電科技股份有限公司和中國電子科技集團第五十五研究所。這三家企業擁有大量專利,顯示出其在技術創新和保護方面的重大量投入。特別是蘇州浪潮智能科技有限公司,從專利儲備可以看出,其在行業中的領先地位和未來的市場潛力。
值得注意的是,排名前3的專利權人均為民營企業,這一現象反映出江蘇省集成電路領域的民營企業在研發創新上具有強勁的動力和活力。這些企業通過持續的技術創新和專利積累,正逐步成為推動行業發展的重要力量。
如圖4所示,從專利權人的性質來看,企業類專利權人擁有的專利數量高達6 976件,占據了壓倒性的優勢,而高校和科研單位的專利數量較少。這說明江蘇省在將科研成果轉化為產業應用方面的不足,高校和科研機構在推動產業技術創新和產學研合作方面的作用尚未充分發揮,沒有將江蘇優質的高教資源與產業界緊密結合。
3.4 技術生命周期分析
技術生命周期分析能夠幫助企業決策者識別技術發展狀態。它通過分析專利申請和授權的時間序列變化,構建生命周期曲線,確定技術發展階段。本研究使用專利指標法,結合定量和定性分析,更精確地評估了江蘇省集成電路產業的技術成熟度和演化過程。
專利指標法的實施包括以下步驟:首先,計算3個關鍵指標的歷史值,包括技術生長率(ν)、技術成熟系數(α)及技術衰老系數(β);其次,分析這些指標隨時間的變化趨勢;最后,根據分析結果判斷技術所處的發展階段。關鍵指標的計算過程如下。
①技術生長率(ν)是技術領域發明專利申請量(a)與過去5年該領域發明專利申請總量(A)的比例,若該比率連續數年增長,表明技術處于成長期。其計算公式見式(1)。
ν=a/A (1)
②技術成熟系數(α)是技術領域發明專利申請量(a)與該領域發明專利申請量(a)及實用新型專利申請量(b)總和的比例。若該系數逐年下降,表明技術已進入成熟期。其計算公式見式(2)。
α=a/(a+b) (2)
③技術衰老系數(β),是技術領域發明專利申請量(a)和實用新型專利申請量(b)的總和與包括外觀設計專利申請總量(c)在內的總申請量的比例。若該系數逐年降低,可能意味著技術正在步入衰老期[5]。其計算公式見式(3)。
β=(a+b)/(a+b+c) (3)
3.4.1 技術生長率。通過對檢索到的數據進行統計,得到如表1所示的2008—2022年江蘇省集成電路領域發明專利申請量。
將表1中指標數據代入式(1),得出江蘇省集成電路產業技術生長率,并繪制成折線圖,如圖5所示。江蘇省集成電路產業呈現“V”型發展趨勢。2015年前,技術生長率不斷下降,表明產業初起,技術創新慢。2015至2016年,技術生長率上升,說明此時集成電路產業快速增長,原因可能是受政策和市場需求推動。2016至2018年,技術生長率繼續上升,并在2018年達到高峰,反映出集成電路技術實現突破,產業進一步擴張。2018年后,技術生長率下降,可能與中美貿易摩擦對全球供應鏈的影響有關。2021年,技術生長率回升,可能是國家集成電路產業投資基金和地方政策的支持,提升了江蘇省集成電路產業鏈的發展水平和企業競爭力。
3.4.2 技術成熟系數。江蘇省集成電路技術的發明專利申請量及該技術的發明專利和實用新型專利的申請總量的歷年數據如表2所示。把表2中數據代入式(2),得出歷年的技術成熟系數并畫成折線圖,如圖6所示。圖6的數據顯示,江蘇省集成電路產業的技術成熟系數α經歷了“U”型變化。2016年前,技術成熟系數下降,反映技術成熟度增長緩慢,可能原因是創新不足和產業規模小。2016至2017年,技術成熟系數上升,表明技術快速生長,這主要得益于政策的支持和市場需求增多。2017至2020年,技術成熟系數下降,可能原因是產業瓶頸。2020年后,技術成熟系數再次上升,說明集成電路迎來了技術變革和新的生長點。總體來看,江蘇省集成電路產業的技術成熟系數α的變化趨勢揭示了產業發展的不同階段和面臨的挑戰。通過持續的政策支持、技術創新和市場拓展,江蘇省集成電路產業有望在未來實現進一步發展。
3.4.3 技術衰老系數。江蘇省集成電路產業的發明和實用新型專利申請量,發明、實用新型和外觀設計專利申請量的總和如表3所示。將表3中數據代入式(3),得出各年的技術衰老系數并繪制成折線圖。如圖7所示,從2012年到2020年,該系數波動不大,整體穩定,說明產業在這段時間內技術穩步成熟。2021年技術衰老系數下降,可能與全球經濟波動和中美貿易摩擦有關,導致技術創新受阻。但從2022年起,技術衰老系數回升,這可能得益于政府政策支持和企業研發投入的增加。這一上升趨勢顯示江蘇省集成電路產業在調整后重新煥發活力,展現出新的增長潛力,這表明江蘇省集成電路產業在面對外部挑戰和內部發展需求時,能夠通過不斷地技術創新和產業升級,保持其競爭力和市場地位。
3.5 技術構成分析
通過深入分析集成電路領域內的專利IPC分類號及其各自涵蓋的專利數量,本研究揭示了該領域的技術結構和市場參與者集中關注的技術焦點。本研究利用檢索結果,針對集成電路領域專利申請中的IPC進行大類、小類分析,以得到本領域專利申請的技術構成情況[6],如圖8所示。
在江蘇省集成電路領域,專利申請的分布情況揭示了該省在這一高技術產業中的技術研發重點和創新趨勢。本研究通過分析專利申請的IPC分類號分布情況(見表4),發現大部分專利申請集中在G部物理、H部電學及B部作業和運輸分類。這些分類涵蓋了集成電路產業的核心技術,包括但不限于半導體器件的設計、制造和應用。
具體到技術細節,特別是在H01分類半導體器件上,江蘇省擁有2 370件屬于H01L分類的專利申請,這不僅顯示了江蘇省在半導體技術研發上的大量投入,也反映了其在全球半導體產業較強的競爭力。
此外,G06分類計算、計數、計算設備下的G06F小類電數字數據處理也是江蘇省專利申請的熱點領域,共有702件專利申請。這一領域的專利集中在數據處理和計算技術,對于提升集成電路的數據處理能力和智能化水平至關重要。值得注意的是,B28D分類加工石頭或類似石頭的材料雖然在集成電路產業中不是主要分類,但也有677件專利申請,這可能意味著江蘇省在材料科學領域也有所布局,特別是在與集成電路相關的新材料研發方面。
盡管江蘇省在芯片設計、制造、封裝測試等領域有專利布局,其核心專利數量和質量與國際先進水平相比仍有差距。特別是在FinFET和EUV光刻技術等尖端技術方面,江蘇省的專利主要集中在H01L 29/00,H01L 27/00,G03F 7/00,H01L 21/00等分類號,但在這些關鍵技術領域的專利數量相對較少,且這些專利的影響力和創新程度與國際先進水平相比尚有不足。
江蘇省集成電路產業的優勢企業在專利申請上表現出一定的集中度,但核心技術研發面臨資金和周期有限、風險承受能力低和知識產權保護不足等挑戰,導致其技術創新多為模仿和集成,缺乏原創突破。此外,江蘇省集成電路產業的PCT國際專利申請數量較少,說明其國際競爭力和影響力較弱。
4 結論與建議
4.1 結論
江蘇省集成電路產業自2015年后專利申請量激增,2022年達1 219件。蘇州、無錫和南京是主要申請城市,且蘇州在設計和封裝測試領域尤為突出。無錫作為微電子工業基地,產值增長顯著。南京的集成電路企業集中江北新區,涵蓋整個產業鏈。專利分析顯示蘇州浪潮智能科技有限公司等企業在技術創新上占優勢。技術生命周期分析表明江蘇省集成電路產業已從技術積累階段過渡到成長期,并正在進入成熟期。江蘇省在H01L和G06F專利分類上表現強勁,但仍需加強尖端技術領域的研究。
4.2 建議
4.2.1 堅持政策引導,加強財政支持,攻克技術難關。江蘇省應加大集成電路產業研發投入,實現核心技術突破。加強實驗室和創新中心建設,提供稅收優惠和資金支持,鼓勵使用國產設備。在設計領域,抓住云計算、物聯網、大數據等新興技術的發展機會,推進移動智能和網絡通信技術研發進程,增強產業競爭力。在制造和封裝測試領域,應加快先進生產線建設,提升智能化水平。此外,還應強化裝備與材料研發,如光刻機、刻蝕機、離子注入機等,確保產業鏈的完整性。
4.2.2 加強產業分工協作,構建全產業鏈體系。江蘇省已形成完整的集成電路產業鏈,擁有眾多知名企業。為促進產業協同,建議省內各地級市之間建立聯盟,共享資源,實現產業鏈的緊密對接。非領先城市應與領先城市形成互補,發揮各自特色,例如無錫應利用其在封裝測試領域的優勢,與南京、蘇州等城市合作。為了優化產業鏈布局,應根據各地區的產業特點和優勢,形成具有特色和互補的產業集群,以增強江蘇省集成電路產業的整體競爭力。通過合理的產業分工協作,構建全省范圍內的產業鏈體系,實現資源優化配置和產業鏈的高效運作。
4.2.3 加強企業、科研院所及高校之間的產學研合作,重視知識產權人才培養。依托江蘇省產學研協同創新計劃和江蘇省科技創新基金,加強產學研合作,促進資源共享和信息交流。通過科技成果轉化基金和知識產權培訓提高科研成果的應用效率。利用研發費用加計扣除政策和專項資金支持企業研發,同時提升高校和科研機構的創新能力。實施稅收優惠政策,建立知識產權保護制度,促進人才流動和培養,并通過定期舉辦產業發展論壇,鼓勵企業進行前瞻性研究,從而推動江蘇省集成電路產業的創新發展和競爭力提升。
4.2.4 建立江蘇省集成電路產業發展基金。從世界經驗來看,政策扶持是集成電路產業發展的關鍵。建議江蘇省設立集成電路產業發展基金,通過政府和社會資本合作模式,資助關鍵技術研發,助力企業成長。該基金可由專業機構管理,確保資金合規高效使用,并與現有政策協同,共同推動產業創新。基金旨在提高資源利用率,加速技術進步,培養專業人才,提升江蘇省集成電路產業競爭力,助力其高質量發展。
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