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首發:全球稀土新材料產業專利分析報告

2017年1月3日,合享新創正式發布《全球稀土新材料產業專利分析報告》,報告數據顯示,21世紀全球新材料領域中稀土市場競爭激烈,美國為訴訟集中地域,訴訟多涉及發光和磁性材料,日立、住友特殊金屬和日亞遭遇訴訟較多。

報告分析認為,稀土廣泛應用于風力發電、新能源汽車、節能燈、手機、平板顯示器等產品中,因此相關新興產業的快速發展將帶動永磁體、電池用合金、熒光粉和拋光粉等稀土產品消費的快速增長,也是未來稀土消費增長的主要驅動。同時隨著企業間以技術為目標的合作、并購等交易行為日益頻繁,未來通過專利數據分析將得出更有市場價值的參考。

原創國家/地區分析:
中日美韓德為主要目標市場國,中國市場發展迅猛

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圖 1 稀土產業全球專利布局

上圖為稀土產業在全球的專利布局情況,從圖上可以看出,在日本關于稀土產業的專利申請量為94482件,占全球申請量的17%,排名第一;在美國的專利申請量為87165件,占全球申請量的16%,排名第二;在中國的申請量為83820件,占全球申請量的15%,排名第三;在韓國、德國的專利申請量分別為22845、22740,對全球申請量的占比均為約4%,分別排名第四、第五;在法國、英國、加拿大、臺灣、西班牙的申請量分別為18344、16804、11726、10982、9305件,對全球申請量的占比依次為約3%、3%、2%、2%、2%,分別排名第六至第十。

由圖中還可以看出,稀土產業在日本、美國、中國、韓國、德國五個國家的總申請量為311052件,占全球申請量(556132)的約56%,可見稀土產業在全球的專利布局集中于這五個國家,尤其是在日本、美國、中國三個國家的專利申請量(48%)接近全球申請量的一半,說明日本、美國、中國是申請人較為關注的三個稀土產業市場。

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 2 主要國家專利申請趨勢

上圖所示為日本、美國、中國、韓國、德國的專利申請趨勢,從圖中看出,按照各國首件稀土專利申請的時間,依次為美國、德國、日本、韓國、中國。美國為五個國家、同時也是全球中最早出現稀土專利申請的國家,1835年就出現了稀土專利申請,直到1960,申請量都較為穩定,每年的專利的申請量都不足100;1960年至2000,專利申請量逐年增長,2000年達到2000件以上;2000年至2004年短短4年時間,稀土產業專利高速增長,2004年達到了5252;2004年后申請量呈現了下降,2012年降至約4000件。

從五個國家的申請趨勢圖可以看出,近幾年,韓國和德國關于稀土產業的年均申請量均在1000左右,因此申請總量在五個國家總體較低。在日本、美國和中國三個國家中,日本在20世紀80年代就超過了年1000件的申請量,并于1987年達到了峰值,隨后一直較為穩定;美國在20世紀90年代超過年1000件的申請量,并與2004年達到了峰值,隨后一直維持在4000件以上的狀態;中國在2000年超過了年1000件的申請量,并隨后快速增長,2013年突破了1萬件,而且從趨勢圖可以看出還有上漲的趨勢,預示著在未來幾年,很有可能超越日本、美國成為全球稀土產業申請量最多的國家,成為最受申請人關注的稀土產業市場。

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圖 3 主要國家前三申請人排名

上圖為日本、美國、中國、韓國、德國各國中申請量排名前三的申請人,從圖上看出,日本排名前三的申請人均為本土企業,依次為東芝、松下、日立金屬,專利申請量分別為3414、3224、1973,占據日本申請量的占比依次為3.61%、3.41%、2.09%。

美國排名前三的申請人依次是通用、三星、東芝,專利申請量分別為2002、1505、1092,占據美國申請量的占比分別為2.30%、1.73%、1.25%。

中國排名前三的申請人均為本土企業或科研院校,依次是中國石油化工股份有限公司、海洋王照明科技股份有限公司、浙江大學,專利申請量分別為1601、893、580,占據中國申請量的占比依次為1.91%、1.07%、0.69%。

韓國排名前三的申請人均為本土企業或科研院校,依次是三星、LG、韓國化學技術研究院,專利申請量分別為1291、446、307,占據韓國申請量的占比依次為5.65%、1.95%、1.34%。

德國排名前三的申請人均為本土企業,依次是西門子、肖特、巴斯夫,申請量分別為558、398、344,占據德國申請量的占比分別為2.45%、1.75%、1.51%。

五類稀土功能材料專利分布情況:
深加工領域稀土發光材料占比最大,稀土永磁材料發展迅猛

目前,我國稀土的產業結構已經形成了稀土原料向深加工方向發展、稀土應用像高技術領域發展的良好趨勢,在稀土永磁材料、稀土發光材料、稀土催化材料、稀土儲氫材料和稀土拋光材料等方面取得了一批具有自主知識產權的創新成果。下圖是全球主要稀土功能材料專利申請情況,包括專利總量和專利申請趨勢。

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圖 4全球五類功能材料專利申請趨勢

全球五種稀土功能材料專利申請中,稀土發光材料占比最大為41%,其次是稀土永磁材料30%,稀土催化材料占20%。稀土拋光和稀土儲氫材料較其他三種功能材料,發展較晚且專利申請較少,占比分別是6%和3%。

發光:稀土發光材料專利申請較早,萌芽期(~1960年)專利申請維持在30件以下。緩慢增長期(1960~1990年),年增長量20件。高速發展期(1991~2015年),專利增長速度迅猛。發光主要涉及熒光粉,其中重點是燈用熒光粉,節能燈的發展,受到世界各國的重視。稀土發光材料的質量提高和應用技術的發展,推動新一代節能光源的科研、生產、應用,并帶動了許多相關行業的發展,配套能力不斷增強。

永磁:稀土永磁材料專利申請在1987年出現一個小高峰,由于1983年日本住友特種金屬公司研制出了第三代稀土永磁材料更是刺激了日本專利申請量迅速增加,所以日本先是在上世紀八十年代中期出現了申請小高峰,影響了全球的專利申請態勢。此后,專利申請一直處于快速增長期,于2013年專利申請達到1787件。

拋光:專利信息方面,2000年前稀土拋光材料專利申請較少且發展緩慢,2000年后該領域專利申請處于緩慢增長期。產業方面,稀土拋光材料主要應用于光學玻璃、液晶玻璃基板以及觸摸屏玻璃蓋板燈的拋光。下游需求與液晶顯示器及觸摸屏產業的發展息息相關:2006-2011年,正是液晶顯示器及智能手機的興起,推動稀土拋光材料增長140%,進而也影響稀土拋光材料的專利申請。

儲氫:自20世紀60年代后期荷蘭菲利普公司和美國布魯克海文國家實驗室分別發現了LaNi5、TiFe、Mg2Ni等金屬間化合物的貯氫特性以后,世界各國都在競相研究開發不同的金屬貯氫材料。在已開發的一系列貯氫材料中,稀土系貯氫材料性能最佳,應用也最為廣泛。從專利信息來看,1989年前,專利申請量增長緩慢,全球儲氫專利申請未突破50項,說明該技術的研發還處于起步階段。1989~1999年間,處于高速增長期,專利量維持在100項左右,每年增幅較大,對該技術領域內一般性問題有了定性的概念,2000年至今處于生長成熟階段,申請量波動增長,相關技術已形成核心問題,同時各國也注重知識產權的保護。

五類功能材料專利布局:
日本五類功能材料專利申請均居榜首位置

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圖 5五類功能材料專利布局

如上圖所示,日本無論是從專利申請總量,還是各技術分支的公開量,都位居各相關國家/地區的首位,具有較大優勢;來自日本的專利申請中以涉及永磁、發光和儲氫材料技術分支的專利申請居多。來自中國的專利申請中以涉及永磁、發光和催化材料技術分支的專利申請居多。

全球稀土產業專利訴訟:
美國為訴訟集中地域,訴訟多涉及發光和磁性材料

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圖6 稀土專利訴訟技術領域分布


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圖 7 稀土專利訴訟IPC分布

稀土產業專利訴訟的IPC構成比較分散,264件專利訴訟共涉及到352個IPC大組分類號,其中包括A部、B部、C部、E部、F部、G部、H部共七個部的IPC分類號,說明稀土的應用非常廣泛,涉及到機械、電學、化學、農業、運輸等各個行業。

此外,圖中列出了專利數量大于等于12件的具體IPC分類號,可以看出,排名第一的IPC分類號為C09K11,涉及的專利訴訟有41件,占據稀土產業專利訴訟總量的15.53%;其次為H01L33,涉及的專利訴訟有32件,占比為12.12%;涉及H01F1的專利訴訟有25件,占比為9.47%;分類號為F21Y101、H01L21的專利訴訟分別有16件;分類號為C22C38的專利訴訟有15件;分類號為G02F1、H01S3的專利訴訟分別有14件;分類號為G02B6的專利訴訟有13件;分類號為H01S5、A63B37、H05B33、C22C33、C08K3的專利訴訟分別有12件。

由圖中各分類號的具體內容可以看出,稀土產業專利訴訟中涉及到發光、激光材料的專利較多,例如C09K11、H01L33、F21Y101、G02F1、H01S3、G02B6、H01S5、H05B33均涉及到發光或激光材料及其應用;此外,涉及磁性材料的專利訴訟也比較多,例如H01F1、C22C38、C22C33涉及到稀土磁性材料如釹鐵硼及其制造等,說明在稀土產業中,稀土發光材料、稀土永磁材料是稀土產業中市場競爭較為激烈的兩個領域,也是稀土企業、科研院校或個人重點關注方向。

專利運用態勢分析

將稀土產業許可專利進行統計分析,如下圖所示,排在前20位的重點專利許可人中,高校科研院所及占到14位,企業占到6位,其中國外企業有5個。國外企業的許可專利量占總量的近半,日立金屬株式會社的專利許可最多,有117件專利發生許可,占前20位的重點專利許可人的許可專利的近1/3。其被許可人主要為:北京京磁強磁材料有限公司、北京中科三環高技術股份有限公司和安泰科技股份有限公司,且專利許可主要發生在2013和2014年。

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圖 8 重要專利許可人排名

對日立株式會社許可的專利IPC進行分析,如下表所示,其發生許可的專利多數為永磁領域,主要集中在釹鐵硼永磁材料。高校發生許可的專利數量也是很多的,浙江大學發生專利許可27件,被許可人多數為浙江本土企業,而且許可專利的技術領域包括永磁材料、電池材料以及催化劑等方面。

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表:日立專利主要技術分布



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