福建省LED产业专利技术现状与发展建议

林 俊 陈 平 林 宇

福建省LED产业专利技术现状与发展建议

林 俊 陈 平 林 宇

福建省知识产权信息公共服务中心

该文通过对福建省LED产业的专利申请情况进行统计分析，揭示福建省LED产业专利技术态势，并结合国内外LED产业环境与技术发展情况，分析了福建省LED产业技术发展的优劣，提出发展福建省LED产业的相关建议。

专利态势 LED产业 福建省 产业发展

发光二极管（LED）是一种由半导体材料制成，能直接将电能转变成光能的发光显示器材。按技术环节和应用领域分，LED可分为衬底、外延、封装和应用四个部分，其中应用领域又可分为照明和显示两个方面。LED产业极具节能环保意义，已列入福建省“十二五”重点发展领域。福建省在外延、芯片、蓝宝石衬底、封装和室内照明、显示屏等应用方面都具有一定的优势。

本文所涉及的专利检索过程中，均采用国家知识产权局知识产权出版社CNIPR专利信息服务平台为检索分析工具，中国专利申请公开数据时间范围为1985年至2013年5月15日。

1 福建省LED技术的专利总体申请量在全国处于中游水平

经过关键词结合国际专利分类号检索，以及数据的筛选排除，共检索到涉及LED光电技术领域的中国专利申请量为112942件，其中福建省申请的专利为3638件，占全国申请量的3.22%。衬底技术的中国专利申请量为8293件，其中福建省仅为47件，占全国申请量的0.57%；外延技术的中国专利申请量为10650件，其中福建省申请量为176件，占全国申请量的1.65%；封装技术的中国专利申请量为18869件，其中福建省申请量为418件，占全国申请量的2.22%；LED照明技术的中国专利申请量为66096件，其中福建省申请量为2715件，占全国申请量的4.11%；LED显示技术的中国专利申请量为9034件，其中福建省申请量为284件，占全国申请量的3.12%。

从数据上看，福建省LED技术的专利总申请量在全国属于中游水平，但在衬底和外延技术方面明显较薄弱，这与省内从事衬底和外延领域的企业较少有关。福建省的LED技术专利以照明领域为主，在照明领域拥有较多的申请，在显示领域也有一些研究。

2 福建省LED产业链技术的专利申请分析

2.1 LED衬底技术的专利申请分析

2.1.1总体趋势

分析得知，福建省LED衬底的申请总体趋势呈离散型分布，且总体年申请量较少，年申请量最高的仅有10件（2008年）。省内LED产业链中基本未有从事衬底研发的企业，衬底研究投入较少，产出较少。衬底产品是LED产业链中的主要盈利点，且技术含量高，研发难度大，但福建省在LED衬底方面明显处于劣势，乃至我国在衬底技术研发上也存在很大的欠缺。

2.1.2专利类型

福建省LED衬底技术专利类型以发明专利为主，占申请总量的87.23%，共计41件，其中个人申请专利2件；实用新型专利占申请总量的12.77%，共计6件，其中个人申请4件。衬底技术对科研的水平要求相对较高，其专利的技术含量也相对较高，需要投入的人力物力都较大，只依靠个人的聪明才智产出技术含量高的专利发明难度较高。

2.1.3专利申请人

如表1所示，厦门大学、厦门市三安光电科技有限公司、南安市三晶阳光电力有限公司、中国科学院福建物质结构研究所、厦门乾照光电股份有限公司、厦门纳美特新材料科技有限公司、梁进强、福州大学、钮天然、三达膜科技(厦门)有限公司是福建省LED衬底技术前10名申请人。其中，企业申请人5家，高校科研院所申请人3家，前4名申请人所申请的专利件数超过全省LED衬底技术专利申请量的50%。

厦门大学是福建省LED衬底技术专利申请最多的申请机构，其专利申请量占全省LED衬底技术专利申请量的27.66%，在省内LED衬底技术的研究上具备一定的优势。厦门大学是福建省唯一一所“985工程”综合院校，科研力量相对雄厚，其参与LED衬底技术的研究人员也相对较多，共有41位发明人；专利活动期也较长，专利平均年龄为5年，说明厦门大学进行衬底术方面的研究较早。

表1 福建省LED衬底技术专利前10名申请人综合比较

2.1.4技术分布

福建省LED衬底技术专利申请基本上集中在晶体生长、晶体材料制备及处理、半导体器件等（国际分类号为C30B、H01L、C04B、C01F等小类）技术分类中。常用的衬底材料为蓝宝石、碳化硅、硅晶体，衬底技术的核心在于衬底材料的晶体制备，以及产业化晶体制备的生产工具的研究。硅晶体因其成本较低，是现今衬底技术研究的重点之一。其中半导体器件也是衬底材料的常见用途之一。

2.2 LED外延技术的专利申请分析

2.2.1总体趋势

分析得知，福建省外延技术专利申请数量在2004年开始缓慢增长，2006年进入快速通道，到了2010年申请量达到这一阶段的顶峰，年申请量达41件。2003年3月，我国“十五”科技攻关计划“半导体照明产业化技术开发”正式立项，同年6月启动“半导体照明工程”，2004年在厦门成立了半导体照明基地，2005年国家制定了半导体产业发展计划，以及2006年的技术发展路线图，这些政策促进了福建省LED专利技术的发展，也带动了福建省外延技术专利的申请。2010年后，由于贸易壁垒争端以及产能过剩，LED产业开始走下坡路，间接影响了外延技术的申请。

2.2.2专利类型

福建省LED外延技术专利类型以发明专利为主，占外延技术申请总量的92.05%，共计有162件；实用新型专利占外延技术申请总量的7.95%，共计有14件。外延技术属于LED产业的中上游技术，其技术研究门槛和研究成果的技术含量相对较高，因此外延技术也存在集体智慧结晶的要求。个人申请在福建省LED外延技术专利申请只有少数几条，比例较小。

2.2.3专利申请人

从表2所示，厦门市三安光电科技有限公司、厦门大学、厦门乾照光电股份有限公司、中国科学院福建物质结构研究所、南安市三晶阳光电力有限公司、厦门乾照光电有限公司、刘文祥、厦门神科太阳能有限公司、泉州市金太阳电子科技有限公司、福建钧石能源有限公司是福建省LED外延技术专利申请的前10名申请人。其中，企业申请人7家，高校科研院所申请人2家。值得关注的是，厦门市三安光电科技有限公司的外延技术专利申请量占全省LED外延技术专利申请量的50.57%，其在外延方面的研究遥遥领先于省内的其他企业。排位第二名的厦门大学在外延方面也有较多研究，占全省LED外延技术专利申请量的22.16%。

福建省LED外延技术专利的平均年龄都较短，基本上在近几年才开始申请活动。厦门大学专利申请的活动年期相对较长，研究起步较早，且参与的发明人数最多，达78人。厦门市三安光电科技有限公司的专利件数最多，参与发明的人数也较多，可以适当强化二者之间的科研合作。

表2 福建省LED外延技术专利前10名申请人综合比较

2.2.4技术分布

福建省LED外延技术专利申请基本上集中在适用于光发射的半导体器件或部件的制造处理、电磁辐射转化等（国际分类号为H01L33、H01L31、H01L21、H01S5等大组）技术分类中。几乎大半的专利申请属于H01L33这个大组，主要涉及半导体方面的制备。半导体是LED产品中重要的零件，福建省的LED研究更偏重于应用方面，其余少部分是材料方面。

2.3 LED封装技术的专利申请分析

2.3.1总体趋势分析

分析得知，福建省LED封装技术的发展从2001年开始缓慢增长，2004年开始增速加快，该年年申请量为7件。到了2012年达到这一阶段的峰值，年申请量达113件。因2012年和2013年的数据未完全公开，统计出的结果可能与实际仍有差距。福建省LED封装技术的发展也得益于国家对LED行业的重视以及当时LED行业的繁荣，福建省LED封装技术得到较快发展。

2.3.2专利类型分析

福建省LED封装技术的申请专利类型以实用新型为主，占申请总量的55.50%，共计232件；其次是发明专利，占申请总量的41.39%，共计173件；剩余13件为外观设计专利，占申请总量的3.11%。封装技术属于LED产业的中游技术，其技术研究门槛也相对较低，行业可能偏重于对已有的一些技术进行优化创新等，所以实用新型相对较多。

2.3.3专利申请人分析

如表3所示，福建省万邦光电科技有限公司、福州高意通讯有限公司、厦门大学、中国科学院福建物质结构研究所、厦门三安光电技术有限公司、厦门华联电子有限公司、厦门多彩光电子科技有限公司、和谐光电科技(泉州)有限公司、泉州市博泰半导体科技有限公司、厦门煜明光电有限公司是福建省LED产业封装技术专利申请的前10名申请人，其中企业申请人共8家，高校和科研院所申请人共2家。福建省LED企业受经营规模影响，对封装技术的研究都有一定投入，但投入有限，形成了产业内企业有封装技术专利但技术不突出的现象。

表3 福建省LED封装技术专利前10名申请人综合比较

福建省万邦光电科技有限公司共申请了53件封装技术相关专利，占全省LED封装技术专利申请量的12.68%，该公司成立于2010年，是由福建中科万邦光电股份有限公司和福晶科技共同投资设立，主要从事IC研发、LED封装及LED照明产品的开发、生产和销售，其在封装技术研究方面具有一定的优势，但技术并不突出。该公司在LED封装技术方面尽管在专利件数上占优势，但专利活动年期较短，平均专利年龄只有2年，且专利发明参与人数仅有4人，成立时间较短、研发团队比较单薄条件下出现专利申请活跃的情况可能会影响到专利质量。位列申请人第二名的福州高意通讯有限公司和第三名的厦门大学在专利活动年期以及发明参与人数上有一定优势。福州高意通讯有限公司创建于1999年9月，位于福建省福州市福兴经济技术开发区，是美国纳斯达克上市公司贰陆集团的控股子公司，是一家致力于开发、制造和提供光纤元器件、光通讯器件与光电集成模块的大型跨国性高新技术企业。

2.3.4 IPC分类分析

福建省LED外延技术专利申请基本上集中在半导体器件、制造和处理半导体器件或零部件的方法和设备、点状光源等（国际分类为H01L33、H01L25等大组）技术分类，几乎大半的专利申请属于H01L33，“以半导体封装体为特征的（H01L33/48）”和“热吸收或冷却元件（H01L33/64）”是H01L33大组里研究较多的技术，偏重于散热吸收等。

2.4 LED照明技术的专利申请分析

2.4.1总体趋势

分析得知，福建省LED照明技术专利真正发展是从2002年开始，2008年进入了快速发展阶段，直至2011年达到了这阶段的顶峰，当年专利申请量达到765件，2012年和2013年的数据可能因数据未完全公开，统计出的结果可能与实际仍有差距。2002年开始，LED照明技术的发展得益于国家政策的关注，美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”，欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下，2003年6月份首次提出发展半导体照明计划，各国对LED照明的关注点燃了LED照明技术的关注度。

2.4.2专利类型

福建省LED照明技术的申请专利类型以实用新型为主，占申请总量的71.60%，共计1944件；其次是外观专利，占申请总量的17.35%，共计471件；发明专利仅占申请总量的11.05%，共计300件。LED照明技术属于LED产业里的下游技术，其入门门槛较低，专利申请量大，大部分的专利内容涉及LED灯的结构设计，或从美观上进行优化，相对技术含量较低。

2.4.3专利申请人

如表4所示，胡明川、胡枝清、厦门立明光电有限公司、福建省万邦光电科技有限公司、福建鸿博光电科技有限公司、谢庆生、厦门华联电子有限公司、厦门通士达照明有限公司、福建雨露光电科技有限公司、福建省奎星电子科技有限公司是福建省LED照明技术专利申请的前十大申请人。其中企业申请人7家，个人申请人3名。

专利申请前两名的胡明川和胡枝清，其活动年期都是4年，平均专利年龄为1～2年，且大部分是实用新型专利。2008年8月31日，省财政厅、省知识产权局联合出台了《福建省专利申请资助办法》。该办法对2008年12月颁布的《福建省专利申请资助资金管理办法》进行了修订，极大激发了个人对专利的申请热情，在2009年后涌现出了大量的个人专利申请，但是专利转化率非常低，专利的价值普遍不高。胡明川和胡枝清的申请也是属于这一阶段的产物。福建省LED照明技术专利申请第三名的是厦门立明光电有限公司，该公司成立于2010年，是福建立达信集团的子公司，专业生产LED灯；该公司在LED照明技术方面共申请了68件专利，虽然活动年期只有3年、平均年龄只有1年，但是该公司共申请了发明专利24件，在专利的转化率及专利价值方面明显优于第1、2名的申请人专利。

表4 福建省LED照明技术专利前10名申请人综合比较

2.4.4技术分布

福建省LED照明技术专利申请基本上集中在光源、电路元件布置、装置冷却或加热等（国际分类为F21Y101、F21V20等大组）技术分类中。LED照明光源属于点状光源，福建省LED照明技术大部分专利均属于F21Y101这个大组。“照明装置内或上面电路元件的布置（F21V23）”、“冷却或加热装置（F21V29）”以及“光源或灯架的固定（F21V19）”都是与LED照明技术密切相关的分类，说明福建省LED照明技术的研究集中在结构和散热方面。

2.5 LED显示技术的专利申请分析

2.5.1总体趋势

分析得知，福建省LED显示技术在2007年后得到一定的发展，在2011年达到年申请量90件，2012年和2013年的数据因数据未完全公开，不纳入趋势分析，但是可以预计可能仍会有一定的增长。LED显示屏的发展可以分为三个阶段：1990年前是LED显示屏的成长形成期，1990年到1995年是LED显示屏迅速发展的时期，1995年后是LED显示屏稳步完善时期。我省的LED显示技术起步较迟，且在2007年才得到一定发展。

2.5.2专利类型

福建省LED显示技术的专利申请类型以实用新型为主，占申请总量的68.44%，共计193件；其次是发明专利，占申请总量的19.86%，共计56件；还有33件是外观设计专利，占申请总量的11.70%。LED显示屏技术多以实用新型为主，主要涉及一些LED显示屏的应用，而LED背光技术多以发明专利为主，主要涉及背光的结构等。

2.5.3专利申请人分析

如表5所示，中华映管股份有限公司、福建国能光电科技有限公司、福建捷联电子有限公司、黄水桥、冠捷显示科技（厦门）有限公司、福建泰德光电科技有限公司、龙岩市芯彩光电有限公司、厦门市华软科技有限公司、晋江市晶鑫电子技术有限公司、冠科（福建）电子科技实业有限公司是福建省LED显示技术专利申请的前10名申请人，其中企业申请人9家，个人申请人1家。中华映管股份有限公司是福建省LED显示技术专利申请最多的企业，共申请了28件专利，占全省LED显示技术专利申请总量的9.93%。中华映管属大同集团下的一个公司，主要经营液晶显示模组，而大同集团是目前台湾最大的显像管生产企业，也是全球第五大模组生产厂家，其申请的专利多以发明专利为主，专利价值较高。位列申请人第二的是福建国能光电科技有限公司，主要从事研发、产销全球最高端户外广告设备，是集生产、科研、销售为一体的企业，共计申请了16条相关专利，占全省LED显示技术专利申请总量的5.67%，其专利多以实用新型为主，主要涉及显示屏的配套设备或者零部件，专利价值相对不高。

表5 福建省LED显示技术专利前10名申请人综合比较

福建省LED显示技术的企业专利发明人个数较少，参与研发人员不多，活动年期短，平均专利年龄低。除了少数几家企业外，福建省LED显示生产企业的科研实力普遍偏弱，大部分企业的专利技术不强。

2.5.4技术分布

福建省LED显示技术专利申请基本上集中在显示的控制、电路、照明装置的部件等（国际分类号为G09F、G09G、F21V、F21Y等小类）技术分类中。“采用选择或组合单个部件在支架上建立信息的可变信息的指示装置（G09F9）”和“仅考虑与除阴极射线管以外的目视指示器连接的控制装置和电路（G09G3）”分别是G09F和G09G下的大组分类号，且在实际IPC分类中占了较大的比重，G09F9比较偏重大屏显示或广告牌之类的专利，G09G3则是包含显示器相关的技术，都与LED显示技术密切相关，F21V类则与LED的背光技术有关。

3 福建省LED技术综合分析

3.1 总体趋势对比

从图1可知，福建省LED技术专利总体趋势与LED照明技术专利总体趋势略为相似，反映出省内LED技术更偏向于照明应用方面。从研发难度上看，应用方面的技术门槛相对较低，其中实用新型和外观设计的比重更大，且专利质量也存在良莠不齐的现象。2000年是福建省LED发展的分界线，LED技术受到了多方关注，企业开始重视科研投入，LED技术得到一定的发展。从2008年开始，福建省LED发展进入了快速通道，其中照明技术的发展最为迅速，不仅得益于政府的专利补助政策，还因为LED市场得到了广泛重视，市场的繁荣刺激企业加大对科研投入，为自身争取市场地位。

图1 福建省LED技术专利总体趋势对比图

3.2 技术构成分析

福建省LED技术基本由照明技术专利组成，照明技术专利共计2715件，占LED技术专利申请总量的74.63%。照明技术专利中大部分是个人申请，专利以实用新型和外观设计为主，专利转化率低，专利价值不高；其次是封装技术专利，共计418件，占LED技术专利申请总量的11.49%，福建省有较多的LED灯具生产企业，这部分企业一般生产LED灯具的同时，也对LED封装技术也有一定研究，这部分企业的专利拥有量虽然不多，但具有一定特点。第三是显示技术专利，共计282件，占LED技术专利申请总量的7.75%。台湾显像巨头中华映管虽然在福建建有厂房，但是其研发力量明显不在福建，该公司在福建只申请了28件LED显示专利。第四是外延技术专利，共计176件，占LED技术专利申请总量的4.84%，但这一部分的专利基本都集中在厦门市三安光电科技有限公司手中，厦门市三安光电科技有限公司是福建省最大的LED企业，其在外延技术的研究较为突出。最少的是衬底技术专利，共计47件，仅占LED技术专利申请总量的1.29%，其专利研究人多是高校和科研院所。

3.3 专利类型

福建省LED技术专利类型以实用新型专利为主，占LED技术专利申请总量的66.05%，共计2307条；其次是发明专利，占LED技术专利申请总量的19.38%，共计677条；最少的是外观专利，占LED技术专利申请总量的14.57%，共计509条。福建省LED生产企业较多，也相对重视申请专利的价值，发明专利多以企业申请为主，而实用新型专利多以个人申请为主，实用价值相对较低。

3.4 专利主要申请人对比

从表6可知，厦门市三安光电科技有限公司在外延技术方面处于领先地位，且在衬底、封装、照明和显示方面也有一定研究，科研实力较强，在福建省LED企业中表现突出。福建省万邦光电科技有限公司的专利主要集中在封装和照明方面，虽然企业成立的时间较短，但是发展迅速，其在封装和照明方面有较高水平。厦门立明光电有限公司主要从事照明业务，其专利申请也是以照明应用为主，有一定的研发实力。厦门华联电子有限公司的专利分布在封装、照明、显示方面，其在封装和照明方面有一定实力。福建鸿博光电科技有限公司与厦门立明一样，都是从事照明业务，其专利申请也是以照明应用为主。厦门大学是省内具有较强科研实力的一所综合性大学，其在衬底、外延、封装方面有较多研究，而在应用方面的研究较少，更偏向于科研方面。

表6 福建省LED技术专利主要申请人对比

3.5 技术分布

福建省LED技术专利申请基本上集中在照明技术（国际分类号为F21V小类），光源、照明装置或系统、半导体器件等（国际分类号为F21Y、F21S、H01L等小类）技术分类也占有很大的比重。照明专利占了福建省LED技术专利的很大比重，前三名的IPC分类都是属于照明的分类，第四名的H01L小类与LED封装技术相关。

4 从专利角度谈福建省LED产业的发展对策

从上文分析可知，福建省LED产业的优势和特点主要表现在：（1）起步较早，形成了从蓝宝石衬底、外延芯片到封装应用的完整产业链，LED行业产值约300亿元，厦门更是LED生产基地之一，这些都有利于LED技术的发展。（2）地理上便于海峡两岸经贸合作，也便于引进台湾的先进技术和人才注入到企业的技术研发中。（3）政府十分重视LED产业发展。LED领域已被列入福建省重点领域，相关扶持政策陆续推出，省内LED企业将因此受益。（4）省内LED行业内企业数量以及申请专利的企业数量较多，技术成果较容易转化为生产力，不仅能使更具技术含量的产品在市场中占据优势，还有助于专利技术的推广。（5）省内LED领军企业在生产过程中重视对研发进行投入，且具备有较强的科研实力，如厦门市三安光电科技有限公司在衬底技术研究方面遥遥领先于省内其他LED企业，企业底子较好，相对更容易产出有用的专利技术。而劣势主要有：专利申请的起步较迟、技术分布不均衡、专利申请多以照明应用的实用新型为主，存在低价值的专利、大部分企业对研发重视度不够、从事LED研发的高校和科研院所较少、研发人才缺乏等，制约着福建省LED技术发展。

福建省LED产业规模不断扩大，但因产业缺乏核心技术而遭受国际LED巨头发起专利攻击的风险加大，势必为福建省LED产业发展带来更加巨大的压力与挑战。为此，下面从专利角度对福建省LED产业的发展提出几点建议：

4.1 从企业角度上

4.1.1 企业要加大研发投入。加强自主研发能力，特别要重视发明专利的申请，要形成自己的核心专利和技术品牌。同时要重视人才的挖掘和吸纳、合作，专利库中有很多的个人申请，虽然很多专利的价值不高，但其发明人一般在某方面具备一定的科研实力，如果能借助这一部分的力量，企业不仅在研发上获得技术支持，更容易在市场上取得有利的竞争地位。

4.1.2主动寻求与科研院校的合作。高校和科研院所在研究上的投入比较系统、集中，但存在市场敏感度不高的缺点，不利于专利的转化和实施。而校企合作恰恰能取长补短，有利于整合科研力量，开发具有自主知识产权的核心技术。

4.1.3重视专利申请和保护。现在LED行业尽管处于寒冬期，同时存在产能过剩与需求扩大现象，市场潜力不断被开发出来。必要的专利申请和保护可以抢占市场份额，只有重视LED产品的技术研发和保护，才能从中突围而出。

4.1.4有效利用专利信息。企业可以利用国内外的专利检索平台，建立企业自己的专题库，关注业内的发展动向，特别是国外领头企业的专利动态。根据专利的地域性特点，在对方专利的优先权期限外申请相关的专利而形成自己特有技术，不仅可以有效破坏对方的新颖性，更可以保护自己的市场。

4.1.5重视专利管理人才的培养，重视与政府的沟通合作。合理利用政府资源，不仅包括政策扶持方面的合作，也可以是政府专利管理人才方面的利用，比如建设专题库、专利检索等服务。

4.2 从政府的角度上

（1）在充分了解行业的状况基础上，尤其是行业企业研发能力、技术情况、市场份额等内容，有针对性地扶持部分企业，帮助企业做大做强，使企业能在市场竞争中占有一定优势。

（2）不仅要从宏观上分析整个行业的状况，更要多了解企业的具体需求，从行业技术点的角度，多关注某个技术点的国内外情况，核心专利的情况等等，可以更有效地帮助企业，辅助企业的研发工作。

（3）根据技术点的分析报告，发布LED产业的课题研究，组织业内人才参与，发展出更有特色的核心专利，帮助企业在LED行业里立足。

（4）做企业与高校合作的桥梁，组织企业与高校间的互访，可以建立展示平台，由企业向高校发布课题，或邀请借调高校人才参与企业研发工作等方式，发展更有价值的专利。

（5）协助企业做好专利管理工作，协助企业内部对专利管理人才的培养，组织专利管理高端人才对企业进行授课，帮助企业合理、有效地利用专利数据库来促进企业发展。

（6）有效打击侵权行为，保护专利权人的合法利益，可以有效提高企业的科研积极性。

（7）加大对发明专利、PCT专利申请的奖励力度，真正使创造和运用得到促进和激励，专利管理人员才能更快检索到有用的专利，也可以更好地了解行业的真正动态，提升分析内容的价值。

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