專利分析視域下的競爭情報研究——以菏澤市壓延銅箔產業為例

董傳民，張乾，于連生

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專利分析視域下的競爭情報研究——以菏澤市壓延銅箔產業為例

董傳民，張乾，于連生

（菏澤市科學技術情報研究所，山東 菏澤 274000）

專利信息分析作為產業競爭情報與專利競爭戰略研究的重要工具，是情報工作和科技工作結合的產物。利用專利分析中的專利集聚方法來研究技術所處的發展階段和產業策略，并以菏澤市壓延銅箔產業為例，對國際與我國相關申請技術進行橫向對比，根據技術生命周期相關系數分析我國壓延銅箔技術發展時期，揭示了菏澤市在該領域技術的現狀及發展趨勢。

壓延銅箔；專利分析；競爭情報；產業鏈

1 壓延銅箔概況

壓延銅箔是以銅帶坯為母材，通過熔煉鑄造、熱軋開坯、銑面、軋制、退火、脫脂清洗及表面功能性處理等工藝制造而成，其組織結構為層片重疊狀加工組織；具有高強度、高延展性、高導電性、優異的撓曲性以及穩定的化學性能等特點，用于制造撓性電路板（FPC）、新能源汽車動力電池、節能產品LED、電磁屏蔽等產品，廣泛應用于電子通訊、航空航天、智能醫療、智能機器人、新能源汽車和軍事軍工等領域；是實現智能化、信息化、網絡化發展的高端電子產品的核心基礎材料。

1.1 生產工藝流程

工業用銅箔按生產方式的不同，分為電解銅箔和壓延銅箔兩大類。電解銅箔是利用電化學原理通過銅電解而制成的，制成生箔的內部組織結構為垂直針狀結晶組織，其生產成本相對較低。壓延銅箔是利用塑性加工原理，通過對銅錠的反復軋制-退火工藝而成的，其內部組織結構為片狀結晶組織，壓延銅箔產品的延展性較好。

壓延銅箔的主要生產流程為：熔化→鑄錠→鑄錠加熱→熱軋→銑面→冷粗軋→退火→銅箔預精軋→退火→精軋→脫脂→表面功能化處理→檢驗→分切包裝。

壓延銅箔是以陰極銅等為主要原料，在1 200 ℃以下熔化、保溫后，采用立式半連續工藝鑄造成鑄錠，經過800 ℃以上高溫下反復多次熱軋、銑面后經冷粗軋，經清洗和退火后，獲得壓延銅箔生產所需的1.5～2 mm帶坯；經過銅箔預精軋、退火、精軋、脫脂、表面功能化處理、分切等工序獲得成品。

1.2 生產關鍵技術

1.2.1 壓延銅箔軋制技術

銅箔軋制屬于極限壓延，在0.035 mm以下厚度軋制時，使用無（負）輥縫為主體的AGC控制方式。在無（負）輥縫狀態下，軋輥已變形為一個非圓輪廓，接觸弧長等于軋輥壓扁，輥縫已經全部壓靠，其壓下量與軋制壓力大小已經沒有絕對關系，即軋制力的增強變化對箔材厚度的變化影響已經很小，軋制過程完全由控制張力和軋制速度的大小來完成。銅箔軋機的厚度控制主要通過張力控制環和速度控制環來實現。

1.2.2 脫脂清洗技術

目前，壓延銅箔脫脂主要采用烴系油為脫脂劑，根據相似相溶原理，去除壓延銅箔表面的軋制油；與堿性及其他水系脫脂相比，其優點為油的浸潤性好，與軋制油的互溶性強，且易于蒸餾，在保證脫脂效果的同時，可進行回收利用，且不產生廢水廢氣等污染排放物。

1.2.3 壓延銅箔表面功能化處理技術

為了滿足壓延銅箔在使用過程中具有更好的與印制基板結合力及耐熱性、耐蝕性、可焊性和高溫抗氧化性等要求，需對壓延銅箔表面進行粗化、固化、黑化或紅化、鈍化功能化處理。主要核心技術包括壓延銅箔黑化處理技術、壓延銅箔鍍層超精細顆粒控制技術及高溫防氧化技術等。

1.3 壓延銅箔的應用

1.3.1 撓性印制電路板（FPC）用壓延銅箔

FPC是一種利用撓性基材制成的具有圖形的印刷電路板，由絕緣基材與導電層構成，絕緣基材與導電層之間可以有黏結劑，導電層使用的原材料為高精電子壓延銅箔。壓延銅箔的耐撓曲性可以達到數萬次甚至上億次，這與電解銅箔相比具有明顯的優勢，被廣泛應用在撓性覆銅板的制造中。據不完全統計，壓延銅箔有80%以上應用在此領域。目前，市場成熟商品主要有規格為厚度12 μm、18 μm、35 μm及70 μm的黑化處理箔。2016年中國覆銅板行業調查統計分析報告表明，2016全國FPC產能為1.296 6×109m2，比2015年增長20%；產量為5.464×107m2，比2015年增長4%.隨著FPC的快速發展，壓延銅箔的需求不斷增加，預測2020年FPC用壓延銅箔需求量1.0×108m2以上（約20 000 t）。

1.3.2 鋰離子電池用壓延銅箔

壓延銅箔是鋰離子電池的負極集流體用材料之一，它具有良好的導電性、柔韌性和適中的電位，在鋰電池中，充當負極材料的集流體，擔任負極電子收集與傳輸的載體，是鋰離子電池負極集流體的首選材料。主要產品厚度6 μm、8 μm和10 μm。據中汽協數據統計，2016年新能源汽車生產517 000輛，銷售50 7000輛，比2015年分別增長51.7%和53%，呈現出高速增長，預計到2020年，新能源汽車動力電池用壓延銅箔需求量將達1.6×104t以上。

1.3.3 電磁屏蔽用壓延銅箔

以壓延銅箔作為基材制作的電磁屏蔽材料廣泛應用于無線電通信設備、汽車電子設備、電磁信號傳輸線路等，防止電磁波輻射污染以保護環境和人體健康，防止電磁波泄漏以保障信息安全。壓延銅箔作為電磁屏蔽體的主要材料，主要作用為屏蔽和散熱。制造電磁屏蔽材料所需壓延銅箔厚度為10～70 μm，狀態為完全退火態。

2 國外壓延銅箔行業發展現狀

2.1 國外壓延銅箔主要企業

由于壓延銅箔生產技術門檻高，因此，長期以來壓延銅箔的生產高度集中，其核心生產技術被日本和美國少數幾個生產商掌握，并且占據了壓延銅箔的大部分市場份額。國外壓延銅箔生產商主要有日本日礦金屬株式會社（Nippon Mining）、日本福田金屬箔粉工業株式會社（Fukuda）、美國奧林黃銅公司（Olin Brass）和日本日立電線株式會社（Hitachi Cable）等，其中日本日礦金屬是全球壓延銅箔技術最先進、質量水平最高、品種最多和規模最大的引領全球壓延銅箔行業發展的龍頭企業，占據了世界市場絕大部分份額。目前，國內撓性印制電路板所需高檔壓延銅箔主要由日本日礦金屬供應。

2.2 國外壓延銅箔相關標準規范

國外壓延銅箔相關標準如表1所示。

表1 國外壓延銅箔相關標準

標準類別最新標準號標準發布者 美國ANSI/IPC標準IPC-4562A-2008 印制線路用金屬箔美國國家標準學會/國際電子工業鏈接協會 歐洲IEC標準IEC 61249-5-1-1995互連結構用材料第5部分：有或無涂層的導電箔和薄膜分規范集第1節：銅箔（用于生產覆銅基材）國際電工委員會 日本JIS標準JIS C6515—1998 印刷電路板用銅箔日本工業標準委員會

國外壓延銅箔相關標準主要有美國IPC標準、歐洲IEC標準和日本JIS標準。全部為印刷電路領域所使用銅箔的標準，如IPC-4562A標準涉及的金屬箔有9種，其中壓延銅箔3種，但目前國外在鋰離子電池、電磁屏蔽領域用壓延銅箔尚未有相關標準出臺。

3 國內壓延銅箔發展現狀

3.1 國內壓延銅箔行業狀況

國內壓延銅箔市場長期被日本企業壟斷，壓延銅箔價格昂貴，產品附加值高。自2010年國內首個年產5 000 t高精電子壓延銅箔項目由廣源銅帶投資開工建設，隨后中鋁上海銅業、中色奧博特、靈寶金源朝暉紛紛上馬壓延銅箔項目，經過較長的項目建設期、產品研發期和市場培育拓展階段，國內壓延銅箔行業逐步掌握了壓延銅箔產品生產技術，形成了自主知識產權，黑化處理壓延銅箔、紅化箔及軟態箔等產品供應市場，占據一定份額；但整體產品技術水平、質量穩定性、可靠性等方面和日本日礦金屬等國外企業仍具有較大差距。

目前，國內專業從事壓延銅箔研發生產的企業有山東天和壓延銅箔有限公司（廣源銅帶銅箔項目2014年注冊成立）、中色奧博特銅鋁業有限公司、靈寶金源朝暉銅業有限公司。蘇州福田金屬有限公司是日本福田在中國的外資公司，目前只有2條壓延銅箔表面功能化處理生產線，其光箔外購。中鋁上海銅業壓延銅箔生產線整體搬遷至中鋁華中銅業，目前處于設備搬遷和調試階段。據中國有色金屬報報道，總投資20.88億元的“中條山集團年產5.0×104t高精度銅板帶、壓延銅箔和2.0×106m2覆銅板項目奠基儀式”2018-04初在河南垣曲縣新城鎮關家村隆重舉行，該項目建成后將具備5 000 t壓延銅箔產能。

根據中電材協電子銅箔材料分會（CCFA）統計數據，2017年國內壓延銅箔產量同比增加96.2%，達到7 023 t。實際銷售量達到6 941 t，年增長率為98.9%.銷售收入7.720 4億元，年增長率為154.3%.

3.2 國內壓延銅箔相關標準規范

隨著國內壓延銅箔行業的技術進步、產品供應市場，壓延銅箔相關產品技術標準也逐步建立。山東天和壓延銅箔申報的《電磁屏蔽用壓延銅箔》標準和中鋁華中銅業申報的《壓延銅箔帶坯》標準均已獲得國家工信部行業標準立項，目前已開展相關研制工作。

4 壓延銅箔專利分析

4.1 世界專利分析

數據庫：IPtech。

分類標準：IPC分類。

檢索時間：2018-11-01.

檢索式：（TIAB：（rolled）AND TIAB：（copper） AND TIAB：（foil） OR TIAB：（壓延銅箔）） AND （AD=[19600101 to 20181101]）。

檢索數據量：619件專利。

4.1.1 申請量趨勢

圖1給出了自2000年以來，壓延銅箔領域全球專利申請量的趨勢?？梢钥闯鰤貉鱼~箔領域相關技術發展進程大致分為2000—2010年和2010年以來兩個階段。隨著以蘋果手機為代表的智能電子設備的快速發展，帶動了高端柔性電路板（FPC）的需求，擴大了壓延銅箔的應用需求，提高了壓延銅箔的技術要求，同時中國企業及科研機構紛紛進入壓延銅箔領域，因此，全球范圍加強了壓延銅箔技術領域的研發強度。

圖1 全球壓延銅箔相關專利申請量趨勢

4.1.2 區域分布

圖2和圖3分別顯示了全球壓延銅箔相關專利申請國專利數量及占有率情況。通過對壓延銅箔專利公開地域分布的分析，可以看出日本以436件專利位于專利公開量的首位，大幅領先于其他國家或地區，占據了76%的份額，體現了日本對壓延銅箔領域核心技術的掌握和壟斷。經過近幾年壓延銅箔的產業發展，中國逐步掌握相關核心技術，以87件專利位居第二。

此外，圖2和圖3體現了壓延銅箔技術研究開發活動高度集中，主要集中在日本和中國。

圖2 全球壓延銅箔相關專利申請國專利數量

圖3 全球壓延銅箔相關專利申請國家占有率情況

4.1.3 申請人分析

表2列出了全球壓延銅箔相關專利主要申請人。全球壓延銅箔相關專利前十大申請人中日本8名，中國2名，全部為金屬加工領域企業。其中日礦金屬以18年活動年期、200件專利，遙遙領先其他申請人，凸顯了日礦金屬在壓延銅箔相關技術領域的龍頭地位。中色奧博特和靈寶金源朝暉2家企業在壓延銅箔項目建設和產品技術研發中積累了較多的專利。

表2 全球壓延銅箔相關專利主要申請人

公司名稱專利件數活動年期發明人數平均專利年齡 ＪＸ日鉱日石金屬株式會社20018955 日立電線株式會社5012348 株式會社ＳＨカッパープロダクツ233174 新神戸電機株式會社22113511 古河電気工業株式會社219236 中色奧博特銅鋁業有限公司204461 靈寶金源朝輝銅業有限公司194371 日立ビークルエナジー株式會社94206 三洋電機株式會社84199 三井金屬鉱業株式會社662211

4.2 日本專利分析

數據庫：IPtech。

分類標準：IPC分類。

檢索時間：2018-10-31.

檢索式：（TIAB）：（rolled）AND TIAB：（copper）AND TIAB：（foil））AND （AD=[19600101 to 20181031]）。

檢索數據量：326件專利。

4.2.1 申請量趨勢

圖4顯示了壓延銅箔日本專利的申請量趨勢，和全球專利申請量趨勢較為相近。2010年后壓延銅箔相關研發增強，2013年后達到峰值，開始進入技術成熟期。

圖4 壓延銅箔日本專利申請量趨勢

4.2.2 主要申請人

日本專利主要申請人如表3所示。

表3 日本專利主要申請人

公司名稱專利件數活動年期發明人數平均專利年齡 ＪＸ日鉱日石金屬株式會社12818496 日立電線株式會社5012348 株式會社ＳＨカッパープロダクツ233174 新神戸電機株式會社22113511 古河電気工業株式會社219234 日立ビークルエナジー株式會社94206 三洋電機株式會社84199 三井金屬鉱業株式會社662211 三菱マテリアル株式會社65129 住友金屬鉱山伸銅株式會社5249

表3列出了壓延銅箔日本專利前10位申請人，日礦金屬以128件占據第一。日本專利申請人全部來源于日本，未檢索出其他國家或地區在日本擁有壓延銅箔領域專利申請。

4.3 中國專利分析

專利分析相關參數如下。

數據庫：IPtech。

分類標準：IPC分類。

檢索時間：2018-10-31.

檢索式：（TIAB=（壓延銅箔））AND（AD=[19600101 to 20181031]）。

檢索數據量：134件專利。

4.3.1 申請量趨勢

壓延銅箔中國專利申請量趨勢如圖5所示。

圖5顯示了壓延銅箔中國專利申請量趨勢，自2012年以來，壓延銅箔專利申請量快速上升，這與中國相關企業投資壓延銅箔項目，開展壓延銅箔生產技術研發、工藝設備改造、產品應用研究等息息相關。

圖5 壓延銅箔中國專利申請量趨勢

4.3.2 主要申請人

表4列出了壓延銅箔中國專利前10位申請人。申請人以壓延銅箔生產企業為主，相關專利主要產自壓延銅箔產業化階段。世界壓延銅箔巨頭日本日礦金屬及古河電氣在中國進行了專利保護和布局，這應引起國內相關企業關注，在國產壓延銅箔逐步替代日本產品、市場競爭白熱化階段，發生專利糾紛的概率增大。

表4 壓延銅箔中國專利主要申請人

公司名稱專利件數活動年期發明人數平均專利年齡 中色奧博特銅鋁業有限公司204461 靈寶金源朝輝銅業有限公司194371 JX日礦金屬株式會社157173 古河電氣工業株式會社52113 北京科技大學42164 中鋁上海銅業有限公司44164 上海理工大學4190 山東天和壓延銅箔有限公司3394 山東金寶電子股份有限公司33164 大自達電線股份有限公司2212

5 菏澤市壓延銅箔企業情況

由于壓延銅箔產業高度集中，目前菏澤市研發生產壓延銅箔以及相關產品的企業僅有山東天和壓延銅箔有限公司一家。

5.1 企業情況

山東天和壓延銅箔有限公司為菏澤廣源集團核心企業，成立于2014年，位于菏澤市高新技術產業開發區，是集高精電子壓延銅箔產品研發、生產、銷售為一體的專業化生產企業。公司建有山東省電子壓延銅箔工程實驗室、山東省電子壓延銅箔工程技術研究中心等科技創新平臺，是中國電子材料行業電子銅箔材料專業十強。

公司與北京科技大學聯合承擔完成了“十二五”國家科技支撐計劃、山東省重大專項及菏澤市重大科技創新專項，引進了世界先進水平的高精電子壓延銅箔生產設備和尖端實驗檢測儀器，建成了國內首條高精電子壓延銅箔生產線，主要生產厚度0.006 mm以上、寬度650 mm以內的高精電子壓延銅箔系列產品，年生產能力5 000 t。是中國國內第一家打破國外壟斷、進入國際市場參與競爭的專業化生產企業，引領了國內壓延銅箔行業的發展。

目前，公司與北京科技大學、北京有色金屬研究總院等聯合承擔了“十三五”國家重點研發計劃“動力電池集流體超薄高純銅帶生產成套技術及產業化”項目。研發生產6 μm、8 μm動力電池壓延銅箔。項目進展順利，6 μm壓延銅箔新材料已供應寧德時代新能源，用于研發高能量動力電池。

天和壓延銅箔公司負責起草了的壓延銅箔系列國家行業技術標準，目前發布實施2項，立項在研1項。申請壓延銅箔生產關鍵技術專利3項，已獲得授權2項，核心專利技術主要涉及無針孔銅箔軋制技術、銅箔脫脂清洗技術及銅箔黑化處理技術。

5.2 發展面臨的問題

山東天和壓延銅箔有限公司作為菏澤市唯一一家高精電子壓延銅箔研發生產企業，目前面臨的主要發展困難有：①壓延銅箔生產核心技術主要涉及銅及銅合金壓力加工和電鍍化學兩大領域。目前，在壓延銅箔表面功能化電鍍處理方面仍存在較大問題，比如鍍層顆粒度精確細化控制、壓延銅箔鍍層耐腐蝕性能提升等。②壓延銅箔屬于技術密集型產業，高端人才和技術工人支撐短缺。企業人才資源不僅呈現出招人才難、留人才難的狀況，一線操作人員也出現招工難，留人難的情況。主要缺乏高層次企業生產管理人才、財務金融人才、銅及銅合金板帶箔加工人才、電化學專業人才、機械設備人才和技術工人。③高精電子壓延銅箔產業化建設屬于重資產、資金密集型工程。主要設備依賴進口，新技術、新工藝、新產品的研發生產周期長，資金投入大。同時，受地方金融環境變化影響，企業資金壓力較大，流動資金缺口嚴重阻礙了企業的正常發展。④市場門檻高，認證程序嚴。高精電子壓延銅箔產品質量認證和效果驗證要通過產業鏈各生產環節和終端產品生產企業認證，環節多、周期長。

5.3 發展展望

5.3.1 依托創新平臺，聚集行業人才技術

企業發揮好“山東省電子壓延銅箔工程技術研究中心”和“山東省電子壓延銅箔工程實驗室”科研平臺的優勢和作用，將相關技術難題形成開放性課題，聚集領域內著名高校院所的專家團隊和行業內技術專家共同攻關。

5.3.2 建立健全制度，強健自身科研團隊

企業要加強自有人才的培養和合理使用，建立健全企業內部科技創新管理、獎勵等制度，激發技術人員創新熱情，鼓勵技術人員參加職稱評定，不斷增強和穩定人才隊伍。與北京科技大學、中南大學等高校院所建立產學研合作關系，做深做實產學研工作，建立人才培養通道，通過人才定向培養、定期培訓或來企授課等方式增強企業管理、技術等人才專業知識水平和管理、研發能力。

5.3.3 產業鏈上下游協同，運用協會資源

企業積極與用戶建立戰略合作伙伴關系，共同開展壓延銅箔新材料研發生產及應用研究。破除電子信息產業關鍵核心材料受制于日本企業的局面，促進產業鏈健康發展，保障國家電子信息產業安全。充分利用企業所在中國有色金屬行業協會、有色標委會、電子銅箔協會、覆銅板協會等資源和國家行業政策，推動產品市場拓展。

［1］于連生.高品質FPC用壓延銅箔工藝技術研究［C］//第十六屆中國覆銅板技術·市場研討會論文集：中國電子材料行業協會覆銅板材料分會、中國印制電路行業協會基板材料分會，2015.

［2］冷大光.我國電子銅箔行業發展現狀與展望［J］.覆銅板資訊，2018（03）：10-17.

［3］張專利.壓延銅箔發展現狀及市場分析［J］.有色冶金設計與研究，2015，36（04）：36-39，42.

［4］祝大同.世界及我國PCB用銅箔產業發展現況［J］.印制電路信息，2016，24（09）：12-16，35.

2095－6835（2019）05－0056－05

G350

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.05.056

董傳民（1981—），男，碩士研究生，菏澤市科學技術情報研究所助理研究員，主要研究方向為科學技術情報研究。

〔編輯：張思楠〕