空氣凈化器全球?qū)＠治?/h1>
2021-03-24 14:11:28王薇薇芮雯奕
科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力 2021年2期
王薇薇，姜 迪，芮雯奕
（江蘇省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，江蘇 南京 210042）
2019 年年底、2020 年初，新冠肺炎疫情爆發(fā)，大部分居民積極響應(yīng)國家號(hào)召居家隔離，各種空氣凈化器重新進(jìn)入大家的視野。空氣凈化器的快速發(fā)展源于2003 年全球傳染性非典型肺炎（即SARS）的蔓延、新型流感的流行以及近年來人們對(duì)霧霾的廣泛關(guān)注，眾多廠商紛紛躋身這個(gè)快速成長的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域[1]?？諝鈨艋骺梢晕?、分解或轉(zhuǎn)化各種空氣污染物，如PM2.5、粉塵、花粉、甲醛、細(xì)菌等，起到凈化空氣、降低污染的作用。目前常用的凈化方法有物理及化學(xué)吸附、高效空氣過濾器（HEPA）過濾、活性炭過濾、靜電集塵、負(fù)氧離子、光催化等[2]。本文以空氣凈化器全球?qū)＠麨檠芯繉?duì)象，分析專利檢索結(jié)果，研究探討空氣凈化器的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)熱點(diǎn)，為我國空氣凈化器產(chǎn)業(yè)的更好發(fā)展提供參考。
1 空氣凈化器全球?qū)＠暾?qǐng)整體態(tài)勢(shì)
通過在科睿唯安公司德溫特創(chuàng)新在線數(shù)據(jù)庫（Derwent Innovation，DI） 進(jìn)行檢索（公開時(shí)間范圍為1900 年1 月至2020 年8 月），采用德溫特?cái)?shù)據(jù)分析工具（Derwent Data Analyzer，DDA），關(guān)鍵詞選用空氣凈化器、空氣清新機(jī)等本領(lǐng)域通用的表述，對(duì)搜索結(jié)果進(jìn)行人工瀏覽降噪，獲得36 883 件空氣凈化器全球?qū)＠?1 282 個(gè)同族專利。
1.1 空氣凈化器專利申請(qǐng)年度分析
1900 年至今，最早的全球空氣凈化器專利是由美國人沃德·弗蘭克在1906 年申請(qǐng)的，該專利于1907 年公開，主要描述了通過釋放電流來凈化空氣。經(jīng)歷了漫長的萌芽期后，1985 年全球空氣凈化器專利申請(qǐng)量為25 件，1985—2000 年的年均專利申請(qǐng)量為55 件，2001 年突破100 件，全球空氣凈化器技術(shù)迎來了高速發(fā)展階段，2001—2012 年的年均專利申請(qǐng)量為420 件，進(jìn)入2013 年全球空氣凈化器專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長狀態(tài)，2018 年專利年申請(qǐng)量達(dá)到6 619 件，2019 年稍有回落。由于專利公開存在18 個(gè)月的滯后，預(yù)計(jì)2020 年申請(qǐng)量會(huì)遠(yuǎn)高于目前的3 034 件?？諝鈨艋骷夹g(shù)的迅猛發(fā)展與全球空氣污染有著直接的關(guān)系。圖1 為1985—2020 年的空氣凈化器全球?qū)＠暾?qǐng)量趨勢(shì)。
圖1 1985—2020 年空氣凈化器全球?qū)＠暾?qǐng)量趨勢(shì)圖
1.2 空氣凈化器專利申請(qǐng)區(qū)域分布
全球空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)涉及的國家/地區(qū)共有30 多個(gè)，圖2 為申請(qǐng)量排名前10 位的國家/地區(qū)。申請(qǐng)量排名前10 位的國家/地區(qū)共申請(qǐng)專利35 194 件，占全球空氣凈化器專利申請(qǐng)總量的95.42%，其中排名前5 位的分別是中國、韓國、美國、歐洲和德國，共申請(qǐng)專利34 643 件，占全球空氣凈化器專利申請(qǐng)總量的93.93%。中國的申請(qǐng)量達(dá)29 076 件，超過其他9 個(gè)國家/地區(qū)申請(qǐng)量的總和，說明中國在空氣凈化器專利申請(qǐng)領(lǐng)域具有明顯的區(qū)域優(yōu)勢(shì)。
1.3 空氣凈化器專利申請(qǐng)技術(shù)分布
《國際專利分類表》 （International Patent Classification，IPC） 是目前國際通用的專利文獻(xiàn)分類和檢索工具[3]，對(duì)海量專利文獻(xiàn)的組織、管理和檢索有巨大的作用。對(duì)于空氣凈化器專利技術(shù)領(lǐng)域的分析，主要從IPC 分類入手，表1 為全球空氣凈化器專利申請(qǐng)IPC 排名前10 位的技術(shù)領(lǐng)域。
表1 全球空氣凈化器專利申請(qǐng)IPC 排名前10 位的技術(shù)領(lǐng)域
由表1 可見，全球空氣凈化器專利申請(qǐng)主要分布在F 部（機(jī)械工程；照明；加熱；武器；爆破），IPC 小類主要集中在F24F（空氣調(diào)節(jié)；空氣增濕；通風(fēng)；空氣流作為屏蔽的應(yīng)用）、B01D（分離） 和A61L（空氣的滅菌、消毒或除臭），全球空氣凈化器專利技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)的重點(diǎn)為空氣調(diào)節(jié)技術(shù)、分離技術(shù)和空氣的滅菌、消毒或除臭。進(jìn)一步細(xì)分，空氣調(diào)節(jié)技術(shù)主要研究領(lǐng)域?yàn)榭諝鈨艋幚?、過濾器、控制或安全系統(tǒng)等，分離技術(shù)主要研究領(lǐng)域?yàn)閺臍怏w或蒸氣中分離分散顆粒的過濾器和過濾工藝，空氣的滅菌、消毒或除臭主要研究領(lǐng)域?yàn)椴捎米贤饩€輻照等手段對(duì)空氣進(jìn)行滅菌、消毒或除臭。
2 空氣凈化器主要專利申請(qǐng)人和發(fā)明人分析
2.1 專利申請(qǐng)人構(gòu)成
全球空氣凈化器專利權(quán)人（申請(qǐng)人） 申請(qǐng)量排名前20 位的分布情況見圖3。在前20 位專利申請(qǐng)人中，有中國企業(yè)格力、美的、蘇泊爾、小米等，日本企業(yè)大金、夏普、三菱電機(jī)等，韓國企業(yè)LG、三星、COWAY、云雅萬都等以及美國的3M 和荷蘭的飛利浦，基本上涵蓋了全球家用電器領(lǐng)域的領(lǐng)先者和佼佼者。值得注意的是，排名第一位的是韓國的LG 電子公司，它在空氣凈化器領(lǐng)域申請(qǐng)專利達(dá)795 件，在數(shù)量上遙遙領(lǐng)先于其他企業(yè)，顯示出其在全球空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位[4]，來自國內(nèi)的格力電器排名第二位，在空氣凈化器領(lǐng)域申請(qǐng)專利360 件，顯示出國產(chǎn)品牌格力在空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域不俗的實(shí)力。
圖3 全球空氣凈化器專利申請(qǐng)量排名前20 位的專利申請(qǐng)人情況
2.2 專利重點(diǎn)研發(fā)人員分析
第64 頁表2 為全球空氣凈化器專利申請(qǐng)量排名前10 位的發(fā)明人及其所屬公司，代表了全球空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域的重點(diǎn)研發(fā)人員，上榜的中國專家有來自格力電器的張帥、封宗瑜，來自蘇州博菡的陳道斌，來自蘇州貝昂的冉宏宇等，韓國專家有來自三星電子的PARK Chan-jung，KIM Jae-hyung，來自云雅萬都的YANG Seung-dae，來自COWAY的KANG Sang-woo，來自LG 的PARK Jae-kyun。表2 也列出了10 位專家被引頻次最高的專利，主要涉及空氣凈化器結(jié)構(gòu)改進(jìn)、功能過濾器、網(wǎng)絡(luò)通信模塊等技術(shù)領(lǐng)域。
表2 全球空氣凈化器專利申請(qǐng)量排名前10 位的重點(diǎn)研發(fā)人員（發(fā)明人）情況
3 空氣凈化器專利地圖
專利技術(shù)熱點(diǎn)地圖是根據(jù)該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的發(fā)明名稱和說明書摘要中所出現(xiàn)的技術(shù)主題詞的詞頻所生成的等高線地圖[2]，從中可以看出該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的動(dòng)向并預(yù)測(cè)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)[5]，清晰地分辨出該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的技術(shù)熱點(diǎn)和空白點(diǎn)，為企業(yè)制定經(jīng)營戰(zhàn)略和研發(fā)策略起到重要指導(dǎo)作用。從空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠纳暾?qǐng)量和申請(qǐng)人分布來看，中國和韓國共同組成了該技術(shù)領(lǐng)域的第一方陣，中韓兩國在空氣凈化器領(lǐng)域的專利布局重疊不明顯，技術(shù)發(fā)展各有所長，中國的專利申請(qǐng)量明顯較多，布局范圍廣泛，技術(shù)內(nèi)容五花八門，不僅覆蓋了所有的技術(shù)熱點(diǎn)（如通信模塊、無線接收發(fā)射模塊、濾網(wǎng)、等離子空氣凈化、靜電防護(hù)殼等），也涉及邊緣或冷門技術(shù)（如離心式風(fēng)扇、自動(dòng)檢測(cè)、旋轉(zhuǎn)板等） 和具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)（如自動(dòng)循環(huán)清洗、便攜式、壁掛式等），而韓國的專利大多集中在邊緣冷門區(qū)域（如加濕單元、保濕槽、過濾器、光催化、光觸媒、移動(dòng)式、去甲醛等） 和具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)（如空氣噴射系統(tǒng)、特殊工作場所空氣凈化器、光電子凈化等），隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，未來可能在邊緣冷門和具有發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域迸發(fā)出新的技術(shù)研發(fā)熱點(diǎn)，從而保持韓國在空氣凈化器領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先地位。值得注意的是，中國在空氣凈化器領(lǐng)域的專利申請(qǐng)過多地集中在熱點(diǎn)區(qū)域，企業(yè)和企業(yè)之間的競爭會(huì)比較激烈，在這種背景下，中國的空氣凈化器相關(guān)企業(yè)要及時(shí)調(diào)整研發(fā)戰(zhàn)略方向，及時(shí)了解國外相關(guān)企業(yè)的研發(fā)布局，緊跟時(shí)代節(jié)奏，促進(jìn)空氣凈化器技術(shù)的不斷發(fā)展。
4 結(jié)論
本文研究了1900 年1 月至2020 年8 月全球空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)據(jù)，分析結(jié)果如下。
一是空氣凈化器技術(shù)在經(jīng)歷了漫長的萌芽期后，從2001 年開始進(jìn)入高速發(fā)展階段，全球空氣凈化器專利申請(qǐng)量在2013 年呈現(xiàn)爆發(fā)式增長狀態(tài)，專利申請(qǐng)量排名前5 位的國家/地區(qū)分別是中國、韓國、美國、歐洲和德國，共申請(qǐng)專利34 643 件，占全球空氣凈化器專利申請(qǐng)總量的93.93%，是全球空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的主要國家和主要需要保護(hù)的國家/地區(qū)，中國在空氣凈化器專利申請(qǐng)領(lǐng)域具有明顯的區(qū)域優(yōu)勢(shì)。從專利技術(shù)主題分析來看，空氣調(diào)節(jié)技術(shù)、分離技術(shù)和空氣的滅菌、消毒或除臭出現(xiàn)頻率最高。
二是空氣凈化器全球?qū)＠暾?qǐng)前20 位基本上涵蓋了全球家用電器領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)先者和佼佼者，韓國的LG 電子公司遙遙領(lǐng)先，中國的格力電器亦實(shí)力不俗。
三是中韓兩國專利申請(qǐng)布局對(duì)比分析表明，韓國的專利大多集中在邊緣冷門和具有發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域，中國專利申請(qǐng)量明顯較多，布局過多地集中在熱點(diǎn)區(qū)域，中國空氣凈化器企業(yè)之間的競爭會(huì)比較激烈。
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1 空氣凈化器全球?qū)＠暾?qǐng)整體態(tài)勢(shì)
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1.1 空氣凈化器專利申請(qǐng)年度分析
1900 年至今，最早的全球空氣凈化器專利是由美國人沃德·弗蘭克在1906 年申請(qǐng)的，該專利于1907 年公開，主要描述了通過釋放電流來凈化空氣。經(jīng)歷了漫長的萌芽期后，1985 年全球空氣凈化器專利申請(qǐng)量為25 件，1985—2000 年的年均專利申請(qǐng)量為55 件，2001 年突破100 件，全球空氣凈化器技術(shù)迎來了高速發(fā)展階段，2001—2012 年的年均專利申請(qǐng)量為420 件，進(jìn)入2013 年全球空氣凈化器專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長狀態(tài)，2018 年專利年申請(qǐng)量達(dá)到6 619 件，2019 年稍有回落。由于專利公開存在18 個(gè)月的滯后，預(yù)計(jì)2020 年申請(qǐng)量會(huì)遠(yuǎn)高于目前的3 034 件?？諝鈨艋骷夹g(shù)的迅猛發(fā)展與全球空氣污染有著直接的關(guān)系。圖1 為1985—2020 年的空氣凈化器全球?qū)＠暾?qǐng)量趨勢(shì)。
圖1 1985—2020 年空氣凈化器全球?qū)＠暾?qǐng)量趨勢(shì)圖
1.2 空氣凈化器專利申請(qǐng)區(qū)域分布
全球空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)涉及的國家/地區(qū)共有30 多個(gè)，圖2 為申請(qǐng)量排名前10 位的國家/地區(qū)。申請(qǐng)量排名前10 位的國家/地區(qū)共申請(qǐng)專利35 194 件，占全球空氣凈化器專利申請(qǐng)總量的95.42%，其中排名前5 位的分別是中國、韓國、美國、歐洲和德國，共申請(qǐng)專利34 643 件，占全球空氣凈化器專利申請(qǐng)總量的93.93%。中國的申請(qǐng)量達(dá)29 076 件，超過其他9 個(gè)國家/地區(qū)申請(qǐng)量的總和，說明中國在空氣凈化器專利申請(qǐng)領(lǐng)域具有明顯的區(qū)域優(yōu)勢(shì)。
1.3 空氣凈化器專利申請(qǐng)技術(shù)分布
《國際專利分類表》 （International Patent Classification，IPC） 是目前國際通用的專利文獻(xiàn)分類和檢索工具[3]，對(duì)海量專利文獻(xiàn)的組織、管理和檢索有巨大的作用。對(duì)于空氣凈化器專利技術(shù)領(lǐng)域的分析，主要從IPC 分類入手，表1 為全球空氣凈化器專利申請(qǐng)IPC 排名前10 位的技術(shù)領(lǐng)域。
表1 全球空氣凈化器專利申請(qǐng)IPC 排名前10 位的技術(shù)領(lǐng)域
由表1 可見，全球空氣凈化器專利申請(qǐng)主要分布在F 部（機(jī)械工程；照明；加熱；武器；爆破），IPC 小類主要集中在F24F（空氣調(diào)節(jié)；空氣增濕；通風(fēng)；空氣流作為屏蔽的應(yīng)用）、B01D（分離） 和A61L（空氣的滅菌、消毒或除臭），全球空氣凈化器專利技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)的重點(diǎn)為空氣調(diào)節(jié)技術(shù)、分離技術(shù)和空氣的滅菌、消毒或除臭。進(jìn)一步細(xì)分，空氣調(diào)節(jié)技術(shù)主要研究領(lǐng)域?yàn)榭諝鈨艋幚?、過濾器、控制或安全系統(tǒng)等，分離技術(shù)主要研究領(lǐng)域?yàn)閺臍怏w或蒸氣中分離分散顆粒的過濾器和過濾工藝，空氣的滅菌、消毒或除臭主要研究領(lǐng)域?yàn)椴捎米贤饩€輻照等手段對(duì)空氣進(jìn)行滅菌、消毒或除臭。
2 空氣凈化器主要專利申請(qǐng)人和發(fā)明人分析
2.1 專利申請(qǐng)人構(gòu)成
全球空氣凈化器專利權(quán)人（申請(qǐng)人） 申請(qǐng)量排名前20 位的分布情況見圖3。在前20 位專利申請(qǐng)人中，有中國企業(yè)格力、美的、蘇泊爾、小米等，日本企業(yè)大金、夏普、三菱電機(jī)等，韓國企業(yè)LG、三星、COWAY、云雅萬都等以及美國的3M 和荷蘭的飛利浦，基本上涵蓋了全球家用電器領(lǐng)域的領(lǐng)先者和佼佼者。值得注意的是，排名第一位的是韓國的LG 電子公司，它在空氣凈化器領(lǐng)域申請(qǐng)專利達(dá)795 件，在數(shù)量上遙遙領(lǐng)先于其他企業(yè)，顯示出其在全球空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位[4]，來自國內(nèi)的格力電器排名第二位，在空氣凈化器領(lǐng)域申請(qǐng)專利360 件，顯示出國產(chǎn)品牌格力在空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域不俗的實(shí)力。
圖3 全球空氣凈化器專利申請(qǐng)量排名前20 位的專利申請(qǐng)人情況
2.2 專利重點(diǎn)研發(fā)人員分析
第64 頁表2 為全球空氣凈化器專利申請(qǐng)量排名前10 位的發(fā)明人及其所屬公司，代表了全球空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域的重點(diǎn)研發(fā)人員，上榜的中國專家有來自格力電器的張帥、封宗瑜，來自蘇州博菡的陳道斌，來自蘇州貝昂的冉宏宇等，韓國專家有來自三星電子的PARK Chan-jung，KIM Jae-hyung，來自云雅萬都的YANG Seung-dae，來自COWAY的KANG Sang-woo，來自LG 的PARK Jae-kyun。表2 也列出了10 位專家被引頻次最高的專利，主要涉及空氣凈化器結(jié)構(gòu)改進(jìn)、功能過濾器、網(wǎng)絡(luò)通信模塊等技術(shù)領(lǐng)域。
表2 全球空氣凈化器專利申請(qǐng)量排名前10 位的重點(diǎn)研發(fā)人員（發(fā)明人）情況
3 空氣凈化器專利地圖
專利技術(shù)熱點(diǎn)地圖是根據(jù)該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的發(fā)明名稱和說明書摘要中所出現(xiàn)的技術(shù)主題詞的詞頻所生成的等高線地圖[2]，從中可以看出該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的動(dòng)向并預(yù)測(cè)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)[5]，清晰地分辨出該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的技術(shù)熱點(diǎn)和空白點(diǎn)，為企業(yè)制定經(jīng)營戰(zhàn)略和研發(fā)策略起到重要指導(dǎo)作用。從空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠纳暾?qǐng)量和申請(qǐng)人分布來看，中國和韓國共同組成了該技術(shù)領(lǐng)域的第一方陣，中韓兩國在空氣凈化器領(lǐng)域的專利布局重疊不明顯，技術(shù)發(fā)展各有所長，中國的專利申請(qǐng)量明顯較多，布局范圍廣泛，技術(shù)內(nèi)容五花八門，不僅覆蓋了所有的技術(shù)熱點(diǎn)（如通信模塊、無線接收發(fā)射模塊、濾網(wǎng)、等離子空氣凈化、靜電防護(hù)殼等），也涉及邊緣或冷門技術(shù)（如離心式風(fēng)扇、自動(dòng)檢測(cè)、旋轉(zhuǎn)板等） 和具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)（如自動(dòng)循環(huán)清洗、便攜式、壁掛式等），而韓國的專利大多集中在邊緣冷門區(qū)域（如加濕單元、保濕槽、過濾器、光催化、光觸媒、移動(dòng)式、去甲醛等） 和具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)（如空氣噴射系統(tǒng)、特殊工作場所空氣凈化器、光電子凈化等），隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，未來可能在邊緣冷門和具有發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域迸發(fā)出新的技術(shù)研發(fā)熱點(diǎn)，從而保持韓國在空氣凈化器領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先地位。值得注意的是，中國在空氣凈化器領(lǐng)域的專利申請(qǐng)過多地集中在熱點(diǎn)區(qū)域，企業(yè)和企業(yè)之間的競爭會(huì)比較激烈，在這種背景下，中國的空氣凈化器相關(guān)企業(yè)要及時(shí)調(diào)整研發(fā)戰(zhàn)略方向，及時(shí)了解國外相關(guān)企業(yè)的研發(fā)布局，緊跟時(shí)代節(jié)奏，促進(jìn)空氣凈化器技術(shù)的不斷發(fā)展。
4 結(jié)論
本文研究了1900 年1 月至2020 年8 月全球空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)據(jù)，分析結(jié)果如下。
一是空氣凈化器技術(shù)在經(jīng)歷了漫長的萌芽期后，從2001 年開始進(jìn)入高速發(fā)展階段，全球空氣凈化器專利申請(qǐng)量在2013 年呈現(xiàn)爆發(fā)式增長狀態(tài)，專利申請(qǐng)量排名前5 位的國家/地區(qū)分別是中國、韓國、美國、歐洲和德國，共申請(qǐng)專利34 643 件，占全球空氣凈化器專利申請(qǐng)總量的93.93%，是全球空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的主要國家和主要需要保護(hù)的國家/地區(qū)，中國在空氣凈化器專利申請(qǐng)領(lǐng)域具有明顯的區(qū)域優(yōu)勢(shì)。從專利技術(shù)主題分析來看，空氣調(diào)節(jié)技術(shù)、分離技術(shù)和空氣的滅菌、消毒或除臭出現(xiàn)頻率最高。
二是空氣凈化器全球?qū)＠暾?qǐng)前20 位基本上涵蓋了全球家用電器領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)先者和佼佼者，韓國的LG 電子公司遙遙領(lǐng)先，中國的格力電器亦實(shí)力不俗。
三是中韓兩國專利申請(qǐng)布局對(duì)比分析表明，韓國的專利大多集中在邊緣冷門和具有發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域，中國專利申請(qǐng)量明顯較多，布局過多地集中在熱點(diǎn)區(qū)域，中國空氣凈化器企業(yè)之間的競爭會(huì)比較激烈。
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