臺灣地區石墨烯專利分析

劉振宇 管 泉 劉 瑾 厲 娜 孫 琴

臺灣地區石墨烯專利分析

劉振宇 管 泉 劉 瑾 厲 娜 孫 琴

了解臺灣地區石墨烯技術、創新資源等情況，為石墨烯技術產業發展提供參考。本文采用EXCEL、PIAS等分析工具，對臺灣地區的機構、企業及個人等申請的中國石墨烯專利，從發展趨勢、重要機構、創新人才及團隊、主要技術等方面進行研究。主要研究結果：臺灣地區石墨烯技術產業化程度相對較高；主要石墨烯技術有石墨烯及其復合材料的制備技術及裝置、利用石墨烯的優良導熱特性制備的導熱材料、利用石墨烯的優良導電特性制備的導電膜（極）等；重要的石墨烯專利申請人為安炬科技股份有限公司、財團法人工業技術研究院、錸鉆科技股份有限公司等機構；主要的創新團隊為吳以舜、謝承佑創新團隊、宋健民創新團隊、李連忠創新團隊。

概述

石墨烯作為新材料的代表，與大數據、3D打印、人工智能、新能源汽車并稱為改變中國未來的五大行業。中國高度重視石墨烯產業發展，已將以石墨烯為代表的新材料納入“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃中。隨著石墨烯產業化的不斷提速和政策扶持力度的持續加大，中國已形成多個石墨烯產業集群。

為了解臺灣地區石墨烯技術產業現狀，本文在中國國家知識產權局網對臺灣地區申請的石墨烯專利進行了檢索，并利用專業分析工具對臺灣地區的石墨烯專利申請機構、創新團隊、研發技術等內容進行研究分析。

臺灣石墨烯專利總體情況

臺灣自2009年開始申請石墨烯中國專利，截止2015年12月30日，共申請了90件石墨烯專利，其中發明專利80件（含PCT專利1件），實用新型專利10件，石墨烯專利申請/公開趨勢情況見圖1。臺灣地區從2009年開始申請石墨烯中國專利，隨著2010年諾貝爾物理獎授予發現石墨烯的開創性研究者，石墨烯的高硬度、優良的導電導熱性能、高透明性以及可彎曲性等優秀特性開始引起人們的高度關注，臺灣地區石墨烯專利申請基本呈現上升趨勢（由于專利公開時限，2013年前數據有效，之后數據僅為參考）。

臺灣石墨烯專利申請人類別情況見圖2。目前，企業為石墨烯專利技術的主力軍，企業數量共29個，約占全部申請人的64%，高校、科研院所及團體數量共僅占約16%，個人數量約占20%；企業申請的相關石墨烯專利約占總量的58%。表明臺灣地區石墨烯專利技術產業化趨勢明顯。

重要申請人分析

申請人排名分析

圖1 臺灣石墨烯專利申請/公開趨勢

圖2 臺灣石墨烯專利申請人類別

圖3 臺灣地區石墨烯中國專利申請人排名

圖4 安炬科技、工研院、錸鉆科技技術布局

臺灣地區石墨烯中國專利申請人共計35個，其中石墨烯專利數量超過2件的申請人排名情況見圖3。安炬科技股份有限公司（以下簡稱“安炬科技”）以18件石墨烯專利排名第一，財團法人工業技術研究院（以下簡稱“工研院”）、錸鉆科技股份有限公司（以下簡稱“錸鉆科技”）分別以9件、8件石墨烯專利分列第二、第三位，之后為自然人宋建民、奈創科技股份有限公司、“中央研究院”等單位。

重要申請人分析

石墨烯專利排名前三名的申請人技術布局見圖4。安炬科技、工研院、錸鉆科技均注重C01B31/04技術，其中安炬科技對該技術的關注度高于工研院和錸鉆科技。在其他技術方面，三家機構各有布局，但均無競爭格局。

安炬科技股份有限公司

安炬科技股份有限公司（以下簡稱“安炬科技”）是以開發質子交換膜燃料電池產業技術的專業公司。2010年，安炬科技成立研發團隊 Graphage。Graphage結合材料科學與化學工程的專業人才，致力于研發石墨烯材料與其相關應用技術，并積極建立自有石墨烯開發技術。目前，Graphage已有多項石墨烯專利技術于國內外申請中，并逐漸推廣到工業生產與應用，主要應用領域見圖5。

圖5 Graphage石墨烯應用

從石墨烯專利（表1）看，安炬科技石墨烯專利技術重要布局為C01B31/04，涉及相關專利6件，具體技術有石墨烯復合材料、石墨烯、納米石墨片結構、石墨烯懸浮液、納米石墨烯空心粒子、納米石墨烯片等及其制備。安炬科技還在石墨烯色母粒、電流收集層結構、石墨烯散熱機構、石墨烯纖維、表面改質石墨烯、石墨烯復合涂層、石墨烯油墨及石墨烯線路、石墨烯復合纖維、石墨烯透明導電膜、石墨烯的電化學裝置結構等方面進行了研發和布局。

表1 安炬科技石墨烯技術

工研院

工研院成立于1973年，主要以科技研發帶動產業發展；成立四十年多來，累積超過兩萬件專利，并新創及育成260余家公司。

工研院的中國石墨烯專利布局主要有C01B31/04（3件專利，石墨烯、石墨烯層、石墨烯片的形成方法）、H01M8/02（2件專利，復合質子交換膜）、H01M4/133（石墨烯電極及其儲能裝置）、H01M10/0565（固態電解質及其鋰電池）、H01G9/20（染料敏華太陽能電池）、C08L63/00（絕緣導熱組合物及電子裝置）等。

錸鉆科技股份有限公司

圖6a 前四名申請人的石墨烯專利申請趨勢

圖6b 前四名申請人的石墨烯專利公開趨勢

錸鉆科技是錸德集團（錸德集團是世界領先的DVD、OLED、觸控面版和導電膠的制造商）的子公司，于2011年3月以2億的資本額成立。錸鉆科技是以智慧財產為核心競爭力的公司，擁有超過100項以上的國際專利組合，專精的領域在先進材料與其應用，如鉆石產品、類鉆碳（diamond－like carbon）鍍膜以及石墨烯分散劑等。

錸鉆科技石墨烯專利技術重點布局了C01B31/04，共4件專利，主要技術為石墨烯圖案化制備技術、石墨烯量產方法、石墨烯復合材料、石墨烯片等，并在H01L33/64（導熱復合材料的發光二極管）、H01B13/00（透明電極制造方法）、G11B5/62（磁性存儲單元及其制備方法）、C09K5/08（熱傳導膏）等方面進行了技術研發。

申請人合作分析

臺灣地區石墨烯專利申請人合作情況很少，只有黃炳照和蘇威年進行了技術研發，涉及的主要技術為H01M4/38（氧化石墨烯復合材料）。

重要申請人石墨烯專利發展態勢

從排名前四名申請人的石墨烯專利申請/公開趨勢（圖6）看，作為自然人的宋健民主要活躍在2011年、2012年，之后尚未再申請石墨烯專利。安炬科技、工研院以及錸鉆科技的石墨烯專利申請量則呈現總體上升態勢，石墨烯專利技術產業化進程不斷加快。

發明人分析

發明人排名

臺灣地區石墨烯專利技術的發明人共計175人，其中專利數量超過4件的發明人排名見圖7。吳以舜、謝承佑以18件石墨烯專利并列第一名，宋健民以15件石墨烯專利名列第三名，林逸櫵、陳靜茹、彭晟書、李連忠等人依次位居其后。

圖7 臺灣地區石墨烯專利發明人排名

圖8 臺灣地區前十名石墨烯專利發明人技術布局

發明人技術分析

臺灣地區石墨烯專利數量排名前十的發明人中，除了謝淑玲外，其他發明人均比較關注C01B31/04技術；吳以舜、謝承佑均對C10M125/02、B32B9/04、C08K9/10、C08L23/06、C08L69/00、C09D11/52、C09D7/12、D01F9/12、H01B1/04、H01B5/14、H01M4/62技術進行了研發，陳靜茹、謝淑玲研發的石墨烯技術主要有B32B9/04、C08L23/06、C08L69/00、D01F9/12、H01B1/04、H01M4/62等； 宋 健 民 主 要 對 C01B31/02、C09K5/08、G11B5/62、H01B13/00、H01L29/26、H01L33/42、H01L33/64、H01M10/0525、H01M4/133進行了技術攻關，李連忠還獨自進行了C03C17/22技術的開發，前十名發明人涉及的研究領域（IPC小類）情況見圖8。

創新團隊分析

知識產權是自主創新的內在動力，尤其是在高新技術企業和科研機構，專利保證了企業和科研機構走在世界同行的前列。而創新團隊則是專利技術的核心。臺灣地區石墨烯專利創新團隊主要有以吳以舜、謝承佑為核心的創新團隊，以李連忠為核心的創新團隊，以宋健民為核心的創新團隊。

吳以舜、謝承佑創新團隊

圖9 吳以舜、謝承佑創新團隊

圖10 宋健民創新團隊

圖11 李連忠創新團隊

吳以舜、謝承佑創新團隊共14人，其他主要研發人員有陳靜茹、彭晟書、謝淑玲、林君孟、林庚蔚等詳見圖9（圖中數字為合作專利數量，下同）；該團隊主要的石墨烯專利技術有石墨烯及其復合材料的制備技術、石墨烯導熱導電特性的應用技術如散熱結構、透明導電膜等。

宋健民創新團隊

圖12 臺灣地區中國石墨烯專利的法律狀態趨勢

圖13 前十名申請人石墨烯專利法律狀態構成

宋健民創新團隊共12人，其他主要的研究人員有林逸櫵、林弘正黃炳照等（圖10），該團隊石墨烯專利主要的研發方向有石墨烯制備與量產技術、石墨烯復合材料、石墨烯導熱導電材料以及磁性存儲單元等。

李連忠創新團隊

李連忠創新團隊共10人，其他主要的研究人員有吳豐宇、周曈、陳姿吟等（圖11），石墨烯專利主要的研發方向有石墨烯（膜）制備裝置及量產設備。

法律狀態分析

法律狀態趨勢

臺灣地區在審的中國石墨烯專利56件，約占全部專利的62%；授權有效的石墨烯專利22件，約占全部專利的24%；失效的石墨烯專利為12件，約占全部專利的13%，主要為2012年前申請的專利，具體情況見圖12。

前十名申請人石墨烯專利法律狀態構成

安炬科技投入的研發明顯，石墨烯技術競爭力相對較強。目前安炬科技有2件有效石墨烯專利，而在審石墨烯專利數量遠遠超過其他申請人，高達16件；工研院分別擁有4件有效和在審石墨烯專利，失效石墨烯專利僅1件，競爭力緊跟安炬科技。錸鉆科技石墨烯技術則相對較弱；雖然其擁有4件在審石墨烯專利，但有效石墨烯專利僅1件，失效專利則為3件。其他申請人則更加不足，詳見圖13。

石墨烯技術分析

石墨烯技術構成

臺灣地區石墨烯專利涉及的ipc小組技術共55項，其中IPC小組專利數量超過2件的技術見表2。

目前，臺灣地區石墨烯專利技術主要涉及三個方面，一是石墨烯及其復合材料的制備技術及裝置；二是利用石墨烯的優良導熱特性制備的導熱材料；三是利用石墨烯的優良導電特性制備的導電膜（極）等。

石墨烯及其復合材料的制備技術（C01B31/04）主要有酸性還原法（安炬科技）、氧化還原法（工研院）、圖案法（錸鉆科技）、沉積法（邱博文）、低頻電磁波法（闕郁倫）、電化學剝離法（中央研究院）等技術。

石墨烯導熱特性的應用主要有電子/光電組件散熱裝置、LED散熱模塊、石墨烯潤滑油等；石墨烯導電特性的應用主要涉及復合質子交換膜（電極）、石墨烯基感測裝置、太陽能電池接觸件、導電層（膜）等技術。

表2 臺灣地區主要石墨烯專利技術（IPC小組）

石墨烯技術發展趨勢

臺灣地區石墨烯技術一直處于不斷的更新發展中（圖14）。自2009年至今，每年都有新的石墨烯技術被研發，而隨著技術的不斷發展和積累，也有部分較成熟的技術沉淀下來，引起各個機構競爭。

小結

圖14 臺灣地區石墨烯專利技術發展趨勢

臺灣地區自2009年開始申請中國石墨烯專利。總體上，臺灣地區石墨烯技術一直處于不斷的更新發展中，且產業化程度相對較高；其涉及的主要石墨烯技術有石墨烯及其復合材料的制備技術及裝置、利用石墨烯的優良導熱特性制備的導熱材料、利用石墨烯的優良導電特性制備的導電膜（極）等；排名前三位的石墨烯專利申請人為安炬科技股份有限公司、財團法人工業技術研究院、錸鉆科技股份有限公司等機構；主要的石墨烯專利發明人有吳以舜、謝承佑、宋健民、林逸櫵、陳靜茹、彭晟書、李連忠等；主要的創新團隊為以研發石墨烯及其復合材料的制備技術、石墨烯導熱導電特性的應用技術如散熱結構、透明導電膜等技術吳以舜、謝承佑創新團隊（14人）、以研發石墨烯制備與量產技術、石墨烯復合材料、石墨烯導熱導電材料以及磁性存儲單元等技術為主的宋健民創新團隊（12人）、以研發石墨烯（膜）制備裝置及量產設備的李連忠創新團隊（10人）。

劉振宇 管 泉 劉 瑾 厲 娜 孫 琴

青島市科學技術信息研究所

劉振宇（1976-）男，本科，工程師，主要研究方向為專利分析、情報研究等。

本文系青島市科技計劃項目“青島市石墨保護性開發利用戰略研究”（項目編號：14－4－3－1－（25）－zhc）研究成果之一

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.09.042