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磷酸鋰鐵引爆國際專利大戰
2007/06/22 - 產業觀察 - 曾而汶／產業觀察

台灣科技產業界可能還不太清楚，美國和加拿大的政府和業者，為了取得可能改變電池、汽車和所有動力相關產業生態的磷酸鋰鐵(LiFePO4)正極材料的專利主導權，早已在國際間為此大打跨國專利戰。

專利大戰的引燃點相當有意思，若不是是全球最大電動手工具大廠Black & Decker(B&D)出1款799美元的超熱賣新產品組(DCX 6401 Combo Kit，各產品可單獨銷售)，產業界恐難一睹磷酸鋰鐵專利之爭的精采故事。

這款電壓36V無電線新型電動手工具，是以B&D購併而來的「DeWALT」品牌在市場銷售，特別的是，這款產品線不過在上市後的第2個季度，便因可1小時高速充電、強大功率提升效率、高安全性與2,000次以上的電池循環壽命等優點，創下2,000萬美元的銷售成績，打破B&D創立以來的所有紀錄。

附相片：引起跨國專利大戰的B&D電動手工具組(B&D網站)


B&D的北美區採購總監Jamie Mann說，這些新產品不再需要電線，只要裝上電池就可以獲得比過去插電的舊產品更好的工作效率，這是重大突破，將徹底改變全球電動工具市場的生態。

這款產品立刻在美國市場威名遠播，許多相關業者爭先研究此產品，甚至連美國「德州大學」也前來關切。

緊接著發生的是，德州大學在德州達拉司法院向B&D與此款產品的電池供應商A123 Systems提出專利訴訟，控告兩造「非法製造且銷售」(bootleg)此款侵犯德州大學所擁有專利的風雲產品。


專利大戰愈演愈烈

為何1所位於美國南方的大學對自己國內最大電動手工具廠和1家甫成立的新興企業興訟？而且，有趣的是，德州大學還不是單槍匹馬，旁邊甚至出現1位重量級幫手──加拿大國家公共事業魁北克水力公司(Hydro-Quebec，H-Q)，形成美國公立大學聯合加拿大政府一起對付美國自己國內知名大廠的特殊情況！

時間點是在2006年9月，德州大學控告B&D和A123在未獲得其電池技術授權的情況下製造與銷售侵權商品，而H-Q則是從德州大學獲得得獨家授權的單位，但是，事實上，真正的幕後藏鏡人是從德州大學和H-Q取得獨家商業授權的加拿大企業Phostech Lithium公司，Phostech也是H-Q旗下的轉投資子公司，但其背後還有個大股東是全球排名第1的德國化學磷肥大廠南方化學(SUD- CHEMIE)。

這家已經150歲的德國老公司，應該正積極尋求轉型，現在對電池的興趣遠高過化學肥料，希望「磷酸鋰鐵」事業創造的營收可以在3年內達到其總營收的50%。

全球許多電池相關企業對是否有必要支付權利金給H-Q或Phostech都持保留態度，因為，有日本政府撐腰的日本電信大廠NTT DoCoMo，在較早前便已在日本就磷酸鋰鐵相關專利提出申請，因此，不少業者認為Phostech和H-Q所擁有的專利有可能因較晚提出而遭到撤銷。

不過，故事還沒結束，除了A123和B&D外，H-Q和Phostech為了取得磷酸鋰鐵專利的有力戰鬥地位，也控告另外1家擁有不同磷酸鋰鐵系統專利的美國電池製造商Valence，甚至早在2001年由德州大學和H-Q向NTT提告時，指稱NTT的專利是其科學家在1993~1994年間在德州大學擔任客座教授與研究員時，以非法方式竊取而得，同時，由於最近部分台灣企業開始用鴨子划水的方式投身磷酸鋰鐵產業，有些檯面下不願曝光的業者甚至也取得足以和這些國際業者對抗的專利，據聞Phostech和H-Q也已經著手準備要等這些台廠開始茁壯後便即刻對簿公堂。

A123在當時對此事非常強硬的表示，相信這是1件毫無價值與真相的法律訴訟，而且，他們將強力且充滿自信與幹勁的捍衛自己的利益與產業地位。NTT則強調其專利是他們的科學家回國後自行發展出來的辛苦結晶，絕非盜取自德州大學。

其實一切都是國家與商業利益考量，因為，Phostech正準備和德國電動手工具大廠合作Robert Bosch GmbG推出他們的磷酸鋰鐵電池電動工具產品線，讓A123和B&D捷足先登已經讓他們飽受打擊，若無法在專利層面取得競爭優勢，Phostech未來的競爭實力堪憂。

磷酸鋰鐵無意間成為國與國之間的大戰，背後的潛在商機無疑十分巨大，為了在這些專利訴訟獲得最後勝利，有加拿大政府挺腰的H-Q和Phostech自2001年以來已經支付了非常龐大的訴訟費用，主要負責的達拉斯律師Dallas William Brewer向他們收取的律師費用竟高達每小時750美元。

因此，Phostech和H-Q目前向法院提出希望侵權公司給予其的損害賠償費用，每家高達3.5億~5億美元，針對NTT則特別要求重懲，金額高達10億美元。

台灣電池業者說，Phostech和H-Q特地將矛頭指向NTT，是因為NTT的專利申請讓全球其他業者產生觀望心態，已使得他們原本應得的授權利益遭到嚴重影響。


磷酸鋰鐵之父Goodenough大喊「That’s enough! 」


事實上，磷酸鋰鐵「LiFePO4」正極材料的專利起源來自德州大學，但真正的發現者是其奧斯丁學區的力學工程教授John B. Goodenough博士。

業界咸認H-Q和Phostech掀起的訴訟潮，是為了要從Goodenough的這項重大發現大撈一票，不過，自Goodenough在1996年取得專利並在1997年1月生效以來，原告方需要支付的訴訟帳單遠高於H-Q已經對外授權所取得的權利金總額，而且，在H-Q能夠付清其訴訟費用以前，Goodenough和德州大學連1毛錢權利金都未拿到。

德州大學技術商業化推展處總監(director of the university’s Office Technology Commercialization)Neil Iscoe曾在美國接受媒體訪問時指出，H-Q需要付出的律師費用遠超過1,000萬美元，但目前已經收到的授權費頂多只有100萬美元。

不過，有趣的是，今年已經85歲且仍舊在大學教書的Goodenough依舊展現學者只想為社會帶來貢獻的無私風範，他對這些訴訟顯然有點不以為然，因為，他在日前接受媒體訪問時，有點感慨的說，要是他沒告訴H-Q高層有關Black & Decker在2006年春季的會議中宣布計畫使用A123電池的事情，這些訴訟就不會發生了。(訪談原文：That wouldn’t happened if I hadn’t told H-Q officials about B&D’s plans to use A123 batteries.)

Goodenough還強調，這電池(磷酸鋰鐵)自己有腳，和其他東西一樣，它也是需要消費者的，而好產品也是需要有需求的，他對這些訴訟只有1個想法，那就是希望一切紛擾可以在他辭世之前獲得解決，而且，他會把這些錢(包括損害賠償費用與權利金等)全數捐給慈善單位，他和他妻子現在正在討論有哪些合適的捐助對象。

0.5克材料創業

台灣科技產業多年來為美國馬首是瞻，不過，A123 Systems這家以奈米製程技術為主而紅透半邊天的電池新秀，別說台灣科技相關的媒體鮮少聽聞，就連許多台科技大廠負責技術或投資的主管也從未聽說。

A123的主要產品就是磷酸鋰鐵電池，名字取得好，只要是用英文字母排序的名單，幾乎都是A123名列前矛。A123於2001年在麻省理工學院(MIT)成立，3位創辦人之一是MIT的材料科學與工程學教授Yet-Ming Chiang(蔣業明)，1位是MIT的商業研究顧問Ric Fulop，另1位則是擔任技術長的康乃爾大學材料科學博士Bart Riley。

A123剛成立時，總員工數只有5人，資金來源只有美國能源部的科技專案經費10萬美元，其餘的，只有從MIT拿出來的0.5克材料而已。

不過，驚人的是，只不過到了2007年初，A123的資本額激增到1.02億美元，員工人數超過250人，來自Fortune前500大企業的訂單超過1億美元，現在每年產出數百萬顆電池芯(cell)和數百噸正極材料粉體，而且，準備在2007~2008年將產能從現在的每月50萬顆大幅提高到200萬顆。

A123的厲害之處是有辦法將鋰離子電池的磷酸鋰鐵正極材料製造成均勻的奈米級超小顆粒，因顆粒和總表面面積劇增而大幅提電池的高放電功率，而且，整體穩定度和循環壽命皆未受影響。

現在一般的鋰離子正極材料粉體顆粒比A123的還大約100倍，若要製成小顆粒便會產生穩定性和安全性同時減弱的副作用，以致必須面對放電功率難以提高的先天極限。

長期以來，鋰電池的專利與粉體製造多操控在Sony等日系業者手上，A123在成立之初也花了很大力氣請律師調查是否已有業者走在他們前面，因為，只要A123可以大量生產粉體，他們深信A123一定可以飛黃騰達。

在2004年初， A123在台灣太電電能的協助下，每個月可以生產「1公斤」的粉體和第一套電池原型，但是，這樣的成果便讓A123順利籌募了前期資本的2,000萬美元，就此邁向坦途。

與A123合作的台廠說，A123已在大陸常州設立生產基地，自2006年啟動工，預計2007年的產能可以一口氣擴增到100萬顆26650 cell(直徑26mm，高度65mm)，2008年再倍增到200萬顆。

其實，A123剛成立時便在台灣與後來被必翔實業收購的太電電能合作，現在內部不少主管與研發人員，多來自太電與設於台南科學園區的鋰電池芯廠能元科技，現在負責A123整體製造業務的副總裁Grace Chang，原先就是能元的合夥創辦人之一。

A123的營運總部設在美國麻州的Watertown，主要材料研究單位在密西根州的Ann Arbor，自己直接管理的封裝與系統設計單位則設在麻州的Hopkinton。目前在台灣、南韓和大陸向合作代工廠取得總面積達10萬平方公尺的專屬製造廠房，預計在2007年大幅擴增到25萬平方公尺。

A123現在在台灣的主要電池組裝pack廠是位於高雄的新盛力科技(STL)，這家企業是Sony當年在台最早期的NB電池封裝廠，後來賣給Solectron，再轉手賣給金山電池(GP)。

台灣科技界現在可能還不易難理解為何A123這麼火紅，但只要從其董事會成員與大股東包括摩托羅拉、奇異、Qualcomm、P&G和多次慧眼成功投資Apple、Cisco與Google的紅杉創投(Sequoia Capital)、YankeeTek等美國重要創投機構，便不難得知A123現在在美國各產業界所受到的矚目有多高。

而且，許多人搶著投資A123，奇異在最近1次的4,000萬美元增資規劃中，「獲得A123經營團隊青睞」而得以進一步加碼投資，消費用品大廠P&G則是新股東，而除了一堆大公司捧著錢不得其門而入外，就連讓A123翻身的Black & Decker也被A123婉拒。

另外，A123不僅獲得美國能源部高達1,500萬美元的新一代Hybrid Electric Vehicle(HEV)電池發展合約，幾個月前還由美國總統布希和能源部部長在白宮接見，一起檢視1台只需要使用1加侖汽油便能結合A123電池而行駛超過150英里的油電混合車。A123執行長David Vieau向布希強調，油電混合車採用A123鋰電池後，大部分車主的汽油需求可以降低70%，碳排放量可以減少50%，對環境的傷害可以降到最低。


A123現在也同時與GM汽車(Saturn VUE Plug-In Hybrid program)和奇異共同開發汽車與公車用的磷酸鋰鐵電池模組。GM在今年初展出的Volt Concept概念電動車，其電源系統便是由GM與美國Cobasys公司聯合開發，而其中的磷酸鋰鐵充電電池便由A123生產。

而這1,500萬美元的合約則是由美國能源部和USABC(The United States Advanced Battery Consortium)一起頒發，由於USABC是由戴姆勒賓士集團、福特汽車和通用汽車合組的研究單位USCAR(the United States Council for Automotive Research)的聯合組織，且每年預算有50%來自能源部，是同時獲得國家單位和國際汽車大廠重視與信任的重要象徵。

A123近來的佳作不斷，最新一項成就是和推出全世界速度最快的電動摩托車廠KillaCycle合作，以採用990顆 A123電池芯的電池模組(相當於350匹馬力)創下時速156公里，0到60英里加速只需1.5秒，跑完0.25英里只需8.16秒的世界紀錄。


各路好漢各擁導電製程技術

磷酸鋰鐵正極材料的優點一籮筐，不過，事實上，磷酸鋰鐵正極材料身為眾多鋰離子正極材料中最受矚目的明星，但卻還有個非常極端的缺點──「純」磷酸鋰鐵的導電性不佳。

因此，在各主要業者早就對德州大學教授Goodenough對LiFePO4「發現」，是否僅H-Q和Phostech Lithium擁有獨家專利而抱持質疑態度的情況下，全球業者為了提高導電性使磷酸鋰鐵可以早日進入大量生產階段，陸續發展出「Carbon Coating」(在粉體顆粒表面以碳元素塗布)、「Metal Doping」(用金屬氧化物包覆顆粒)、「Small Particle Size」(以奈米製程讓顆粒微粒化)等製程技術，藉此提高磷酸鋰鐵粉體的導電性。

各路好漢之間的專利大戰，就是因為各自取得這些製程技術的專利而全面掀起！
而這些各自在特殊製成取得優勢的業者很清楚，只要Goodenough「不反對」大家發展磷酸鋰鐵，H-Q和Phostech其實並無絕對勝算。

Phostech除了擁有來自德州大學和H-Q的原料專利外，也取得Carbon Coating的製程專利；A123便是Small Particle Size製程專利的最佳代表；Valence也取得部份LiFePO4化學元素列表的不同元素組合和其他合成物的Carbon Coating製程專利。Sony在Small Particle Size也有部分合成物的專利，但影響力較弱。

事實上，A123和Phostech的專利大戰似乎不是影響磷酸鋰鐵發展的絕對性關係，因為，一般專利訴訟採取的策略是原告會要求法院禁止被告的產品繼續銷售，但原告必須在同時提撥相當的保證金，並留存法院，一旦訴訟結果對被告有利，這些高額保證金將做為被告這段期間以來的賠償損失之用。

工研院材料與化工所楊模樺博士說，Phostech信誓旦旦的提告，但卻至今未拿出高額保證金向法院申請A123必須停止銷售產品的禁令，換言之，業界也在推敲，Phostech其實並無絕對把握可以在此專利大戰中取得必勝優勢，而且，A123背後有紅杉創投、奇異、摩托羅拉和通用汽車等國際大廠為股東，甚至美國能源部還給予其1,500萬美元的專案，這些「後台」不可能沒對專利問題有過深入研究，便貿然投資A123。

A123的爆紅讓Phostech充滿高度危機意識，根據其規劃，希望在2007~2009年將粉體產能從現在的每年600~700噸，大幅提高到年產2,000噸，誓言不讓A123在磷酸鋰鐵產業專美於前。

(電子時報)

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