探索稀土永磁材料發(fā)展方向，培育國(guó)際貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)
——我國(guó)稀土永磁專利戰(zhàn)略發(fā)展建議

劉佳音

（有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院，北京，100080）

在當(dāng)今信息時(shí)代，磁性材料扮演著十分重要的角色， 其中的“永磁之王”——稀土永磁材料更是不可或缺。作為一種重要的功能材料，稀土永磁材料支撐著現(xiàn)代電子信息社會(huì)，被廣泛應(yīng)用于能源、交通、機(jī)械、醫(yī)療、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。特別是軍事領(lǐng)域，稀土永磁材料已經(jīng)用在人造衛(wèi)星，雷達(dá)的方面的行波管、環(huán)行器中以及微型電機(jī)、微型錄音機(jī)、航空儀器、電子手表、地震儀和其它一些電子儀器上。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)取得了巨大的成就，成為我國(guó)最具有資源特色的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一[1]。但是與國(guó)外相比仍然存在差距，特別是一些核心技術(shù)仍然被發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷。這必然會(huì)影響到我國(guó)武器裝備的發(fā)展，因此，有必要提高稀土永磁材料領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力，努力趕超發(fā)達(dá)國(guó)家水平。通過(guò)全球?qū)＠治霭l(fā)現(xiàn)稀土永磁材料的熱點(diǎn)技術(shù)、發(fā)展趨勢(shì)、核心技術(shù)，能夠幫助軍工研制單位確定研究方向、獲得技術(shù)啟發(fā)、借鑒先進(jìn)技術(shù)，從而促進(jìn)我國(guó)武器裝備技術(shù)的發(fā)展。

1 稀土永磁材料概述

稀土永磁材料是一類以稀土金屬元素RE（Sm、Nd、Pr等）和過(guò)渡族金屬元素TM（Fe、Co等）所形成的金屬間化合物為基礎(chǔ)的永磁材料，利用稀土-過(guò)渡族金屬間化合物發(fā)展的稀土永磁材料具有優(yōu)異的永磁性能，是當(dāng)前矯頑力最高、磁能積最大的一類永磁材料。其具有重要的軍事用途，然而我國(guó)稀土永磁產(chǎn)業(yè)發(fā)展受制于稀土專利強(qiáng)國(guó)日本，由于其擁有世界絕大多數(shù)永磁材料核心專利，其憑借掌握的專利技術(shù)對(duì)我國(guó)稀土永磁企業(yè)構(gòu)筑了牢固的專利壁壘，專利壁壘已成為制約我國(guó)稀土永磁產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。在1998年日本就曾聯(lián)合美國(guó)麥格昆磁公司首次向中國(guó)啟動(dòng)美國(guó)337調(diào)查，打壓國(guó)內(nèi)稀土永磁企業(yè)，雖然日本企業(yè)此次調(diào)查的最終結(jié)果是與我國(guó)應(yīng)訴的三家企業(yè)以專利授權(quán)方式和解收?qǐng)?，但需要支付高昂的專利費(fèi)用，并且我國(guó)其他稀土永磁企業(yè)仍舊受制于專利壁壘，所生產(chǎn)的稀土永磁產(chǎn)品也只得在國(guó)內(nèi)銷售[2]。我國(guó)稀土永磁企業(yè)的生存發(fā)展面臨極大挑戰(zhàn)。

2 全球稀土永磁材料專利分析

2.1 全球申請(qǐng)量趨勢(shì)分析

本次檢索時(shí)間范圍截止2017年5月，共獲得7179件專利，其中中國(guó)專利局檢索到3444件，其他國(guó)家的專利局檢索到3735件。圖1為稀土永磁材料全球?qū)＠暾?qǐng)量趨勢(shì)。

圖1 稀土永磁材料全球?qū)＠暾?qǐng)量趨勢(shì)

從整體上看，全球稀土永磁材料的專利申請(qǐng)量呈上升趨勢(shì)（一般來(lái)說(shuō)，從專利申請(qǐng)到公開有18個(gè)月的延遲，因此2016年和2017年的專利申請(qǐng)中，有相當(dāng)一部分還沒(méi)有公開，圖中2016年以后的數(shù)據(jù)忽略，后面的分析中不再重復(fù)說(shuō)明）。其中，1979年之前，專利申請(qǐng)量較少，每年的專利申請(qǐng)量維持在20件以內(nèi)。1979年到1991年之間，專利申請(qǐng)量顯著增加，這期間主要以日本專利申請(qǐng)為主，在此期間釹鐵硼技術(shù)獲得突破性進(jìn)展。1992年到2009年，全球稀土永磁材料專利申請(qǐng)量經(jīng)歷了先減少后緩慢增長(zhǎng)的過(guò)程。2009年之后，受中國(guó)專利申請(qǐng)量增加的影響，全球稀土永磁材料專利申請(qǐng)量增長(zhǎng)幅度較大，在此期間專利申請(qǐng)的重點(diǎn)方向?yàn)闊Y(jié)釹鐵硼的成分改進(jìn)和工藝改進(jìn)。

圖2 稀土永磁材料全球?qū)＠暾?qǐng)?jiān)鲩L(zhǎng)率的趨勢(shì)分析

圖2為稀土永磁材料全球?qū)＠暾?qǐng)?jiān)鲩L(zhǎng)率的趨勢(shì)分析。從圖中也可以看出，全球稀土永磁材料專利的申請(qǐng)量的增長(zhǎng)趨勢(shì)逐步放緩。

2.2 主要申請(qǐng)國(guó)分析

圖3為中國(guó)和世界其他國(guó)家/地區(qū)申請(qǐng)量比較。從各國(guó)申請(qǐng)量來(lái)看，日本專利申請(qǐng)?jiān)?006年以前年申請(qǐng)量位居世界第一，中國(guó)在2007年之后的申請(qǐng)量超過(guò)日本成為第一。

圖3 中國(guó)和世界其他國(guó)家/地區(qū)申請(qǐng)量比較

美國(guó)、韓國(guó)、歐洲的專利申請(qǐng)量基本穩(wěn)中有漲。綜合全球的專利申請(qǐng)量看，可以認(rèn)為鎂合金材料技術(shù)在2000年以后趨于成熟。

中國(guó)的申請(qǐng)量能夠一枝獨(dú)秀，一是因?yàn)橹袊?guó)專利事業(yè)最近10幾年發(fā)展迅猛，專利申請(qǐng)量整體維持較高的增長(zhǎng)率；二是因?yàn)槿毡镜暮诵膶＠膶＠麢?quán)逐漸到期，我國(guó)稀土永磁材料企業(yè)長(zhǎng)期被打壓的勢(shì)頭得到緩解，企業(yè)重拾科技創(chuàng)新的熱情；三是由于中國(guó)政府大力支持稀土永磁材料技術(shù)的發(fā)展。

圖4 專利申請(qǐng)目標(biāo)國(guó)家/地域比例構(gòu)成圖

從圖4中可以看出，專利申請(qǐng)目標(biāo)市場(chǎng)排名前七的分別是中國(guó)、日本、美國(guó)、歐洲、韓國(guó)和德國(guó)。排名在前幾名的專利申請(qǐng)目標(biāo)市場(chǎng)是稀土永磁材料研發(fā)、生產(chǎn)及產(chǎn)品銷售的主要區(qū)域市場(chǎng)，即是專利申請(qǐng)人認(rèn)為需要進(jìn)行專利保護(hù)和技術(shù)壟斷的關(guān)鍵地區(qū)。

中國(guó)在稀土永磁材料領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量排名第一，其申請(qǐng)量占主要國(guó)家稀土永磁材料專利申請(qǐng)量的將近一半；日本排名第二。中日兩個(gè)市場(chǎng)占到了目標(biāo)市場(chǎng)比例的四分之三以上，說(shuō)明這兩個(gè)國(guó)家是進(jìn)行專利保護(hù)和技術(shù)壟斷爭(zhēng)奪的重點(diǎn)市場(chǎng)。對(duì)于日本而言主要原因在于日本是該項(xiàng)技術(shù)的主要產(chǎn)出國(guó)，對(duì)本國(guó)市場(chǎng)的技術(shù)壟斷是必然的，而且，日本也是稀土永磁材料的主要研發(fā)、生產(chǎn)和成品銷售區(qū)域。而中國(guó)是稀土永磁材料的主要原料供應(yīng)國(guó)，隨著中國(guó)稀土永磁產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，國(guó)外的永磁產(chǎn)業(yè)逐漸向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移，中國(guó)逐漸成為稀土永磁材料的重大生產(chǎn)和消耗市場(chǎng)，已成為全球很重要的市場(chǎng)國(guó)，必然是專利重點(diǎn)保護(hù)的領(lǐng)域。次之，美國(guó)、歐洲、韓國(guó)和德國(guó)也是稀土永磁技術(shù)的重點(diǎn)布局市場(chǎng)。

2.3 專利技術(shù)分析

從表1看，全球稀土永磁材料的技術(shù)集中在釹鐵硼稀土永磁材料及其制備領(lǐng)域。制備稀土永磁材料的主要途徑有燒結(jié)、粘結(jié)、熱壓熱變形等。釹鐵硼稀土永磁材料的化學(xué)成分的改進(jìn)為研究的重點(diǎn)。

表1 全球稀土永磁材料專利主要分類號(hào)

3 結(jié)論和建議

（1）日本和美國(guó)在稀土永磁材料領(lǐng)域的研究能力處于世界領(lǐng)先水平。日本企業(yè)在我國(guó)進(jìn)行的專利布局較全面，布局的重點(diǎn)包括稀土永磁材料的成分、制備工藝、及稀土永磁材料微觀結(jié)構(gòu)的改進(jìn)等領(lǐng)域。

（2）我國(guó)稀土永磁材料核心專利匱乏。

（3）在稀土永磁材料中，燒結(jié)釹鐵硼磁性材料為研究開發(fā)的重點(diǎn)，涉及的專利數(shù)量最多。在燒結(jié)釹鐵硼磁性材料領(lǐng)域，涉及添加重稀土元素提高矯頑力及添加輕稀土元素降低磁性材料生產(chǎn)成本為技術(shù)熱點(diǎn)，這兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量較高。

根據(jù)上述結(jié)論，提出我國(guó)稀土永磁材料發(fā)展的建議。

（1）增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，發(fā)展有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的稀土永磁材料，在國(guó)內(nèi)外形成有效的稀土永磁材料的專利布局。

（2）充分利用化學(xué)領(lǐng)域的申請(qǐng)?zhí)攸c(diǎn)，對(duì)稀土永磁材料表現(xiàn)出來(lái)的隱性技術(shù)特征進(jìn)行挖掘，在權(quán)利要求中對(duì)隱性技術(shù)特征進(jìn)行限定，爭(zhēng)取核心專利的授權(quán)。

（3）緊盯日本和美國(guó)最新發(fā)展動(dòng)向，定期跟蹤日本和美國(guó)重點(diǎn)企業(yè)專利。日本和美國(guó)是稀土永磁材料研究領(lǐng)域的傳統(tǒng)強(qiáng)國(guó)，緊盯日本日立金屬、麥格昆磁等主要研究單位的專利成果，對(duì)確定新的研究方向至關(guān)重要。針對(duì)我國(guó)稀土永磁研發(fā)企業(yè)要保護(hù)的重點(diǎn)技術(shù)方案，定期做好目標(biāo)國(guó)的專利侵權(quán)預(yù)警分析，必要時(shí)做規(guī)避設(shè)計(jì)。