国枫观察 | 医学脑机接口的专利竞争：法律逻辑、商业实践与我国创新主体路径（上篇）

专利绝非技术创新的荣誉证明，而是一份经政府依法授予的“市场独占许可证”。其本质是通过法律赋予的权利人排他性地位，在特定技术领域构筑坚实的市场竞争壁垒。

《专利法》第十一条构建了专利作为市场竞争工具的法律根基。该条款明确禁止任何单位或个人在未经专利权人许可的情况下实施专利技术，具体涵盖制造、使用、许诺销售、销售和进口等所有关键商业环节。这一独特的禁止性规范体系，将权利内容与侵权救济融为一体，赋予了专利权人控制技术实施全流程的法律工具。

通过行使此项禁止性权利，权利人能够有效主导相关技术产品的生产、流通和市场推广，从而在法律层面确立对特定技术领域的市场支配地位。这种以国家强制力为后盾的禁止性效力，使专利完成了从单纯的技术保护工具到市场竞争利器的转化。

专利文件包括权利要求书和说明书两大核心部分。专利权的保护范围由权利要求书界定，说明书用于解释权利要求，这是专利权人自行通过法律语言进行的“技术领地圈定”。在侵权判定中，法院严格遵循“全面覆盖原则”，只有当被控侵权产品或方法完整包括权利要求记载的所有技术特征时，才构成侵权。与此同时，包括内部证据优先、符合发明目的、禁止反悔、等同原则等在内的权利要求解释与侵权判定体系，共同构建了界定保护范围的法律方法论。这一方法论的确立，使得专利保护范围的确定既具有法律确定性，又保持适当弹性。高质量的专利在满足授权要件的前提下，通过科学的权利要求布局和牢固的说明书支撑，构建尽可能宽广且稳固的保护范围。保护范围越宽广，竞争对手的规避设计难度就越高，专利权人获得的市场控制力就越强。

通信、半导体与医药领域的商业实践，以及科创板的审核导向，已深刻揭示：专利早已超越单纯的技术保护功能，成为市场主体运用法律制度实现市场竞争优势的核心工具。

专利作为市场竞争武器，已发展出两种相辅相成的运用形态：其一是通过专利诉讼发起的"显性攻击"，以司法程序为战场，直接制约竞争对手；其二是通过专利布局实施的"隐性控制"，以技术领域为版图，构建系统性壁垒。两种形态各具特色，共同构成市场主体专利竞争体系。

专利侵权诉讼已从单纯的权利救济工具，演进为市场主体实现商业目标的高级竞争手段。其核心价值不在于获取侵权赔偿，而在于通过法律程序实现市场控制、谈判优势和战略威慑等深层目标。

1. 专利侵权诉讼的三大应用场景

（1）价格战的终极武器

当行业步入成熟期，同质化竞争导致价格战愈演愈烈，专利诉讼便成为终结恶性竞争的终极武器。优势企业凭借深厚的专利储备，将竞争维度从“成本控制”的层面，提升至“规则制定”的高度。通过发起系统性、组合式的专利诉讼，显著提高对手的合规成本与法律风险，瓦解其价格优势。

（2）精准的IPO狙击工具

针对拟上市企业发起专利诉讼，是极具成本效益的竞争策略。IPO进程要求企业充分披露重大诉讼风险，突如其来的专利诉讼会引发监管机构和投资者的严重关切，可能导致上市推迟、中止或估值下调。即便诉讼本身胜算有限，其在关键时间窗口制造的不确定性，足以对竞争对手造成实质性阻碍。

（3）供应链控制的威慑手段

行业头部企业通过专利诉讼向产业链宣示技术主权，提醒客户使用竞争对手产品的潜在风险。在某手机摄像头专利侵权系列案件中，原告发动诉讼的更深层次目的是向核心客户展示其市场影响力，从而巩固其在核心供应链中不可动摇的地位，并对竞争对手的主力产品实施打击。

2. 专利侵权诉讼新趋势

除专业技术性强、周期长、举证复杂、判赔额逐步走高等传统特征外，当前专利侵权诉讼呈现出若干值得关注的新趋势，这些趋势深刻反映了专利在市场竞争中的战略地位正日益提升。

（1）聚焦高技术密集领域

生物医药、半导体、通信等高研发投入行业成为专利诉讼主战场。其根本原因在于这些产业兼具“技术高度密集”与“市场空间巨大”的双重属性。医学脑机接口领域，同样具备高研发投入、未来市场可期的鲜明特点。这些领域专利是企业维持市场独占地位的核心资产，专利诉讼已成为争夺行业主导权的常态化手段。

（2）组合式诉讼成为主流

现代诉讼已超越单一专利模式，原告方越来越倾向于同时或陆续动用多件甚至十多件关联专利，形成强大的“专利包”发起组合式攻击。这一趋势源于现代产品技术集成度的空前提高。脑机接口同样具有技术集成度高的特点。通过组合诉讼，权利人不仅能多路径提高胜诉概率，更能指数级增加对手的应诉复杂度、时间成本与经济负担，从而实现市场压制。

（3）多元化防御策略成熟

面对诉讼，被告方已不再被动接招，而是综合运用专利无效宣告、不侵权抗辩、反诉原告侵权、反垄断诉讼等进行积极甚至主动的反击。专利无效宣告旨在从根源上否定涉案专利的有效性，釜底抽薪。不侵权抗辩、反诉原告侵权、提起反垄断诉讼等，则将单一的专利侵权之诉，转变为攻防一体、多线并行的综合性法律博弈。

（4）全球化博弈态势明显

随着技术研发与市场销售的全球化，专利侵权诉讼也彻底突破单一法域的限制，呈现出鲜明的“多法域并行”特征。专利权人通常在美、欧、中等关键市场择机发起平行诉讼，利用各法域程序差异谋求整体利益。跨境平行诉讼已成为跨国公司划分全球市场份额、进行商业博弈的标准战术。值得注意的是，跨境专利诉讼，不仅发生在中外企业之间，中国企业之间也会因为争夺国外市场而发起跨境专利诉讼。

（5）标准必要专利成为顶级战场

在通信、物联网等技术标准密集型领域，标准必要专利诉讼已是顶级商业博弈。此类诉讼的核心争议超越侵权认定，聚焦于FRAND许可原则的具体解释与适用。法院不仅需裁定合理许可费率，更要甄别“专利劫持”与“反向劫持”行为，使其成为划分全球市场利益的核心法律机制。当前，脑机接口领域虽未形成统一标准，但各技术流派正通过前瞻性专利布局竞逐未来标准主导权，为潜在的SEP诉讼埋下伏笔。

隐性布局的核心在于构建具有严密内在关联的专利组合或专利网络，形成系统性的技术壁垒。与直接发起诉讼不同，其威力体现在对竞争对手日常研发与商业决策的持续牵制，迫使对方在技术路线选择、产品设计及市场策略上陷入被动，最终实现市场主导与自由运营的战略目标。这是一种以“专利即边界”为逻辑的竞争方式，在无形中重塑行业格局。

1. 专利壁垒的运作逻辑

隐性布局不依赖具体诉讼行为，而是通过权利要求范围的精确设计，持续作用于整个行业的技术发展路径。其实质是一种“沉默的规则”，在无形中划定可操作与不可操作的技术边界。

（1）预防威慑与风险规避

通过构建覆盖关键技术节点的专利网络，使竞争对手清晰预判侵权风险高、规避成本大，从而主动放弃进入相关领域或提前寻求许可。例如高通在通信领域构建的专利组合，几乎覆盖所有手机制造环节，形成“技术地图上的圈地”，持续压缩他人的自主运营空间。

（2）成本压制与创新阻碍

专利布局可覆盖解决技术问题的主流或最优路径，迫使竞争对手为绕开侵权，不得不选择性能更差、成本更高的替代方案。这一“设计绕越”过程显著推高其研发成本与产品周期。医药行业中，原研药企通过晶型、制剂等“外围专利”构建网络，有效延迟仿制药上市，正是“专利常青”策略压制效应的体现。

（3）成本优势与持久保护

相较于诉讼动辄数百万乃至数千万美元的高昂成本，前瞻性专利布局投入更为可控。一旦高质量专利网络成型，其壁垒效应可在专利有效期内持续释放，为企业提供稳定保护，进而支撑“布局—保护—再创新”的良性循环。

（4）研发与法律的深度融合

隐性布局的根基在于将高质量研发成果有效转化为法律权利。这要求专利工作必须嵌入从技术预研到产品开发、上市销售全过程，实现技术远见与法律保护的有机统一。唯有如此，技术优势才能真正固化为市场壁垒。

2. 专利壁垒的终极形态：专利网、技术标准与战略制衡

（1）从单点保护到生态系统级专利网络

在专利布局的高级阶段，企业已从单一技术点的保护，转向构建以核心技术为中心的生态系统级专利网络。通过对上游材料、核心部件、关键算法、制造工艺乃至下游应用场景实施“地毯式”专利覆盖，企业实现了对整个技术生态的掌控。这种系统化布局极大压缩了竞争对手的可操作空间，使其难以在有限非专利领域中找到可行的技术替代路径。

（2）标准主导与规则制定

将专利嵌入技术标准，是构建隐性壁垒的最高形态。企业通过主导或深度参与行业标准制定，使自身核心专利成为标准必要专利（SEP）。一旦标准确立，所有遵循该标准的产品都必然实施这些专利，从而使专利权人无需诉诸诉讼即可获得强有力的许可谈判地位。这不仅巩固了技术主导权，更使企业从市场参与者跃升为行业规则的制定者。

（3）专利丛林的战略平衡

在技术密集型领域，众多专利相互交织形成“专利丛林”。企业通过构建自有专利组合，形成“相互确保摧毁”的均衡制约。当任何一方发起专利攻击时，都将面临被反诉的高风险。这种平衡机制促使行业主要参与者更倾向于通过交叉许可实现合作，而非陷入代价高昂的全面冲突。华为、三星、苹果在通信领域的专利对峙，正是这种战略平衡的体现。

1. 技术突破与商业推进

Neuralink致力于实现全植入式脑机接口的商业化落地，其核心技术在于高密度柔性电极阵列，能够以微创方式采集高质量神经信号。2023年，其基于柔性电极的“N1植入物”获FDA批准开展人体试验；2024年1月首例受试者成功通过意念操作外部设备，标志着脑机接口从实验室迈入临床验证的关键阶段。

2. 系统化专利布局：构建多层次技术壁垒

Neuralin的专利布局呈现出明显的体系化特征，围绕“电极—植入—系统”三个层级展开，形成彼此支撑、相互锁定的保护网络。

（1）核心器件层：柔性电极的基础性布局

以基础专利US20200085375A1为代表，确立了柔性电极的技术范式，采用生物相容性聚合物材料与微制造工艺，实现高密度、低创伤的电极结构。围绕该核心，Neuralink构建了包括电极制造（US11444056B2）、生物相容馈通件（US11107703B2）、神经信号片上网络（US11663151B2）等在内的专利组合，覆盖了从材料、结构到信号处理的关键节点，提升了竞争者在柔性电极路径上的规避难度。

（2）工程实施层：植入系统的精准保护

核心专利US20210007808A1提出基于光学相干断层扫描的机器人植入系统，实现亚毫米级精度的电极定位。配合US20200086111A1中可移除耦合结构与自动化穿刺机制，形成从“电极设计”到“植入执行”的闭环保护。即使竞争对手开发出类似电极，若缺乏高精度植入系统，仍难以实现商业化落地。

（3）系统整合层：全植入设备的架构控制

以WO2021011401A1为核心，构建了包括无线中继、信号压缩（US20230284982A1）、输入多路复用（US20230273681A1）等在内的系统级专利组合，覆盖从植入体内部通信到外部设备交互的完整链路。这一层级的布局强化了产品集成壁垒，确保技术优势转化为整机性能与用户体验。

3. 竞争壁垒：生态闭环构建的系统性优势

Neuralink的专利布局绝非零散组合，而是一个围绕“技术-产品-临床”构建的深度互锁生态闭环。通过技术协同（电极、植入设备、信号处理专利相互支撑）、产品协同（硬软件与临床专利结合）及地域协同（PCT全球布局），它构建了极高的竞争壁垒：任何规避设计都可能牵一发而动全身，其系统集成能力将技术优势转化为可持续的商业垄断。

Neuralink的专利布局表明：专利策略必须从“单一技术点”保护，转向具有前瞻性的“生态系统”构建。唯有将系统性布局思维嵌入研发与商业全流程，企业才能在此前沿领域将创新转化为持久的市场控制力。

1. 技术路径创新与监管里程碑

Synchron在脑机接口领域开辟了一条独特的技术路径，其通过颈静脉将支架状电极（Stentrode）输抵运动皮层附近血管，实现无开颅的神经信号记录。该方案有效规避了传统植入方式对颅骨的穿透，显著降低了手术创伤与免疫排斥风险。2021年，Synchron获美国FDA“突破性设备”认定，并在多国完成临床可行性研究，成功使瘫痪患者以意念操作数字设备。这一进展不仅验证了其技术路线的临床价值，也为其商业化进程奠定了关键监管基础。

2. 系统性专利布局构建垂直壁垒

在专利布局上，Synchron未采取全面铺开的系统性布局，而是聚焦于“血管内植入”这一核心路径，构建起纵深严密的垂直保护网络，形成高度集中的技术壁垒。

（1）核心器件层：确立血管内电极技术标准

以基础专利US20140288667A1（血管内电极基础架构）为核心，Synchron确立了血管内脑机接口的新范式，提出将电极阵列置于血管内部以感知神经信号，从而在根源上规避了传统侵入式电极的组织损伤问题。围绕该核心，公司进一步布局包括US10575783B2（可扩张支架电极结构）与US11883671B2（闭环神经调节系统）在内的多项专利，持续优化电极的稳定接触与长期信号质量，并拓展其在治疗领域的平台能力。这些专利共同定义了血管内电极的技术架构，为后续竞争者设置了较难绕行的技术门槛。

（2）工程实施层：精准植入与信号优化

在工程层面，Synchron的专利重点覆盖植入方法与信号处理两大挑战。在植入方面，其专利围绕血管内装置的输送、定位与部署方法构建保护，例如通过通用开关架构（如US20210342004A1）实现意念对多设备的灵活控制，并借助多用户数据优化系统（如US20220253024A1）提升设备配置效率与个性化水平。在信号处理方面，专利如US11630517B1（时间窗口神经信号识别）通过时间窗口识别机制提升信号解析精度，US20230389851A1（瞬态振荡机器学习检测）则结合瞬态振荡检测与机器学习，实现对神经活动细粒度特征的高灵敏度捕捉。这些技术共同保障了在有限信号带宽下仍能满足临床必需的控制可靠性。

（3）系统应用层：构建完整临床解决方案 

Synchron在系统层面着力构建从信号到控制的完整应用闭环。借助US11093038B2（与任务无关的神经信号控制）等专利，确立了“与任务无关”的神经信号控制范式，摆脱传统BCI对特定意念任务的依赖；US11755110B2（多终端思维映射控制）进一步实现单一思维对多终端应用的映射控制，大幅提升系统实用性与用户体验；而US11625014B2（多用户数据优化系统）则构建了基于多用户数据的优化系统，支持设备参数的持续自适配。此外，通过如US11883671B2所保护的癫痫响应治疗系统，Synchron展现出从运动功能修复向神经疾病治疗延伸的平台化潜力，为后续产品迭代与商业拓展预留空间。

3. 竞争壁垒：路径依赖形成的垂直生态

Synchron的专利布局旨在构建“路径依赖”式的技术生态。其通过将核心器件、植入方法与信号处理深度耦合，将所有专利牢牢锁定于“血管内植入”这一独创路径上，形成了竞争对手难以绕行的垂直壁垒——任何有效的仿制或改进都可能同时侵犯其在多个技术节点的专利权。

这一实践为科技企业提供了关键启示：在高度竞争的领域，与其在主流路径上全面追赶，不如选择一条具有临床可行性的差异化路径，并通过构建深度垂直的专利网络，将“路径创新”转化为“生态控制”。Synchron借此成功将自己与Neuralink等区隔开来，在一个独立的赛道上建立了不可替代的生态位。

与Neuralink或Synchron不同，Medtronic并非科技新贵。作为神经调控领域的奠基者与长期领导者，Medtronic并未选择颠覆性路径，而是依托其深厚的临床积累与产品体系，通过持续、渐进的技术迭代，在脑深部刺激（DBS）领域构筑了以临床价值为核心的专利护城河。其策布局核心在于：基于真实临床需求进行精准创新，并通过系统性的专利布局，将每一个技术微创新固化为长期的技术壁垒。

1. 技术传承与产品演进：从开环刺激到智能感知

Medtronic自1987年完成全球首例脑起搏器手术以来，建立了一条清晰的技术演进路径。从早期的ACTIVA系列到2019年获批的Percept PC，其产品实现了从“开环刺激”到“智能感知”的关键跨越。Percept PC作为全球首款可商用的感知型DBS设备，集成了BrainSense技术，能够在治疗同时记录局部场电位（LFP），为帕金森等疾病的个体化精准治疗奠定了基础。这一演进并非技术上的突变，而是其三十余年临床经验与数据积累的必然结果，完美体现了其“临床驱动创新”的战略理念。

2. 系统性专利布局：构建“信号解码-电极优化-系统集成”的技术生态

Medtronic的专利网络紧密围绕DBS治疗的临床工作流展开，形成了环环相扣的保护体系。

（1）信号解码层：建立神经标记物识别体系

通过基础专利US8190251B2（β/γ振荡生物标记物检测），美敦力确立了利用β/γ振荡作为运动障碍生物标记物的行业范式，为闭环刺激提供了关键的技术基础。后续专利如US11083402B2（子频带分析）、WO2022026491A1（导线移位监测）和US20110319962A1（多轨迹状态识别）不断细化和深化这一体系，构建了从基础频段识别到复杂脑状态解码的完整技术阶梯，为闭环刺激提供了不可或缺的决策依据。

（2）电极优化层：实现数据驱动的精准治疗

在电极配置环节，美敦力通过专利将依赖专家经验的诀窍转化为可重复的技术。核心专利US20100100153A1（频域特性电极选择）实现了基于频域特性的感测电极自动选择。配合US20110144521A1（相对值比较）和US11623096B2（运动障碍识别电极优化），其布局构建了一套智能化、数据驱动的电极配置方案，显著提升了治疗精度与效率。 

（3）系统集成层：构建智能闭环治疗生态

这是美敦力壁垒最为坚固的环节。核心专利US10080898B2（刺激感测同步技术）攻克了刺激与感测同步进行的技术难题，为真正的实时闭环控制奠定了基础。在此基础上，US10016606B2（多靶点协同调控）、US20200129757A1（迭代参数自动优化）、US11571576B2（可视化治疗平台）及US11986663B2（离线数据分析系统）共同构成了一个从信号采集、智能决策到参数调节、效果评估的完整闭环治疗生态系统。

3. 竞争壁垒：临床需求驱动的渐进式创新网络

美敦力的专利战略核心在于依托数十年临床积累，通过渐进式创新将硬件、算法与治疗流程深度耦合，构建覆盖“信号感知-分析-刺激”全链路的系统化壁垒。其布局不是追求颠覆性技术，而是将每一个临床微创新转化为专利节点，最终形成难以绕行的专利壁垒。

这一实践为行业带来关键启示：在巨头主导的成熟领域，正面挑战其系统级专利网络极为困难。竞争者可转向寻找全新的生物标记物、开发颠覆性电极材料，或聚焦于美敦力尚未重点布局的疾病领域，通过差异化路径建立自身优势。美敦力证明，基于临床深度的系统化渐进创新，同样能构建极其稳固的竞争护城河。

专利家族是指基于同一项核心发明、为在不同国家或地区寻求保护而形成的一组关联专利。专利家族的规模揭示了企业对核心技术的投入程度与保护强度，而其分布地域则清晰地勾勒出意图主导的目标市场。在脑机接口这一全球竞争的尖端领域，专利家族的规模与地理分布，如同一张无声的战略地图，清晰勾勒出企业的市场野心与技术底气。当我们深入分析全球主要玩家的专利布局时，发现那些真正志在引领行业的企业，无一例外地通过庞大的专利家  族网络，展现了其全球化的视野。

观察发现，一项核心技术通过《专利合作条约》（PCT）途径形成的多国专利集合，远远超出了法律保护的范畴。它更像是一份宣言，向市场宣告着企业的战略决心：庞大的专利家族规模，清晰地告诉我们企业不满足于本土市场，而是着眼于全球主导地位；持续的国际申请与维护，展现了其雄厚的资金实力与长期投入的准备；而选择将特定技术进行全球布局，则暗示了企业内部对其商业价值的高度认可——只有那些被评估为具备颠覆性潜力的核心技术，才值得如此重金布局。

纵观Neuralink、Synchron、Medtronic等企业的核心专利，我们看到的是一个共同的战略模式：它们的关键技术几乎同时在美国、欧洲、中国、日本等全球主要市场完成了系统化布局。以Neuralink的柔性电极为例，其专利家族已覆盖全球十多个主要国家和地区，这种布局绝非偶然。这清楚地表明，这些企业从技术研发初期就将自己定位为全球市场的参与者，其专利策略既是为未来全球产品上市铺路，也是在为即将到来的国际竞争构筑防线。

在脑机接口这一前沿科技领域，专利布局已呈现出三个鲜明的竞争维度：

1. 技术控制：通过专利卡位定义产业路径

在技术层面，前述外国企业围绕高密度电极、低功耗芯片、高效解码算法等核心技术展开密集的专利卡位。这种布局的本质是对未来技术路线的预先定义，成功者将在不依赖诉讼的情况下，自然而然地成为行业标准的制定者。

2. 规则制定：将专利嵌入未来技术标准

在标准层面，尽管技术路线尚未收敛，但先行者已积极参与标准制定进程，通过在数据格式、通信协议等基础架构上的标准必要专利（SEP）布局，为未来的市场主导权奠定基础。

3. 市场防御：构建专利网络的威慑效应

在防御层面，前述外国企业通过构建严密的专利网络，形成了强大的威慑效应。新进入者往往发现可行的技术路径已被专利全面覆盖，面临高昂的规避设计成本或复杂的法律风险，这种隐性的竞争壁垒有效地维护了先行者的市场优势。

简言之，高质量专利布局正成为决定未来市场格局的关键支点。对于志在长远的科技企业而言，善用专利法律制度和专利布局，意味着能够以更低的成本、更稳健的姿态，赢得更持久的市场优势。

综上，上篇阐述了医学脑机接口专利竞争的法律基石与市场竞争逻辑，并通过剖析国外重点企业的专利布局实践，揭示了“隐性布局”已构建起坚实市场壁垒的现状。下篇将继续分析我国医学脑机接口创新主体所处竞争格局和面临的挑战。