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基于专利情报的eVTOL领域全球关键技术演化分析☆

刘嘉诚 ,  彭凌

科学观察 ›› 2026, Vol. 21 ›› Issue (3) :53-66

PDF (4683KB)
科学观察 ›› 2026, Vol. 21 ›› Issue (3) :53-66 DOI: 10.15978/j.cnki.1673-5668.20260117
数据观察

基于专利情报的eVTOL领域全球关键技术演化分析☆

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Global Evolution Analysis of Key Technologies in the eVTOL Sector Based on Patent Intelligence

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摘要

[目的/意义] 从专利质量视角出发，识别eVTOL领域高价值专利分布特征与技术演进路径，为产业创新与竞争策略提供参考。[方法/过程] 以智慧芽（PatSnap）数据库为主要来源，综合Incopat、Derwent Innovation等数据库进行交叉验证，初步检索获得17829件专利，经简单同族去重后得到8382件有效专利。在对全球eVTOL专利进行申请趋势、空间分布、申请人与技术主题等宏观态势分析的基础上，构建技术、市场、法律三维识别体系，综合运用AHP与熵权法评估专利价值并刻画核心技术分布。[结果/结论] 专利态势分析表明，eVTOL领域已突破产业化临界点，呈现申请量爆发式增长、全球多极化布局与竞争高度集中的特征。高价值专利识别结果表明，该领域高价值专利集中于飞行控制系统、分布式电推进系统、垂直起降结构设计及能源管理模块等关键技术；高价值专利占比较低，呈现“尖塔型”长尾分布与技术路径收敛趋势，技术壁垒与锁定效应初步显现。

Abstract

[Objective/Significance] From the perspective of patent quality, this study aims to identify the distribution characteristics and technology evolution paths of high-value patents in the eVTOL sector, providing references for industrial innovation and competitive strategy. [Method/Process] Using the PatSnap database as the primary source and integrating databases such as Incopat and Derwent Innovation for cross-validation, an initial search yielded 17829 patents, which were reduced to 8382 valid patents after simple family deduplication. Based on a macro-level landscape analysis of global eVTOL patents covering application trends, spatial distribution, and applicant and technology theme analysis, a three-dimensional identification framework encompassing technology, market, and legal dimensions was constructed. The analytic hierarchy process (AHP) and entropy weight method were then combined to evaluate patent value and delineate the distribution of core technologies. [Results/Conclusions] The patent landscape analysis reveals that the eVTOL sector has surpassed the industrialization tipping point, characterized by explosive growth in patent filings, a multipolar global layout, and a high concentration of competition. The results of high-value patent identification indicate that high-value patents in this field are predominantly concentrated in key technologies such as flight control systems, distributed electric propulsion systems, vertical take-off and landing structural design, and energy management modules. High-value patents account for a relatively low proportion, exhibiting a “spire-type” long-tail distribution and a trend of technology path convergence, with initial signs of technological barriers and lock-in effects emerging.

Graphical abstract

关键词

eVTOL / 低空经济 / 专利情报 / 核心技术识别 / 层次分析（AHP）-熵权法

Key words

eVTOL / low-altitude economy / patent intelligence / core technology identification / analytic hierarchy process (AHP)-entropy weight method

引用本文

引用格式 ▾
刘嘉诚, 彭凌. 基于专利情报的eVTOL领域全球关键技术演化分析☆[J]. 科学观察, 2026, 21(3): 53-66 DOI:10.15978/j.cnki.1673-5668.20260117
Liu Jiacheng, Peng Ling. Global Evolution Analysis of Key Technologies in the eVTOL Sector Based on Patent Intelligence[J]. Science Focus, 2026, 21(3): 53-66 DOI:10.15978/j.cnki.1673-5668.20260117

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0 引言

2024年被视为中国低空经济发展的“元年”。2025年10月，党的二十届四中全会审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》明确将低空经济列为国家战略性新兴产业予以培育壮大[1]。在此背景下，电动垂直起降航空器（eVTOL）作为城市空中交通体系的核心载体，其技术发展与产业生态构建已成为全球竞争的焦点。近年来，在政策、技术与市场的协同推动下，eVTOL产业迅速从“技术验证”加速转向“规模化应用”，全球已有超过800家机构涌入eVTOL领域，航空航天、新能源汽车与科技公司竞相跨界布局，竞争格局日趋复杂[2]。系统识别eVTOL领域的技术发展路径与竞争态势，成为产业研判与政策制定的迫切需求。

然而，现有研究多停留在技术综述或政策解读层面，缺乏对专利背后技术优势、市场潜力与法律地位的综合识别方法，难以支撑企业在标准制定与生态构建中获取战略主动[3]。专利作为技术创新与战略布局的重要指标，不仅直接影响企业在国际标准制定中的话语权，更关系到国家在低空经济中的战略主动权[4]。

基于此，本研究立足专利质量视角，在对全球eVTOL专利进行申请趋势、空间分布、申请人与技术主题等宏观态势描述性分析的基础上，构建融合技术、市场与法律三维特征的高价值专利识别体系，综合运用AHP与熵权法对样本专利进行综合价值评估，系统揭示该领域的技术布局特征、竞争结构与演化路径，为我国在低空经济新赛道上构建系统性竞争优势提供决策参考。

1 文献综述

1.1 eVTOL技术研究的演进与深化

eVTOL作为新兴航空技术的重要形态，其研究历程呈现出从技术验证到系统运营，再到市场应用的清晰递进路径。早期研究聚焦于构型设计、动力推进与飞行控制等基础工程维度，核心目标在于论证其技术可行性并构建初步的适航框架。例如：Yang等[5]指出eVTOL电池在能量、功率及快充能力上技术指标比电动汽车更为严苛，高倍率放电下的电化学与热稳定性构成安全体系核心瓶颈；陈溢群等[6]进一步揭示了电池高散热需求与任务多样性间的矛盾；邓景辉[7]强调能量密度与安全标准是制约应用的根本前提。eVTOL技术的早期研究，本质上正是对“能否可靠起飞”与“能否安全运行”等基础命题的系统回应。

随着eVTOL市场化进程的推进，学术研究重心已逐渐从上述基础命题，转向真实空域中规模化集成与安全运行所引发的系统性复杂挑战。这一转变体现在技术运行与社会接受2个层面。在技术运行层面，李诚龙等[8]指出现有空管体系难以满足未来按需运行需求，需构建新一代运行控制与通信导航体系；江川平等[9]的航路规划则揭示了多机协同运行中的具体技术瓶颈。在社会接受层面，胡科翔等[10]发现eVTOL社会接受度存在显著场景异质性。Perez等[11]的研究进一步讨论eVTOL的商业价值与社会接受度的高度场景敏感性远非单纯的技术优越性所能决定。因此，eVTOL面临的系统性挑战根本上是一个社会技术系统的整合与构建问题，其成功高度依赖于技术与特定场景需求的深度融合。

1.2 eVTOL专利分析研究的现状与不足

eVTOL领域的专利分析研究已初见端倪。在宏观层面，李荣等[12]指出技术经历缓慢发展期后进入高速增长阶段，通过技术来源国与目标市场国对比，确立了中美两国在专利总量上的“双核”竞争格局；蒲鑫等[13]进一步通过PCT申请量和5大知识产权局布局分析，揭示了美国在专利全球化布局上的领先地位和中国海外布局不足的结构性问题。在技术层面，张格健等[14]将eVTOL专利划分为飞行控制、动力系统等六大技术分支并指出美国技术布局的全面性；徐俊伟[15]对“电机技术”进行了专题标引。在方法论前沿，蒲鑫等[13]首次引入非线性回归模型，对eVTOL专利申请量与创新主体数量进行拟合与预测；胡科翔等[10]采用LDA主题模型从专利文本中自动识别技术演进路径。

尽管eVTOL领域专利分析研究成果显著，但其方法论层面多停滞于“描述性分析”。描述性分析仅能展示技术的领域分布，无法辨识当前技术竞争中的核心焦点与战略高地。这直接导致在技术布局评估中只能进行简单的数量统计，无法科学界定不同技术指标的权重；在创新主体评价时止步于专利申请量的对比，难以构建涵盖质量与价值的多维评价体系。现有研究方法无法回答“哪些技术领域的突破能带来最大的全局性收益”这一核心战略问题，而这正是从专利分析迈向创新决策支持所必须跨越的鸿沟。

2 研究设计

专利价值评估本质上是一个多指标综合评价问题。在低空经济这类新兴战略性产业中，专利的技术影响力、市场控制力与法律保护强度相互交织，单一指标难以准确刻画其真实价值。现有研究多采用描述性统计或主题建模，能够揭示技术布局概况，却无法科学界定不同指标的权重，更难以对专利价值进行量化排序。为弥补上述不足，本研究采用层次分析法（analytic hierarchy process,AHP）与熵权法相结合的组合赋权模型。AHP通过专家判断反映领域经验与战略导向，但可能受主观偏差影响；熵权法基于数据离散程度计算客观权重，却可能忽视指标的理论重要性。二者结合既保留专家对技术竞争规律的专业判断，又根据专利的实际数据分布进行校正，使评价结果兼具理论合理性与数据稳健性。基于此，本研究构建了“技术-市场-法律”三维评价体系，综合运用AHP与熵权法确定指标权重，计算专利综合价值度，并据此识别eVTOL领域的核心技术。

2.1 数据来源及预处理

为确保研究数据的全面性和可靠性，本研究采用多源专利数据库协同检索策略。以智慧芽（PatSnap）为主要数据来源，同时综合IncoPat、Derwent Innovation等专业数据库进行交叉验证与补充。考虑到eVTOL技术自2017年起进入快速发展阶段的产业特征，同时兼顾专利公开的周期性特点，将检索日期设定为2017年1月1日至2025年8月25日。在数据预处理阶段，采用人工标引与机器去噪相结合的方式，精准筛除传统直升机、小微型无人机及其他非旋翼、非电动的垂直起降飞行器相关专利。初步检索获得17829件专利，经简单同族去重后，最终获得8382件有效专利样本，为后续的模型构建和实证分析提供可靠的数据支撑。

2.2 eVTOL核心技术识别指标体系建构

为克服单一指标在专利价值识别中的片面性，本研究采用多维度综合评估框架。专利文献作为集技术、市场与法律信息于一体的竞争情报源，其价值评估需综合考虑三重因素。本研究指标选取充分考虑了eVTOL产业仍处于商业化前期的特点，排除了“市场占有率”“专利维持年限”等尚不具备判别效力的传统指标。技术维度突出系统集成与跨领域融合，市场维度强调全球化布局的战略信号，法律维度侧重文本完整性与披露充分性。由此，本研究构建了“技术价值-市场价值-法律价值”三维识别体系，指标体系如表1所示。

与已有eVTOL专利研究相比，本研究指标体系实现了以下突破：在方法上，首次引入AHP-熵权法组合赋权模型，实现主观专家判断与客观数据分布的统一，克服了传统描述性分析无法量化专利综合价值的局限；在实证上，能够识别出“尖塔型”高价值专利结构及防御性布局模式，这是单纯数量分析无法揭示的；在领域适配性上，针对eVTOL系统集成度高、技术路径收敛、全球化竞争激烈等特征，赋予“被引用专利数量”与“专利布局国家数量”更高权重，并在法律维度重视文献页数，契合了适航安全对技术披露完整性的特殊要求，为后续核心技术演化路径的刻画与竞争策略分析提供了可靠工具。

2.3 基于层次分析法的主观权重确定

AHP方法在技术评估与知识产权管理领域已有成熟应用。本研究采用层次分析法（AHP）确定指标的主观权重，层次分析过程结构如图1所示。

步骤1：建立层次结构模型。

将评价问题分解成目标层-准则层-子准则层多个层次，构建如表1所示的多层次评价指标体系。

步骤2：构造判断矩阵。

在建立好层次结构模型之后，需要构造判断矩阵，应逐层次进行两两指标之间的比较，为了量化评价结果，采用1~9标度法来进行评价，重要标度含义如表2所示。

步骤3：计算权重向量。

对于构建的判断矩阵A=(aij)n×n，求解判断矩阵A对应的特征权重向量W。首先，对列进行归一化。将每列元素除以其列和。其次，对归一化后的矩阵按行求平均值，得到权重向量 $W={\left[{w}_{1},{w}_{2},\cdots,{w}_{n}\right]}^{\mathrm{T}}$，计算方法如式（1）所示。

${w}_{i}=\frac{1}{n}\sum _{j=1}^{n}\frac{{a}_{ij}}{\sum _{k=1}^{n}{a}_{kj}}$

式中：wi表示指标的权重值；aij表示判断矩阵中的元素值；n表示判断矩阵的阶数；i表示行指标序号；j表示列指标序号。

步骤 4：一致性检验。

为了确保判断矩阵逻辑合理，需要对其进行一致性检验。

首先，计算最大特征根λmax，计算方法见式（2）。

${\lambda }_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}=\frac{1}{n}\sum _{j=1}^{n}\frac{{\left(AW\right)}_{i}}{{w}_{i}}$

式中：λmax为最大特征根；AW为判断矩阵A和权重向量W的乘积。

其次，计算一致性指标QCI，计算方法见式（3）。

${Q}_{\mathrm{C}\mathrm{I}}=\frac{{\lambda }_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}-n}{n-1}$

式中：QCI为判断矩阵的一致性指标；λmax为判断矩阵的最大特征根；n为判断矩阵的阶数。

再次，根据判断矩阵的阶数查表3，得到随机一致性指标RI。

最后，计算判断矩阵的一致性比率RC,计算方法见式（4）。

${R}_{\mathrm{C}}=\frac{{Q}_{\mathrm{C}\mathrm{I}}}{{Q}_{\mathrm{R}\mathrm{I}}}$

式中：RC为判断矩阵的一致性比率；QCI为判断矩阵的一致性指标；QRI为平均随机一致性指标。

计算得到的一致性比例RC,如果小于0.1，说明判断矩阵通过一致性检验，结果可以接受；否则需要重新调整判断矩阵中的元素。

步骤5：合成总权重。

根据层次单排序结果，由下式计算子准则层相对于目标层的相对权重，计算方法见式（5）。

${w}_{i}^{2}=\sum _{j=1}^{m}{w}_{j}^{1}{w}_{ij}$

式中： ${w}_{i}^{2}$表示子准则层第i个指标相对于目标层的相对权重； ${w}_{j}^{1}$表示准则层第j个指标相对于目标层的权重；wij表示子准则层第i个指标相对于准则层第j个指标的权重。

2.4 熵权法确定指标客观权重

熵权法在多领域决策分析中展现出显著的应用价值。本研究采用熵权法确定指标权重的过程如下。

步骤1：数据标准化处理。

为消除不同指标差异对数据分析结果的影响，利用极差法对原始数据进行标准化处理，归一化后的数据均在[0,1]之间。

采用式（6）和式（7）对各指标进行标准化处理，得到各指标的标准化值 ${X}^{\text{'}}={\left[{x}_{ij}^{\text{'}}\right]}_{m\times n}$。

对于正向指标而言，标准化处理公式见式（6）。

${x}_{ij}^{\text{'}}=\frac{{x}_{ij}-\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\left\{{x}_{i}\right\}}{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}\left\{{x}_{i}\right\}-\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\left\{{x}_{i}\right\}}$

式中： ${x}_{ij}^{\text{'}}$为指标上的标准化值；xij表示第i个评价对象在第j个指标上的原始值； $\underset{}{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}\left\{{x}_{i}\right\}$ 表示第j个指标所有评价对象中的最大值； $\underset{}{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}\left\{{x}_{i}\right\}$表示第j个指标所有评价对象中的最小值。

对于负向指标而言，标准化处理公式见式（7）。

${x}_{ij}^{\text{'}}=\frac{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}\left\{{x}_{i}\right\}-{x}_{ij}}{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}\left\{{x}_{i}\right\}-\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\left\{{x}_{i}\right\}}$

步骤2：计算指标权重。

基于标准化后的数据，进一步运用熵权法确定指标权重，详细步骤如下。

计算第j个指标下第i个评价对象所占的比重pij，计算方法见式（8）。

${p}_{ij}=\frac{{x}_{ij}^{\text{'}}}{\sum _{i=1}^{m}{x}_{ij}^{\text{'}}}$

式中：pij为指标下所占的比重；m为评价对象的数量；i为评价对象序号；j为评价指标序号。

计算第j个指标的熵值，计算方法见式（9）。

${E}_{j}=-\mathrm{l}\mathrm{n}{\left(m\right)}^{-1}\sum _{i=1}^{m}{p}_{ij}\mathrm{l}\mathrm{n}{p}_{ij}$

式中：Ej为熵值，如果pij=0，则pijlnpij=0；pij为指标下所占的比重；m为评价对象的数量；i为评价对象序号；j为评价指标序号。

计算第j个指标的客观权重，计算方法见式（10）。

${v}_{j}=\frac{1-{E}_{j}}{\sum _{j=1}^{n}1-{E}_{j}}$

式中：vj为指标的客观权重；n为评价指标的数量；Ej为指标的熵值；j为评价指标序号。

2.5 确定组合权重和专利价值度

基于层次分析法计算的主观权重和熵权法计算的客观权重，本研究采用式（11）的方法计算指标的组合权重。

${\omega }_{j}=\frac{{w}_{j}+{v}_{j}}{\sum _{j=1}^{n}\left({w}_{j}+{v}_{j}\right)}$

在求得专利评价指标的组合权重后，构建专利价值评估指标（C）用于反映各个专利价值程度。专利价值的计算方法见式（12）。

${C}_{i}=\sum _{j=1}^{n}{w}_{j}\times {x}_{ij}^{\text{'}},j=\mathrm{1,2},3,\cdots,n$

式中： ${x}_{ij}^{\text{'}}$为第i个评价指标的权重，在第j个标准化指标上的得分；Ci为评价对象的专利价值度。

通过构建“技术-市场-法律”三维识别指标体系，综合运用AHP与熵权法，建立了eVTOL专利价值度的综合评估模型。该模型旨在克服现有研究的描述性局限，实现对专利资产价值的量化判别与排序。

3 eVTOL领域专利态势分析

为从宏观上把握eVTOL领域的发展全貌，对全球专利样本展开基础性计量分析，揭示该领域技术发展的整体趋势、空间格局与竞争主体结构，为后续深入辨析高价值专利的分布特征与技术演化路径提供背景框架与数据支撑。

3.1 专利申请趋势分析

基于8382件有效专利样本，eVTOL领域的专利申请活动呈现出显著的阶段性增长特征（图2）。具体而言，2017—2019年为技术萌芽期，年申请量处于低位（2019年为405件）。2020年成为一个明确的增长拐点，此后申请规模急剧攀升，2021—2024年形成高位平台期。专利授权量的增长整体滞后于申请量，授权占比自2019年起呈下降趋势，直观反映了该领域技术审查的复杂性以及申请行为的活跃程度。2025年数据因公开滞后，未纳入本次趋势分析。

授权数据表明，eVTOL领域的专利活动存在显著的结构性特征：授权量于2022年前后显著增加，但整体增长滞后于申请高峰，且授权占比自2019年起持续下降。这一方面反映了该领域技术复杂、审查周期长的客观事实，另一方面揭示了在申请激增背后存在因技术尚未完全成熟及企业为抢占赛道而进行的防御性布局。这种“量”的跃升，本质上是产业化临界点被突破的集中体现。

3.2 专利申请空间分布

基于专利数据库检索结果（全部专利17829件，简单同族专利8382件），可从不同口径揭示该领域在全球的空间分布特征及其背后的战略逻辑。全部专利涵盖多国平行申请，反映国际化程度；简单同族以优先权国为核心，更能说明技术源头。

从全部专利分布（图3）来看，中国、美国、日本、欧洲专利局（EPO）和世界知识产权组织（WIPO）构成了全球eVTOL专利布局的核心区域。在此口径下，美国、EPO等国际化布局活跃的地区占比显著上升。相比之下，简单同族数据（图4）更能反映技术研发的地域集中度。中国在该口径下的占比比全部专利高出约5个百分点，显示其在技术起源地上的主导地位。不同国家在2种口径下的占比落差，直观揭示了其技术溢出与市场策略的差异。

eVTOL专利的空间分布已超越单纯的技术产出衡量，成为洞察战略意图的关键窗口。WIPO（PCT途径）占比的异常突出，更预示着该领域的竞争已提前进入全球化部署阶段。在此背景下，精准识别全球专利布局逻辑，对于预判未来技术标准的竞争焦点、评估我国专利战略的得失具有重要价值。

3.3 专利申请人和技术主题分析

对专利申请人与IPC分类的交叉分析表明，eVTOL领域的技术竞争呈现高度集中化特征（图5、图6）。前2名申请人（贝塔航空有限公司与广东汇天航空航天科技有限公司）合计占据近9.3%的份额，前3名（包括霍尼韦尔国际公司）合计占比超过12%，形成“尖塔型”竞争结构，其余企业份额快速递减，呈长尾分布。从技术主题看，B64C29/00(构型)、B64D27/24（动力）与G05D1/10（控制方法）是领军企业共同布局的热点领域，显示出技术布局的收敛态势。

eVTOL领域呈现“市场集中”与“技术收敛”并存的技术竞争格局具有多重战略含义。一是揭示了明确的路径依赖风险。领军企业在核心IPC类目上的宽覆盖布局，可能通过专利壁垒锁定主流技术路线，压缩替代性方案的生存空间。二是凸显了“数量”与“质量”的潜在背离。Hall等[16]指出，产业早期的专利激增往往伴随大量防御性申请与战略性占位，可能导致“专利泡沫”，使得单纯的数量统计难以真实反映技术创新水平。日本、韩国及欧洲企业在电动驱动、适航安全等细分领域的深度耕耘，虽在数量上不占优，却可能掌握着关乎供应链安全与标准制定的关键核心技术。这一发现与已有资料[17]描述的从核心创新区向专业化技术区扩散路径相吻合，也印证了高价值专利常集中于少数主体的普遍规律。

综上，eVTOL领域已突破产业化临界点，呈现出专利数量爆发式增长、全球格局多极化，以及技术竞争高度集中的鲜明特征。宏观数据背后隐藏的结构性张力与质量疑虑共同指向一个核心论断：eVTOL领域的技术竞争正从“数量积累”转向“质量较量”。这一论断为运用AHP-熵权模型，精准识别高价值技术与核心演化路径提供了逻辑前提与现实紧迫性。

4 eVTOL领域核心技术识别

根据AHP-熵权法对所构建专利识别体系中各指标计算权重系数，将筛选出的8382件简单同族专利作为实证数据进行核心专利识别分析。尽管AHP方法本身对评审专家人数并无严格下限要求，但考虑到需兼顾个体异质性与判断一致性，故在AHP评价过程中，邀请了6位知识产权专家组成评审小组，共同按照矩阵标度法对核心专利评价指标进行赋权。熵权法计算权重则在获取所有专利指标信息的基础上进行。

4.1 AHP-熵权法计算权重

在目标层中，选取技术价值、市场价值和法律价值3个一级指标构建判断矩阵，基于1~9标度法对各指标相对于专利综合价值评价目标的重要性进行两两比较，计算其相对权重，结果如表4所示。

由表4可知，市场价值、技术价值和法律价值的权重分别为0.4761、0.4523和0.0716，说明在目标层判断中，市场价值与技术价值被认为是影响专利综合价值的核心维度，且二者重要性接近，明显高于法律价值。进一步计算可得，该判断矩阵的一致性比率CR小于0.1，说明专家判断具有较好的一致性，所得权重结果可以接受。

在技术价值维度下，进一步选取IPC分类数量、被引用专利数量和引用专利数量3个二级指标构建判断矩阵，分析各指标对技术价值的相对贡献程度，计算结果如表5所示。

由表5可知，在技术价值维度下，被引用专利数量的权重最高，其次为引用专利数量，IPC分类数量权重相对较低。这表明，相较于专利分类覆盖范围，专利在知识网络中的被引用情况以及其与既有技术的关联程度，更能反映专利的技术影响力与技术价值。经一致性检验，该判断矩阵满足CR小于0.1的要求，结果具有可信性。

在市场价值维度下，选取简单同族专利申请数量和专利布局国家数量2个二级指标构建判断矩阵，用以衡量专利的市场扩展能力与国际化布局水平，结果如表6所示。

在表6中，判断矩阵的最大特征根λmax=2.0000，一致性比例CR=0<0.1，判断矩阵通过一致性检验，所得权重合理。从表6可以看出，专利布局国家数量的权重高于简单同族专利申请数量，说明在市场价值评价中，专利的跨国布局范围比单纯的同族申请数量更能体现其市场开发潜力和商业化前景。由于该矩阵仅包含2个指标，其判断结果天然满足一致性要求，因此权重结果可直接接受。

在法律价值维度下，选取权利要求数量和文献页数2个二级指标构建判断矩阵，反映专利文本的权利保护强度与法律文件完备程度，计算结果如表7所示。

在表7中，判断矩阵的最大特征根λmax=2.0000，一致性比例CR=0<0.1，判断矩阵通过一致性检验，所得权重合理。由表7可知，文献页数的权重高于权利要求数量，说明在法律价值评价中，专利文本的完整性和披露充分性被赋予更高的重要性。由于该判断矩阵为2阶矩阵，因此无需进行复杂一致性检验，所得权重结果具有可接受性。

在完成目标层与各准则层的层次单排序后，进一步将一级指标权重与对应二级指标局部权重相乘，得到各二级指标相对于目标层的综合权重，从而形成层次分析法下的主观权重结果，如表8所示。

由表8可知，在全部二级指标中，专利布局国家数量、被引用专利数量和简单同族专利申请数量的综合权重相对较高，表明市场扩展能力与技术影响力是专利价值评价中的关键因素；相比之下，权利要求数量和文献页数的综合权重相对较低，说明法律价值虽然构成专利价值评价的重要组成部分，但在整体评价体系中的影响程度相对有限。

基于熵权法计算的指标客观权重结果如表9所示。

为减少单纯依赖主观判断可能带来的偏差，进一步采用熵权法对各二级指标进行客观赋权。熵权法基于样本数据的离散程度确定指标权重，指标差异性越大，其提供的信息量越多，相应权重越高。计算结果如表10所示。

从表10可以看出，被引用专利数量、引用专利数量和专利布局国家数量的客观权重相对较高，说明这些指标在样本之间的差异程度更明显，能够提供更多有效信息；而IPC分类数量、权利要求数量和文献页数的客观权重相对较低，表明其区分不同评价对象的能力相对有限。

4.2 核心专利识别结果及分析

4.2.1 专利价值结构分布

运用AHP-熵权法综合评估模型对全球eVTOL专利进行价值甄别，实证结果清晰地揭示了该领域技术创新的核心结构与权力分布：专利价值呈现出极化的长尾分布（图7）。价值度高于0.7、可界定为具备技术突破性与市场控制力的核心专利仅119件（占1.4%），而价值度不足0.1的专利占比高达60.6%（5080件）。这一“尖塔式”结构证实，eVTOL领域的技术竞争力并非均匀分布，而是高度浓缩于极少数关键节点。量化模型有效地穿透了专利数量的迷雾，精准定位了这1.4%的战略性技术资产。

当前eVTOL技术领域的专利结构已初步呈现出少量高价值专利主导、广泛低价值专利环绕的演化格局。这种“核心与外围”的结构是技术演化与市场竞争规律共同作用的结果。绝大多数低价值专利并非无效创新，其本质是创新主体遵循“以核心专利为锚点，以防御性专利为屏障”的战略逻辑[18]。申请人通过围绕核心概念进行多方向、低改进度的变体申请，构建起庞大的专利簇，其战略意图在于拓展权利边界、抬高模仿成本、并在交叉许可中获取筹码。图7所呈现的长尾分布，正是这一系统性布局策略的直观体现。

4.2.2 核心专利的技术分布特征与国家竞争格局

eVTOL领域核心专利主要聚焦于飞行控制系统、分布式电推进系统、垂直起降结构设计及能源管理模块等关键路径，与前文IPC分析所揭示的产业关键技术路径高度吻合，表明全球技术竞争的制高点已在主流技术范式中显现，技术路径呈现收敛趋势，知识产权壁垒正在关键赛道加速形成。

从国家竞争视角看，核心专利的来源国分布凸显了中美“双核”格局下的路径分异。就数量而言，中国（42件）与美国（39件）占据绝对主导地位。在技术焦点上，两国呈现明显异质性：中国专利侧重于飞行器结构一体化与自适应控制，体现对本体性能与操控边界的深度挖掘；美国专利则集中于车-飞转换装置与智能着陆辅助系统，彰显其在复杂系统集成与应用场景定义上的战略意图。尽管路径各异，两国核心专利均展现出模块集成度高、控制逻辑复杂及跨功能协同的共性特征，印证了eVTOL作为复杂系统，其核心价值日益体现在多技术模块的融合创新能力上。

面对这一格局，我国产业战略必须实现从“量”到“质”的根本性转变：在维持专利申请规模的同时，更需在飞控、电推进、系统集成等已识别出的价值高地上，通过协同创新构建难以绕开的“高价值专利组合”，从而在未来的标准制定与产业分工中，将技术源头优势转化为可持续的系统性竞争优势。

5 研究结论

从整体结构来看，eVTOL专利数量显著攀升，但其价值分布呈现“尖塔型”长尾格局，核心专利仅占1.4%。这种稀缺性源于eVTOL作为系统集成平台的复杂性。一方面，核心部件多源于相邻产业，因用途标注差异未被完全计入。另一方面，eVTOL制造受限于零部件供应商、制造设备与劳动力，供应链规划必须覆盖质量标准、电池动力、冗余设计等多个维度，呈现出“长链式依赖”[19-20]。从路径演化来看，高价值专利集中在垂直起降构型优化、分布式电推进与飞行控制算法等有限方向，技术发展呈现路径收敛趋势，可能压缩其他技术路线的发展空间[21]，形成“锁定效应”[22]。从制度环境来看，关键技术模块如车-飞转换、人机协同接口与飞控-能源-导航一体化平台尚未得到充分规范，制约模块间协同与系统集成进程，也难以形成可确认的技术壁垒与标准优势。针对上述格局，中国的应对需从单点技术突破转向系统化布局、国际化取证与规则前置的综合策略。近年来，国内企业已在推进系统、飞行控制、电池管理等环节形成初步积累，但相关专利的集中度和系统性仍显不足，缺乏从核心部件到整机平台的全链条覆盖。为扭转系统集成能力不足、国际规则话语权缺失的局面，中国应从技术整合、制度参与与场景创新3个维度协同突破：一是构建覆盖飞控、动力、通信等核心环节的专利组合；二是前置介入国际适航认证，推动技术与标准绑定；三是针对车-飞融合等新兴方向进行差异化研发，规避技术锁定效应，确保技术突破转化为可持续的市场竞争力。

6 研究展望

尽管本研究基于全球8382件eVTOL专利数据构建了系统性的技术演化图谱，揭示了当前技术路径的集中性、高价值专利的稀缺性以及我国在专利战略中的结构性挑战，但仍存在一定的研究局限。未来可从以下方向深化eVTOL领域的技术演化与专利战略研究。第一，完善专利识别与分类标准。当前eVTOL相关专利尚未形成统一的分类体系，部分关键部件（如高能量密度电池、飞控算法等）虽具有高度适配性，却常游离于eVTOL技术标签之外。未来研究可推动建立面向eVTOL领域的专利分类框架，将跨领域关键技术纳入统一分析口径，以提升专利识别的完整性与评价结果的准确性。第二，整合外部制度与市场维度。本研究主要聚焦于专利的技术、市场与法律内部特征，尚未系统纳入适航认证进展、市场化阶段差异、政策适配程度等外部变量。后续研究可构建融合制度环境与产业成熟度的动态评价模型，更全面地反映专利在特定政策与市场条件下的实际战略价值。第三，揭示企业战略与政策环境的交互机制。防御性布局、专利池构建等专利行为虽可通过数据捕捉其形态特征，但其背后的战略动机与制度动力仍需结合质性方法加以解释。未来可引入深度访谈、政策文本分析、案例比较等手段，揭示企业专利策略与宏观政策导向之间的协同或错配关系。

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基金资助

☆国家社科基金重大项目“总体国家安全观下产业知识产权风险治理现代化研究”(21&ZD204)

湖南省研究生科研创新项目“中国科技企业出海知识产权安全风险评估与应对研究”(CX20251014)

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