从专利信息看Tesla的开放专利与竞合关系
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以生产电动车闻名的Tesla在2014年6月12日宣布开放其专利技术供众善意(in good faith)来要求授权使用[注1]，Elon Musk提到曾认为透过专利可避免大型车厂复制Tesla的技术，但实际上电动车或其他零排放车辆所占的销售额低于1%汽车总销量，因此藉由开放专利吸引其他车厂共同合作，此举被视为拓展电动车市场的前哨站，且BMW、Nissan已于6月初和Tesla洽商未来充电技术的合作，若能形成产业标准、甚至影响各国的国家标准，让充电站跟加油站一样普及且无门户之见，未来的电动车市场将蓬勃发展，Tesla此次开放现有专利技术可谓是放长线钓大鱼的策略。以下我们从专利信息的角度探讨Tesla的专利现况，并试着分析Tesla与BMW、Nissan和其他厂商的关系。 每个专利申请案大致会经过公开、公告阶段，或有主张优先权，或本身为优先权基础案，以下专利信息分析为取得一致的统计基础，所有的专利数量皆以获得至少一个专利权的INPADOC(International Patent Documentation Center)家族数代表。INPADOC的特点是延伸的(extended)专利家族，当多份专利文件直接或间接具有相同的优先权时，视为单一INPADOC专利家族，简单说就是同一发明与衍生发明的相关专利在不同国家申请的集合，除了INPADOC外，还有不同定义的专利家族可依需求选用，例如Espacenet和DWPI，如果想了解专利家族的定义，请见EPO的网页[注2]。以分析实务来说，一种技术可能会以多个申请案保护，透过专利家族可以把相关的专利群整合为一个技术领域，便于观察整体趋势，本文旨在从专利信息探讨Tesla、BMW和Nissan的产业关系，因此选用专利家族为基础是合宜的。实务上采用哪种观点依分析目标而定，不一定要合并专利家族，申请量、公告量也各有其意涵。 Tesla最早的专利申请案公开于2006年，截至本文撰写的2014年6月之间，公开与公告的趋势如图一所示，每一数据点代表一个INPADOC家族在当年度有最早公开或公告的专利文件，Tesla于2013年有78个专利家族产生最早的公开文件、有31个专利家族出现最早的公告文件，皆创2006年以来的新高。依照前段我们选用INPADOC的论点，换句话说，2013年Tesla有78个新技术被早期公开、有31个技术获得一个以上专利，以家族方式可以免除相同发明被重复计算的问题，用以确认新技术出现和获得专利的时间点。 图一、Tesla历年公开、公告趋势  Source: 科技政策研究与信息中心 — 科技产业信息室整理，2014/06 图二是Tesla历年早期公开专利中，数量累计前五名最多的专利局，分别是美国、欧盟、世界知识产权组织(WIPO)、日本和中国，美国占了56%早期公开量，这与Tesla的布局策略有关。公告量最多的前四国显示在图三，分别为美国、欧盟、中国和澳洲，但中国只有3件、澳洲仅检索到2010年有1件。图二和图三显示为公开或公告量，不是专利家族数，重点是Tesla在各国布局的量，Tesla最早在中国2010和2011年各有2件公开案、2013和2014年则各有1件。在中国获得专利权的案件分别为CN102275521B，专利名称为「具有双模式冷却回路的热管理系统」、CN101836344B「电池充电」以及CN101821121B「电池充电系统与电池充电方法」，专利权人名称为「特斯拉汽车公司」。 图二、Tesla前五专利局公开趋势  Source: 科技政策研究与信息中心 — 科技产业信息室整理，2014/06 图三、Tesla前四国公告趋势  Source: 科技政策研究与信息中心 — 科技产业信息室整理，2014/06 接着观察Tesla的专利分类，以INPADOC家族为基础分析，如图四，前五名是与减排温室气体有关的电池技术(Y02E60/12)、电池储能(Y02T10/7005)、加热/冷却或保持冷却的温控技术(H01M10/5004)、锂电池(Y02T10/7011)和车辆加热/冷却或温度调控(H01M10/5016)，括号内为CPC(Cooperative Patent Classification)专利分类，CPC比IPC分类更细致，兼具表达产品和应用的特色，而IPC偏重技术分类，故选用CPC分类。Tesla为人熟知的技术是电池冷却、配合Supercharger的高效充放电技术、电池组的快速抽换等，与检索结果的CPC专利分类是相符的。 图四、Tesla技术类别  Source: 科技政策研究与信息中心 — 科技产业信息室整理，2014/06 传出在6月初和Tesla洽商未来充电技术合作的BMW、Nissan，他们和Tesla的合作着眼点为何？传媒述及三间公司会谈之目标在于整合充电标准，Nissan有CHAdeMO，Tesla拥有Supercharger、BMW 则是Combined Charging Standard，三间公司若形成联盟，或许有其他合作方向。图五是2006至2014年间BMW的2400多个INPADOC专利家族所属前几大技术类别，可以观察到BMW从2011年起重要的技术类别都和混合动力车的驱动控制技术有关，分别是混合动力车马达(B60W20/00)、不同种类或功能的内燃机控制(B60W10/06)、混合动力车的差动齿轮配置(B60K06/445)、车辆马达与发电机的交互控制(B60W10/08)、油门踏板位置之参数(B60W2540/10)、具有轨道运动的混合动力车差动齿轮(B60K6/365)、剎车踏板位置之参数(B60W2540/12)、混合动力车的内燃机和其他马达的配电控制系统(Y02T10/6286)和一个以上电动马达的配置或挂载(B60K1/02)，括号内为CPC分类。 至于Nissan的专利家族技术分类请见图六，燃料电池、锂电池、电动车用充电系统及其相关技术是重点，但仍有着墨于内燃机控制的技术，前几大专利分类是燃料电池(Y02E60/50)、与减排温室气体有关的电池技术(Y02E60/12)、电动车专用的充电系统或电池(Y02T10/7077)、质子交换膜燃料电池(PEMFC) (Y02E60/521)、并联式的混合动力车内燃机与储电装置(Y02T10/6221)、混合动力车的内燃机和其他马达的配电控制系统(Y02T10/6286)、内燃机排气回馈管理(Y02T10/47)、不同种类或功能的内燃机控制(B60W10/06)、锂电池储能技术(Y02E60/122)以及内燃机不同的进气阀与排气操作特性(Y02T10/18)。 整合前述两段的CPC专利分类，图七是三间公司的技术分布示意泡泡图，可以看出技术领域有重迭与互补的关系。泡泡的大小是专利家族的数量，Nissan的家族数最多、BMW次之，Tesla最少。Tesla使用笔记本电脑的Panasonic 18650锂电池搭配为人称道的组装、操纵与安全控管的技术，创新的电池管理技术提升电动车续航力，而BMW擅长内燃机、马达的整合，以及带动车辆的传动装置，BMW的专利落在混合动力车技术领域较多，和Tesla的全电式电动车不同， Nissan则拥有车用电池的技术。Tesla善于整合，电动车的电池购自于Panasonic、马达来自台湾的富田电机，本次开放的专利数相较于其他车厂并不多，但是对Tesla来说，获得传统车厂的青睐并采用其技术，才有望在汽车产业茁壮。 图八和图九分别是BMW与Nissan的历年各国公告专利数，BMW身为欧洲车厂，自然以欧盟、美国的专利量为大宗，Nissan在母国日本的公告量最大，三间公司若形成联盟，等于在欧洲、美国、日本等对电动车接受程度高的国家或地区拥有相当程度专利保护。两车商从2010年起在中国有专利公告，且逐年增加，与中国市场日趋重要的态势相符。 图五、BMW技术类别  Source: 科技政策研究与信息中心 — 科技产业信息室整理，2014/06 图六、Nissan技术类别  图七、Tesla、BMW、Nissan技术比较图  Source: 科技政策研究与信息中心 — 科技产业信息室整理，2014/06 图八、BMW历年公告专利数  Source: 科技政策研究与信息中心 — 科技产业信息室整理，2014/06 图九、Nissan历年公告专利数  Source: 科技政策研究与信息中心 — 科技产业信息室整理，2014/06 2009年起Tesla与Panasonic合作，但Tesla的Gigafactory投产后，每年产能为35 GWh，同时传出除了与Panasonic合作外，Tesla也同时洽商多位可能伙伴，包括LG Chem、Samsung SDI和比亚迪[注3]。图十是与Tesla电池技术较相近的厂商，以Tesla专利所属的CPC分类为检索基础，只计算在2006至2014年6月间通过实质审查并获得一件以上专利权的INPADOC 家族数量。其中Panasonic已包含并购Sanyo取得的专利家族，包含刚与Tesla结束电池交易协议、想改发展燃料电池车的Toyota[注4]，全部厂商都曾出现新闻中与Tesla有过竞争或合作关系，而专利家族的数量与分布国家，一定程度反映该厂商的技术实力。对企业主而言，出现在检索结果的厂商可以是把市场做大的联盟对象，也可以是竞争对手。 图十、与Tesla技术领域相近之厂商  Source: 科技政策研究与信息中心 — 科技产业信息室整理，2014/06 专利信息分析提供另一种方式看待专利的方式，虽然专利揭露内容有其局限，最核心的know-how多以营业秘密保护，但专利资料对公众公开易于取得，当分析产业讯息时，不仅可以做为左证的来源，若结合企业销售、财务讯息还可以进一步发现企业布局的趋势。至于专利检索与分析的方式，则依人、依需求而异，除了分析书目数据外，人工研读专利文件制作细部图表也很常见。不论选用哪种方式解读专利信息，重点是让图表自己说话，呈现有意义的数据。(3008字；图10) 注1：Elon Musk, All Our Patent Are Belong To You 注2：Patent families, http://www.epo.org/searching/essentials/patent-families.html 注3：为什么 Tesla 特斯拉千兆电池工厂可能改变世界 注4：不走Tesla模式丰田押注燃料电池车 关键词：Tesla；电动车；专利布局 |