2004 年，曼彻斯特大学的 Andre Geim 和 Konstantin Novoselov 首次分离出石墨烯，一时激起人们的兴趣和热情，后被称为“石墨烯淘金热”。
在石墨烯淘金热期间，世界各地的学术界发表了无数关于石墨烯合成、改性和应用的论文，销售石墨烯产品的公司也如雨后春笋般涌现，他们销售的石墨烯产品质量参差不齐。
然而，近年来，学术界和公众对石墨烯的兴趣似乎有所减弱，新闻报道似乎也越来越少。
本文旨在通过回顾专利领域数据来判断石墨烯及相关技术的发展情况，包括石墨烯是否达到了石墨烯淘金热的预期。
什么是石墨烯？
石墨烯是一种二维纳米结构的片状碳，具有非同寻常的电学特性、非常高的面内导热性和非常高的机械强度。这些特性暗示了石墨烯在工业上可能会有许多用途。
全球专利趋势——概况
为了调查石墨烯相关发明的全球专利趋势，我们搜索了已公布的专利申请及任一标题、摘要和权利要求（下称“T/A/C”）中包含“石墨烯”一词的授权专利。根据 T/A/C 进行检索，我们能够重点关注那些发明核心可能涉及石墨烯的文献，而不是那些可能只是在描述部分简单提及石墨烯的文献。
图 1 展示了部分结果，其中：深绿色代表，按申请日期计算，T/A/C 中包含“石墨烯”一词的全球专利申请数量；浅绿色代表，按授权公布日期计算，按照相同标准统计的全球授权专利数量。
图 1：T/A/C 中包含“石墨烯”一词的全球专利申请和授权专利数量
2008 年之前，石墨烯相关发明的专利申请活动相对较少，可能体现了自 2004 年首次分离出石墨烯到研发活动取得成果需要一定的时间。
2008 年至 2012 年，每年提交的申请数量快速增加，到 2013 年相对趋于稳定（可能体现了 2007-2008 年全球金融危机后，研发支出有所减少）。自 2014 年以来，每年的申请数量稳步增长，2018 年达到顶峰，之后略有下降。因此，申请的放缓似乎与新冠大流行没有直接关系。
正如所能预期的那样，2008 年到 2011 年，每年的授权数量开始以类似于申请率的方式加速增长，大约滞后 3 年。
与每年的申请率增长相比，每年的授权数量增长梯度相似但更浅，可能体现了专利局审查申请所花费的时间和/或被拒申请或未获得授权的申请所占的比例。
每年的授权数量似乎逐年持续增加，到 2021 年达到 14,000 多项。
因此，我们看到全球对石墨烯相关发明的兴趣始终浓厚。这表明石墨烯淘金热虽然放缓，但尚未结束。
全球专利趋势——按司法管辖区计算
现在我们按司法管辖区来计算 T/A/C 中包含“石墨烯”的申请和授权，如图 2 所示，我们发现，中国的专利活动占主导地位，中国国家知识产权局（CNIPA，下称中国专利局）处理的申请比 IP5（世界五大知识产权局）加起来还要多。
图 2：按 IP5 计算，T/A/C 中包含“石墨烯”的专利申请和授权专利数量
鉴于在中国提交的申请数量巨大，我们深入研究了那些含有中国专利的专利族的申请管辖区。数据显示，在全球石墨烯相关专利族中，约 70% [1]的专利族未包含中国以外国家或地区的任何专利。因此，中国在全球申请统计中占据主导地位主要是因为中国申请人提交的国内专利申请。
同样值得注意的是，韩国的申请数量大约是欧洲和日本的两倍，尽管这些专利局每年收到的涉及所有主题的申请数量相差不大。
授权率——按司法管辖区计算
基于各司法管辖区的申请和授权数据，我们还可以确定迄今为止的授权率（即，全时期的授权数量在全时期的申请数量中的占比）。图 3 中的图表显示了 所有IP5 专利局迄今为止的授权率，以及作为对比，IP5 各专利局 2020 年的平均授权率[2]。但是，需要指出的是，由于并非所有申请都保准会有结果（例如，授权或被拒），所以相关数据也反映出了五个专利局的不同处理速度。
图 3：各 IP5 专利局迄今为止对 T/A/C 中包含“石墨烯”的申请的授权率与总体授权率
在石墨烯相关发明方面，美国的授权率最高，为 59%，欧洲最低，为 34%，明显低于其他 IP5 专利局。作为对比，2020 年，美国专利商标局的总体授权率为 78%，欧洲专利局的总体授权率为 64%。因此，总体来说，在石墨烯相关领域获得授权似乎更难，尤其是在欧洲。
EPO 迄今为止授权率明显较低可能是因为 EPO 目前存在工作积压和/或 EPO 因新冠大流行遭受的影响比其他 IP5 专利局更为严重，从而导致处理延迟。
与美国等司法管辖区相比，EPO 在材料相关申请的审查方面十分严格，无疑更加注重披露内容的清晰性和充分性，并要求提供创造性证据。这就凸显了起草向 EPO 提交的申请时牢记欧洲可专利性要求的重要性。
授权专利明细
现在，我们来细分一下授权专利，图 4 中的图表：黄色代表，T/A/C 中包含“石墨烯”的授权欧洲专利；粉色代表，独立权利要求中包含“石墨烯”的授权欧洲专利；紫色代表，T/A/C中包含“石墨烯”的全球授权专利（右侧轴）。
考虑包含“石墨烯”一词的独立权利要求，我们能够确定石墨烯是否是专利发明的重要组成部分。
自 2012 年以来，欧洲每年授权的 T/A/C 中包含“石墨烯”的专利数量稳步增长，但在 2020 年已达到顶峰，之后下降了约 10%。独立权利要求中包含“石墨烯”的授权专利数量自 2012 年开始也呈现稳步增长，虽然速度没有那么快，但也在 2018 年趋于稳定，并持续到 2020 年，2021 年略有下降。
近年来，欧洲这一数量的增长似乎已出现停滞，这与如前文紫色部分所示及签署所讨论的全球持续增长趋势相悖。这可能是反映了受到新冠大流行的影响，导致专利在欧洲的处理和授予被延迟。此外，它还可能与全球申请人的偏好以及欧洲司法管辖区对申请人活动的重要性有关。
图 4：任何 T/A/C 中包含“石墨烯”的授权欧洲专利、独立权利要求中包含“石墨烯”的授权欧洲专利与任何 T/A/C 中包含“石墨烯”的全球授权专利
为了更好地理解欧洲的授权统计数据，图 5 中的图表显示了独立权利要求中包含“石墨烯”的授权专利数量在 T/A/C 中包含“石墨烯”的授权专利数量中占比——即，独立权利要求中包含“石墨烯”的授权欧洲专利在 T/A/C 中包含“石墨烯”的授权欧洲专利中的占比。
图 5：独立权利要求中包含“石墨烯”的授权欧洲专利在 T/A/C 中包含“石墨烯”的授权欧洲专利中的占比
很明显可以看出，自 2008 年以来，独立权利要求中包含“石墨烯”的授权欧洲专利在 T/A/C 中包含“石墨烯”的授权欧洲专利中的占比已呈每年在下降趋势，从 2008 年的 1% 下降到 2021 年的 0.37%。因此，那些在标题、摘要或权利要求中提及石墨烯的专利，在独立权利要求中提述石墨烯的越来越少。这表明石墨烯正逐步成为石墨烯相关专利发明的非必要特征，也许只是实现发明的诸多可行方式之一。
申请人
推动石墨烯创新的申请人是谁？图 6 显示了全时期全球提交 T/A/C 中包含石墨烯的申请数量排名前 10 的申请人。
图 6：T/A/C 中包含“石墨烯”的专利申请提交量全球排名前 10 的申请人
很明显，三星和 LG 遥遥领先，是两个最大的申请人，他们的已公布申请数量与前 10 大申请人中剩余八个申请人的已公布申请数量之和相当。三星提交的石墨烯相关申请比 LG 多 31%。
细看欧洲数据，图 7 显示了按照相同标准计算的欧洲前 10 大申请人——全时期内 T/A/C 中包含“石墨烯”的已公布申请。
图 7：T/A/C 中包含“石墨烯”的欧洲专利申请提交量排名前 10 的申请人
三星和 LG 仍是最大的申请人。但是，LG 超过了三星，LG 提交的与石墨烯相关的欧洲申请比三星多 50% 以上。
此外，欧洲前 10 大申请人提交的申请数量似乎更加平均，没有那么极端。前 25 大申请人的申请数量同样如此，排名第 11 至 25 的申请人提交的申请数量相差不大。
结论
全球对石墨烯相关发明的兴趣仍然强烈，但随着时间的推移，石墨烯在石墨烯相关发明中的重要性正在减弱。因此，虽然石墨烯淘金热可能尚未结束，但看起来的确已经有所平缓。
中国是申请活动的主要目的地，但在中国提交的申请通常不含海外专利。三星和 LG 在全球和欧洲提交的申请最多。
石墨烯相关申请在欧洲的成功率似乎低于其它 IP5 专利局。这就凸显了在该领域起草提交欧洲专利局审查的专利申请、设计有针对性的方法以及考虑最新判例法和最佳实践时聘请专业材料律师的重要性。
[1] 这是基于非拉丁语地区（例如 CN、JP、KR、TW、RU）的可用英语摘要粗略估算出来的结果，因为这些地区的机译权利要求可能会将“碳”和“石墨”错译为“石墨烯”。
[2] IP5 统计报告 2020 年，第 68 页www.fiveipoffices.org