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作者:洪永杰(2005-02-16);推薦:徐業良(2005-02-16)
附註:本文為行政院原子能委員會核能研究所委辦計畫計畫書

「新能源專利技術分析與創新設計平台之建立」計畫書

中文摘要

今日使用的能源,多為石油、煤、天然氣等石化能源(Fossil Energy)或具放射性之核能,多年來由於無限制的開採利用,不僅使全球存量面臨即將用罄的時刻,其能源轉換過程所產生的有形與無形廢棄物,更嚴重影響地球生態環境,因此開發無污染之新能源,如再生能源或稱綠色能源,已成為世界各先進國家努力的目標。因此本計劃第一年期將特別針對太陽能、風能、生質能與燃料電池四項新能源領域從專利檢索的角度出發,藉由蒐集、分析相關之專利,瞭解現有產品的專利狀況以及技術特點,同時對該領域內研究方向與技術有一整體性的認識,以期助於研究方向之導正,避免無意間落入他人專利陷阱、或觸犯他人專利等。此年度所得成果為一完整專利地圖,包括專利管理圖、專利技術資訊圖、專利權利圖,將提供第二年計畫進一步研發應用參考。

英文摘要

The main energy resources utilized today are fossil energy, such as petroleum, coal, natural gas, or radioactive nuclear energy. In recent years, unlimited extraction and use of fossil energy has not only exhausted the energy storage but also seriously affected the ecological balance of the earth. Therefore, developing pollution-free energy, such as renewable energy, has become the ultimate goal.

In this research, we will search the patents of technologies used in renewable energy, including solar power, wind power, biomass energy and fuel cells. Through patent analysis, we hope to understand the trend and characteristic of related technologies. We also hope to provide a guide to the direction of the research in renewable energy, and lower the possibility of patent infringements. The output of the project this year is a complete patent map.

1.     計畫目的

今日使用的能源,多為石油、煤、天然氣等石化能源(Fossil Energy)或具放射性之核能,多年來由於無限制的開採利用,不僅使全球存量面臨即將用罄的時刻,其能源轉換過程所產生的有形與無形廢棄物,更嚴重影響地球生態環境,因此開發無污染之新能源,如再生能源或稱綠色能源已成為世界各先進國家努力的目標。

本計劃將特別針對太陽能、風能、生質能與燃料電池四項新能源技術普及率較為成熟的美國與歐洲地區進行專利檢索,藉以瞭解現有產品的專利狀況以及技術特點,同時將專利文獻進行有系統之整理與研讀,對專利說明書內之應用領域(application)、欲解決問題(task)、使用之技術手段(method)、該專利領域已存在之先前技藝與改良技術(prior art and invention),以及重要主題(important topics)進行語意分析(semantic analysis),並針對相關專利技術進行特性分析。同時利用專利地圖(patent map)的製作,將專利資訊做最有效之組織分析,以了解整體產業環境之發展。同時針對現有技術其開發動向、運用手法與其達成效進行交叉分析,以期在舊有技術領域中看出可開發的新區域,藉以擬定技術研發與創新設計之切入點,建立有別於現有產品之市場與技術區隔。

2.     執行方法及進行步驟

本計畫第一年期先針對太陽能、風能、生質能與燃料電池四項新能源之相關技術,包含(1)III-V族半導體太陽電池、(2)第三代半導體敏化太陽電池、(3)低風速小型風力發電系統、(4)纖維素轉換生質酒精技術、(5)生質柴油研製技術、(6)電漿產氫重組器、(7)電漿氣化技術、與(8)固態氧化物燃料電池之相關技術進行專利檢索。就技術層面而言,專利文獻確實是最能完整揭示當前技術現況、紀錄技術發展歷程及資料量最完整的一種公開資料。因此本計畫第一階段的工作,將針對目前四項新能源技術普及率較為成熟的美國與歐洲地區進行專利檢索,藉以瞭解現有產品的專利狀況以及技術特點,同時將專利文獻進行有系統之整理與研讀。專利檢索與分析工作有如下三項重點:

(1)    專利技術資訊之有效檢索

此步驟將針對四項新能源之八大項目相關技術,歸納出各別關鍵技術部份之關鍵字(keywords)、國際專利技術分類碼(IPC)、與美國專利技術分類碼(UPC),利用Delphion-IPN關聯式專利檢索資料庫將前述資訊進行反覆混合檢索,以求完整囊括現存專利。

(2)    專利資訊探勘

利用文字採礦(Text Mining)方法,對專利說明書內之應用領域、欲解決問題、使用之技術手段、該專利領域已存在之先前技藝與改良技術,以及重要主題進行語意分析,並針對相關專利技術進行摘要整理、專利特性分析、功效搜尋、與技術問題解答。針對欲解決與創新之問題,進行專利技術分類與相關專利功效矩陣之建構,同時產出專利技術分析圖表,藉以擬定技術研發與創新設計之切入點,建立有別於現有產品之市場與技術區隔。

(3)    建立重要技術之發展魚骨與族譜圖

針對關鍵技術之專利技術演進分別建立一有系統之發展族譜圖,鎖定特定技術之專利,藉以判斷哪些技術手段逐漸成熟即將進入市場,哪些技術手段已經成熟較難突破。同時鎖定技術領域內之特定專利權人的核心與基礎型專利,藉由過去被他人引證與自我引證之關係圖,建立技術演繹魚骨圖,以掌握該技術領域內主要研究對手之研發技術走向與重點研發項目。經由此一分析結果可以進一步瞭解目前廠商與研發單位的技術佈局(technology focus)以及後續主力技術之研究時程。

以風力發電機專利檢索為例,初步鎖定檢索之的技術重點如圖1之魚骨圖所示,專利分析工作進行之步驟如圖2所示。

1. 風力發電機專利技術分類

2. 再生能源專利分析工作流程圖

3.     預期完成之工作項目及具體成果

當專利文獻的檢索與分析工作告一階段後,預計將取得的專利資訊,包括太陽能、風能、生質能與燃料電池四項新能源技術中之(1)III-V族半導體太陽電池、(2)第三代半導體敏化太陽電池、(3)低風速小型風力發電系統、(4)纖維素轉換生質酒精技術、(5)生質柴油研製技術、(6)電漿產氫重組器、(7)電漿氣化技術、與(8)固態氧化物燃料電池之相關技術資訊,歸納整理為專利管理圖、專技術資訊圖、與專利權利圖三項重要圖表,詳細說明如下。

專利地圖通常區分為專利管理圖(patent management map)與專利技術圖(patent technology map)兩類。專利管理圖通常以鳥瞰的方式針對相關領域之歷年專利產出情形、各國專利佔有比例、公司定位綜合分析等資訊進行統計上的處理,以經營的角度進行研發策略規劃、市場定位與研發資源分配等策略面的制定。專利技術圖則針對所關心之技術分析其研發方向、擴散情形、挖洞技術可行性等資訊進行評估,以R&D的角度決定欲投入之技術市場與持續研發的主軸。除了上述兩項專利地圖之外,本計畫特別加入專利權利圖,以提供後續迴避與創新設計時,針對「全要件」、「均等論」等侵權判定之用。整體專利地圖製作說明如表1所示。

1. 專利地圖說明

專利圖表

地圖製作例

主要傳達之資訊與目的

專利管理圖

專利技術生命週期

衡量專利技術所處狀態,預測未來技術興衰

歷年專利分布圖

歷年專利產出發展情形

專利所屬國分析圖

判別主導該技術國家

專利專利權人分析

判別主導該技術之重要企業或研究機構

專利引證率分析

找出該領域內之核心技術專利

專利技術資訊圖

技術手段分析圖

掌握該領域內之主要技術之發展與趨勢

技術功效矩陣表

開發領域的選定與技術評估,尋找技術切入點

技術功效魚骨圖

相關技術與其所能達成功效之分類細部整理

專利權利圖

專利家族圖

掌握重要專利權利資訊

專利範圍要點圖

掌握受專利權保護之技術範圍,提供迴避設計參考

預期完成之工作項目及具體成果如下:

l          專利經營管理面分析-產出相關專利管理圖表

針對太陽能、風能、生質能與燃料電池四項新能源技術之八大項目現存專利,以鳥瞰的方式針對相關領域之歷年專利產出情形、各國專利佔有比例、主力公司研發軌跡與趨勢等資訊進行統計上的處理,以經營的角度進行研發策略規劃、市場定位與研發資源分配等策略面的制定。

l          專利技術與功效之系統化歸納-產出相關專利技術資訊圖表

針對太陽能、風能、生質能與燃料電池四項新能源技術之八大項目現存技術,分析其研發方向、各主力公司技術發展與擴散情形、針對專利挖洞可行性等資訊進行評估,以R&D的角度決定欲投入之技術市場與持續研發的主軸。

l          專利研發與技術管理之整合-產出相關專利權利圖表

針對太陽能、風能、生質能與燃料電池四項新能源技術之八大項目現存專利及其專利保護範圍製作專利權利圖表,以提供後續迴避與創新設計時,針對「全要件」、「均等論」等侵權判定之用。