摘要：化學(xué)氣相沉積金剛石膜具有優(yōu)異的性能，在高新技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。本文從國內(nèi)外專利文獻(xiàn)方面分析化學(xué)氣相沉積金剛石膜技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用進(jìn)展。
　　關(guān)鍵詞：化學(xué)氣相沉積；金剛石膜；專利
　　化學(xué)氣相沉積（CVD）金剛石膜具有極其優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)和電化學(xué)等性能，因此在生物醫(yī)學(xué)、國防軍事、能源動力等一系列高新技術(shù)領(lǐng)域具有非常好的應(yīng)用前景，并曾在20世紀(jì)80年代中期形成席卷全球的“金剛石熱”[1]。
　　三十余年來，CVD金剛石膜技術(shù)研究取得了巨大進(jìn)展。本文將從專利文獻(xiàn)角度，通過對全球CVD金剛石膜技術(shù)領(lǐng)域的專利文獻(xiàn)進(jìn)行客觀分析，揭示CVD金剛石膜技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)和競爭態(tài)勢。

　　1? CVD金剛石膜技術(shù)專利分析
　　1.1技術(shù)發(fā)展趨勢分析
　　國際專利分類號C23C16/27的技術(shù)主題表示為“采用化學(xué)氣相沉積工藝僅沉積金剛石”，按照國際專利分類原則，CVD金剛石膜技術(shù)的專利申請應(yīng)當(dāng)分在該IPC分類號下。因此，使用該IPC分類號在德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(DWPI)中檢索。
　　檢索發(fā)現(xiàn)：截止到2015年12月，共有3601件（同族專利記為一件申請）CVD金剛石膜技術(shù)方面的專利申請。其中，以同族專利的優(yōu)先權(quán)申請記作基礎(chǔ)專利，美國擁有589件基礎(chǔ)專利，日本擁有2362件基礎(chǔ)專利，中國擁有262件基礎(chǔ)專利，歐洲擁有334件基礎(chǔ)專利，其他國家和地區(qū)擁有五十余件。圖1給出了CVD金剛石膜技術(shù)專利申請量變化趨勢。 　　從圖1可看出，日本CVD金剛石膜技術(shù)研究開發(fā)很早，在1980—1985年間就申請了32件，以后申請量逐年快速增長，到1990—1995年間申請量達(dá)到最高峰的693件，之后又逐年降低，近5年來，申請量只有279件，下降很快。美國和歐洲對CVD金剛石膜技術(shù)的研究是從二十世紀(jì)80年代中期才開始興起，隨后逐年遞增,到九十年代中期達(dá)到高峰，隨后也進(jìn)入下降通道。而中國的CVD金剛石膜技術(shù)研究起步較晚，但是，隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在國家“863”和國家自然科學(xué)基金等項目資助下，以及國家知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略實施方案的推行下, 中國的專利申請量從2000年開始快速增長[2]。
　　從上述分析看出，日本、美國、中國和歐洲，在CVD金剛石膜技術(shù)研究開發(fā)上都取得了很多成果，CVD金剛石膜技術(shù)已經(jīng)相對成熟，例如許多工具級和熱沉級產(chǎn)品都已商業(yè)化，進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，但光學(xué)級和精密電子器件級的CVD金剛石膜應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品大多仍處在實驗階段，還有待進(jìn)一步開發(fā)。

　　1.2應(yīng)用領(lǐng)域分析
　　CVD金剛石膜技術(shù)研究之所以快速發(fā)展，其中一個重要原因是因應(yīng)用需求而驅(qū)動的，例如日本的“工業(yè)振興計劃”、美國的“星球大戰(zhàn)計劃”、歐洲的“尤里卡計劃”和中國的“863計劃”[3]等都曾把CVD金剛石膜列為科技發(fā)展中的關(guān)鍵材料技術(shù)之一，并對CVD金剛石膜技術(shù)應(yīng)用寄予厚望。
　　圖2給出了主要應(yīng)用領(lǐng)域基本專利數(shù)量統(tǒng)計圖。 　　從圖2可以看出，電子學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域、機(jī)械加工和耐磨部件的專利申請量較多，光學(xué)和熱學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的專利申請量次之。
　　CVD金剛石膜具有很高硬度、強度和極低摩擦系數(shù)等優(yōu)異組合性能，因此是理想的工具和工具涂層材料，在機(jī)械加工和耐磨部件領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。該領(lǐng)域?qū)饎偸べ|(zhì)量要求低，而且使用范圍廣，因此該應(yīng)用領(lǐng)域?qū)＠暾堓^早，申請量也大，但隨著技術(shù)業(yè)已成熟，該領(lǐng)域的專利申請近年來相對較少。CVD金剛石膜半導(dǎo)體具有很高的飽和電子速率、高擊穿場強、高載流子遷移率和很大的禁帶寬度，是迄今為止所有半導(dǎo)體材料中按Key’s優(yōu)值或Johson優(yōu)值評比最優(yōu)秀的半導(dǎo)體材料[3]，因此CVD金剛石膜電子學(xué)應(yīng)用成為熱點研究領(lǐng)域。例如電子學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的金剛石高溫半導(dǎo)體，在二十世紀(jì)90年代該領(lǐng)域的專利申請量較多，之后有所下降，導(dǎo)致下降的原因在于：該應(yīng)用領(lǐng)域?qū)饎偸さ馁|(zhì)量要求非常高，大面積單晶異質(zhì)外延和n型摻雜研究進(jìn)展不盡人意。金剛石膜在熱學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域主要是作為非常理想的熱沉材料，技術(shù)上早已非常成熟，因此該應(yīng)用領(lǐng)域的專利申請主要集中在早期；其它光學(xué)、電化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的研究發(fā)展相對時間較晚，因此專利申請量較少，但處在緩慢增長期。

　　1.3 研究競爭分析
　　通常把在美國、歐洲、日本、中國和韓國，即世界公認(rèn)的五大局中的其中3個局都有申請的同族專利，稱作“重要專利”[4]。在高科技領(lǐng)域中的重要專利數(shù)量更能反映出技術(shù)研發(fā)實力的高低。圖3給出了部分國家的重要專利統(tǒng)計圖，表1列出了全球重要企業(yè)擁有專利情況。 　　從圖3可以看出，在CVD金剛石膜技術(shù)領(lǐng)域，美國和日本具有很強的技術(shù)研發(fā)實力，德國和英國次之，其它國家或地區(qū)很弱。值得一提的是，中國的專利申請總量較多，但擁有的重要專利卻很少，原因一方面是中國在該領(lǐng)域的研究起步較晚，實力差距大，另一方面是中國申請人對海外發(fā)達(dá)國家的競爭市場還不夠重視。從表1看出，日本的重要企業(yè)數(shù)量最多，美國通用電氣公司、日本住友電器株式會社和英國六號元素公司擁有重要專利數(shù)量較多，顯示出很強的科研實力。 　　2? 結(jié)論
　　從專利文獻(xiàn)分析了CVD金剛石膜技術(shù)的發(fā)展歷程、重要應(yīng)用領(lǐng)域和國家地區(qū)競爭優(yōu)勢狀況。分析結(jié)果表明：日本、美國擁有最強的研發(fā)能力和技術(shù)實力，我國正處于研究發(fā)展階段，與他們相比仍存在較大差距。我國研發(fā)機(jī)構(gòu)應(yīng)規(guī)劃好專利戰(zhàn)略，加強產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，提高專利的創(chuàng)新性、實用性和實施率，力爭在國際競爭中占有重要一席之地。

　　參考文獻(xiàn)：
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