稀土功能材料的专利态势分析

汪玲玲

（有色金属技术经济研究院，北京 100089）

稀土功能材料在电、磁、声、光、热等方面具有特殊性质，是一类重要的战略资源，广泛地应用于材料、能源、电子、信息、国防等领域，在航空航天与国防尖端技术等国家安全领域具有不可替代的特殊作用，也是世界各国高新技术发展中的战略竞争的热点材料之一。目前，稀土功能材料主要包括稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土催化材料、稀土抛光材料、稀土贮氢材料、稀土陶瓷材料、稀土晶体材料等。

虽然，我国在稀土功能材料领域取得了一些成绩，特别是在Nd-Fe-B 稀土永磁、稀土发光材料、稀土催化剂等领域取得了一些进展。但是与国外相比仍然存在差距，特别是一些核心技术仍然被发达国家垄断，并且发达国家利用这些核心专利来打压我国稀土企业，例如日本和美国发起的“337 调查”-- 美国国际贸易委员会应日本日立金属及其美国子公司要求，对中国、美国、德国和奥地利等国家的共计29 家企业生产的烧结稀土磁体产品发起调查。2013 年5 月14 日，烟台正海、宁波金鸡、安徽大地熊与日立金属达成和解，同意支付高额专利许可费。这无疑极大的压缩了我国企业的利润空间，影响了我国稀土产业的发展。因此，开展稀土功能材料关键技术专利分析是非常重要的，通过对稀土功能材料的专利现状分析能够获得行业技术热点、发展趋势、核心技术，能够帮助我国稀土企业确定研究方向、获得技术启发、借鉴先进技术，从而促进我国稀土企业的蓬勃发展。

本文针对稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土催化剂、稀土储氢材料、稀土抛光材料、稀土陶瓷材料、稀土晶体材料等7 个关键技术领域进行专利信息统计分析，并对稀土产业面临的问题进行研究，最后提出相应的对策和建议。

1 稀土功能材料专利统计分析

1.1 申请趋势分析

针对稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土催化剂、稀土储氢材料、稀土抛光材料、稀土陶瓷材料、稀土晶体材料等7 个关键技术领域，根据行业特点对上述领域的技术主题进行细分，建立专利技术分解表，根据专利技术分解表在国内外专利数据中进行初步检索，得到相关专利共计十万余件。

本次检索的专利数据库包括中国、日本、美国、英国、法国、瑞士、德国、韩国、欧洲专利局及世界产权组织（下面简称八国两组织）公告/ 公开的专利，检索时间范围截止2019 年6 月，采取的检索方法是关键词和分类号相结合的方式，并对检索结果进行了人工筛选。采用的检索平台是innojoy 大为数据库。

图1 稀土功能材料全球、国内外申请量趋势图

稀土功能材料申请量趋势分析。经过初步检索，稀土功能材料全球的专利数量为108844 件，中国的专利数量为43314 件，国外的专利数量为58853 件，其中，日本拥有12224 件，美国拥有4223 件。申请趋势如图1 所示。

由图1 可知：从整体上看，全球稀土功能材料专利申请呈上升趋势，尤其是2009 年之后，受中国专利申请量增加的影响，全球稀土功能材料专利申请量增长幅度较大，在此期间专利申请的重点方向为稀土永磁材料成分工艺的改进。在2011 年，国内稀土功能材料专利申请量超越国外稳居第一，2013 年-2015 年全球稀土功能材料专利申请呈平稳态势，在2015 年之后，国内稀土功能材料专利申请量大幅增长带动全球专利申请量的增长，究其原因：一是日本大部分核心专利在2014 年到期，我国稀土企业长期被打压的势头得到缓解，企业重拾科技创新的热情；二是由于中国政府大力支持稀土企业的发展，出台了一系列有利于企业发展的政策，如财政部和工业和信息化部印发《关于做好2014 年稀土产业调整升级专项资金项目申报工作的通知》、《国家物联网发展及稀土产业补助资金管理办法》等，国家划拨专项稀土资金的目的是试图通过加大支持力度实现稀土产业的优化升级，体现了国家相关部门对稀土行业的高度重视。

1.2 稀土功能材料各材料专利申请情况

图2 稀土功能材料各材料占比情况

稀土功能材料各材料的占比情况如图2 所示，国内稀土磁性材料专利申请量占比最大，达到40%，其次是稀土催化材料，占比为25%，第三是稀土发光材料，占比为12%，稀土陶瓷、晶体占比相当，最少的为稀土抛光材料和稀土晶体材料，国内与全球各材料占比情况大致相同。

图3 中国稀土功能材料各材料申请量趋势图

中国稀土功能材料各材料申请量趋势如图3 所示，稀土磁性材料和稀土催化材料的专利呈现明显的上升趋势，其他领域专利申请量相对平稳。但稀土发光材料专利申请量在2013 年出现了峰值，对2013 年稀土发光材料专利申请情况进行分析之后发现，2013 年稀土发光材料专利申请数量为802 件，其中海洋王照明科技股份有限公司占有332 件，导致2013 年稀土发光材料专利数量突增，但该公司的332 件中有309 件专利已经撤回。

1.3 主要申请人分析

序号 申请人 申请量1中国石油化工股份有限公司 1244 2海洋王照明科技股份有限公司 557 3深圳市海洋王照明技术有限公司 520 4 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院 500 5四川师范大学 420 6深圳市海洋王照明工程有限公司 394 7中国科学院福建物质结构研究所 361 8浙江大学 335 9 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院 306 10 中国科学院大连化学物理研究所 278 11 北京中科三环高技术股份有限公司 258 12 中国石油天然气股份有限公司 250 13 东南大学 241 14 中国科学院长春应用化学研究所 221 15 天津大学 220 16 北京工业大学 206 17 华南理工大学 203 18 中国科学院上海硅酸盐研究所 197 19 上海大学 192 20 北京科技大学 184合计 7087

我国稀土功能材料专利申请人排名前20 名如表1 所示，其中，高校及科研院所有14 家，企业有6 家，可知高校及科研院所是技术研发、技术创新的主体力量。

1.4 在华申请情况分析

图4 日本美国在华申请量分析

图5 日本、美国等国家在华主分类小类分布图

结合图4 和图5 可以看出，美国、日本在华申请量整体平稳，近几年有下降趋势。日本在H01F 稀土磁性材料方面的申请数量最多，其次是B01J 稀土催化剂方面，在C09K 稀土发光材料、C04B 稀土陶瓷材料等方面也有百余件专利。美国在B01J23 稀土催化剂方面专利申请数量相比其他领域要多，其催化剂主要用于汽车尾气的处理、橡胶高分子材料等领域。

1.5 中国在海外布局情况

序号 申请人 合计1 OCEANS KING LIGHTING SCIENCE 60 2 CHINA PETROLEUM & CHEMICAL 39 3 BEIJING RES INST CHEM IND 25 4 DALIAN CHEMICAL PHYSICS INST 19 5 SHEN ZHEN OCEAN S KING LIGHTING ENGINEERING CO LTD 18 6 PETROCHINA CO LTD 16 7 RES INST PETROLEUM PROCESSING 11 8 GRIREM ADVANCED MAT CO LTD 10 9 CHINA PETROCHEMICAL CORP 9 10 UNIV DALIAN TECH 8 11 WUHAN KAIDI ENG TECH RES INST 7 12 BEIJING ZHONG KE SAN HUAN 7 13 UNIV EAST CHINA SCIENCE & TECH 7

稀土功能材料在海外有相应专利申请数量，海洋王照明科技股份有限公司在C09K 稀土荧光材料申请专利数量达60 余件，中国石油化工有限公司及北京化工大学在C08F 稀土催化剂方面有较多专利申请，中科三环为我国最大的稀土永磁企业之一，其在国外有H01F 稀土磁性材料方面有7 项专利。经历了海外知识产权纠纷之后，我国稀土企业更加注重了在海外布局，只有加强海外布局才能提高我国稀土企业在国际上的竞争力，才能有利于应对海外知识产权纠纷。

1.6 稀土功能材料专利许可情况

图6 为中国稀土功能材料近几年的专利许可数量，每年的专利许可数量除以每年的申请量可以得到每年的专利许可率，由图6 可知，2017 年专利许可率为0.9%，2016 年专利许可率为0.6%，2015 年专利许可率为1.1%。从专利许可率来看，我国的稀土功能材料的专利转化情况不容乐观。

图6 中国稀土功能材料专利许可情况

2 稀土功能材料专利申请存在的问题

2.1 我国稀土功能材料核心专利匮乏，且专利转化率较低。

尽管近年来我国在稀土材料领域的专利申请量快速上升，在2011 年时，专利申请数量超越了国外，但我国稀土永磁材料专利绝大部分属于改进型专利或边缘专利，拥有核心自主知识产权的成果尤其是具有原创性的国际专利不多，技术和产业发展在一定程度上受制于人，且专利成果转化率低，不利于我国稀土企业的快速发展。

2.2 我国在稀土永磁材料、稀土抛光材料、稀土贮氢材料、稀土陶瓷材料、稀土晶体材料等方面的海外专利布局较少。

在稀土永磁材料领域，尽管各国都自主研发并掌握了大规模制备技术且相互进行技术封锁，但从外国专利统计分析的结果来看，烧结钕铁硼和粘结钕铁硼的成分专利主要掌握在日立金属和美国Magnequench 等公司的手中。特别是稀土粘结钕铁硼领域，美国Magnequench 公司利用掌握的专利技术，长期控制国际粘结永磁材料市场，其市场占有率达80%。而我国在海外布局相对其他国家来说专利数量较少，我国作为稀土大国，拥有丰富的稀土资源，我国应该充分利用资源优势，完善产业链的发展，加大稀土功能材料的研发力度，重视稀土功能材料的知识产权保护，加强在稀土永磁材料、稀土抛光材料、稀土贮氢材料、稀土陶瓷材料、稀土晶体材料等方面的海外布局，应对海外知识产权纠纷问题。

3 建议

一是跟踪并借鉴重点申请人以及热点领域的专利技术，促进提高创新能力，加强专利的布局。

日本和美国是稀土永磁材料研究领域的传统强国，紧盯日本日立金属、信越化学、美国麦格昆磁等主要研究单位的专利成果，对确定新的研究方向至关重要。因此建议紧盯日本和美国最新发展动向，定期跟踪日本和美国重点企业专利。根据竞争对手布局情况，找出技术热点和空白点，加强在技术空白领域的布局。

二是增强自主创新能力，发展有自主知识产权的稀土永磁材料，提高专利成果的转化率。

从2014 年起，随着稀土永磁材料的专利产品核心专利的逐渐到期，中国稀土永磁材料市场正在进入了全新挑战，拥有自主的知识产权是企业发展的必然选择。我国企业需要依靠科技创新，加强产品的自主知识产权保护，确认企业的核心竞争力，争取产品的许可竞争力，降低许可成本，提升企业市场竞争力，实现中国稀土功能材料产业向中高端转型升级的跨越。

三是建立稀土专利联盟，促进行业共同发展。建议由行业协会和稀土企业共同发起建立稀土行业知识产权联盟，形成稀土行业专利池，搭建稀土行业知识产权公共服务平台，发布行业专利报告，共同应对来自国外的知识产权诉讼。目前，我国稀土永磁材料生产和研发企业众多，为避免重复研究的问题，企业之间的知识产权交流工作显得尤为重要。目前，国内已有七家公司（沈阳中北通磁科技股份有限公司、宁波同创强磁材料有限公司、宁波永久磁业有限公司、宁波科田磁业有限公司、杭州永磁集团有限公司、宁波华辉磁业有限公司、广东江门磁源新材料有限公司）组成了“稀土永磁产业技术创新战略联盟”，联盟的成立促进了企业间知识产权的沟通与交流，可共同应对国外企业专利技术的打压。同时，可在稀土永磁材料生产研发活跃的地区建立稀土永磁材料产业基地，进一步促进稀土永磁材料产学研的发展。