運用專利信息，助力空間技術創新發展

· 文| 北京空間科技信息研究所 劉亞利

運用專利信息，助力空間技術創新發展

· 文| 北京空間科技信息研究所 劉亞利

專利文獻承載了發明創造內容，記載了從航天、生物等高科技到人類生活日用品各方面的每一件發明創造的具體技術解決方案。專利文獻信息的充分運用是創新驅動發展戰略不可替代的關鍵要素。運用專利文獻信息確認創新點，對創新成果的全面保護，給予創新主體合法的壟斷權，使創新主體獨享專利技術，獲得豐厚回報；利用專利文獻信息，有效配置技術資源，使創新主體整合全球創新資源，提高創新起點，掌握關鍵核心技術，提升競爭能力。

一、專利文獻的特點和利用

專利文獻相比于其他科技文獻，具有以下三方面特點，這些特點為各國及企業運用專利文獻信息奠定基礎。

1.專利文獻集技術、法律、經濟信息于一體，是一種內容廣博的信息資源

按照專利分類統計，專利文獻涵蓋了7萬多個技術主題，幾乎涉及人類生活的各個技術領域，記載了人類取得的每一個技術進步，是一部技術百科全書。專利文獻詳細記載了發明內容、技術方案具體實現步驟和條件，界定了法律保護范圍以及權利人信息、專利布局信息等。通過專利文獻信息的分析研究，可獲得某一技術領域技術發展的脈絡，預測技術未來發展、某項專利技術的價值等。

2.專利文獻傳播最新科學技術信息

世界上多數國家或國際組織的專利申請實行先申請原則，即專利權授予最先申請的人，該制度促使發明創造主體為獲取專利權而以最快速度提交專利申請。各國規定專利授權的實質性條件之一是發明創造滿足新穎性原則，使專利文獻信息成為最新的科技信息載體。

全世界每年公布的專利文獻在150萬件以上，專利文獻儲備量達到7000萬件以上。各國每年出版的專利文獻占科技出版物的四分之一, 內容包含了世界科技信息的91%～95%。美國PTO （專利商標局）指導的一項研究表明, 80%的專利信息未在其他出版物中反映過。專利文獻信息成為世界上最大最新的技術信息源。

3.專利文獻的格式標準化，具有統一的分類體系

各國的專利文獻是依據專利法、審查指南等有關規定撰寫、審查、出版的文件資料。各國的專利文獻采用國際統一的專利文獻著錄項目識別代碼，即便語言不通的情況下，也可以通過著錄項目識別代碼知道其含義。專利文獻中的說明書采用法定的文體結構，每項內容都有具體的撰寫要求和固定順序，利于閱讀理解技術方案。

專利文獻信息充分揭示了科技信息、經濟信息和法律信息。通過專利文獻分析，了解技術產生、發展背景、現狀和存在技術問題，預測技術未來發展趨勢，掌握詳細的實現創新技術的方案和具體實施步驟等科技信息；可監控競爭對手，掌握其研發動向、市場布局以及產品的市場領域等經濟信息；確定專利技術或產品的保護范圍、掌握技術或產品輸入輸出地的法律效力及風險等法律信息，為企業專利策略的制定和運用提供支撐。

空間技術較之參與市場競爭的技術領域具有壟斷性和計劃性，空間技術的發展關系到國防安全、國家形象、國民利益和民用經濟效益。如果空間技術陷入侵權糾紛中，不僅帶來巨額的經濟賠償和專利使用費，還影響了國家安全和國家競爭力。因此，空間技術創新發展過程中，充分發揮專利文獻信息的作用，綜合運用及深度挖掘專利文獻信息承載的技術、法律和市場信息，借鑒先進技術信息、對創新技術給予全面保護以及規避未來的法律風險，有以下好處：

1)了解重點技術領域現狀，避免重復研究，利用現有技術，提高研發起點；

2)對創新點進行專利性判斷，提供專利分析，實現有效保護；

3)掌握競爭對手或合作者技術動態，在空間技術領域競爭與合作中做到知己知彼；

4)引進先進技術或產品出口，進行專利法律風險分析，降低風險發生的概率；

5)掌握空間重點技術領域和行業動態，制定合理切實可行的企業專利戰略，確保競爭實力。

二、專利文獻信息的運用

研究本領域專利文獻信息，企業避免重復研究，節約研究時間和經費，同時還可啟迪企業研究人員的創新思路，提高創新的起點，實現創新目標。 世界知識產權組織（WIPO）的研究結果表明企業利用專利文獻信息可節省60%的研發時間和40%的研發經費，專利文獻信息成為技術攻關重要的信息源。

發達國家的企業，尤其是跨國企充分利用專利文獻信息，遏制競爭對手，搶占市場，贏得超額利潤。發達國家經濟發展長期的實踐經驗證明，提高科技人員和管理人員的專利信息利用意識，有效地利用專利信息資源是增強企業科研、生產、經營競爭實力的重要途徑。

日本為有效挖掘和利用專利文獻信息中蘊含的有價值信息，研究出專利地圖分析方法，為本國重點技術領域的發展提供了很好的支撐。1999年制作了66種日本重點領域的專利地圖，涉及太陽能電池、紅外線傳感和應用、圖像識別技術等技術領域，2009年制作了129項重點技術領域的專利地圖，為研發、應用、產業發展提供有力依據。日本企業也積極利用專利文獻信息資源，以搶占國際市場，如松下、索尼等公司利用專利地圖開展專利文獻分析，用于企業內部咨詢和情報交流。

美國非常重視專利的信息采集、分析和研究，采用政府部門和民間機構密切合作的方式建立技術評估預測體系和專利信息數據庫，為企業提高創新能力提供有力的服務，促進技術成果的轉移和擴散。美國提出了專利引證分析方法，利于企業確定核心技術以及基礎專利，為企業技術創新、風險規避及專利布局提供支撐。美國科技型企業、知識產權咨詢公司不斷探索專利文獻信息分析及利用方法和工具，力求運用這種創新資源保持企業創新活力、企業技術及經濟競爭力。

歐洲專利局的一項研究成果顯示，十幾個歐洲專利條約成員國加強了對專利信息的利用，每年可節約300億馬克的研發經費。法國宇航公司建有宇航專利文獻數據庫，并且購買英國德溫特世界專利文獻光盤，定期將收集到的專利文獻提供給科研人員，督促科研人員在高起點上創新。

我國政府及企業對專利文獻信息的研究和使用比較滯后。近年來，隨著國際競爭日益激烈，我國企業開始借鑒國外先進的管理經驗及管理技術，如華為公司在產品研發、市場定位、投資等方面研究、運用專利文獻信息，在參與國際競爭中取得了很好的市場份額和發展空間。

三、專利文獻信息在空間技術創新發展中的運用

各航天大國在空間技術領域競爭的重點是爭奪國家優勢地位、搶占技術制高點和全球市場份額，為確保本國的技術優勢和經濟利益，技術先進國對我國實施了技術封鎖，特別是具有軍事競爭力、科技影響力以及巨大潛在經濟利益的空間技術。在這樣的國際環境下，我國空間技術發展完全依靠自主創新，需要進行一系列關鍵技術攻關，突破技術瓶頸，掌握自主知識產權的核心技術。

在空間技術創新發展中，專利文獻信息得到了初步嘗試，實現了創新技術保護全面、技術借鑒、技術規避、風險預測以及產學研合作對象的確定。

（1）探月工程創新點保護

回溯式梳理探月一期工程關鍵技術，對有效載荷分系統、結構分系統、數管分系統等7大分系統進行技術分解，確定25項技術創新點，進行專利文獻信息與非專利文獻信息檢索分析，對比研究專利文獻信息技術方案與我國探月工程采用的創新技術方案，根據技術先進程度，綜合考量國家安全與利益，后續工程的技術借鑒及未來轉化運用等情況，提出保護策略。探月二期、三期工程中，知識產權工作與型號項目全過程融合，在工程立項之初便啟動了專利文獻信息檢索分析及利用工作，為技術攻關提供了技術借鑒，在工程型號研制過程同時進行專利文獻信息追蹤，對創新技術給予及時的保護。

（2）載人航天工程技術借鑒及創新點保護

對載人航天空間站的三項關鍵技術，即載人航天空間站制導、導航與控制（GNC）技術，載人航天空間站機械臂技術，載人航天空間站在軌維修驗證技術利用專利文獻信息開展了專利態勢研究。三項關鍵技術分別進行技術分解，形成四級技術圖譜，將檢索到的上千篇專利文獻，按照專利總體態勢包括專利技術構成、專利申請量年度變化、專利申請人，重點技術領域分析，技術路線圖等多維度專利文獻信息分析，為我國載人航天空間站提供了關鍵技術輸出國、研發動向、可借鑒的技術方案、技術發展脈絡等信息，為我國載人航天空間站技術攻關、創新技術保護提供了有力支撐。

（3）衛星導航信號風險預測及技術規避

充分利用專利文獻信息開展了衛星導航信號體制專利風險及規避措施的研究，分別對信號調制、信號生成及信號編碼領域，對各領域的關鍵技術、重點公司及專家開展專利文獻信息檢索分析，從檢索出的1800多篇國內外專利文獻中確定密切相關專利文獻90余篇。明確保護范圍是技術規避的首要工作，我國專利侵權判斷原則是“全面覆蓋”原則，只有新的技術方案沒有落入專利保護范圍，才不構成侵權，因此，重點對每篇專利文獻的保護范圍和法律狀態進行分析，明確專利技術的保護范圍、地域效力和專利權的有效性。通過逐篇解讀專利文獻信息，為我國衛星導航信號體制的設計提供技術風險規避措施。

（4）產學研合作對象的確定

產學研合作是國內外企業青睞的創新平臺，基于該創新平臺，企業和科研院所發揮各自優勢，獲取前沿技術。空間技術領域的技術攻關與突破更多地依靠產學研合作創新平臺，合作對象的選擇成為關鍵要素。專利文獻信息的引入，可鎖定某技術領域技術實力較強的科研院所和專家。以“DC/DC開關電源關鍵技術”為例，重點對“主功率拓撲技術”和“控制與驅動技術”的近萬篇專利文獻開展全球專利申請量年度變化、申請人專利技術擁有量趨勢和技術領域（更加細化的技術領域）分布分析。通過專利文獻信息的分析，了解全球該技術領域研發起點，加大研發投入期間，技術發展趨勢，掌握了該技術領域的重要創新主體，如主功率拓撲技術領域研發實力較強的是我國的南京航空航天大學，而同樣技術領域的軟開關技術領域的創新主體是浙江大學。在產學研合作中引入專利文獻信息，避免了合作對象選擇的盲目性，提高投入產出比。

四、衛星導航芯片專利信息運用范例

導航芯片是衛星導航產業鏈中基礎的環節，是實現高性能導航終端的核心和關鍵，我國幾乎95%導航芯片直接或間接來自國外，導航設備生產完全受制于國外芯片生產商。導航芯片成為我國導航企業發展過程中的技術瓶頸，下面通過三個維度的專利信息分析，簡要介紹導航芯片研發活動及市場動態、競爭區域及重點技術領域情況。

>> 圖1 國外近十年衛星導航芯片專利申請量

圖1為國外近十年導航芯片專利申請量，可以看出，2003年至2008年導航芯片相關專利保持較快的增長，并于2008年突破了300項，國外企業在導航芯片的研發中投入較大，研發活動非常活躍，對創新技術及時采取專利保護。

國外隨著軍用和民用市場對導航芯片小尺寸、低功耗的不斷追求，以及硬件設計水平和芯片制造工藝的不斷進步，2002年開始出現將GPS射頻與基帶部分集成在一起的單芯片GPS接收機，單片SoC技術的突破使得GPS芯片產業在2002年正式開始產業化。這一市場變化趨勢在圖1中得到驗證。2003年相關專利申請數量出現大幅增長，國外企業在衛星導航芯片領域大規模進行專利布局，標志著GPS芯片技術的大范圍普及。

2009年至2013年，導航芯片專利申請量從較為平穩的狀態進入減少的趨勢，說明該技術領域進入成熟期。

>> 圖2 衛星導航芯片國家（地區）申請量

圖2為導航芯片國家（地區）申請量，表明導航芯片專利申請量最多的國家（地區）為美國、中國、韓國、日本、德國、中國臺灣。

從圖2中可見，導航芯片專利申請最早開始于美國，2003年至2010年美國導航芯片申請量以較快的增長速度成為全球首位，這與GPS作為全球最早最為成熟的衛星導航系統相對應。韓國、日本、歐盟的導航芯片專利申請量年度變化趨勢與全球總體趨勢基本一致，這三個國家（區域）很早就成為了導航芯片競爭市場。中國的導航芯片專利申請在2007年出現大幅度提升，并保持了較快的增長勢頭，于2011年成功超越美國，成為全球導航芯片專利申請量最多的國家。這一態勢與我國北斗衛星導航系統的建設、投入使用和逐漸完善息息相關，我國衛星導航產業的發展吸引了國內外各大芯片公司關注，成為導航芯片新的競爭戰場。

導航芯片領域的國際申請較多，說明國內外企業在導航芯片領域進行全球專利布局，將來我國導航芯片企業無論在使用現有技術、技術研發、技術引進或產品出口，都具有一定的法律風險。

圖3為導航芯片專利重點領域分布地圖。圖中每個點代表一篇專利，點與點之間的距離表示兩篇專利的相關性，體現了導航芯片技術總體分布，白色區域是一些相關的專利聚集在一起，是重點關注的區域。

圖3中包括射頻、基帶到外部接口等技術在內的導航芯片各項基本技術均有相應專利布局，說明關于衛星導航芯片技術的研究已經涉及到導航芯片產業鏈的每一個環節。其中紅圈標注的是受關注度最高的重點技術，主要有與通信一體化的基帶芯片技術、低功耗技術、接收信號處理技術。其中，低功耗技術的出現了專利聚集度最高的白色區域，表明該技術領域不僅是企業研發重點，也是專利布局最密集的區域。通過圖中重點技術領域可知，隨著藍牙、WiFi、FM及WIMAX等廣泛用于各類終端，單功能衛星導航芯片已經不能滿足終端的需求，使得集成導航、通信、多媒體為一體的芯片設計技術成為發展趨勢之一，導航芯片技術的應用主體正在轉變為PNT（定位、導航、授時）與移動通信、WiFi接入技術和因特網、數字多媒體廣播接收等信息載體融合的新階段，信息融合和導航芯片產業的一體化開始出現，低成本、高性能、集成通信功能一體化的導航芯片將在未來的導航芯片市場具備更強的競爭力。我國導航芯片企業應充分借鑒現有專利技術，通過進一步技術功效分析找出技術創新突破口，掌握技術及產品競爭的主動權。

>> 圖3 衛星導航芯片專利重點領域分布地圖

五、結束語

專利文獻信息被各國及其企業視為挖掘不完的寶藏，是技術發展路線的最新、最直接的資源，承載的信息量大，是實現快速創新、避免重復研發的重要信息源。對專利文獻信息進行挖掘、分析與解讀，可明確技術路線圖、技術生命周期、研發熱點及空白點、市場競爭情況和合作伙伴情況等內容，通過專利文獻信息的綜合利用為制定企業發展戰略提供有力依據。

專利文獻信息在我國空間技術領域中的利用還限于國家科技重大專項，尚未融入空間技術領域研發、工程型號研制過程中。國家提出知識產權驅動創新，專利導航企業發展，其中，關鍵性工作便是專利文獻信息的深度運用。我國近期實施的“國家專利運營試點企業（生產型企業）培育工作指引”中提出的各項工作，均以專利文獻信息的運用作為支撐。作為影響著國家安全、經濟發展、技術進步的空間技術領域，創新主體應充分利用這種寶貴的資源，引領技術及行業發展。