EPO新研究報告揭示航太科技的全球專利趨勢

[本篇文章轉載自—經濟部智慧財產局專利商品化教育宣導網首頁 > 公告資訊 > 國際動態報導]—刊登日期 : 2021/8/23

EPO於2021年7月21日發布一份關於航太(cosmonautics)科技領域的全球專利申請統計及趨勢分析。該研究是由EPO和歐洲太空政策研究所(ESPI)執行,並與歐洲太空總署(ESA)合作完成。研究報告顯示,最近10年(2007-2017年)全球在航太科技的專利申請數量呈現前所未有的成長,私人資本的注入是專利申請活動驚人成長的主要因素。
本研究所定義的航太科技範疇(domain),係依據ESA的科技樹區分為8個主要領域及41個次領域,對應到CPC專利分類號B64G。研究聚焦航太科技的核心及與其高度相關的技術。統計對象為優先權日在1990年(含)之後的專利家族,全球計1萬1,649個(含歐洲4,249個)。
本研究報告重要發現:
(一) 近10年全球航太科技的專利申請大幅成長
近10年,全球太空活動變得頻繁且多元,技術創新讓太空飛行的費用下降,新加入太空活動的參與者或國家急速成長,加上私人資本注入,使得人類在太空的活動走向商業化。2007年,航太科技相關發明專利家族的數量每年約300個,至2017年已成長至約1,200個(如圖1)。
【圖1】全球航太科技專利申請趨勢
隨之每年太空飛行器發射的數量(number of spacecraft launched),亦呈倍數成長,從2000年至2013年每年僅發射110次,至2017-2019年成長為每年近500次(如圖2),足以證明人類在太空領域的成長,不到十年間,衛星數量已多出一倍。全球及歐洲在航太領域專利活動的大幅成長,象徵參與者尋求對智慧財產的保護,也代表該領域技術逐漸趨於成熟。
【圖2】2000-2019年太空發射數量
新的航太國家(space-faring nations)在近年大量出現,各國政府的公共投資透過採購或提供補助給公立學研機構從事太空活動之外,私人資本大量流入航太科技領域,使衛星發射的商業收入在近10年成長約50%(如圖3)。
【圖3】2011-2019年太空商業收入(單位:10億美元)
(二) 中國大陸近年大幅成長,但以國內申請為主
中國大陸在10年前幾乎沒有航太科技專利申請,從2011年起,其國內的專利申請活動快速穩定成長,2018年中國大陸在航太領域專利家族的全球占比已超過50%,然而僅約5%的中國大陸專利家族在其他國家或區域受到保護。即使不計入中國大陸的申請活動,近10年,全球在航太技術的專利申請仍是明顯的成長。
近年來,中國大陸專利申請相對於其他國家,有不尋常的成長,部分原因是其政府提供誘因,鼓勵其國人尋求專利保護的專利政策所導致。此現象,也出現在航太以外的其他科技領域或產業部門。
【圖4】2008-2017年航太科技全球專利申請數量(不含中國大陸申請)
(三) 航太科技發明專利以美國為首,歐洲發明人集中在德國和法國
美國是全球投資最多公共預算在太空科技的國家,也是過去30年對全球航太科技專利活動貢獻最多的國家,占比38%。歐洲方面,在航太科技的專利申請活動呈現集中化,大部分發明人來自德國和法國,該兩國也是歐洲地區投入最多太空預算的國家。以歐洲各國發明人擁有的專利家族計算,德國(1,270個)及法國(1,219個)的專利家族數量遙遙領先其他歐洲國家,如英國(283個)、義大利(95個)、瑞典(68個)、荷蘭(51個)、西班牙(49個)和瑞士(47個)。
美國在歐洲的專利申請活動占比是各國中最高(32%),顯示美國航太產業認為歐洲市場具有極高的價值,中國大陸則幾乎沒有。從美國和中國大陸在歐洲地區的專利申請數量,可見美中兩國在歐洲航太產業專利布局戰略,極為不同。日韓在歐洲亦有航太科技的專利布局,但俄羅斯則很少。
【圖5】全球及歐洲的航太科技專利發明人來源國分布
(四) 全球最蓬勃成長的前3大主要技術領域是推進器、太空系統控制及太空飛行器電力
該研究依據ESA的科技樹,將航太科技的發明歸類為下述8大領域:
  • 推進器(Propulsion)
  • 構造(Structure)
  • 太空系統控制(Space system control)
  • 機械裝置(Mechanism)
  • 太空飛行器電力(Spacecraft electrical power)
  • 熱力(Thermal)
  • 自動化、遙現及機器人(Automation, telepresence and robotics)
  • 太空垃圾(Space debris)
這些領域代表控制和操作太空飛行器的必要技術。與2006年相比,2016年全球在這8大領域的專利活動成長約4倍,高於歐洲的成長約2至3倍,全球的高成長主要受到中國大陸影響。近年全球最蓬勃成長的前3大主要技術領域是推進器、太空系統控制,和太空飛行器電力。
【圖6】全球航太科技8大領域成長情形
【圖7】歐洲航太科技8大領域成長情形
(五) 歐洲航太科技專利權,84%是公司持有
以專利權人類型分析(owner type analysis),可以判斷相關技術領域的成熟度高低。相關技術專利為學術機構所持有之占比低(小於5%),通常代表市場已趨於成熟。如相關技術專利半數以上為學術機構所持有,表示終端使用產品尚未發展,仍處於學術研究階段。然而,在政府感興趣的技術領域,即使技術已趨於成熟,學術機構及政府持有專利的比例仍會相對偏高(高於20-25%),而航太科技領域即屬此類。
以全球航太科技專利申請人/專利權人占比分析,政府及研究機構各持有14%及19%的專利權,公司持有的專利僅占62%。全球政府及研究機構的占比較高,可歸因於中國大陸的航太科技發明在大學或研究機構申請專利後,專利權轉由中國大陸國營的中國航天科技集團(CASC)所持有。
【圖8】全球航太科技專利申請人/專利權人分析
在歐洲地區,多數(高達84%)的航太科技專利權則是公司所擁有,排名在前15大的申請人包括美、德、法及日本跨國公司,而政府及研究機構僅各占4%及8%。
【圖9】歐洲航太科技專利申請人/專利權人分析
(六) 全球及歐洲航太科技發明專利申請人排名前10大
在全球,排名在前10大的航太科技專利申請人,多數是擁有豐富研發資源和能力的跨國集團或政府及其所屬機構,包括美國政府及5家美國公司-波音公司(Boeing)、洛克希德∙馬丁公司(Lockheed Martin)、諾斯洛普∙格魯曼公司(Northrop Grumman)、雷神科技公司(Raytheon Technologies)、馬克薩爾科技公司(Maxar Technologies);2家歐洲公司-空中巴士集團(Airbus)及法國賽峰集團(Safran);1家中國大陸國營企業-中國航天科技集團(CASC)及1家韓國研究機構-韓國航空宇宙研究院(KARI)。
在歐洲地區,排名前10大航太科技專利申請人,包括3家是歐洲公司-空中巴士集團(Airbus)、法國賽峰集團(Safran)、法國達利斯集團(Thales);4家美國公司-波音公司(Boeing)、雷神(Raytheon Technologies)、諾斯洛普∙格魯曼(Northrop Grumman)、美國馬克薩爾科技公司(Maxar Technologies)。另外3家是法國政府、法國國家太空研究中心(CNES)和德國亥姆霍茲聯合會(Helmholtz Association)。由上可見,非歐洲申請人在歐洲的專利布局最積極者為美國。