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前沿新材料是在基础领域和制造领域取得重大突破后出现或正在发展的。它具备超越传统材料的性能，甚至有反传统性能。这种新材料可能对制造业、国防、民生以及新材料发明理念等产生革命性影响，具有重大的应用前景。新材料领域在发展，这为新一代信息技术、新能源等关键领域的发展带来了新机遇。在当前这个阶段，国际新材料界把重点放在了石墨烯、增材制造材料、超导材料、智能仿生与超材料以及纳米材料等方面。本期主要针对这 5 类材料推送相关的专利信息。内容包含以下方面：最新的行业动态；新增专利的预警分析；公知公用技术的公开情况；对核心专利的解读；以及对产业链发展的剖析。
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最新行业动态
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公知公用技术公开
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核心专利技术解读
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广州市前沿新材料产业发展现状剖析
一、最新行业动态
广东省自然资源厅召开了一场座谈会，这场座谈会是关于化工新材料领域重点建议提案的办理工作。
2022 年 8 月 5 日，于北京召开了化工新材料领域重点建议提案办理工作座谈会。在会上，听取了全国人大代表以及全国政协委员对于高压电缆关键材料、高性能纤维材料、化工新材料领域相关的建议提案办理情况所提出的意见。
会议强调，要将焦点集中在核心职责上。以建议提案的办理为契机，促使行业发展获得新的突破。其一，要对化工新材料的重要性有更深刻的认知。化工新材料属于基础中的基础，是石化化工行业新的增长要点。必须要避免出现“谈化色变”以及“邻避效应”的情况。二是要聚焦材料工业重大问题，针对“科学、技术、工程”一体化协同存在不足的情况，以及对新材料、新技术创新重视不够的短板，推动科技和产业融合，进而提升新材料的产品供给能力。三是要大力激发市场创新活力，让市场在资源配置中展现出决定性作用，同时政府需更好地发挥作用，营造出产学研用一体化的创新生态和政策体系，全力推动创新主体发挥主观能动性。
二、新增专利预警分析
检索后得知，在 2022 年 8 月 1 日至 8 月 31 日这段时间里，前沿新材料领域新增专利公开有 7674 件。其中石墨烯领域新增 608 件，增材制造材料领域新增 1358 件，超导材料领域新增 374 件，智能仿生与超材料领域新增 1323 件，纳米材料领域新增 4400 件。需要注意的是，部分专利同时属于多个技术领域。新增专利的细分领域及主要申请人情况如下图所示。
图1新增专利的细分领域及主要申请人情况（单位：件）
各国专利局的专利数据收集过程存在时间差，而中国新公开专利数据收集时间最短，因此新增的中国专利相对较多。
前沿新材料是新材料产业中较为新的技术分支，其产业化基础较为薄弱。所以高校在该领域能取得更多的研究成果。并且，国内的综合性高校都会涉及前沿新材料的各个重点方向的研究。综合起来看，高校在这方面的排名会比较高。
中国科学院
中国科学院是国家经营性国有资产管理体制改革试点企业。
2018 年 4 月，投资组建了全资子公司“”，其目的是打造中科院化工新材料产业集群的战略布局。公司的主要业务在于利用中国科学院在新材料领域的研发资源与创新能力。通过构建新材料行业科技创新成果产业化的中试放大平台，能够实现中科院化工新材料领域关键与核心科技成果的工程化以及产业化。这为打造化工新材料产业重点领域的领先企业以及产业集群提供了技术支撑。并且可以在若干重要产业中培育出行业细分领域的“隐形冠军企业”，以及由若干中小科技企业组成的创新型企业集群。同时，还能带来显著的经济效益和社会效益。中国科学院本期新增的专利申请数量是 249 件，并且主要集中在纳米材料领域。
浙江大学
浙江大学为中华人民共和国教育部所直属，是一所综合性的全国重点大学。在材料领域方面，浙江大学的材料科学与工程学院属于我国较早开展材料科学与工程研究以及进行人才培养的单位。该学院创设了中国高校中的第一个材料科学与工程学系，还创设了第一个半导体材料博士点等。2017 年 12 月重庆前沿钢材研究院有限公司，浙江大学成立了化学前瞻技术研究中心。该中心围绕着 4 大研究方向，分别是新药物创制、新材料创制、工业关键与前瞻化学技术以及特殊行业化学技术。中心通过引进化工和高分子院系的高层次研究人才，致力于打造一个高质量且高效率的产学研创新平台。浙江大学在本期新增的专利申请数量为 72 件，这些专利申请主要集中在纳米材料和智能仿生与超材料领域。
华南理工大学
华南理工大学为直属教育部的全国重点大学。在 2016 年 5 月，该校成立了前沿软物质学院。此学院采用“学院+高端研究院”的新型学科模式，围绕分子设计与合成等方面开展前瞻性基础研究和技术创新，也围绕多尺度结构调控等方面开展相关工作，还围绕功能和智能先进材料的开发与工程化应用等开展相关活动。
团队还实现了关键战略前沿型新材料的制备以及国产化。团队在基础科学问题领域，首次在国际上提出了一个原创性概念，即通过“逆向功能化”设计理念和精准合成手段制备出一类具有精确化学及聚集体结构的“巨型分子”。团队还发展了以此为原型的软物质材料体系，深入研究了其聚集体结构—性能—功能的构效关系，揭示了其中的普适性机理和规律，并发表了一系列重要成果。华南理工大学本期新增的专利申请数量是 69 件，这些专利申请主要集中在纳米材料领域和增材制造材料领域。
本部分将本领域新增专利中价值度最大的前 10 个挑选出来并列出，其详情在下表 1 中。
三、公知公用技术公开
在 2022 年 8 月 1 日至 8 月 31 日期间，对前沿新材料领域进行检索并筛选后，发现公知公用专利共有 1977 件。其中，石墨烯领域有 184 件，增材制造材料领域有 330 件，超导材料领域有 145 件，智能仿生与超材料领域有 244 件，纳米材料领域有 1151 件。本部分选取了公知公用技术价值度最大的前 10 个并列出，详情见下表 2。
公知公用专利指的是因法律、时域或地域等原因不受法律保护，可让他人免费使用的专利技术。做好对这些专利的引进消化吸收再创新推进工作，能够以低投入、高效率的方式提升企业的自主创新能力。
四、核心专利技术解读
专利文献兼具法律、经济和技术属性。核心专利的出现，通常处于行业发展的关键时期，还会对行业产生颠覆性影响。对新增核心专利进行筛选和解读，能够帮助企业迅速确定产业关键技术的发展现状，为企业的战略决策提供重要的信息支持。
2022 年 8 月 1 日至 8 月 31 日的前沿新材料领域新增了 7674 件专利。其中，专利价值度为 60 以上的专利有 29 件。这些专利分布在不同领域，石墨烯领域有 3 件，增材制造材料领域有 4 件，超导材料领域有 1 件，智能仿生与超材料领域有 4 件，纳米材料领域有 26 件（部分专利具备多个技术方向）。取其中专利价值度超过70以上的两件专利进行解读。
核心专利解读—
核心专利解读-
五、广州市前沿新材料产业发展现状剖析
前沿新材料产业链可分为三个层次，分别是上游原材料、中游材料制造以及下游应用领域。
上游是前沿新材料产业的基础，其包含的主要原材料有金属原料、合金、化学纤维、陶瓷、塑料、生物基、树脂、石墨等，还包括熔融沉积成型设备、光固成型设备、选择性激光烧结设备、电子束熔化设备和 MBE 设备等。
中游是前沿新材料产业的核心部分。它主要涵盖新材料制造领域，具体包括石墨烯材料、超导材料、增材制造材料、智能仿生与超材料、纳米材料、生物医用材料以及液态金属等。
下游是前沿新材料产业的延伸部分，主要是应用领域，这些应用领域广泛地应用于电子电气、汽车、新能源、医疗、航天航空等领域。
图2 前沿新材料产业链全景
广州市前沿新材料产业发展定位分析：
新材料产业属于我国七大战略新兴产业的范畴。它是整个制造业实现转型升级的产业基础。在国家政策以及下游市场的双重推动之下，我国的新材料产业一直保持着快速增长的态势。当下，已经形成了集群式的发展模式，呈现出以环渤海、长三角、珠三角为重点，东北以及中西部特色较为突出的产业集群分布情况。各个区域的材料产业在发展以及空间分布方面，都有各自的优势，并且各具特点。
在纳米材料、生物医用材料、新能源材料、电子信息材料等领域具备较强竞争优势。
长三角地区工业基础较为雄厚，交通物流较为便利，产业配套较为齐全。它是我国新材料产业基地数量最多的地区，同时也是新材料产品的重要消费市场。目前，已形成了涵盖航空航天、新能源、电子信息、新兴化工等领域的新材料产业集群。
《广东省战略性新兴产业发展“十三五”规划》指出，广东省当下主要在发展三种新材料。其一为前沿新材料；其二是高性能复合材料及特种功能材料；其三是高端精品钢材。
图3 全国前沿新材料产业专利数量分布热力图
广东省的新材料产业主要集中在广州、深圳、东莞、佛山等地。其产业以外向出口型为主。新材料产业的集中度较高。技术创新型中小企业在其中占据主导地位。并且在电子信息材料、改性工程塑料、陶瓷材料等领域具备较强优势。
从图中能够看出，广州市在前沿新材料产业拥有的专利数量是 11654 件，此数量占广东省的 30.31%，并且在专利数量上仅低于深圳市。广州市作为广东发展新材料的一个重要城市，在新材料产业方面给予了大力的扶持，还陆续制定并出台了支持新材料产业发展的政策规划。重点发展以下材料：先进高分子材料、先进无机非金属材料、先进复合材料、先进合金材料、工程塑料及精细化工产品。同时加强对石墨烯新材料、3D 打印高性能材料等前沿新材料的研发与突破。
图4 广东省前沿新材料产业专利数量分布热力图
进一步聚焦分析维度，对中国前沿新材料产业重点城市的创新发展现状进行研究，以此来获知广州市在前沿新材料产业方面的发展优劣势。
十三五期间，全国众多城市和地区陆续出台了支持新材料产业发展的政策规划，积极大力发展新材料产业，全国涌现出了一批在新材料产业发展方面具有显著特色的城市。从全国范围内挑选出具有区域代表性的 15 个重点城市，像广州市、深圳市、上海市、重庆市、天津市、南京市等，对它们在本产业的专利分布情况进行横向对比，统计结果如图 5 所示。
从图中能看出，上海市在全国前沿新材料产业居于第一梯队，其专利总量比中国其他城市都要多很多。而广州市的前沿新材料产业处于第二梯队，其发明有效专利超过了 3000 件。在前沿新材料产业的重点细分方向上，广州市的创新能力处于中等水平，优势和劣势都不是很明显。进一步聚焦各城市企业专利占比后可以发现，与深圳市、上海市等城市相比，广州市前沿新材料企业的专利占比较低，并且专利主要在高校手中。所以，广州市在前沿新材料领域开展产学研合作，激发高校科研成果的转化潜力，提升高校科技成果的转移和转化水平，这是非常紧迫的事情。
图5 中国十五大前沿新材料城市专利分布状况
广州市前沿新材料产业基础分析：
企业是产业发展的主要载体，同时也是产业发展的基础。我们可以通过挖掘广州前沿新材料产业领域中重点企业的专利布局情况，从而获知企业的研发方向以及产业的发展趋势。
图 6 数据表明，南方电网在超导材料领域的专利申请数量居于首位，对该技术领域最为关注，这与在广东成立的相关事宜有关。该实验室的成立为南方电网的各项超导技术及装备研发提供了有力的支撑，帮助南方电网抢占了超导技术研发及应用领域的制高点。从横向对比的角度来看，南方电网在超导材料领域处于独领风骚的地位，其他企业在该领域几乎没有专利申请。金发科技的研发重点聚焦于纳米材料和增材制造材料领域。作为国内塑料领域的龙头企业，金发科技受国内环保低碳政策的影响，已经在纳米材料、环保材料等领域提前布局相关专利。其研发重点也在纳米材料领域，并且该公司还是中国科学院新型特种精细化学品技术创新与产业化联盟的牵头单位，在纳米材料领域有着较深入的研究。TCL 集团的研发侧重点在于纳米材料以及智能仿生与超材料领域，因为这与它的主营业务相关。通过借助纳米材料和智能仿生与超材料，能够为产品研发升级提供助力。而它的研发重点是石墨烯材料领域，这与它的主营业务是纳米石墨烯有关。
可以看出，前沿新材料产业的企业主要有两种类型。一类是利用前沿新材料技术来助力企业业务，像南方电网、金发科技、TCL 集团这样的企业，这类企业的相关专利布局倾向于底层基础技术研究，专利的应用领域较为固定，权利要求的保护范围相对较窄。另一类是其自身业务专注于前沿新材料产业，像[此处应补充具体代表企业]这样的企业，这类企业的相关专利技术应用面广，会助推前沿新材料产业转型升级。
图6 广州市前沿新材料产业重点企业专利布局状况
广州市人工智能产业新进入者预警分析：
行业新进入者的专利布局能够揭示产品的研发方向。近年来，一些新的企业或者龙头企业由于有开发新研发方向的需求，于是新建了企业，并开始进入这一产业领域。
采集 2021 - 2022 年才有发明专利公开的产业新进入者的专利信息后得知，2021 - 2022 年广州新进入者的发明专利总量是 59 件。行业新进入者的切入点主要集中在纳米材料领域，例如 2020 年成立的某公司，其主要业务围绕氢能及储能产业展开研发设计，在纳米材料领域的专利布局主要从侧面为其主营业务提供助力。其次是智能仿生与超材料。2015 年成立了一家公司，这家公司主要从事生物医用材料的研发。目前重庆前沿钢材研究院有限公司，该公司正在进行骨修复材料的研究。它借助智能仿生与超材料来辅助研发这项技术。在石墨烯和超导材料领域，目前新进入的企业比较少，这是因为这两个行业被龙头企业所垄断，行业进入的门槛比较高。
可以看出，新进入者的技术布局重点在纳米材料领域。然而，整体专利布局的数量相对较少。这表明行业新进入者大多处于创新的初期阶段。
图7 行业新进入者的专利布局状况
本数据是对 2021 - 2022 年公开发明专利的新进入者的专利布局进行采集所得的，其中发明专利的单位是“件”。
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