碳纖維企業(yè)專利技術(shù)壁壘的探討與防范

對碳纖維領(lǐng)域的國外在華專利技術(shù)進(jìn)行深入分析并進(jìn)行風(fēng)險預(yù)警尤為重要

碳纖維是一種以聚丙烯腈(PAN)、瀝青、粘膠纖維等為原料，經(jīng)預(yù)氧化、碳化、石墨化工藝而制得含碳量在90%以上的高強(qiáng)度高模量纖維，具有低密度、膨脹系數(shù)小、耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、減震及耐腐蝕等特性。目前，全球碳纖維工業(yè)化產(chǎn)品以PAN 基碳纖維為代表，其力學(xué)性能最高，應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛。數(shù)據(jù)顯示，在全球使用的高強(qiáng)型和超高強(qiáng)型碳纖維中，約75%為PAN 基碳纖維，技術(shù)主要集中在日本的東麗株式會社、帝人株式會社、三菱麗陽株式會社，美國的卓爾泰克公司、氰特工業(yè)公司和赫氏公司等手中，其中日本3 家公司約占全球市場份額的80%。

國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)整合階段，現(xiàn)已建立起國產(chǎn)PAN 基碳纖維技術(shù)體系，解決國產(chǎn)化“有無”問題，初步打破國際封鎖，并具備了通用型T300 和T700 級碳纖維的工業(yè)化生產(chǎn)能力。隨著國內(nèi)碳纖維市場需求的逐步增長，其工業(yè)化規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，但是，由于我國碳纖維生產(chǎn)企業(yè)缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，有可能會出現(xiàn)對國外在華專利技術(shù)的侵權(quán)現(xiàn)象。因此，對碳纖維領(lǐng)域的國外在華專利技術(shù)進(jìn)行深入分析，準(zhǔn)確掌握國外企業(yè)在華專利技術(shù)壁壘，并進(jìn)行風(fēng)險預(yù)警，為我國碳纖維企業(yè)提供知識產(chǎn)權(quán)方面的保障顯得尤為重要。

1 國外碳纖維企業(yè)在華專利分析

本文主要圍繞PAN 基碳纖維技術(shù)領(lǐng)域的國外企業(yè)在華專利展開檢索，從專利申請趨勢、技術(shù)來源國、專利法律狀態(tài)、專利技術(shù)布局和專利申請人等方面進(jìn)行專利分析，找出國外碳纖維企業(yè)在華專利的技術(shù)壁壘，并對我國相關(guān)企業(yè)提出應(yīng)對措施與建議。本次專利檢索時間截止到2020年3月8日，共檢索出相關(guān)專利604 件，其中發(fā)明專利596件，實(shí)用新型專利僅有8 件。

專利申請呈增長趨勢

國外碳纖維企業(yè)在華專利的申請趨勢與技術(shù)來源國情況如圖1所示。從專利申請趨勢看，國外在華專利最早出現(xiàn)于1989年，是由德國BASF 公司提交的技術(shù)保護(hù)主題為“具均勻內(nèi)結(jié)構(gòu)的熔紡丙烯腈系纖維制造方法”的專利。2002年之前，每年的專利申請量較少，維持在5 件左右；2003年之后專利申請量不斷增加，并在2013年達(dá)到峰值69 件。整體上看，國外碳纖維企業(yè)在華專利申請呈現(xiàn)增長趨勢，這說明國外申請人對中國市場的重視程度越來越高。

圖1 國外碳纖維企業(yè)在華專利申請趨勢與技術(shù)來源國情況

從技術(shù)來源國情況看，國外在華專利主要來自日本、美國、韓國和德國等國家，其中：日本的在華專利申請最早始于1992年，自1996年之后持續(xù)提交專利申請，到目前為止共計(jì)申請與PAN基碳纖維相關(guān)的專利406 件，占在華專利申請總量的67.2%；美國、韓國和德國在華專利總量分別為85 件（14.1%）、40 件（6.6%）和29 件（4.8%）。由此可見，日本在PAN 基碳纖維領(lǐng)域具有較強(qiáng)的技術(shù)研發(fā)實(shí)力，在華專利布局申請具有顯著優(yōu)勢，值得國內(nèi)企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注。

專利技術(shù)市場價值高

國外企業(yè)在華專利的當(dāng)前法律狀態(tài)統(tǒng)計(jì)情況如圖2所示，數(shù)據(jù)顯示：有58.4%的專利目前處于授權(quán)有效狀態(tài)，其中發(fā)明授權(quán)專利348 件，實(shí)用新型專利僅有5 件；有14.7%的專利已經(jīng)失效，其中因未繳年費(fèi)和撤回而失效的專利最多；此外，還有26.8%的發(fā)明專利申請?zhí)幱趯?shí)質(zhì)審查狀態(tài)，且絕大多數(shù)專利為2016年以后提交，這也表明國外企業(yè)對中國市場的重視。

進(jìn)一步對有效專利的維持年限進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，國外企業(yè)在華專利維持年限梯度分明：專利維持年限在6～9年的最多，共計(jì)167 件，占有效專利總量的47.3%；其次為專利維持年限在1～5年的專利，共計(jì)64 件；維持年限在10～12年、13～15年以及16年以 上的專利分別為41 件、42 件和39 件（如圖3所示）。專利權(quán)維持有效的時間越長，表明其創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的時間越長，市場價值越高。國外企業(yè)在華專利維持10年以上的專利占有效專利總量的34.6%，從側(cè)面反映出專利技術(shù)的市場價值高，以及國外申請人對中國市場極為重視。

產(chǎn)品類專利技術(shù)壁壘較高

PAN 基碳纖維一般以丙烯腈和其他單體為原料，經(jīng)過聚合、紡絲、氧化、碳化等一系列工藝處理后獲得高強(qiáng)度高模量碳纖維。在PAN 碳纖維制備過程中，涉及到丙烯腈類聚合物、PAN 原絲和預(yù)氧絲等主要中間產(chǎn)物，以及聚合釜、紡絲組件（噴絲、拉伸等裝置）、氧化爐和碳化爐等設(shè)備。PAN 基碳纖維再經(jīng)過石墨化、表面處理和深加工進(jìn)一步獲得石墨化碳纖維、上漿碳纖維等碳纖維衍生物產(chǎn)品。碳纖維及其衍生物被廣泛用作復(fù)合材料、導(dǎo)電材料、強(qiáng)化材料、耐磨材料、耐熱材料等。通過分析法律狀態(tài)處于授權(quán)有效和實(shí)質(zhì)審查中的國外申請人在華專利（共計(jì)515 件），梳理國外申請人在華專利技術(shù)布局情況，找出PAN 基碳纖維領(lǐng)域國外企業(yè)在華專利的技術(shù)壁壘，具體專利涵蓋PAN 基碳纖維相關(guān)工藝、產(chǎn)品、設(shè)備以及應(yīng)用等4 個技術(shù)類別，專利布局?jǐn)?shù)量分別為240件、181件、48件和276件。

圖2 國外碳纖維企業(yè)在華專利法律狀態(tài)

圖3 有效專利維持年限分布

在工藝方面，國外申請人在華專利保護(hù)的技術(shù)主題主要涉及碳化、紡絲、碳纖維深加工等工藝環(huán)節(jié)，這主要是因?yàn)樘蓟图徑z是關(guān)系到碳纖維產(chǎn)品性能的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，而包括碳纖維上漿處理、表面處理在內(nèi)的碳纖維深加工則是改善碳纖維表面特性、增加碳纖維界面結(jié)合強(qiáng)度、提高碳纖維應(yīng)用范圍的必要手段；涉及工藝步驟的相關(guān)專利，技術(shù)規(guī)避的可操作性比較強(qiáng)，此部分技術(shù)內(nèi)容的技術(shù)壁壘相對較低，發(fā)生專利侵權(quán)的可能性相對較小。

在產(chǎn)品方面，專利保護(hù)的技術(shù)主題主要涉及到碳纖維衍生物、碳纖維和原絲，保護(hù)范圍主要涉及到產(chǎn)品的性能參數(shù)，例如，日本企業(yè)碳纖維專利產(chǎn)品涉及到模量、硅含量、結(jié)晶性的徑向分布、含碳量、氮的徑向分布、孔隙率、密度、孔隙尺寸、皮芯結(jié)構(gòu)、拉伸強(qiáng)度、拉抗強(qiáng)度、伸長率、纖度、單絲數(shù)、單絲直徑、絲束寬度、比熱容、熱導(dǎo)率、電阻率等眾多指標(biāo)參數(shù)中的一種或幾種，這反映了日本企業(yè)產(chǎn)品專利布局的全面性，值得國內(nèi)企業(yè)借鑒學(xué)習(xí)；此部分技術(shù)內(nèi)容的技術(shù)壁壘相對較高，并且產(chǎn)品類專利侵權(quán)發(fā)生時取證容易，因此國內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注此類授權(quán)專利（分布情況如圖4所示）。

圖4 專利技術(shù)分布情況（單位：件）

圖5 國外申請人在華專利排名情況（單位：件）

在設(shè)備方面，專利保護(hù)的技術(shù)主題主要涉及到紡絲組件，具體包括噴絲、拉伸、蒸汽處理等裝置；由于國內(nèi)PAN 基碳纖維生產(chǎn)企業(yè)所用生產(chǎn)設(shè)備多為外部購買或自主改造設(shè)計(jì)，因此碳纖維生產(chǎn)企業(yè)直接侵權(quán)風(fēng)險相對較小。

在應(yīng)用方面，專利保護(hù)的技術(shù)主題主要涉及PAN 基碳纖維作為強(qiáng)化材料、導(dǎo)電材料、復(fù)合材料的應(yīng)用，雖然PAN 基碳纖維的下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，可選擇的創(chuàng)新點(diǎn)較多，但是對于國內(nèi)相關(guān)企業(yè)來說，在進(jìn)行碳纖維材料終端應(yīng)用時仍需要重點(diǎn)防范與專利技術(shù)特征相似的有效專利。

日本企業(yè)數(shù)量占據(jù)顯著優(yōu)勢

國外企業(yè)在華PAN 基碳纖維技術(shù)專利申請人排名前10 位的包括：日本的三菱麗陽株式會社、東麗株式會社、帝人株式會社、松本油脂株式會社、吳羽公司，美國的霍尼韋爾國際公司、陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司和賽格工業(yè)公司，德國的SGL 股份公司，以及韓國的LG 集團(tuán)。其中，日本三菱的專利申請量最大，為153 件，與其他申請人相比在申請量和有效專利持有量上占據(jù)絕對優(yōu)勢，這與其一直關(guān)注PAN 基碳纖維技術(shù)的研發(fā)，并十分重視中國的專利布局有著密切關(guān)系。而東麗株式會社歷來重視對技術(shù)的專利化和專利布局，加之其在碳纖維領(lǐng)域的傳統(tǒng)優(yōu)勢，也使其專利申請量達(dá)到了較高的水平。帝人株式會社的專利申請量較高的原因，一方面是其兼并東邦人造絲株式會社導(dǎo)致碳纖維技術(shù)研發(fā)實(shí)力大增；另一方面源于其與高校的協(xié)同創(chuàng)新，例如在PAN 基碳纖維復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新方面與國立大學(xué)法人東京大學(xué)、國立大學(xué)法人名古屋大學(xué)開展合作。

整體上看，國外企業(yè)在華專利布局中，日本企業(yè)在華專利數(shù)量占據(jù)絕對的優(yōu)勢，且主要涉及PAN 基碳纖維生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵產(chǎn)品和工藝，因此，國內(nèi)企業(yè)自主開發(fā)新技術(shù)并進(jìn)行專利申請時，需要注意防范技術(shù)特征相似的有效專利。

2 國內(nèi)碳纖維企業(yè)的應(yīng)對措施與建議

通過對PAN 基碳纖維國外企業(yè)在華專利申請布局情況的全面、多角度分析，國內(nèi)企業(yè)發(fā)展PAN 基碳纖維的專利壁壘和風(fēng)險已經(jīng)清晰，面對國外巨頭的專利圍堵，國內(nèi)碳纖維企業(yè)可以從以下幾個方面著手。

通過開展企業(yè)專利微導(dǎo)航，確定技術(shù)研究方向，開發(fā)先進(jìn)的技術(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)的引導(dǎo)下延伸發(fā)展，構(gòu)建完善知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系

提高專利信息的綜合運(yùn)用

建立碳纖維領(lǐng)域?qū)＠ㄆ诟欘A(yù)警機(jī)制，并對跟蹤獲取的專利文獻(xiàn)進(jìn)行綜合運(yùn)用。通過專利文獻(xiàn)的定性或定量分析，發(fā)現(xiàn)國外競爭對手的技術(shù)研發(fā)趨勢，專利布局情況，特別是在華專利布局的技術(shù)熱點(diǎn)、空白點(diǎn)、薄弱點(diǎn)，并根據(jù)分析結(jié)果繪制專利地圖，為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、專利布局提供參考依據(jù)。

此外，還可以根據(jù)專利文獻(xiàn)的不同法律狀態(tài)采取不同的應(yīng)用方式：對于已經(jīng)失效的專利，在確定沒有相關(guān)專利組合對失效專利所保護(hù)的技術(shù)主題進(jìn)行保護(hù)的情況下，可以考慮依據(jù)失效專利記載的技術(shù)信息進(jìn)行全面實(shí)施；對于處于公開或?qū)嵸|(zhì)審查狀態(tài)的發(fā)明申請，可以考慮通過向國家知識產(chǎn)權(quán)局專利審查部門提交公眾意見，阻止該專利申請文件的授權(quán)；對于處于授權(quán)有效狀態(tài)的專利，可以進(jìn)行必要的侵權(quán)風(fēng)險分析，對于侵權(quán)風(fēng)險程度較高的專利可以考慮進(jìn)行規(guī)避設(shè)計(jì)或者提起專利無效宣告程序。

加強(qiáng)自主創(chuàng)新和協(xié)同創(chuàng)新

國內(nèi)企業(yè)受制于國外企業(yè)專利壁壘的主要原因在于缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù)創(chuàng)新。建立以企業(yè)為中心的自主技術(shù)創(chuàng)新體系，提高科技創(chuàng)新能力，加速知識產(chǎn)業(yè)化，是國內(nèi)企業(yè)增強(qiáng)競爭力的必由之路。企業(yè)的創(chuàng)新方式可以包括：

（1）通過開展企業(yè)專利微導(dǎo)航，確定技術(shù)研究方向，開發(fā)先進(jìn)的技術(shù)，獲取自主知識產(chǎn)權(quán)，并迅速制定相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)的引導(dǎo)下延伸發(fā)展，構(gòu)建完善知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系。

（2）圍繞日本三菱麗陽株式會社、東麗株式會社等國外巨頭的專利技術(shù)有針對性的進(jìn)行規(guī)避設(shè)計(jì)，例如，對于工藝類專利，可以采取改變工藝步驟次序、簡化工藝步驟等規(guī)避手段；對于設(shè)備類專利，可以采取零部件的實(shí)質(zhì)性改變、零部件組裝方式的改變、設(shè)備的控制方式的改變等方式；對于產(chǎn)品和工藝參數(shù)類專利，保證創(chuàng)新產(chǎn)品或工藝設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)不落入授權(quán)專利權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)。

（3）選擇合適的高?？蒲性核?，開展產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新；在協(xié)同創(chuàng)新模式方面，可以充分借鑒富士康與清華大學(xué)的技術(shù)合作模式，與高?？蒲袡C(jī)構(gòu)共同成立研究中心，整合高?？蒲袡C(jī)構(gòu)的人才和創(chuàng)新資源、企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)，降低研發(fā)成本，加快從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的過程，在創(chuàng)新成果保護(hù)中可采取共同申請專利的方式。

建立碳纖維專利技術(shù)聯(lián)盟

建立碳纖維專利技術(shù)聯(lián)盟，聯(lián)盟成員涉及碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)，可以包括從事碳纖維相關(guān)產(chǎn)品制造企業(yè)、相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備制造企業(yè)、碳纖維及其復(fù)合材料的終端用戶等，以及高校、科研機(jī)構(gòu)。建立專利技術(shù)聯(lián)盟可以將不同企業(yè)間離散的專利資源整合為一體，增強(qiáng)企業(yè)擁有的核心專利的數(shù)量，有助于發(fā)揮集合優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險共擔(dān)、利益共享，有利于打破國外技術(shù)封鎖。同時，聯(lián)盟成員的專利不僅可以對內(nèi)交叉許可，促進(jìn)專利資源的流動、轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，還可以通過構(gòu)建高價值專利組合，將企業(yè)相關(guān)技術(shù)提升為產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，甚至國際標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)企業(yè)在國際產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的話語權(quán)。

制定專利訴訟應(yīng)急預(yù)案

國內(nèi)從事碳纖維生產(chǎn)或銷售的企業(yè)可以定期搜集整理重點(diǎn)競爭對手專利糾紛及訴訟案例，重點(diǎn)風(fēng)險區(qū)域相關(guān)法律制度、專利環(huán)境報告；提前制定專利風(fēng)險防范及應(yīng)急管理預(yù)案，一旦有危機(jī)發(fā)生，企業(yè)可以依照該預(yù)案進(jìn)行沉著處理。在面對他人發(fā)出的律師函或者提起的侵權(quán)訴訟時，尤其是針對一些國外巨頭的律師函或者提起的侵權(quán)訴訟，更應(yīng)該冷靜對待。面臨危機(jī)，企業(yè)應(yīng)當(dāng)及時組織法務(wù)人員、技術(shù)人員和專利工作人員組成侵權(quán)應(yīng)急工作小組，認(rèn)真進(jìn)行侵權(quán)應(yīng)急分析，提出切實(shí)可行的應(yīng)對措施，不能因?yàn)閼?yīng)對不當(dāng)，給對方留下可乘之機(jī)，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。