【从专利申请看铜合金产业现状】专利申请

　　铜合金具有导电、导热、耐蚀、耐磨、抑菌、可镀、装饰、易加工等一系列优异特性，被广泛应用于电力、电子、通讯、化工、机械、交通运输、海洋工程、航空航天、建筑装饰等领域，在人类生活和国民经济中发挥着巨大作用。我国是世界上重要的铜材生产、消费和贸易大国，铜产量已跃居世界第一位，且品种不断增加，产品质量逐年提高，工艺技术创新十分活跃，现代化的铜加工体系已初步建立和形成。但是，我国铜加工业大而不强，存在铜资源短缺、生产技术及装备先进与落后并存、技术经济指标落后等问题。
　　目前，世界铜加工巨头纷纷移师中国，已经或将在中国投资设厂。建立独资或合资企业的就有日本三井、三菱、福田铜箔、德国威兰德、北德金属、美国奥林黄铜公司、耶兹公司、芬兰奥托昆普公司、加拿大VICEROY－CAPITAL公司等。此外，韩国和台湾地区的许多铜加工企业也不断在江浙沿海地区投资设厂，世界铜加工中心开始向中国转移。
　　有色金属工业“十二五”科技发展规划把发展短流程连续炼铜清洁冶金技术、高性能铜合金材料、电子信息材料及微电子配套材料、有色金属资源循环与再生金属回收利用技术等确定为发展高新技术产业方面12个重大专项，表明发展铜及铜合金相关产业和技术的战略意义重大。
　　本文通过检索，统计出近20年我国铜合金的专利申请量、技术领域和主要申请人情况。基于上述统计，分析了铜合金专利申请的技术领域分布及最新的技术研究热点，从而为我国相关企业和科研人员借鉴、吸收和超越现有技术成果提供帮助，为政府和企业制定科技规划和战略提供参考信息。
　　（1）IPC分类分析
　　本文对样本中的专利申请按照IPC 分类号进行统计，结果如图1所示。可以看出，C22、H01下的专利申请数量明显多于其他分类号，这说明铜的冶金、合金设计与制备、合金的处理、铜合金在基本电气元件中的应用是专利申请的热点。此外，专利申请量由多到少依次为：C25、C23、H05、G01、H01B、B22D、B22B、B23K。实用新型专利数量与发明专利数量在一个数量级，说明在我国这些技术正从研发阶段走向市场阶段。
　　（2） 技术趋势分析
　　近10年来专利申请量最多的10类铜合金技术发展趋势见图2。从图中可以看出C22C合金一直保持平稳增长，说明人们正在不断开发各类铜合金材料。2005年以来H01基本电气元件有着突飞猛进的发展，铜合金由于具有优良的导电导热和加工塑性，因而成为电子信息行业的宠儿。C25D、C22B、C22F、C23C是近年来的研究热点，人们正在以铜合金为原料研究采用各种方法和设备改变合金内部结构和表面特性以制备需要的功能器件。
　　据统计，1990～2011年铜合金相关技术的全部专利申请为量13570件，其中发明专利申请共8329件，占全部申请量的61.38%。图3显示了发明专利申请和实用新型专利申请的按年份变化趋势。需要说明的是，由于专利数据存在两年的失真期，因此本文中2009年以前的数据才能准确反映当年的专利申请量情况。
　　从图3可以看出，铜合金专利申请有两个发展阶段，第一阶段是平稳的、处于低水平增长状态的阶段，时间为1990年到1998年间，每年申请量均在120件以下；从1999年开始，发明专利和实用新型专利申请量开始急剧上升，特别是2006年以后，受世界铜价的跳跃式上涨影响，专利申请量也急剧增加，2007年突破1000件，2010年高达2107件。这反映出申请人对市场、技术发展方向的敏感性。
　　从发明专利和实用新型专利的增加速度来看，2005～2010年间，实用新型专利申请增长率比发明专利增长率要大，反映出铜合金及其加工技术在我国正由研发阶段走向市场阶段，但实用新型专利数量始终没有超过发明专利数量，说明铜合金相关技术产业化水平依然很低。
　　20年来，大多数专利申请人在C22C（合金），H01B（电缆；导体；绝缘体；材料的导电、绝缘或介电性能的选择），C22F（改变有色金属或有色合金的物理结构），C22B（金属的生产或精炼；原材料的预处理）等领域都有申请，说明该领域是目前技术较为成熟、专利数量相对集中的领域。统计显示，在专利申请量前18位中有10个是高校和科研院所，有4家日本公司，仅有4家中国公司，其中前5位中高校有4位，说明我国涉铜领域技术主要还掌握在高校手里，产业化相对滞后。4家日本企业的专利申请基本覆盖了涉铜的主要技术领域，说明他们把中国市场作为重要的关注市场。国内企业涉足的领域较为单一，综合技术落后于日本企业。
　　通过上述统计与分析可以看出，2000年以来，受国家政策和铜价上涨刺激，铜合金相关技术在我国专利申请量快速增加，其中实用新型专利增速大于发明专利，但未超过发明专利量，说明相关技术正在从研发阶段转入应用阶段，但产业化水平依然很低。从技术分布统计分析来看，C22C、H01、C25D、C22B、C22F、C23C是近年来的研究热点。
　　从申请人情况来看，高校和科研院所申请量明显多于企业，我国主要铜冶炼、加工企业专利申请量很少，这也反应了我国铜加工业大而不强的产业现状。鉴于以上分析可以了解到，在铜行业技术领域中，国内技术正处于生长发展期，技术的快速进步促使大量专利申请出现，国内企业在科研方面可以和高校进行产学研合作，利用高校的技术储备和人才优势提高研发水平和进度。