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石墨烯的广泛应用,是垂直交叉技术的宝库,它可应用的产业领域包括了电子工业、信息与通讯产业、能源产业、消费品产业、高分子复合材料产业、汽车工业、医药工业、化工催化业等。
由合成与电子器件为主导的石墨烯专利申请量恰恰证明了石墨烯的研究仍处于初级阶段,人们仍有很大的空间对GRM进行开发和利用。
进一步来说,考虑到石墨烯研发领域仍处于早期阶段,因此需要批量合成方法和技术的发展,出现大量关于合成的专利也不足为奇。随着石墨烯潜在技术的发展和专利申请的逐步成熟,专利活动的重新分布将不可避免,关于制备方面的专利申请份额将逐渐降低,并转向目前尚未成熟或未确定的终端应用方向转移。
通过专利申请的地区分布分析,可以获得石墨烯重点研究机构及潜在市场分类。图7是不同地区的石墨烯专利申请分布情况。由于企业更倾向于在其母国首先申请专利,因此源地管辖权的专利分析比国际专利合作条约(international Patent CooperationTreaty,PCT)更能为关键市场和关键生产地区分析提供依据。
如图7所示,与2004-2006年相比,韩国在2007-2009年之间申请了更多有关石墨烯的专利。这就说明了在2007年左右,韩国产生了大量的石墨烯技术的商业投资。2010-2012年之间,中国出现了显著的石墨烯专利申请增长。更值得注意的是,在这段时间内中国的专利申请跨越了科技领域的众多方面。不仅中国的石墨烯专利活动在这一时期内增长显著,其在石墨烯技术领域的商业投资同样增长迅速。还有一点值得注意,欧洲专利局对全球石墨烯专利申请的贡献,从2007-2009年的8%降低到了2010-2012年的4%。
在美国、中国和韩国,拥有最多石墨烯相关专利的专利所有人分布,如图8所示。其中,拥有最多石墨烯技术专利的单位是韩国的跨国企业三星集团,其申请量是第2名对手企业的3倍之多。三星集团在石墨烯专利申请方面是无人能比的,他们的主要技术申请方向包括合成工艺、透明显示器件、复合材料、晶体管、电池和太阳能电池等。三星的专利申请是可持续的和深入的石墨烯研发,同时联合了广泛的学术机构(专利所有人)。排在第3位的中国企业深圳海洋王照明科技股份有限公司,是中国拥有最多石墨烯相关专利的企业,其主营业务是专业照明设备,将石墨烯技术布局于LED及OLED领域之中。
图7石墨烯专利授予机构
另一点有趣的地方在于,石墨烯的专利申请中,大学和科研机构占据了50%的比例。另外50%,由中小型企业和跨国公司贡献。欧洲在石墨烯技术方面,贡献了最多的科技论文,但是专利申请方面却远远的落后于美国(30%)、中国(25%)、韩国(13%)。欧洲的专利申请主要集中于科研机构,占总体的9%。
尽管欧洲的石墨烯技术专利申请量相对落后,但是却在石墨烯的技术全景发展中留下了重要的足迹。如今,欧洲最顶级的石墨烯专利所有人——芬兰的诺基亚公司,将石墨烯材料与共振器和电极等电子器件相结合,发展半导体工业。
欧洲的大学同样对石墨烯专利技术做出了重要的贡献,他们与企业联合研发,如德国的AMO GmbH和化学巨头巴斯夫(BASF)等,共同申请专利,布局石墨烯相关产业的发展。不仅如此,欧洲的企业还看到了GRM专利申请的重要性,他们联合了各家企业和大学共同开发石墨烯技术,包括三星、Vorbeck材料、普林斯顿大学、莱斯大学,这有助于提升石墨烯技术研究的质量,同时也是重要的石墨烯技术市场。
图8 全球石墨烯专利拥有机构的分布
石墨烯技术体系中,存在专利丛林风险,以及众多授权专利的重叠性。围绕石墨烯的专利活动是高容量的,这是一个早期的技术方向,专利的申请具有强烈的专业性。在石墨烯技术全景中,经常发现碳纳米结构的身影,而这些碳纳米结构并非真正的石墨烯。这是石墨烯定义和规划石墨烯发展最主要困难。
进一步而言,石墨烯术语的建立也不完善。不同的专利审查机构可能给同样的成分授予了专利,而这些成分在不同的专家和工业领域中的命名又是不同的。不同命名的使用应该是深思熟虑的,并且努力克服重叠命名的障碍。一些科技文献认为,由于难以找到相关领域专家而造成专利评估质量地下,应该建立了一个高质量的专利丛林,从而降低对GRM技术创新的负面影响。
尽管还存在着如上的种种困难,但石墨烯技术对于学术机构、中小企业和跨国公司仍存是重要的机会和挑战。应该利用正在增长的学术-工业联合(如韩国和美国的例子),为技术成熟时不可避免的石墨烯专利再分配做好准备。更重要的是,把目光从材料合成方面转移到目前尚未完全建立的终端客户应用之中,才是规划GRM技术、研发GRM产品的关键。
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