1、1国际纳米科技文献产出分析研究杨志萍 方曙 王春 高利丹(中国科学院成都文献情报中心，成都，610041)摘要本文从文献计量研究的视角，分析归纳了国内外近年在纳米科技研发方面的国际核心期刊论文与专利的产出结果，探讨了纳米科技的最新发展态势，提出了加强纳米科技文献分析研究，特别是专利文献分析研究的具体思路和方案。关键词纳米科技 论文 专利 文献计量 分析中图分类号G256AbstractThis article, from the angle of biblio-metrics, analyses and summarizes the yielding achievement of the na
2、notechnology patents and papers published in core journals domestically and abroad in recent years, indicates the latest development trend of nanotechnology and then proposes detailed thoughts and schedules to strengthen the analysis of nanotechnology literature, esp. nanotechnology patents.Key Word
3、snanotechnology; paper patent; bibliometrics,analysis1、纳米科技发展概貌纳米科技是世界科技发达国家科技竞争的核心领域之一，其应用发展不仅会为人类生活带来变革性发展，而且还具有巨大的市场潜力。近年来， 纳米科技的研究在宏观上呈现出以下特点：第一，各国投入资金巨大。如布什总统提交国会的2005年预算方案中，纳 米技术的预算为$9.82亿美元，比2001年时的投入翻了一番。2003 年韩国在纳米技 术上的投资达20亿美元。第二，一些科技 发达国家先后制定了国家级纳米科技发展计划，纳米技术研发也正以横跨国家、产业、公司、研究机构和实验室的态势在进行
4、，如美国、日本、德国、法国等都分别制定有国家纳米科技计划，另外欧盟于 2003年建立了纳米技术工业平台，以推动纳米技术2在欧盟成员国的应用。第三，基础研究发展呈强势，纳米科技核心文献量的年相对增长率为33.3%以上。第四，开发应用研究能力大幅度提升，专利量呈倍数上升，专利已成为抢占纳米技术的制高点，专利的领域主要分布于纳米新材料、信息材料及器件、生物医学材料和生活日用品等。2、 国内外纳米文献情况及分析为了对纳米技术的研发情况有较全面的认识，本文将不仅考察论文的产出，而且还分析专利的产出，并 对纳米技术专利在德温特专利数据库和美国专利数据库中呈现出的特征进行剖析。2.1 论文情况自 1999
5、年后，全世界发表纳米科技的论文前 13 个国家或地区的论文总数以 30以上的年增长率增加。2000-2004 年间，各国发表纳米科技的论文被 SCI网络版收录，以研究论文数量排名，前五名的国家依次为美国、中国、日本、德国和法国。图一显示了近五年来 这五名国家有关纳米科技论文在 SCI 网络版收录情况。从图中可看出，美国纳米主题核心论文遥遥领 先，占整个 纳米主题核心论文的 28%；中国 虽然名列第二，但相差美国一半，只有 14%。另外，中国 纳米主题核心论文数虽然 2000-2001 年少于日本，但自 2002 年后超过日本。日本、德国和法国以纳米为主题发表的核心论文分别占整个纳米主题核心论文
6、的12%、10%、6.9%。在 SCI 网络版中，中国的纳米科技论文共有 6 篇被 Science 期刊收录，其中纳米碳管论文占一半。在这 六篇论文中有一篇为 2005 年发表，其余各篇均有被其它论文引用，有两篇引用次数分别都高达 130 多次，引用总次数为 444 次，其中纳米碳管论文被引用次数最多，占整个引用次数的 60%。中国纳米碳管科技论3文表现出的强活跃性，在一定程度上表明了中国纳米碳管研究在世界具有相当地位和水平。图 一 ： 纳 米 主 题 在 国 际 核 心 期 刊 中 收 录 前 五 名 国 家 情 况01000200030004000500060007000800090002
7、000 2001 2002 2003 2004年 代核心论文数 美 国中 国日 本德 国法 国2.2 纳米技术美国专利态势纳米技术在美国专利数据库中表现相当活跃，归纳相关文献研究报导，有以下特征：纳米技术美国专利总数量：2003年具有纳米技术关键词的专利约有8600件，比过去3年（2000-2002年）增长50%；而全部技术领域的专利增长量只比过去3年增长约4% 。纳米技术美国专利国家与地区排名：1976-2002 年间与 2003 年，纳米技术相关美国专利数量排名前 10 名的国家和地区相同的为美国、日本、德国、加拿大、法国、英国、中国台湾和以色列。在 2003 年中新进入排名前 10 名的
8、国家为韩国、荷兰。纳米技术美国专利机构排名：2003 年,纳米技术美国专利数量排名前 5 位机构中首次有四家属于电子公司。1976-2002 年间和 2003 年均进入纳米技术美国专利数量排名前十名的机构为 IBM 公司、美光科技(Micron Technology, Inc.)、明尼苏达矿业及制造公司(Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M)、摩托罗拉4(Motorola)、施乐公司(Xerox Corporation)、加州大学瑞金分校(The Regents of the University of California)、佳能株式会
9、社(Canon Kabushiki Kaisha)、伊士曼柯达公司(Eastman Kodak Company )。2003 年高级微设备公司(Advanced Micro Devices, Inc.)、INTEL 公司和日立公司(Hitachi, Ltd.)取得了突飞猛进的发展，跳跃式地分别发展成为 2003 年的第三、第四和第八名。这表明，纳米科技正在由基 础研究向实际应用和产业化方向迅速发展。纳米技术美国专利的技术领域分布：1976-2002 年间和 2003 年以下几个技术主题均在纳米技术美国专利数量排名的前五名之列(按美国专利分类法分类)：化学：分子生物学和微生物学( Chemist
10、ry: molecular biology and microbiology)；药物：生物影响和身体治疗合成物(Drug: bio-affecting and body treating compositions)。2003 年主动固态元件（如晶体管、固态 二极体）( Active solid-state devices (e.g. transistors, solid-state diodes)、半 导体 设备制造加工( Semiconductor device manufacturing process)专利量明显升高，分别名列第二、三名。 纳米技术美国专利引文：1976-2002 年间和
11、 2003 年，按国家引文数量排名为美国、日本、德国、法国、英国和加拿大，体现出美国专利与大部分国家的专利相互影响程度较大。另外，韩国 2003 年的专利引文量增多，其中表现在对德国的单方引用较多、与美国和日本之间相互引用、被加拿大专利引用的数量提高。在机构引文数量方面，IBM 一直以来是引用核心，在 1976-2002 年和 2003 年都被其它机构的专利引用最多，另外与摩托罗拉、美光科技等机构表现出非常紧密的联系。美光科技在 2003 年其引文量形成了与 IBM 可比体量的第二大引文中心，其研发实力可与 IBM 相媲美。 2003 年，陶氏化学公司、通用 电气、美国海军、默克公司、杜邦和
12、Abbott 实验 室等几家机构在纳米科技 领域专利引文活跃性程度略有降低。52.3 纳米科技专利在世界各国中的态势随着各国不断加大在纳米科技研发上的投入，近年来，纳米技术在全球的总专利数量迅速增加。纳米科技全球专利总量：图二显示了纳米技术专利在德温特专利数据库(DII)中拥有量的年代变化情况。从 图可以看出， 2002年以来，纳米技术专利量增长非常快，特别是2003年其专利量已达到2002年的一倍。根据统计， 2000年至2003年在德温特专利数据库(DII) 中， 纳米技术专利总数量排名前五名的国家 为：美国(32%) 、日本(21%) 、中国(12%)、德国(11%)和韩国(8%) 。图
13、 二 ： 德 温 特 专 利 数 据 库 DII中 纳 米 技 术 专 利 量 年 代 趋 势 变 化 图0100020003000400050006000700080002000 2001 2002 2003 2004年 代 (年 )专利量(件)专 利 量纳米技术各国专利量：图三给出了纳米技术主要专利国/组织的专利量情况。美国专利名列前茅，随之为 世界、日本、中国、欧洲和韩国专利。纳米技术美国专利为中国专利的1.7倍，纳 米技术日本专利为中国专利的1.2倍，纳米技术中国专利是韩国专利的1.9倍。 6图 三 ： 纳 米 技 术 主 要 专 利 国 /组 织 专 利 量 情 况010002000
14、3000400050006000700080009000US WO JP CN EP KR专 利 国 /组 织专利量 专 利 国 专 利 量纳米技术全球专利技术领域排名：按专利量排名，2000-2004年德温特专利数据库(DII)中纳米技术专 利在以下领域依次排名前十位(按德温特分类代码分类)：L-耐火材料、陶瓷、接合 剂 与电化（无机）有机物 (L-Refractories, Ceramics, Cement and Electro(in) Organics)、A-聚合物和塑料(A-Polymers and Plastics)、 B-医药品(BPharmaceuticals)、 P-综合(P
15、General)、 U-半导体和电子线路(U-Semiconductors and Electronic Circuitry)、E-一般化学制品(E-General Chemicals) 、D-食品、清洁剂 、水处理和生物技术(D-Food,Detergents, Water Treatment and Biotechnology)、V-电子元件(V-Electronic Components)、S-仪器、测量测试(S-Instrumentation, Measuring and Testing)、Q-机械(Q Mechanical)。前六名专利量占总专利量的58%。 美国和日本等发达国家的专
16、利重点是纳米技术在信息技术和医药行业的应用，中国则是 纳米材料的制备。3、 加强纳米科技文献研究，为我国纳米技术的发展提供强有力的信息支撑近年来纳米技术专利已成为衡量各国科技竞争优势的重要指标，各国大战的序幕已揭开。因此，深化纳米技术领域的文献计量分析研究，量化科研能力，测度国家纳米科技研发水平与竞争实力，以科研产出具体量化指标支撑国家或7政府机构相关决策层对科技项目的决策规划，以取得国家的竞争优势具有重大的意义。为此，建议积极开展对纳米科技文献的系统比较研究。 纳米科技文献分析研究课题除对论文进行深入分析研究外，在专利分析方面，可以从以下几个方面作进一步的深化研究：(1) 国际纳米技术竞争对
17、手的专利引文研究加强对纳米专利较活跃的国家、机构研究，从纳米技术专利引文角度，定 时开展专利引文情况调研，了解最新专利引文中心情况，以充分掌握全球各国家之间、各机构之间纳米技术研究的相互影响程度，以及各自的活跃程度。如 IBM和美光科技近年来成为世界第一、二引文中心，通过与之相关联的引文网络研究，掌握国际纳米技术的机构与学科方向动态。(2) 纳米专利技术生命周期研究专利的技术周期(TCT)为在专利中引用专利的时间中位数，表明了技术革新的速度或淘汰的时间。一般来 说先进技术的技术周期短。通过对专利的技术生命周期分析，定时研究生命周期最短的世界顶尖机构发展状况，以充分获取纳米技术领域的最新发展方向
18、，为纳 米技术研发项目的布局奠定良好基础。如据统计，近年来，先进微电子器件公司、应用材料公司、明尼苏达矿业及制造公司、美光科技等公司的专利技术生命周期最短。通过对这些公司的研究可获取纳米技术领域当前的技术前沿。(3) 纳米技术专利科学关联度研究专利科学关联度指专利中引用的科学参考文献的数量情况。通过对专利科学关联度的研究，揭示学术 研究与技术开发的关系，以促进基础研究与应用开发更紧密地结合。一般来说，高科学关联性表明该技术 采用了较先进的科学技术。8据报导，科学关联性可对公司的股市行情有预测功能。最新统计表明，加州理工学院、加利福尼亚大学、麻省理工学院、 Genentech公司、美光科技、默克
19、和礼来公司等具有较高的科学关联度。可对这些公司的相关研究文献、专利进行剖析，以掌握基础研究与应用的突破性难点。(4) 纳米专利技术的独立性研究目前国内在国外申请纳米高技术专利并不多，在此种情况下如何取得更多纳米技术知识产权问题显得尤为重要。通过对国际实力较强公司的专利技术独立性了解这个渠道，可对更快 获取更多纳米技术专利有所帮助。如从2002年数据来看，史克美公司、默克公司、贝尔电话实验室、美国海军秘书处、Abbott 实验室等机构具有较高的专利技术独立性，这些机构主要通过采取扩展自己的专利来开发纳米技术。(5) 纳米专利内容地图分析研究 专利内容地图分析系统是基于先进的文本挖掘和图形化技术来
20、进行数据挖掘和知识发现的一种分析系统。通过分析专利的标题和文摘等来对专利的内容信息进行深层次的分析，并以 图形的形式表现出来，以获取纳米科技专利内容的技术主题变化和主流发展方向，识别与掌握纳米重点领域与主题方向。参考文献：1Zan Huang, Hsinchun Chen etc. International nanotechnology development in 2003:Country, institution, and technology field analysis based on USPTO patent database.Journal of Nanoparticle Re
21、search. 2004,(6):325-3542郑笑. 美国纳米科技发展现状.全球科技经济了望.2004,(9):55-613余翔, 蒋文光. 世界纳米专利比较分析和我国纳米专利战略研究. 研究与发展管理.2004,(4):85-9094马晓光 连燕华。中国高技术领域发明专利申请与授权分析. http:/ http:/ 杨志萍(1967-)，女，中国科学院成都文献情报中心副研究馆员，发表论文近20篇，研究兴趣：信息咨询、科技情报研究方曙(1957-)，男，中国科学院成都文献情报中心副主任，研究员， 发表论文60余篇，研究兴趣：情报计量学、知识管理、战略情报研究王春(1976-)，女，中国科学院成都文献情报中心馆员，发表论文5篇，研究 兴趣：信息咨询，科技情报研究高利丹(1979-)，女，中国科学院成都文献情报中心馆员，发表论文4篇，研究 兴趣：期刊编辑，科技情报研究
