摘要：化學氣相沉積金剛石膜具有優異的性能，在高新技術領域有著廣泛應用。本文從國內外專利文獻方面分析化學氣相沉積金剛石膜技術的研究現狀與應用進展。
　　關鍵詞：化學氣相沉積；金剛石膜；專利
　　化學氣相沉積（CVD）金剛石膜具有極其優異的電學、光學、熱學、力學、聲學和電化學等性能，因此在生物醫學、國防軍事、能源動力等一系列高新技術領域具有非常好的應用前景，并曾在20世紀80年代中期形成席卷全球的“金剛石熱”[1]。
　　三十余年來，CVD金剛石膜技術研究取得了巨大進展。本文將從專利文獻角度，通過對全球CVD金剛石膜技術領域的專利文獻進行客觀分析，揭示CVD金剛石膜技術發展脈絡和競爭態勢。

　　1? CVD金剛石膜技術專利分析
　　1.1技術發展趨勢分析
　　國際專利分類號C23C16/27的技術主題表示為“采用化學氣相沉積工藝僅沉積金剛石”，按照國際專利分類原則，CVD金剛石膜技術的專利申請應當分在該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據庫(DWPI)中檢索。
　　檢索發現：截止到2015年12月，共有3601件（同族專利記為一件申請）CVD金剛石膜技術方面的專利申請。其中，以同族專利的優先權申請記作基礎專利，美國擁有589件基礎專利，日本擁有2362件基礎專利，中國擁有262件基礎專利，歐洲擁有334件基礎專利，其他國家和地區擁有五十余件。圖1給出了CVD金剛石膜技術專利申請量變化趨勢。 　　從圖1可看出，日本CVD金剛石膜技術研究開發很早，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金剛石膜技術的研究是從二十世紀80年代中期才開始興起，隨后逐年遞增,到九十年代中期達到高峰，隨后也進入下降通道。而中國的CVD金剛石膜技術研究起步較晚，但是，隨著中國經濟的快速發展，在國家“863”和國家自然科學基金等項目資助下，以及國家知識產權戰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金剛石膜技術研究開發上都取得了很多成果，CVD金剛石膜技術已經相對成熟，例如許多工具級和熱沉級產品都已商業化，進入批量生產階段，但光學級和精密電子器件級的CVD金剛石膜應用領域產品大多仍處在實驗階段，還有待進一步開發。

　　1.2應用領域分析
　　CVD金剛石膜技術研究之所以快速發展，其中一個重要原因是因應用需求而驅動的，例如日本的“工業振興計劃”、美國的“星球大戰計劃”、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展中的關鍵材料技術之一，并對CVD金剛石膜技術應用寄予厚望。
　　圖2給出了主要應用領域基本專利數量統計圖。 　　從圖2可以看出，電子學應用領域、機械加工和耐磨部件的專利申請量較多，光學和熱學應用領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等優異組合性能，因此是理想的工具和工具涂層材料，在機械加工和耐磨部件領域應用廣泛。該領域對金剛石膜質量要求低，而且使用范圍廣，因此該應用領域專利申請較早，申請量也大，但隨著技術業已成熟，該領域的專利申請近年來相對較少。CVD金剛石膜半導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體材料中按Key’s優值或Johson優值評比最優秀的半導體材料[3]，因此CVD金剛石膜電子學應用成為熱點研究領域。例如電子學應用領域的金剛石高溫半導體，在二十世紀90年代該領域的專利申請量較多，之后有所下降，導致下降的原因在于：該應用領域對金剛石膜的質量要求非常高，大面積單晶異質外延和n型摻雜研究進展不盡人意。金剛石膜在熱學應用領域主要是作為非常理想的熱沉材料，技術上早已非常成熟，因此該應用領域的專利申請主要集中在早期；其它光學、電化學和生物醫學應用領域的研究發展相對時間較晚，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]。在高科技領域中的重要專利數量更能反映出技術研發實力的高低。圖3給出了部分國家的重要專利統計圖，表1列出了全球重要企業擁有專利情況。 　　從圖3可以看出，在CVD金剛石膜技術領域，美國和日本具有很強的技術研發實力，德國和英國次之，其它國家或地區很弱。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達國家的競爭市場還不夠重視。從表1看出，日本的重要企業數量最多，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量較多，顯示出很強的科研實力。 　　2? 結論
　　從專利文獻分析了CVD金剛石膜技術的發展歷程、重要應用領域和國家地區競爭優勢狀況。分析結果表明：日本、美國擁有最強的研發能力和技術實力，我國正處于研究發展階段，與他們相比仍存在較大差距。我國研發機構應規劃好專利戰略，加強產學研結合，提高專利的創新性、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：
　　[1]唐存印, 等. 金剛石膜技術及應用 [J]. 超硬材料工程, 2007, 19(4): 33-37.
　　[2]相丙坤, 等. 國內外類金剛石膜技術現狀專利分析 [J]. 功能材料, 2008, 39(9): 1577-1579.
　　[3]呂反修. 化學氣相沉積金剛石膜的研究與應用進展 [J]. 材料熱處理學報, 2010, 31(1): 15-27.
　　[4]史波. 專利信息分析思路及其報告撰寫要點 [J]. 專利文獻研究, 2007(3): 1-3.