微化工技术的全球科技创新态势

王 林

(中国石化青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室，山东青岛 266071)

微化工技术从化学品制备的工艺和设备源头着手，利用混合速率快、传质系数高、停留时间短、生产效率高以及过程安全、易于控制、放大效应小、产业化风险低等优势，将连续稳态和集成自控融入到化学合成工艺的优化、设计和生产过程中，为化工过程的本质安全研究开辟了新的发展方向[1-8]。自20世纪80年代以来， VELOCYS、CORNING、SHELL、BASF、BAYER、MERCK等欧美公司早已积极投入到微化工技术的研发与应用中，并已在精细化工、生物制药等领域取得了一系列工业进展。中科院大化所、清华大学、南京工业大学等科研院所，以及中国石化、山东豪迈、杭州沈氏等企业/公司则成为我国在该领域科技研发与工业转化方面的先行者。

专利文献可以直观反映某个技术领域最新的科技发明、创造和设计，能帮助了解相关领域的发展脉络和技术动向，掌握竞争对手的研发活动和市场布局，并可以指导企业拓展技术创新思路，避免重复研究，做好创新成果保护[9-15]等。本文对微化工技术领域的全球专利信息进行了检索、筛选、标引与分析，着重从专利的申请趋势、布局特点、技术方向、科研机构、核心专利等角度来认识和了解微化工技术的发展趋势、全球格局与竞争态势，为指导后续技术创新工作，提升研发创新成果保护力度提供支撑。

1 数据来源与统计分析说明

本文基于Patsnap智慧芽专利数据检索和分析平台，采用主题、国际专利分类号相结合的方式，对全球微化工技术领域的专利文献数据进行检索分析[8-10]。专利样本数据截至2018年12月31日。鉴于从提交专利申请至信息公开存在一定的滞后期，且公开数据进入检索数据库的时间略有延迟，故2017、2018年的数据仅供参考。另外，在数据处理过程中，将各分子公司均归一为母公司进行统计。

2 结果与分析

2.1 微化工技术专利数量发展趋势分析

专利年申请量的变化趋势可从总体上反映某一技术领域的科技创新发展态势，其中专利优先权申请数量能够直观反映该技术领域科技创新的活跃程度，而总申请(优先权申请+同族申请)数量则可反映该技术领域在全球范围内的专利保护程度与力度。

截至公开日期2018年12月31日，全球与微化工技术密切相关的专利优先权申请数量共5 061件，专利总申请数量共8 640件。图1为微化工技术全球专利申请数量随年度的变化情况。微化工专利技术最早源自于英国石油、埃克森美孚、帝国化工、壳牌公司等欧美老牌石油化工公司。全球科技创新活跃程度自1993年起逐步提升，2000年开始显著提升，2017年达到专利申请数量顶峰705件。在该领域布局的国家或地区由1993年之前的7个增长到2017年的45个。该领域的传统强国美国、日本、德国等国家专利申请数量则自2000年之后整体保持平稳。与此形成鲜明对比的是中国专利权人申请数量的井喷式增长，自2007年起开始快速攀升，10年间增长了近22.5倍，逐步成为该领域全球专利申请的主要力量。

图1 微化工技术全球专利申请趋势

2.2 微化工技术专利地域布局态势分析

根据专利公开国和专利申请国对检索专利进行统计分析，可以了解不同国家或地区的专利分布状况，揭示专利技术保护的地域范围，把握技术的申请流向，进而了解技术的全球技术与市场布局。截至2018年12月31日，微化工技术共有49个国家的专利权人在全球43个国家地区进行了国际专利布局。

由图2微化工技术专利公开国(技术应用国家或地区)分布可知，若不考虑WIPO(世界知识产权组织)和EPO(欧洲专利局)，微化工技术的专利申请主要集中于中国、美国，日本、澳大利亚与加拿大，其他国家或地区均少于200件。可见上述5国为微化工技术最重要的专利布局地和市场竞争地。

图2 微化工技术专利公开国(技术应用国家或地区)分布

由图3微化工技术专利申请国(技术来源国家或地区)分布可知，技术来源国以欧美发达国家为主，其次为中日韩等亚洲国家。其中中国、美国、德国与日本是最主要的专利技术来源国，专利申请数量远超其他国家。

图3 微化工技术专利申请国(技术来源国家或地区)分布

由图4微化工技术全球专利技术流向可知，中国专利以本国申请为主，而美国、日本在重视本国专利申请的同时，也非常重视全球市场的专利布局，在WIPO(世界知识产权组织)、EPO(欧洲专利局)、德国、法国、澳大利亚、加拿大、韩国和中国均进行了专利布局，涵盖了北美、欧洲、亚洲的主要国家。德国、荷兰则以布局全球市场为主，尤其是在美国、WIPO、EPO、澳大利亚、加拿大等欧美发达国家和地区有为数不少的专利布局。

图4 微化工技术全球专利技术流向

深入对比分析中国和美国的专利申请，如图5所示。中国专利权人的中国专利申请占97.3%，仅在中国以外的6个国家或地区布局。而美国专利权人则在全球24个国家和地区进行了专利布局，本国专利申请占比仅为25.56%。可见中国申请人的全球专利布局意识还需加强。

图5 中国、美国专利权人微化工技术领域全球专利布局情况

2.3 微化工技术研究机构竞争态势分析

研究机构竞争态势分析即对专利权人的分析，对于了解某一技术领域研究机构的竞争力和研发力量投入具有重要作用。

微化工技术领域专利申请量在前10位的研究机构分布情况如表1所示。可见全球微化工技术领域依然还是美国、欧洲的石油化工与生物医药行业实力强劲的企业/公司占据核心创新地位，科技研发实力更强。而中国专利权人仍以高校/科研院所为主，侧面反映出中国进入全球微化工技术领域较晚，目前还处于跟跑地位，尚处于基础研究阶段，离产业化专利布局还有一定距离。

表1 微化工技术研究机构排序

根据研究机构专利申请年份和申请区域的比较，可以了解不同研究机构在该领域的发展动态和专利布局情况，进而全面分析各研究机构的全球综合竞争力，详见图6、图7。

从专利首次申请时间来看，中国专利权人的专利布局明显落后。从专利申请趋势来看，万罗赛斯与康宁公司专利布局时间较晚，但后续年申请量持续稳定；巴特尔研究院、GYROS公司、加利珀公司专利布局时间较早，但近几年申请量显著下降，壳牌、默克公司近几年未有公开专利申请；3位中国专利权人的专利申请量则连年攀升。

从专利申请区域来看，位于前10位的美欧专利权人都进行了大量的全球范围的专利布局，尤其重视在美国、欧洲、中国、日本、澳大利亚、加拿大等主要市场的布局。康宁、万罗赛斯、壳牌等实力强劲的微化工公司也在中国进行了大量申请。而中科院大化所、清华大学、南京工业大学的本国专利申请则占据绝对优势，在其他国家或地区仍鲜有布局。这说明中国研究机构的国际市场规划与国际技术竞争意识还需要进一步加强。

2.4 微化工技术重点专利分析

2.4.1被引用次数最多的专利分析

被引用最多的专利代表专利已被广泛应用，并且有很多申请人借鉴这些技术，这些专利更具影响力并代表着专利权人的核心创新技术。在被引用次数最多的前20项专利中，有19件为美国专利申请，1件为源自美国发起的PCT申请。被引用次数最多的为巴特尔纪念研究院于1998年申请的专利“微组分化学工艺表结构”，被引用次数高达526次。美国吉诺米克斯公司名为“用于分析聚合物的方法和产品”的专利被引用次数达519次，美国埃克来拉生物科学公司则有2件专利被引用次数超过400次。另外巴特尔纪念研究院、埃克来拉生物科学公司、加利珀生命科学股份有限公司公司分别有5件、4件、2件专利被引用次数排在前20位。可见，美国科研机构是微化工技术领域开展相关研究最早、研究最为深入、技术认可度最高的国家。

图6 重点研究机构专利申请趋势

图7 重点研究机构专利申请区域

2.4.2涉及许可交易的专利分析

根据美国、中国许可交易数据库，微化工技术领域共计发生许可交易54次，涉及20家技术许可方，8家技术受让方，62件专利。技术许可方方面，美国企业/公司、科研机构均发生过许可交易。其中巴特尔纪念研究院实现对外许可10次，加利福尼亚大学、桑迪亚国家技术与工程解决方案公司分别对外许可7次，万罗赛斯公司和哥伦比亚大学对外许可4次。技术受让方方面，主要以美国国家政府机构、国家级科学研究机构为主，其中美国能源局接受许可33次，美国国家科学基金会、美国国家卫生研究院、美国海军分别接受许可8次、5次和2次。可见出于技术保密，市场保护等因素，该领域美国企业以自我研发创新为主，企业/公司之间的许可较少。

2.4.3涉及侵权诉讼的专利分析

长期的诉讼案件可能涉及大量的准备工作，不可预知的诉讼结果以及外包法律咨询，会产生非常昂贵的诉讼费用，因此涉及长期诉讼案件的专利可能代表公司最有价值的技术，所以公司愿意投入更多的时间和金钱来争取专利权的所属。

根据美国专利诉讼数据库，微化工技术领域共发生过11起专利诉讼。最具诉讼力的组织是加利珀生命科学股份有限公司，共提交4次专利诉讼。涉及诉讼次数最多的专利是加利珀公司的2件美国专利申请：“多层微流体装置”和“微流体系统包含不同的通道尺寸”，分别涉及4次诉讼。该领域诉讼时长最长案例为康帕克特公司针对万罗赛斯公司、巴特尔纪念研究院关于“费-托合成的催化剂结构和方法”的无效申请，耗时长达13年，2014年以万罗赛斯公司维权成功而告终。可见加利珀生命科学股份有限公司、巴特尔纪念研究、万罗赛斯公司的核心专利综合价值更高，有能力也有意愿通过专利诉讼的形式来保护自主核心技术与产品。

3 结语

综合分析微化工技术领域的全球专利布局，美国、欧洲的石油化工和生物医药企业/公司在微化工技术领域的科研综合实力较强，专利布局申请较早，且都进行了大量的全球范围的专利布局。其中美国加利珀生命科学股份有限公司、巴特尔纪念研究院、万罗赛斯公司为该领域综合科技创新实力最强、技术原创性最高、核心专利布局最优、市场保护作用最大的3家研究机构。

因此，微化工技术领域的中国专利权人，包括中科院大化所、清华大学、南京工业大学等科研院所，以及中国石化、山东豪迈、杭州沈氏等企业/公司，应该重点关注上述重点专利权人在该领域的专利布局及应用情况，加快相关核心技术的科技研发与工业转化，增强知识产权全球布局意识，借助微化工技术的发展，提升中国化工本质安全技术水平。