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(guó)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(guó)防軍事、能源動(dòng)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(duì)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(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。

　　1? CVD金剛石膜技術(shù)專利分析
　　1.1技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析
　　國(guó)際專利分類號(hào)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(guó)際專利分類原則，CVD金剛石膜技術(shù)的專利申請(qǐng)應(yīng)當(dāng)分在該IPC分類號(hào)下。因此，使用該IPC分類號(hào)在德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)(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(qǐng)）CVD金剛石膜技術(shù)方面的專利申請(qǐng)。其中，以同族專利的優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)記作基礎(chǔ)專利，美國(guó)擁有589件基礎(chǔ)專利，日本擁有2362件基礎(chǔ)專利，中國(guó)擁有262件基礎(chǔ)專利，歐洲擁有334件基礎(chǔ)專利，其他國(guó)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(qǐng)量變化趨勢(shì)。 　　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(qǐng)了32件，以后申請(qǐng)量逐年快速增長(zhǎng)，到1990—1995年間申請(qǐng)量達(dá)到最高峰的693件，之后又逐年降低，近5年來，申請(qǐng)量只有279件，下降很快。美國(guó)和歐洲對(duì)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(guó)的CVD金剛石膜技術(shù)研究起步較晚，但是，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在國(guó)家“863”和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助下，以及國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略實(shí)施方案的推行下, 中國(guó)的專利申請(qǐng)量從2000年開始快速增長(zhǎng)[2]。
　　從上述分析看出，日本、美國(guó)、中國(guó)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(duì)成熟，例如許多工具級(jí)和熱沉級(jí)產(chǎn)品都已商業(yè)化，進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，但光學(xué)級(jí)和精密電子器件級(jí)的CVD金剛石膜應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品大多仍處在實(shí)驗(yàn)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(gè)重要原因是因應(yīng)用需求而驅(qū)動(dòng)的，例如日本的“工業(yè)振興計(jì)劃”、美國(guó)的“星球大戰(zhàn)計(jì)劃”、歐洲的“尤里卡計(jì)劃”和中國(guó)的“863計(jì)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(duì)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(jì)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(qǐng)量較多，光學(xué)和熱學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量次之。
　　CVD金剛石膜具有很高硬度、強(qiáng)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?qǐng)較早，申請(qǐng)量也大，但隨著技術(shù)業(yè)已成熟，該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)近年來相對(duì)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(chǎng)強(qiáng)、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(píng)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(diǎn)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(qǐng)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(qǐng)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(duì)時(shí)間較晚，因此專利申請(qǐng)量較少，但處在緩慢增長(zhǎng)期。

　　1.3 研究競(jìng)爭(zhēng)分析
　　通常把在美國(guó)、歐洲、日本、中國(guó)和韓國(guó)，即世界公認(rèn)的五大局中的其中3個(gè)局都有申請(qǐng)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(shí)力的高低。圖3給出了部分國(guó)家的重要專利統(tǒng)計(jì)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(guó)和日本具有很強(qiáng)的技術(shù)研發(fā)實(shí)力，德國(guó)和英國(guó)次之，其它國(guó)家或地區(qū)很弱。值得一提的是，中國(guó)的專利申請(qǐng)總量較多，但擁有的重要專利卻很少，原因一方面是中國(guó)在該領(lǐng)域的研究起步較晚，實(shí)力差距大，另一方面是中國(guó)申請(qǐng)人對(duì)海外發(fā)達(dá)國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)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(guó)通用電氣公司、日本住友電器株式會(huì)社和英國(guó)六號(hào)元素公司擁有重要專利數(shù)量較多，顯示出很強(qiáng)的科研實(shí)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(guó)家地區(qū)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)狀況。分析結(jié)果表明：日本、美國(guó)擁有最強(qiáng)的研發(fā)能力和技術(shù)實(shí)力，我國(guó)正處于研究發(fā)展階段，與他們相比仍存在較大差距。我國(guó)研發(fā)機(jī)構(gòu)應(yīng)規(guī)劃好專利戰(zhàn)略，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，提高專利的創(chuàng)新性、實(shí)用性和實(shí)施率，力爭(zhēng)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占有重要一席之地。

　　參考文獻(xiàn)：
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