電動垂直起降飛行器eVTOL（electric Vertical Take-off and Landing）是一種利用分布式電推進技術，并且具備垂直起降能力的飛行器。目前全球低空經濟浪潮奔涌，eVTOL作為低空經濟的核心驅動力，已成為大國科技博弈的戰(zhàn)略新高地。
一、區(qū)域競爭格局：雙極主導、梯度分化
專利總量看，全球eVTOL領域專利申請呈現“雙極主導、梯度分化”格局。美國專利申請量位居全球首位，中國緊隨其后，兩國合計占據全球65.9%的專利布局，處于斷層領先水平，得益于兩國在無人機和新能源汽車產業(yè)的領先地位，形成eVTOL領域技術主權的“第一梯隊”（圖1）。日本、韓國和德國作為傳統(tǒng)汽車制造強國憑借其工業(yè)基礎優(yōu)勢構成“第二梯隊”，其中日本得益于對精密制造領域的持續(xù)投入，在eVTOL領域擁有深厚的技術積累，專利申請量與歐洲整體規(guī)模相當。此外，加拿大和澳大利亞作為美國的傳統(tǒng)盟友和主要市場，成為美國專利主體的重要海外布局區(qū)域。
海外專利數量看，美國和日本在eVTOL領域的專利合作條約（PCT）申請量占據主導地位。美國、日本依托海外專利優(yōu)勢形成技術壁壘，不僅體現出技術輸出的主動性，更映射出其對全球市場規(guī)則主導權、供應鏈定價權的深度把控（圖2）。反觀中國，盡管eVTOL專利申請總量逼近美國，但PCT申請占比僅為14%，全球化專利布局能力仍顯不足。
圖片來源：根據公開信息整理，北國咨繪制
圖1 eVTOL領域專利申請量排名前十的國家和組織（截止到2024年）
圖片來源：根據公開信息整理，北國咨繪制
圖2 eVTOL領域PCT申請量排名前十的國家（截止到2024年）
創(chuàng)新主體數量看，整體呈“階梯式躍升-增速回調”特征，中美平分秋色。2008—2013年為技術萌芽期，年均新增主體不足15家；2014年起隨資本涌入與技術成熟度提升進入爆發(fā)增長期（2014—2017年CAGR達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年達到782家的峰值。2024年創(chuàng)新主體數量首次出現負增長，預示行業(yè)進入技術路線收斂、市場出清與頭部集中化的關鍵調整期，從“野蠻生長”轉向“高質量發(fā)展”階段（圖3）。從各國看，自2014年起，我國創(chuàng)新主體數量快速增長，連續(xù)多年領跑全球。美國作為eVTOL領域研究的先行者，其創(chuàng)新主體規(guī)模保持穩(wěn)定高增長態(tài)勢，憑借技術先發(fā)優(yōu)勢持續(xù)鞏固全球主導地位。日本、韓國和德國的創(chuàng)新主體數量雖維持增長態(tài)勢，但受限于市場規(guī)模和產業(yè)水平，與中美兩國的總量差距持續(xù)擴大，eVTOL產業(yè)的發(fā)展?jié)摿﹄y以與中美兩國相比較（圖4）。
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圖3 全球eVTOL領域創(chuàng)新主體數量變化趨勢
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圖4 各國創(chuàng)新主體數量變化趨勢
二、企業(yè)競爭格局：新勢力引領、四大陣營爭霸
從專利申請重點企業(yè)分布看，全球eVTOL技術競爭加劇，前15位申請人可劃分為四大陣營（圖5）。第一大陣營是eVTOL新勢力，是四大陣營中專利申請量最多的企業(yè)，包括Beta Air、億航智能、Kitty Hawk、Lilium eAircraft、Volocopter和Joby Aero，盡管公司規(guī)模和財力遠不如傳統(tǒng)工業(yè)巨頭，但其專注于eVTOL技術的研發(fā)和商業(yè)化，有望在未來市場中占據重要地位。第二大陣營是傳統(tǒng)汽車制造商，包括電裝公司、本田公司、吉利汽車、保時捷公司，利用在汽車制造領域的經驗和資源，加速eVTOL技術的研發(fā)和應用。第三大陣營是傳統(tǒng)航空巨頭，包括貝爾德事隆、波音公司、通用電氣，雖然專利申請量相對較少，但依托航空制造積淀為eVTOL技術研發(fā)提供有力支持。第四大陣營是無人機企業(yè)，包括大疆科技和Aeronext，依托無人機相關技術研發(fā)向eVTOL專利技術領域拓展。
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圖5 全球eVTOL領域專利申請量前十五位的申請人（截止到2024年）
三、技術領域布局：重點聚焦六大類核心系統(tǒng)延伸
eVTOL核心系統(tǒng)主要包括動力系統(tǒng)、航電系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、機體結構、裝配件六大類。目前eVTOL專利技術布局側重點主要在飛行器機體設計、飛行控制技術、電氣系統(tǒng)和電氣元件等能源與動力系統(tǒng)方面（表1）。
表1 全球重點申請人eVTOL領域專利技術布局（單位：件）
表格信息來源：北國咨根據公開信息整理（不完全統(tǒng)計）（截止到2024年）
eVTOL新勢力專利技術覆蓋各核心系統(tǒng)。Beta Air、Kitty Hawk和Joby Aero涉及如抗風擾穩(wěn)定性等飛控系統(tǒng)的適航關鍵參數專利技術推動了聯邦航空管理局（FAA）完善eVTOL適航標準；億航智能EH216-S通過三余度飛控計算機等飛控技術成為全球唯一取得適航“三證”（TC/PC/AC）的eVTOL機型；Lilium eAircraft和Volocopter擁有歐盟航空安全局（EASA）認證先發(fā)優(yōu)勢，通過集群控制算法等飛控系統(tǒng)專利技術，在eVTOL市場構建競爭壁壘。
傳統(tǒng)汽車制造商借助汽車電動化與輕量化經驗，專利集中于eVTOL電氣系統(tǒng)和電氣元件等電力驅動系統(tǒng)、輕量化材料模塊。本田公司、電裝公司通過車規(guī)級零部件的專利技術積累以及成熟的供應鏈能力，正嘗試與美國和歐洲eVTOL企業(yè)合作；吉利汽車通過沃飛長空實現快速追趕，其傾轉旋翼專利占比從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，在空氣動力學優(yōu)化、高可靠性飛控系統(tǒng)等方面為eVTOL技術研發(fā)提供有力支持。
大疆科技和Aeronext等無人機企業(yè)復用無人機飛控與通信技術，將eVTOL專利覆蓋自主避障、集群協(xié)同等場景，但在適航認證所需的硬件冗余、抗風擾設計等飛控系統(tǒng)適航關鍵模塊布局薄弱。
四、中國eVTOL“技術主權”破局存在的問題
一是專利技術研發(fā)短板凸顯，產業(yè)鏈關鍵環(huán)節(jié)受制于人。一方面，技術路線分散。我國32家eVTOL整機研發(fā)企業(yè)中，46.9%選擇復合翼方案，34.3%布局傾轉/矢量推進方案，34.4%采用多旋翼方案，對比美國頭部企業(yè)普遍聚焦傾轉旋翼技術，我國技術路線分散度較高，尚未形成具有全球競爭力的主導技術路徑，存在重復研發(fā)風險。另一方面，核心系統(tǒng)依賴進口。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之一，而其核心零部件中高端射頻類MEMS器件、傳感器芯片進口率分別高達80%和90%。目前我國eVTOL飛控系統(tǒng)的余度管理模塊主要采購自霍尼韋爾公司，碳纖維復合材料依賴東麗公司，導致整機成本中進口部件占比高達50%以上，嚴重制約了我國eVTOL產業(yè)的自主可控發(fā)展。
二是創(chuàng)新主體結構失衡，創(chuàng)新能力與動力不足。相比美國有Joby Aviation等專注eVTOL研發(fā)的新勢力企業(yè)，以及波音等傳統(tǒng)航空巨頭形成的多層次創(chuàng)新格局，我國企業(yè)結構單一。大型企業(yè)多為跨行業(yè)轉型而來，對eVTOL核心技術研發(fā)投入分散，引領作用不足；中小企業(yè)則因資金、技術和人才短缺，難以承擔關鍵技術攻關任務，創(chuàng)新能力有限，導致產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)缺乏協(xié)同性與互補性。
由于eVTOL產業(yè)研發(fā)周期長、資金投入大、市場不確定性高，企業(yè)面臨較大的創(chuàng)新風險。我國部分創(chuàng)新主體更傾向于短期利益，對長期的基礎研究和核心技術研發(fā)投入積極性不高。同時，知識產權保護體系不完善，企業(yè)創(chuàng)新成果易被模仿，進一步削弱了企業(yè)的創(chuàng)新動力，使得產業(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，國際市場話語權有待提高。我國 eVTOL專利總量雖可觀，但大量專利集中于本土布局，關鍵技術模塊的海外專利覆蓋率不足，易遭遇美國和日本“專利合圍”，導致技術商業(yè)化時面臨國際市場的準入壁壘與許可成本激增風險。與美國Joby Aviation、日本豐田等企業(yè)相比，我國eVTOL創(chuàng)新主體在適航關鍵技術的全球專利布局聯動供應鏈核心技術控制力方面存在系統(tǒng)性短板，例如，美國 Joby Aviation的傾轉旋翼設計技術的PCT成功申請支撐其適航取證，再通過FAA認證增強了與日本豐田、東麗公司的供應鏈合作；而我國企業(yè)仍以國內適航取證為主，尚未形成供應鏈聯動能力。
五、中國eVTOL“技術主權”破局的建議
一是加大核心技術攻關。逐步凝聚行業(yè)共識，引導企業(yè)根據自身優(yōu)勢和市場需求，合理調整技術路線。鼓勵龍頭企業(yè)聯合高校、科研機構等，共建研發(fā)及共性技術平臺，支持開展飛行控制系統(tǒng)、航空發(fā)動機、高能量密度電池等關鍵技術研發(fā)，支持大型企業(yè)“出題人”創(chuàng)新引領、中小企業(yè)“答題人”細分領域創(chuàng)新突破的協(xié)同創(chuàng)新。
二是強化產業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新。在低空經濟創(chuàng)新資源豐富、發(fā)展基礎較好的地區(qū)建設eVTOL特色園區(qū)，圍繞產業(yè)發(fā)展需求，聚集整機研發(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)，強化產業(yè)鏈配套支持，持續(xù)完善本土供應鏈體系，降低對進口零部件的依賴，推動加快形成產業(yè)集群效應。
三是加強國際專利布局。加強對國際專利法規(guī)和市場動態(tài)的研究，出臺“出海”專項支持政策，支持專利信息咨詢等相關服務發(fā)展，鼓勵龍頭企業(yè)積極參與國際和國內eVTOL技術標準的制定工作，加強對標準制定規(guī)則和流程的研究，提前進行專利布局規(guī)劃，將自主專利技術融入標準體系，加大PCT申請力度，提升我國在eVTOL產業(yè)國際市場的話語權和規(guī)則主導權。
四是完善知識產權保護法律法規(guī)。加大對侵權行為的懲處力度，建立快速維權通道，保障創(chuàng)新主體的合法權益，增強企業(yè)創(chuàng)新信心。
五是加大資金引導。建議加強對eVTOL核心技術研發(fā)的資金支持，探索“強化落實對企業(yè)研發(fā)費用給予稅收加計扣除”等優(yōu)惠政策，提高企業(yè)研發(fā)積極性。支持eVTOL核心技術入股、鼓勵探索“先撥后股”等商業(yè)模式創(chuàng)新，成立低空經濟專項基金大力支持eVTOL核心技術研發(fā)及產業(yè)化。
六是搭建產業(yè)創(chuàng)新交流平臺。鼓勵行業(yè)協(xié)會、高校、科研機構及各eVTOL整機研發(fā)企業(yè)，邀請國內外專家等，定期組織技術路線研討、產業(yè)前沿創(chuàng)新交流等，營造良好的創(chuàng)新氛圍，激發(fā)創(chuàng)新主體的積極性和創(chuàng)造性，推動 eVTOL產業(yè)持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。
作者介紹
王 碩
咨詢師
長期專注低空經濟領域，深度參與低空經濟產業(yè)態(tài)勢研究，撰寫完成了福建省三明市低空經濟三年行動計劃。
于麗芳
高級經濟師
咨詢工程師（投資）
長期專注新能源、低空經濟發(fā)展，近年來重點負責和參與了多項北京市及外省市相關產業(yè)研究、政策制定。
編輯：張 華
審核：劉 敏
