采用德溫特專利數(shù)據(jù)庫和Incopat數(shù)據(jù)庫，結(jié)合關(guān)鍵詞、IPC分類、德溫特手工代碼的方法進(jìn)行專利數(shù)據(jù)采集，截至2017年3月，共得到德溫特專利118,362件（專利族）、中國發(fā)明和實(shí)用新型專利23,544件。對(duì)氫能及氫燃料電池專利進(jìn)行分析，有助于整體了解氫能及氫燃料電池領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀趨勢(shì)、技術(shù)重點(diǎn)熱點(diǎn)、區(qū)域競爭格局、競爭機(jī)構(gòu)情況。本期周報(bào)奉上氫燃料電池的技術(shù)競爭格局。

一、區(qū)域競爭格局

1.  技術(shù)領(lǐng)先國家--日本引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展，中國國際排名第三

專利申請(qǐng)人一般在其所在國首先申請(qǐng)專利，然后在一年內(nèi)利用優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)國外專利。因此，從專利申請(qǐng)人優(yōu)先權(quán)所屬國的數(shù)量分布上很大意義上反映了各國在該領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力。

圖為優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)的國家分布，圖中可以看到燃料電池專利技術(shù)主要集中在日本、美國、中國、韓國和德國。其中，日本優(yōu)先權(quán)專利數(shù)量達(dá)到66,971個(gè)專利族，占56%，處于絕對(duì)領(lǐng)先地位。中國以9%的份額排名第三。

圖1 優(yōu)先權(quán)國專利分布

2.  各國技術(shù)優(yōu)勢(shì)--日本技術(shù)全面領(lǐng)先，專利強(qiáng)國各關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展均衡

總體上看，日本、美國、中國、韓國和德國是燃料電池技術(shù)主要專利申請(qǐng)國，對(duì)各關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)方面發(fā)展比較均衡。日本作為全球?qū)＠琶谝坏膰?，在多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)上均處于絕對(duì)領(lǐng)先地位，技術(shù)最為全面且沒有明顯的短板，對(duì)控制技術(shù)尤為重視。美國雖專利數(shù)量排名第二，雖然數(shù)量上與日本存在較大差距，但各關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展比較均衡。中國專利數(shù)量排名第三，技術(shù)上比較重視電極和催化劑的研發(fā)。排名第五的德國，比較關(guān)注制氫、儲(chǔ)氫以及燃料電池加熱、冷卻技術(shù)。

圖2 主要國家技術(shù)優(yōu)勢(shì)分布 

圖3 主要國家技術(shù)領(lǐng)域分布比例圖

3. 國際專利布局--日本重視國際市場，并進(jìn)對(duì)重點(diǎn)國家展開布局

從專利技術(shù)國家專利布局上看，日本作為氫燃料電池專利族規(guī)模最大的國家，其對(duì)國際市場的布局也非常充分，因此除了對(duì)本國進(jìn)行專利保護(hù)外，為了在國外生產(chǎn)、銷售產(chǎn)品，其必須在國外地區(qū)申請(qǐng)相關(guān)專利以求獲得知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，同時(shí)該國同族專利的申請(qǐng)也可以反映出其市場戰(zhàn)略。

由圖中我們可以了解到，日本除在本國申請(qǐng)外，同時(shí)重點(diǎn)布局美國、中國、韓國、歐洲、德國等，其專利布局涉及39個(gè)國家和專利組織。美國專利數(shù)量相當(dāng)于日本的1/4，但在專利布局策略上，非常重視專利技術(shù)的國際布局，專利布局涉及49個(gè)國家和專利組織。而中國主要針對(duì)本國市場，在國外市場布局的專利數(shù)量很少。

圖4 主要國家專利布局

4.  中國專利區(qū)域布局--國內(nèi)機(jī)構(gòu)布局中國專利占半，上海領(lǐng)跑國內(nèi)

中國專利申請(qǐng)區(qū)域分布上，所有23，544件燃料電池技術(shù)相關(guān)中國專利中，53.6%來自我國本土機(jī)構(gòu)的申請(qǐng)，46.4%的中國專利申請(qǐng)來自國外機(jī)構(gòu)，顯示國內(nèi)專利布局方面，國內(nèi)機(jī)構(gòu)占據(jù)半壁江山。國外機(jī)構(gòu)中，來自日本對(duì)華市場顯示了極大的興趣，20%的中國專利申請(qǐng)來自日本。之后依次為美國、韓國和德國。從申請(qǐng)的中國專利類型上看，來自于日本、美國、德國、韓國的中國專利類型以發(fā)明專利為主，實(shí)用新型專利比例均低于1%，顯示來自國外的專利申請(qǐng)質(zhì)量較高。

圖5 主要國家在華專利布局

進(jìn)一步對(duì)來自國內(nèi)本土機(jī)構(gòu)的區(qū)域分析，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)各省市技術(shù)研發(fā)排名中，上海以中國專利總量的8.1%排名居首，北京次之占據(jù)6.6%，江蘇、遼寧、廣東緊隨后。從排名居前的國內(nèi)機(jī)構(gòu)申請(qǐng)的專利類型來看，遼寧省發(fā)明專利比例最高，占比83.2%，江蘇和上海發(fā)明專利比例較低。

相比國外機(jī)構(gòu)申請(qǐng)的中國專利，國內(nèi)機(jī)構(gòu)申請(qǐng)的中國專利質(zhì)量要略遜一籌。雖然國內(nèi)外機(jī)構(gòu)在申請(qǐng)中國專利數(shù)量超過國外機(jī)構(gòu)申請(qǐng)的中國專利，但排除實(shí)用新型專利后，國外機(jī)構(gòu)申請(qǐng)的發(fā)明專利數(shù)量已經(jīng)大幅超越了國內(nèi)機(jī)構(gòu)，國內(nèi)機(jī)構(gòu)申請(qǐng)發(fā)明專利為9591項(xiàng)，國外機(jī)構(gòu)申請(qǐng)發(fā)明專利10831項(xiàng)。

圖6 國內(nèi)省市專利申請(qǐng)分布

資料來源：Incopat

5.  國內(nèi)技術(shù)優(yōu)勢(shì)--上海、遼寧關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯

圖7 國內(nèi)省市專利申請(qǐng)分布

對(duì)比燃料電池中國專利各省市申請(qǐng)的情況，專利數(shù)量排名第一的上海市，多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)上處于全國領(lǐng)先地位，體現(xiàn)在制氫、儲(chǔ)氫、控制、外殼、密封技術(shù)等方面；專利數(shù)量排名第四的遼寧省，在電極、電解質(zhì)、催化劑、雙極板等燃料電池核心技術(shù)方面處于國內(nèi)領(lǐng)先。

二、競爭機(jī)構(gòu)

1. 國際專利申請(qǐng)人--車企掌握產(chǎn)業(yè)技術(shù)話語權(quán)，豐田、日產(chǎn)、本田、松下、東芝居前

圖8 國際專利申請(qǐng)人

燃料電池專利申請(qǐng)人全球排名中，日本豐田汽車以10,737個(gè)專利族據(jù)首位，占專利總量的9%；日本日產(chǎn)汽車以4,871個(gè)專利族次之；日本本田汽車第三。前二十排行榜中，汽車產(chǎn)業(yè)相關(guān)公司占據(jù)較大比重，反映燃料電池將在汽車產(chǎn)業(yè)中將成為主流應(yīng)用；燃料上游廠商較少，下游廠商較多，顯示該產(chǎn)業(yè)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化在即。各企業(yè)專利數(shù)量上的差距較大，且前五申請(qǐng)人占據(jù)行業(yè)專利占比較高，技術(shù)集中在大廠手中，產(chǎn)業(yè)技術(shù)趨于壟斷。

2. 中國專利申請(qǐng)人--本土機(jī)構(gòu)具備相當(dāng)實(shí)力，豐田、通用、中科院大連化學(xué)物理研究所居前

燃料電池技術(shù)中國專利申請(qǐng)人前二十排名中，豐田汽車以1,307項(xiàng)專利據(jù)首位，占專利總量的5.6%；通用汽車以713項(xiàng)專利次之；中科院大連化學(xué)物理研究所第三。榜單中，國內(nèi)本土機(jī)構(gòu)占據(jù)12席，顯示國內(nèi)機(jī)構(gòu)已經(jīng)具有相當(dāng)技術(shù)實(shí)力。排行榜中，各機(jī)構(gòu)專利數(shù)量占比不大，顯示中國專利申請(qǐng)人布局較為分散，沒有技術(shù)壟斷機(jī)構(gòu)出現(xiàn)。

圖9中國專利申請(qǐng)人

考察本土機(jī)構(gòu)申請(qǐng)人類型發(fā)現(xiàn)，企業(yè)申請(qǐng)人專利申請(qǐng)占比67%，大專院校和科研單位占據(jù)28%，顯示企業(yè)占據(jù)燃料電池技術(shù)研發(fā)的主導(dǎo)地位。與國際相比，我國申請(qǐng)人排名中出現(xiàn)較多大學(xué)與研究單位，顯示我國燃料電池距離產(chǎn)業(yè)化仍有一定距離，需要加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作。

圖10 中國專利申請(qǐng)人類型

3.  機(jī)構(gòu)合作--形成七大技術(shù)合作群

從專利合作申請(qǐng)角度分析，國際上燃料電池技術(shù)領(lǐng)域有多個(gè)技術(shù)合作集群。包括：豐田汽車、電裝、京瓷、愛信精機(jī)合作群；東京燃?xì)狻⒋筅嫒細(xì)?、NGK Spark Plug、三菱重工、京瓷、富士電機(jī)合作群；戴姆勒、福特汽車合作群；本田汽車、JSR合作群；現(xiàn)代汽車、起亞汽車、韓國先進(jìn)科技學(xué)院合作群；西門子、Varta合作群；關(guān)系電力、三菱電機(jī)、三菱材料、富士電機(jī)、住友電氣工業(yè)株式會(huì)社、藤倉合作群。

圖11 申請(qǐng)人合作

資料來源：Orbit

4. 企業(yè)綜合實(shí)力—日本廠商成為行業(yè)創(chuàng)新和競爭主體

圖12 企業(yè)技術(shù)能力

企業(yè)綜合競爭力評(píng)估方面，根據(jù)Innograph專利分析平臺(tái)提供的分析模型，綜合考慮企業(yè)的專利數(shù)量、專利涉及分類數(shù)量、專利涉及地區(qū)數(shù)量、被引次數(shù)、營業(yè)收入、專利侵權(quán)情況等方面，如圖所示，縱坐標(biāo)反映企業(yè)擁有的資源，橫坐標(biāo)代表了企業(yè)技術(shù)實(shí)力，氣泡大小表示專利數(shù)量。

結(jié)果顯示：燃料電池行業(yè)中，豐田汽車、本田汽車、松下、日產(chǎn)汽車、通用汽車、東芝、上線、現(xiàn)代汽車、日立、戴姆勒、西門子等企業(yè)綜合實(shí)力居前。其中排名前十公司中，以日本公司占據(jù)六席為主，反映日本企業(yè)綜合競爭力較強(qiáng)。