1、知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊編寫說明編寫說明本報告集由國家知識產權局公共服務司組織編寫。相關知識產權信息公共服務成果報告由各省知識產權局收集和推薦。經項目組初步篩選、專家評審后確定本次共享發布報告。報告集分為信息技術、新能源、新材料、生物醫藥、化學、創新研究 6 個分冊，共 14 項成果報告。報告集充分考慮了信息的安全性與適宜性，主要內容為縮編后的精簡成果，并對部分章節內容進行了必要的刪減調整及脫敏處理，最大化展現各成果的核心價值與亮點。本次成果匯集和發布，旨在推廣知識產權信息利用成果，促進發揮知識產權信息戰略價值，進一步強化知識產權信息服務對科技創新和產業優化升級

2、的支撐作用。衷心感謝慷慨共享成果的知識產權公共服務機構。相信通過不斷開展信息利用成果共享，加強知識產權公共服務機構之間專業交流與互鑒，能夠有力推動信息服務環境的開放化、協同化，促進知識產權信息利用和服務規范化發展，為激勵創新、優化資源配置和促進高質量發展提供更加有力支撐。編輯組2024 年 9 月知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊目 錄多晶硅產業專利導航報告.3硼氮摻雜材料專利導航報告.37吉林省碳纖維產業專利導航報告.64知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊3多晶硅產業專利導航報告多晶硅產業專利導航報告委托單位：烏魯木齊市場監督管理局委托單位：烏魯木

3、齊市場監督管理局承擔單位：新特能源股份有限公司承擔單位：新特能源股份有限公司原報告定稿時間：原報告定稿時間：20222022 年年 1 1 月月知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊4編寫人員名單編寫人員名單課題負責人：課題負責人：李西良 新特能源股份有限公司 副總經理 正高級工程師/正高級知識產權師課題組成員：課題組成員：劉興平 新特能源股份有限公司 副總工程師 正高級工程師朱秀萍 新特能源股份有限公司 知識產權主管 專利代理師張勇 華智數創（北京）科技發展有限責任公司 總經理正高級知識產權師劉慧捷 新特能源股份有限公司 科技管理部部長 高級工程師白艷華智數創（北京）科技發

4、展有限責任公司 總監成鑫 華智數創（北京）科技發展有限責任公司 專利代理師知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊5成果亮點成果亮點多晶硅產業專利導航分析報告結合多晶硅產業發展的整體趨勢、產業鏈以及市場情況，以專利數據信息為基礎，首先從技術發展、產品供需、企業地位和產業轉移等不同角度論證多晶硅產業鏈與專利布局的關聯度；以產業鏈與專利布局的關聯度為基礎，對頭部企業的專利按照時間進行統計，分析專利申請趨勢，得出時間維度上頭部企業專利的產出規律，進而判斷頭部企業在重點產品或核心技術上所處的發展階段，為開展針對性的專利布局奠定基礎；依照產業鏈和工藝鏈結構對頭部企業的專利布局方向進行分析

5、，綜合判斷重點產品的技術熱點方向。本導航報告通過對專利信息的深度挖掘，全景揭示了多晶硅產業發展現狀、最新技術發展趨勢以及頭部企業企業在產業鏈中的定位，為多晶硅產業發展規劃和企業研發方向提供了科學具體的決策依據。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊1引言專利導航是產業決策的新方法，是運用專利制度的信息功能和專利分析技術系統導引產業發展的有效工具。開展專利導航可以發揮專利信息分析對產業運行決策的引導作用，發揮專利制度對產業創新資源的配置作用，提高產業創新效率和創新水平，防范和規避產業知識產權風險，強化產業競爭力的專利支撐，提升產業創新驅動發展能力。本項目是以專利信息為基礎，結合

6、產業信息、學術信息以及政策信息，揭示產業環境，分析產業創新方向和頭部企業的發展重點，明晰企業產業發展定位，研判產業創新發展水平和質量，規劃未來產業健康升級路徑。本報告采用的專利文獻數據主要來自中國專利文摘數據庫和德溫特世界專利數據庫，還綜合利用了部分其他專利數據庫，通過初步檢索、擴展檢索和補充檢索等，以保證數據檢索的全面性。經過檢索和清理，得到中國及全球申請文獻數量，詳見下表。其中，檢索的檢索截止日期為 2022 年 1 月 8 日。鑒于專利文獻存在延遲公開的屬性，部分申請日在檢索終止日之前 18 個月內的發明專利申請因未公開而未被檢索到。下述原因導致了 20202021 年提出的專利申請統計

7、不完全：1）PCT 專利申請可能自申請日起 30 個月甚至更長時間之后進入國家階段，導致與之相對應的國家公布時間晚；2）發明專利申請的延遲公布，即自申請日（有優先權的自優先權日）起 18個月（要求提前公布的申請除外）被公布；3）實用新型專利在授權后才能被公布。因此，在本報告的數據分析中，20202021 年可能出現專利申請量明顯下降的現象，這與該時間階段內的專利數據無法完整檢索有很大的關系，不能反映真實的申請量變化情況。對于該情況，在此加以統一說明，后文的分析中不再加以贅述。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊2第 1 章 多晶硅產業發展現狀多晶硅是熔融的單質硅在過冷條件下

8、凝固時，硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶面取向不同的晶粒的結合，因其具有的半導體性質，成為當代人工智能、自動控制、信息處理、光電轉換等廣泛應用的半導體產品的基礎材料。多晶硅作為全球能源體系的重要組成部分，除降低溫室氣體排放外，為各國社會、政治、經濟的發展提供重要驅動力，對保障世界各國能源安全、改善環境保護、增加各國就業發揮了重要作用。截至 2013 年初，全球已有 127 個國家制定或出臺多晶硅政策，其中發展中國家和新興經濟體的比重就超過 2/3。中國自 2005 年起，先后出臺了中華人民共和國可再生能源法關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定多晶硅行業準入條件關于促進光伏產業健康發展的若干

9、意見中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要，強調推進能源革命，建設清潔低碳、安全高效的能源體系，提高能源供給保障能力。國內光伏政策的陸續出臺給予國內先進企業帶來新的發展機遇與挑戰，未來的市場需求將會由政策驅動向市場驅動轉變。我國早期的多晶硅工藝研究源于 20 世紀 50 年代，北京有色金屬研究總院自行摸索硅工藝，隨后 739 廠、740 廠和 741 廠成為我國三大生產基地，但具有生產規模較小、工業技術落后、消耗大、成本高等特點。自 1996 年開始，在國家經貿委的支持下，峨嵋半導體廠開始 100 噸/年多晶硅產業化關鍵技術研究，2002 年四川新光開工建

10、設國內首條千噸級多晶硅生產示范線，2005 年洛陽中硅投產 300 噸多晶硅產業化項目，意味著國內產業開始打破國外的技術封鎖，形成多晶硅規?；a技術體系。2005 年后，受太陽能級多晶硅市場需求影響和多晶硅生產線示范項目的帶動下，國內資本開始大舉進入多晶硅領域，多晶硅產業規模迅速擴大，年產量從兩三百噸發展至兩萬噸，使得我國光伏產業原材料的自給率由幾乎為零提高至 50%左右，擺脫了多晶硅依賴進口的局面，為產業健康發展奠定了基礎。同時，國內多晶硅生產技術實現快速突破，采用改良西門子法的企業基本掌握千噸級規?；a關鍵技術，關鍵設備的國產化進程加速，生產工藝不斷優化，大規模生產的穩定性逐步提高，多

11、晶硅產業也將引來新的機遇與挑戰。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊3第 2 章 多晶硅產業專利態勢2.1 全球專利申請趨勢截至檢索日，全球多晶硅產業總共申請專利 26047 項，下圖示出了全球多晶硅產業專利申請量的變化趨勢。從圖中可以看出，多晶硅產業的年申請量呈現穩步提升態勢，總體可分為以下四個階段（圖 2-1-1）。圖圖 2-1-1 多晶硅產業發展的四個階段多晶硅產業發展的四個階段此外，圖 2-1-2 示出了全球多晶硅產業專利申請趨勢，圖 2-1-3 顯示了全球發電結構圖，可以看出，多晶硅的全球專利趨勢與全球發電結構圖中可再生能源占比的趨勢除去個別調整期（2012-20

12、14 年）外非常吻合，這就說明了專利產出與產業產出的具有非常高的關聯度。圖圖 2-1-2 全球多晶硅專利申請趨勢全球多晶硅專利申請趨勢知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊4圖圖 2-1-3 全球發電結構圖全球發電結構圖圖 2-1-4 為全球多晶硅產業專利技術來源國/地區分布情況?？傮w來看，主要參與的國家/地區為中國、日本、美國、德國和韓國。其中，中國申請人的申請量比重最大，占比達 50.3%。其次為日本、美國、德國和韓國，這些國家所掌握的該領域內的專利量占全球總量的 44.6%，是全球多晶硅產業發展主要的推動力。圖圖 2-1-4 全球多晶硅專利技術主要來源國全球多晶硅專利技

13、術主要來源國/地區分布地區分布從全球多晶硅產業全球專利申請布局情況來看，由于中國多晶硅產能不斷增長，企業產能已經達世界領先水平，所以中國的申請量在各國家/地區中排在第一位，其次是美國、韓國和歐盟等國家（圖 2-1-5）?？梢钥闯?，中國作為多晶硅產出大國，專利技術保護意識較高，市場也被各國普遍重視。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊5圖圖 2-1-5 全球多晶硅專利技術主要公開國全球多晶硅專利技術主要公開國/地區地區分布分布通過對全球多晶硅產業各國發展和專利布局情況的梳理可以發現，我國產品產量和專利申請總量雖然存在明顯優勢，但技術水平和企業規模仍與發達國家存在一定差距，產業

14、內的核心技術主要掌握在美國、日本等發達國家手中。申請人是專利申請的和主體，也是技術發展的主要推動力量，通過對申請人，尤其是主要申請人的研究，可以發現本領域申請主體的特點以及主要申請人的專利戰略特點。圖 2-1-6 為全球多晶硅產業專利申請量排名前 20 申請人的排名情況，從中可以看出日本申請人數量居多，席位占到了 40%，且排名前 3 位申請人中，第 1、2 名申請人均來自日本。除日本外，其他國家入榜的申請人分別來自中國、德國、美國和韓國。日本的株式會社 SUMCO 在多晶硅產業擁有相關專利申請 998 項，排在全球首位。日本SUMCO 公司成立于 1999 年，是全球第二大硅晶圓供應商，同時

15、生產多種半導體材料。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊6圖圖 2-1-6 全球多晶硅專利技術主要申請人全球多晶硅專利技術主要申請人排在第二位的信越半導體申請專利 708 項，作為 IC 電路板硅片的主導企業，最早研制成功了最尖端的 300mm 硅片，并實現了 SOI 硅片的量產，可以說，這兩家日本企業是全球多晶硅材料供應商中巨無霸級別的存在，雖然其生產主要是以電子級多晶硅為主，但是電子級多晶硅與光伏多晶硅在技術上是相通的，所以，若要產業升級，其專利技術是值得關注的。排在第三位的瓦克化學申請了 678 項多晶硅專利，從 2000 年開始，受光伏市場興起的影響，瓦克化學開始進

16、軍光伏市場，作為德國老牌半導體材料生產商，瓦克仍然擁有著世界一流的制造工藝和技術水平。此外，中國申請人在全球排名前 20 申請人中有 7 家入榜，僅比日本申請人少 1 家，協鑫集團以 611 項專利申請排在第四名，通威、新特能源、亞洲硅業分列第 8-10 名，中國恩菲工程技術有限公司排在第 12 名，新疆大全和內蒙古中國則分別排在第 14 和第 16 名。圖 2-1-7 為全球多晶硅產業二級分支全球范圍相關專利申請情況。首先，從申請量來看，申請活躍度最高的技術分支為硅芯制備，其次為副產物回收再利用和輔助工裝。圖圖 2-1-7 全球多晶硅專利技術分布全球多晶硅專利技術分布從專利類型來看（圖 2-

17、1-8），多晶硅產業的 8 個技術分支的發明類型專利占比均達到了 50%以上，所申請的專利技術含量較高，其中副產物回收再利用的發明占比最高，為 80.9%。還原技術的發明專利占比在 8 個分支中較低，為 63.1%。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊7圖圖 2-1-8 全球多晶硅專利技術發明專利占比全球多晶硅專利技術發明專利占比2.2 全球 PCT 專利申請趨勢如圖 2-2-1 所示，為全球多晶硅 PCT 專利來源國/地區分布，可以看出，來自美國的 PCT 專利量最多，有 1172 項專利；其次是來自日本的，有 980 項專利；來自中國的 PCT 專利僅有 165 項，僅

18、占全部 PCT 專利的 5.0%，對比而言，進入中國的 PCT專利有 1731 件專利，是進入量的 10 倍多，表明全球市場非常重視在中國的專利布局，以影響中國國內的產業發展。圖圖 2-2-1 全球多晶硅全球多晶硅 PCT 專利來源國家專利來源國家/地區分布地區分布如圖 2-2-2 所示，為全球多晶硅 PCT 專利進入國家分布，可以看出，進入美國的PCT 專利量最多，有 2350 件專利；其次是進入日本的，有 2090 件專利；再就是歐洲專利局和中國，進入歐洲專利局的有 61800 件專利，進入中國的有 1731 件專利。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊8圖圖 2-2-

19、2 全球多晶硅全球多晶硅 PCT 專利進入國家分布專利進入國家分布再看全球 PCT 專利的主要申請人，以確認全球產業占據主導地位的創新主體。如圖 2-2-3 是全球多晶硅 PCT 專利主要申請人，可以看出，多晶硅領域 PCT 專利主要申請人均是國外企業，國內企業在多晶硅領域 PCT 專利申請較少。其中瓦克化學申請的PCT 專利最多，有 119 件 PCT 專利；其次是德山曹達株式會社，有 77 件 PCT 專利申請，信越化學和株式會社 SUMCO 分別有 60 件和 53 件 PCT 專利申請。圖圖 2-2-3 全球多晶硅全球多晶硅 PCT 專利主要申請人專利主要申請人2.3 中國專利申請趨勢

20、分析由上述產業發展現狀可知，中國多晶硅產業發展早期技術水平低下且制造成本較高，所以在 1985 年至 2000 年間，我國多晶硅技術發展緩慢，年均申請量不足 5 項。進入21 世紀后，受到國家一系列政策的大力支持，國內資本開始快速進入多晶硅領域，多晶硅產業規模迅速擴大，自 2000 年后專利申請量快速上升，到 2011 年時，年專利申請量已經達到 831 項。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊9圖圖 2-3-1 中國多晶硅專利申請趨勢中國多晶硅專利申請趨勢然而，隨著多晶硅產值產能的爆發式增長，我國多晶硅產能虛增，“國發 38 號文”將多晶硅行業定義成產能過剩行業，加之國外

21、實施嚴格的貿易壓制，導致多晶硅產業陷入危機，眾多中小企業破產倒閉，所以在 2011 年至 2015 年期間，我國多晶硅產業專利技術申請量出現明顯下降。在經歷一段時期的產業重組調整和國家進一步出臺產業扶持政策后，多晶硅產業迎來了新的發展期，市場需求也隨之擴大，自 2016 年開始，多晶硅專利技術申請進一步增長，至 2019 年達到歷史峰值 1217 項，截至檢索日，我國多晶硅產業共申請專利 9734 項專利。（圖 2-3-1）。圖 2-3-2 中國多晶硅專利技術主要申請人圖 2-3-2 為多晶硅產業在華主要申請人前 10 排名情況，其中我國本土申請人占 9席，唯一一位國外申請人為來自德國的瓦克化

22、學。從申請人國別來看，我國多晶硅市場的產業技術主要集中在了本土企業手中，國外企業雖然對我國市場的重視程度較高，但在專利布局數量上有限，我國申請人仍占據主導地位。以協鑫、通威和新特能源為首的知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊10國內申請人占據著國內多晶專利申請的第一梯隊。其中，協鑫申請專利 326 項，綜合實力在國內領先其他企業；通威和新特能源以 299 項和 289 項專利緊隨其后。除此之外，中國恩菲工程技術有限公司申請專利 258 項，實力不俗。中國有色工程有限公司暨中國恩菲工程技術有限公司（原中國有色工程設計研究總院，簡稱“中國恩菲”）成立于 1953 年，是中華人民

23、共和國成立后，為恢復和發展我國有色金屬工業而設立的第一家專業設計機構，現為世界五百強企業中國五礦、中冶集團子企業，擁有全行業工程設計綜合甲級資質；內蒙古中環光伏材料有限公司申請專利 124 項，其為天津中環半導體股份有限公司(簡稱“中環股份”)子公司，公司主導產品電力電子器件用半導體區熔單晶-硅片綜合實力全球第三，國外市場占有率超過 18%，國內市場占有率超過 80%。圖圖 2-3-3 中國多晶硅專利技術分布中國多晶硅專利技術分布圖 2-3-3 示出了中國多晶硅產業專利技術分布情況。從各技術分支申請量活躍度來看，國內與全球申請排名情況相似，其中，硅芯制備技術以 3958 項專利申請排在首位，占

24、全部專利申請的 30.6%。其次為副產物回收再利用技術，專利申請量為 2184項，還原技術則以 2141 項專利申請排在第三位。2.4 多晶硅專利技術活躍度分析知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊11圖圖 2-4-1 中國多晶硅有效專利占比中國多晶硅有效專利占比圖 2-4-1 給出了改良西門子法各技術分支在中國的有效專利占比情況，其占比可以顯示各創新主體在各分支領域上對中國市場的重視程度?？梢钥闯?，全部分支領域占比均在 40%以上，其中，多晶硅成品和輔助工裝在中國國內的有效專利占比最高，為49.5%，是各創新主體最為重視的技術分支；其次是硅芯制備，也是各創新主體頗為重視的技

25、術分支，其占比也達到了 49.4%。SiHCl3合成技術分支的占比為 40.7%，是在中國國內技術影響力相對較低的技術分支。圖圖 2-4-2 中國多晶硅近五年申請專利占比（中國多晶硅近五年申請專利占比（2017-2021）圖 2-4-2 給出了改良西門子法各分支技術在中國的近五年新申請專利的占比情況。多晶硅副產物回收再利用是各創新主體最為重視的技術分支，新申請專利占比達到59.0%，是近年來各創新主體爭奪較為激烈的研發熱點方向；同時成品技術分支的占比達到了 58.3%，反映出多晶硅成品的研發熱度較高；還原和氫化技術近年來研發熱度中等，占比分別為 52.6%和 42.2%；其余 SiHCl3精制

26、、SiHCl3合成等技術分支新申請專利占比在 35%左右，研發熱度相對較低。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊12圖圖 2-4-3 多晶硅多晶硅 PCT 專利申請占比專利申請占比圖 2-4-3 示出了各二級分支的 PCT 申請專利占比，其中副產物回收再利用 PCT 申請占比 26.3%，是占比最高的技術分支，表明該領域是專利全球布局較為活躍的技術分支，是技術輸出和技術海外應用最為活躍的技術分支，具有較強的全球影響力。輔助工裝和 SiHCl3合成技術分支 PCT 申請占比分別為 20.7%和 20.0%，也是技術輸出和技術海外應用較為活躍的技術分支。氫化、硅芯制備、SiHC

27、l3精制技術分支的 PCT 專利占比分別為 15.7%、12.4%、11.9%。多晶硅還原、成品技術分支 PCT 申請占比較低，為 7.0%和 6.9%。值得注意的是，雖然還原技術分支的 PCT 專利占比僅有 10.4%，但其全球 PCT 專利申請量達到 374 件，因此是多晶硅產業中不容忽視的競爭點。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊13第 3 章 多晶硅產業專利布局分析對多晶硅頭部企業產業結構進行對比分析，可以辨析各企業優勢技術、弱勢技術、空白技術，以此來完善產業鏈整體專利布局，提升企業整體技術實力。3.1 多晶硅產業專利布局分析從各個企業二級技術分支的專利布局量對比

28、可知，六家企業的產業鏈布局模式各有異同（圖 3-1-1）。從協鑫的產業鏈布局來看，協鑫在硅芯制備領域占據絕對優勢，其中分別在切割和晶棒拉制技術上布局專利超百項；通威集團與新特能源在副產物回收再利用領域占據優勢，其中廢氣回收分離和非氣體廢物處理是通威集團的優勢技術，新特能源則是廢氣回收分離；亞洲硅業則側重還原技術的研發，專利布局主要集中還原爐結構技術，布局專利達 70 余項；還原、副產物回收再利用以及輔助工裝等領域是頭部企業競爭比較激烈的分支，均有不少專利布局。圖圖 3-1-1 六家頭部企業產業鏈各環節專利量六家頭部企業產業鏈各環節專利量進一步以新特能源為基準，分析新特能源在整個產業鏈中的優劣勢

29、，表 3-1-1 列出了另外五家頭部企業相對于新特能源的優勢（1）和劣勢（1）環節；可以看出，協鑫相對于新特能源有 5 個分支處在優勢地位，尤其硅芯制備技術專利持有量是新特能源的 46.6 倍；通威有 6 個分支處在優勢地位，僅剩氫化以及成品是新特能源占有優勢；亞洲硅業同樣有 5 個分支相對新特能源占據優勢地位，以上三家有一個共同點是，在硅芯制備領域，三家企業相對新特能源均有更大的優勢?？傮w來看，新特能源處在“比上不足，比下有余”的狀況中，應當積極彌補自己的不足，拓寬產業鏈，完善技術鏈，做到百尺竿頭更進一步。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊14表表 3-1-1 六家頭部

30、企業產業鏈優劣勢環節對比（以新特能源為基準）六家頭部企業產業鏈優劣勢環節對比（以新特能源為基準）二級分支二級分支協鑫協鑫通威通威亞洲硅業亞洲硅業新特能源新特能源新疆大全新疆大全東方希望東方希望SiHCl3合成0.21.70.61.00.10.1SiHCl3精制1.31.71.11.00.80.4還原1.11.11.51.00.60.2副產物回收再利用0.41.10.21.00.30.2氫化0.90.70.71.00.40.1成品1.60.51.91.00.70.1硅芯制備46.64.64.01.02.70.7輔助工裝1.31.41.91.01.00.43.2 產業鏈專利布局風險預警分析進一步對

31、多晶硅國內外頭部企業有效專利進行對比分析，可以辨析各企業的當前技術布局結構，辨析產業鏈專利布局風險。從國內外各個企業三級技術分支的專利有效布局量分布表可以看出（表 3-2-1），整體上，國內企業有效專利量相對國外企業有效專利量較多。其中 OCI 目前有效專利量主要集中在還原爐結構上，有 12 項有效專利，其中在國內布局專利 8 件，國內企業應當注意；瓦克化學在還原工藝方面比較突出，有 10 項有效專利，還有成品的破碎和包裝，分別有 12 項、13 項有效專利，有效專利布局相對較多，除此之外還在硅芯制備方面有效專利布局較多，不僅如此，硅芯制備也是瓦克化學近幾年布局的重點，2016 年以來共申請了

32、 14 項專利，其中 13 項是硅芯制備領域，并且在硅芯制備中硅芯結構技術方面，國內幾大家企業均未涉及專利技術布局。此外，值得注意的是，瓦克化學各三級分支有效專利總量共有 124 項專利，在國內布局的就有 101 項，其中最多的是硅芯制備中的切割，有 18 件國內布局專利，還有晶棒拉制、包裝、還原工藝、還原爐結構、破碎、單晶爐等技術分支均有 8 件以上有效專利布局。表表 3-2-1 國內外龍頭企業產業鏈專利有效專利布局情況國內外龍頭企業產業鏈專利有效專利布局情況二級分支二級分支三級分支三級分支協鑫協鑫亞洲亞洲硅業硅業通威通威新特新特能源能源新新疆疆大大全全東方東方希望希望OCI瓦克瓦克化學化學

33、SiHCl3合成合成裝置01631000合成工藝12230001知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊15二級分支二級分支三級分支三級分支協鑫協鑫亞洲亞洲硅業硅業通威通威新特新特能源能源新新疆疆大大全全東方東方希望希望OCI瓦克瓦克化學化學濕法除塵和洗滌設備12010000SiHCl3精制吸附23112000精餾流程01320001精餾設備31302102反應精餾40020000反歧化反應22121100催化劑01100000還原還原工藝8341370010還原爐結構235934202291210副產物回收再利用高沸物回收處理31721000氯化氫解析01020000非氣體廢

34、物處理16122109514廢氣回收分離813405316500氫化等離子氫化01000000氯氫化00000000熱氫化00024001冷氫化141620174113成品破碎6334980012清洗111222309包裝550660013硅芯制備單晶爐191300309晶棒拉制7687170014磨錐99614000切割9608032023硅芯結構00000003輔助工裝物料輸送159999405檢測裝置7309105204清潔設備497210200知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊16第 4 章 多晶硅產業重點創新主體本節重點分析各個頭部企業技術研發方向分布情況。4.

35、1 多晶硅產業重點創新主體4.1.1 通威集團通威集團作為國內高純晶硅的龍頭企業，專利技術涉及了 SiHCl3合成、SiHCl3精制、成品、輔助工裝、副產物回收再利用、硅芯制備、還原和氫化等八個二級分支，主要形成了以副產物回收再利用為主、還原和輔助工裝為輔的態勢。截至檢索日期，通威集團在副產物回收再利用共有專利 106 項，占多晶硅產業專利的 34.9%；還原、輔助工裝分別申請專利 58 項和 41 項，剩余分支申請量均不足 40 項。4.1.2 東方希望東方希望多晶硅產業二級分支專利分布情況如下圖所示，東方希望專利技術主要分布在副產物回收再利用、還原和輔助工裝方面，分別申請專利 15 項、1

36、2 項和 11 項，三種技術占比達 73.1%。其余二級技術分支申請量較少，申請量均不足 10 項。此外，從東方希望的申請主體來看，其中專利申請主要來自新疆東方希望新能源有限公司，共申請專利 50 項，剩余三項則來自新疆東方希望光伏科技有限公司。4.1.3 新特能源截至檢索日，新特能源在多晶硅產業技術分支主要集中在副產物回收再利用、還原以及輔助工裝技術，分別申請專利 99 項、53 項和 30 項。其次在氫化、成品、SiHCl3合成技術也分別申請了 29 項、24 項和 11 項專利。剩余的 SiHCl3精制以及硅芯制備則不足 10 項。4.1.4 協鑫截至檢索日期，協鑫申請的專利以硅芯制備為

37、主，有 326 項專利申請，占總申請量的 60.26%，除此之外還原方面分別有 58 項，其余各分支專利申請均在 40 項以下。其中，硅芯制備中，專利申請量最多的是江蘇協鑫硅材料科技發展有限公司，有 89 項專利申請，其次是蘇州協鑫光伏科技有限公司，有 44 項專利申請。4.1.5 新疆大全截至檢索日期，新疆大全申請的專利主要以副產物回收再利用、還原以及輔助工裝三個技術分支為主，分別有 34 項、33 項以及 29 項申請，三個分支占總申請量的知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊1763.16%；除此之外是硅芯制備、成品以及還原方面分別有 19 項、17 項以及 12 項；

38、SiHCl3精制以及 SiHCl3合成則僅有 7 項和 1 項專利。4.1.6 亞洲硅業截至檢索日期，亞洲硅業申請的專利主要以還原、輔助工裝以及成品三個技術分支為主，分別有 78 項、56 項以及 46 項申請，三個分支占總申請量的 67.67%；除此之外是硅芯制備、副產物回收再利用以及氫化方面分別有 28 項、21 項以及 20 項；SiHCl3精制以及 SiHCl3合成則有 10 項和 7 項專利。4.2 主要頭部企業協同創新方向分析專利協同創新是指兩個或兩個以上申請人共同合作，完成一項專利技術的研發創新，并申請專利。一般而言，一個技術上協同創新的數量和占比越大，該技術的技術壁壘可能越強，

39、受重視程度也越高，通常是產業發展的重要技術方向。圖圖 4-2-1 頭部企業協同創新專利申請頭部企業協同創新專利申請截至檢索日期，六家頭部企業協同創新申請實力如圖 4-2-1 所示，亞洲硅業的協同申請專利量較高，在六家企業中排在首位，為 114 項，占亞洲硅業全部申請量的比重為 45.6%，但其基本為企業內部的共同申請，主要是亞洲硅業(青海)股份有限公司和青海省亞硅硅材料工程技術有限公司共同申請的專利。其次為協鑫，協同申請專利 18 項，占自身全部申請的 5.5%。此外，其余頭部企業的協同創新力度較弱，不足 10 項?？偟膩砜?，頭部企業的多晶硅產業協同創新處于不活躍階段。知識產權公共服務機構信息

40、服務成果共享報告集新材料產業分冊18圖圖 4-2-2 頭部企業二級分支合作申請情況頭部企業二級分支合作申請情況從頭部企業二級技術分支來看（圖 4-2-2），亞洲硅業的協同創新主要在還原、輔助工裝等方向，分別協同申請專利 42 項、22 項，合作對象主要包括集團內部的青海省亞硅硅材料工程技術有限公司。協鑫與亞洲硅業相似，其技術分支主要集中在硅芯制備、還原和輔助工裝技術，合作對象包括了廈門佰事興新材料科技有限公司、上海涌真機械有限公司和中國礦業大學等。其余頭部企業協同創新專利較少，需進一步加強。4.3 主要頭部企業專利運營實力定位轉讓、許可和質押是專利運營中的重要形式，通過專利的轉讓和許可等專利運

41、營方式可以將專利作為無形資產的價值發揮出來。本小節將分析多晶硅各頭部企業的專利運營現狀。新特能源共有 22 項專利權發生過專利權轉移和 5 項專利發生質押，其轉移形式主要集中在公司內部，主要由新特能源股份有限公司轉出。其主要的受讓人新疆新特晶體硅高科技有限公司、新疆新特新能材料檢測中心有限公司和新疆新特新能建材有限公司，分別受讓專利 9 項、8 項和 5 項（圖 4-3-1）。轉讓的技術手段主要集中在輔助工裝、副產物回收再利用以及成品上，三種技術手段占比超過 70%。目前，新能源股份有限公司轉讓出的專利均為有效專利。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊19圖圖 4-3-1

42、新特能源專利轉讓情況新特能源專利轉讓情況表 4-3-1 為新特能源與其他對標企業在專利運營現狀對比情況?？梢钥闯?，協鑫作為頭部企業中多晶硅專利申請量最多的企業，其專利運營也相對活躍，轉讓專利的技術主要涉及硅芯制備及還原單元，專利權的轉移主要集中在集團內部，轉讓量排名前三的分別為新疆協鑫新能源材料科技有限公司（7 項）、江蘇鑫華半導體材料科技有限公司（7 項）和江蘇中能硅業科技發展有限公司（5 項）。此外，協鑫集團還涉及了 12 項許可專利，被許可人包括江蘇中能硅業科技發展有限公司以及南京協鑫光伏電力科技有限公司。東方希望共有 2 項專利發生轉讓，從原始專利權人類型來看，東方希望的專利權轉讓主要

43、由 1 名個人以及 1 家企業構成，其中，方小玲向東方希望新能源有限公司轉讓了1 項專利，涉及輔助工裝技術；此外，新昌縣澄聚農業科技有限公司向新疆東方希望新能源有限公司轉讓 1 項成品技術。從轉讓專利的有效性來看，轉讓的專利均為有效專利，體現了其具有較高的商業價值。通威集團共有 10 項專利登記過專利權轉移，其中絕大部分專利為集團內部申請人相互轉讓而來，這些專利權并沒有發生實質性權力轉移。具體分析這 20 項專利可知，通威集團內部轉讓較為活躍的主體為四川永祥硅材料有限公司和四川永祥多晶硅有限公司，兩家公司均隸屬于四川永祥股份有限公司。其中，四川永祥硅材料有限公司轉讓專利 6 項，主要轉讓給四川

44、永祥光伏科技有限公司，轉讓的技術主要涉及硅芯制備、成品、副產物回收再利用以及輔助工裝。其余 4 項專利由四川永祥多晶硅有限公司轉讓給了四川永祥新能源有限公司。新疆大全的專利運營情況主要涉及 18 項專利權轉移和 3 項專利權許可，均由重慶大全新能源有限公司轉讓、許可給新疆大全新能源股份有限公司，主要集中在硅芯制備、還原單元等技術手段。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊20亞洲硅業在六家頭部企業中專利運營活躍度相對較低，僅有 4 項專利由亞洲硅業（青海）有限公司向青海亞洲硅業半導體有限公司發生權利轉移，主要涉及還原單元及成品單元技術手段?？偟膩砜?，六家頭部企業的專利運營活動

45、相對于專利申請總量呈現出不活躍狀態，并且絕大部分專利運營在企業內部進行，缺乏與外界的交流溝通，不利于突破技術研發瓶頸，六家企業專利運營程度表現一般，有待進一步加強。表表 4-3-1 新特能源與對標頭部企業專利運營現狀對比情況新特能源與對標頭部企業專利運營現狀對比情況運營情況運營情況轉讓轉讓許可許可質押質押申請量申請量新特能源新特能源2205258東方希望東方希望20047協鑫協鑫3962330新疆大全新疆大全1830141亞洲硅業亞洲硅業400250通威通威1000283知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊21第 5 章 多晶硅產業人才團隊人才儲備的增加一方面可以依靠現有人

46、才的培育，另一方面可以通過開放的渠道尋求引進或合作。結合多晶硅產業人才儲備的現狀，未來的人才建設將利用與高校高端人才合作以及招納優秀新生力量相結合的形式。下面列舉了部分高校高端人才，并以專利為基礎，挖掘了其發明團隊中近年碩博畢業生情況（表 5-2 和表 5-2），可針對其進行點對點招引。表表 5-1 多晶硅高校主要人才（合作）情況多晶硅高校主要人才（合作）情況發明人發明人單位單位有效量有效量相關專利相關專利總量總量主要方向主要方向是否多次作為是否多次作為第一發明人第一發明人黃國強黃國強天津大學2138SiHCl3精制、副產物回收再利用是劉春江劉春江天津大學1636SiHCl3精制、還原是袁希鋼

47、袁希鋼天津大學1324SiHCl3精制、還原否（劉春江團隊）張金利張金利天津大學-2冷氫化是馬文會馬文會昆明理工大學837硅芯制備、副產物回收再利用是譚毅譚毅大連理工大學227硅芯制備、還原是李偉華李偉華東南大學220輔助工裝是張廷安張廷安東北大學28副產物回收再利用是知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊22表表 5-2 高校中近兩年主要碩博畢業生情況匯總高校中近兩年主要碩博畢業生情況匯總發明人發明人單位單位近兩年主要碩博畢業生近兩年主要碩博畢業生主要專利主要專利黃國強天津大學黃琪琪、王乃治、張明鑫、張宇、張妙磊CN113479892ACN113415784ACN11098

48、0742ACN110639221A張金利天津大學李豪杰、彭茂、劉玉東、張建樹、郭俊恒、張海洋CN112374502ACN112138688A馬文會昆明理工大學楊時聰、譚寧、韓士鋒、雷敏鵬、鄧小聰、謝克強、李展超、羨培帥、楊東方、邱鵬CN111268682BCN111792647BCN111348653ACN111348654A譚毅大連理工大學蔡敏、盧通、武曉瑋CN110067028ACN109487337ACN109399637A知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊23第 6 章 多晶硅產業發展路徑6.1 專利挖掘和專利布局路徑6.1.1 產業布局重點突出，重點環節布局有短

49、板從前述分析可知，新特能源在改良西門子法生產多晶硅領域中共有專利申請 292件，在目前產業龍頭企業即六大家中專利持有量居中，專利授權率為 75.7%，有效發明持有量為 96 項。在整體產業鏈環節中，新特能源在副產物回收再利用環節的專利布局數量最高，為99 件，占全部布局數量的 38%，其次是還原環節，布局專利數量為 53 件，占全部布局數量的 20.2%，氫化、輔助工裝兩個環節的布局比例接近，均在 11%左右，而剩余的 SiHCl3合成以及精制、成品、硅芯制備四個工藝環節都是相對布局數量較少的環節，整體比例不到 10%，其中最少的是硅芯制備環節，目前為止僅僅布局 7 件專利申請，比例僅為 2.

50、7%。進一步，將新特能源的產業鏈布局情況與其余 5 個龍頭企業進行一個比較，從產業鏈布局方式來看，新特能源與通威、大全和東方希望的布局方式是相對接近的，均是在副產物回收再利用這一環節布局數量是最高的，與協鑫的區別較大，協鑫最關注的布局環節集中在硅芯制備領域，專利量占比達到 60.3%，遠高于其余 5 個企業，此外，亞洲硅業的專利布局情況與新特能源也是略有不同，其在 SiHCl3合成環節的布局數量是六個企業中最多的。進一步將新特能源與國外龍頭企業瓦克化學橫向比較，瓦克化學在合成、精制等前序環節的專利布局相對較少，而與協鑫非常類似的上述企業在硅芯制備的投入度同樣非常高，專利布局的比例達到了 43.

51、9%。結合近幾年的行業產量分析，協鑫在六個企業中相對產能是相對較高的，而瓦克化學作為這一領域的傳統龍頭企業其技術地位是較高的，綜合來看，提升硅芯制備環節的技術研發實力對于提升產業競爭力是具有較強時效性的。另外，值得注意的是，硅芯制備中的切割等步驟都是電子級多晶硅的重要生產工藝，其方法的技術通用性是相對較高的，因此，對于新特能源來說，在產業鏈環節上還存在這一領域的明顯短板。6.1.2 保持且擴大優勢技術方向的布局力度結合產業鏈環節不同技術方向，進一步分析新特能源現有技術的布局重點，參見下表，按照新特能源相對于其余 5 個企業在中國國內的有效專利數量比例來分析所持有的知識產權公共服務機構信息服務成

52、果共享報告集新材料產業分冊24優勢或弱勢技術方向。其中，SiHCl3合成中的合成工藝、還原工藝、副產物回收再利用中的氯化氫解析、廢氣回收分離等幾個方向是新特能源最有優勢的技術方向，其主導的技術手段和典型專利參見下述表格，在這幾個方向上，以廢氣回收分離的優勢最為明顯，在這一領域中，新特能源目前持有的有效專利數量達到 53 件，遠遠高于協鑫等其余 5 個企業，并且在這一領域中申請的范圍相對較廣，涉及了廢氣回收多個環節以及多類型設備，且專利質量相對較高，例如 CN203545710U，雖然是一件實用新型，但是其被引用次數達到 8次，引用的申請人不乏昆明理工大學這樣的科研單位。其次，SiHCl3合成中

53、的合成裝置以及 SiHCl3精制中的精餾流程，氫化中的冷氫化法以及成品的包裝技術則是新特能源相對其余 5 家企業較為具有優勢的技術方向，這幾個方向的典型技術手段參見表 6-1-1。這幾個方向上，新特能源有效專利持有量多數在個位數，與其余企業實際上不分伯仲，但是，在這幾個方向中涉及的部件、裝置的改進是新特能源較為有特點的技術創新，可以作為后續成立創新聯盟或運營知識產權運營中心的第二梯度專利，但是相較于最有優勢的方向，這部分專利的布局應該有所加強，多數專利未能形成專利組合，后續可以考慮在已有專利基礎上擴展延續。表表 6-1-1 專利布局側重分析（相對于國內專利布局側重分析（相對于國內創新主體創新主

54、體）專利布局側重分析專利布局側重分析典型技術手段典型技術手段典型專利典型專利專利組合專利組合數量（有數量（有效專利）效專利）最有優最有優勢的技勢的技術方向術方向SiHCl3合成合成合成工藝合成工藝最高效率的在線排出合成爐最高效率的在線排出合成爐內的硅渣內的硅渣，避免了合成爐長期避免了合成爐長期運行后硅渣在合成爐本體內運行后硅渣在合成爐本體內的富集的富集，進一步提高了合成三進一步提高了合成三氯氫硅的產率氯氫硅的產率CN105776223B3還原還原還原工藝還原工藝對還原爐的有效改進：例如對還原爐的有效改進：例如，提升熱能利用效率提升熱能利用效率CN106495162B13副產物回副產物回收再利用

55、收再利用氯化氫解氯化氫解析析用尾氣回收系統中的熱量和用尾氣回收系統中的熱量和冷量進行相互轉化冷量進行相互轉化，充分利用充分利用能量，節省了能源。能量，節省了能源。CN102039082B2廢氣回收廢氣回收以各類廢棄物回收裝置為特以各類廢棄物回收裝置為特CN1029106353知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊25專利布局側重分析專利布局側重分析典型技術手段典型技術手段典型專利典型專利專利組合專利組合數量（有數量（有效專利）效專利）分離分離點點3B較有優較有優勢技術勢技術方向方向SiHCl3合成合成合成裝置合成裝置三氯氫硅的合成裝置中的硅三氯氫硅的合成裝置中的硅粉緩沖罐粉緩

56、沖罐，采用氯化氫作為硅采用氯化氫作為硅粉的推料介質推送硅粉粉的推料介質推送硅粉，可省可省去傳統三氯氫硅合成工藝中去傳統三氯氫硅合成工藝中配套的除氮裝置配套的除氮裝置，提高了三氯提高了三氯氫硅合成反應器中反應得到氫硅合成反應器中反應得到的合成氣中的三氯氫硅的分的合成氣中的三氯氫硅的分壓壓CN110028071B2SiHCl3精制精制精餾流程精餾流程采取樹脂吸附與多級精餾聯采取樹脂吸附與多級精餾聯合的新工藝合的新工藝CN103553058B2氫化氫化冷氫化冷氫化對催化劑的改進以及流化床對催化劑的改進以及流化床設備的改進設備的改進CN102909006B17成品成品包裝包裝自動計量自動計量、防止破碎

57、等技術效防止破碎等技術效果果CN110015453B66.1.3 提升弱勢技術方向的布局能力和水平相對于之前分析內容，新特能源相對于其余企業而言，仍然具有不少相對弱勢的技術方向，亟需提升專利布局能力。具體分析如下：相較而言，新特能源在硅芯制備整個環節中相對布局都是較為薄弱的，其中的單晶爐和切割兩個技術方向上目前都沒有有效專利存在，而晶棒拉制和磨錐兩個技術方向上，則僅有 1 件有效專利。但是其競爭對手協鑫在這一環節的上述四個技術方向上都有大量的有效專利布局，對新特未來想要在此環節上提升實力造成了一定的影響，因此建議新特在充分借鑒協鑫創新和布局思路基礎上迅速提升在這一領域的專利布局能力。以下表內容

58、為例，在晶棒拉制和切割兩個方向上，協鑫已經通過多年的布局實現了較為全面的保護，例如晶棒拉制方向上，現存授權專利保護范圍相對全面，技術創新點包括坩堝、檢測設備等各個方面，而在切割方向上，協鑫主導金剛線切割工藝，從設備到工藝到檢測均有不同程度的專利布局（詳見表 6-1-2）。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊26此外，在 SiHCl3精制的精餾設備方面，目前新特同樣沒有有效專利進行保護，這一點上，最多的協鑫有效專利布局量僅為 3 件，相較于硅芯制備而言，這一方向上，新特通過后續的研發和布局實現彎道超車是非常有希望的。表表 6-1-2 專利布局側重分析（相對于國內競爭對手）專利

59、布局側重分析（相對于國內競爭對手）專利布局側重分析專利布局側重分析最強競爭對手的最強競爭對手的典型技術手段典型技術手段最強競爭對手的最強競爭對手的典型專利典型專利最強競爭對最強競爭對手的專利組手的專利組合數量（有合數量（有效專利）效專利）弱勢弱勢的技的技術方術方向向硅芯制備硅芯制備晶棒拉制（新晶棒拉制（新特能源持有有特能源持有有效專利數量效專利數量 1，下同）下同）技術創新點較為全技術創新點較為全面，包括坩堝、檢面，包括坩堝、檢測設備等到測設備等到CN202755096UCN202450194UCN203474952UCN204918843U協鑫協鑫76單晶爐（單晶爐（0）單晶爐加料機構為單晶

60、爐加料機構為主主CN209890758UCN212077192U協鑫協鑫19磨錐（磨錐（1）打磨裝置，可以徑打磨裝置，可以徑向以及軸向移動，向以及軸向移動，可以自適應復雜的可以自適應復雜的被打磨面，實現了被打磨面，實現了多晶硅錠邊皮料的多晶硅錠邊皮料的自動化打磨自動化打磨CN206445640U協鑫協鑫9切割（切割（0）優化金剛線切割工優化金剛線切割工藝參數、設備等多藝參數、設備等多個角度進行創新個角度進行創新CN110142886BCN109624112BCN108972924B協鑫協鑫96知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊27專利布局側重分析專利布局側重分析最強競爭對

61、手的最強競爭對手的典型技術手段典型技術手段最強競爭對手的最強競爭對手的典型專利典型專利最強競爭對最強競爭對手的專利組手的專利組合數量（有合數量（有效專利）效專利）CN207549169USiHCl3精精制制精餾設備（精餾設備（0一種多組分產品精一種多組分產品精餾分離裝置，可以餾分離裝置，可以在一個裝置內實現在一個裝置內實現多組分物料的潔凈多組分物料的潔凈分離，設備數量、分離，設備數量、占地面積和能耗都占地面積和能耗都可以減少可以減少CN210084964UCN206680190UCN206315495U協鑫協鑫36.1.4 針對全球熱點技術方向的前瞻性布局根據上述分析可知，目前全球較為熱點的技

62、術研發方向主要是集中在成品環節，特別是硅芯制備環節，然而這一環節正好也是新特能源相對薄弱的環節，除了借鑒或應對協鑫等競爭對手之外，還應該學習和分析瓦克化學在這一環節的布局，因為這一環節是未來能升級進入電子級多晶硅的重要環節。表表 6-1-3 瓦克化學可供參考的專利列表（硅芯制備瓦克化學可供參考的專利列表（硅芯制備-切割）切割）公開公開(公告公告)號號標題標題CN212218918U單晶硅半導體晶片CN110430958B線鋸、導線輥與用于從料錠同時切割多個晶片的方法CN107052452B由工件同時切割出許多特別是均勻厚度的切片的方法CN105006422A用于弄干晶片基板的方法和用于實施該方

63、法的晶片保持器CN104972569A使用鋸切線來從工件切分出晶片的方法CN104690840B借助線鋸從工件切分出晶片的方法CN103847035B用于在意外中斷之后恢復工件的線鋸鋸切過程的方法知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊28CN103240805B從工件同時切割多個切片的設備和方法CN103418574B超聲清潔方法以及超聲清潔裝置CN102990791A從工件切割晶片的線鋸的帶固定結合磨粒鋸線的單層卷繞CN102729347B利用線鋸切削工件的方法CN101549531B用于鋼絲鋸的鋼絲導輥CN101204836A鋸切工件的方法和裝置CN101200102B用

64、于從工件中切出多個晶片的方法CN101168270B同時將至少兩個圓柱形工件切分成多個晶片的方法CN100506452C切割墊板以及使用切割墊板從圓柱形工件同時切割多個切片的方法此外，SiHCl3精制是另外一個相對熱門的技術方向，在這一環節中，催化劑方向是6 家龍頭企業都是相對弱勢的技術環節，對于新特而言，正好是實現單項領先的好機會，目前對精煉中較為前沿的反應精餾技術這一領域還屬于國內相對空白的，因此需要在把握技術發展熱點方向的基礎上，結合企業技術鏈結構和重點產品開發策略，分析下一代或中長期儲備的預研技術及專利儲備重點。6.2 創新聯盟構建路徑6.2.1 創新聯盟構建的可行性和必要性根據專利導

65、航分析結論，國內多晶硅產量主要集中在通威集團、東方希望、新特能源、協鑫、新疆大全和亞洲硅業這 6 大家中，六家企業 2020 年總產量占中國多晶硅總產能 42 萬噸的 89.8%，形成了以六大家為主的行業格局。新特能源以 8 萬噸產能在國內多晶硅排在第 3 位（2020 年數據），并且專利擁有量也達到 292 項，在國內排名第 3 位，實力與地位不言而喻，作為創新聯盟的牽頭單位完全可行。在“雙碳目標”的背景下，光伏成為可再生能源的主力，我國多晶硅前景是寬廣的，未來多晶硅產業將繼續向國內轉移，國內多晶硅產業競爭進一步加大，國際市場將是國內多晶硅企業未來發展的主要方向之一。然而目前國內多晶硅企業雖

66、然在整體專利數量擁有量很多，但是部分 SiHCl3合成與 SiHCl3精制技術較國外企業相對缺乏；并且，國知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊29內以六大家為主的多晶硅產業市場中，各家單位均有各自的優勢技術與不足，技術發展難免相互掣肘，這與快速發展的多晶硅產業需求不適應，在此背景下，產業技術創新戰略聯盟（以下簡稱產業聯盟）作為新型產學研協同創新組織形態，由企業、高校、科研機構或其他組織機構共同形成，能夠打破傳統的研發模式，是解決當前國內多晶硅產業問題的迫切需要。促進產業關鍵共性技術突破。隨著科學技術的日益交叉和融合，技術創新的復雜性、艱巨性、長期性在增大，企業所需的投入成本

67、在增大，面臨的技術創新風險也越來越大，企業很難完全依靠自身力量有效地把握技術創新的不確定性，這導致企業積極尋求建立多種協作創新的模式，通過合作提高技術創新的效率與有效性。產業技術創新戰略聯盟作為技術進步的中間組織，聯合企業、高校和科研院所的力量，可以成為共性技術研發體系的重要組成部分。產業聯盟是產業內相關技術創新主體具有共同利益的聯合體，具有承擔共性技術研發的內在動力，在組成機制上有利于解決制約產業共同發展的共性技術研發問題；產業聯盟本身貼近市場需求，是產業內開發、生產與應用的綜合體，有利于提高共性技術的產出和擴散效率；產業聯盟有利于集中產業內研發資源，增加行業技術儲備，提高產業共性技術研發能

68、力。解決產業技術發展戰略缺失問題。從總體上看，多晶硅產業發展缺乏明確而穩定的技術戰略和技術路線指導。在這種情況下，迫切需要探索市場經濟體制下產業技術發展戰略的引導模式。產業聯盟首先是以市場經濟體制為基礎的組織機制，有利于充分發揮主體積極性、緊密結合市場需求；另外，產業聯盟可以有效地組織產業技術力量，共同研究關系企業發展的技術戰略和技術路線，并作為實施組織，有針對性地研發關系產業發展的前沿技術，從而成為引導產業技術發展的重要組織形式。提高企業競爭優勢。國內多晶硅產業企業集中度高，形成了以六大家為主的行業格局。面對未來強大的國際國內競爭，依靠單個企業能力很難。產業聯盟能夠有效突破企業現有模式、技術

69、能力等，相互彌補資源不足，增強研發能力，縮短技術創新周期，將研發成果迅速轉化為市場優勢。尤其是近年來，中國國內進入多晶硅產業的企業越來越多，據不完全統計，僅 2021 年，發力多晶硅的企業就多達 14 家，擴產產能205 萬噸，投資額高達 2096.99知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊30億元，由此可見，組建創新聯盟，進而把握市場方向，是企業占據競爭優勢的有效手段。6.2.2 創新聯盟構建擬定成員建議6.2.2.1 創新聯盟成員產業技術創新戰略聯盟主要有政府、企業、高校及科研院所、中介機構等主體參與，內部存在包括科研、設計、工程、生產和市場緊密銜接的完整技術創新鏈。各主

70、體利益的交集和優勢的互補是形成聯盟的前提和基礎。產業技術創新聯盟的主要參與方式及職責如下圖 6-2-1 所示。圖圖 6-2-1 產業技術創新聯盟的參與者及其分工產業技術創新聯盟的參與者及其分工1政府。政府在產業聯盟籌建階段發揮著引導作用，監督產業聯盟運行，調節摩擦與沖突，同時通過制定必要的經濟政策、產業政策，起到支持、宏觀調控和組織領導作用，為產業聯盟的發展創造有利條件；企業。企業是創新體系的主體，同時是產業聯盟的主力軍，其擁有各種創新資源并成為創新利益的主要享有者。企業的主要任務：（a）提供創新資源，如資金、技術人員、科研設施等；（b）參與研究開發。行業龍頭企業與高等院校、科研機構一起成立攻

71、關組織，進行重大原創性技術開發、制定技術標準；（c）進行技術推廣，實施創新技術產業化戰略。高校和科研機構。高校和科研院所是是知識創新和技術創新的主要生產地，是產業聯盟不可缺少的參與方。所以高校和科研機構應當以自己異質性的科技資源、智力資1引自周海燕.產業技術創新戰略聯盟的構建研究.湖南大學碩士學位論文。長沙：湖南大學，2011知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊31源參與產業技術創新戰略聯盟的運行?？萍贾薪??？萍贾薪槭鞘袌鲋薪楹蜕鐣薪榻M織的交叉和延伸，是為科技創新主體提供社會化、專業化服務以支撐和促進高技術產業健康快速發展的重要支撐組織。它的活動主要包括與科技創新活動相關

72、的資源配置、信息交流、決策咨詢、技術服務等，銜接聯盟合作的各個環節，是政府、企業、創新主體與市場之間信息流動和技術轉移的重要平臺。6.2.2.2 評價指標體系基本框架產業技術聯盟的成員選擇應該遵循兼容互補、互助互信等原則，充分結合各方的資源優勢，從聯盟的發展目標與任務出發，科學選擇組織成員。根據產業技術創新戰略聯盟的特征，建立企業伙伴評價指標體系如下表 6-2-1。聯盟伙伴主要從五個方面進行評估，即：創新能力、市場行為能力、誠信度、融洽程度和資源互補。表表 6-2-1 產業聯盟成員評價指標體系基本框架產業聯盟成員評價指標體系基本框架子目標子目標屬性層指標屬性層指標指標標準指標標準創新能力創新能

73、力專利和聯盟項目有關的專利技術，專利越多越好科研創新申請研發項目和開發實驗室是否具備，研發效率，以及聯盟所需要的相關技術市場行為能力市場行為能力產品銷售能力產品銷售速度及產品市場占有率市場開拓能力產品市場銷售渠道，占領的主要領域，即與聯盟有關產品的市場相關抵御市場風險的能力如果聯盟利益損失，企業可以承擔的風險能力誠信度誠信度企業信譽商務信譽、公眾形象等合作意愿合作愿望強度衡量融洽度融洽度目標一致加入聯盟的目標是否一致，從而確定組織行為一致文化融洽性文化背景是否相似，越相似越好管理配合度在管理崗位的設置上的相似程度，以及內部人員合作配合的積極性資源互補資源互補資源利用度可用資源在聯盟中的作用，作

74、用越大利用度越高。資源相似程度資源特性不同，相似度越小，組成聯盟越好知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊326.2.2.3 聯盟企業和高校成員建議根據多晶硅產業現狀以及上述選擇聯盟成員的評價指標體系，我們對多晶硅頭部企業以及與多晶硅相關高校/科研機構進行了分析：（1）企業成員表表 6-2-2 主要企業成員推薦主要企業成員推薦核心成員核心成員新特能源、通威集團、協鑫新特能源、通威集團、協鑫理由：理由：占據絕大部分市場，專利擁有量靠前。占據絕大部分市場，專利擁有量靠前。骨干成員骨干成員新疆大全新疆大全、亞洲硅業亞洲硅業、東方希望東方希望、中國恩菲中國恩菲、內蒙古中環光伏材料有內

75、蒙古中環光伏材料有限公司限公司理由理由：相對核心成員產量以及專利量位于第二梯隊相對核心成員產量以及專利量位于第二梯隊，其中內蒙古中環其中內蒙古中環光伏材料生產以單晶硅為主，資源互補。光伏材料生產以單晶硅為主，資源互補。（2）高校成員高校一向擁有較多技術未能產業化，同時高校又是人才產出地，高校成員的加入可進一步促進產學合作，打通聯合創新以及優秀人才引進路徑，圖 6-2-2 是中國多晶硅產業高校專利申請情況，可以看出，天津大學專利有效發明專利最多，有 37 項有效發明專利，天津大學中天大化工曾將高效填料塔和熱耦合精餾技術應用于光伏產業多晶硅提純系統中，實現系統節能 50%以上，直接降低生產成本 2

76、6.5%，其在反應精餾等領域擁有較多的技術儲備。第二位是昆明理工大學有 14 項有效發明專利，其擁有硅冶金與硅材料創新團隊，在戴永年院士以及冶金與能源工程學院院長馬文會的帶領下，在深入研究工業硅生產過程中雜質特性及分布規律的基礎上，結合傳統的工業硅生產技術持續攻關，團隊共有多項研究成果已在云南、新疆、寧夏、浙江等企業成功實現產業化應用，昆明理工大學更多的是注重工業硅的技術，但其在光伏級多晶硅領域技術也逐漸發展。其他例如東北大學、廈門大學等可進行點對點合作，暫不推薦加入創新聯盟。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊33圖圖 6-2-2 中國多晶硅產業高校有效發明專利情況中國多

77、晶硅產業高校有效發明專利情況綜上所述，我們針對創新聯盟擬定成員做出初步的建議：首先是企業成員，包含新特能源、通威集團、協鑫、新疆大全、亞洲硅業、東方希望、中國恩菲工程技術有限公司、內蒙古中環光伏材料有限公司等多晶硅企業，在高校成員方面，重點推薦天津大學和昆明理工大學。6.3 專利池構建路徑專利池（即 Patent Pool，也可譯為專利聯盟、專利聯營、專利集管、專利聯合授權等）是專利的集合，最初是兩個或兩個以上的專利所有者達成的協議，通過該協議，將一個或多個專利許可給對方或者第三方，后來發展成為把作為交叉許可的多個專利權入一攬子許可中所形成的專利集合體。6.3.1 專利池的可行性和必要性在多晶

78、硅產業中，企業之間的競爭日益激烈，但同時也存在著合作的需求。構建專利池可以為企業提供一個合作的平臺，通過共享專利技術，降低企業的研發成本和風險，提高企業的競爭力。此外，隨著全球經濟一體化的發展，多晶硅企業也面臨著來自國際市場的競爭壓力。通過構建專利池，可以加強國內企業之間的合作，提高國內多晶硅產業的整體競爭力，共同應對國際市場的挑戰。中國政府出臺了專利法反壟斷法等法律法規，對專利的保護和專利池的運營進行了規范。同時，政府還鼓勵企業加強知識產權合作，推動產業技術創新。在多晶硅產業中，政府可以通過政策引導和資金支持等方式，促進多晶硅專利池的構建。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業

79、分冊34多晶硅產業是一個技術密集型產業，技術創新是企業發展的核心競爭力。構建專利池可以整合多晶硅產業的技術資源，并且通過共享專利技術，企業可以避免重復研發，降低研發成本，提高研發效率。同時，專利池還可以促進不同企業之間的技術交流與合作，激發創新靈感，推動多晶硅產業的技術進步。在多晶硅產業中，專利糾紛時有發生，嚴重影響了企業的正常生產經營和產業的健康發展。構建專利池可以通過統一的專利許可政策和糾紛解決機制，減少專利糾紛的發生，降低企業的法律風險。通過整合先進的節能降耗技術和環保技術專利，企業可以提高多晶硅的生產效率，降低能源消耗和污染物排放，實現綠色發展。同時，專利池還可以引導企業加大對可再生能

80、源領域的研發投入，拓展多晶硅的應用領域，推動多晶硅產業的可持續發展。綜上所述，多晶硅產業專利池構建具有可行性和必要性。通過構建專利池，可以整合多晶硅產業的技術資源，促進技術創新，提高產業競爭力，解決專利糾紛，推動產業可持續發展。政府、企業和科研機構應共同努力，加強合作，推動多晶硅產業專利池的構建和發展。6.3.2 構建多晶硅產業專利池建議一、多晶硅行業專利池的“囚徒困境”凸顯問題及應對策略多晶硅行業專利池的“囚徒困境”凸顯了行業內企業之間在專利合作方面存在的問題。通過建立信任機制、完善合作機制、政府引導與支持以及發揮行業協會的作用等策略，可以有效破解“囚徒困境”，推動多晶硅行業專利池的健康發展

81、。（1）建立信任機制：通過建立透明、公正的專利池管理機制，加強企業之間的溝通和交流，提高企業之間的信任度。例如，可以設立獨立的第三方監督機構，對專利池的管理和運營進行監督，確保企業的權益得到保障。（2）完善合作機制：制定明確的專利池規則，包括專利評估、許可方式、收益分配等方面的內容。確保規則公平、合理、透明，讓企業在加入專利池后能夠明確自己的權益和義務。同時，建立有效的糾紛解決機制，及時處理企業之間的專利糾紛。（3）政府引導與支持：政府可以出臺相關政策，鼓勵企業加入專利池，推動多晶硅行業的技術創新和發展。例如，給予加入專利池的企業稅收優惠、資金支持等政策激勵。同時，政府還可以加強知識產權保護力

82、度，營造良好的知識產權保護環境，為專利池的發展提供保障。（4）行業協會的加入：行業協會可以發揮橋梁和紐帶作用，組織企業開展技術交知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊35流和合作活動，促進企業之間的信任與合作，同時，行業協會還可以制定行業標準和規范，引導企業加強知識產權管理，提高行業的整體競爭力。重點推薦中國有色金屬工業協會硅業分會、中國光伏行業協會二、優化專利入池策略（一）建立嚴格的篩選標準設定明確的技術指標，只有在多晶硅的純度提升幅度、生產能耗降低比例、產量增長速度這些關鍵技術指標上有顯著優勢的專利才考慮入池；法律合規性標準，要求入池專利必須經過專業的法律審查，確保其不存

83、在侵權風險；市場潛力標準，分析專利技術所對應的市場需求規模和增長趨勢，只有具有較高市場潛力的專利才符合入池標準。而在多晶硅專利池中，以強調專利質量為核心，著重獲取六家頭部企業有效發明專利。（六家頭部企業有效發明專利詳見附表 1）（二）加強專利評估流程（1）多維度評估體系技術評估重點關注專利的創新性、可行性和成熟度，法律評估主要審查專利的有效性和侵權風險，市場評估則側重于專利的市場需求、競爭態勢和經濟效益，為每個評估維度設定具體的指標和權重，通過量化打分的方式對專利進行綜合評估。例如，技術創新性可以占 40%的權重，法律合規性占 30%，市場潛力占 30%。（2）專家評審機制組建由多晶硅行業專家

84、、知識產權專家、法律專家等組成的專利評審委員會。評審委員會采用獨立評審和集體討論相結合的方式，確保評估結果的客觀性和準確性。對于重大專利的入池決策，可以進行多輪評審和論證。（3）動態評估與更新對入池專利進行定期的動態評估，及時了解專利技術的發展變化和市場應用情況。如果發現專利技術不再具有先進性、法律風險增加或市場潛力下降等情況，應及時調整專利池的組成。隨著多晶硅行業的不斷發展和技術創新，持續關注新的專利技術，及時將符合入池標準的專利納入專利池，以保持專利池的活力和競爭力。（三）促進成員合作與共享（1）建立激勵機制制定合理的激勵政策，可以根據專利的價值和貢獻，給予成員企業相應的專利許可知識產權公

85、共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊36費用優惠、技術合作優先權。設立專利貢獻獎勵制度，對在專利入池過程中表現突出的成員企業進行表彰和獎勵，激發成員企業的積極性和創造力。（2）加強技術交流與合作搭建成員企業之間的技術交流平臺，組織技術研討會、經驗分享會等活動，讓成員企業能夠充分了解彼此的專利技術，尋找合作機會。鼓勵成員企業在專利池的基礎上開展聯合研發項目，共同攻克多晶硅產業的技術難題，提高整個行業的技術水平，通過合作研發，不僅可以提升專利的質量和價值，還可以增強成員企業之間的信任和合作關系。（3）完善知識產權管理體系幫助成員企業建立健全的知識產權管理體系，提高企業的知識產權保護意識和

86、管理水平，包括制定知識產權管理制度、加強專利申請和維護、開展知識產權培訓等。建立專利池的知識產權保護機制，對侵權行為進行及時的監測和打擊，維護專利池成員的合法權益。通過以上優化策略，可以提高多晶硅產業專利入池的質量和效率，促進專利池的健康發展，為行業的技術創新和競爭力提升提供有力支持。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊37硼氮摻雜材料專利導航報告硼氮摻雜材料專利導航報告吉林奧來德光電材料股份有限公司吉林奧來德光電材料股份有限公司長春市知識產權保護中心長春市知識產權保護中心原報告定稿時間：原報告定稿時間：2023 年年 3 月月知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材

87、料產業分冊38編寫人員名單編寫人員名單課題負責人：課題負責人：谷杰長春市知識產權保護中心 主任 正高級課題組成員：課題組成員：任衛華吉林奧來德光電材料股份有限公司 專利中心主任 中級張鶴吉林奧來德光電材料股份有限公司 專利工程師中級張雪吉林奧來德光電材料股份有限公司 專利工程師中級劉洋長春市知識產權保護中心科員助理工程師陳立夫長春市知識產權保護中心科員助理工程師知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊39成果亮點成果亮點本導航圍繞硼氮摻雜材料的全球、中國專利布局情況，以硼氮摻雜材料結構特點為突破口，以技術演進路線和風險專利預警為主要分析方法，為相關企業深入了解硼氮摻雜材料的專利

88、技術布局提供有力支撐。結合重點創新主體的布局信息，進一步對技術進行下沉分析，最終為企業開發硼氮摻雜材料設計路徑提供思路。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊40中文摘要中文摘要以硼氮摻雜材料為代表的 OLED 終端材料具有很高的利潤，但專利大多數被國外企業占據，如何打破國外廠商的壟斷，開發國產硼氮摻雜材料對我國 OLED 上游產業具有重大的意義。針對硼氮摻雜材料細化技術的專利布局進行深入分析，從專利的角度，以專利導航的方式，研究硼氮摻雜材料的主要結構技術路線、重點申請人的布局、以及侵權風險的預警，為國產 OLED 終端硼氮摻雜材料提供創新技術思路。關鍵詞：關鍵詞：硼氮摻雜材

89、料，專利導航，布局硼氮摻雜材料，專利導航，布局知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊41第 1 章 研究背景1.1 OLED 材料現狀OLED（Organic Light-Emitting Diode），又稱為有機電致發光器件、有機發光半導體（Organic Electroluminescence Display，OLED）等。OLED 屬于一種電流型的有機發光器件，其在電場的作用下，陽極產生的空穴和陰極產生的電子就會發生移動，分別向空穴傳輸層和電子傳輸層注入，遷移到發光層。當二者在發光層相遇時，產生能量激子，從而激發發光分子最終產生可見光。OLED 作為新一代顯示技術，其顯

90、示性能相比 LCD 更優異，具有顯示效果佳、耗電低、柔性高和超輕薄等優點，被廣泛運用于顯示屏幕技術。隨著顯示技術的不斷發展，人們對 OLED 器件的光電性質提出了更高的要求，但是目前的有機電致發光材料在發光性能、穩定性、光色、加工性等方面還存在諸多不足之處難以滿足高性能 OLED 器件的實際要求。因此，開發更多種類、更高性能的有機電致發光材料，是本領域亟待解決的問題。為了提高有機電致發光器件的發光效率，各種基于熒光和磷光的發光材料體系已被開發出來，目前使用的藍光熒光材料的有機發光二級管的可靠性更高。不過三種顏色的發光材料中，藍光摻雜材料的發射波長最短，因此能壘最高；并且與之匹配的金屬材料種類較

91、少。此外，由于藍光材料的能隙較寬，對載流子注入吸光層的效率有影響，進而影響器件的整體性能，導致藍光材料效率和壽命都不如紅綠光材料2。具有優異的光學與電學性能的藍光熒光材料的開發面臨一個巨大的挑戰，傳統技術中大多數藍光熒光材料的發射光譜過寬，色純度較差，不利于高端顯示，且采用這類藍色熒光材料制得的OLED 器件的發光效率和穩定性較差，有待進一步提高。因此，開發具有窄帶發射光譜、穩定性好的熒光材料具有重大意義。藍色發光材料在分子設計上要求材料的化學結構具有一定程度的共扼結構，但分子2資料來源：OLED 產業的材料機遇，方正證券知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊42的偶極不能太

92、大，否則發光光譜容易紅移至綠光區。目前藍色發光材料主要有只含碳和氫兩種元素的芳香型藍光材料、芳胺類藍光材料、含硼氮雜環類藍光材料、有機硅類藍光材料等。硼元素，作為元素周期表中碳元素的鄰位元素，通常局限性的用于化學試劑和催化劑。含硼有機發光材料總體可以分為兩大類，即三價鍵的硼和四價鍵的硼。硼元素和氮元素是碳元素臨近的兩個元素，碳原子和硼原子可以形成穩定的共價鍵：硼原子最外層電子數為 3，而氮原子的最外層電子數為 5，因此，硼氮鍵可以取代芳環中的碳碳鍵，形成穩定的硼氮雜有機芳香體系，硼氮鍵在雜芳環中的位置可以調節體系的能帶寬度，體系的極性等因此可能會具有豐富的光電性質。該類材料不僅可用于 OLED

93、 器件發光層的主體材料而且還可以用作 OLED 器件的空穴傳輸層材料及電子傳輸層材料。且制備出的 OLED 器件發光特性好，可用于藍色等發光器件的制備。由于用于有機電致發光的硼氮衍生物材料，具有良好的溶解性和熱穩定性，當其用作藍光主體材料，可以同時解決小分子客體材料易于結晶以及寬能帶主體材料低 Tg 的缺點。因而，硼氮材料的研究對于 OLED 器件開發具有窄發射光譜、穩定性好的熒光材料具有重要的意義。1.2 硼氮摻雜材料知識產權概況根據專利統計，美國在硼氮摻雜材料的海外專利布局最多，其最主要外海市場是韓國，同時在德國和日本也有較多布局；美國是目前擁有硼氮摻雜材料有效專利最多的國家，尤其在五五元

94、環和六六元環方向上最突出；日本在全球硼氮摻雜材料專利申請人前十名中占有 3 個席位，是占有席位最多的國家；中國在硼氮摻雜材料的專利申請量上居于世界首位，但是有效專利數低于美國，海外專利布局數量低于美國，占有的全球申請人前十的席位（僅占 1 席）也較美日韓均少。特別是在 OLED 藍光硼氮摻雜材料的發展中，中國較美國、韓國、日本的劣勢還是明顯存在的，需要不斷的提升進步。1.3 硼氮摻雜材料技術分解為了全面、準確地梳理硼氮摻雜材料領域專利技術，基于前期調研結果，對該產業涉及的技術進行技術分解，以進行后續分析。本報告的分析內容基于行業資料調研及企知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分

95、冊43業交流的技術界定，采用如下的技術分解進行專利分析。圖 1-1 硼氮摻雜材料技術分解圖五五元環、五六元硼氮摻雜材料整體布局主要分為：典型結構和非典型結構兩種類型。其中典型結構包括環和六六元環經典結構；非典型結構主要由同環 NBN 結構，同環 BN 結合和 BNB 結構構成。(a)六六元結構(b)五六元結構(c)五五元結構(a)同環 NBN 結構(b)同環 BN 結構(c)BNB 結構第 2 章 我國專利態勢2.1 發展趨勢分析知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊44自 1996 年起，開始有零星的有關 OLED 硼氮摻雜材料的專利申請出現在中國，之后整體呈增長趨勢，如圖

96、 2-1 所示顯示了最近三十年的相關專利申請趨勢（最近兩年的相關專利申請可能多數尚未公布）。在 2000 年之后，相關專利申請數量出現了第一個增長高峰，從 2015 年前的年均不足 5 件增長至 2016 年的 10 件。雖然后一年專利申請量出現下跌，但是 2018 年該領域的專利申請量直接躍升到 23 件，出現了第二高峰，源于奧來德和顯華科技等國內優秀企業的技術研發突破，積累了大量的自主硼氮摻雜材料專利技術。不過這種專利增長的態勢并未得到有效維持，受疫情影響，2019 年到 2021 年該領域的專利申請量逐年下降。這種頹勢直至 2022 年中止，專利申請量有所回頭往增長向好的方向發展中。圖

97、2-1 硼氮摻雜材料專利申請數量變化趨勢圖2.2 地域分析知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊45圖 2-2 硼氮摻雜材料專利原始申請人所在國分布圖關于中國的硼氮摻雜材料專利申請，原始申請人主要來自中國，來自其他國家的申請人占比較少。圖 2-2 所示為硼氮摻雜材料專利原始申請人所在國分布圖。由上圖可知，中國申請人提交了較多相關專利申請，總量超過其他國家的申請量之和。原始申請人所在國排名前五的分別是中國、德國、美國、日本和韓國。2.3 申請人分布如圖 2-3 所示為中國在硼氮摻雜材料專利布局排名前 10 位的申請人和申請量情況。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料

98、產業分冊46圖 2-3 硼氮摻雜材料排名前 10 位申請人布局從圖中可以看到顯華科技（煙臺顯華化工科技有限公司和煙臺顯華光電材料研究院有限公司）在硼氮摻雜材料的專利布局量最多，排名榜首。顯華科技在硼氮摻雜材料細分領域布局了 7 件相關專利，其中有 5 件是授權有效專利。排名第二的是京東方公司。眾所周知京東方在國產面板的供貨量上全國居首，京東方集團在 OLED 顯示面板方面的研發投入持續加強，其細分領域的專利布局量也比較可觀。并列排名第三的創新主體有三家，分別是南開大學、江蘇三月光電科技有限公司和誠志永華公司（石家莊誠志永華顯示材料有限公司和誠志永華科技股份有限公司）。其中，南開大學是材料領域非

99、常出色的國內知名高校，南開繼承了中國化工領域的優秀創新傳統，在硼氮摻雜材料的研發專利布局上名列前茅在預料之中。江蘇三月光電科技有限公司主營 OLED 顯示材料和柔性器件設計兩大塊業務，其中對于 OLED 顯示材料，該公司從自主知識產權分子設計，到終端升華材料產出實現了全流程覆蓋，其硼氮摻雜材料的專利布局在眾多顯示材料中比較突出。誠志永華公司是國內重要的顯示材料和液晶材料研發公司，其業務覆蓋 OLED 藍光熒光材料、OLED 熱致延遲熒光材料和 OLED磷光材料的研發。誠志永華同樣布局了 4 件硼氮摻雜材料的專利技術，國內領先。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊472.4

100、技術構成2.4.1 關鍵技術布局趨勢分布從技術構成來看，在中國硼氮摻雜材料專利申請中，排名前三位的分類號是 C07F5（對應于含硼元素的化合物）、H0L51（對應于半導體器件材料和零部件）和 C09K11（對應于電致發光材料）。如圖 2-4 所示，為各主要技術分支構成相關專利申請量的變化趨勢。從分類號的角度上來看呢，C07F5 小組對應的硼的化合物專利申請布局量最多，而且從 2012 年開始布局，自 2016 年開始，專利申請呈現增加的一個趨勢。對于分類號為 H01L51 的半導體器件來講，專利布局量偏少，但是專利布局穩定，從 2009年開始一直到 2022 年專利布局維持在 2 件以內。對于

101、分類號大類為 C09K11 的電致發光材料而言，專利布局也偏穩定，布局最早從 2004 年開始，不過近年布局量減少。綜上可見，關于硼化合物的研究專利布局量是最多的，也是硼氮摻雜材料專利研究的熱點。圖 2-4 各技術構成分支相關專利申請量變化趨勢圖2.4.2 申請人技術功效分布接下來我們從中國申請人的技術功效分布圖，看專利申請布局情況。如圖 3-5 所示，知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊48為申請量前 8 位的中國申請人技術構成分支相關專利技術功效分布。從圖中我們可以看到，對于縱向分布的技術工效而言呢，發光效率提高、壽命提高、程度離域化降低以及穩定性提高都是技術功效的研究

102、熱點。其他技術功效研究比較多的領域包括保持穩定性提高、電流效率提高，輻射效率提高，復雜性降低，激子利用率提高和熱穩定性提高。對于橫向分布的主要創新主體而言，我們可以看到，江蘇三月光和顯華科技為本領域技術功效研究覆蓋面最多的兩個申請人，除此之外，吉林奧來德也覆蓋了很多的技術功效分布研究。圖 2-5 申請量前八位的申請人的各技術構成分支技術功效分布2.4.3 專利有效性分布在硼氮摻雜材料相關中國專利中，38%的專利目前維持有效，37%的專利目前已失效，還有 25%的專利目前處于審查中的狀態。整體來看，硼氮摻雜材料專利有效率較高。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊49圖 2-6

103、 申請量排名靠前的申請人專利法律狀態分布圖如圖 2-6 所示為申請量排名靠前的申請人專利法律狀態分布。在中國專利申請量排名靠前的申請人中，顯華科技在這里專利布局最多，且專利有效量占據 71%的比例。誠志永華和吉林奧來德專利再審，布局量最多，均占據 65%以上。而京東方公司 4 件專利全部為有效專利。南開大學的失效專利占比 75%，有效專利僅占 20%高校的有效專利占比較低，可能是與高校專利產業化運行相對滯后，專利維持有效的成本偏高有關。第 3 章 硼氮摻雜材料專利布局分析1919 年，Langmuir 通過分析 N2O 和 CO2這兩種材料的等電子關系，首次提出了等電子的理論。1926 年，S

104、tock 首次報道了一例含有 BN/CC 等電子結構的 BN 雜環化合物-硼嗪（c-B3N3H6），這一開創性的工作加快了 B-N 鍵取代 C=C 鍵的摻雜型芳香烴體系的發展。具有三配位體結構的 B 原子與位于第五主族的 N 原子配位，可形成類似“供體-受體(Donor-Acceptor，D-A)”特性的單鍵結構?；诘入娮芋w理論，利用B-N鍵取代苯環特定位置的C=C鍵可以形成一系列不同性質的新型硼氮摻雜多環芳烴化合物。B 的空軌道以及 N 的孤對電子可以參與整個共軛骨架的電子離域，同時知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊50BN 偶極會對分子的電子分布以及分子排列產生影響

105、，可以促進分子更有序地堆積以提高其載流子傳輸性能。目前應用于 OLED 的硼氮化合物可以具有窄半峰寬、高熒光量子產率，具有高的玻璃化轉變溫度和分子熱穩定性，以及具有合適的 HOMO 和 LUMO 能級，作為 OLED光發光器件的藍色熒光發光層的摻雜材料使用時，器件的電流效率和外量子效率得到顯著提升，同時發光色純度和器件壽命也得到了較大的改善。3.1 技術演進分析3.1.1 硼氮化合物主要技術路線從硼氮化合物主要技術路線的演進過程如圖 3-1 所示。從圖中各結構出現的時間看，非典型結構相關技術出現最早，基本在 2002 年就有同環 NBN 結構出現，2016 年出現六六元結構，2019 年同時出

106、現五六元結構和五五元結構。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊51圖 3-1 硼氮摻雜材料主要技術演進圖知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊52從非典型結構硼氮化合物的技術演進過程看，最早出現的是同環 NBN 結構，之后出現同環 BN 結構，最晚出現的是 NBN 結構。目前同環 NBN 結構的專利申請量最多，但是近幾年基本沒有申請；同環 BN 結構的申請量雖然較同環 NBN 結構少，但是近幾年一直有相關專利的申請；NBN 結構的專利申請集中在 2017 年，申請人主要為関西法人。從六六元結構硼氮化合物的技術演進過程看，單環芳烴、多環芳烴、稠環芳烴及雜環芳

107、烴作為側鏈最開始出現的時間是比較相近的，隨著技術方向的不斷發展，各種苯系芳烴不斷出現新的側鏈結構。從五六元結構硼氮化合物的技術演進過程看，其中的六元側鏈結構種類基本與六六元中的一致，五元側鏈結構以雜環芳烴為主。從五五元結構硼氮化合物的技術演進過程看，最早出現的五五元結構是對稱結構，較典型的是對稱硫茚結構；之后有出現了非對稱結構，較典型的是“2,3-苯并呋喃+呋喃”結構和“硫茚+呋喃”結構。3.1.2 六六元結構六六元結構硼氮化合物是指典型結構 B 環和 C 環的位置都是六元環的結構，是最早出現的專利申請的典型結構，也是專利申請量最多的典型結構。單環芳烴、多環芳烴、稠環芳烴及雜環芳烴都曾出現在六

108、六元結構中，六六元結構硼氮化合物是研發活躍度最高的技術方向。六六元結構硼氮化合物中出現了 48 種側鏈結構，不同側鏈出現的頻率最高的前 3種側鏈結構分別是苯、聯苯和三苯胺。六六元結構硼氮化合物出現頻率最高的前 20 種側鏈的具體結構如圖 3-2 所示。苯聯苯三苯胺9-苯基咔唑萘叔丁基苯知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊53二苯并呋喃二苯并噻吩甲苯9,9-二甲基芴1-苯基萘苯基環己烷苯基醚異丙基苯（枯?。θ摫搅蜍徇拎?-苯基蒽N-甲基咔唑間三聯苯圖 3-2 六六元結構硼氮化合物中出現頻率最高的前 20 種側鏈結構3.1.3 五六元結構五六元結構硼氮化合物是指典型結構中

109、B 環和 C 環的位置一個是五元環，另外一個是六元環的結構。五六元結構硼氮化合物的專利申請最早出現在 2019 年，比六六元晚，且申請量也少。五六元結構硼氮化合物中出現 16 種五元側鏈結構和 35 種六元側鏈結構。不同五元側鏈結構出現的頻率排名前三的分別是硫茚、2,3-苯并呋喃和吡咯。排名前三位的與六六元結構中的六元側鏈不完全相同，分別是苯、三苯胺和 9-苯基咔唑。16 種五元側鏈結構的具體結構如圖 3-3 所示。硫茚2,3-苯并呋喃吡咯噻吩呋喃知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊54吲哚噻唑噁唑苊烯咪唑硒吩咪唑并1,2-a吡啶1H-1,2,3-三氮唑茚1-甲基吲哚N-甲

110、基吡咯圖 3-3 五六元結構硼氮化合物中五元側鏈結構3.1.4 五五元結構五五元結構硼氮化合物是指典型結構中 B 環和 C 環的位置都是五元環。五五元結構基本都是與六六元或者五六元結構同時出現在專利申請中的，且對稱結構和非對稱結構涉及到的側鏈結構也比較集中，說明五五元結構還沒有成為硼氮化合物的重點技術方向，未來發展空間比較大。五五元結構硼氮化合物中出現 17 組側鏈結構組合，不同側鏈結構組合出現的頻率如圖 3-4 所示。從圖中數據可以看出，對稱結構側鏈組合一共有 8 種，非對稱結構側鏈組合一共有 9 種；對稱結構側鏈組合和非對稱結構側鏈組合的專利申請量都是 18 個。對稱結構比非對稱結構的專利

111、申請出現略早，但是整體出現都比較晚，目前相關專利申請量和側鏈種類都比較少，只是零星專利申請，還沒有開始專利布局。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊55圖 3-4 五五元結構中出現不同側鏈結構組合的頻率3.1.5 非典型結構非典型結構硼氮化合物包括同環 NBN 結構、同環 BN 結構和 BNB 結構，非典型結構是最早出現專利申請的技術方向，但是專利申請量一致不太穩定，尤其是近幾年，專利申請量比較少。非典型結構硼氮化合物三種結構專利申請量的占比情況如圖 3-5 所示。由圖中數據可知，同環 NBN 結構的專利申請量占比最高，約 76%；其次是同環 BN 結構，占比約 18%；最

112、少的是 BNB 結構，占比約 7%。同環 NBN 結構不僅申請量最多，相關專利申請出現時間也最早，2002 年就出現同環 NBN 結構相關專利申請；2004年出現同環 BN 結構相關專利申請；2017 年出現 BNB 結構相關專利申請。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊56圖 3-5 非典型結構硼氮化合物的不同結構專利申請量占比情況3.2 侵權風險和預警3.2.1 硼氮摻雜材料侵權專利預警3.2.1.1 六六元結構六六元結構鵬氮化合物選取的典型專利是 KR1020170130434A，該專利是 2016年由関西法人和 JNC 共同向韓國特許廳(KIPO)申請的專利，被引用

113、 88 次，且有 14 個同族專利，是六六元結構硼氮化合物被引用次數和同族專利數量最多的專利。該專利公開了一種利用硼原子與氮原子將多個芳香族環連結而成的新型的多環芳香族化合物，并成功制造出所述多環芳香族化合物。該專利中六元側鏈結構出現頻率最高是苯、聯苯和三苯胺，與六六元結構中各六元側鏈出現頻率最高的三種相一致，專利中涉及的主要通式和典型的苯、聯苯和三苯胺的分子結構如 3-6 所示。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊57（a）結構通式（b）苯和聯苯（c）三苯胺圖 3-6 KR1020170130434A 專利涉及的結構通式及典型的分子結構該專利是六六元結構硼氮化合物技術發展

114、的基礎專利，被后續申請的專利多次引用，并在中國、美國和日本都申請了同族專利，為該專利所保護的技術在中國、美國和日本市場的應用做好了準備。3.2.1.2 五六元和五五元結構五六元結構和五五元結構作為硼氮化合物的兩個技術方向，經常一起出現在同一個硼 氮 化 合 物 專 利 申 請 中，選 取 同 時 涉 及 五 六 元 結 構 和 五 五 元 結 構 的 專 利KR102148296B1作為典型專利。該專利是申請人SFC在2019年向韓國特許廳(KIPO)提出的申請，被引用 6 次，且有 7 個同族專利。該專利涉及一種有機發光器件，其發光層中包含硼氮化合物作為摻雜劑材料，通過該硼氮化合物材料的應用

115、實現了有機發光器件發光效率的提高和壽命的延長。該專利涉及硼氮化合物的結構通式如圖 3-7 所示。其中，X 為硼，Y2 和 Y3 為氮或其他雜原子；Y1 所在的芳烴環為五元環，Q2 為五元環或者六環。Q3 為任選取代的芳環或任選取代的雜芳基環。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊58（a）2,3-苯并呋喃+苯（b）硫茚+三苯胺（c）苊烯+叔丁基苯圖 3-7 KR102148296B1 硼氮化合物專利涉及的五六元結構該專利的五六元結構中，五元側鏈主要有硫茚、2,3-苯并呋喃、苊烯等，六元側鏈主要有苯、三苯胺、9-苯基咔唑、叔丁基苯等，與五六元結構中出現頻率最高的側鏈結構基本一致

116、，該專利涉及的典型的五六元結構如圖 3-8 所示。（a）雙 2,3-苯并呋喃（b）雙硫茚圖 3-8 KR102148296B1 硼氮化合物專利涉及的五五元結構知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊59該專利出現的側鏈結構是目前五六元結構和五五元結構出現頻率最高的，且已經被后續專利申請所引用，并在中國、美國和日本都申請了同族專利。未來隨著五六元結構和五五元結構的發展，該專利很可能會被更多的引用，專利所保護的技術方案可能會成為五六元結構和五五元結構的基礎專利技術。3.2.1.3 非典型結構非典型結構包括同環 NBN 結構、同環 BN 結構和 BNB 結構等三種，其中，同環NBN

117、結構的專利申請出現最早，且專利申請量也最多，選取涉及同環 NBN 結構的US7023013B2 為非典型結構的典型專利。該專利是申請人 LG 在 2004 年向美國專利商標局(USPTO)提出的申請，被引用 142 次，且有 5 個同族專利，是硼氮化合物專利被引用次數最多的。該專利中出現的典型同環 NBN 結構如圖 3-9 所示。近幾年非典型結構硼氮化合物的專利申請量比較少，包括同環 NBN 結構，但是同環 NBN 結構的相關專利有一定的積累量，且本專利也在日本和歐洲申請了同族專利，對于硼氮化合物申請人的專利布局會有一定的影響。圖 3-9 US7023013B2 硼氮化合物專利涉及的同環 NB

118、N 結構3.2.2 硼氮摻雜材料侵權應對五六元結構硼氮化合物的六元側鏈結構種類基本與六六元中的一致，五元側鏈結構以雜環芳烴為主，其中，硫茚、2,3-苯并呋喃和吡咯的最為常見；雜環芳烴中以單雜環芳烴最多，含 S 雜環芳烴的申請量較含 O 雜環芳烴和含 N 雜環芳烴略高，是五六元結構中最受關注的五元側鏈結構方向。五五元結構硼氮化合物對稱結構中較典型的是對稱硫茚結構；非對稱結構較典型的知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊60是“2,3-苯并呋喃+呋喃”結構和“硫茚+呋喃”；目前兩種結構側鏈組合數量基本相近，發展同步如前分析，企業在進行硼氮摻雜材料研發設計時，可以依據六元側、五元側

119、和非典型結構進行針對性創新設計。其中，六元側鏈結構苯、聯苯和三苯胺三種常用結構可以規避；五元側的 2,3-苯并呋喃和雙硫茚盡量不要雷同；非典型結構同環 NBN 結構需要格外小心。第 4 章 結論與建議4.1 主要結論4.1.1 我國硼氮摻雜材料目前發展迅速，企業表現出研發優勢我國硼氮硼氮摻雜材料的研究在 1996 年之后出現兩個申請高峰，近十年專利申請量穩定快速增長。在專利申請人方面，國內申請人在硼氮摻雜材料的專利申請量明顯高于國外申請人的申請量。申請人的類型分布上企業具有絕對優勢，國內外頭部企業包括顯華科技、陶氏化學、三星、LG、SFC、関西法人、JNC 等。廣東、江蘇和山東省硼氮摻雜材料中

120、專利布局最突出。發光效率提高，壽命提高，以及穩定性提高都是該領域技術功效的研究熱點。在技術構成上研究最多的仍然是含硼元素的化合物?；谘邪l難度和產業化經濟效益的綜合考慮，我國企業對于硼氮摻雜材料優先聚焦于六元環細分方向的生產研發。4.1.2 硼氮摻雜材料中的典型結構為熱點，整體布局較分散，但具備開發潛力硼氮摻雜材料專利申請量相對較少，多數處于審中狀態，說明該材料正處于集中開發時期，為硼氮摻雜材料產業發展的熱點技術方向。在專利類型上，硼氮化合物發明專利較多，海外市場的布局熱情高漲，競爭激烈。在技術方向上分為非典型結構和典型結構兩大類。其中硼氮化合物非典型結構出現知識產權公共服務機構信息服務成果共

121、享報告集新材料產業分冊61較早，專利布局方向依次為同環 NBN 結構、同環 BN 結構和 NBN 結構；非典型結構申請量遠低于典型結構，不是研究熱點。硼氮化合物典型結構可以分類為六六元、五六元和五五元結構。其中，六六元結構的專利申請量最多，占比總量的 53%，N 雜芳環烴為主要類型；五六元結構中五元側鏈結構以雜環芳烴為主；五五元結構硼氮化合物包含對稱結構和非對稱結構，后者專利布局空缺更加明顯。整體技術布局方向集中度沒有很高，在細分環節上存在不少專利布局空間。4.2 發展建議4.2.1 構建產業鏈中上游的硼氮摻雜材料、中游的器件和下游應用的方向組合為了加強自主創新，實現硼氮摻雜材料的國產化替換，

122、還需要在整個產業鏈的上下游進行聯合開發。對于上游的硼氮摻雜材料，要共同關注主體材料和摻雜材料的聯合開發，例如硼氮摻雜材料以及與該材料適配的客體材料的二元系統構建。對于中游的硼氮摻雜材料制備的器件，要關注藍光材料與器件結構的組合開發，例如針對藍光材料的鍍膜封裝檢測加工設備、電路元件的優化布設等特定裝置和零部件的設計。對于下游的硼氮摻雜材料應用方面，要關注針對不同場景的顯示屏以及 VR、照明設備應用的差異化布局，例如，以京東方為代表的 OLED 硼氮摻雜材料在柔性顯示屏和可穿戴顯示屏上的布局會構建不同的專利布局體系。通過產業鏈宏觀層面的硼氮摻雜材料綜合技術開發，推動硼氮摻雜產業國產化替代的進程。4

123、.2.2 開發硼氮摻雜材料重點材料設計路徑產業中對硼氮化合物藍光材料的需求在于窄光譜、高的色純度、高的發光效率和分子穩定性。滿足這些性能的要求材料核心在于新型官能團的設計和開發。導航發現六六元結構共有 48 種苯系芳烴作為側鏈結構出現，其中苯、聯苯和三苯胺是布局最多的側鏈結構；含 N 雜環芳烴在雜環芳烴專利表現突出。五六元環中的六元側鏈表現出了上述相同的規律，而五元側鏈結構以雜環芳烴為主，硫茚、2,3-苯并呋喃和吡咯為典型代表；知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊62此外單雜環芳烴為主要的形式，含 S 雜環芳烴相較含 N 或含 O 布局更多。在五五元結構中典型的是對稱硫茚結

124、構，以及“2,3-苯并呋喃+呋喃”和“硫茚+呋喃”的非對稱結構?；谝陨戏治?，對于硼氮化合物的研發提出如下建議：1）六六元結構硼氮化合物的技術積累比較多，五六元和五五元相對較少，主要建議在六元結構的研發上加強深化開發研究，提高在該細分領域的專利拓展更新能力；五元環結構在產線上應用較少，不作為重點開發方向。2）研發方向具體而言，對于六六元結構硼氮化合物的研發，以 JNC 的專利布局為參考對象，可以優先在 N 雜環芳烴的不同側鏈上的基團組合投入資源，重點對苯環引入新官能團進行設計；3）對于五六元結構硼氮化合物的研發，以 SFC 的專利布局為參考對象，傾向在五元側鏈的引入官能團，可以注意在單雜環芳烴

125、的不同側鏈官能團的改進投入資源；4）對于五五元結構硼氮化合物的研發，比較簡單的思路是可以采用在五五元結構中還未出現但是已經在五六元結構中出現的五元單雜環芳烴側鏈上進行嘗試，比如 1-甲基吲哚和 N-甲基吡咯，不過該方向不作為硼氮化合物改進的重點。5）短期內不建議在非典型結構的硼氮化合物方向投入過多的研發資源，目前發現LG 作為非典型結構硼氮化合物的領頭羊，已經在逐步減少在該領域的相關研究，預示著市場前景的瓶頸。但不排除非典型結構硼氮化合物發現新的獨特分子設計進行專利布局。分子設計屬于硼氮摻雜材料開發的第一個重要環節，對于設計好的分子結構還需要在實際制備工藝中進一步佐證其產線上的應用能力，綜合考

126、慮工藝復雜度、產率、發光效率、功耗、壽命、穩定性和成本等多方位因素，才能真正開發出國產化硼氮摻雜核心材料，從而解決自主研發問題。因而，從本硼氮摻雜材料專利導航的角度出發，意在為企業研發提供最基礎的專利情報信息，助力解決自主研發的道路上方向錨定問題，從而讓企業產線研發設計能夠邁出堅定的第一步。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊63成果應用情況成果應用情況在該導航的基礎上，吉林奧來德公司開發了具有自主知識產權的硼氮類材料，實現了成果轉化。產品經下游面板企業驗證，性能達到了國際先進水平，已實現了國產化應用。并應用于華為、小米手機及穿戴等終端產品，2023 年實現銷售收入 600

127、 萬元。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊64吉林省碳纖維產業吉林省碳纖維產業專利導航專利導航報告報告吉林省知識產權保護中心吉林省知識產權保護中心原報告定稿時間：原報告定稿時間：2023 年年 6 月月知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊65編寫人員名單編寫人員名單課題負責人：課題負責人：郭金發吉林省知識產權保護中心主任蘇曄吉林省知識產權保護中心副研究員課題組成員：課題組成員：喬海鑫吉林省知識產權保護中心 經濟師魏姁妲吉林省知識產權保護中心 工程師成果亮點成果亮點本報告立足于碳纖維產業現狀，運用專利導航分析方法，緊扣產業分析和專利分析兩條主線，將專利信

128、息與政策環境、市場環境等信息深度融合，并準確定位碳纖維產業現狀。目的在于以專利數據為核心，深度融合各類資源，服務創新資源有效配置，提高決策精準度和科學性，洞察企業、人才、資本等產業要素，分析產業發展情況，為吉林省內碳纖維相關企業在研發方向上提供數據保障，為吉林省在碳纖維應用方面發展提供方向，為吉林省在碳纖維產業發展決策上提供支撐。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊66摘要摘要碳纖維是指含碳量高于 90的無機高分子纖維，一般作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構成具有強度高、模量高、重量輕、抗疲勞、耐腐蝕等一系列優異性能的新型復合材料。本報告首先從產業發展概

129、述、產業發展歷程、產業環境、產業鏈構成等方面對碳纖維產業的發展現狀進行闡述；其次，依次對全球碳纖維產業、中國碳纖維產業以及吉林省碳纖維產業總體趨勢進行分析；對碳纖維產業中碳纖維復合材料進行重點技術分析；接下來對碳纖維重點應用領域進行分析；最后，結合產業現狀為吉林省內碳纖維相關企業在研發方向上提供數據支撐，為吉林省在碳纖維應用方面發展提供方向，為吉林省在碳纖維產業發展上提供路徑指引。關鍵詞：碳纖維，復合材料，專利分析，關鍵詞：碳纖維，復合材料，專利分析，專利專利導航導航知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊67第 1 章 碳纖維產業發展現狀1.1 全球碳纖維產業發展概述高端新材

130、料的研究是高端制造業發展的基礎，有助于帶動高端制造業全產業鏈的發展，新材料作為引導性新興產業正成為未來經濟社會發展的重要力量。根據國家的政策要求及定位，我國制造業應集中發力于高端制造業，著重突破關鍵共性技術，打造全產業鏈的發展模式。而碳纖維正是這樣一種廣泛應用于高端制造業的基礎共性產品。目前，世界碳纖維生產企業主要有日本的東麗、東邦和三菱公司，美國的 HEXCEL，德國的西格里集團，韓國泰光產業，以及臺塑集團等，以生產 T700（拉伸強度大于4500MPa）以上的高性能碳纖維為主。東麗公司是世界上最大的生產商，已經開發出高強型 T1000（拉伸強度大于 7000MPa）系列碳纖維，其抗拉模量為

131、 295GPa，拉伸強度達 7.05GPa。隨著碳纖維應用領域的不斷擴大，碳纖維的市場需求日趨增加，碳纖維及其復合材料產業呈現良好發展態勢。據相關部門預測，世界碳纖維需求將以每年大約13%的速度飛速增長，PAN 基碳纖維的全球需求量2010 年將達到 5 萬 t，2012年將達到 6 萬 t，2018 年將達到 10 萬 t。1.2 中國碳纖維產業發展概述我國從 20 世紀 60 年代后期開始研制碳纖維及原絲，但發展較為緩慢。目前，我國碳纖維及其復合材料生產仍處于起步階段，尚未完整掌握的碳纖維核心關鍵技術，與國外相比，我國碳纖維在質量、技術和生產規模等方面均與國外存在很大差距。絕大部分高性能增

132、強材料都長期依賴進口，價格非常昂貴，極大地制約了我國碳纖維復合材料工業的發展。2007 年，中國石化基于國家的戰略需求和上海石化產業結構調整的要求，確定上海石化作為中國石化碳纖維生產研發基地，大力開展碳纖維產業化技術研發。上海石化與多家科研院校開展合作，高起點構建協同創新的碳纖維產學研聯盟。2010 年上半年開始，上海石化還與多家國內高校和科研單位合作研究開發高性能碳纖維(T800)。除利用中國石化系統內的研發力量外，與復旦大學合作，進行聚合物鏈結構和聚合機理研究；與北京化工大學合作進行氧化、炭化工藝的研究。此外，從產業鏈的中長期發展知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊68

133、著眼，還開展碳纖維關鍵新技術、產品質量升級及應用等方面的研究；與東華大學合作開發碳纖維干噴濕紡技術和中試裝置；與中國紡織科學研究院合作開發 T-800 級碳纖維必須的高倍蒸汽拉伸設備；與中國科學院上海有機所合作開發碳纖維上漿劑；與哈爾濱工業大學合作開發土木工程用碳纖維增強復合材料技術等。上海石化依托具有自主知識產權的 NaSCN 法腈綸生產經驗，開發 NaSCN 法碳纖維原絲生產技術，形成具有自主知識產權和特色的碳纖維技術。2008 年，上海石化投資 4000 多萬元建設了 2kt/aPAN 基碳纖維原絲中試裝置，同年試車產出 12K 碳纖維原絲，產品經氧化炭化后，達到 T-300 水平。從

134、2009 年開始，上海石化緊緊依托原絲中試裝置，不斷完善和深化碳纖維原絲生產技術。2010 年 3 月，上海石化開發形成了 T-300 千噸級原絲工藝軟件包和千噸級碳纖維工業化裝置成套技術，通過了中國石化組織的鑒定。1.3 吉林省碳纖維產業發展概述吉林市是吉林省第二大城市，在化工、冶金、裝備制造領域具備產業優勢。當地提出打造“中國碳谷”，形成“丙烯丙烯腈碳纖維原絲碳絲制品”國內最完整的產業鏈，碳纖維產業呈規?；?、集群化發展態勢。碳纖維作為新材料，具有強度高、耐高溫、耐腐蝕等優異性能，在航空航天、新能源、交通運載輕量化、體育休閑等領域應用非常廣泛。自 2020 年以來，吉林市相繼啟動了一批原絲、

135、碳絲和復材制品的碳纖維產業鏈項目。到去年年底，原絲產能達到 16 萬噸，碳化產能達到 4.9 萬噸，復材產能近 2 萬噸。當地推動碳纖維應用領域不斷拓展。編織布應用于建筑補強；纏繞體，用于生產壓力容器，儲存氫、氧、氮氣等；C/C 預制體應用于光伏領域。老國企吉林化纖帶動做大碳纖維新材料產業，加速打造“中國碳谷”，一條以碳纖維產業為引領的高端化工產業帶，正在吉林省中部徐徐隆起。從 2023 年往前數 8 年，19 條碳化生產線相繼建成，從無到有，從老到新，“中國碳谷”雛形初具。近年來，吉林化纖累計投入數十億元進行技術革新，研發團隊先后攻克了多道難關，突破了一系列技術屏障，真正實現了碳纖維原絲市場

136、化，國內市場占有率達到 90%以上，也讓進口碳纖維原絲價格隨之下跌 40%。吉林化纖堅持產學研用和產業鏈一體化開發，用小絲線帶動大產業鏈。近幾年，企業相繼成立國興碳纖維公司、國興復合材料有限公司，將產業鏈延伸至碳纖維復合材料領域。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊69第 2 章 碳纖維產業技術分解碳纖維的生產工藝復雜，從碳纖維紡絲、預氧化、碳化到復合材料成型再到終端的應用需要經歷復合且很長的過程。碳纖維專家結合產業結構，將碳纖維產業分為三個二級分支，即上游原料、中游制品和下游應用。上游原料即加工加工碳纖維所需的各種原絲；中游制品即獲得的碳纖維材料本身、中間材料以及碳纖維復

137、合材料，下游應用從碳纖維中間制品具體應用領域出發進行分解。具體分解表如表 2-1-1 所示。表 2-1-1碳纖維分解表一級二級三級四級碳纖維產業上游原絲聚丙烯腈原絲瀝青基原絲粘膠基原絲中游制品碳纖維材料聚丙烯腈原絲碳纖維瀝青基碳纖維粘膠基碳纖維其他中間體預浸體織物短纖維其他碳纖維復合材料樹脂基碳纖維金屬基碳纖維陶瓷基碳纖維碳碳復合材料其他下游應用航空航天（國防）風電葉片知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊70表 2-1-1碳纖維分解表（續）碳纖維產業下游應用汽車高鐵體育休閑建筑交通傳輸電纜、氣瓶電子產品第 3 章 全球碳纖維產業分析3.1 全球碳纖維產業發展概述3.1.1

138、專利申請發展態勢分析圖 3-1-1 給出了碳纖維產業技術全球專利數量的年度變化趨勢，其中，將碳纖維產業按照產業鏈構成分為上游原絲、中游制品和下游應用，圖中，橫坐標代表申請的年份，縱坐標代表申請量，藍色代表申請總量，綠色表示當前時間段申請專利的被授權量。從圖中可以看出，從申請趨勢來看，上游原絲產業、中游制品產業和下游應用產業整體的申請趨勢基本一致，其中，上游原絲產業在 2013 年之前申請量較少，2013 年之后開始逐年提高；中游制品產業在在 2014 年之前申請量較少，2014 年之后開始逐年提高；下游應用產業在 2015 年以前，專利數量比較穩定，2015 年以后，專利申請量逐漸提高，說明近

139、幾年關于下游應用技術越來越受到重視；從專利授權率上來看，上游原絲產業的授權率在 2013 年以前一直處于較高的水平，授權率在 50%以上，2013 年以后授權率逐漸下降，說明該領域的創新程度下降，中游制品產業和下游應用產業的授權率一直比較穩定，處于 40-60%之間，2021 年開始有所下降，由于 2022 年和 2023 年的專利申請處于未公開階段，所以 2022 年和 2023 年的專利申請量不代表整體發展趨勢。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊71上游原絲中游制品下游應用圖 3-1-1碳纖維產業技術專利全球申請趨勢3.1.2 技術來源國區域分析圖 3-1-2 給出了

140、全球碳纖維產業技術相關專利技術來源國區域排名，可以看出，全球碳纖維產業中的上游原絲技術相關的專利技術來源多集中在中國，專利申請量占總體申請量的 35.01%，其次為美國，占比 13.82%，日本占比 13.45%，德國占比 11.62%，其他國家占比少于 10%；而中游制品技術相關的專利技術來源多集中在中國，專利申請量占總體申請量的 40.30%，其次為日本，占比 31.51%，美國占比 10.05%，其他國家占比少于 10%；下游應用技術相關的專利技術來源多集中在中國，專利申請量占總體申請量的 30.00%，其次為日本，占比 18.61%，美國占比 16.84%，其他國家占比少于 10%。上

141、游原絲中游制品知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊72下游應用圖 3-1-2碳纖維產業技術相關專利技術來源國地區排名3.1.3 全球申請申請人排名圖 3-1-3 給出了碳纖維產業技術申請前十名的申請人排名，其中，橫坐標為專利申請人，縱坐標為專利申請數量，從圖中可以看出，上游原絲產業技術相關專利，申請量最多的為考陶耳斯薄膜及包裝用品（集團）有限公司，申請量為 449 件，其次為東麗株式會社，申請量為 333 件，然后為法本公司申請量為 227 件。中游制品產業技術相關專利，申請量最多的東麗株式會社，申請量為 449 件，其次為三菱化學株式會社，申請量為 1283 件，然后為三

142、菱麗陽株式會社，申請量為 1043 件，帝人株式會社的申請量為 977 件，昭和電工株式會社的申請量為 635 件。下游應用產業技術相關專利，申請量最多的株式會社 LG 公司，申請量為 3852 件，其次為馬克專利公司，申請量為3732 件，然后為東麗株式會社，申請量為 3069 件。從申請前十名的專利申請人類型可以看出，該技術的研發主要集中在企業單位，說明該領域的技術比較成熟，另外，申請人多數為日本的企業，說明日本對碳纖維技術占有壟斷地位，尤其是在碳纖維中游制品領域。上游原絲中游制品知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊73下游應用圖 3-1-3碳纖維產業技術全球申請申請人

143、排名3.1.4 重點專利分析表 3-1-1 給出了碳纖維各技術領域重點專利列表，該重點專利主要依據專利的被引用次數和專利家族規模等參數給出。表 3-1-1碳纖維產業技術領域重點專利列表技術分支專利名稱公開號專利家族規模被引用次數上游原絲原絲高強聚丙烯腈纖維及其制造方法US4535027A5223粘膠短纖維的制造過程US5458835A16218lyocell 纖維,以及用于制造它的組合物WO1999047733A1180211包含單壁碳納米管和丙烯腈基聚合物的宏觀纖維及其制備方法US6852410B23192具有抗靜電性能和增強的抗黃變性能的合成聚碳酰胺長絲及其制造工藝CH459456A383

144、0中游制品碳纖維材料碳纖維及其生產方法US5424054A1491由單壁碳納米管形成的碳纖維US6683783B141453氣相反應制備細碳纖維的方法US4572813A7385用于電子屏蔽應用的含有金屬離子的碳纖維的生產US3997638A1383氣相生長制備碳纖維的方法US4876078A4237知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊74中間材料用于纖維增強復合夾層結構的抗芯擠壓織物和預浸料US6663737B214200纖維增強塑料的織物結構US4320160A1161加工性優異的碳纖維JP2685221B22146無紡布活性炭布US4565727B112135碳纖維束

145、和預浸料JP2812147B21133復合材料用重氮鹽和所得碳產物制備碳材料的方法US5554739A222921隔熱材料的改進或與之相關的改進以及制造這種材料的方法GB1205572A167416制備具有連到碳材料上的有機基團的碳產品的方法CN100360619C2221復合增強材料及成型材料AU2015242993A11660含有碳纖維的模塑復合材料的方法US6464908B111519下游應用航空航天用于制造兩側具有覆蓋層的芯復合材料的方法和芯復合材料JP2011516317A11293鈦聚合物混合層壓板US6114050A9264風電葉片導電復合加熱器及其制造方法US5925275A8

146、214風力渦輪機葉片的防雷US6457943B110165汽車高鐵用于制造包括無機填充片材的層壓結構的制品和方法US5830548A297582真空樹脂浸漬工藝US4942013A1557體育休閑高爾夫球鐵桿頭US4928972A4519具有內部子組件和外殼的高爾夫球桿頭和制造方法US5570886A4415建筑交通鋼筋砼填充用纖維增強型薄壁構件CN2417222Y12218由工程多成分纖維制成的強力無紡布US5108827A5631傳輸電纜、氣瓶碳原纖維及其制備方法US5165909A115686知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊75電活性高儲存容量聚乙炔-共聚多硫材料

147、和含有該材料的電解槽US5529860A8384電子產品利用多齒配體系統的 oledUS7332232B241607液晶介質US6861107B298843.2 全球碳纖維產業與專利布局的關聯3.2.1 從市場供需角度看碳纖維產業與專利布局的關聯度圖 3-2-1 給出了碳纖維產業鏈中上游原絲、中游制品和下游應用的技術生命周期，橫坐標代表申請量，縱坐標代表申請人數量，從圖中可以看出，在上游原絲產業中，2018年以前隨著申請量和申請人數量的增多，上游原絲產業處于快速發展期，2018 年以后，申請量有所下降，但是申請人數量有所增加，產業處于成熟期；在中游制品產業中，2016年以前隨著申請量和申請人數

148、量的增多，中游制品產業處于快速發展期，2016 年以后，申請量有所下降，但是申請人數量有所增加，產業處于成熟期；在下游應用產業中，2020年以前隨著申請量和申請人數量的增多，下游應用產業處于快速發展期，2012 年申請量有所下降，由于2022和2023年的專利申請處于未公開階段，所以2022年和20023年的專利申請量不代表整體發展趨勢。上游原絲中游制品知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊76下游應用圖 3-2-1碳纖維專利產業鏈技術生命周期3.2.2 從市場競爭角度看碳纖維產業與專利布局的關聯度圖 3-2-2 給出了碳纖維產業技術領域前十名的申請人排名，其中，橫坐標為專利

149、申請人，縱坐標為專利申請數量，從圖中可以看出，碳纖維產業技術領域，申請量最多的為東麗株式會社，申請量為 5334 件，其次為株式會社 LG，申請量為 3958 件，然后為馬克專利公司申請量為 3784 件、三菱化學株式會社申請量為 1986 件、納幕爾杜邦公司申請量為 1956 件、三星SDI 株式會社申請量為 1789 件、空中客車申請量為 1649件、DIC CORP 申請量為 1525 件，波音公司申請量為 1504 件，帝人株式會社申請量為 1496 件。從全球范圍內的專利申請數量排名來看，專利實力較強的企業往往就是全球產業鏈中的跨國巨頭企業，也是全球產業競爭中的優勢企業。從圖 3-2

150、-3 來看，排名前 10 的企業中基本都來自日美，這些跨國巨頭企業充分利用專利布局搶占技術制高點，控制著高端制品及應用方面的核心技術和高端產品市場，專利實力與企業的市場競爭地位一致。圖 3-2-2碳纖維產業技術領域前十名的申請人排名知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊773.3 全球碳纖維產業競爭中的專利控制力圖 3-3-1 給出了碳纖維產業中上中下游各技術在五個國家/地區的專利分布情況，從圖中可以看出，各個技術分支中，中國、美國、德國、日本和韓國在各個國家均有進行專利布局，雖然從專利數量上看，中國的申請量最多，但是在其他國家的布局相對較少，而以美國和日本為首的發達國家/地

151、區占據絕對優勢，例如，在中游制品產業上，日本的技術創新數量占比很高，并且將大量的技術在其他國家進行了專利布局，以中國市場為例，日本企業在我國布局了大量的專利，在專利數量上占據了領先地位，確保了其對于高端技術的強大控制力。上游原絲中游制品下游應用圖 3-3-1碳纖維產業分支專利在五個國家/地區的分布結構3.4 碳纖維產業專利申請趨勢熱點方向圖 3-4-1 給出了碳纖維產業各個技術分支在全球的專利分布情況，從圖中可以看出，在碳纖維產業各個技術分支中，從 2013 年至今，各個分支基本都處于增長趨勢，尤其是在 2016 年以后，呈現快速增長的趨勢，其中 H01M 用于直接轉變化學能為電能的方法或裝置

152、，例如電池組（下游應用）、B32B 層狀產品，即由扁平的或非扁平的薄層，例如泡沫狀的、蜂窩狀的薄層構成的產品（中游制品和下游應用）、B29C 塑料的成型連接；塑性狀態材或料的成型，不包含在其他類目中的；已成型產品的后處理（中游制知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊78品和下游應用），增式較為明顯，申請量較大，是熱點研究的領域分支，C08L 高分子化合物的組合物（基于可聚合單體的組成成分入 C08F、C08G；人造絲或纖維入 D01F（中游制品）在 2016 年至 2017 年申請量較多，從 2017 年以后發展相對緩慢。圖 3-4-1碳纖維產業全球各技術分支專利分布第 4

153、章 中國碳纖維產業分析4.1 中國專利申請發展態勢分析圖 4-1-1 給出了碳纖維產業技術中國專利數量的年度變化趨勢，其中，將碳纖維產業按照產業鏈構成分為上游原絲、中游制品和下游應用，圖中，橫坐標代表申請的年份，縱坐標代表申請量，藍色代表申請總量，綠色表示當前時間段申請專利的被授權量。從申請趨勢來看，上游原絲產業、中游制品產業和下游應用產業整體的申請趨勢基本一致，其中，上游原絲在 2012 年之前申請量較少，2012 年之后開始逐年提高；中游制品在2011 年之前申請量較少，2011 年之后開始逐年提高；下游應用在 2010 年以前，專利數量比較穩定，2010 年以后，專利申請量逐漸提高，受碳

154、纖維產業的發展，以及應用在各個領域的普及，申請量也越來越大。從專利授權率上來看，上游原絲的授權率在2014 年以前一直處于較高的水平，授權率在 60%以上，2015 年以后授權率逐漸下降，持續在 40%左右，說明該領域的創新程度相對處于瓶頸期，中游制品在 2011 年以前，授權率較高，在 2012-2018 年授權率相對下降，在 2019 年開始，授權率出現上升趨知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊79勢；下游應用的授權率一直比較穩定，處于 50-70%之間，由于 2022 年和 2023 年的專利申請部分處于未公開階段，所以 2022 年和 2023 年的專利申請量不代表

155、整體發展趨勢。上游原絲中游制品下游應用圖 4-1-1碳纖維產業技術專利中國申請趨勢4.2 中國申請申請人排名圖 4-2-1 給出了碳纖維產業技術中國申請前十名的申請人排名，其中，橫坐標為專利申請人，縱坐標為專利申請數量，從圖中可以看出，上游原絲技術相關專利，申請量最多的為宜賓絲麗雅，申請量為 224 件，其次是中國石化，申請量 213 件，然后為東華大學，申請量為 166 件。中游制品技術相關專利，申請量最多的中國石化，申請量為 298 件，其次為東華大學，申請量為 214 件，然后為北京化工大學，申請量為 213件，哈爾濱工業大學的申請量為 212 件。下游應用技術相關專利，申請量最多的寧德

156、時代，申請量為 867 件，其次為 TCL 華星光電技術，申請量為 587 件，然后為比亞迪，申請量為 484 件。從申請前十名的專利申請人類型可以看出，該技術的研發上游原絲主要集中在企業，中游制品主要集中在大專院校，下游應用主要集中在企業。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊80上游原絲中游制品下游應用圖 4-2-1碳纖維產業技術中國申請申請人排名第 5 章 吉林省碳纖維產業分析5.1 吉林省專利申請發展態勢分析圖 5-1-1 給出了碳纖維產業技術吉林省專利數量的年度變化趨勢，其中，將碳纖維產業按照產業鏈構成分為上游原絲、中游制品和下游應用，圖中，橫坐標代表申請的年份，縱

157、坐標代表申請量，藍色代表申請總量，綠色表示當前時間段申請專利的被授權量。上游原絲在 2013 年之前申請量較少，2013 年之后開始逐年提高；中游制品在 2012年之前申請量較少，2012 年之后開始逐年提高；下游應用在 2014 年以前，專利數量比較穩定，數量也較少，2014 年以后，專利申請量呈現穩步增長趨勢，受碳纖維產業的發展，以及應用在各個領域的普及，申請量也越來越大。從專利授權率上來看，上游原絲的授權率在波動性較為明顯；中游制品在 2011 年以前，授權率較高，基本都達到了 100%，在 2012 至今，授權率相對呈現下降趨勢，也可以看出，無論是各種碳纖維、中間材料還是碳纖維符合材料

158、基本處于研發瓶頸期；下游應用的授權率在 2012 年，波知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊81動性較為明顯，在 2012 年-2020 年，呈現相對穩定，由于 2022 年和 2023 年的專利申請部分處于未公開階段，所以2022年和2023年的專利申請量不代表整體發展趨勢。上游原絲中游制品下游應用圖 5-1-1碳纖維產業技術專利吉林省申請趨勢5.2 吉林省申請申請人排名圖 5-2-1 給出了碳纖維產業技術吉林省申請前十名的申請人排名，其中，橫坐標為專利申請人，縱坐標為專利申請數量，從圖中可以看出，上游原絲技術相關專利，申請量最多的為吉林化纖，申請量為 27 件，其次是長

159、春工業大學，申請量 13 件，然后為吉林省寶旌炭材料、吉林大學、吉林碳谷碳纖維，申請量均為 8 件。中游制品技術相關專利，申請量最多的吉林大學，申請量為 102 件，其次為長春工業大學，申請量為 47件，然后為中國科學院長春應用化學研究所，申請量為 25 件，吉林化纖為 21 件，排名前十的其他申請人的數量均在 20 件以下。下游應用技術相關專利，申請量最多的吉林大學，申請量為 193 件，其次為中國第一汽車股份有限公司，申請量為 84 件，然后為中車長春軌道客車，申請量為 54 件。從申請前十名的專利申請人類型可以看出，該技術的研發上游原絲、中游制品和下游應用主要集中在企業。知識產權公共服務

160、機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊82上游原絲中游制品下游應用圖 5-2-1碳纖維產業技術吉林省申請申請人排名第 6 章 碳纖維復合材料技術領域專利分析6.1 專利申請發展態勢分析圖 6-1-1 給出了碳纖維復合材料領域技術全球專利數量的年度變化趨勢，圖中，橫坐標代表申請的年份，縱坐標代表申請量，藍色代表申請總量，綠色表示當前時間段申請專利的被授權量。從圖中可以看出，從申請趨勢來看，在 2008 年之前，申請量比較穩定，每年在 1000 件左右，2008 年之后開始逐年提高，說明近幾年關于碳纖維復合材料越來越受到重視；從專利授權率上來看，碳纖維復合材料的授權率一直比較穩定，處于 40-6

161、0%之間，由于 2022 年和 2023 年的專利申請處于未公開階段，所以 2022年和 2023 年的專利申請量不代表整體發展趨勢。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊83圖 6-1-1碳纖維復合材料技術專利全球申請趨勢6.2 技術領域構成分析圖 6-2-1 給出了全球碳纖維復合材料技術相關專利總分布圖，可以看出，碳纖維復合材料技術相關的專利技術多集中在 D01F9 其他原料的人造長絲或類似物；其制造；專用于生產碳纖維的設備，專利數量為 11958 件；其次為 C08K7 使用的配料以形狀為特征，專利數量為 11515 件。圖 6-2-1碳纖維復合材料技術相關專利構成分析

162、知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊846.3 五局流向圖分析圖 6-3-1 給出了全球碳纖維復合材料技術相關專利在中、美、歐、日、韓五大局的專利流向，展現出該技術在五大局的技術來源情況和市場布局情況。從圖中可以看出，在碳纖維復合材料技術領域，技術來源為中國的專利申請目標市場主要集中在本國，專利數量為 29.8K 件，美國、歐專局、日本和韓國的專利數量非常少；技術來源為美國的專利申請目標市場主要集中在本國，專利數量為 2401 件，其次為歐專局 728 件，日本 692 件，中國 395 件，韓國 263 件；技術來源為歐洲專利局的專利申請目標市場主要集中在本國，專利數量為

163、 230 件，其次為美國 139 件，日本 94 件，中國 89 件，韓國 63 件；技術來源為日本的專利申請目標市場主要集中在本國，專利數量為 15.1K件，其次為美國 1886 件，歐洲專利局 1274 件，中國 932 件，韓國 714 件；韓國的專利申請目標市場主要集中在本國，專利數量為 2484 件，其他國家相對較少。圖 6-3-1碳纖維復合材料技術五局流向圖6.4 專利集中度分析圖 6-4-1 給出了碳纖維復合材料技術專利集中度分析，其中集中度是指申請總量排名前 10 位的申請人的專利申請量占該領域專利申請總量的比例，從圖中可以看出，關于碳纖維復合材料技術的專利集中度，總體集中度不

164、高，在 2007 年以前，專利集中度知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊85為 20%左右，2007 年以后，專利集中度開始逐年下降，尤其是到 2020 年，專利集中度為 6.76%。圖 6-4-1碳纖維復合材料技術專利集中度趨勢6.5 專利許可交易分析圖 6-5-1 為碳纖維復合材料相關專利技術許可趨勢，其中，橫坐標為許可年份，縱坐標為專利交易數量，可以看出，在碳纖維復合材料產業，在 2005 年以前，幾乎沒有關于專利許可交易的事件，從 2006 年以后，產生專利許可交易的較多，在 2022 年達到 49 件，說明碳纖維復合材料的專利近幾年存在一定的技術參考價值或者商業價

165、值。圖 6-5-1碳纖維復合材料專利技術專利許可趨勢知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊86第 7 章 碳纖維產業重點應用領域分析7.1 碳纖維產業在航空航天領域的應用7.1.1 碳纖維在航空航天領域應用全球專利申請趨勢圖 7-1-1 給出了碳纖維在航空航天領域應用的全球相關專利申請趨勢，圖中，橫坐標代表申請的年份，縱坐標代表申請量，藍色代表申請總量，綠色表示當前時間段申請專利的被授權量。從申請量看，在 2004 年-2012 年之間，申請量相對較少，但基本趨勢也呈現的是上升趨勢，這與碳纖維在航空航天輕量化材料上全面應用相對應；在 2013先出現第一次突破式增長，2016

166、年出現第二次突破式增長，每一次突破式增長后申請量相對穩定；從授權率看，在 2014 年之前，授權率相對穩定，均在 70%左右，從 2015年開始，授權率呈現下降趨勢，專利申請量越來越大，授權率卻越來越低，可以看出，碳纖維在該領域的應用越來越多；由于 2022 年和 2023 年的專利申請部分處于未公開階段，所以 2022 年和 2023 年的專利申請量不代表整體發展趨勢。圖 7-1-1碳纖維在航空航天領域應用的全球相關專利申請趨勢7.1.2 技術領域構成分析圖 7-1-2 給出了碳纖維在航空航天領域應用的全球相關專利的技術構成情況，可以看出，該應用方向中，相關的專利技術多集中在 B64C1，機

167、身；機身，機翼，穩定面知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊87或類似部件共同的結構特征，專利數量為 3590 件；其次為 B64C27，旋翼機；其特有的旋翼，專利數量為 2025 件；然后為 B64C3，機翼，專利數量為 1440 件，B64G1，宇宙航行的飛行器，專利數量為 1438 件；B64C39，其他飛行器，專利數量為 1276件；在其他技術方向的應用，如成型復合材料、起落架、螺旋槳以及其他配件的應用專利數量均低于 1000 件。從整體分布來看，碳纖維在整個航空航天上的應用范圍也比較廣。圖 7-1-2碳纖維在航空航天領域應用的全球相關專利技術構成7.1.3 申請申請

168、人排名圖 7-1-3 給出了碳纖維在航空航天領域應用的全球專利申請前十名的申請人排名，其中，橫坐標為專利申請人，縱坐標為專利申請數量，從圖中可以看出，申請量最多的為空中客車，申請量為 999 件，其次是波音公司，申請量 653 件，然后為三菱重工業株式會社，申請量為 116 件，國家航空工業公司，申請量為 105 件，北京航空航天大學，申請量為 100 件，排名前十的其他申請人申請數量在 100 以下，從申請前十名的專利申請人類型可以看出，該技術的研發主要集中在企業，部分在大專院校和科研院所。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊88圖 7-1-3碳纖維在航空航天領域應用的全

169、球申請申請人排名7.2 碳纖維產業在汽車高鐵領域的應用7.2.1 碳纖維在汽車高鐵領域應用全球專利申請趨勢圖 7-2-1 給出了碳纖維在汽車高鐵領域應用的全球相關專利申請趨勢，圖中，橫坐標代表申請的年份，縱坐標代表申請量，藍色代表申請總量，綠色表示當前時間段申請專利的被授權量。從申請量看，在 2004 年-2009 年之間，申請趨勢較為穩定，申請量基本在 1200 左右；在 2010 年開始，出現第一次突破式增長，2016 年出現第二次突破式增長，每一次突破式增長后申請量相對穩定；從授權率看，在 2014 年之前，授權率相對穩定，均在 60%左右，從 2015 年開始，授權率呈現下降趨勢，專利

170、申請量越來越大，授權率卻越來越低，可以看出，碳纖維在該領域的應用越來越多；由于 2022年和 2023 年的專利申請部分處于未公開階段，所以 2022 年和 2023 年的專利申請量不代表整體發展趨勢。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊89圖 7-2-1碳纖維在汽車高鐵領域應用的全球相關專利申請趨勢7.2.2 技術領域構成分析圖 7-2-2 給出了碳纖維在汽車高鐵領域應用的全球相關專利的技術構成情況，可以看出，該應用方向中，相關的專利技術多集中在 B29C70，成型復合材料，即含有增強材料、填料或預成型件，專利數量為 23644 件；其次為 B29K105，成型材料的條件

171、、形狀和狀態，專利數量為 5699 件；然后為 C08J5，含有高分子物質的制品或成型材料的制造，專利數量為 5607 件；B29C45，注射成型，即迫使所需成型材料容料通過注口進入閉合的模型；所用的設備，專利數量為 5446 件；應用專利數量均低于 5000 件。從整體分布來看，碳纖維在整個汽車高鐵上的應用范圍也比較廣。圖 7-2-2碳纖維在汽車高鐵領域應用的全球相關專利技術構成知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊907.2.3 申請申請人排名圖 7-2-3 給出了碳纖維在汽車高鐵領域應用的全球專利申請前十名的申請人排名，其中，橫坐標為專利申請人，縱坐標為專利申請數量，從

172、圖中可以看出，申請量最多的為東麗株式會社，申請量為 1533 件，其次是波音公司，申請量 793 件，然后為空中客車，申請量為 644 件，寶馬股份公司，申請量為 577 件，帝人株式會社，申請量為547 件，排名前十的其他申請人申請數量在 500 以下，從申請前十名的專利申請人類型可以看出，該技術的研發主要集中在企業。圖 7-2-3碳纖維在汽車高鐵領域應用的全球申請申請人排名第 8 章 碳纖維產業發展路徑碳纖維具有出色的力學性能和化學穩定性，密度是鋼的 1/4，比強度比鋼大 16 倍，是目前已大規模生產的高性能纖維中具有最高比強度和最高比模量的纖維，同時具有導電、導熱、耐腐蝕、耐疲勞、耐高溫

173、、膨脹系數小等一系列其他材料所不可替代的優良性能。目前已經應用于航空航天、風電葉片、體育休閑、壓力容器、碳/碳復合材料、交通建設、海洋等領域，是國防軍工和國民經濟發展不可或缺的重要戰略物資。世界碳纖維產業已形成了粘膠基、瀝青基和聚丙烯腈基三大原料體系，其中粘膠基和瀝青基碳纖維用途較單一，產量也較為有限，而聚丙烯腈基碳纖維兼具良好的結構和功能特性，是碳纖維發展和應用的主要品種。知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊91全景模式以全球化視野分析碳纖維產業的總體發展方向，以發展方向與定位互動約束關系為基礎，為產業優化升級尋找具體路徑，圍繞產業結構的優化升級，尋找企業、技術、人才及專

174、利等各種資源的優化配置。1、產業布局結構優化路徑產業結構優化是產業升級發展的基礎。以跨國公司為例，日本碳纖維材料產業布局從以日本大阪工業技術實驗所的進藤昭男博士及東洋人造絲（東麗公司前身）發明的聚丙烯腈碳纖維為起點，通過企業間技術兼并重組，相關技術得以快速發展，再到新的產業技術參與者進入，應用技術快速發展。日本碳纖維產業布局結構優化路徑給我們如下啟示：產業結構優化是日本碳纖維產業鏈不斷升級的基礎；龍頭企業橫向和縱向雙向整合在產業升級中發揮了重要作用；產業新進人者的參與是碳纖維產業實現不間斷產業優化升級的重要激勵因素。產業鏈結構優化決定升級發展質量。從國外發達國家的產業調整趨勢來看，碳纖維產業結

175、構中上游原絲比重不斷降低，制品環節比重在增長中趨于穩定，而高端應用技術的比重持續增加。從國外跨國巨頭的技術研發結構來看，原絲、制品和應用專利的申請趨勢基本一致，但這種趨勢并不是靜態的，隨著產業技術的進步，高端應用比重會持續增長，這啟示我們：從吉林省乃至中國宏觀調控的角度，要引導產業布局結構根據技術、產品和市場的變化而調整。2、企業整合培育引進路徑圍繞產業結構優化升級的總體布局，中國企業的培育和引進可以遵循以下步驟：1）整合形成一批具有較長產品鏈的重點企業，培育其成長為全產品鏈型龍頭企業。重點支持和培育在制品方面的技術研發和產品開發，并鼓勵和引導其在下游應用環節盡快開展技術研發和專利布局。2）引

176、導和鼓勵特定環節較強的企業強強聯合，培育特定環節的骨干企業。3）培育或引進在不同環節具有較好成長潛力的企業。形成以市場應用為需求導向，制品和材料向品類化、專用化改進的技術發展模式，開發高端制品和應用技術及產品，提升高端制品的研發和制造水平，培育打造具有較強產業帶動作用的成長型企業。4）鼓勵企業通過產業或技術并購擴大規模，優化資源配置，發揮規模效益。同質化企業采取橫向并購，處于競爭優勢地位的企業采取縱向并購。鼓勵企業橫向或縱向合作，在凸顯規模效益的同時做強具體產業鏈環節；對于一些已經在某些產業鏈環節處于知識產權公共服務機構信息服務成果共享報告集新材料產業分冊92競爭優勢地位的企業采取縱向并購產業鏈其他環節的方式培育高成長型企業。將產業鏈做長，打通產業鏈條，提高資源配置效率。3、技術創新引進提升路徑從整體發展來看，未來應當引導企業或研究機構著力突破一批共性關鍵技術，推動技術瓶頸的突破，促進企業技術升級發展。根據專利數據分析，在碳纖維復合材料以及在高端應用方向作為技術突破重點方向。加大技術外部引進力度。除了立足自身積極進行技術創新之外，還可以通過技術引進加速技術積累過程。尋找國內目前發展階段和發展目標具有較強互補性的核心技術作為引進目標。