2017年全球石墨烯专利技术分布状况、专利技术申请人状况及技术专利受理国家/地区分析【图】

李玲玲 2017-07-26 05:46 来源：智研咨询

一、世界石墨烯专利技术分布状况

1、受理量国家/地区分布

石墨烯相关专利受理数量最多的国家/地区依次是：中国、美国、韩国、日本、欧专局、德国、法国、俄罗斯、中国台湾。而这些国家地区也是石墨烯相关专利的主要申请国家。尤其是中国，其专利受理数量大幅领先于随后其他各国家/地区。

通过最早优先权国的分析，可以了解石墨烯专利技术的原创国。对石墨烯技术技专利文献的最早优先权国进行统计分析发现，中国处于技术原创国的首位，其专利受理数量大幅领先于随后其他各国家/地区，占据了 46%的份额；韩国、美国、日本紧随其后，也是该项技术的主要技术原创国。但是，韩国、美国和日本等的专利申请数量与中国有较大的差距。这是因为该领域目前处于产业化前夕，需要政府的大力支持，中国政府在石墨烯技术领域的诸多专项支持极大推动了该国在石墨烯技术领域的研发速度，为未来在行业内领先地位奠定了坚实的基础。

石墨烯技术专利最早优先国家/地区分布（件）

资料来源：公开资料、智研咨询整理

石墨烯技术专利最早优先国家/地区分布（件）

资料来源：公开资料整理

美国和日本是最早进入该技术领域的国家，其他国家则在 2006 年前后开始相关研究，其中日本、英国、加拿大等国的申请量始终保持稳定，增长缓慢，而中国、美国和韩国在 2010 年后申请数量增长迅速。其中以中国的增长速度最快，受理的石墨烯相关专利基本上集中在近 3 年，在专利申请总量上已经远远超越美国、日本和韩国。

石墨烯技术主要最早优先权国家时间趋势

资料来源：公开资料整理

2、主要国家/地区的技术布局

主要国家/地区技术构成相似度较高，专利大都分布在 C01B 31/04、C01B31/02、B82Y-040/00、B82Y-030/00、C01B 31/00、C08K 3/04、B82B 3/00、H01B1/04 等领域，即石墨烯材料的制备以及半导体器件的开发等领域。具体来看，美国、中国、日本和韩国 4 个最重要国家/地区的技术布局如下：

（1）美国主要集中在 C01B 31/04、C01B 31/02、B82Y-040/00、B82Y-030/00、C01B 31/00、C08K 3/04、B82B 3/00、H01B 1/04、C23C 16/26、H01L 21/02、H01L21/336、B82Y-099/00、H01L 29/786、B32B 9/00、H01L 29/78、H01L 29/06 等领域。美国在石墨烯专利布局方面比较全面；

（2）中国主要集中在 C01B 31/04、C01B 31/02、B82Y-040/00、B82Y-030/00、C01B 31/00、C08K 3/04、C23C 16/26、H01G 9/042 等领域，即主要集中在石墨烯材料的制备及其在锂离子电池电极中的应用，并且申请数量远超其他国家，但是在制备半导体器件方面的专利相对较少；

（3）日本主要集中在 C01B 31/04、C01B 31/02、C01B 31/00、H01M 4/36、等领域；

（4）韩国主要集中在 C01B 31/04、C01B 31/02、B82B 3/00、H01B 1/04 等领域，特别是在 B82B 3/00（纳米器件）领域的专利具有领先优势。同样，韩国在石墨烯制备方面的专利远低于美国和中国。

主要国家/地区在石墨烯领域的技术布局

资料来源：公开资料整理

主要国家/地区在石墨烯领域的技术布局

资料来源：公开资料整理

3、专利质量及专利保护力度比较

各国政府不断加大石墨烯研发的支持力度，希望在这新一轮石墨烯研究和产业化发展的竞争中抢占先机。在石墨烯大国中，美国、欧盟及其成员国、日本和韩国较先开展相关的战略部署，出台了各项支持政策和研究扶持计划，走在了全球石墨烯研究与产业化的前列。

美国通过国家基金项目早早布局石墨烯基础研究，并探寻石墨烯军事应用技术，目前已经形成较为全面的产业布局。自2006年至2011年期间，美国国家自然科学基金（NSF）已资助超过200项石墨烯相关的研发项目，包括石墨烯超级电容器应用、及石墨烯大规模纳米制造等项目；此外，美国国防部高级研究计划署（DARPA）于2008年也投资了2200万美元，用于发展超高速和低耗能的石墨烯晶体管的研发项目。

欧盟拟10年投入10亿欧元批准石墨烯旗舰项目，联合欧盟各国继续加强石墨烯的前沿技术和产业化应用。英国更是提出“让石墨烯在英国制造”的口号，英国财政部在石墨烯项目上的投入累计已超过1.4亿英镑。在亚洲，日本经济产业省已于2011 年开始创新融合材料研究项目，就碳纳米管和石墨烯的批量合成进行重点支持，5 年研究周期的经费高达9 亿日元。韩国政府则将石墨烯材料及产品定位为未来革新产业之一，并已投入14亿美元研发经费，全力推动产业发展。韩国产业通商资源部于2013年宣布在未来6年内，将投入4,230万美元，协助民间企业进行石墨烯应用产品和相关技术的商品化工作。此外，韩国知识经济部也预计于2012年至2018年期间，针对石墨烯产业提供 2.5亿美元的资助，其中1.24亿美元用于技术研发，其余用作商业化研究。除了资金赞助，韩国更以国家名义联合国内50 多家研究机构和企业组成石墨烯联盟，形成合力，共同推动石墨烯相关技术的商业化。

从国家竞争力来看，全球石墨烯产业综合实力美国处于相对领先的地位，日本、中国得分较接近，中国在竞争潜力和竞争行为方面呈现出较强的优势。

我国石墨烯专利数量庞大，但对专利质量的忽视，使得专利技术成果的转换大打折扣，也降低了技术应用中可能获利的概率。

二、世界石墨烯专利技术申请人状况

1、石墨烯专利申请人概况

下图给出了石墨烯专利技术不同级别的专利申请人的数量及其专利持有量的分布情况。从图中可以看出，专利申请量在>20件、6-20件、2-5件、1件范围的专利申请人的数量所占比例分别为3%、11%、28%、58%，他们的专利持有量所占比例分别为35%、30%、20%、15%。这说明石墨烯相关技术开始进入技术成熟期阶段，少数大型机构在石墨烯专利技术的申请的数量方面开始逐渐具有明显优势。

石墨烯专利申请人数量及其专利持有数量分布

资料来源：公开资料整理

从全球石墨烯专利申请人的类型构成（见下图，专利申请数量≥2）来看，企业在所有专利申请人中所占比例仅为41%，大学、个人、研究机构申请人分别占到了35%、8%、15%。而在一个相对成熟的行业或技术领域中，企业专利一般占专利总量的80%左右，这也表明石墨烯仍是一个新兴的技术领域。从石墨烯专利申请人专利持有量来看，个人申请人持有的专利数量仅有4%，在所有专利申请人中所占比例最低，大学和研究机构所占比例分别为42%和17%，公司所占比例为37%，这表明石墨烯技术正在逐渐向商业化应用方向发展。

石墨烯专利申请人类型构成

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2、石墨烯重要专利申请人

下图给出了专利申请数量不少于 50 件的前 35 个申请人，其中 4 个申请人来自美国，分别是美国 IBM 公司、美国威廉马什赖斯大学、美国纳米技术仪器和美国贝克休斯公司；2 家来自日本，分别是日本半导体能源实验室和日本东芝公司；7 家来自韩国，分别是韩国三星、韩国高级科技学院、韩国成均馆大学、韩国首尔大学、韩国 LG 伊诺特、韩国科学技术研究所、韩国延世大学；来自中国的申请人数量占比最高，多达 22 个申请人，其中 1 家是公司，为鸿海精密仪器有限公司，其余 21 个申请人主要是高校和中科院，分别为浙江大学、清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、东南大学、江苏大学、北京大学、复旦大学、北京化工大学、上海大学、中科院宁波材料技术与工程研究所、同济大学、天津大学、东华大学、电子科技大学、南京理工大学、济南大学、南京大学、常州大学、中科院化学所、中科院上海微系统与信息技术研究所。

石墨烯技术重要专利申请人

资料来源：公开资料整理

3、重要专利申请人合作关系

近三年专利占比数据可以看出，石墨烯专利技术研发最为活跃的申请人主要集中在中国、韩国、美国、日本等国家，包括：韩国三星、美国 IBM、韩国 LG 、清华大学、韩国高级科技学院、上海交通大学、哈尔滨工业大学、东南大学、西安电子科技大学、江苏大学、鸿海精密工业（深圳）有限公司、复旦大学、中科院宁波材料技术与工程研究所、同济大学、美国贝克休斯公司、日本半导体能源实验室、常州大学、中科院上海微系统与信息技术研究所等；专利平均被引频次的数据分析表明，韩国三星、美国 IBM、韩国成均馆大学、韩国科学技术研究所、美国贝克休斯公司、美国纳米技术仪器、日本东芝公司、中科院化学研究所、美国威廉马什赖斯大学等申请人的专利影响力较高。

重要专利申请人专利申请活跃度及影响力

资料来源：公开资料整理

4、专利质量及专利保护力度比较

下表给出了石墨烯重要专利申请人（申请数量大于 50 件）专利申请的保护区域分布情况。可以看出，韩国三星公司、美国 IBM 公司、韩国成均馆大学、韩国 LG、韩国高级科技学院、韩国首尔大学、韩国科学技术研究院、美国贝克休斯公司、美国纳米技术仪器、日本东芝公司、日本半导体能源实验室等公司不仅在专利申请数量上具有优势，而且在世界其他主要国家都对其石墨烯专利申请了专利保护。而我国机构虽然在专利申请数量上表现很好，但是基本上都以国内申请为主，除了中国鸿海精密仪器有限公司、清华大学、北京化工大学、浙江大学、中科院宁波材料技术与工程研究所、中科院上海微系统与信息技术研究所等在国外有少量专利申请外，其余基本都没有对其石墨烯专利申请进行国外保护。

重要专利申请人专利申请的保护区域分布

注：表中国家/地区代码对应如下，US-美国；WO-世界知识产权组织；CN-中国；JP-日本；KR-韩国；EP-欧专局；DE-德国；TW-中国台湾；CA-加拿大；FR-法国；IN-印度；GB-英国；AU-澳大利亚

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三、世界石墨烯相关文献发布与研究

1、数据来源与分析方法

本章专利研究主要分析了全球石墨烯专利技术发展态势，有助于国内了解全球在石墨烯专利技术领域的发展全貌。本章采用汤森路透集团的德温特创新索引（DII）专利数据库作为检索来源。DII 收录来自世界 40 多个专利机构的 1千多万件基本发明专利，数据可回溯至 1963 年，并且所有的专利文献都以专利家族为单位进行组织，可以对世界主要国家/地区进行比较全面的对比分析。针对中国专利进行深度分析时，则采用了宁波市知识产权服务平台专利数据库。整个研究报告完成过程中使用过的分析工具包括：TDA、Aureka、ThomsonInnovation 和 Excel 等。

2、总体情况分析

通过对专利家族国家的分析，可以了解石墨烯技术领域专利的战略布局，也可以通过分析了解专利技术的流向性。

石墨烯技术专利受理国家/地区分析（件）

资料来源：公开资料、智研咨询整理

石墨烯技术专利受理国家/地区分析（件）

资料来源：公开资料整理

可以看出，排名首位的依然是中国，中国依然是专利布局的重点，之后是美国、韩国、WO、日本和欧专局。中国、韩国、美国、日本四个主要技术原创国中，韩国、美国和日本的海外布局最多，中国专利量虽然远远高于其他几个国家，但是专利海外布局相对薄弱。

技术原创国和技术目标申请国排名基本相似，可见中国、韩国、美国、日本不仅是石墨烯技术的主要技术原创地，也是主要技术保护地。从各原创国的技术申请范围来看，韩国、美国和日本都在积极进行全球布局，中国在这方面还需要进一步加强。

石墨烯技术专利主要技术原创国与目标申请国数量对比

资料来源：公开资料整理

石墨烯技术主要国家专利技术流向

资料来源：公开资料整理

结合上面对技术发源地和技术申请地的分析，仅对中国、韩国、美国、日本、几个主要技术原创国之间的技术流动进行分析，可以看出这样的特点：

（1）中国：中国专利体量大，但国外专利技术布局少，在日本、韩国、美国都仅有少量布局；

（2）日本：日本技术流向美国的最多，达到 7.7%；

（3）韩国：韩国技术流向美国和韩国的最多，分别达到 26.9%、27.5%；

（4）美国：美国流向日本和韩国的最多，分别达到 22%、9.3%。

3、中国与国际的比较分析

石墨烯专利技术研发最为活跃的国家和地区包括：中国、美国、WO、韩国、日本、德国和欧专局，其近 3 年专利申请占比分别为 76.4%、69.0%、70.7%、77.7%、61.9%、73.0%和 62.5%，其中，通过 PCT 途径申请专利的活跃度非常高，这说明，近几年石墨烯技术领域的申请人纷纷加强在全球的专利申请和布局。

要国家/地区石墨烯技术专利申请活跃度