中國在石墨烯材料研發(fā)和應用創(chuàng)新上一直有較高的技術水平，特別是在石墨烯專利申請數(shù)量上，中國已連年保持在國際前列。但是中國的石墨烯專利更多是在國內(nèi)申請，而相對來說，一項技術的海外專利申請數(shù)量和水平及布局范圍則更能反映相關技術的擁有者對技術的信心和真實的技術水平。本文，筆者將從總體布局、技術主題、重點申請人三個角度對我國石墨烯海外專利分布情況進行了分析，希望以此管窺中國石墨烯專利技術所有者中的佼佼者及它們所做的海外專利技術布局。

一、前沿

石墨烯（Graphene）是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，其在電子信息、新材料、新能源、生物醫(yī)藥等領域具有廣闊的應用前景，近年來已毫無疑問的成為全世界各國重點發(fā)展的材料和應用技術“寵兒”。

中國在石墨烯材料研發(fā)和應用創(chuàng)新上一直有較高的技術水平，特別是在石墨烯專利申請數(shù)量上，中國已連年保持在國際前列。但是中國的石墨烯專利更多是在國內(nèi)申請，而相對來說，一項技術的海外專利申請數(shù)量和水平及布局范圍則更能反映相關技術的擁有者對技術的信心和真實的技術水平。

本文基于incopat全球科技分析運營平臺，從總體布局、技術主題、重點申請人三個角度對我國石墨烯海外專利分布情況進行了分析，希望以此管窺中國石墨烯專利技術所有者中的佼佼者及它們所做的海外專利技術布局。

文中數(shù)據(jù)檢索時間截止于2018年2月9號。本報告對數(shù)據(jù)結果中從申請人角度做了處理。對申請人地址在中國香港、中國澳門和中國臺灣的海外申請專利暫末做統(tǒng)計；并且，統(tǒng)計結果中去除了申請人注冊地在中國的國外申請人（比如外資公司在中國的研發(fā)中心或生產(chǎn)中心）及港澳臺公司在中國內(nèi)地的合資公司等，以充分體現(xiàn)中國內(nèi)地及本土企業(yè)的真實專利技術發(fā)展水平。

二、中國石墨烯海外專利整體態(tài)勢分析

中國石墨烯海外專利申請趨勢分析

圖1 中國石墨烯海外專利申請趨勢

2009年至2015年間，中國石墨烯相關技術的海外申請數(shù)量從不足十件增長到近350件，一直保持快速增長態(tài)勢。這與國際和國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展脈絡基本相同。2010年石墨烯獲得諾貝爾物理學獎，此后各國紛紛布局石墨烯研發(fā)與創(chuàng)新。特別是中國，大致自2013年后從政府政策支持到企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展水平，一直處在世界石墨烯技術研發(fā)特別是應用技術開發(fā)的潮頭。2016后，中國更是毋庸置疑的成為全世界石墨烯技術發(fā)展的熱土。由于專利數(shù)據(jù)公開的滯后性，2016年與2017年的數(shù)據(jù)僅供參考。但是基本上可以推測，中國石墨烯技術的海外申請量還會隨著這樣的熱度持續(xù)快速增長下去。

最早申請石墨烯海外專利的中國申請人比較典型的有南開大學、天津普蘭納米科技有限公司和清華-富士康納米科技研究中心。天津普蘭納米科技有限公司和南開大學最早共同申請的技術涉及電極材料和電容器、聚合物復合材料等領域，清華-富士康納米科技研究中心最早在透射電鏡試樣制備方法領域申請石墨烯海外專利。

中國石墨烯海外專利申請地分析

圖2 中國石墨烯海外專利申請地分布

檢索結果顯示，我國石墨烯海外專利申請集中分布在美國（44.69%）、日本（9.59%）、歐洲專利局（9.53%）三個國家和地區(qū)及世界知識產(chǎn)權組織（31.72%），以上四者的申請量占到總申請量的95.53%。此外，韓國（1.63%）、德國（1.03%）、英國（0.54%）、加拿大（0.42%）、澳大利亞（0.36%）等國也有少量分布。表1給出了我國石墨烯海外專利重要布局目標地區(qū)或組織及主要申請人情況。

表1 中國石墨烯海外專利重要布局地主要申請人

從上面的統(tǒng)計可看出：

在研究機構型申請人中，清華-富士康納米科技研究中心、中國科學院微電子研究所、中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所、中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所、國家納米科學中心都非常注重石墨烯技術的海外布局。

高校申請人中北京化工大學、南開大學和天津工業(yè)大學的海外專利申請也體現(xiàn)出其在石墨烯技術方面有很強的實力。

企業(yè)申請人中，京東方科技集團股份有限公司、華為科技有限公司在全球重要國家和地區(qū)及WIPO均有較多技術分布，說明這兩家公司非常注重石墨烯技術在世界各主要目標市場的全面技術儲備。這兩家公司的申請多屬于石墨烯在電子產(chǎn)品的應用技術領域。

特別值得一提的還有濟南圣泉集團股份有限公司和蘇州高通新材料科技有限公司兩家企業(yè)，它們都是較短時間里成長起來的專門從事石墨烯材料制備及應用技術研發(fā)的科技企業(yè)，并且較早在全球主要國家和地區(qū)進行了技術布局，顯示了不俗的技術實力和國際發(fā)展視野。

此外，海外石墨烯技術公司申請人中，來自深圳和蘇州兩地的企業(yè)占了很大的比例，從另一個角度反映出這兩個地區(qū)是國內(nèi)石墨烯技術發(fā)展水平較高的區(qū)域。

三、中國石墨烯海外專利技術路線分析

圖3  中國石墨烯海外專利技術構成（IPC小類TOP10）

中國石墨烯海外專利技術主要分布在C01B（22.47%）、H01L（19.82%）、H01M（17.17%）小類。各小類類號含義及申請的專利數(shù)量如表2所示。

表2 中國石墨烯海外專利技術構成IPC小類TOP10

如上排名可以看出：

C01B（非金屬元素；其化合物）是中國石墨烯海外專利布局最多的技術領域，其中包含石墨烯及其氧化物的制備、石墨烯復合材料等。

B82Y（納米結構的特定用途或應用）主要是基于石墨烯制作復合材料。

G06F（電數(shù)字數(shù)據(jù)處理）主要是石墨烯在觸控基板、壓力感測、指紋識別、指尖套領域的應用。

G02F（用于控制光的強度、顏色、相位、偏振或方向的器件或裝置）相關專利多為石墨烯在液晶透鏡、集成傳感器、透明導電膜、tft等方面的應用。

C23C（對金屬材料的鍍覆）、B01J（化學或物理方法）、C08K（使用無機物或非高分子有機物作為配料）也均是石墨烯的重要應用領域。

在所有申請中，H01大類占了4個，說明石墨烯在基本電器元件的應用是中國石墨烯技術在海外非常重要的技術申請方向。

H01L（半導體器件）相關專利申請量最多，體現(xiàn)為石墨烯用于制造半導體器件如發(fā)光二極管器件、led光源、oled（有機發(fā)光二極管）、tft（薄膜晶體管）等領域；

H01M（用于直接轉(zhuǎn)變化學能為電能的方法或裝置，例如電池組）指石墨烯在電極片、電極板、超級電容器、高分子材料、催化劑等領域的應用；

H01B（電纜；導體；絕緣體；導電、絕緣或介電材料的選擇）主要是石墨烯用于導電膜、有機電致發(fā)光器件、導電粘合劑中；

H01G（電容器）主要是石墨烯在電容電池、超級電容器、鋰離子電容器等方向的應用。

四、中國石墨烯海外專利重要申請人分析

圖4 中國石墨烯海外專利申請人TOP10

對我國石墨烯海外專利經(jīng)過申請人合并之后進行排名，前十名中研究機構占3家，分別是清華-富士康納米科技研究中心、中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所、中國科學院微電子研究所。公司申請人有7家，分別是京東方科技集團股份有限公司、深圳市華星光電技術有限公司、海洋王照明科技股份有限公司、濟南圣泉集團股份有限公司、華為科技公司、深圳粵網(wǎng)節(jié)能技術服務有限公司和深圳歐菲光科技股份有限公司，可見我國石墨烯海外專利布局是以企業(yè)為主體的。

可靠數(shù)據(jù)顯示，截止到2017年年底，我國在工商部門注冊的石墨烯相關企業(yè)已達4800家，近幾年都有很高增長率，企業(yè)在我國石墨烯研發(fā)應用方面也日益活躍。

下面對清華-富士康納米科技研究中心、京東方科技集團股份有限公司、深圳市華星光電技術有限公司、濟南圣泉集團股份有限公司、華為科技公司五個重要申請人做重點分析。

1、清華-富士康納米科技研究中心

清華-富士康納米科技研究中心由鴻海精密工業(yè)股份有限公司與清華大學共建。納米研究是清華大學物理系重點研究方向之一，清華-富士康納米科技研究中心是清華大學物理系下設的五個跨一級學科研究中心之一。它是以信息產(chǎn)業(yè)為背景的納米科學與技術研究基地，主要任務是開展這一領域中具有重要科學技術意義和產(chǎn)業(yè)前景的納米科技研究。鴻海精密工業(yè)股份有限公司是全球3C代工服務領域龍頭，該公司多年來致力于研發(fā)創(chuàng)新，核心技術包括納米技術、環(huán)保制程技術、平面顯示器技術、無線通訊技術、精密模具技術、伺服器技術、光電/ 光通訊技術材料與應用技術及網(wǎng)絡技術等。

對清華富士康納米科技中心石墨烯海外專利的技術主題趨勢進行分析：

圖5 清華-富士康納米科技研究中心石墨烯海外專利技術主題趨勢

清華-富士康納米科技研究中心石墨烯海外專利技術主要分布在石墨烯用于制造致熱發(fā)生裝置的碳膜、指尖套輸入端的石墨烯層、石墨烯復合材料、石墨烯片用于碳纖維膜、鋰離子電池電極材料、石墨烯用于電子發(fā)射源的電子收集層、石墨烯層用于制造發(fā)光二極管等方向。

清華-富士康納米科技研究中心是中國申請人在碳納米材料領域特別是石墨烯技術領域海外專利數(shù)量最多的機構，其開始申請時間最早，并且有持續(xù)申請趨勢。中心在該技術領域的海外專利多為碳納米管與石墨烯的相關技術結合申請。該技術領域是清華-富士康納米科技研究中心的優(yōu)勢技術領域，也是其持續(xù)的技術增長點。

石墨烯用于電子發(fā)射源的相關海外專利多為電子發(fā)射裝置和電子發(fā)射顯示器技術主題。具體體現(xiàn)為石墨烯用于電子發(fā)射源的半導體層與絕緣層之間的電子收集層。該領域相關海外專利申請集中在2012年和2015年，且近年有持續(xù)申請趨勢。

發(fā)光二極管技術領域申請的石墨烯專利主要是發(fā)光二極管的有源層包括一石墨烯層，從而形成微結構，以改變活性層中大角度光的運動方向，提高發(fā)光二極管的光取出率。該領域的石墨烯海外專利申請集中在2012年和2014年。

石墨烯在熱致發(fā)聲裝置中的應用體現(xiàn)在聲波發(fā)生器的碳膜制造中，碳膜由多個碳納米管層和多個石墨烯層疊加而成。該領域的石墨烯海外專利申請集中在2011年。

指尖套技術領域海外專利主要是石墨烯用于指尖套輸入端的制作，其申請集中在2011年，近幾年有繼續(xù)進行海外布局的趨勢。

對清華-富士康納米科技研究中心的重要發(fā)明人技術構成進行統(tǒng)計：

圖6  清華-富士康納米科技研究中心的重要發(fā)明人技術構成

范守善院士作為清華-富士康納米科技研究中心的學術帶頭人，在以上分析的石墨烯海外專利的IPC小類TOP10的技術類別中均有涉及。尤其是在B82Y（納米結構的特定用途或應用）、H01L（半導體器件）、C01B（非金屬元素；其化合物）、H01J（放電管或放電燈）四個領域海外專利申請的數(shù)量較多，在其他的各類技術領域也有持續(xù)的申請趨勢。同時，從申請量來看，姜開利、林曉陽、柳鵬、魏洋、周段亮等人也是該研究中心的研發(fā)骨干力量。

清華-富士康納米科技研究中心作為我國石墨烯海外專利最早的申請人之一，也是目前我國石墨烯海外專利申請數(shù)量最多的申請人，其海外專利的價值度值得關注。以下對這些專利的價值度趨勢進行統(tǒng)計：

圖7  清華-富士康納米科技研究中心石墨烯海外專利價值度趨勢

合享價值度是incopat自主研發(fā)的全面評價專利價值的指標體系。該指標綜合了專利類型、被引證次數(shù)、同族個數(shù)和同族國家數(shù)量等多個客觀參數(shù)，數(shù)值越大，技術穩(wěn)定性越高，保護越充分。

清華-富士康納米科技研究中心石墨烯海外專利價值度集中分布在8到10之間。其中價值度為10的專利主要在2009年到2011年申請，2011年高價值專利申請數(shù)量最多，高達36件。

價值度為10的專利典型的有石墨烯薄膜與碳納米管薄膜結合形成的復合結構（如專利US8920661B2）、石墨烯膜用于制造熱致發(fā)聲元件（可見專利US8758635B2）、輸入指套的輸入端的碳結構包含石墨烯（可參考US9575598B2）、石墨烯片與碳納米管薄膜結合用于透射電子顯微鏡以減少高傳輸電子顯微鏡成像中的背景噪聲（如專利US20110017921A1）。

根據(jù)檢索結果可知，清華大學除了與鴻海精密工業(yè)股份有限公司共同申請了大量石墨烯海外專利以外，與羅伯特·博世有限公司、華為科技有限公司、江蘇華東鋰電技術研究院、麻省理工學院均也共同申請了石墨烯海外專利。此外，清華大學、清華大學深圳研究生院也分別申請了石墨烯海外專利?？梢娗迦A大學在石墨烯領域的技術合作廣泛，研發(fā)實力強大。進而，清華大學通過技術運營發(fā)揮這些石墨烯專利的價值的空間也非常大。

2、京東方科技集團股份有限公司

京東方科技集團股份有限公司(BOE)是一家物聯(lián)網(wǎng)技術、產(chǎn)品與服務提供商，核心事業(yè)包括顯示器件、智慧系統(tǒng)和健康服務。其主要產(chǎn)品如智能手機液晶顯示屏、平板電腦顯示屏、筆記本電腦顯示屏、液晶電視顯示屏、顯示器顯示屏出貨量在全球領先。京東方在我國石墨烯海外專利企業(yè)申請人中申請數(shù)量位列第一，實力強勁。

對京東方科技集團股份有限公司海外石墨烯專利技術構成進行主題聚類分析:

圖8  京東方科技集團股份有限公司海外石墨烯專利技術主題分布

可以看出，京東方在海外申請的石墨烯專利當中，技術方向主要分布在顯示基板、低溫多晶硅薄膜晶體管、觸控基板、有機發(fā)光二極管、穿戴設備等方面，反映出其技術與實際產(chǎn)品具有很強的吻合度。如在觸控基板領域的高價值專利US9791471B2（一種集成有傳感器和顯示面板及其制造方法，以及顯示裝置）、US9652099B2（陣列基板及其制造方法，觸控顯示裝置），薄膜晶體管領域的高價值專利US9786791B2（薄膜晶體管，陣列基板及其制造方法）、US20160043152A1（薄膜晶體管及其制造方法，陣列基板及有機發(fā)光顯示面板）都體現(xiàn)出其核心技術地位。顯示基板領域主要技術方向是石墨烯用于制作導電粒子、電子封裝器件及顯示裝置的有機涂層，包含石墨烯、石墨烯用于制作保護顯示裝置的抗靜電保護膜等。

對京東方石墨烯海外專利技術重要發(fā)明人技術構成進行統(tǒng)計：

 圖9  京東方石墨烯海外專利技術重要發(fā)明人技術構成

可以看出楊久霞在京東方科技集團股份有限公司中技術優(yōu)勢突出，在2013到2016年間共申請專利15項，其技術方向主要布局在H01L（半導體器件）、G02F（用于控制光的強度、顏色、相位、偏振或方向的器件或裝置）、G06F（電數(shù)字數(shù)據(jù)處理）領域。白峰的海外專利申請數(shù)量也較多，張峰、姚琪、戴天明、董學等人也有較強的研發(fā)能力。

3、深圳市華星光電技術有限公司

深圳市華星光電技術有限公司作為面板行業(yè)的新生力量，始終致力于提高國內(nèi)面板自給率，提升中國顯示面板的國際競爭力。目前，華星光電共有三條液晶面板生產(chǎn)線，產(chǎn)品全線覆蓋大尺寸電視面板和中小尺寸移動終端面板。華星光電在我國石墨烯海外專利申請數(shù)量上總排名第三，在企業(yè)申請人中排名第二。

對深圳市華星光電技術有限公司石墨烯海外專利技術主題趨勢進行分析：

圖10  深圳市華星光電技術有限公司石墨烯海外專利技術趨勢

由圖可見，深圳市華星光電技術有限公司海外申請的石墨烯相關專利技術主要分布在tft基板結構、導電粘合劑、彩膜基板、LED燈條、石墨烯用于液晶顯示面板等方向。這幾個主要技術領域的石墨烯海外專利均有持續(xù)增長的申請趨勢。

這幾個技術角度中，Tft基板結構相關專利申請數(shù)量較多，2015年達到申請數(shù)量最高峰。該領域的應用主要是石墨烯用于薄膜晶體管基板制造、液晶面板結構中石墨烯用于液晶分子的垂直配向等；導電粘合劑領域的石墨烯海外專利申請集中在2014年和2015年，主要是石墨烯用于制造導電膠、導電膜、導電粘結劑、導電密封樹脂片等；彩膜基板領域海外專利申請數(shù)量也呈現(xiàn)較快增長趨勢。該技術領域石墨烯主要應用在pdlc(聚合物分散液晶)顯示器件和顯示裝置、石墨烯顯示器的驅(qū)動裝置、背光模塊等；LED燈條的海外石墨烯專利申請時間較晚，但增長迅速?？傮w來看，石墨烯在液晶面板中的應用是深圳市華星光電技術有限公司的技術優(yōu)勢。

對深圳市華星光電技術有限公司石墨烯海外專利的重要發(fā)明人進行排名,王燁文申請的專利數(shù)量最多，是深圳市華星光電技術有限公司重要技術骨干。他在2012到2015年間共申請專利14件。黃沖和樊勇實力相當，申請專利數(shù)量相同。陳雅惠、李吉、李冠政、羅長誠也是重要研發(fā)人員。

4、濟南圣泉集團股份有限公司

濟南圣泉集團股份有限公司是一家立足于玉米芯等植物秸稈綜合利用深加工，專業(yè)生產(chǎn)各種生物質(zhì)能源及生物質(zhì)化工產(chǎn)品的大型化工企業(yè)集團。公司形成了以鑄造材料、工業(yè)酚醛為主導、涉足生物化工領域的專業(yè)化、系列化、規(guī)?；a(chǎn)品的生產(chǎn)結構。該公司在我國石墨烯海外專利申請數(shù)量中總排名第五，近幾年石墨烯海外專利申請量持續(xù)增長。

對濟南圣泉集團股份有限公司石墨烯海外專利的技術主題趨勢進行分析：

圖11 濟南圣泉集團股份有限公司石墨烯海外專利的技術主題趨勢

可以看出，濟南圣泉集團股份有限公司石墨烯海外專利的技術主要分布在含有生物質(zhì)石墨烯的聚酯復合纖維、以生物質(zhì)碳源為原料制備多孔石墨烯、含有石墨烯的粘膠纖維及其制備、石墨烯吸附材料用于香煙過濾嘴等方向。

圣泉集團在含有石墨烯的復合聚酯材料相關領域申請的海外石墨烯專利數(shù)量最多，申請量集中在2016年且有持續(xù)申請趨勢。通過對圣泉集團的海外石墨烯專利價值度進行分析，發(fā)現(xiàn)該公司價值度為10的專利技術為”以生物質(zhì)碳源為原料制備多孔石墨烯“（可見專利US20170137293A1），可見該技術領域是圣泉集團的技術強項。

對濟南圣泉集團股份有限公司石墨烯海外專利的重要發(fā)明人技術構成進行排名可以看出，張金柱技術實力突出。其海外專利技術主要分布在C01B（非金屬元素；其化合物）和D01F（制作人造長絲、線、纖維、鬃或帶子的化學特征）領域。此外，在B82Y、C08K、C08L等領域也有一定數(shù)量的申請。劉頂、鄭應福等人也是該公司重要研發(fā)力量?？傮w來看，濟南圣泉集團股份有限公司石墨烯海外專利主要發(fā)明人比較集中，各位發(fā)明人重點技術領域突出。

此外，濟南圣泉集團股份有限公司石墨烯海外專利技術保護范圍廣泛，其申請分布在世界知識產(chǎn)權組織、歐洲專利局、日本、韓國、澳大利亞、加拿大、美國、印度、墨西哥、巴西、俄羅斯等眾多國家和地區(qū)，海外專利布局意識非常強。

5、華為技術有限公司

華為技術有限公司是一家生產(chǎn)銷售通信設備的民營通信科技公司，產(chǎn)品主要涉及通信網(wǎng)絡中的交換網(wǎng)絡、傳輸網(wǎng)絡、無線及有線固定接入網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡及無線終端產(chǎn)品，為世界各地通信運營商及專業(yè)網(wǎng)絡擁有者提供硬件設備、軟件、服務和解決方案。根據(jù)華為集團網(wǎng)站報導，2016年底華為推出業(yè)界首個高溫長壽命石墨烯助力的鋰離子電池，可見其在石墨烯應用領域的研發(fā)實力強勁。

 對華為技術有限公司海外石墨烯專利技術主題進行聚類分析：

圖12 華為技術有限公司石墨烯海外專利技術主題聚類

可以看出，華為技術有限公司的石墨烯海外相關專利技術主題主要分布在金屬納米線摻雜石墨烯纖維的復合纖維、有機太陽能電池、導熱墊、光傳輸網(wǎng)絡節(jié)點使用石墨烯發(fā)光器、石墨烯用于光電探測器等。

華為技術有限公司的石墨烯海外專利布局范圍較廣，在世界知識產(chǎn)權組織、歐洲專利局、美國和日本均有分布，說明其海外技術保護的意識強，積極參與石墨烯海外技術市場競爭。

五、結語

通過對我國石墨烯海外專利進行統(tǒng)計分析，可以看出目前我國在石墨烯相關技術領域?qū)Ｍ鈱＠纳暾埮c布局重視程度越來越高，申請數(shù)量持續(xù)快速增長。

在申請地區(qū)布局上，我國石墨烯海外專利集中布局在美國、世界知識產(chǎn)權組織、日本、歐洲專利局，在韓國、德國、英國、加拿大等國也有少量分布，海外專利布局范圍還有待擴張。

在技術布局上，材料制備方向主要分布在石墨烯、石墨烯氧化物及石墨烯復合材料制備上；應用角度上主要分布在石墨烯在半導體、電力、儲能等技術領域的應用方向上。

在申請人方面，以清華-富士康納米科技研究中心為代表的研究機構申請人和以京東方科技集團股份有限公司、深圳市華星光電技術有限公司、濟南圣泉集團股份有限公司、華為技術有限公司為代表的企業(yè)申請人是中國在海外進行石墨烯專利布局的佼佼者。

總體上看，當前我國石墨烯相關專利申請主要分布國內(nèi)，國外布局比重相對較小。在已有的海外專利布局范圍不夠廣。相比美國、韓國、日本等石墨烯技術較為先進的國家，我們還要加強海外技術布局的意識，提高石墨烯材料制備等關鍵技術領域的技術水平，為進一步推動我國石墨烯技術創(chuàng)新和樹立石墨烯大國形象不懈努力。

文章來源：IPRdaily中文網(wǎng)