晶莹剔透，散发着清冷而高贵的光辉——作为珠宝中的贵族，钻石（亦称金刚石）总能以低调而奢华的气质受到人们的钟爱。但是由于自然产钻石数量极其稀少，通过合成技术制造的人造金刚石得到了广泛应用。而人工合成金刚石的出现，也拉开了超硬材料发展的序幕。
超硬材料，是指硬度可与金刚石相比拟的材料，目前主要是指人造金刚石和立方氮化硼。由于这两种材料的硬度都远高于其他材料，适用于制造加工其他材料的工具，在工业上应用广泛。然而，记者在采访中了解到，目前，全球超硬材料产业规模巨大，但我国多数企业却处于产业链的上游材料环节，且专利实力较弱，缺乏竞争优势。美、日、欧等国企业则在附加值更高的高端制品和新兴应用领域进行了专利布局，主导着超硬材料产业的竞争格局。
针对这种状况，专家认为，我国超硬材料产业相关企业应立足自身产品和产能优势，以材料环节为基础，重视大型装备的专利保护，积极拓展相关国内外市场。同时，国内企业还应将研发重点转向重点材料和制品上，通过技术引进或自主攻关等方式尽快实现技术转型，形成产品系列。而在专利方面，国内企业也应加强自身专利布局，争取在核心技术环节能拥有与国外优势企业竞争的高质量专利。
跨国巨头控制高端市场
国内企业处于产业中游
1954年，美国通用电气公司首次研发出了人工合成金刚石，拉开了超硬材料行业发展的序幕。相关数据显示，目前全球超硬材料产业规模达1万亿元，其中超硬材料约1000亿元，超硬材料制品约9000亿元。上游的材料、中游的制品和下游的应用构成了超硬材料产业的整个产业链。
在超硬材料发展的过程中，专利始终在产业竞争中发挥着重要作用。“截至2013年12月26日，全球范围内超硬材料专利申请总量达3.8万余件，其中涉及材料相关专利申请占25%，涉及制品的相关专利申请占54%，涉及应用的专利申请占21%。”北京国之专利预警咨询中心（下称国之预警中心）副总经理张勇向中国知识产权报记者介绍，从技术生命周期看，材料环节除个别技术热点外，大部分制备技术和设备已比较成熟，技术发展已进入衰退期；中游制品环节附加值比传统的单晶、微粉等原材料高，技术趋于成熟；下游应用环节正处于技术发展阶段，学科交叉性强，涉及领域广，技术热点多，产品附加值高。
“目前，美、日、欧等国将技术创新的方向转向了附加值更高的高端制品和新兴应用领域，尤其是超硬材料在电子、半导体等新兴领域的应用，并布局了大量专利，通过专利牢牢掌控产业竞争格局。而我国企业虽然在生产设备和生产能力方面得到了显著提升，但作为原材料输出大户被挤压在产业链的中低端，专利数量较少，在产业分工中处于被动地位，产业突围面临很大压力和困境。”张勇表示。
以勘探采掘用超硬材料为例，美国在该领域的技术创新数量占全球的90%，并且将大量技术在其他国家进行了专利布局。我国是全球主要超硬材料消费市场，美国企业在我国布局了400余件专利以保证其高端产品的优势地位，占所有外国企业在华专利申请量的32%。
技术实力仍然存在差距
专利布局总体不够合理
我国超硬材料起始于上世纪60年代，经过多年的积累和发展，目前已能生产出基本满足各行业发展所需的超硬材料制品，但和国外相比仍存在一定差距。
郑州磨料磨具磨削研究所有限公司是我国在超硬材料制品和行业专用生产、检测仪器设备研发、生产方面的领军企业。该公司科技发展部主任王爱珍向中国知识产权报记者介绍，我国企业在超硬磨具方面，部分产品已达到国外先进技术水平，但产品精度、稳定性、耐用度等方面与发达国家相比存在明显差距，高端超硬材料磨具几乎被发达国家垄断。
河南富耐克超硬材料股份有限公司科技发展部宜娟则以立方氮化硼为例，介绍了我国超硬材料企业面临的技术困境。“目前，在立方氮化硼磨料刀具产品上，我国企业主要集中在中低端市场，只有较少产品进入汽车发动机、航空航天等高端制造领域。国内能生产高端刀具的企业很少，大多数企业生产的聚晶立方氮化硼刀具是通过外购聚晶立方氮化硼复合片后再加工。”宜娟表示。
超硬材料领域的专利布局状况也从侧面反映出国内企业与国外企业的技术差距。“我国超硬原材料市场占有率占全球的90%左右，但专利申请数量占全球的比重却非常少。从专利申请涉及的技术领域看，我国相关企业专利申请技术覆盖比较全面，在材料、制品及高端应用上都进行了专利布局，但主要集中在单晶、低端磨削工具、刀具和锯切工具上，高端领域专利数量少，企业之间同质化竞争倾向明显，没有体现出专利对于产业竞争地位的支撑与控制作用。”张勇表示。
加强研发突破核心技术
依靠创新优化产业结构
国外龙头企业占据超硬材料技术和产品的高端，利用强劲的专利实力主导着产业竞争格局，我国超硬材料产业如何才能实现从低附加值到高附加值、从要素驱动发展到创新驱动发展的转变？
在王爱珍看来，提高企业自主创新能力，持续加强研发，突破核心技术难题是促进我国超硬材料行业快速发展的关键所在。“鉴于关键技术研究实力薄弱，亟需全面加大科技投入，健全基础研究创新机构，加强理论基础研究和应用基础研究。同时，要坚持走自主研发与产学研相结合的道路，发挥技术联盟的作用，实施联合攻关，解决一批制约行业发展的重大、共性、关键技术瓶颈，开发出一批拥有自主知识产权的高新技术产品，并逐步形成系列化、成套化、产业化规模。”王爱珍表示。
张勇则从更宏观的层面对我国超硬材料产业发展提出了建议。他认为，在产业结构优化方向上，我国超硬材料行业应以材料环节的产量优势为基础，进一步做强材料环节，重点发展制品和应用，通过技术和产品创新推动产业向价值链高端升级。另外，我国企业还应积极开展技术跟踪和前沿研究，尽可能在金刚石薄膜制备的功能性器件和高端应用等未来可能成为产业价值链新高点的领域，布局一批专利，缩小与国外企业的差距，为未来新兴产品市场赢得生存空间。
值得一提的是，作为我国超硬材料产业发展的摇篮，郑州正着力打造超硬材料产业集群，并有幸成为国家专利导航产业发展实验区，张勇所带领的国之预警中心的研究团队正在为郑州超硬材料产业做专利导航规划分析。张勇表示，专利导航项目的开展与成果的落地实施，将为郑州打造“中国超硬材料产业谷”，推动我国超硬材料产业的发展作出重要贡献。
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超硬材料主要是指金刚石和立方氮化硼。金刚石是目前已知的世界上最硬的物质，立方氮化硼硬度仅次于金刚石。这两种超硬材料的硬度都远高于其他材料的硬度，包括磨具材料刚玉、碳化硅以及刀具材料硬质合金、高速钢等硬质工具材料。因此，超硬材料适于用来制造加工其他材料的工具，尤其是在加工硬质材料方面，具有无可比拟的优越性，占有不可替代的重要地位。不仅如此，超硬材料在工业上获得了广泛应用。除了用来制造工具之外，超硬材料在光学、电学、热学方面具有一些特殊性能，是一种重要的功能材料，引起了人们的高度重视，这方面的性能和用途正在不断得到研究开发。