車用鋁合金產業相關專利競爭態勢分析

于成英 王浩楠

摘要：文章在廣西鋁合金產業產量高、經濟價值低、急需向高經濟價值的鋁合金產品轉型升級的背景下，開展高經濟價值的車用鋁合金產業相關專利競爭態勢分析，通過對車用鋁合金產業的專利趨勢、地域分布、主要持有人、專利演變趨勢及熱點趨向開展統計分析，為廣西企業提供專利信息基礎。分析結果表明，我國的車用鋁合金產業已向高經濟價值的中游和下游環節轉型升級，車用鋁合金產業鏈下游領域正在配合新能源汽車的高速發展，仍具有較大的挖掘潛力，對車用鋁合金產業鏈下游技術趨向的把握及優勢資源整合是車用鋁合金產業下一發展階段的重點。

關鍵詞：鋁合金；車用；產業鏈；專利；新能源汽車

中圖分類號：G306? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1674-0688（2023）04-0016-04

0 引言

2015年以來，廣西從全區產業布局發展的角度出發，提出實施鋁產業“二次創業”的發展戰略，2018年全區鋁產值突破2 000億元，成為廣西的支柱產業之一［1］。2022年，我國鋁材累計產量為6 221.6萬t，其中廣西鋁材累計產量在全國排名第5位，達到271.16萬t［2］。廣西雖然具有得天獨厚的鋁礦資源和較高的鋁材產量，但缺乏鋁合金產業的核心技術，產品的經濟價值較低，因此急需向擁有高經濟價值的車用鋁合金產品轉型升級。汽車用鋁無疑是未來市場發展潛力巨大的鋁產品，為應對全球性的節能減排，鋁合金應用是其中重要的發展方向，而我國生產的車身用鋁板僅占世界車身用鋁板產量的6%［3］。本文主要通過對鋁合金產業鏈的專利信息進行檢索、分析，從專利申請趨勢、地域分布、主要持有人、專利演變趨勢及熱點趨向等方面充分了解產業鏈的競爭情況和發展趨勢，為廣西相關企業及其研發人員開發鋁合金產業核心技術提供可參考的基礎信息。

1 數據來源與檢索方法

本文專利數據來源于INCOPAT專利檢索系統（https：//www.incopat.com/），采用產業鏈各環節的關鍵詞與國際專利分類號（IPC）相結合的檢索策略，對檢索得到的初步結果進行篩選及分類分析。本文以鋁合金產業相關專利為基礎信息進行分析，通過對IPC分類號、專利申請趨勢、國家地區分布、主要專利申請人、演變趨勢與熱點趨向進行統計，確定與主題相關的專利，通過人工篩選出符合檢索需求的專利，采用同族合并等方法進行數據清洗和標引，獲得最終結果，并以此開展進一步分析。經過人工篩選降噪，檢索到車用鋁合金產業相關專利90 805件，其中國內專利為48 280件，國外專利為42 525件，檢索日期截至2022年12月31日。

2 專利數據分析

2.1 車用鋁合金產業專利技術分布

通過對檢索的專利數據進行IPC統計分析，明晰車用鋁合金產業的關鍵技術分布情況（見表1）。涉及C22C小類（合金）的專利數量最多，為28 253件，在C22C小類中，有26 254件專利涉及C22C21大組（鋁基合金），從IPC小組中可以看出鋁基合金專利申請中以含硅鋁合金為主，即涉及C22C21/02（硅為次主要成分的）、C22C21/08（含硅的）小組的專利相對較多，分別為8 169件和3 423件；其次為C22F小類（改變有色金屬或有色合金的物理結構），為13 360件，其中涉及數量最多的大組和小組分別為C22F1（用熱處理法或用熱加工或冷加工法改變有色金屬或合金的物理結構）和C22F1/04（鋁或鋁基合金）；最后為H01M小類（用于直接轉變化學能為電能的方法或裝置，例如電池組），為8 824件，在該小類中，有5 131件涉及H01M10大組（二次電池及其制造），有1 425件涉及H01M10/613小組（冷卻或保持低溫）。從對檢索的專利數據的IPC分析可以看出，車用鋁合金產業熱點技術主要集中在“鋁合金的制備及加工”領域。

對檢索的專利按照車用鋁合金產業上游、中游、下游的技術進行分類，能夠明確了解產業鏈中的研發熱點及技術空白點，相關企業及研發人員可以結合分析結果和產業發展的實際情況，針對研發熱點降低侵權風險，針對技術空白點進行技術開發，進而拓展市場。

圖1為車用鋁合金產業專利技術分類圖。如圖1所示可知，中游的鋁合金加工技術的專利最多，為48 528件，占比為49%；其次為下游的車用鋁合金產品及技術，專利申請量為37 050件，占比為37%；最后為上游的電解鋁技術，專利申請量為13 825件，占比為14%。上述產業鏈各環節的專利分布表明，國內外已在鋁合金加工和車用鋁合金產品技術方面加大研發投入，并獲得大量的科技成果；在電解鋁技術方面，該技術的研究起步較早，技術發展相對成熟且經濟價值較低，目前僅針對電解設備或生產適應性調整等外圍技術進行改進或創新，因此該技術的專利申請量較少。此外，在高經濟價值產業鏈的下游環節中，以電池、車輪、發動機、車身及車架等車用產品為主，車門、懸架、保險杠等產品的挖掘潛力較大。

2.2 車用鋁合金產業專利申請趨勢

圖2為車用鋁合金產業國內外專利申請趨勢圖。如圖2所示，我國的相關專利申請趨勢為逐年遞增，國外的相關專利申請趨勢為小幅度波動，一方面表明我國已經逐漸成為車用鋁合金產業最重要的目標市場，另一方面表明我國的研發投入和研發實力逐步變強。2010年以前，除我國的鋁業龍頭企業和高校外，主要的專利申請人為國外的知名鋁產業公司，例如日本的神戶制鋼所、輕金屬控股株式會社、本田技研工業株式會社及德國的克里斯鋁軋制品有限公司等，上述公司陸續擴張海外市場，在各個國家和地區開展相關專利布局；2010—2014年，我國車用鋁合金產業專利申請量正式完成“彎道超車”，主要原因在于國外企業持續加大在我國市場的布局力度，加之我國西南鋁業（集團）有限責任公司、遼寧忠旺集團有限公司等鋁加工企業及部分車用零部件制造企業進入市場競爭，中南大學、北京科技大學等高校也加大車用鋁合金技術的研發投入，使我國形成有效的專利布局；2015—2018年，車用鋁合金產業進入專利申請的爆發期，年增長量為千件左右，也表明車用鋁合金技術進入發展成熟期；2019年，專利增長停滯的主要原因是受疫情影響，2021年和2022年的專利申請量有所回落的原因在于專利的滯后性，部分專利尚未公開。

2.3 車用鋁合金產業專利地域分布及主要持有人

表2為車用鋁合金產業專利地域分布及主要持有人。從表2中可以看出當前車用鋁合金產業的熱點區域和主要的競爭對手。其中，中國的申請量最多，為48 280件，說明國內外相關企業非常重視中國市場，產業鏈上游的專利主要持有人為湖南艾華集團股份有限公司，中游的專利主要持有人為西南鋁業（集團）有限責任公司、遼寧忠旺集團有限公司等鋁加工企業，下游的專利主要持有人為生產汽車輪轂的中信戴卡股份有限公司，我國相關企業的專利申請集中在產業鏈的上游和中游，高經濟價值的產業鏈下游的專利申請人較少。此外，日本的神戶制鋼所的專利技術涉及產業鏈的中游和下游。日本的相關專利持有人以當地的金屬加工企業和車企為主，表明日本在產業鏈中游的鋁合金制備技術及下游的車用鋁合金產品技術領域的競爭力較大；美國的相關專利持有人以當地鋁加工企業和車企為主，表明美國的競爭熱點為產業鏈的中游和下游；德國則以車企為主，表明德國的競爭熱點在產業鏈的下游。

2.4 車用鋁合金產業的演變趨勢及熱點趨向

通過對車用鋁合金產業的演變趨勢及熱點趨向的分析，能夠為車用鋁合金產業的研發方向及研發策略制定提供參考。表3為車用鋁合金產業演變趨勢及熱點方向。由表3可知，車用鋁合金產業鏈關鍵技術的專利申請均處于增長狀態，其中“鋁合金加工技術”“車用鋁合金產品”處于高速增長狀態，表明國內外相關企業的研發投入主要集中在上述技術領域，相關技術也日趨成熟；“電解鋁技術”的增長幅度和專利申請量相對較小，該項技術的起源較早，經濟回報率較低，電解技術發展相對成熟，目前以電解設備等外圍技術改進為主，導致申請量和增長幅度較小；在高經濟價值的“車用鋁合金產品”領域，雖然有一定數量的專利申請，但是新能源汽車與傳統汽車的鋁合金產品應用仍有一定差異，例如在新能源汽車電池相關的鋁合金產品方面。因此，隨著新能源汽車的發展，將傳統汽車的鋁合金產品拓展到新能源汽車中仍有較大的挖掘潛力。

2.5 中國車用鋁合金產業專利的法律狀態分析

表4為我國車用鋁合金產業專利類型及法律狀態分布。由表4可知，我國公開的48 280件相關專利中，發明專利有26 436件，實用新型專利有21 844件，其中發明專利的有效數量為8 516件、處于審查中的數量為5 697件、失效的數量為12 223件，實用新型專利的有效數量為14 595件，失效的數量為7 249件。從我國專利的申請類型和法律狀態可以看出，目前在我國的車用鋁合金產業市場中已有一些企業形成具有一定保護能力的專利壁壘。

表5為我國車用鋁合金產業有效專利的主要專利權人統計情況。由表5可知，在我國車用鋁合金產業的專利壁壘中，以我國的鋁加工企業、汽車相關企業及少量日本的鋁加工企業為主要持有人，表明我國的車用鋁合金產業的市場主動權已掌握在手中且已向高經濟價值的產業鏈下游拓展。我國的專利權申請人以企業為主，以企業為申請人的有效專利占比為87%，以大專院校為申請人的有效專利占比為9.1%，以個人為申請人的有效專利占比為3.5%，以科研單位為申請人的有效專利占比均為1.9%。在企業的專利申請中，主要有中信戴卡股份有限公司、遼寧忠旺集團有限公司、比亞迪股份有限公司、湖南艾華集團股份有限公司、中國鋁業股份有限公司、東北輕合金有限責任公司、寧德時代新能源科技股份有限公司、西南鋁業（集團）有限責任公司、東北輕合金公司、寧德時代公司、中國鋁業公司；在大專院校的專利申請中，以中南大學、上海交通大學、東北大學、江蘇大學、哈爾濱工業大學、吉林大學為主；在科研單位的專利申請中，廣東材料與加工研究所的有效專利超過50件。

由上述專利權人分布情況可以看出，遼寧忠旺集團有限公司、西南鋁業（集團）有限責任公司、東北輕合金公司、中國鋁業公司等，主要涉及鋁合金制備及加工技術領域，中信戴卡股份有限公司、比亞迪股份有限公司、寧德時代新能源科技股份有限公司等，主要涉及車用電池、輪轂等車用鋁合金產品，因此我國的專利壁壘主要集中在產業鏈中游和下游的部分產品中。在高經濟價值的產業鏈中，僅在電池、輪轂等相關鋁合金產品形成有效的專利布局，表明部分企業已向新能源汽車鋁合金產品領域轉型，但有效專利僅在電池技術領域，產業鏈下游尚未形成有效的專利布局。因此，產業鏈下游技術中新能源汽車用鋁合金產品的挖掘和布局空間較大。

3 結語

我國車用鋁合金產業相關技術的發展相對較晚，但目前國內專利已形成具有一定保護能力的專利布局結構，我國的車用鋁合金產業已向高經濟價值的中游和下游環節轉型升級，主動權掌握在我國的企業、院校及部分日本企業等申請人手中。雖然我國的車用鋁合金產業專利數量已遠超其他國家地區，但是欠缺海外專利的申請及布局，導致國內相關企業的海外市場競爭能力差。建議國內企業針對核心技術開展海外專利布局，提升海外市場競爭力。在研發方向方面，車用鋁合金產業鏈下游領域正向高速發展的新能源汽車領域轉向，仍具有較大的挖掘潛力，已有部分中游企業進入下游技術領域，研發出高性能的車用鋁合金產品，并形成小范圍的專利組合，建議區內企業通過“產、學、研”合作等方式，制定適合企業自身的研發策略。建議廣西相關企業研發前開展知識產權初步調查，避免重復開發的同時識別國內外專利壁壘，降低企業產品的侵權風險。

4 參考文獻

［1］黃偉拯.廣西鋁產業轉型升級研究［D］.南寧：廣西大學，2021.

［2］中華人民共和國國家統計局.國家統計數據庫［DB/OL］.（2023.02）［2023.2.28］.https：//data.stats.gov.cn/search.htm？s=鋁.

［3］牛莎莎，董盈盈.新能源汽車對車用鋁合金產業發展的影響［J］.世界有色金屬，2022，（14）：154-157.