二、碳纤维技术专利中日美对比分析

1、中日美专利数量与研发活跃度

图3对比了中美日3国碳纤维技术专利数量逐年变化情况。前文中已经提到1991年之前全球碳纤维专利数量较少，因此三者的差别主要体现在20世纪90年代以后。1996年开始，日本碳纤维专利数量率先进入快速增长阶段，并且很快就达到年均500件的较高水平，遥遥领先于当时的中国和美国。日本在碳纤维领域每年500件左右的专利数量一直保持到现在。由此可见，日本不仅在该领域起步最早，发展最也为持久，直到现在都保持着很高的研发热情和成果产出。美国碳纤维专利数量在1995年以后也呈现明显上升趋势，但较之日本的飞速发展，美国的发展显得更为循序渐进。到2012年，美国年公开专利数量也达到500件左右，和日本水平相当。

由此不难看出，美国在碳纤维领域也一直保持着较高的研发热情，且研发水平和成果产出仍处在一个不断提升的过程中。相比于日本和美国，中国起步较晚，但发展速度十分惊人。2005年和2006年，中国每年的碳纤维专利数量先后超过日本和美国，2012年当年的专利数量就超过2 500件。由此可见，在全社会的高度重视下，中国碳纤维技术领域研发热情空前高涨。不过正如前文所提，在提高专利数量的同时，一定要切实提高专利的质量，这对促进中国碳纤维产业的发展具有十分重要的意义。

图3  中日美专利数量逐年分布情况

（美编：专利数量/件）

2、中日美技术布局与发展趋势

由各国在主要技术分支领域的专利申请情况可知（图4），日本几乎在各技术分支领域都具备很强的研发实力。其中碳纤维生产设备方面（D01F）的专利数量最多，为1 425件，其次是高分子方面（C08L），1 103件。不过日本在电热方面（H05B）的专利数量明显少于其他技术分支领域，说明日本在这方面重视程度不高。与日本不同，美国的研发侧重点十分突出，在薄层产品（B32B）和成型及后处理方面（B29C）的专利数量明显高于其他技术分支领域。中国与日本相似，在各技术分支领域专利数量都比较多，在各方面比较均衡。其中在薄层产品方面（B32B）的专利数量最多。值得注意的是，在中国，电热方面（H05B）的专利数量较多，排名第二，而日本和美国对这个方向的关注度都不高。表3-5揭示了中、日、美3国在主要技术分支领域的发展趋势。2000年之后，中国在各技术分支领域的专利数量一直呈增长趋势，在薄层产品（B32B）、电热（H05B）、高分子（C08L）等方面增长更为迅速。而1996年之后，日本在各技术分支领域的专利数量已达到一个较高的水平，之后没有明显的增长趋势，但一直保持在这一较高的水平。而美国在大多数技术分支领域专利数量不高，且没有明显增长。唯独在在薄层产品（B32B）和成型及后处理方面（B29C）的专利数量较高，且近几年仍不断发展。

图4  中日美技术布局分析

图5  中国各技术分支专利申请量逐年分布

图6  日本各技术分支专利申请量逐年分布

图7  美国各技术分支专利申请量逐年分布

三、碳纤维技术主要竞争机构分析

1、专利数量排名

如表2所示，在碳纤维技术领域，日本企业表现强劲。排名前18的机构中，日本企业就占据了半壁江山。其中排名前3位全是日本企业，分别是东丽公司、三菱公司和东邦公司，三者的专利数量远多于其他企业和高校。排名前18的机构中，还有2家美国企业、2家韩国企业、1家德国企业。值得一提的是1家中国企业和2家中国高校也进入了该项排名，说明中国相关机构在碳纤维技术领域已经开始占据一席之地。

表2 全球碳纤维技术领域主要专利权人分布

2、技术布局

图8显示了全球排名前3的机构与中国排名前3的机构的专利布局情况。可以看出，全球排名前3的机构（东丽、三菱和东邦）专利布局十分相似，研究重点集中在碳纤维生产设备（D01F）和碳纤维产品处理（D06M）方面，在其它领域也有所涉猎。哈尔滨工业大学和东华大学在各技术领域都有所研究，专利数量分布比较均衡，但都不是很多。河南科信电缆有限公司研究集中在电缆方面（H01B），在其他方面几乎没有专利申请。

图8  主要竞争机构技术布局

3．全球专利布局

全球排名前3的机构与中国排名前3的机构除了在技术布局上有所差别之外，在全球专利布局上更是有很大的不同，如表3所示。东丽公司、三菱公司和东邦公司在全球许多国家都进行了专利布局。比如东丽公司在日本本土、中国、韩国、加拿大、美国、俄罗斯以及中国台湾地区都申请了专利。三菱公司和东邦公司也在多个国家积极进行专利布局。表明这些国外领先企业十分重视海外市场，对产品在海外的销售非常乐观也极为看重。相反，中国机构的所有专利均是在本土申请。中国机构没有在全球进行专利布局的原因一方面可能是知识产权保护意识不强，但另一方面也很有可能是产品质量和技术水平不高，对海外市场预期并不乐观。这也说明中国碳纤维相关研究机构与国外领先企业在技术开发水平和知识产权保护程度上仍存在较大差距。

表3  主要竞争机构全球专利布局

四、结语

从对国内外碳纤维技术的专利分析可以看出，从20世纪90年代开始，全球碳纤维专利数量进入快速增长阶段，并且未来相当长一段时间内全球碳纤维技术研发与产业开拓将继续保持很高的热情。碳纤维技术研发比较活跃的国家主要有中国、日本、美国、韩国和德国。日本、美国等长期掌握着碳纤维领域的核心技术与关键设备，专利数量多不难理解。而中国由于近些年全社会对碳纤维重视程度不断提升，专利申请呈现快速发展态势，2006年以后已超过日本和美国，专利数量排名全球第1。然而由于与国外领先企业存在巨大技术差距，国外领先企业在中国进行专利布局的热情并不高。因此中国飞速发展的专利数量绝大多数来自本土研发机构。

与国外领先企业积极在全球进行专利布局截然不同，中国本土机构几乎只在中国国内申请专利。也就是说无论是技术开发水平还是知识产权保护程度，中国本土机构与国外领先机构之间仍存在较大差距。中国与日美等国在技术布局上也有明显区别。日本几乎在各技术分支领域都具备很强的研发实力，特别是碳纤维生产设备方面。美国研发则明显集中于薄层产品和产品成型及后处理方面。在中国专利数量很多的电热方面，日本和美国的关注度都不高。国外领先企业研究重点集中在碳纤维生产设备和碳纤维产品处理方面，而中国机构的研究重点要么集中在单一产品的应用方面比如电缆，要么在各方面都有所研究但实力都不突出。

针对当前国内外碳纤维发展的现状与趋势，切实提高核心技术的竞争力是重中之重。当前我国各界对碳纤维的重视程度和扶持力度已经很高，且也取得了相当突出的成效，比如T300级碳纤维的国产化，再比如专利数量的飞速增长。国外领先企业在中国布局还不是很积极，虽然意味着我国的技术可能比较落后，但也不失为一个很好的机遇。从我国军工和民用的实际需求出发，大力推进科研院所的基础科研，力争在核心技术与设备上取得关键性的突破。同时积极推动企业的技术研发和产业化进程，打造完整的碳纤维产业链，加强在我国以及全球的专利布局等等，这些都是推动我国碳纤维产业健康顺利发展的关键所在。

文/郑佳  党蓓（中国科学技术信息研究所）

原文载于《新材料产业》杂志2014年8期