筆者會分2期來探討石墨烯這種革命性的次世代材料的發展近況，本刊期會先介紹石墨烯在全球主要國家的發展現況，包括技術發展、專利申請、商用化程度等等；而下一期則會著重在探討個別領頭羊業者的技術發展策略，如美國IBM、Nanotek Instruments、韓國Samsung、日本Hitachi、以及台灣鴻海……等等。

各國均以國家級的規模來推動產業發展   台灣慢半拍？

針對石墨烯這種革命性的次世代關鍵材料，世界主要產業大國均是以國家級的策略來發展，反觀台灣，雖然中研院、工研院等機構在石墨烯領域也有一些零星的專利，但政府卻沒有一套完整的石墨烯產業發展策略來帶領民間業者，完全是各做各的，對於產業整體發展相當不利。回顧過去台灣政府以政策來領導的產業如「兩兆雙星」、4G、或是國家智財戰略綱領中提到的關鍵技術如OLED等等，都已經算是成熟的技術，換句話說，台灣政府相關單位及其國家級的研究單位，無法肩負起站在技術最前端，引領台灣產業發展方向的重任，只能跟隨。像前期文章探討的液態金屬、及這一期要談的石墨烯，都是發展中的技術，不管是市場或是技術，都是仍有很多空間可以卡位的，但卻從未見政府有任何相關的策略指引或是協助廠商發展的措施；反而是民間企業的鴻海，不管是在液態金屬或是石墨烯，都已經在進行專利佈局。看來台灣企業在產業發展上，還是靠自己比較實在；如果是中小型企業，則應該多觀察像鴻海、TSMC這些領頭羊企業的動態，才不致落於市場之後。

中國大陸：前文提到中國大陸於去年12月已發佈中國石墨烯第1號標準《石墨烯材料的名詞術語與定義》，除此之外，無錫市政府在同一時間也發佈了《無錫石墨烯產業發展規劃綱要》，提出在惠山經濟開發區建設無錫石墨烯產業發展核心區「一區二中心」，極力爭取在5至7年時間內，打造國際一流的無錫石墨烯產業族群；無獨有偶，在今年5月29日，大陸寧波市科技局、發改委和經信委也聯合發布了《寧波市石墨烯技術創新和産業發展中長期規劃》，將致力用10年的時間，把寧波打造成全球最大規模的石墨烯原材料生産基地，目標是於2023年時，寧波的石墨烯關聯産業産值可達千億元人民幣。以上種種措施均可見大陸對石墨烯產業發展的重視及其國家級佈局的野心。

目前中國大陸針對石墨烯的研發可以說是以學研為主，主要有北京大學、清華大學、浙江大學，中國科學院瀋陽金屬所、中國科學院寧波材料所、中國內蒙古石墨烯材料研究院……等等，其中又以北京清大及富士康產學合作的成績最為顯著，目前已獲得9件美國專利（共同掛名Assignee）。至於在整體產業應用方面，則分別涵蓋太陽能電池、鋰電池、觸控屏、CVD (化學氣相沉積)、及透明導電薄膜等等。

美國：美國可以說是最早發展石墨烯技術的國家之一，自2006年至2011年期間，美國國家自然科學基金（National Science Foundation, NSF）已資助超過200項石墨烯相關的研發項目，包括石墨烯超級電容器應用、及石墨烯大規模奈米製造等項目；此外，美國國防部高級研究計劃署（DARPA）於2008年也投資了2,200萬美元，用於發展超高速和低耗能的石墨烯電晶體的研發項目。

從下表1石墨烯專利公告數量統計可以明顯看出，IBM及Nanotek是美國石墨烯產業的領頭羊，但其實美國已把石墨烯的應用放在國防及軍事的制高點。像海軍秘書處代表的美國政府（The United States of America as represented by the Secretary of the Navy）就已經有5個美國專利，另外像波音公司（Boeing）也相當積極的從事這方面的研究。此外，除了官方及民間業者外，美國很多大學像西北大學、麻省理工、萊斯大學、加州大學等等，都已在石墨烯領域有可商用化的研發成果及獲得一定數量的專利。

韓國：韓國政府把石墨烯材料及產品定為未來革新產業，並已投入14億美元之研發經費，全力推動產業發展。韓國產業通商資源部於2013年宣佈在未來6年內，將投入4,230萬美元，協助民間企業進行石墨烯應用產品和相關技術的商品化工作。此外，韓國知識經濟部也預計於2012年至2018年期間，針對石墨烯產業提供 2.5億美元的資助，其中1.24億美元用於技術研發，其餘用作商業化研究。

下表1石墨烯專利公告數量統計可以明顯看出，Samsung是韓國石墨烯產品研究開發的領頭羊，整個Samsung集團目前已獲得30多件美國專利，發展重點在高速電晶體、觸控面板及可撓式面板 (軟性面板) 等。此外，與美國及中國大陸相仿，韓國的大專院校也一樣投入了很多心力在石墨烯的研究開發上，表1中的Korea Institute of Science and Technology與Korea Advanced Institute of Science and Technology是同一單位，即韓國科技技術院（或稱韓國先進科技技術院），是韓國有名的國立大學，目前已擁有10多個石墨烯相關的美國專利。

日本：在日本的部分，從表1石墨烯專利公告數量統計看起來，目前美國專利數量最多的是Hitachi，但實際上，日本學界對石墨烯的技術開發也是一大推手。日本學術振興會（JSPS）（為日本具有代表性的基金機構，基於公平公正的審查、評價體系，資助以大學為主體的學術研究以及國際交流活動）自2007年起開始資助石墨烯的技術開發。此外，日本名古屋大學及東北大學也在產學合作的方式下，分別開發出電子元件和醫療等領域，及汽車的電池材料的石墨烯應用。

歐盟：石墨稀技術研發，是在英國科學家的努力下獲得突破的：英國曼徹斯特大學的物理學家Andre Geim和 Konstantin Novoselov於2004年在實驗室成功地從石墨中剝離出了石墨烯，證明了石墨烯可以單獨存在，因此以「for groundbreaking experiments regarding the two-dimensional material graphene」（在二維石墨烯材料的開創性實驗）獲得2010年諾貝爾物理學獎，從而掀起了石墨烯製備、改性和應用的全球研究熱潮（百度百科）。

歐盟委員會於2013年1月將石墨烯列為「未來新興技術旗艦項目」之一，研究範圍十分廣泛。英國政府聯合多所大學和研究機構在曼徹斯特大學建造國家級科研機構「英國國家石墨烯研究院」，來加速石墨烯材料的商業化進程；除此之外，也於2012年底宣佈追加投資2,150萬英鎊來支援石墨烯研究工作。此外，德國的Empire Technology、工業巨頭BASF及化工醫藥巨頭Bayer等，亦加強了對石墨烯的研發。

台灣：前文提到，目前台灣在石墨烯發展的部分，政府並沒有明確的政策性指引或資金資助，除了中研院、工研院及少數大專院校的零星研究外，民間業者最積極的就是鴻海，透過富士康與北京清華大學產學合作，在技術掌握及專利申請上，已經有明顯的成果，目前美國公告專利數已有9件。此外，台灣的安炬科技也是很積極投入石墨烯技術及產品開發的民間業者，自2005年起已積極投入研發，並於2012年開始正式銷售石墨烯相關材料、成立Graphage網站推廣石墨烯材料及申請石墨烯註冊商標Graphage。更於2013年試量產多層與少層石墨烯粉體，及於2014年取得「單層石墨之製備方法」之大陸專利。安炬科技主要研發領域為磷酸鋰鐵正極材料、鋰電池隔離膜與石墨烯材料等鋰電池關鍵材料之開發與應用技術。

5個表格來掌握石墨烯美國專利趨勢

各國政府及業者均積極的研發石墨烯材料及產品，在取得成果後，當然是要以專利來保護其研發成果。以下5份表格是石墨烯的美國專利數據，筆者企圖以5個表格在觀察石墨烯產業的現在及未來發展態勢。本刊期會先以地區及業者分佈為主要觀察目標，下一刊期會以技術領域分佈為主，作深入分析。

首先簡單介紹一下專利的搜尋方式，在關鍵字的部分，當然是以石墨烯的英文名稱「Graphene」來進行，由於欄位有限，加上要更精準的命中目標（即所搜出的專利與Graphene有比較直接及確實的關聯性），因此只鎖定Title及Claims 2個欄位，按筆者的經驗，關聯性按順序遞減，即Title有Graphene的專利，與石墨烯研發的關聯性最高，如果是出現在Claims ，則關聯性相對降低。

表1石墨烯專利公告數量統計是截至今年5月25日為止，在美國專利商標局（USPTO）公告的專利數，亦即已獲得授權的專利。以Graphene為關鍵字，搜尋Title 及Claims欄位(Title AND Claims)，總共獲得276件公告專利，表1只列出擁有3件或以上數量的專利權人 （Samsung除外），很意外的發現，目前好像尚未有專利授權公司涉足這一塊。

要注意的是，由於筆者是用Title 及Claims (Title AND Claims) 來搜尋，所以結果會比以Title或Claims (Title OR Claims) 收窄許多。

以下表2及表3是觀察主要國家及地區的石墨烯美國公告專利的分佈。主要是以Graphene及5大目標國家地區簡稱為搜尋條件分，別為US、KR、JP、CN及TW。表2是以Graphene為關鍵字，在Title欄位搜尋；而表3則是以Graphene為關鍵字，在Claims欄位搜尋。當然以Claims來搜尋的範圍比較廣，因此專利數量也比較多。不過，不管搜尋條件為何，石墨烯相關的美國專利數量還是以美國最多，韓國次之，日本、台灣及中國分列3、4及5。

在表3中，台灣有22件石墨烯相關的美國公告專利，而其中有9件是鴻海與北京清華大學合作開發，並共同掛名Assignee的，因此這9件專利在同一份表格中，在中國的13件專利中會被重複計算。

以下表4及表5主要是觀察主要國家及地區的石墨烯美國公開專利的分佈。主要是以Graphene及5大目標國家地區簡稱為搜尋條件分別為US、KR、JP、CN及TW。表4是以Graphene為關鍵字，在Title欄位搜尋；而表5則是以Graphene為關鍵字，在Claims欄位搜尋。同樣的，以Claims來搜尋的範圍比較廣，因此專利數量也比較多。不過，不管搜尋條件為何，石墨烯相關的公開美國專利數量還是以美國最多，韓國次之，日本第3。

除了特別情況，一般美國專利是在申請18個月內公開，因此從專利公開數大概可以推估某地區、國家在近期的專利申請量。如果以表1及表3的美國石墨烯相關專利申請量比較，可以發現美國於過去18個月左右的石墨烯相關專利申請量增加了近200件，如果是以表5及表2較寬的範圍來比較，更是增加高達500多件。

綜觀表4及表5，美、韓、日、台、中在最近1年多的研發及專利佈局都相當積極，台灣雖可與中國並駕齊驅，但與韓國的差距卻是日漸擴大。下一期筆者會以專利的角度，觀察石墨烯產業的技術分佈狀態，從而檢視台灣業者的機會點何在。

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