歌手孫燕姿有一首膾炙人口的歌曲《綠光》，源自歐洲一個(gè)古老的傳說：如果一個(gè)人能看到一次綠光，那么他將一生幸福。對(duì)于人類來說，也許環(huán)保綠色高效的LED照明，就是能給全世界帶來美好未來的那道“綠光”。
憑借著能源轉(zhuǎn)換效率高、單位耗電低、壽命長等諸多優(yōu)勢，LED照明正刮起一陣“綠色旋風(fēng)”，不僅在全世界掀起替代傳統(tǒng)白熾燈的“照明革命”，而且成為全球最具有發(fā)展前景的技術(shù)領(lǐng)域之一。國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局出版的《LED照明產(chǎn)業(yè)專利分析報(bào)告》，試圖通過專利分析方法，揭示LED照明產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢、專利技術(shù)整體態(tài)勢等。
技術(shù)： “游擊隊(duì)”PK “集團(tuán)軍”
如果沒有“藍(lán)光之父”中村修二的一系列重要發(fā)明為LED照明鋪平產(chǎn)業(yè)化道路，也許到現(xiàn)在LED還只能躺在實(shí)驗(yàn)室里乏人問津。在這樣一個(gè)飛速發(fā)展的新興行業(yè)，一項(xiàng)重要核心專利就這樣改寫整個(gè)行業(yè)的歷史。《報(bào)告》對(duì)此提出也佐證，雖然LED照明專利技術(shù)早在1955年就出現(xiàn)，但真正迎來“井噴”式的發(fā)展是從2001年開始的，1991年之前年申請(qǐng)量還沒有超過1000項(xiàng)，此后的十余年呈現(xiàn)發(fā)展越來越快的上升趨勢，2011年年申請(qǐng)量甚至達(dá)到了3.1萬項(xiàng)，而目前全球LED照明專利申請(qǐng)總量已超過20.6萬余項(xiàng)。
正因?yàn)槿绱耍愿鞔髲S商才會(huì)對(duì)技術(shù)研發(fā)如此不遺余力。“日亞化學(xué)、科銳、飛利浦、三星等公司均擁有數(shù)百人的龐大研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并且非常注重專利的系統(tǒng)性、整體性。”國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局電學(xué)發(fā)明審查部半導(dǎo)體一處處長唐躍強(qiáng)說。
如果說，手握全產(chǎn)業(yè)鏈整套專利的國際巨頭如同裝備精良的“集團(tuán)軍”，那么國內(nèi)企業(yè)更像是遍地開花的“游擊隊(duì)”。“我國申請(qǐng)量雖然較大，但申請(qǐng)人眾多，較為分散，單個(gè)國內(nèi)企業(yè)申請(qǐng)人的申請(qǐng)量都不大，無法形成整體競爭力，很難與國外巨頭如飛利浦、日亞化學(xué)、科銳、三星等匹敵。”國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心光電部應(yīng)用光學(xué)二室主任王艷妮說，“結(jié)果是很難將自身的成果形成專利布局，形成有層次、多方面的保護(hù)，在遇到國外企業(yè)專利糾紛時(shí)，經(jīng)常顧此失彼，很難形成對(duì)自身的保護(hù)。”
與“集團(tuán)軍”相比，我們不僅是規(guī)模“小而散”，而且技術(shù)水平“相對(duì)弱”。王艷妮進(jìn)一步指出，雖然我國LED專利申請(qǐng)量世界排名第一，但國內(nèi)企業(yè)對(duì)含金量較高的發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)量較少。“以LED照明產(chǎn)業(yè)大省廣東為例，發(fā)明專利不足三成，實(shí)用新型專利超過七成，與國外專利申請(qǐng)相比多集中在發(fā)明專利形成鮮明對(duì)照。在藍(lán)光、白光、MOCVD、襯底、外延等基礎(chǔ)領(lǐng)域，我國申請(qǐng)量較少，且集中在外圍領(lǐng)域，缺乏核心專利。”
產(chǎn)業(yè)： 上游“吃肉”下游“喝湯”
再從產(chǎn)業(yè)的角度來看，可以發(fā)現(xiàn)LED照明產(chǎn)業(yè)最近10多年來的蓬勃發(fā)展，與當(dāng)年的集成電路產(chǎn)業(yè)頗為相似。集成電路業(yè)界有條著名的“摩爾定律”：微處理器的性能每隔18個(gè)月提高一倍，而價(jià)格保持不變。LED也在以亮度每18個(gè)—24個(gè)月提升一倍、價(jià)格每10年降低90%的“Haitz定律”快速發(fā)展。
同時(shí)，LED照明產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈很長，市場細(xì)分度極高，不同廠家在產(chǎn)業(yè)鏈中所處的地位不同，分工明確。《報(bào)告》揭示：“上游的外延生長與芯片制造是最能代表企業(yè)或國家技術(shù)與產(chǎn)業(yè)水平的部分，也是技術(shù)含量最高和專利競爭最激烈、經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)最大的領(lǐng)域，同時(shí)也是專利壁壘最強(qiáng)的環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，LED產(chǎn)業(yè)中70%的利潤集中在這個(gè)環(huán)節(jié);中游的器件與模塊封裝以及下游的顯示與照明應(yīng)用，屬于技術(shù)和勞動(dòng)密集型行業(yè)。”
LED照明領(lǐng)域的中上游企業(yè)依靠專利壁壘，享受著“技術(shù)紅利”。如中村修二發(fā)明的藍(lán)光LED技術(shù)路徑是一條完整的、能夠使LED商品化的解決方案，屬于上游的核心技術(shù)。依靠中村修二的研究，日亞化學(xué)從一個(gè)不到200人的小公司，成長為世界知名的LED領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，手握藍(lán)光LED的大量核心、基礎(chǔ)專利，頻頻向業(yè)界巨頭發(fā)起訴訟，獲取高額的專利許可費(fèi)用。
由于上游技術(shù)往往是核心專利，國內(nèi)企業(yè)很難逾越技術(shù)鴻溝，只能靠買器件、買芯片、買外延片進(jìn)行加工，更像是“組裝工廠”。國內(nèi)專利申請(qǐng)也多集中在下游產(chǎn)業(yè)鏈的照明組件和一體化燈具，如燈具裝配、散熱處理等。“這些專利申請(qǐng)技術(shù)含量較低，往往又有多種可替代方案。而國外應(yīng)用層面的專利已經(jīng)開始在智能控制、色溫自動(dòng)調(diào)節(jié)等方面進(jìn)行布局，國內(nèi)企業(yè)專利難以作為保護(hù)自身和打擊競爭對(duì)手的有效武器。”王艷妮說。
《報(bào)告》研究指出，“關(guān)系到產(chǎn)業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的藍(lán)光核心專利及白光專利缺乏，將使國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展受制。”雖然我國有封裝企業(yè)1200家-1500家，但是尚無一家中國企業(yè)能夠進(jìn)入LED封裝技術(shù)專利申請(qǐng)量排名的前十位，“打造本土優(yōu)勢企業(yè)成為我國亟待解決的一個(gè)問題。”此外，我國LED封裝產(chǎn)業(yè)的相關(guān)專利申請(qǐng)主要集中在珠三角和長三角兩個(gè)區(qū)域，區(qū)域發(fā)展很不平衡。
展望： 趕超核心在技術(shù)
不過，由于LED技術(shù)仍在不斷進(jìn)步過程中，LED產(chǎn)業(yè)遠(yuǎn)沒有成熟，未來的技術(shù)路線在不斷發(fā)展，襯底、外延、芯片、封裝技術(shù)都在不斷更新，我國LED產(chǎn)業(yè)尚有很多突破機(jī)會(huì)。所以，如果我們找準(zhǔn)時(shí)機(jī)，努力突破專利壁壘，“鹿死誰手”猶未可知。
在關(guān)鍵技術(shù)方面，《報(bào)告》建議國內(nèi)企業(yè)重視石墨烯、半極性襯底、非極性襯底等新型材料的研發(fā)，這些技術(shù)在大功率、柔性發(fā)光二極管中作用非常重要。例如石墨烯，既具備目前世界上最硬、最薄的特征，同時(shí)也具有很強(qiáng)的韌性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，值得重點(diǎn)關(guān)注。
同時(shí)，唐躍強(qiáng)介紹，MOCVD設(shè)備是LED制造的關(guān)鍵設(shè)備，占據(jù)了產(chǎn)品成本的40%;而MOCVD設(shè)備中的加熱器技術(shù)屬于核心技術(shù)，但由于保密的原因，全球?qū)＠暾?qǐng)量較少，不易造成侵權(quán)后果。建議國內(nèi)企業(yè)在這一核心技術(shù)方面加大研發(fā)投入，同時(shí)加強(qiáng)與之相關(guān)的精密儀器加工設(shè)備的投資和研制。
《報(bào)告》提醒，由于中村修二發(fā)明的藍(lán)光LED核心專利已經(jīng)到期，我國企業(yè)應(yīng)積極利用這些公知技術(shù)，站在日亞化學(xué)的“肩膀”上，二次開發(fā)出更具有實(shí)用性和前瞻性的專利，彌補(bǔ)我國在LED上游領(lǐng)域核心技術(shù)、專利方面的缺失。但同時(shí)也要注意國外巨頭圍繞該技術(shù)的外圍專利布局帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
在應(yīng)用層面，由于目前國內(nèi)各廠家的標(biāo)準(zhǔn)和接口不同，而國外廠家在封裝組件接口部件領(lǐng)域的專利近75%方面的技術(shù)集中于標(biāo)準(zhǔn)和接口，《報(bào)告》建議我國廠商應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)在標(biāo)準(zhǔn)化光組件方面的合作與布局。同時(shí)，全球網(wǎng)絡(luò)化、智能化照明趨勢興起，飛利浦等國外大廠已經(jīng)開始布局，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)將路燈照明與網(wǎng)絡(luò)智能化驅(qū)動(dòng)控制相結(jié)合，加強(qiáng)其核心技術(shù)的研發(fā)和儲(chǔ)備。
國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心光電部應(yīng)用光學(xué)一室副主任楊云鋒建議，我國企業(yè)不妨發(fā)揮自身處在產(chǎn)業(yè)下游、密切聯(lián)系客戶、熟悉國內(nèi)LED照明市場發(fā)展近況的優(yōu)勢，通過市場引導(dǎo)技術(shù)研發(fā)，不斷開拓LED照明技術(shù)的新應(yīng)用領(lǐng)域，并迅速占領(lǐng)該應(yīng)用領(lǐng)域。
