运用专利信息，助力空间技术创新发展

· 文| 北京空间科技信息研究所 刘亚利

运用专利信息，助力空间技术创新发展

· 文| 北京空间科技信息研究所 刘亚利

专利文献承载了发明创造内容，记载了从航天、生物等高科技到人类生活日用品各方面的每一件发明创造的具体技术解决方案。专利文献信息的充分运用是创新驱动发展战略不可替代的关键要素。运用专利文献信息确认创新点，对创新成果的全面保护，给予创新主体合法的垄断权，使创新主体独享专利技术，获得丰厚回报；利用专利文献信息，有效配置技术资源，使创新主体整合全球创新资源，提高创新起点，掌握关键核心技术，提升竞争能力。

一、专利文献的特点和利用

专利文献相比于其他科技文献，具有以下三方面特点，这些特点为各国及企业运用专利文献信息奠定基础。

1.专利文献集技术、法律、经济信息于一体，是一种内容广博的信息资源

按照专利分类统计，专利文献涵盖了7万多个技术主题，几乎涉及人类生活的各个技术领域，记载了人类取得的每一个技术进步，是一部技术百科全书。专利文献详细记载了发明内容、技术方案具体实现步骤和条件，界定了法律保护范围以及权利人信息、专利布局信息等。通过专利文献信息的分析研究，可获得某一技术领域技术发展的脉络，预测技术未来发展、某项专利技术的价值等。

2.专利文献传播最新科学技术信息

世界上多数国家或国际组织的专利申请实行先申请原则，即专利权授予最先申请的人，该制度促使发明创造主体为获取专利权而以最快速度提交专利申请。各国规定专利授权的实质性条件之一是发明创造满足新颖性原则，使专利文献信息成为最新的科技信息载体。

全世界每年公布的专利文献在150万件以上，专利文献储备量达到7000万件以上。各国每年出版的专利文献占科技出版物的四分之一, 内容包含了世界科技信息的91%～95%。美国PTO （专利商标局）指导的一项研究表明, 80%的专利信息未在其他出版物中反映过。专利文献信息成为世界上最大最新的技术信息源。

3.专利文献的格式标准化，具有统一的分类体系

各国的专利文献是依据专利法、审查指南等有关规定撰写、审查、出版的文件资料。各国的专利文献采用国际统一的专利文献著录项目识别代码，即便语言不通的情况下，也可以通过著录项目识别代码知道其含义。专利文献中的说明书采用法定的文体结构，每项内容都有具体的撰写要求和固定顺序，利于阅读理解技术方案。

专利文献信息充分揭示了科技信息、经济信息和法律信息。通过专利文献分析，了解技术产生、发展背景、现状和存在技术问题，预测技术未来发展趋势，掌握详细的实现创新技术的方案和具体实施步骤等科技信息；可监控竞争对手，掌握其研发动向、市场布局以及产品的市场领域等经济信息；确定专利技术或产品的保护范围、掌握技术或产品输入输出地的法律效力及风险等法律信息，为企业专利策略的制定和运用提供支撑。

空间技术较之参与市场竞争的技术领域具有垄断性和计划性，空间技术的发展关系到国防安全、国家形象、国民利益和民用经济效益。如果空间技术陷入侵权纠纷中，不仅带来巨额的经济赔偿和专利使用费，还影响了国家安全和国家竞争力。因此，空间技术创新发展过程中，充分发挥专利文献信息的作用，综合运用及深度挖掘专利文献信息承载的技术、法律和市场信息，借鉴先进技术信息、对创新技术给予全面保护以及规避未来的法律风险，有以下好处：

1)了解重点技术领域现状，避免重复研究，利用现有技术，提高研发起点；

2)对创新点进行专利性判断，提供专利分析，实现有效保护；

3)掌握竞争对手或合作者技术动态，在空间技术领域竞争与合作中做到知己知彼；

4)引进先进技术或产品出口，进行专利法律风险分析，降低风险发生的概率；

5)掌握空间重点技术领域和行业动态，制定合理切实可行的企业专利战略，确保竞争实力。

二、专利文献信息的运用

研究本领域专利文献信息，企业避免重复研究，节约研究时间和经费，同时还可启迪企业研究人员的创新思路，提高创新的起点，实现创新目标。 世界知识产权组织（WIPO）的研究结果表明企业利用专利文献信息可节省60%的研发时间和40%的研发经费，专利文献信息成为技术攻关重要的信息源。

发达国家的企业，尤其是跨国企充分利用专利文献信息，遏制竞争对手，抢占市场，赢得超额利润。发达国家经济发展长期的实践经验证明，提高科技人员和管理人员的专利信息利用意识，有效地利用专利信息资源是增强企业科研、生产、经营竞争实力的重要途径。

日本为有效挖掘和利用专利文献信息中蕴含的有价值信息，研究出专利地图分析方法，为本国重点技术领域的发展提供了很好的支撑。1999年制作了66种日本重点领域的专利地图，涉及太阳能电池、红外线传感和应用、图像识别技术等技术领域，2009年制作了129项重点技术领域的专利地图，为研发、应用、产业发展提供有力依据。日本企业也积极利用专利文献信息资源，以抢占国际市场，如松下、索尼等公司利用专利地图开展专利文献分析，用于企业内部咨询和情报交流。

美国非常重视专利的信息采集、分析和研究，采用政府部门和民间机构密切合作的方式建立技术评估预测体系和专利信息数据库，为企业提高创新能力提供有力的服务，促进技术成果的转移和扩散。美国提出了专利引证分析方法，利于企业确定核心技术以及基础专利，为企业技术创新、风险规避及专利布局提供支撑。美国科技型企业、知识产权咨询公司不断探索专利文献信息分析及利用方法和工具，力求运用这种创新资源保持企业创新活力、企业技术及经济竞争力。

欧洲专利局的一项研究成果显示，十几个欧洲专利条约成员国加强了对专利信息的利用，每年可节约300亿马克的研发经费。法国宇航公司建有宇航专利文献数据库，并且购买英国德温特世界专利文献光盘，定期将收集到的专利文献提供给科研人员，督促科研人员在高起点上创新。

我国政府及企业对专利文献信息的研究和使用比较滞后。近年来，随着国际竞争日益激烈，我国企业开始借鉴国外先进的管理经验及管理技术，如华为公司在产品研发、市场定位、投资等方面研究、运用专利文献信息，在参与国际竞争中取得了很好的市场份额和发展空间。

三、专利文献信息在空间技术创新发展中的运用

各航天大国在空间技术领域竞争的重点是争夺国家优势地位、抢占技术制高点和全球市场份额，为确保本国的技术优势和经济利益，技术先进国对我国实施了技术封锁，特别是具有军事竞争力、科技影响力以及巨大潜在经济利益的空间技术。在这样的国际环境下，我国空间技术发展完全依靠自主创新，需要进行一系列关键技术攻关，突破技术瓶颈，掌握自主知识产权的核心技术。

在空间技术创新发展中，专利文献信息得到了初步尝试，实现了创新技术保护全面、技术借鉴、技术规避、风险预测以及产学研合作对象的确定。

（1）探月工程创新点保护

回溯式梳理探月一期工程关键技术，对有效载荷分系统、结构分系统、数管分系统等7大分系统进行技术分解，确定25项技术创新点，进行专利文献信息与非专利文献信息检索分析，对比研究专利文献信息技术方案与我国探月工程采用的创新技术方案，根据技术先进程度，综合考量国家安全与利益，后续工程的技术借鉴及未来转化运用等情况，提出保护策略。探月二期、三期工程中，知识产权工作与型号项目全过程融合，在工程立项之初便启动了专利文献信息检索分析及利用工作，为技术攻关提供了技术借鉴，在工程型号研制过程同时进行专利文献信息追踪，对创新技术给予及时的保护。

（2）载人航天工程技术借鉴及创新点保护

对载人航天空间站的三项关键技术，即载人航天空间站制导、导航与控制（GNC）技术，载人航天空间站机械臂技术，载人航天空间站在轨维修验证技术利用专利文献信息开展了专利态势研究。三项关键技术分别进行技术分解，形成四级技术图谱，将检索到的上千篇专利文献，按照专利总体态势包括专利技术构成、专利申请量年度变化、专利申请人，重点技术领域分析，技术路线图等多维度专利文献信息分析，为我国载人航天空间站提供了关键技术输出国、研发动向、可借鉴的技术方案、技术发展脉络等信息，为我国载人航天空间站技术攻关、创新技术保护提供了有力支撑。

（3）卫星导航信号风险预测及技术规避

充分利用专利文献信息开展了卫星导航信号体制专利风险及规避措施的研究，分别对信号调制、信号生成及信号编码领域，对各领域的关键技术、重点公司及专家开展专利文献信息检索分析，从检索出的1800多篇国内外专利文献中确定密切相关专利文献90余篇。明确保护范围是技术规避的首要工作，我国专利侵权判断原则是“全面覆盖”原则，只有新的技术方案没有落入专利保护范围，才不构成侵权，因此，重点对每篇专利文献的保护范围和法律状态进行分析，明确专利技术的保护范围、地域效力和专利权的有效性。通过逐篇解读专利文献信息，为我国卫星导航信号体制的设计提供技术风险规避措施。

（4）产学研合作对象的确定

产学研合作是国内外企业青睐的创新平台，基于该创新平台，企业和科研院所发挥各自优势，获取前沿技术。空间技术领域的技术攻关与突破更多地依靠产学研合作创新平台，合作对象的选择成为关键要素。专利文献信息的引入，可锁定某技术领域技术实力较强的科研院所和专家。以“DC/DC开关电源关键技术”为例，重点对“主功率拓扑技术”和“控制与驱动技术”的近万篇专利文献开展全球专利申请量年度变化、申请人专利技术拥有量趋势和技术领域（更加细化的技术领域）分布分析。通过专利文献信息的分析，了解全球该技术领域研发起点，加大研发投入期间，技术发展趋势，掌握了该技术领域的重要创新主体，如主功率拓扑技术领域研发实力较强的是我国的南京航空航天大学，而同样技术领域的软开关技术领域的创新主体是浙江大学。在产学研合作中引入专利文献信息，避免了合作对象选择的盲目性，提高投入产出比。

四、卫星导航芯片专利信息运用范例

导航芯片是卫星导航产业链中基础的环节，是实现高性能导航终端的核心和关键，我国几乎95%导航芯片直接或间接来自国外，导航设备生产完全受制于国外芯片生产商。导航芯片成为我国导航企业发展过程中的技术瓶颈，下面通过三个维度的专利信息分析，简要介绍导航芯片研发活动及市场动态、竞争区域及重点技术领域情况。

>> 图1 国外近十年卫星导航芯片专利申请量

图1为国外近十年导航芯片专利申请量，可以看出，2003年至2008年导航芯片相关专利保持较快的增长，并于2008年突破了300项，国外企业在导航芯片的研发中投入较大，研发活动非常活跃，对创新技术及时采取专利保护。

国外随着军用和民用市场对导航芯片小尺寸、低功耗的不断追求，以及硬件设计水平和芯片制造工艺的不断进步，2002年开始出现将GPS射频与基带部分集成在一起的单芯片GPS接收机，单片SoC技术的突破使得GPS芯片产业在2002年正式开始产业化。这一市场变化趋势在图1中得到验证。2003年相关专利申请数量出现大幅增长，国外企业在卫星导航芯片领域大规模进行专利布局，标志着GPS芯片技术的大范围普及。

2009年至2013年，导航芯片专利申请量从较为平稳的状态进入减少的趋势，说明该技术领域进入成熟期。

>> 图2 卫星导航芯片国家（地区）申请量

图2为导航芯片国家（地区）申请量，表明导航芯片专利申请量最多的国家（地区）为美国、中国、韩国、日本、德国、中国台湾。

从图2中可见，导航芯片专利申请最早开始于美国，2003年至2010年美国导航芯片申请量以较快的增长速度成为全球首位，这与GPS作为全球最早最为成熟的卫星导航系统相对应。韩国、日本、欧盟的导航芯片专利申请量年度变化趋势与全球总体趋势基本一致，这三个国家（区域）很早就成为了导航芯片竞争市场。中国的导航芯片专利申请在2007年出现大幅度提升，并保持了较快的增长势头，于2011年成功超越美国，成为全球导航芯片专利申请量最多的国家。这一态势与我国北斗卫星导航系统的建设、投入使用和逐渐完善息息相关，我国卫星导航产业的发展吸引了国内外各大芯片公司关注，成为导航芯片新的竞争战场。

导航芯片领域的国际申请较多，说明国内外企业在导航芯片领域进行全球专利布局，将来我国导航芯片企业无论在使用现有技术、技术研发、技术引进或产品出口，都具有一定的法律风险。

图3为导航芯片专利重点领域分布地图。图中每个点代表一篇专利，点与点之间的距离表示两篇专利的相关性，体现了导航芯片技术总体分布，白色区域是一些相关的专利聚集在一起，是重点关注的区域。

图3中包括射频、基带到外部接口等技术在内的导航芯片各项基本技术均有相应专利布局，说明关于卫星导航芯片技术的研究已经涉及到导航芯片产业链的每一个环节。其中红圈标注的是受关注度最高的重点技术，主要有与通信一体化的基带芯片技术、低功耗技术、接收信号处理技术。其中，低功耗技术的出现了专利聚集度最高的白色区域，表明该技术领域不仅是企业研发重点，也是专利布局最密集的区域。通过图中重点技术领域可知，随着蓝牙、WiFi、FM及WIMAX等广泛用于各类终端，单功能卫星导航芯片已经不能满足终端的需求，使得集成导航、通信、多媒体为一体的芯片设计技术成为发展趋势之一，导航芯片技术的应用主体正在转变为PNT（定位、导航、授时）与移动通信、WiFi接入技术和因特网、数字多媒体广播接收等信息载体融合的新阶段，信息融合和导航芯片产业的一体化开始出现，低成本、高性能、集成通信功能一体化的导航芯片将在未来的导航芯片市场具备更强的竞争力。我国导航芯片企业应充分借鉴现有专利技术，通过进一步技术功效分析找出技术创新突破口，掌握技术及产品竞争的主动权。

>> 图3 卫星导航芯片专利重点领域分布地图

五、结束语

专利文献信息被各国及其企业视为挖掘不完的宝藏，是技术发展路线的最新、最直接的资源，承载的信息量大，是实现快速创新、避免重复研发的重要信息源。对专利文献信息进行挖掘、分析与解读，可明确技术路线图、技术生命周期、研发热点及空白点、市场竞争情况和合作伙伴情况等内容，通过专利文献信息的综合利用为制定企业发展战略提供有力依据。

专利文献信息在我国空间技术领域中的利用还限于国家科技重大专项，尚未融入空间技术领域研发、工程型号研制过程中。国家提出知识产权驱动创新，专利导航企业发展，其中，关键性工作便是专利文献信息的深度运用。我国近期实施的“国家专利运营试点企业（生产型企业）培育工作指引”中提出的各项工作，均以专利文献信息的运用作为支撑。作为影响着国家安全、经济发展、技术进步的空间技术领域，创新主体应充分利用这种宝贵的资源，引领技术及行业发展。