電動(dòng)垂直起降飛行器eVTOL（electric Vertical Take-off and Landing）是一種利用分布式電推進(jìn)技術(shù)，并且具備垂直起降能力的飛行器。目前全球低空經(jīng)濟(jì)浪潮奔涌，eVTOL作為低空經(jīng)濟(jì)的核心驅(qū)動(dòng)力，已成為大國(guó)科技博弈的戰(zhàn)略新高地。
一、區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)格局：雙極主導(dǎo)、梯度分化
專利總量看，全球eVTOL領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)呈現(xiàn)“雙極主導(dǎo)、梯度分化”格局。美國(guó)專利申請(qǐng)量位居全球首位，中國(guó)緊隨其后，兩國(guó)合計(jì)占據(jù)全球65.9%的專利布局，處于斷層領(lǐng)先水平，得益于兩國(guó)在無人機(jī)和新能源汽車產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位，形成eVTOL領(lǐng)域技術(shù)主權(quán)的“第一梯隊(duì)”（圖1）。日本、韓國(guó)和德國(guó)作為傳統(tǒng)汽車制造強(qiáng)國(guó)憑借其工業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)構(gòu)成“第二梯隊(duì)”，其中日本得益于對(duì)精密制造領(lǐng)域的持續(xù)投入，在eVTOL領(lǐng)域擁有深厚的技術(shù)積累，專利申請(qǐng)量與歐洲整體規(guī)模相當(dāng)。此外，加拿大和澳大利亞作為美國(guó)的傳統(tǒng)盟友和主要市場(chǎng)，成為美國(guó)專利主體的重要海外布局區(qū)域。
海外專利數(shù)量看，美國(guó)和日本在eVTOL領(lǐng)域的專利合作條約（PCT）申請(qǐng)量占據(jù)主導(dǎo)地位。美國(guó)、日本依托海外專利優(yōu)勢(shì)形成技術(shù)壁壘，不僅體現(xiàn)出技術(shù)輸出的主動(dòng)性，更映射出其對(duì)全球市場(chǎng)規(guī)則主導(dǎo)權(quán)、供應(yīng)鏈定價(jià)權(quán)的深度把控（圖2）。反觀中國(guó)，盡管eVTOL專利申請(qǐng)總量逼近美國(guó)，但PCT申請(qǐng)占比僅為14%，全球化專利布局能力仍顯不足。
圖片來源：根據(jù)公開信息整理，北國(guó)咨繪制
圖1 eVTOL領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量排名前十的國(guó)家和組織（截止到2024年）
圖片來源：根據(jù)公開信息整理，北國(guó)咨繪制
圖2 eVTOL領(lǐng)域PCT申請(qǐng)量排名前十的國(guó)家（截止到2024年）
創(chuàng)新主體數(shù)量看，整體呈“階梯式躍升-增速回調(diào)”特征，中美平分秋色。2008—2013年為技術(shù)萌芽期，年均新增主體不足15家；2014年起隨資本涌入與技術(shù)成熟度提升進(jìn)入爆發(fā)增長(zhǎng)期（2014—2017年CAGR達(dá)63.8%），2017年突破300家；2018—2023年增速趨緩但仍維持高位（CAGR 15.8%），2023年達(dá)到782家的峰值。2024年創(chuàng)新主體數(shù)量首次出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，預(yù)示行業(yè)進(jìn)入技術(shù)路線收斂、市場(chǎng)出清與頭部集中化的關(guān)鍵調(diào)整期，從“野蠻生長(zhǎng)”轉(zhuǎn)向“高質(zhì)量發(fā)展”階段（圖3）。從各國(guó)看，自2014年起，我國(guó)創(chuàng)新主體數(shù)量快速增長(zhǎng)，連續(xù)多年領(lǐng)跑全球。美國(guó)作為eVTOL領(lǐng)域研究的先行者，其創(chuàng)新主體規(guī)模保持穩(wěn)定高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，憑借技術(shù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)持續(xù)鞏固全球主導(dǎo)地位。日本、韓國(guó)和德國(guó)的創(chuàng)新主體數(shù)量雖維持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但受限于市場(chǎng)規(guī)模和產(chǎn)業(yè)水平，與中美兩國(guó)的總量差距持續(xù)擴(kuò)大，eVTOL產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?jié)摿﹄y以與中美兩國(guó)相比較（圖4）。
圖片來源：根據(jù)公開信息整理，北國(guó)咨繪制
圖3 全球eVTOL領(lǐng)域創(chuàng)新主體數(shù)量變化趨勢(shì)
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圖4 各國(guó)創(chuàng)新主體數(shù)量變化趨勢(shì)
二、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局：新勢(shì)力引領(lǐng)、四大陣營(yíng)爭(zhēng)霸
從專利申請(qǐng)重點(diǎn)企業(yè)分布看，全球eVTOL技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)加劇，前15位申請(qǐng)人可劃分為四大陣營(yíng)（圖5）。第一大陣營(yíng)是eVTOL新勢(shì)力，是四大陣營(yíng)中專利申請(qǐng)量最多的企業(yè)，包括Beta Air、億航智能、Kitty Hawk、Lilium eAircraft、Volocopter和Joby Aero，盡管公司規(guī)模和財(cái)力遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)工業(yè)巨頭，但其專注于eVTOL技術(shù)的研發(fā)和商業(yè)化，有望在未來市場(chǎng)中占據(jù)重要地位。第二大陣營(yíng)是傳統(tǒng)汽車制造商，包括電裝公司、本田公司、吉利汽車、保時(shí)捷公司，利用在汽車制造領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)和資源，加速eVTOL技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。第三大陣營(yíng)是傳統(tǒng)航空巨頭，包括貝爾德事隆、波音公司、通用電氣，雖然專利申請(qǐng)量相對(duì)較少，但依托航空制造積淀為eVTOL技術(shù)研發(fā)提供有力支持。第四大陣營(yíng)是無人機(jī)企業(yè)，包括大疆科技和Aeronext，依托無人機(jī)相關(guān)技術(shù)研發(fā)向eVTOL專利技術(shù)領(lǐng)域拓展。
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圖5 全球eVTOL領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量前十五位的申請(qǐng)人（截止到2024年）
三、技術(shù)領(lǐng)域布局：重點(diǎn)聚焦六大類核心系統(tǒng)延伸
eVTOL核心系統(tǒng)主要包括動(dòng)力系統(tǒng)、航電系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、機(jī)體結(jié)構(gòu)、裝配件六大類。目前eVTOL專利技術(shù)布局側(cè)重點(diǎn)主要在飛行器機(jī)體設(shè)計(jì)、飛行控制技術(shù)、電氣系統(tǒng)和電氣元件等能源與動(dòng)力系統(tǒng)方面（表1）。
表1 全球重點(diǎn)申請(qǐng)人eVTOL領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)布局（單位：件）
表格信息來源：北國(guó)咨根據(jù)公開信息整理（不完全統(tǒng)計(jì)）（截止到2024年）
eVTOL新勢(shì)力專利技術(shù)覆蓋各核心系統(tǒng)。Beta Air、Kitty Hawk和Joby Aero涉及如抗風(fēng)擾穩(wěn)定性等飛控系統(tǒng)的適航關(guān)鍵參數(shù)專利技術(shù)推動(dòng)了聯(lián)邦航空管理局（FAA）完善eVTOL適航標(biāo)準(zhǔn)；億航智能EH216-S通過三余度飛控計(jì)算機(jī)等飛控技術(shù)成為全球唯一取得適航“三證”（TC/PC/AC）的eVTOL機(jī)型；Lilium eAircraft和Volocopter擁有歐盟航空安全局（EASA）認(rèn)證先發(fā)優(yōu)勢(shì)，通過集群控制算法等飛控系統(tǒng)專利技術(shù)，在eVTOL市場(chǎng)構(gòu)建競(jìng)爭(zhēng)壁壘。
傳統(tǒng)汽車制造商借助汽車電動(dòng)化與輕量化經(jīng)驗(yàn)，專利集中于eVTOL電氣系統(tǒng)和電氣元件等電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輕量化材料模塊。本田公司、電裝公司通過車規(guī)級(jí)零部件的專利技術(shù)積累以及成熟的供應(yīng)鏈能力，正嘗試與美國(guó)和歐洲eVTOL企業(yè)合作；吉利汽車通過沃飛長(zhǎng)空實(shí)現(xiàn)快速追趕，其傾轉(zhuǎn)旋翼專利占比從2021年6%升至2024年28%。
貝爾德事隆、波音公司、通用電氣等傳統(tǒng)航空巨頭，依托航空制造積淀，在空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化、高可靠性飛控系統(tǒng)等方面為eVTOL技術(shù)研發(fā)提供有力支持。
大疆科技和Aeronext等無人機(jī)企業(yè)復(fù)用無人機(jī)飛控與通信技術(shù)，將eVTOL專利覆蓋自主避障、集群協(xié)同等場(chǎng)景，但在適航認(rèn)證所需的硬件冗余、抗風(fēng)擾設(shè)計(jì)等飛控系統(tǒng)適航關(guān)鍵模塊布局薄弱。
四、中國(guó)eVTOL“技術(shù)主權(quán)”破局存在的問題
一是專利技術(shù)研發(fā)短板凸顯，產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)受制于人。一方面，技術(shù)路線分散。我國(guó)32家eVTOL整機(jī)研發(fā)企業(yè)中，46.9%選擇復(fù)合翼方案，34.3%布局傾轉(zhuǎn)/矢量推進(jìn)方案，34.4%采用多旋翼方案，對(duì)比美國(guó)頭部企業(yè)普遍聚焦傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)，我國(guó)技術(shù)路線分散度較高，尚未形成具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的主導(dǎo)技術(shù)路徑，存在重復(fù)研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，核心系統(tǒng)依賴進(jìn)口。飛行控制系統(tǒng)是確保eVTOL飛行安全、穩(wěn)定和高效的核心技術(shù)之一，而其核心零部件中高端射頻類MEMS器件、傳感器芯片進(jìn)口率分別高達(dá)80%和90%。目前我國(guó)eVTOL飛控系統(tǒng)的余度管理模塊主要采購(gòu)自霍尼韋爾公司，碳纖維復(fù)合材料依賴東麗公司，導(dǎo)致整機(jī)成本中進(jìn)口部件占比高達(dá)50%以上，嚴(yán)重制約了我國(guó)eVTOL產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展。
二是創(chuàng)新主體結(jié)構(gòu)失衡，創(chuàng)新能力與動(dòng)力不足。相比美國(guó)有Joby Aviation等專注eVTOL研發(fā)的新勢(shì)力企業(yè)，以及波音等傳統(tǒng)航空巨頭形成的多層次創(chuàng)新格局，我國(guó)企業(yè)結(jié)構(gòu)單一。大型企業(yè)多為跨行業(yè)轉(zhuǎn)型而來，對(duì)eVTOL核心技術(shù)研發(fā)投入分散，引領(lǐng)作用不足；中小企業(yè)則因資金、技術(shù)和人才短缺，難以承擔(dān)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)任務(wù)，創(chuàng)新能力有限，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)缺乏協(xié)同性與互補(bǔ)性。
由于eVTOL產(chǎn)業(yè)研發(fā)周期長(zhǎng)、資金投入大、市場(chǎng)不確定性高，企業(yè)面臨較大的創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)部分創(chuàng)新主體更傾向于短期利益，對(duì)長(zhǎng)期的基礎(chǔ)研究和核心技術(shù)研發(fā)投入積極性不高。同時(shí)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系不完善，企業(yè)創(chuàng)新成果易被模仿，進(jìn)一步削弱了企業(yè)的創(chuàng)新動(dòng)力，使得產(chǎn)業(yè)整體創(chuàng)新活力不足，難以形成持續(xù)創(chuàng)新的良好氛圍。
三是海外專利布局不足，國(guó)際市場(chǎng)話語權(quán)有待提高。我國(guó) eVTOL專利總量雖可觀，但大量專利集中于本土布局，關(guān)鍵技術(shù)模塊的海外專利覆蓋率不足，易遭遇美國(guó)和日本“專利合圍”，導(dǎo)致技術(shù)商業(yè)化時(shí)面臨國(guó)際市場(chǎng)的準(zhǔn)入壁壘與許可成本激增風(fēng)險(xiǎn)。與美國(guó)Joby Aviation、日本豐田等企業(yè)相比，我國(guó)eVTOL創(chuàng)新主體在適航關(guān)鍵技術(shù)的全球?qū)＠季致?lián)動(dòng)供應(yīng)鏈核心技術(shù)控制力方面存在系統(tǒng)性短板，例如，美國(guó) Joby Aviation的傾轉(zhuǎn)旋翼設(shè)計(jì)技術(shù)的PCT成功申請(qǐng)支撐其適航取證，再通過FAA認(rèn)證增強(qiáng)了與日本豐田、東麗公司的供應(yīng)鏈合作；而我國(guó)企業(yè)仍以國(guó)內(nèi)適航取證為主，尚未形成供應(yīng)鏈聯(lián)動(dòng)能力。
五、中國(guó)eVTOL“技術(shù)主權(quán)”破局的建議
一是加大核心技術(shù)攻關(guān)。逐步凝聚行業(yè)共識(shí)，引導(dǎo)企業(yè)根據(jù)自身優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)需求，合理調(diào)整技術(shù)路線。鼓勵(lì)龍頭企業(yè)聯(lián)合高校、科研機(jī)構(gòu)等，共建研發(fā)及共性技術(shù)平臺(tái)，支持開展飛行控制系統(tǒng)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、高能量密度電池等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，支持大型企業(yè)“出題人”創(chuàng)新引領(lǐng)、中小企業(yè)“答題人”細(xì)分領(lǐng)域創(chuàng)新突破的協(xié)同創(chuàng)新。
二是強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新。在低空經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新資源豐富、發(fā)展基礎(chǔ)較好的地區(qū)建設(shè)eVTOL特色園區(qū)，圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，聚集整機(jī)研發(fā)制造，以及高端射頻類MEMS器件、傳感器芯片等核心零部件企業(yè)，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈配套支持，持續(xù)完善本土供應(yīng)鏈體系，降低對(duì)進(jìn)口零部件的依賴，推動(dòng)加快形成產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)。
三是加強(qiáng)國(guó)際專利布局。加強(qiáng)對(duì)國(guó)際專利法規(guī)和市場(chǎng)動(dòng)態(tài)的研究，出臺(tái)“出海”專項(xiàng)支持政策，支持專利信息咨詢等相關(guān)服務(wù)發(fā)展，鼓勵(lì)龍頭企業(yè)積極參與國(guó)際和國(guó)內(nèi)eVTOL技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，加強(qiáng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)制定規(guī)則和流程的研究，提前進(jìn)行專利布局規(guī)劃，將自主專利技術(shù)融入標(biāo)準(zhǔn)體系，加大PCT申請(qǐng)力度，提升我國(guó)在eVTOL產(chǎn)業(yè)國(guó)際市場(chǎng)的話語權(quán)和規(guī)則主導(dǎo)權(quán)。
四是完善知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)法律法規(guī)。加大對(duì)侵權(quán)行為的懲處力度，建立快速維權(quán)通道，保障創(chuàng)新主體的合法權(quán)益，增強(qiáng)企業(yè)創(chuàng)新信心。
五是加大資金引導(dǎo)。建議加強(qiáng)對(duì)eVTOL核心技術(shù)研發(fā)的資金支持，探索“強(qiáng)化落實(shí)對(duì)企業(yè)研發(fā)費(fèi)用給予稅收加計(jì)扣除”等優(yōu)惠政策，提高企業(yè)研發(fā)積極性。支持eVTOL核心技術(shù)入股、鼓勵(lì)探索“先撥后股”等商業(yè)模式創(chuàng)新，成立低空經(jīng)濟(jì)專項(xiàng)基金大力支持eVTOL核心技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。
六是搭建產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新交流平臺(tái)。鼓勵(lì)行業(yè)協(xié)會(huì)、高校、科研機(jī)構(gòu)及各eVTOL整機(jī)研發(fā)企業(yè)，邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專家等，定期組織技術(shù)路線研討、產(chǎn)業(yè)前沿創(chuàng)新交流等，營(yíng)造良好的創(chuàng)新氛圍，激發(fā)創(chuàng)新主體的積極性和創(chuàng)造性，推動(dòng) eVTOL產(chǎn)業(yè)持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。
作者介紹
王 碩
咨詢師
長(zhǎng)期專注低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，深度參與低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)態(tài)勢(shì)研究，撰寫完成了福建省三明市低空經(jīng)濟(jì)三年行動(dòng)計(jì)劃。
于麗芳
高級(jí)經(jīng)濟(jì)師
咨詢工程師（投資）
長(zhǎng)期專注新能源、低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展，近年來重點(diǎn)負(fù)責(zé)和參與了多項(xiàng)北京市及外省市相關(guān)產(chǎn)業(yè)研究、政策制定。
編輯：張 華
審核：劉 敏
