从专利情报分析看全球钕铁硼永磁材料的市场格局
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来源：《稀土信息》 2019年第6期
余祖发 周婧 黄桂花
一 概述
土元素的磁性源于其独具个性的4fx5d16s2 原子结构（其中x的取值范围为0至14），其未充满的4f电子层决定了稀土元素族群在常温下都是顺磁的铁磁性物质，如果其与过渡元素族群中的Fe、Co、Ni等形成3d-4f二元系化合物，铁磁性更强，例如SmCo5,Sm2Co17。若在二元系化合物中引入第三个或更多的过渡元素，可形成的三元和多元化合物，其铁磁性更高，如Nd2Fe14B就是以钕铁硼为基础相的稀土永磁材料。
基于这一理论基础，此处所讲的稀土永磁材料就是将钐、钕或其混合稀土与过渡元素中的钴、铁等，用粉末冶金技术，经过压制成型、烧结、充磁等工艺过程，制得的一种具有“永磁性”的合金材料。
根据技术路线的不同，钕铁硼永磁材料可分为烧结、粘结和热压三种。而今钕铁硼型（NdFeB）永磁材料已成现代工业不可或缺的战略型材料，它不仅是计算机网络、电子通讯、智能通信、人造卫星、微型电机、航空汽车仪器、仪表、磁疗器械等需产生强间隙磁场的元器件的首选材料，而且已成为风力发电、新能源汽车、磁悬浮列车、变频家电、节能电梯等新兴领域的重要材料。
目前国际上制造钕铁硼永磁材料的核心技术基本上掌握在日本的日立金属；美国的麦格昆磁和德国 VAC等创新主体者手中。其中烧结钕铁硼永磁材料由日本住友金属发明。我国稀土永磁材料起步于60年代末，当时的主导产品是钐-钴永磁体系列。
20世纪80年代，钕铁硼永磁材料作为钐-钴永磁体的替代品，迎来了飞速发展的黄金时期，它成为我国最具市场前景的战略性材料之一，在我国公布的国家十三五《战略性新兴产业重点产品目录》中，“高性能稀土（永）磁性材料及其制品”被列入新型功能材料产业的第三位，说明我国把高性能稀土（永）磁性材料及其制品提升到了国家层面的战略高度。
二 全球专利申请趋势分析
至2019年4月18日，不包含钕铁硼回收、废旧物利用、外观设计方面的专利，全球共申请8742件钕铁硼永磁材料专利，图1是专利申请逐年变化趋势图，从中可以看出1985年至2010年是全球钕铁硼永磁材料研发的起步该段，进入2010年后发展有所提速， 2012年至2016年全球钕铁硼永磁材料产业发展较快，第一个峰值出现在2016年，时年申请专利680件。从中还可看出全球申请趋势有高起慢升的特点，这主要是，自1983年，日本住友特殊金属株式会社左川真人研发团队寻找到了钐钴永磁体的替代品钕铁硼（NdFeB）永磁体，由于钕铁硼永磁材料的出现不仅大幅降低了生产成本，还提高磁体的磁性能，备受业内人士追捧，磁学界及稀土永磁领域的科研工作者都把研发重点转入钐钴永磁体的替代品钕铁硼（NdFeB）永磁体的开发研究，但受先入者专利技术壁垒的制约而进展缓慢。在知识经济时代，创新的原创者就是经济活动的领航者。他们不但掌控了钕铁硼永磁材料技术标准制定的话语权，而且能依靠其专利所圈定的技术保护范围，构筑的技术壁垒，独享其由此带来的市场红利，后来者要想突破技术壁
垒、改变受制于人的现状，要么在其外围寻找创新的机会，进行技术空白区高格局的专利布局或进行反布局策略来围堵其核心技术，要么只能另辟蹊径寻找新的替代品。这说明创新主体在进行科技创新活动的时候要抓好二手，一手抓研发，一手抓知识产权布局。
纵观全球钕铁硼永磁材料的市场格局，以专利作为实施知识产权战略要素之一前五强的国家、地区分别是：中国，日本，美国，韩国和欧盟，而首个在钕铁硼永磁材料领域进行初期研发的国家是美国，在1909年就申请了1件相关专利；我国申请专利起步于1985年，说明此领域的科研活动的萌芽年可追溯到1909年，之后的46年中，全球都在寻求技术上的突破，直到1983年，日本住友特殊金属株式会社左川真人研发团队终于用粉末冶金技术成功试制出了性能稳定的以钕铁硼（NdFeB）为基础晶相系的高磁性永磁体，当年就有65件专利申请的记录。值此时起至2008年间，在钕铁硼永磁材料领域日本以每年申请92件至234件的专利量，而位居世界首位，进入2009年后这一格局发生了变化，这年，中国首次以全球227的专利申请量超过了日本214件的专利申请量，成为全球第一。
进入21世纪后，我国在钕铁硼永磁材料领域的专利申请量呈明显的增长趋势，且远远超过日本的申请量。这一历史性转变的格局，源自2008年全球稀土价格暴涨，特别是我国北方稀土氧化铈，不到一年时间价格翻了二十倍，股价从五元涨到了一百多元。导致了我国稀土矿过度性的野蛮开采，造成了不可再生资源的浪费和生态环保的堪忧，面对这种局面，国家启动了宏观调控，发布了《2008年加工贸易禁止类商品目录》，颁发了《2008年关税实施方案》，此次，把稀土产品进出口关税调整为25%，并召开了全国稀土行业重点企业包头座谈会。这些举措，把我国稀土企业引入了良性发展的轨道，图2是前五强专利申请量与全球总量占比饼状图，从图中可以看出我国申请的专利占世界总量的38%，说明经过十多年练内功式的研发，我国钕铁硼永磁材料产业的技术成熟度逐年提升，自主
创新氛围浓厚，可以预测，未来在钕铁硼永磁材料领域，我国的专利申请量仍将呈快速增长态势。图2中显示日本申请的专利占全球申请总量的15%，位居全球第二，美国、韩国、欧盟所申请的专利更是远远低于我国，但他们很注重国外专利的商业化布局，其运营专利的策略是值得我们学习的。
三 创新主体国的国外专利布局情况
专利法赋予了专利的独占性和地域性，说明他是排他的，任何人要实施专利，除法律规定的以外，必须获得专利权人的许可，并缴纳实施费，否则就构成侵权。专利权的地域性是指在专利法规定的期限内在该专利的颁发国家内有效，对其它国家没任何法律约束力，每个国家所颁发的专利权，其效力是互相独立的。离开了专利权的颁发国，就没有法律的约束力。如果产品或服务需进入某个国家的市场，并要求在该国家获得保护时，必须先向该国家的专利行政机关请求授权保护而向该国提交相关专利申请。尤其是国际贸易一体化的今天，提前做好国外市场专利布局是产品或服务顺利拓展国际市场的开路先锋。
图3钕铁硼永磁材料创新主体国的国外专利申请图，从中可以看出国外专利布局进入前五强的主体国分别是：中国、日本、美国、韩国、德国，其中中国有国外专利布局175件；日本有国外专利布局846件；美国有国外专利申请231件；韩国有国外专利申请33件；德国有国外专利申请68件；这些年，虽然中国取得专利申请总量全球第一的佳绩，但国外专利布局占比较低，比美国低38.42个百分点；比韩国低16.75个百分点。可见我国在此领域开拓和巩固国际市场的能力有待提高。 国际贸易是一个没有硝烟的战场，而今制胜国际贸易战的法宝就得走核心技术的知识产权战略。
常言道：兵马未动，粮草先行，要想顺利开拓国际目标市场，首先就要获得目标市场国对我们的产品或服务保护的权利，而向该国进行专利布局，从图中可以看出全球几大创新主体国都加大了国外专利的布局力度。美国虽然只申请了541件专利，就有国外专利申请231件；日本虽然只申请了2352件专利，就有国外专利申请846件，而我国申请了4097件，只有国外专利申请175件。可见我们要成为像美国一样的科技强国，任重而道远。
四 在华创新主体专利活动分析
从专利情报分析看全球钕铁硼永磁材料的市场格局
