Evolución de la tecnología micro-nanoelectrónica a través de patentes

1 - Introducción

El mundo de las patentes tiene una importancia capital en la industria. El interés suscitado a raíz de la asignatura de Empresa y Proyectos me llevó al planteamiento de un Trabajo de Fin de Grado relacionado con dicho sector. El área que abarcan las patentes es increíblemente extensa y, a la hora de concretar, me decanté por la tecnología micro-nanoelectrónica debido a su lugar puntero en la investigación y a sus muchas áreas de aplicación, tales como los microprocesadores, los materiales inteligentes, la biofarmacología, etc. Nuevamente, el campo de la micro-nanotecnología ofrece un amplio abanico de posibilidades, y por ello escogí un dispositivo concreto para acotar la búsqueda y el análisis. El elegido fue el memristor, por ser un invento relativamente reciente y por las interesantes aplicaciones que conlleva. 

El trabajo tiene como objetivos mostrar el uso de las patentes como medio de difusión de conocimiento y encontrar las claves más significativas de la evolución de la tecnología escogida.

En primer lugar se realiza un estudio a partir del análisis de los datos ofrecidos por organismos oficiales. El objetivo es determinar así la relación entre la economía y el avance de la tecnología.

En segundo lugar, se presenta la evolución de una tecnología concreta, la del memristor, a través del estudio de las patentes relacionadas con este dispositivo. Se busca comprender las características fundamentales del dispositivo de cada patente, para poder diferenciarlo de otros inventos anteriores y establecer así una evolución del dispositivo. Se muestra como se hace posible utilizar el sistema de patentes como fuente de conocimiento científico-tecnológico.

El capítulo 2 está dedicado a introducir los conceptos generales para comprender qué es una patente. En el capítulo 3 se analiza la relación entre el avance de la industria y el número de patentes solicitadas y/o aceptadas. La segunda parte del trabajo, que se inicia en el capítulo 4, se centra en la tecnología escogida ofreciendo una descripción de la misma y resumiendo las patentes analizadas para observar la evolución del dispositivo elegido. Finalmente se presentan las conclusiones del trabajo.

2 - Conceptos básicos sobre el sistema de patentes

Las patentes son un derecho que se otorga al titular de una invención, ya sea ésta un producto o una solución técnica a un problema concreto. Su protección es establecida por la legislación de cada país, tiene una duración de 20 años durante los cuales el titular de la patente tiene la exclusividad de confección, uso, distribución y venta, salvo consentimiento explícito del artículo patentado. Estos derechos son válidos única y exclusivamente en el país o los países en los que la patente haya sido concedida, no teniendo ningún tipo de validez en el resto.

Para que una patente sea concedida debe cumplir tres requisitos. Primero, debe ser una novedad, una invención que no se encuentre en el estado de la técnica. Segundo, debe ser el fruto de un proceso inventivo, no ser una solución evidente. Y tercero, debe poseer un uso potencial para su aplicación industrial.

La referencia histórica más temprana de lo que hoy consideraríamos un sistema de patentes se encuentra en la antigua ciudad griega de Sibaris, hoy destruida. Los gobernantes de la cuidad decretaron que en el caso de que un cocinero crease un nuevo y exitoso plato, durante un año entero sólo dicho cocinero tendría permiso para elaborarlo. Durante ese periodo el inventor recogería las ganancias fruto de su esfuerzo. Los gobernantes pretendían promover la competencia, logrando una mayor calidad de la gastronomía local.

La primera ley referente a las patentes tiene su origen en la República de Venecia, cuando el Estatuto de Venecia de 1474 obligó a informar al gobierno sobre las nuevas invenciones puestas en práctica [1] . De esa manera se obtenía protección jurídica durante 10 años. Dicho decreto recogía algunas de las bases de la actual legislación. Por una parte, las invenciones debían ser nuevas y útiles. Por otra parte, los derechos serían concedidos por un número limitado de tiempo. Y por último, se garantizaba la protección jurídica, generalmente con la destrucción de los dispositivos que transgredieran la exclusividad de un producto.

2.2 - ¿Cómo se solicita una patente?

El procedimiento de concesión de una patente se divide en tres etapas. En la primera etapa se presentan una solicitud y la memoria de la patente en la oficina de patentes escogida. Una vez entregada la petición y abonado la tasa correspondiente, la oficina se encarga de verificar si los documentos cumplen la normativa administrativa y tramita la petición. Esta primera fecha de solicitud será considerada la fecha de prioridad. El siguiente paso se lleva a cabo en la oficina de patentes, y consiste en realizar un informe de búsqueda, cuyo objetivo es analizar el estado de la técnica de la patente y comprobar que se trata de una novedad. Al finalizar la búsqueda, la patente se hace pública, pese a no estar otorgada.

En la segunda etapa se lleva a cabo un examen exhaustivo cuyo fin es determinar si la patente cumple los requisitos para ser patentable. Una vez finalizado el examen se da a conocer el veredicto. Si existen reclamaciones respecto a la conclusión, ya sea por parte del titular de la patente o de terceros, será necesaria una tercera etapa, que se resuelve en los tribunales de justicia ordinarios[2].

Hasta la fecha sólo existen las patentes nacionales, aunque ya está en marcha la regulación para crear patentes europeas. Según la manera en la que se solicita la patente, podemos diferenciar tres tipos.

Solicitud nacional. La primera forma de pedir una patente es solicitarla en las Oficinas Nacionales de Patentes. En ese caso, el examen se llevará a cabo en esa misma oficina, y si la patente se otorga, únicamente tendrá validez en dicho estado. Estas patentes incorporan dos letras que hacen referencia al país en el que se ha solicitado la patente. Por ejemplo, una patente solicitada en Estados Unidos se identificará por las letras US, como podemos ver en la figura 1, mientras que una pedida en China se reflejará en las letras CN. 

Solicitud EPO. La segunda forma de pedir una patente es presentarla en la Oficina Europea de Patentes, EPO por sus siglas en inglés. Este organismo se encarga de tramitar las solicitudes, examinar y conceder patentes. También es el único organismo que se encarga de examinar recursos de las patentes que analiza. En este caso, al solicitar la concesión de la patente, se ha de especificar los países en los que se desea protección, aunque la concesión no está garantizada en todos ellos. Actualmente, un total de 38 estados forman parte del tratado de la EPO, entre los cuales se encuentran los 27 estados que forman la Unión Europea y otros como Suiza, Islandia y Turquía [3]. La patente es examinada por la EPO y tras aprobarse, se envía a los países indicados, en los que se valida sin necesidad de un segundo examen. Este tipo de patentes se identifican con las letras EP, como podemos ver en la figura 2.

Solicitud PCT. Por último, están las patentes solicitadas al amparo del Tratado de Cooperación en materia de Patentes (PCT), lo cual implica una única solicitud en la que se incluyen aquellos países en los que se desea protección de entre los 148 que forman parte del Tratado [4]. Estas patentes pueden pedirse en cualquier oficina, ya sea nacional, parte de la EPO o de la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual, WIPO por sus siglas en inglés, que es la entidad encargada de armonizar las legislaciones y los procedimientos entre los países. La misma oficina en la que se solicita la patente es la encargada de la distribución de la patente al resto de países, para que sea examinada en cada uno de ellos. En ocasiones puede solicitarse un examen previo en la oficina en la que se pide la patente, y si la oficina cuenta con prestigio, el examen puede darse por bueno en algunos países sin que éstos realicen su propio examen. Este tipo de patente tiene algunas ventajas respecto a las anteriores. El hecho de poseer una única solicitud, evita tener que presentar una petición en cada uno de los países. Otra gran ventaja, es el mayor periodo de tiempo hasta el comienzo de la fase nacional, en la que cada país examina la patente. En el caso de una patente no PCT, hay 12 meses respecto a la fecha de prioridad, mientras que en una patente PCT, ese periodo asciende a 30 meses [5]. Esa diferencia es muy importante para poder decidir en qué países se pide la patente, puesto que todas las nuevas peticiones llevarán la fecha de la primera solicitud. Esto puede suponer una ventaja, en el caso de que existan varias solicitudes de patentes de una misma tecnología. La solicitud que posea una fecha de prioridad más antigua se considerará parte del estado de la técnica para las más recientes, anulando el requisito de novedad de las patentes posteriores. Este tipo de patente es reconocible por las letras WO, como puede observarse en la figura 3.

El precio aproximado desde la solicitud de una patente hasta su concesión varía según la forma de pedirla. En la Oficinal Nacional Española cuesta alrededor de 1000 €. En las oficinas de la EPO, este proceso cuesta unos 35.000 €. Hay que destacar que gran parte del coste está destinado a traducir documentos, un mayor número de traducciones conlleva un gasto más elevado. Una patente PCT cuesta 2610 € a los que hay que añadir las tasas de cada país en el que se quiera lograr la concesión [6]. El tiempo necesario para obtener la concesión de una patente varía entre 12 y 18 meses[7]. 

2.3 - Partes de una patente

En las bases de datos de patentes destinadas a realizar búsquedas tecnológicas se archivan todos los documentos relacionados con la petición de una patente: publicación, solicitud en diversas oficinas nacionales, concesión, etc. Así por cada patente se tiene una familia de documentos relacionados. Todos ellos contienen algunos datos comunes como la fecha de prioridad, así como gran parte del contenido. Pero entre el documento de publicación de una patente, que se encuentra solicitada pero aún en proceso de examen, y el documento de concesión puede haber diferencias debido al proceso de examen y concesión por parte de los otorgantes. Para distinguir un documento de otro se utilizan codificaciones internacionales, aunque con algunas variaciones nacionales. Así un documento A indica que se trata de una solicitud.

A1. Incluye la patente y el informe de búsqueda relacionado con la patente que se presenta.

 A2. Incorpora únicamente la patente

A3. Incluye únicamente el informe de búsqueda

Los documentos B indican que se trata de una concesión.

B1. Incorpora la patente y el informe de búsqueda relacionado con la patente que se presenta.

B2. Incluye la patente 

Cuando finaliza el proceso de concesión todos los documentos se mantienen en las bases de datos. 

Lo primero que se cita es la bibliografía que puede ser de dos tipos. Por un lado están los documentos en los que se ha basado la presente patente o los cited document. Por otro lado si una patente posterior se ha basado en la presente patente, se menciona a modo de citing documents.

Un documento de patente contiene los siguientes apartados:

 Resumen 

 Sector de la Técnica 

  Estado Anterior de la Técnica 

  Descripción de los Dibujos  

 Exposición Detallada de la Invención 

 Reivindicaciones 

 Esquemas o Dibujos

Para comprender mejor las partes de una patente usaremos como ejemplo una patente española de un horno pirolítico. La patente lleva por título “Horno Pirolítico, Preferentemente Doméstico” y fue solicitada por Fagor [8].

Resumen. En el Abstract o Resumen se ofrece una breve síntesis de la invención. Esta información es muy útil para conocer el tema sobre el que versa la patente.

Sector de la Técnica. En el Technical Field o Sector de la Técnica, se determina el campo de aplicación de la invención.

Estado Anterior de la Técnica. En la sección de Background Art o Estado Anterior de la Técnica, se explica el estado actual de la tecnología.

Descripción de los Dibujos. En el apartado de Brief Description of the Drawings o Descripción de los Dibujos, se explica brevemente el significado de cada ilustración incorporada. Las ilustraciones pueden representar una forma de la invención, una parte de ella o una configuración de sus posibles aplicaciones.

Exposición Detallada de la Invención. La parte más extensa de las patentes suele ser la Detailled Description o la Exposición Detallada de la Invención, apartado que define la invención de una manera profunda y concisa, y explica al menos un modo de realización. 

Reivindicaciones. Este apartado es el más importante y el único válido a efectos legales. Las Reivindicaciones o Claims, argumentan la exclusividad y novedad de la invención, para poder obtener la concesión de la patente y gozar de la protección que ello conlleva.

Esquemas o dibujos. Los Drawings o Dibujos son ilustraciones incorporadas para ayudar a una mejor compresión de la patente.

 3 - Patentes y desarrollo tecnológico

Haciendo un poco de historia podemos ver la correlación entre el desarrollo económico de un país y el desarrollo de la tecnología. La mencionada relación se refleja en el número de peticiones de patentes, que está estrechamente ligado a la economía ya que en épocas de prosperidad el número de peticiones se incrementa. En las figuras 12 y 13 se observa la evolución del número de solicitudes presentadas en diferentes oficinas nacionales.

En las figuras 12 y 13 se observa un aumento del número de patentes desde 1883 hasta 2006. En la mayoría de los países existe un incremento considerable de peticiones a partir de la década de los 60. La caída de solicitudes en la antigua Unión Soviética se debió a su desintegración en 1991 y posterior reaparición como Federación de Rusia. Alemania, a su vez, desaparece durante el periodo de la Segunda Guerra Mundial y los años posteriores a su derrota, como puede apreciarse en la figura 13. En épocas de guerra los gobiernos pueden expropiar patentes para poder explotar libremente los recursos, como hizo Estados Unidos durante la Guerra Fría (1945-1991). En la figura 12 se observa un número casi constante de solicitudes durante la mayor parte del conflicto, lo cual no implica un cese en la investigación sino una reducción del número de peticiones de patentes.

En la figura 12 cabe destacar la vertiginosa subida de China a partir de la década de los 80, que se traduce como el inicio de la producción en masa, aprovechando la mano de obra barata. Esto se debe a que las empresas buscaban protección en el país de manufacturación por excelencia aunque en los últimos años el número de solicitudes nacionales Chinas ha aumentado considerablemente.

Hoy en día el bloque asiático formado por China, Corea y Japón es un competidor al alza en la mayoría de las tecnologías. Podemos comprobar esta afirmación gracias a la base de datos de la WIPO. Desde su página web (www.wipo.int) accedemos a la sección de Estadística para después entrar en la base de datos, tal como se reflejada en la figura 14.

La página ofrece la posibilidad de ajustar tres parámetros de búsqueda: el indicador, el tipo de informe y el rango de años, mediante los cuales podremos lograr los datos deseados para mostrarlos gráficamente. En este caso, la búsqueda se hizo para el total de las patentes concedidas del ámbito de la tecnología micro-nanoelectrónica entre los años 1980 y 2012, tal como se constata en la figura 15