劉振宇 管 泉 劉 瑾 厲 娜 孫 琴

臺灣地區(qū)石墨烯專利分析

劉振宇 管 泉 劉 瑾 厲 娜 孫 琴

了解臺灣地區(qū)石墨烯技術(shù)、創(chuàng)新資源等情況，為石墨烯技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。本文采用EXCEL、PIAS等分析工具，對臺灣地區(qū)的機構(gòu)、企業(yè)及個人等申請的中國石墨烯專利，從發(fā)展趨勢、重要機構(gòu)、創(chuàng)新人才及團隊、主要技術(shù)等方面進行研究。主要研究結(jié)果：臺灣地區(qū)石墨烯技術(shù)產(chǎn)業(yè)化程度相對較高；主要石墨烯技術(shù)有石墨烯及其復合材料的制備技術(shù)及裝置、利用石墨烯的優(yōu)良導熱特性制備的導熱材料、利用石墨烯的優(yōu)良導電特性制備的導電膜（極）等；重要的石墨烯專利申請人為安炬科技股份有限公司、財團法人工業(yè)技術(shù)研究院、錸鉆科技股份有限公司等機構(gòu)；主要的創(chuàng)新團隊為吳以舜、謝承佑創(chuàng)新團隊、宋健民創(chuàng)新團隊、李連忠創(chuàng)新團隊。

概述

石墨烯作為新材料的代表，與大數(shù)據(jù)、3D打印、人工智能、新能源汽車并稱為改變中國未來的五大行業(yè)。中國高度重視石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，已將以石墨烯為代表的新材料納入“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中。隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)化的不斷提速和政策扶持力度的持續(xù)加大，中國已形成多個石墨烯產(chǎn)業(yè)集群。

為了解臺灣地區(qū)石墨烯技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，本文在中國國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)對臺灣地區(qū)申請的石墨烯專利進行了檢索，并利用專業(yè)分析工具對臺灣地區(qū)的石墨烯專利申請機構(gòu)、創(chuàng)新團隊、研發(fā)技術(shù)等內(nèi)容進行研究分析。

臺灣石墨烯專利總體情況

臺灣自2009年開始申請石墨烯中國專利，截止2015年12月30日，共申請了90件石墨烯專利，其中發(fā)明專利80件（含PCT專利1件），實用新型專利10件，石墨烯專利申請/公開趨勢情況見圖1。臺灣地區(qū)從2009年開始申請石墨烯中國專利，隨著2010年諾貝爾物理獎授予發(fā)現(xiàn)石墨烯的開創(chuàng)性研究者，石墨烯的高硬度、優(yōu)良的導電導熱性能、高透明性以及可彎曲性等優(yōu)秀特性開始引起人們的高度關(guān)注，臺灣地區(qū)石墨烯專利申請基本呈現(xiàn)上升趨勢（由于專利公開時限，2013年前數(shù)據(jù)有效，之后數(shù)據(jù)僅為參考）。

臺灣石墨烯專利申請人類別情況見圖2。目前，企業(yè)為石墨烯專利技術(shù)的主力軍，企業(yè)數(shù)量共29個，約占全部申請人的64%，高校、科研院所及團體數(shù)量共僅占約16%，個人數(shù)量約占20%；企業(yè)申請的相關(guān)石墨烯專利約占總量的58%。表明臺灣地區(qū)石墨烯專利技術(shù)產(chǎn)業(yè)化趨勢明顯。

重要申請人分析

申請人排名分析

圖1 臺灣石墨烯專利申請/公開趨勢

圖2 臺灣石墨烯專利申請人類別

圖3 臺灣地區(qū)石墨烯中國專利申請人排名

圖4 安炬科技、工研院、錸鉆科技技術(shù)布局

臺灣地區(qū)石墨烯中國專利申請人共計35個，其中石墨烯專利數(shù)量超過2件的申請人排名情況見圖3。安炬科技股份有限公司（以下簡稱“安炬科技”）以18件石墨烯專利排名第一，財團法人工業(yè)技術(shù)研究院（以下簡稱“工研院”）、錸鉆科技股份有限公司（以下簡稱“錸鉆科技”）分別以9件、8件石墨烯專利分列第二、第三位，之后為自然人宋建民、奈創(chuàng)科技股份有限公司、“中央研究院”等單位。

重要申請人分析

石墨烯專利排名前三名的申請人技術(shù)布局見圖4。安炬科技、工研院、錸鉆科技均注重C01B31/04技術(shù)，其中安炬科技對該技術(shù)的關(guān)注度高于工研院和錸鉆科技。在其他技術(shù)方面，三家機構(gòu)各有布局，但均無競爭格局。

安炬科技股份有限公司

安炬科技股份有限公司（以下簡稱“安炬科技”）是以開發(fā)質(zhì)子交換膜燃料電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)的專業(yè)公司。2010年，安炬科技成立研發(fā)團隊 Graphage。Graphage結(jié)合材料科學與化學工程的專業(yè)人才，致力于研發(fā)石墨烯材料與其相關(guān)應用技術(shù)，并積極建立自有石墨烯開發(fā)技術(shù)。目前，Graphage已有多項石墨烯專利技術(shù)于國內(nèi)外申請中，并逐漸推廣到工業(yè)生產(chǎn)與應用，主要應用領(lǐng)域見圖5。

圖5 Graphage石墨烯應用

從石墨烯專利（表1）看，安炬科技石墨烯專利技術(shù)重要布局為C01B31/04，涉及相關(guān)專利6件，具體技術(shù)有石墨烯復合材料、石墨烯、納米石墨片結(jié)構(gòu)、石墨烯懸浮液、納米石墨烯空心粒子、納米石墨烯片等及其制備。安炬科技還在石墨烯色母粒、電流收集層結(jié)構(gòu)、石墨烯散熱機構(gòu)、石墨烯纖維、表面改質(zhì)石墨烯、石墨烯復合涂層、石墨烯油墨及石墨烯線路、石墨烯復合纖維、石墨烯透明導電膜、石墨烯的電化學裝置結(jié)構(gòu)等方面進行了研發(fā)和布局。

表1 安炬科技石墨烯技術(shù)

工研院

工研院成立于1973年，主要以科技研發(fā)帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展；成立四十年多來，累積超過兩萬件專利，并新創(chuàng)及育成260余家公司。

工研院的中國石墨烯專利布局主要有C01B31/04（3件專利，石墨烯、石墨烯層、石墨烯片的形成方法）、H01M8/02（2件專利，復合質(zhì)子交換膜）、H01M4/133（石墨烯電極及其儲能裝置）、H01M10/0565（固態(tài)電解質(zhì)及其鋰電池）、H01G9/20（染料敏華太陽能電池）、C08L63/00（絕緣導熱組合物及電子裝置）等。

錸鉆科技股份有限公司

圖6a 前四名申請人的石墨烯專利申請趨勢

圖6b 前四名申請人的石墨烯專利公開趨勢

錸鉆科技是錸德集團（錸德集團是世界領(lǐng)先的DVD、OLED、觸控面版和導電膠的制造商）的子公司，于2011年3月以2億的資本額成立。錸鉆科技是以智慧財產(chǎn)為核心競爭力的公司，擁有超過100項以上的國際專利組合，專精的領(lǐng)域在先進材料與其應用，如鉆石產(chǎn)品、類鉆碳（diamond－like carbon）鍍膜以及石墨烯分散劑等。

錸鉆科技石墨烯專利技術(shù)重點布局了C01B31/04，共4件專利，主要技術(shù)為石墨烯圖案化制備技術(shù)、石墨烯量產(chǎn)方法、石墨烯復合材料、石墨烯片等，并在H01L33/64（導熱復合材料的發(fā)光二極管）、H01B13/00（透明電極制造方法）、G11B5/62（磁性存儲單元及其制備方法）、C09K5/08（熱傳導膏）等方面進行了技術(shù)研發(fā)。

申請人合作分析

臺灣地區(qū)石墨烯專利申請人合作情況很少，只有黃炳照和蘇威年進行了技術(shù)研發(fā)，涉及的主要技術(shù)為H01M4/38（氧化石墨烯復合材料）。

重要申請人石墨烯專利發(fā)展態(tài)勢

從排名前四名申請人的石墨烯專利申請/公開趨勢（圖6）看，作為自然人的宋健民主要活躍在2011年、2012年，之后尚未再申請石墨烯專利。安炬科技、工研院以及錸鉆科技的石墨烯專利申請量則呈現(xiàn)總體上升態(tài)勢，石墨烯專利技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程不斷加快。

發(fā)明人分析

發(fā)明人排名

臺灣地區(qū)石墨烯專利技術(shù)的發(fā)明人共計175人，其中專利數(shù)量超過4件的發(fā)明人排名見圖7。吳以舜、謝承佑以18件石墨烯專利并列第一名，宋健民以15件石墨烯專利名列第三名，林逸櫵、陳靜茹、彭晟書、李連忠等人依次位居其后。

圖7 臺灣地區(qū)石墨烯專利發(fā)明人排名

圖8 臺灣地區(qū)前十名石墨烯專利發(fā)明人技術(shù)布局

發(fā)明人技術(shù)分析

臺灣地區(qū)石墨烯專利數(shù)量排名前十的發(fā)明人中，除了謝淑玲外，其他發(fā)明人均比較關(guān)注C01B31/04技術(shù)；吳以舜、謝承佑均對C10M125/02、B32B9/04、C08K9/10、C08L23/06、C08L69/00、C09D11/52、C09D7/12、D01F9/12、H01B1/04、H01B5/14、H01M4/62技術(shù)進行了研發(fā)，陳靜茹、謝淑玲研發(fā)的石墨烯技術(shù)主要有B32B9/04、C08L23/06、C08L69/00、D01F9/12、H01B1/04、H01M4/62等； 宋 健 民 主 要 對 C01B31/02、C09K5/08、G11B5/62、H01B13/00、H01L29/26、H01L33/42、H01L33/64、H01M10/0525、H01M4/133進行了技術(shù)攻關(guān)，李連忠還獨自進行了C03C17/22技術(shù)的開發(fā)，前十名發(fā)明人涉及的研究領(lǐng)域（IPC小類）情況見圖8。

創(chuàng)新團隊分析

知識產(chǎn)權(quán)是自主創(chuàng)新的內(nèi)在動力，尤其是在高新技術(shù)企業(yè)和科研機構(gòu)，專利保證了企業(yè)和科研機構(gòu)走在世界同行的前列。而創(chuàng)新團隊則是專利技術(shù)的核心。臺灣地區(qū)石墨烯專利創(chuàng)新團隊主要有以吳以舜、謝承佑為核心的創(chuàng)新團隊，以李連忠為核心的創(chuàng)新團隊，以宋健民為核心的創(chuàng)新團隊。

吳以舜、謝承佑創(chuàng)新團隊

圖9 吳以舜、謝承佑創(chuàng)新團隊

圖10 宋健民創(chuàng)新團隊

圖11 李連忠創(chuàng)新團隊

吳以舜、謝承佑創(chuàng)新團隊共14人，其他主要研發(fā)人員有陳靜茹、彭晟書、謝淑玲、林君孟、林庚蔚等詳見圖9（圖中數(shù)字為合作專利數(shù)量，下同）；該團隊主要的石墨烯專利技術(shù)有石墨烯及其復合材料的制備技術(shù)、石墨烯導熱導電特性的應用技術(shù)如散熱結(jié)構(gòu)、透明導電膜等。

宋健民創(chuàng)新團隊

圖12 臺灣地區(qū)中國石墨烯專利的法律狀態(tài)趨勢

圖13 前十名申請人石墨烯專利法律狀態(tài)構(gòu)成

宋健民創(chuàng)新團隊共12人，其他主要的研究人員有林逸櫵、林弘正黃炳照等（圖10），該團隊石墨烯專利主要的研發(fā)方向有石墨烯制備與量產(chǎn)技術(shù)、石墨烯復合材料、石墨烯導熱導電材料以及磁性存儲單元等。

李連忠創(chuàng)新團隊

李連忠創(chuàng)新團隊共10人，其他主要的研究人員有吳豐宇、周曈、陳姿吟等（圖11），石墨烯專利主要的研發(fā)方向有石墨烯（膜）制備裝置及量產(chǎn)設備。

法律狀態(tài)分析

法律狀態(tài)趨勢

臺灣地區(qū)在審的中國石墨烯專利56件，約占全部專利的62%；授權(quán)有效的石墨烯專利22件，約占全部專利的24%；失效的石墨烯專利為12件，約占全部專利的13%，主要為2012年前申請的專利，具體情況見圖12。

前十名申請人石墨烯專利法律狀態(tài)構(gòu)成

安炬科技投入的研發(fā)明顯，石墨烯技術(shù)競爭力相對較強。目前安炬科技有2件有效石墨烯專利，而在審石墨烯專利數(shù)量遠遠超過其他申請人，高達16件；工研院分別擁有4件有效和在審石墨烯專利，失效石墨烯專利僅1件，競爭力緊跟安炬科技。錸鉆科技石墨烯技術(shù)則相對較弱；雖然其擁有4件在審石墨烯專利，但有效石墨烯專利僅1件，失效專利則為3件。其他申請人則更加不足，詳見圖13。

石墨烯技術(shù)分析

石墨烯技術(shù)構(gòu)成

臺灣地區(qū)石墨烯專利涉及的ipc小組技術(shù)共55項，其中IPC小組專利數(shù)量超過2件的技術(shù)見表2。

目前，臺灣地區(qū)石墨烯專利技術(shù)主要涉及三個方面，一是石墨烯及其復合材料的制備技術(shù)及裝置；二是利用石墨烯的優(yōu)良導熱特性制備的導熱材料；三是利用石墨烯的優(yōu)良導電特性制備的導電膜（極）等。

石墨烯及其復合材料的制備技術(shù)（C01B31/04）主要有酸性還原法（安炬科技）、氧化還原法（工研院）、圖案法（錸鉆科技）、沉積法（邱博文）、低頻電磁波法（闕郁倫）、電化學剝離法（中央研究院）等技術(shù)。

石墨烯導熱特性的應用主要有電子/光電組件散熱裝置、LED散熱模塊、石墨烯潤滑油等；石墨烯導電特性的應用主要涉及復合質(zhì)子交換膜（電極）、石墨烯基感測裝置、太陽能電池接觸件、導電層（膜）等技術(shù)。

表2 臺灣地區(qū)主要石墨烯專利技術(shù)（IPC小組）

石墨烯技術(shù)發(fā)展趨勢

臺灣地區(qū)石墨烯技術(shù)一直處于不斷的更新發(fā)展中（圖14）。自2009年至今，每年都有新的石墨烯技術(shù)被研發(fā)，而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和積累，也有部分較成熟的技術(shù)沉淀下來，引起各個機構(gòu)競爭。

小結(jié)

圖14 臺灣地區(qū)石墨烯專利技術(shù)發(fā)展趨勢

臺灣地區(qū)自2009年開始申請中國石墨烯專利?？傮w上，臺灣地區(qū)石墨烯技術(shù)一直處于不斷的更新發(fā)展中，且產(chǎn)業(yè)化程度相對較高；其涉及的主要石墨烯技術(shù)有石墨烯及其復合材料的制備技術(shù)及裝置、利用石墨烯的優(yōu)良導熱特性制備的導熱材料、利用石墨烯的優(yōu)良導電特性制備的導電膜（極）等；排名前三位的石墨烯專利申請人為安炬科技股份有限公司、財團法人工業(yè)技術(shù)研究院、錸鉆科技股份有限公司等機構(gòu)；主要的石墨烯專利發(fā)明人有吳以舜、謝承佑、宋健民、林逸櫵、陳靜茹、彭晟書、李連忠等；主要的創(chuàng)新團隊為以研發(fā)石墨烯及其復合材料的制備技術(shù)、石墨烯導熱導電特性的應用技術(shù)如散熱結(jié)構(gòu)、透明導電膜等技術(shù)吳以舜、謝承佑創(chuàng)新團隊（14人）、以研發(fā)石墨烯制備與量產(chǎn)技術(shù)、石墨烯復合材料、石墨烯導熱導電材料以及磁性存儲單元等技術(shù)為主的宋健民創(chuàng)新團隊（12人）、以研發(fā)石墨烯（膜）制備裝置及量產(chǎn)設備的李連忠創(chuàng)新團隊（10人）。

劉振宇 管 泉 劉 瑾 厲 娜 孫 琴

青島市科學技術(shù)信息研究所

劉振宇（1976-）男，本科，工程師，主要研究方向為專利分析、情報研究等。

本文系青島市科技計劃項目“青島市石墨保護性開發(fā)利用戰(zhàn)略研究”（項目編號：14－4－3－1－（25）－zhc）研究成果之一

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.09.042