微化工技術的全球科技創新態勢

王 林

(中國石化青島安全工程研究院化學品安全控制國家重點實驗室，山東青島 266071)

微化工技術從化學品制備的工藝和設備源頭著手，利用混合速率快、傳質系數高、停留時間短、生產效率高以及過程安全、易于控制、放大效應小、產業化風險低等優勢，將連續穩態和集成自控融入到化學合成工藝的優化、設計和生產過程中，為化工過程的本質安全研究開辟了新的發展方向[1-8]。自20世紀80年代以來， VELOCYS、CORNING、SHELL、BASF、BAYER、MERCK等歐美公司早已積極投入到微化工技術的研發與應用中，并已在精細化工、生物制藥等領域取得了一系列工業進展。中科院大化所、清華大學、南京工業大學等科研院所，以及中國石化、山東豪邁、杭州沈氏等企業/公司則成為我國在該領域科技研發與工業轉化方面的先行者。

專利文獻可以直觀反映某個技術領域最新的科技發明、創造和設計，能幫助了解相關領域的發展脈絡和技術動向，掌握競爭對手的研發活動和市場布局，并可以指導企業拓展技術創新思路，避免重復研究，做好創新成果保護[9-15]等。本文對微化工技術領域的全球專利信息進行了檢索、篩選、標引與分析，著重從專利的申請趨勢、布局特點、技術方向、科研機構、核心專利等角度來認識和了解微化工技術的發展趨勢、全球格局與競爭態勢，為指導后續技術創新工作，提升研發創新成果保護力度提供支撐。

1 數據來源與統計分析說明

本文基于Patsnap智慧芽專利數據檢索和分析平臺，采用主題、國際專利分類號相結合的方式，對全球微化工技術領域的專利文獻數據進行檢索分析[8-10]。專利樣本數據截至2018年12月31日。鑒于從提交專利申請至信息公開存在一定的滯后期，且公開數據進入檢索數據庫的時間略有延遲，故2017、2018年的數據僅供參考。另外，在數據處理過程中，將各分子公司均歸一為母公司進行統計。

2 結果與分析

2.1 微化工技術專利數量發展趨勢分析

專利年申請量的變化趨勢可從總體上反映某一技術領域的科技創新發展態勢，其中專利優先權申請數量能夠直觀反映該技術領域科技創新的活躍程度，而總申請(優先權申請+同族申請)數量則可反映該技術領域在全球范圍內的專利保護程度與力度。

截至公開日期2018年12月31日，全球與微化工技術密切相關的專利優先權申請數量共5 061件，專利總申請數量共8 640件。圖1為微化工技術全球專利申請數量隨年度的變化情況。微化工專利技術最早源自于英國石油、埃克森美孚、帝國化工、殼牌公司等歐美老牌石油化工公司。全球科技創新活躍程度自1993年起逐步提升，2000年開始顯著提升，2017年達到專利申請數量頂峰705件。在該領域布局的國家或地區由1993年之前的7個增長到2017年的45個。該領域的傳統強國美國、日本、德國等國家專利申請數量則自2000年之后整體保持平穩。與此形成鮮明對比的是中國專利權人申請數量的井噴式增長，自2007年起開始快速攀升，10年間增長了近22.5倍，逐步成為該領域全球專利申請的主要力量。

圖1 微化工技術全球專利申請趨勢

2.2 微化工技術專利地域布局態勢分析

根據專利公開國和專利申請國對檢索專利進行統計分析，可以了解不同國家或地區的專利分布狀況，揭示專利技術保護的地域范圍，把握技術的申請流向，進而了解技術的全球技術與市場布局。截至2018年12月31日，微化工技術共有49個國家的專利權人在全球43個國家地區進行了國際專利布局。

由圖2微化工技術專利公開國(技術應用國家或地區)分布可知，若不考慮WIPO(世界知識產權組織)和EPO(歐洲專利局)，微化工技術的專利申請主要集中于中國、美國，日本、澳大利亞與加拿大，其他國家或地區均少于200件。可見上述5國為微化工技術最重要的專利布局地和市場競爭地。

圖2 微化工技術專利公開國(技術應用國家或地區)分布

由圖3微化工技術專利申請國(技術來源國家或地區)分布可知，技術來源國以歐美發達國家為主，其次為中日韓等亞洲國家。其中中國、美國、德國與日本是最主要的專利技術來源國，專利申請數量遠超其他國家。

圖3 微化工技術專利申請國(技術來源國家或地區)分布

由圖4微化工技術全球專利技術流向可知，中國專利以本國申請為主，而美國、日本在重視本國專利申請的同時，也非常重視全球市場的專利布局，在WIPO(世界知識產權組織)、EPO(歐洲專利局)、德國、法國、澳大利亞、加拿大、韓國和中國均進行了專利布局，涵蓋了北美、歐洲、亞洲的主要國家。德國、荷蘭則以布局全球市場為主，尤其是在美國、WIPO、EPO、澳大利亞、加拿大等歐美發達國家和地區有為數不少的專利布局。

圖4 微化工技術全球專利技術流向

深入對比分析中國和美國的專利申請，如圖5所示。中國專利權人的中國專利申請占97.3%，僅在中國以外的6個國家或地區布局。而美國專利權人則在全球24個國家和地區進行了專利布局，本國專利申請占比僅為25.56%。可見中國申請人的全球專利布局意識還需加強。

圖5 中國、美國專利權人微化工技術領域全球專利布局情況

2.3 微化工技術研究機構競爭態勢分析

研究機構競爭態勢分析即對專利權人的分析，對于了解某一技術領域研究機構的競爭力和研發力量投入具有重要作用。

微化工技術領域專利申請量在前10位的研究機構分布情況如表1所示。可見全球微化工技術領域依然還是美國、歐洲的石油化工與生物醫藥行業實力強勁的企業/公司占據核心創新地位，科技研發實力更強。而中國專利權人仍以高校/科研院所為主，側面反映出中國進入全球微化工技術領域較晚，目前還處于跟跑地位，尚處于基礎研究階段，離產業化專利布局還有一定距離。

表1 微化工技術研究機構排序

根據研究機構專利申請年份和申請區域的比較，可以了解不同研究機構在該領域的發展動態和專利布局情況，進而全面分析各研究機構的全球綜合競爭力，詳見圖6、圖7。

從專利首次申請時間來看，中國專利權人的專利布局明顯落后。從專利申請趨勢來看，萬羅賽斯與康寧公司專利布局時間較晚，但后續年申請量持續穩定；巴特爾研究院、GYROS公司、加利珀公司專利布局時間較早，但近幾年申請量顯著下降，殼牌、默克公司近幾年未有公開專利申請；3位中國專利權人的專利申請量則連年攀升。

從專利申請區域來看，位于前10位的美歐專利權人都進行了大量的全球范圍的專利布局，尤其重視在美國、歐洲、中國、日本、澳大利亞、加拿大等主要市場的布局。康寧、萬羅賽斯、殼牌等實力強勁的微化工公司也在中國進行了大量申請。而中科院大化所、清華大學、南京工業大學的本國專利申請則占據絕對優勢，在其他國家或地區仍鮮有布局。這說明中國研究機構的國際市場規劃與國際技術競爭意識還需要進一步加強。

2.4 微化工技術重點專利分析

2.4.1被引用次數最多的專利分析

被引用最多的專利代表專利已被廣泛應用，并且有很多申請人借鑒這些技術，這些專利更具影響力并代表著專利權人的核心創新技術。在被引用次數最多的前20項專利中，有19件為美國專利申請，1件為源自美國發起的PCT申請。被引用次數最多的為巴特爾紀念研究院于1998年申請的專利“微組分化學工藝表結構”，被引用次數高達526次。美國吉諾米克斯公司名為“用于分析聚合物的方法和產品”的專利被引用次數達519次，美國埃克來拉生物科學公司則有2件專利被引用次數超過400次。另外巴特爾紀念研究院、埃克來拉生物科學公司、加利珀生命科學股份有限公司公司分別有5件、4件、2件專利被引用次數排在前20位。可見，美國科研機構是微化工技術領域開展相關研究最早、研究最為深入、技術認可度最高的國家。

圖6 重點研究機構專利申請趨勢

圖7 重點研究機構專利申請區域

2.4.2涉及許可交易的專利分析

根據美國、中國許可交易數據庫，微化工技術領域共計發生許可交易54次，涉及20家技術許可方，8家技術受讓方，62件專利。技術許可方方面，美國企業/公司、科研機構均發生過許可交易。其中巴特爾紀念研究院實現對外許可10次，加利福尼亞大學、桑迪亞國家技術與工程解決方案公司分別對外許可7次，萬羅賽斯公司和哥倫比亞大學對外許可4次。技術受讓方方面，主要以美國國家政府機構、國家級科學研究機構為主，其中美國能源局接受許可33次，美國國家科學基金會、美國國家衛生研究院、美國海軍分別接受許可8次、5次和2次。可見出于技術保密，市場保護等因素，該領域美國企業以自我研發創新為主，企業/公司之間的許可較少。

2.4.3涉及侵權訴訟的專利分析

長期的訴訟案件可能涉及大量的準備工作，不可預知的訴訟結果以及外包法律咨詢，會產生非常昂貴的訴訟費用，因此涉及長期訴訟案件的專利可能代表公司最有價值的技術，所以公司愿意投入更多的時間和金錢來爭取專利權的所屬。

根據美國專利訴訟數據庫，微化工技術領域共發生過11起專利訴訟。最具訴訟力的組織是加利珀生命科學股份有限公司，共提交4次專利訴訟。涉及訴訟次數最多的專利是加利珀公司的2件美國專利申請：“多層微流體裝置”和“微流體系統包含不同的通道尺寸”，分別涉及4次訴訟。該領域訴訟時長最長案例為康帕克特公司針對萬羅賽斯公司、巴特爾紀念研究院關于“費-托合成的催化劑結構和方法”的無效申請，耗時長達13年，2014年以萬羅賽斯公司維權成功而告終。可見加利珀生命科學股份有限公司、巴特爾紀念研究、萬羅賽斯公司的核心專利綜合價值更高，有能力也有意愿通過專利訴訟的形式來保護自主核心技術與產品。

3 結語

綜合分析微化工技術領域的全球專利布局，美國、歐洲的石油化工和生物醫藥企業/公司在微化工技術領域的科研綜合實力較強，專利布局申請較早，且都進行了大量的全球范圍的專利布局。其中美國加利珀生命科學股份有限公司、巴特爾紀念研究院、萬羅賽斯公司為該領域綜合科技創新實力最強、技術原創性最高、核心專利布局最優、市場保護作用最大的3家研究機構。

因此，微化工技術領域的中國專利權人，包括中科院大化所、清華大學、南京工業大學等科研院所，以及中國石化、山東豪邁、杭州沈氏等企業/公司，應該重點關注上述重點專利權人在該領域的專利布局及應用情況，加快相關核心技術的科技研發與工業轉化，增強知識產權全球布局意識，借助微化工技術的發展，提升中國化工本質安全技術水平。