車用鋁合金產(chǎn)業(yè)相關專利競爭態(tài)勢分析

于成英 王浩楠

摘要：文章在廣西鋁合金產(chǎn)業(yè)產(chǎn)量高、經(jīng)濟價值低、急需向高經(jīng)濟價值的鋁合金產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級的背景下，開展高經(jīng)濟價值的車用鋁合金產(chǎn)業(yè)相關專利競爭態(tài)勢分析，通過對車用鋁合金產(chǎn)業(yè)的專利趨勢、地域分布、主要持有人、專利演變趨勢及熱點趨向開展統(tǒng)計分析，為廣西企業(yè)提供專利信息基礎。分析結果表明，我國的車用鋁合金產(chǎn)業(yè)已向高經(jīng)濟價值的中游和下游環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)型升級，車用鋁合金產(chǎn)業(yè)鏈下游領域正在配合新能源汽車的高速發(fā)展，仍具有較大的挖掘潛力，對車用鋁合金產(chǎn)業(yè)鏈下游技術趨向的把握及優(yōu)勢資源整合是車用鋁合金產(chǎn)業(yè)下一發(fā)展階段的重點。

關鍵詞：鋁合金；車用；產(chǎn)業(yè)鏈；專利；新能源汽車

中圖分類號：G306? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1674-0688（2023）04-0016-04

0 引言

2015年以來，廣西從全區(qū)產(chǎn)業(yè)布局發(fā)展的角度出發(fā)，提出實施鋁產(chǎn)業(yè)“二次創(chuàng)業(yè)”的發(fā)展戰(zhàn)略，2018年全區(qū)鋁產(chǎn)值突破2 000億元，成為廣西的支柱產(chǎn)業(yè)之一［1］。2022年，我國鋁材累計產(chǎn)量為6 221.6萬t，其中廣西鋁材累計產(chǎn)量在全國排名第5位，達到271.16萬t［2］。廣西雖然具有得天獨厚的鋁礦資源和較高的鋁材產(chǎn)量，但缺乏鋁合金產(chǎn)業(yè)的核心技術，產(chǎn)品的經(jīng)濟價值較低，因此急需向擁有高經(jīng)濟價值的車用鋁合金產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級。汽車用鋁無疑是未來市場發(fā)展?jié)摿薮蟮匿X產(chǎn)品，為應對全球性的節(jié)能減排，鋁合金應用是其中重要的發(fā)展方向，而我國生產(chǎn)的車身用鋁板僅占世界車身用鋁板產(chǎn)量的6%［3］。本文主要通過對鋁合金產(chǎn)業(yè)鏈的專利信息進行檢索、分析，從專利申請趨勢、地域分布、主要持有人、專利演變趨勢及熱點趨向等方面充分了解產(chǎn)業(yè)鏈的競爭情況和發(fā)展趨勢，為廣西相關企業(yè)及其研發(fā)人員開發(fā)鋁合金產(chǎn)業(yè)核心技術提供可參考的基礎信息。

1 數(shù)據(jù)來源與檢索方法

本文專利數(shù)據(jù)來源于INCOPAT專利檢索系統(tǒng)（https：//www.incopat.com/），采用產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的關鍵詞與國際專利分類號（IPC）相結合的檢索策略，對檢索得到的初步結果進行篩選及分類分析。本文以鋁合金產(chǎn)業(yè)相關專利為基礎信息進行分析，通過對IPC分類號、專利申請趨勢、國家地區(qū)分布、主要專利申請人、演變趨勢與熱點趨向進行統(tǒng)計，確定與主題相關的專利，通過人工篩選出符合檢索需求的專利，采用同族合并等方法進行數(shù)據(jù)清洗和標引，獲得最終結果，并以此開展進一步分析。經(jīng)過人工篩選降噪，檢索到車用鋁合金產(chǎn)業(yè)相關專利90 805件，其中國內(nèi)專利為48 280件，國外專利為42 525件，檢索日期截至2022年12月31日。

2 專利數(shù)據(jù)分析

2.1 車用鋁合金產(chǎn)業(yè)專利技術分布

通過對檢索的專利數(shù)據(jù)進行IPC統(tǒng)計分析，明晰車用鋁合金產(chǎn)業(yè)的關鍵技術分布情況（見表1）。涉及C22C小類（合金）的專利數(shù)量最多，為28 253件，在C22C小類中，有26 254件專利涉及C22C21大組（鋁基合金），從IPC小組中可以看出鋁基合金專利申請中以含硅鋁合金為主，即涉及C22C21/02（硅為次主要成分的）、C22C21/08（含硅的）小組的專利相對較多，分別為8 169件和3 423件；其次為C22F小類（改變有色金屬或有色合金的物理結構），為13 360件，其中涉及數(shù)量最多的大組和小組分別為C22F1（用熱處理法或用熱加工或冷加工法改變有色金屬或合金的物理結構）和C22F1/04（鋁或鋁基合金）；最后為H01M小類（用于直接轉(zhuǎn)變化學能為電能的方法或裝置，例如電池組），為8 824件，在該小類中，有5 131件涉及H01M10大組（二次電池及其制造），有1 425件涉及H01M10/613小組（冷卻或保持低溫）。從對檢索的專利數(shù)據(jù)的IPC分析可以看出，車用鋁合金產(chǎn)業(yè)熱點技術主要集中在“鋁合金的制備及加工”領域。

對檢索的專利按照車用鋁合金產(chǎn)業(yè)上游、中游、下游的技術進行分類，能夠明確了解產(chǎn)業(yè)鏈中的研發(fā)熱點及技術空白點，相關企業(yè)及研發(fā)人員可以結合分析結果和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際情況，針對研發(fā)熱點降低侵權風險，針對技術空白點進行技術開發(fā)，進而拓展市場。

圖1為車用鋁合金產(chǎn)業(yè)專利技術分類圖。如圖1所示可知，中游的鋁合金加工技術的專利最多，為48 528件，占比為49%；其次為下游的車用鋁合金產(chǎn)品及技術，專利申請量為37 050件，占比為37%；最后為上游的電解鋁技術，專利申請量為13 825件，占比為14%。上述產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的專利分布表明，國內(nèi)外已在鋁合金加工和車用鋁合金產(chǎn)品技術方面加大研發(fā)投入，并獲得大量的科技成果；在電解鋁技術方面，該技術的研究起步較早，技術發(fā)展相對成熟且經(jīng)濟價值較低，目前僅針對電解設備或生產(chǎn)適應性調(diào)整等外圍技術進行改進或創(chuàng)新，因此該技術的專利申請量較少。此外，在高經(jīng)濟價值產(chǎn)業(yè)鏈的下游環(huán)節(jié)中，以電池、車輪、發(fā)動機、車身及車架等車用產(chǎn)品為主，車門、懸架、保險杠等產(chǎn)品的挖掘潛力較大。

2.2 車用鋁合金產(chǎn)業(yè)專利申請趨勢

圖2為車用鋁合金產(chǎn)業(yè)國內(nèi)外專利申請趨勢圖。如圖2所示，我國的相關專利申請趨勢為逐年遞增，國外的相關專利申請趨勢為小幅度波動，一方面表明我國已經(jīng)逐漸成為車用鋁合金產(chǎn)業(yè)最重要的目標市場，另一方面表明我國的研發(fā)投入和研發(fā)實力逐步變強。2010年以前，除我國的鋁業(yè)龍頭企業(yè)和高校外，主要的專利申請人為國外的知名鋁產(chǎn)業(yè)公司，例如日本的神戶制鋼所、輕金屬控股株式會社、本田技研工業(yè)株式會社及德國的克里斯鋁軋制品有限公司等，上述公司陸續(xù)擴張海外市場，在各個國家和地區(qū)開展相關專利布局；2010—2014年，我國車用鋁合金產(chǎn)業(yè)專利申請量正式完成“彎道超車”，主要原因在于國外企業(yè)持續(xù)加大在我國市場的布局力度，加之我國西南鋁業(yè)（集團）有限責任公司、遼寧忠旺集團有限公司等鋁加工企業(yè)及部分車用零部件制造企業(yè)進入市場競爭，中南大學、北京科技大學等高校也加大車用鋁合金技術的研發(fā)投入，使我國形成有效的專利布局；2015—2018年，車用鋁合金產(chǎn)業(yè)進入專利申請的爆發(fā)期，年增長量為千件左右，也表明車用鋁合金技術進入發(fā)展成熟期；2019年，專利增長停滯的主要原因是受疫情影響，2021年和2022年的專利申請量有所回落的原因在于專利的滯后性，部分專利尚未公開。

2.3 車用鋁合金產(chǎn)業(yè)專利地域分布及主要持有人

表2為車用鋁合金產(chǎn)業(yè)專利地域分布及主要持有人。從表2中可以看出當前車用鋁合金產(chǎn)業(yè)的熱點區(qū)域和主要的競爭對手。其中，中國的申請量最多，為48 280件，說明國內(nèi)外相關企業(yè)非常重視中國市場，產(chǎn)業(yè)鏈上游的專利主要持有人為湖南艾華集團股份有限公司，中游的專利主要持有人為西南鋁業(yè)（集團）有限責任公司、遼寧忠旺集團有限公司等鋁加工企業(yè)，下游的專利主要持有人為生產(chǎn)汽車輪轂的中信戴卡股份有限公司，我國相關企業(yè)的專利申請集中在產(chǎn)業(yè)鏈的上游和中游，高經(jīng)濟價值的產(chǎn)業(yè)鏈下游的專利申請人較少。此外，日本的神戶制鋼所的專利技術涉及產(chǎn)業(yè)鏈的中游和下游。日本的相關專利持有人以當?shù)氐慕饘偌庸て髽I(yè)和車企為主，表明日本在產(chǎn)業(yè)鏈中游的鋁合金制備技術及下游的車用鋁合金產(chǎn)品技術領域的競爭力較大；美國的相關專利持有人以當?shù)劁X加工企業(yè)和車企為主，表明美國的競爭熱點為產(chǎn)業(yè)鏈的中游和下游；德國則以車企為主，表明德國的競爭熱點在產(chǎn)業(yè)鏈的下游。

2.4 車用鋁合金產(chǎn)業(yè)的演變趨勢及熱點趨向

通過對車用鋁合金產(chǎn)業(yè)的演變趨勢及熱點趨向的分析，能夠為車用鋁合金產(chǎn)業(yè)的研發(fā)方向及研發(fā)策略制定提供參考。表3為車用鋁合金產(chǎn)業(yè)演變趨勢及熱點方向。由表3可知，車用鋁合金產(chǎn)業(yè)鏈關鍵技術的專利申請均處于增長狀態(tài)，其中“鋁合金加工技術”“車用鋁合金產(chǎn)品”處于高速增長狀態(tài)，表明國內(nèi)外相關企業(yè)的研發(fā)投入主要集中在上述技術領域，相關技術也日趨成熟；“電解鋁技術”的增長幅度和專利申請量相對較小，該項技術的起源較早，經(jīng)濟回報率較低，電解技術發(fā)展相對成熟，目前以電解設備等外圍技術改進為主，導致申請量和增長幅度較?。辉诟呓?jīng)濟價值的“車用鋁合金產(chǎn)品”領域，雖然有一定數(shù)量的專利申請，但是新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的鋁合金產(chǎn)品應用仍有一定差異，例如在新能源汽車電池相關的鋁合金產(chǎn)品方面。因此，隨著新能源汽車的發(fā)展，將傳統(tǒng)汽車的鋁合金產(chǎn)品拓展到新能源汽車中仍有較大的挖掘潛力。

2.5 中國車用鋁合金產(chǎn)業(yè)專利的法律狀態(tài)分析

表4為我國車用鋁合金產(chǎn)業(yè)專利類型及法律狀態(tài)分布。由表4可知，我國公開的48 280件相關專利中，發(fā)明專利有26 436件，實用新型專利有21 844件，其中發(fā)明專利的有效數(shù)量為8 516件、處于審查中的數(shù)量為5 697件、失效的數(shù)量為12 223件，實用新型專利的有效數(shù)量為14 595件，失效的數(shù)量為7 249件。從我國專利的申請類型和法律狀態(tài)可以看出，目前在我國的車用鋁合金產(chǎn)業(yè)市場中已有一些企業(yè)形成具有一定保護能力的專利壁壘。

表5為我國車用鋁合金產(chǎn)業(yè)有效專利的主要專利權人統(tǒng)計情況。由表5可知，在我國車用鋁合金產(chǎn)業(yè)的專利壁壘中，以我國的鋁加工企業(yè)、汽車相關企業(yè)及少量日本的鋁加工企業(yè)為主要持有人，表明我國的車用鋁合金產(chǎn)業(yè)的市場主動權已掌握在手中且已向高經(jīng)濟價值的產(chǎn)業(yè)鏈下游拓展。我國的專利權申請人以企業(yè)為主，以企業(yè)為申請人的有效專利占比為87%，以大專院校為申請人的有效專利占比為9.1%，以個人為申請人的有效專利占比為3.5%，以科研單位為申請人的有效專利占比均為1.9%。在企業(yè)的專利申請中，主要有中信戴卡股份有限公司、遼寧忠旺集團有限公司、比亞迪股份有限公司、湖南艾華集團股份有限公司、中國鋁業(yè)股份有限公司、東北輕合金有限責任公司、寧德時代新能源科技股份有限公司、西南鋁業(yè)（集團）有限責任公司、東北輕合金公司、寧德時代公司、中國鋁業(yè)公司；在大專院校的專利申請中，以中南大學、上海交通大學、東北大學、江蘇大學、哈爾濱工業(yè)大學、吉林大學為主；在科研單位的專利申請中，廣東材料與加工研究所的有效專利超過50件。

由上述專利權人分布情況可以看出，遼寧忠旺集團有限公司、西南鋁業(yè)（集團）有限責任公司、東北輕合金公司、中國鋁業(yè)公司等，主要涉及鋁合金制備及加工技術領域，中信戴卡股份有限公司、比亞迪股份有限公司、寧德時代新能源科技股份有限公司等，主要涉及車用電池、輪轂等車用鋁合金產(chǎn)品，因此我國的專利壁壘主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈中游和下游的部分產(chǎn)品中。在高經(jīng)濟價值的產(chǎn)業(yè)鏈中，僅在電池、輪轂等相關鋁合金產(chǎn)品形成有效的專利布局，表明部分企業(yè)已向新能源汽車鋁合金產(chǎn)品領域轉(zhuǎn)型，但有效專利僅在電池技術領域，產(chǎn)業(yè)鏈下游尚未形成有效的專利布局。因此，產(chǎn)業(yè)鏈下游技術中新能源汽車用鋁合金產(chǎn)品的挖掘和布局空間較大。

3 結語

我國車用鋁合金產(chǎn)業(yè)相關技術的發(fā)展相對較晚，但目前國內(nèi)專利已形成具有一定保護能力的專利布局結構，我國的車用鋁合金產(chǎn)業(yè)已向高經(jīng)濟價值的中游和下游環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)型升級，主動權掌握在我國的企業(yè)、院校及部分日本企業(yè)等申請人手中。雖然我國的車用鋁合金產(chǎn)業(yè)專利數(shù)量已遠超其他國家地區(qū)，但是欠缺海外專利的申請及布局，導致國內(nèi)相關企業(yè)的海外市場競爭能力差。建議國內(nèi)企業(yè)針對核心技術開展海外專利布局，提升海外市場競爭力。在研發(fā)方向方面，車用鋁合金產(chǎn)業(yè)鏈下游領域正向高速發(fā)展的新能源汽車領域轉(zhuǎn)向，仍具有較大的挖掘潛力，已有部分中游企業(yè)進入下游技術領域，研發(fā)出高性能的車用鋁合金產(chǎn)品，并形成小范圍的專利組合，建議區(qū)內(nèi)企業(yè)通過“產(chǎn)、學、研”合作等方式，制定適合企業(yè)自身的研發(fā)策略。建議廣西相關企業(yè)研發(fā)前開展知識產(chǎn)權初步調(diào)查，避免重復開發(fā)的同時識別國內(nèi)外專利壁壘，降低企業(yè)產(chǎn)品的侵權風險。

4 參考文獻

［1］黃偉拯.廣西鋁產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級研究［D］.南寧：廣西大學，2021.

［2］中華人民共和國國家統(tǒng)計局.國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫［DB/OL］.（2023.02）［2023.2.28］.https：//data.stats.gov.cn/search.htm？s=鋁.

［3］牛莎莎，董盈盈.新能源汽車對車用鋁合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響［J］.世界有色金屬，2022，（14）：154-157.