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基于专利地图的高性能纤维及复合材料行业知识产权发展战略研究
发布时间:2013-02-17 08:45  来源:原材料工业研究所  作者:田凯军

    材料工业是国民经济的基础产业,新材料是材料工业发展的先导,是重要的战略性新兴产业。高性能纤维具备优异性能或特殊功能,具有更高的机械强度和弹性模量,更好的热稳定性和化学稳定性。高性能复合材料可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。总的来看,高性能纤维及复合材料是现代国际尖端科学和诸多产业领域,特别是国家支柱产业升级换代、国防现代化建设以及产业转型升级的重要战略材料,是影响国民经济、社会发展和国防安全的重要基础材料,是衡量科技实力和综合国力的重要参考依据之一。
    我国绝大部分高性能纤维的研发起步并不晚,但由于产、学、研、用脱节严重,企业研发投入不足,工业基础薄弱,导致在技术创新以及提高知识产权创造和运用能力方面与发达国家存在较大差距。面对国际行业垄断,如何突破核心知识产权限制,已经成为高性能纤维产业发展的核心和关键。
    为此,工业和信息化部委托赛迪智库原材料工业研究所开展《基于专利地图的高性能纤维及复合材料行业知识产权发展战略研究》课题研究。研究内容主要有三个部分:一是界定高性能纤维及复合材料的定义与范畴,并对高性能纤维及复合材料的应用领域以及美国、日本和韩国的知识产权战略进行梳理;二是对国内外高性能纤维及复合材料中的芳纶、超分子量聚乙烯、碳纤维三个产业的发展现状和趋势以及全球专利和国内专利申请情况进行了研究;三是在前述研究基础上绘制国内外高性能纤维及复合材料的产业布局图和专利布局图,总结我国高性能纤维及复合材料产业知识产权战略发展现状、取得的成就及不足之处,并提出国内相关产业知识产权发展的战略建议。
    经过分析,国际高性能纤维产业发展和专利布局的主要特征有:专利申请量总体呈波动式上升态势,重点企业垄断专利申请。分国家来看,美国注重原始创新,日本擅长精细化生产,使这两个国家在专利申请上处于领先地位。技术领域方面,应用领域的专利申请量普遍超过生产工艺的申请量。对PAN基碳纤维而言,越靠近工艺流程的前端,专利数量越少,集中度越高。分产业看,碳纤维专利申请量远远超过其它纤维;芳纶市场规模相对大,但专利申请量占比较小;芳香族聚酯纤维的市场规模不大,但其专利申请排名第2。
    国内的情况有所不同。碳纤维和超高分子量聚乙烯纤维的专利申请量较多,分别排名世界第2和3名,但芳香族聚酯纤维仅占全球1.4%。对比产能及专利全球占比数据,我国专利申请量相对产能偏校地区分布方面,芳纶生产工艺专利申请上海、江苏、四川占据前三,应用领域江苏、上海、浙江占据前三;PAN基碳纤维生产工艺北京、上海、吉林、江苏、山西占据前五,这与我国科研院所的分布、化学工业基础和地区经济发达程度的分布基本一致。时序方面,我国高性能纤维专利申请态势与世界的变化趋势基本一致,但波动更小,专利申请时间整体比国际落后。专利申请人方面,芳纶类纤维专利申请量的前三名均是国外申请人,芳纶被两大巨头杜邦和帝人垄断,超高分子量聚乙烯纤维中外申请人均匀分布,碳纤维国内申请人占主导;PAN基碳纤维碳纤维生产工艺国内高校为主,但与国外相比并不占优。芳香族聚酯纤维前十申请人中没有中国申请人。
    据此,工信部赛迪智库原材料工业研究所认为,虽然我国在高性能纤维及复合材料产业发展及专利申请方面取得了较快发展,各方面的重视程度也逐步提高,但与美国、日本等发达国家相比,依然差距较大,且存在较多问题:企业研发实力薄弱,关键领域专利申请欠缺。如在碳纤维领域,我国已建、在建和计划建设的38家碳纤维企业家多数没有申请专利,重点企业中威海拓展和江苏恒神的专利申请量很少或空白。专利申请以科研机构为主,产学研用间的合作不足。如我国主要申请人是东华大学、北京化工大学等高校,而高校对产业化的重视程度相对不足,也缺乏产业化的进一步动力,这对我国高性能纤维产业的长远发展不利。专利申请的集中度低,企业缺乏竞争优势。如在PAN碳纤维领域,国内申请人排名靠前的企业有中石化、上海金发、中复神鹰,其专利申请量的占比分别为6.1%、2.8%和2.8%,远低于日本申请企业在本国的专利申请集中度(前三名占本国的76.4%)。
    为此,建议突破国际寡头垄断,建立政府适度干预、市场主导产业化的发展模式。提高国内产业集中度,实现差异化发展。向提供综合解决方案转变,注重提高全产业链的竞争优势,等产业发展的思路。同时提出加快授权专利由高校和科研机构向企业流动的进程;创新专利流动方式,促进产学研之间的合作;密切关注主要竞争对手的专利布局,防范知识产权风险;根据产业链特点和产品发展阶段合理布局专利等知识产权发展思路。
    政策建议方面,一是建议在行业管理中加强企业知识产权能力建设。全面系统引入知识产权评价体系,建立知识产权审议制度,在推动企业间跨行业、跨区域、跨所有制的联合重组过程中全面评估重点企业的知识产权风险,强化知识产权的资产属性,发展知识产权中介服务,建设重点专利的交易平台,推动专利申请向企业集中。二是建议加强产学研用的合作,提高创新能力。推动高校、科研院所与企业充分利用互补资源完成技术突破和专利申请,缩短研发周期,提高科研成果和专利技术的转化率。三是加强对潜在重点领域的投入力度,集中力量突破重点难点问题。如芳纶方面重点开发高强Kevlar 129、高模Kevlar 149品种,加大对耐强腐蚀高精度双螺杆聚合装置、聚合纺丝及溶剂回收技术等的研究;超高分子量聚乙烯方面重点开发低成本超高分子量聚乙烯纤维,突破高性能计量泵、高精度纺丝喷丝板、高光洁度管道等设备和纺丝级专用树脂生产技术等;碳纤维重点开发沥青基碳纤维、高端PAN基碳纤维(T800、M系列)等产品,解决聚合中的共聚组分、干喷湿法、石墨化工艺、大丝束工艺、油剂等方面的问题。四是建议重视下游专利申请,提升全产业链的专利布局。五是建议推动成立产业联盟,加强运行监测和风险预警等。
 

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