佛山照明行业专利分析报告(上篇)

广州国际照明展览会 · 2016-09-16

佛山市照明灯具行业专利导航分析报告

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照明行业概述

照明行业主要指照明器具制造业,其下属三个子行业分别为电光源制造、照明灯具制造、灯用电器附件及其他照明器具制造业。伴随着我国综合经济实力的提升、人民生活水平的改善和各行各业对照明环境要求的逐年提高,多年来我国照明行业一直保持快速、持续、稳定的发展。

2014年我国照明行业主营业务收入达到3,988.06亿元,同比增长15.14%,其中照明灯具制造业主营业务收入2,561.59亿元,同比增长27.43%。从2008年到2014年7年间,我国照明行业主营业务收入从1,599.56亿元增长到了3,988.06亿元,年均增长率为16.45%,其中照明灯具制造业主营业务收入从753.07亿元增长到了2,561.59亿元,年均增长率为22.63%。

2008-2014 年照明行业主营业务收入情况(亿元)

在我国照明行业快速发展的过程中,相关照明企业也得到了不断成长,形成了一批有品牌、有规模的照明器具生产企业。截止2014年底,我国照明器具制造业企业数量已达2,499家,其中电光源制造企业579家,照明灯具制造企业1,648家,灯用电器附件及其他照明器具制造企业272家。目前,我国照明行业已经初步完成产业升级,培育了诸多产品种类规格齐全、制造工艺成熟、技术水平先进的照明企业。

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照明行业技术演讲趋势和产业发展状态

(一)技术发展状况

1、照明的主流光源将转为LED

目前,大功率LED商业化产品的光效已经达到150lm/W以上,寿命达到30000小时以上,这些使LED的综合性能已经超越了其它光源。同时,除很大的功率外,LED灯具的价格已经接近其它光源组成的灯具。

因此,相对来说,LED已经具有一定的优势。同时,LED的实验室产品光效已经达到300lm/W以上,且通过合理的散热设计,50000小时以上的寿命是完全可以达到的。原理性上说,其它光源在光效与寿命方面提升的空间不大。因此,可以预计,LED成为照明市场的主流光源应该是指日可待。

2、LED器件技术的研究将主要集中于绿光LED效率的提升

半导体照明技术的核心器件——LED,目前红光LED及蓝光LED都具有较高的光电效率,但是绿光LED的光电效率很低。这限制了LED光谱灵活性的实质性应用。因此,提升绿光LED的光效是LED器件最重要的研究课题。但目前的GaN基LED技术路线遇到很大的技术瓶颈,无论是现有技术路线还是创新的技术路线都有待研究。

3、LED器件技术的另一个研究将是窄光谱LED器件的研究

单个LED较窄的光谱宽度将有助于真正实现组装LED光谱的无限灵活性。这将使LED的应用前景更加广泛。同时,目前LED的一个主要应用——LED显示中,若能使单色LED的光谱宽度变小,将可以实现更大的色域空间。而这是一个很大的应用领域。

4、普通照明用的白光LED将逐步转向RGB方式实现

普通照明用的光源都是以白光或接近白光的形式呈现。目前综合性价比最高的、也是市场上主流的白光LED,都是蓝光LED加YAG荧光粉的方式实现的。但是,理论上RGB的方式具有更高的光效,而且采用RGB的方式将使灯具可以调光、调色,甚至调显色指数等。因此,随着绿光LED光效的提升,相信RGB方式(进一步延伸为3个或3个以上单色LED混色)将成为主流的白光LED模式。

5、光源的显色性的表征将是一个长期的争论过程,以光谱形式的表征或许是终极的结果

目前表征光源显色性的参数主要是显色指数。但是,这是建立在传统光源的有限的光谱形式基础上的。而LED光谱的无限灵活性将使这种表征出现问题。可以预计,如果LED实现了真正的光谱无限灵活性,那么任何一种单参数的显色性表征实际上都将是有缺陷的,终极的表征方式应该是光谱本身。

6、光源的应用将包括视觉应用与非视觉应用两个基本方面

LED在光谱组装方面的灵活性,使得可以通过光谱组装,实现各种视觉与非视觉的优化应用,如农业照明、医疗照明、LED可见光通信等。但相对而言,LED应用在非视觉领域,还有多个问题需要解决,包括:怎样的光照条件是最优化的,LED的价格还需进一步下降等。前者是科学问题,而后者是产业化问题。

7、照明技术将与信息技术进行深度的融合,诞生智慧照明

LED易于控制及本身是半导体器件的特点,加上灯具与人类生活的关联性,即有人的地方必有灯具,这样灯具是信息技术的一个很好的物理载体。因此,LED可以与信息技术进行深度的融合,将诞生智慧照明。这将是未来LED照明技术的一个重要的发展方向。

8、灯具的外观形式将具有很大的创新潜力

目前多数的LED灯具包括LED球泡灯、LED筒灯、LED灯管等,在形式上都是为了迎合人的消费习惯,而这是不是最优的灯具机械形式还有待研究。至少,LED灯具未来的机械形式存在很大的创新空间。

9、OLED将在显示领域占据重要位置

相对于以近似点光源发光的LED,OLED是以面光源形式发光的。因此,未来LED占据照明应用(视觉应用与非视觉应用)的绝大多数市场后,OLED仍然在显示领域具有一定的优势。

10、天然光照明将受到重视

近年来,节能照明、健康照明与生态照明受到了很大的重视。而利用太阳光实现照明,自然成为最佳的选择。因此,相信随着技术的进步,天然光照明会受到越来越多的重视。由于LED在尺度、光谱、时间三个空间的巨大灵活性,未来LED的发展可能诞生出许多创新性的应用与概念,这值得期待。这是基于人工光源的照明的发展趋势。与此同时,随着人们绿色环保生态理念的不断加深,天然光采光照明也将获得更大的发展。

(二)灯具形态

照明装置俗称为灯具,为照明系统一部分。由光源体与外部结构体构成之照明灯具,以达到配置光线与保护光源体之目的,并提供光源体之电源供应。除此以外,灯具还具有防止炫光、指向光等功能。

1、灯具型态

灯具具有多样化需求与用途,且有美学及设计的要求,因此相对光源、镇流器等其他照明系统零件,灯具产品更为多样化。一般灯具可分为固定式灯具、可移动灯具两大类。固定式灯具(室内、室外和汽车)无插头,具电源线但需另行接线及安装,完成安装后灯体不易移动。相反的,可移动式灯具(如住宅内灯具与手电筒)有电源线及插头,可供插接于电源插座中,因此,一般都可以轻松地移动。

(1)固定式灯具

固定式灯具包括室内灯具、工业型灯具、室外灯具和汽车灯具,其中每一项都有不同的产品特性和应用。固定式室内灯具包括壁灯、吸顶灯、轨道灯、吊灯、紧急照明灯等,主要作为住宅、办公空间、商业空间合其他非住宅建筑之室内照明所用。目前在固定式灯具使用光源有荧光灯、白炽灯与HID灯等,其中荧光灯广泛应用于非住宅照明,而白炽灯则以住宅照明为主要应用。工业型灯具应用于仓库、工厂和加工设备中,以满足任务要求。这类产品类型包括低单价一般用途灯具与高单价特种灯具。与其他灯具不同,工业型灯具对于产品功能要求远高于外观与美观,也因此HID灯成为工业型灯具主要光源。

户外灯具主要应用在住宅、非住宅、非建筑物(如道路照明)中,以提高使用者安全与提高被照体美学。户外灯具型态非常多元,包括泛光灯、路灯与其他类型。由于HID灯亮度高、寿命长,因此成为户外灯具主要使用光源,但仍有其他光源应用在户外灯具中。汽车灯具主要应用于各种汽车和机动车辆中,包括车头灯、转向灯、刹车灯与尾灯。白炽灯是汽车灯具最主要使用光源,不过近年来HID与LED使用比率也逐年增加中。

(2)可移动式灯具

可携式灯具包括桌灯、立灯、壁灯、吊灯、夹灯以及如手电筒、灯笼等消费者个人可携式灯具。多数可携式灯具应用于住宅中,部分应用小型商用设置中。传统上,可携式灯具使用白炽灯为光源,主宰整个市场,不过从能源效率方面考虑,荧光灯与LED灯使用比率快速增长中。

2、灯具零组件

灯具零配件包括安定器、开关、控制元件、感应器等,其中以安定器为最主要品项。安定器为灯源及市电间之媒介,可提供点灯电压、稳定电流或变压等功能。一般市电110V(220V)AC的电源型太并非适用于所有的灯具,故在灯具与市电的线路之间大多有一个中间媒介的装置,负责将市电转换成灯源所能接受的电源型态。灯具零配件市场创造,主要来自于消费者与企业取代陈旧或损坏的元件,或者升级现有灯具外观或性能,特别是能源效率提升。

(三)全球灯具市场

影响灯具市场发展因素有很多,包括技术、经济环境、人口、环保政策与法规等。但在一般情况下,照明灯具需求随着一国经济成长而成长。发展中国家国民所得提高与电力供给成正比,当电力供给愈多愈方便,对于照明需求也愈多,照明灯具市场自然也成长。

另外随著收入增加与生活水准提高,国家对于公共照明投资也增加,民众对于照明品质、效率与美观要求更高,这些都促使照明灯具市场成长。另外还有一种国民所得与照明灯具需求非因果关系。在国民所得较高区域,通常具有较大汽车产业,照明灯具市场成长,可能与当地庞大汽车生产有关。

2008年全球灯具市场规模达952亿元。全球每人花费在灯具采购成本约在14美元,但不同区域有极大的差异,日本地区人均使用费为78美元,非洲地区人均使用费用为不到2美元。日本人均收入与经济条件优于非洲地区,是造成如此大差异的主要原因。

依产品类别分析,固定式灯具为灯具市场主要产品品项,市场占有率达75%左右。2012年整体市场将成长至890亿美元,年复合成长率达5.3%。室外固定式灯具将受益于公路和街道建设的开支,尤其是发展中国家,正在迅速改善其交通运输基础设施。车用灯具受到此波经济衰退影响幅度较大,随着全球经济的好转,车用灯具的需求将会提升。

在可携式灯具市场部分,2012年市场规模将达160亿美元,年复合成长率为4.5%,成长率低于产业平均值。由于可携式灯具多为消费性产品,因此当全球经济成长趋缓,将会抑制这灯具需求成长。

在灯具零组件市场部分,2012年市场规模将达140亿美元,年复合成长率为5.7%,成长率高于产业平均值。节能需求是带动灯具零组件需求成长要因,特别是电子安定器使用比率成长,将是带动市场成长主要动力。另外,由于消费者对于照明品质意识提高,配合相关产品价格下跌,将会使得反光板、扩散片等光学元件需求成长。

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(一)专利检索区域范围

本报告的照明灯具专利检索区域包括世界、中国、美国、日本、韩国、德国、中国台湾、英国、加拿大、法国和澳大利亚,并且包括中国广东省在内的各个省份,广东省佛山市的一切在审、授权、有效或者失效的发明专利和实用新型专利。

(二)专利检索资料范围

本照明专利报告的专利检索资料范围截止至2015年12月,包括中国、中国台湾、欧洲、英国、美国、日本、德国等12个国家、地区及组织的发明、实用新型全文数据;世界专利著录项目数据,包含著录项目及摘要;中国专利法律状态、世界专利法律状态、世界专利同族、世界专利引证、世界专利组织机构代码、复审无效数据、法院判决。

(三)专利资料检索的方法及结果

本次照明灯具专利检报告按照摘要关键词对相关技术领域进行检索,检索关系式如下:

(TIAB=((fluorescent or “phosphorescent wavelength conversion”or photoluminescence or “color temperature” or drive orsensor or “light guide” or lens or Radiating or cooling or“mixed light” or white or scattering or wireless or Filters or optical or extraction or diffusing or assembly or plug or socket or interfaces or LED or "light emitting diode" OR“Emitting semiconductor” OR Illuminator or illumination or“light emitting layer”or “Luminescent material”or “Lightemitting unit” or “light emitting device”or Lamps or 发光二极管or LED or 光源or 辐射源or 发光半导体or 发光体or 发光涂层 or 发光层 or 发光材料 or 发光单元 or 灯具 or 照明 or 发光器件 or 半导体发光 or 发光设备 or 发光装置)) NOT TIAB=((OLED or “organic electroluminescent organic” electroluminescent or EL or LCD or disc or optical storage or chromatography or pickup or projector or monitor or display device or “liquid crystal display” or “optical recording” or fluorescent or incandescent or OLED or 有机 LED or 有机电致 or 电致发光 or 场致发光 or LCD or 光盘 or 光存储 or 层析 or 拾取 or 投影 or 显示器or 显示装置 or 显示设备or 液晶显示or 光学记录or 荧光灯or 白炽灯))) AND (IPC=((F21 or G02B or H01L023 OR H01L23 or H01L025 OR H01L25 or H01L033 or H01L33 or H05B033 or HO5B33 OR H05B35 OR H05B035 or H05B037 OR H05B37 or H05B043 OR H05B43 or C09K09 OR C09K009 or C09K11 OR C09K011 OR C30B29 or C30B029or H04L or H02M or G09G))) AND (AD=[17500101 to 20151231])

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全球照明灯具的分析

(一)专利申请总体趋势

本文的专利检索工作基于以下两个数据库,包括广东省专利信息服务平台的国家知识产权局全领域代码化专利数据库和THOMSON的DWPI数据库。本报告的中国和全球申请专利数据检索时间范围:1990年至2015年,下表给出了照明灯具专利文献的检索结果。

表1:照明灯具专利申请量统计表

图2:全球照明灯具专利申请情况

图3:全球照明灯具专利申请总数

图 4:世界主要国家照明灯具专利申请趋势图

图 5:全球主要国家照明灯具专利申请总数

由图2和图3可知,全球照明灯具专利申请量从1990年开始,呈现稳步上升的趋势,至2012年专利申请量达到最大值,达到93998件,而从2013年至2015年期间,专利申请量呈现逐年下滑的迹象。这说明近年来越来越多国家和地区鼓励发展照明灯具产业,作为经济转型升级和拉动经济增长的主要动力之一。2000年之前,全球照明灯具专利申请量保持一个稳定的趋势,申请量在40000件以下,这说明这段时间是照明灯具专利技术积累的过程,技术增长稳中有升;而2000年至2006年,全球照明灯具专利申请量出现了一波增长,许多新技术、新发明和新创造不断涌现,形成了一条开口向下的抛物线,至2006年出现小幅下滑。

从2006年至2012年,全球照明灯具专利申请量进入了快车道,得益于互联网技术的发展、智慧照明和物联网等技术的新突破,这个时期的研发热点层出不穷,创造成果不断涌现,大力推动了全球照明灯具技术的发展,着重于研究第三代半导体材料,深紫外照明,健康和生物照明、医疗照明等领域,到2012年全球照明灯具专利申请量突破90000件。

日本、中国、美国、德国和韩国这几个主要的照明灯具制造大国,占据全球照明灯具市场50%以上。2009年之前,日本的照明灯具申请量一直稳居第一,据台湾工研院报告,照明需求与建筑物呈现正相关,经济成长的趋势下带动大量照明的需求。而气候暖化所带来的影响,使环境保护与节能减排成为日本政府的目标,占能源耗用比例极高的照明,遂成为政府节能规划的重点领域。

在日本政府积极推动下,采用做法包括:(1)公共工程如道路照明采用高效率照明灯具,并规划各县市之示范案例;(2)鼓励LED照明灯具之采用,如LED替代式灯泡取代传统白炽灯泡等。日本一直以来都是强调节能减排且重视环保的国家,照明与人类的生活息息相关,同是也占人类能源需求的一大比例,期望通过照明节能降低能源耗费,一直以来都是日本政府所希望能够达成的。

日本政府投入大量经费,推广节能灯具产品的开发,推广与应用,这些都促成了日本政府投入大量经费,引导照明灯具产品的设计与开发,照明灯具专利申请量出现了井喷式上升。整体而言,日本照明市场趋向饱和。特别是2009年金融危机之后,市场对照明灯具的需求出现萎缩,引起照明灯具的专利申请量出现了不同程度的下滑。

除日本之外,美国、德国和韩国在全球照明灯具领域中较早就已经进行了专利布局,把握了行业的话语权。基于自身雄厚的科技实力和资金支持,美国、德国和韩国着重于研究LED产业链的上游,包括芯片材料、外延材料和衬底材料等紧握行业命运的关键领域。除日本之外,美国的照明灯具专利申请量一直稳居全球第二的位置,甚至在2012年首次超越日本,特别是在外延和衬底等技术领域表现更为出色,在灯具的质和量方面领先于全球绝大多数国家;德国和韩国由于受国内市场的影响,照明灯具着重于深耕细作,倾向于申请高质量的专利技术,而在数量上不一定具有优势。

和日本、美国、德国和韩国相比,中国的照明灯具起步较晚,但照明专利申请量一直稳步上升,在2000年照明灯具专利申请量超越韩国,2001年超越德国,2007年超越美国,2008年首次超越日本,成为全球照明灯具专利申请量第一位。这一方面是由于中国市场巨大,地大物博,人口众多,对照明产品的需求巨大,有需求就有市场,反过来促进了照明灯具行业的发展。另一方面,照明产业作为国内经济增速的重要引擎,政府把照明灯具作为推动经济发展的重要抓手,鼓励社会资本和民间资本的积极参与,创新产业发展模式,加大照明灯具的研发投入和力度,不断挖掘创新点,引领照明灯具专利申请量的增长。

此外,由于中国政府把绿色照明、生态照明等作为重点发展的产业,加大了对绿色照明灯具产品的开发与应用,此外,随着中国房地产市场的蓬勃发展,人们生活质量的不断提高,这都有利于刺激照明灯具产品的开发。

(二)专业技术布局领域分析

表 2:照明灯具专利技术领域布局表

图 6:照明灯具专利技术领域分布图

由上图的表2和图6可知,全球照明灯具专利申请量排在前三位的技术领域是利用可移动的或可变形的光学元件控制光的强度、颜色、相位、偏振或方向的光学器件或装置,例如,开关、选通、调制(G02B6)、至少有一个电位跃变势垒或表面势垒的专门适用于光发射的半导体器件;专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或设备;

这些半导体器件的零部件(H01L33)、除透镜外的光学元件(G02B5),分别占全球照明灯具专利申请量的22.73%、10.42%和8.67%。随着绿色照明技术的大力推进,LED技术代表着未来照明市场的主流方向,正吸引着越来越多的资金和技术往这方面发展。

由上图的统计数据可知,“利用可移动的或可变形的光学元件控制光的强度、颜色、相位、偏振或方向的光学器件或装置”这个技术领域是研发最活跃、技术创新最集中的领域,这显示这个技术较为成熟,突破点较多,与这个技术相关的产品产业化较为迅速,市场对此技术相关的产品需求较大。本技术领域涉及到通信、光纤、材料、光学模块、光路设计和光电装置等一系列产品,这些技术是科技研发最为活跃,社会关注度最高,成果最为丰富的领域,代表着未来的照明灯具科技前沿,因而在这方面的专利申请布局最为集中。

排在第二位的半导体器件及其零部件主要是LED照明上游的芯片和外延材料,LED照明灯具芯片材料技术壁垒较高,但前景看好,特别是第三代半导体材料,发光效率更高,显色性更好,更绿色节能和符合绿色照明的要求。具体来说,以氮化镓为代表的宽禁带第三代半导体材料是目前照明灯具的研究热点,如MOCVD第三代半导体材料制备方法,使得LED芯片的制备更精密。

排在第三位的主要是一些光学元件,如光学片材、偏光片、导光板、棱镜片、滤光片、分光传感器等光学装置。这个技术领域是较传统的领域,技术成熟,因而专利申请量相对较少。

(三)专利申请人分析

从全球专利范围内,与照明灯具相关的重点专利申请人是佳能、松下、住友电气工业株式会社、三星、日立、飞利浦、东芝和富士等企业。如下图所示。

图 7:主要专利申请人专利申请情况

由图 7 可知,在照明灯具专利申请量方面,前 10 名的申请人共有专利数 196390 件,占全球照明灯具专利申请量的 14%。日本的佳能公司、松下公司和住友电气工业株式会社占据前三甲位置,专利申请量分别达到 29598 件、27397 件和 25009 件,分别占 15.1%、14%和12.7,而韩国的三星公司紧随其后,申请量达到20800件,占10.6%。

在前 10 名的专利申请人中,日本占 7 家企业,分别是日本的佳能公司、松下公司、住友电气工业株式会社、日立公司、东芝公司、富士通公司和日本电报电话公司;韩国占 2 家企业,分别是三星公司和LG 公司;荷兰占 1 家企业,即荷兰皇家飞利浦电子公司。中国未有公司和单位上榜前 10 名,中国科学院(包括中科院上海、长春、福建、西安、苏州等地研究所,以及中科院半导体所、电工研究所、物理研究所等各分支机构)以 6418 件专利排在第 13 位,占 3.3%。上述分析表明,日本和韩国 LED 照明起步较早,掌握了当今照明灯具专利的核心技术,是当前全球照明灯具技术的标杆,而中国由于 LED 照明起步晚,与日韩等发达国家相比还有一段差距。因此,日本和韩国是我国在半导体照明领域的主要竞争对手。

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中国照明灯具分析

(一)专利统计分析

图 8:中国历年照明灯具专利申请量折线图

图 9:中国照明灯具专利主要来源

图 10:中国照明灯具专利种类

由图 8 可知,从 1990 年至 2012 年,在中国申请的照明灯具专利量呈现逐步上升的趋势。具体来说,从 1990 年至 2001 年,中国专利申请量是一个缓慢上升的过程;而从 2001 年至 2012 年,中国的照明灯具专利申请量出现井喷式增长,年均增长率达到 20%以上,2012 年中国照明灯具专利申请量达到 37899 件;2012 年之后,受全球经济形势变化和经济结构转型的影响,中国照明灯具专利申请量出现下滑,2015年的专利申请量27728件,要较于2012年专利申请量下滑了29%,但仍然保持在全球照明灯具专利申请量的领先位置。

中国是 LED 照明产品的销售大国和使用大国,作为一个拥有 13亿人口的大国,中国对照明产品的需求很高,市场潜力巨大。特别是从 2001 年之后,在相关政府部门的牵头和行业协会的培育下,通过有步骤、有思路的推进,中国 LED 企业迎来了蓬勃发展的时期。技术生命周期分析是通过描绘专利年、申请量和年申请人数之间的关系曲线,判断行业的技术所处在的发展阶段。一共四个阶段,包括萌芽期、成长期、成熟期、衰退期。到 2011 年,半导体照明的专利申请人数和专利申请量达到最大,这说明该行业明确属于快速成长期。

从中国照明灯具专利的来源来看,由图 9 可知,中国始终是中国照明灯具专利来源的主要贡献国,占到了 85%。另一方面,中国巨大的市场潜力和发展机会,吸引了许多发达经济体在中国的专利申请布局。其中,日本专利占中国照明灯具专利的 11%,美国占 4%,而韩国占 1%。这表明,传统照明灯具强国非常重视中国市场,从战略的高度对中国进行专利申请布局。从照明灯具专利申请的类型来看,如图9 所示,发明专利和实用新型专利基本上平分秋色,分别占 40%和 45%。

从中国区域分布来分析,广东省作为全国 LED 产业大省,广东省的照明灯具专利申请量达到 60602 件,占全国的 20.1%,其中发明专利申请 17428 件,发明授权 5889 件,实用新型 37285 件;江苏省以28867 件专利排在全国第二位,占全国专利申请量的 9.57%,其中发明专利申请 12290 件,发明授权 2100 件,实用新型 14477 件;浙江省以 25634 件专利排在第三位,占全国专利申请量的 8.5%。具体专利申请情况如下图所示。

图 11:中国主要省份照明灯具专利申请

(二)专利技术领域布局分析

图 12:中国照明灯具专利技术领域分布

表 3:照明灯具专利技术领域布局表

由上图的统计数据可知,中国照明灯具的专利申请主要集中在点状光源这个技术领域(F21Y101),占28.94%;其次是照明装置或其系统的功能特征或零部件(F21V23),占12.12%;第三位是利用可移动的或可变形的光学元件(G02B6),占12.05%。这表明中国依然处于国际照明灯具产业链的低端领域,附加值低,低水平重复建设严重,产能过剩。

LED行业分为上游的外延片和衬底,中游的芯片和封装,以及下游的照明和背光源,其中国内企业更看重的是中游的封装,把其称为中国LED企业的咽喉。LED的核心技术是高亮度LED的外延片和芯片制造技术,也就是LED的上游产业,该产业具有较高的技术含量和附加值,是典型的技术密集型和资本密集型产业,该领域一直是业内公司竞相攀登的行业高地。然而,从技术层面来看,目前国内企业依然无法与日本、韩国等国外企业相比。而处于中游的封装行业,在国际市场上却有着相对较高的市场占有率,同时被业内普遍看好。

封装具有技术密集型和劳动密集型的特点,由于中国大陆具有成本优势和迅速扩大的LED应用市场,国际及中国台湾封装厂商纷纷到大陆投资建厂,以取得就近配套与终端市场优势,使得中国大陆的LED封装产业得以持续快速增长,成为全球重要的LED封装基地,不仅扩大了中国大陆LED封装在世界LED封装领域的市场占有率,同时也提升了中国大陆厂商的LED封装技术,加速了整个产业的快速发展。

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广东照明灯具分析

(一)专利申请总体趋势分析

广东省是照明产业的发起地,经过多年的发展,已经成为国内全国 LED照明产业规模最大、企业数量最集中的重要生产基地和贸易地区。广东在规划布局、资金投入、技术攻关、推广应用等方面进行了一系列部署,包括传统照明产业的升级、旨在新兴照明替代传统产业的照明,同时积极推动照明产业如 LED 产业的迅速发展壮大,逐步形成“产业规模稳步增长,产业集群优势明显,技术研发得到重视,标准体系逐步形成,市场推广成燎原之势”等突出特征。

图 13:广东省历年照明灯具专利申请量统计分析

广东省照明灯具技术领域历年专利量,共得到专利申请文献60313 件,我们分析从 2000 年开始,广东开始有企业布局照明灯具的专利,但处于起步阶段,而后两年的专利申请量几乎都是翻一番,受益于 LED 照明的启发,2005 年专利申请量突破 1000 大关,从图可以看出2005年后专利的申请几乎都保持50%的增长率。可以连线2006年到 2009 年,梯级式的增长让广东照明产业进步飞快。

从图中可以看到广东省是传统的照明灯具生产、制造、使用和销售基地。广东省的照明灯具专利申请量呈现逐年上升的趋势,特别是到了进入 2000 年开始,专利申请量出现快速增长,至 2013 年达到了顶峰,数量为 8865 件,达到最高峰。2012 年之后,受全球经济形势变化和经济结构转型的影响,广东照明灯具专利申请量出现下滑,因技术的纯熟以及 LED 产业开始处于饱和,要突破新的技术或者应用,从专利反应出来的结果就是行业面临一些突破的困境,诸如新技术的应用,可见光的通讯等等,如上图所示。但从专利保有量来看仍然保持在全国照明灯具专利申请量的领先位置。

(二)专利类型分布分析

从专利类型分布分析去看,以下是实用新型申请,发明申请,发明受权的柱状图。我们可以看到占最多的是实用新型达到37258件,其次是发明专利申请17438件,而发明授权只有5889件。

从专利类型类比占有率去看,我们可以看到占比最多的是实用新型达到 61.5%,其次是发明专利申请 28.78%,最后就是发明的受权占比 9.72%。

从技术领域构成来看,广东的照明灯具技术领域前十排名如下:

图 15:广东照明灯具技术领域分布

从分类号的的小类别来看,广东照明灯具技术领域分布如下,F21V 照明装置或其系统的功能特征或零部件(不包含在其他类目中的照明装置和其他物品的结构组合物)这类专利占比 52%以上,反应了广东大部分的照明专利都集中在封装、下游应用领域的,其次是F21Y 涉及到光源的构成的与小类 F21L,F21S 和 F21V 相结合的引得分类表,占比 46%以上,属于光源结构的部分,这表明广东依然处于国际照明灯具产业链的低端领域,附加值低,低水平重复建设严重,产能过剩。

(三)照明灯具专利技术领域构成分析

从具体细分的领域来看,广东的照明灯具细分技术领域前十排名如下:

表 4:照明灯具专利技术领域布局表

图 16:广东照明灯具技术细分领域结构分析

由上图的统计数据可知,广东照明灯具的专利申请主要集中在点状光源这个技术领域(F21Y101),占 45.51%;其次是照明装置或其系统的功能特征或零部件;不包含在在其他类目中的照明装置和其他物品的结构组合物,占 19.37%;其次是照明装置或其系统的功能特征或零部件;不包含在在其他类目中的照明装置和其他物品的结构组合物,占比16.54%,接下来的几个类别几乎平衡发展,F21V23、 F21V17、F21S2、F21V19、F21S8 都属于照明装置的分支,发展趋势比较稳,总体来说分部相对均衡。

LED 行业分为上游的外延片和衬底,中游的芯片和封装,以及下游的照明和背光源,其中国内企业更看重的是中游的封装,把其称为中国 LED 企业的咽喉。LED 的核心技术是高亮度 LED 的外延片和芯片制造技术,也就是 LED 的上游产业,该产业具有较高的技术含量和附加值,是典型的技术密集型和资本密集型产业,该领域一直是业内公司竞相攀登的行业高地。

然而,从技术层面来看,目前国内企业依然无法与日本、韩国等国外企业相比。而处于中游的封装行业,在国际市场上却有着相对较高的市场占有率,同时被业内普遍看好。封装具有技术密集型和劳动密集型的特点,由于中国大陆具有成本优势和迅速扩大的 LED 应用市场,国际及中国台湾封装厂商纷纷到大陆投资建厂,以取得就近配套与终端市场优势,使得中国大陆的LED 封装产业得以持续快速增长,也使得中国大陆成为全球重的LED 封装基地。

(四)重点专利申请人分析

图 17:广东各市照明灯具专利总数

上图是广东省各地市的照明灯具专利申请总体状况,从图中可以看出,广东省内照明灯具活跃地区分布在包括深圳、东莞、广州、佛山、惠州等的珠三角地区。这些地市的照明灯具的产值较高,对经济的贡献程度也较大,这些地方的知识产权主管部门重视照明灯具产业的发展,也出台了各种针对半导体照明产业发展的利好政策,切实提高企业对知识产权的重视程度,形成良性循环。

图 18:广东省主要地级市专利分布柱状图

从专利类型细分来看,深圳市照明灯具专利申请总量达到 29359件,实用新型占比较多,远远超过排行第二的东莞市,发明和实用新型专利所占的比例较高。深圳是全球主要的 LED 背光源生产和供应基地、中国最大的 LED 显示屏生产和供应基地,红、黄、GaN 基蓝、绿光 LED 芯片产能均拍全国前列,LED 封装销售额约占全国 20-30%。其专利,尤其是发明和实用新型等技术性较强的专利布局较多。

处于第二梯队的广州、东莞、中山、佛山、惠州、江门、珠海等地,也布局有一大批重点企业,例如勤上光电、德豪润达、鸿利光电、国星光电、中山鸿宝等,对各地市照明的灯具专利申请贡献较大。这些地区的照明产业处于快速发展而定阶段,知识产权布局也处于逐渐布局的过程中。

从广东省排名前二十的申请人分析,大部分集中在以下公司:

表 5:广东照明灯具专利主要申请人

图 19:广东照明灯具主要申请人分析

广东省照明灯具的主要专利申请人及申请数量分布从上图可以看到,广东大部分专利集中在深圳特区,这也说明在照明产业方面,深圳有着无可比拟的优势,可以说几乎占了垄断的地位。

广东省照明灯具的主要专利申请人中,鸿海科技集团布局专利数量最多,其次是海洋王照明,当然还有高效在专注这方面的技术研究,如华南理工大学。总的来说,广东照明灯具的企业的创新集中在产品的层面,产品的组装和设计创新的可能性较大,形成专利高度密集的状态。

综合专利申请总量、发明专利申请数量、以及产业链专利布局状况等因素,广东省的主要专利申请人为鸿海科技集团(包括鸿海精密工业股份有限公司、鸿富锦精密工业(深圳)有限公司、鸿准精密工业股份有限公司、富准精密工业(深圳)有限公司等)、海洋王照明科技股份有限公司(包括海洋王照明科技股份有限公司、深圳市海洋王照明工程有限公司、深圳市海洋王照明技术有限公司)、华南理工大学、展晶科技(深圳)有限公司、荣创能源科技股份有限公司、深圳市华星光电技术有限公司等。

鸿海科技集团广东分公司

鸿海科技集团总部位于台湾,主要从事电子工业到代工服务,研发生产精密电器元件、液晶显示器件等产品,以富士康作为商标名称。

后来,开始全面涉入系统级、整机,并跨出 PC,走向通讯、半导体、面板、材料化工、汽车等众多领域。十年前大多数专利都是在连接器部分,占 94%,但到了 2013,连接器只剩下 24%,其它像是网络通讯、精密光学、无线通讯、LED、平面显示、奈米技术、PC 系统等,布局已经有很大转变。截至 2014年第一季,鸿海科技集团在全球累积申请了 12.84 万多件专利,被核准的数量超过 6.43 万件。鸿海科技集团在广东的企业包括鸿海精密工业股份有限公司、鸿富锦精密工业(深圳)有限公司、鸿海精密工业股份有限公司、富准精密工业(深圳)有限公司、富士康等,本报告分析的数据即上述鸿海科技集团广东分公司集群在华申请专利状况。

图 20:鸿海科技集团 LED 专利布局

从上图中可以看出,鸿海科技集团的 LED 专利布局中,发明专利申请量 1256 项,占总数的 85%,实用新型专利申请量 93 项,占总数的 6%,外观设计专利 136 项,占总数的 9%。发明和实用新型专利占申请总数的 91%。从其布局状况可以看出,鸿海科技集团在国内的专利申请并没有入乡随俗,其外观设计专利申请数量仅占很少的一部分,核心的能力集中在专利质量和权利稳定性相对较高的发明专利上。

图 21:鸿海科技集团照明灯具专利申请趋势图

鸿海科技集团LED专利申请趋势

从上图中可知,2000 年以前,鸿海科技集团在华的没有 LED 相关的专利申请,2001-2006 年,鸿海科技集团在华专利申请数量逐步增加,2008 年,鸿海科技集团的 LED 专利申请数量达到 334 项,随后专利申请数量呈现波动趋势。2003 年,鸿海科技集团旗下沛鑫半导体和群创光电在台北、昆山和深圳三地,全面导入基地启用与营运提速阶段,开始半导体设备以及液晶显示面板产业领域的布局。

鸿海科技集团拥有数万项专利储备,花费了大量的精力研发、申请专利、并将之商品化,形成一整套的知识产权管理体系,集团在研发和专利布局上,已经完成了从量变到质变的过程,专利申请中发明专利比例远远超过 50%,高质量的核心专利变现能力非常强。2014 年 4 月,鸿海科技集团向谷歌出售谷歌眼镜相关的专利,并且同样在于其他科技公司接触,合作或者出售相关的专利技术,LED 领域可能会成为其下一个发展的重点。

海洋王照明科技股份有限公司

海洋王照明科技股份有限公司位于深圳,成立与 1995 年,是一家自主研发、生产和销售专业照明设备、承揽各类照明工程项目的国家级高新技术企业,产品涵盖固定照明设备、移动照明设备和便携照明设备等,公司组建了 13 个高度专业化的行业市场事业部,致力于为电力、冶金、铁路、油田等目标市场和细分客户,提供“简单可靠、节能环保”的产品和“物有所值、物超所值”的服务,提供专业化的照明系统解决方案。

2014 年,海洋王照明科技股份有限公司拟定与深圳证券交易所公开上市。本报告所说的海洋王照明科技股份有限公司包括海洋王照明科技股份有限公司及其旗下子公司深圳市海洋王照明工程有限公司、深圳市海洋王照明技术有限公司等。

图 22:海洋王照明科技股份有限公司 LED 专利布局

上图中可以看出,海洋王照明科技股份有限公司的发明专利申请数量为 2038,占总数的 91%,实用新型专利的数量为 132,占总数的 6%,外观设计专利的数量为 67,占总数的 3%。

图 23:海洋王照明科技股份有限公司 LED 专利申请趋势

从图 23中可以看出,2006 年以前,海洋王照明科技股份有限公司并没有相关的专利申请,2007 年专利申请数量为 7 项,随后逐年快速增加,到 2012 年,其专利申请数量达到 725 项。专利申请集中在 6 年内完成,经过分析发现,其专利授权比例较低。就专利技术领域来看,海洋王照明的专利多分布在封装和应用领域,缺乏上游的专利布局。2013 年的专利申请数量急剧下降,除有发明专利申请未公开的因素以外,其专利申请极有可能与 IPO 相关。

来源 | 佛山市照明灯具协会