聲明：

本文為作者授權(quán)卷卷智庫首發(fā)。文章僅代表原作者個人觀點(diǎn)。公眾號標(biāo)題和編者按為卷卷智庫編輯加工。文章內(nèi)容請以作者原文為準(zhǔn)。

作者簡介：

任永利 博士，北京市領(lǐng)專知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司創(chuàng)始人

編者按：

7月30日，在中國電子商會電子煙行業(yè)委員會的指導(dǎo)下，由卷卷科技與地平線合資有限公司聯(lián)合出品的《IQOS ILUMA 疑似工程機(jī)樣機(jī)產(chǎn)品測試簡報》在“卷卷智庫”公眾號首發(fā)。報告發(fā)布后，我們收到了很多專業(yè)人士的熱情反饋，也應(yīng)邀參與了多個專業(yè)技術(shù)研討會。

我們能感受到產(chǎn)業(yè)對于ILUMA所打開的電磁加熱HNB技術(shù)路線的期待，更能感受到一種焦慮：

ILUMA的推出，是否會使產(chǎn)業(yè)重新陷入電阻加熱片式的“危局”？即IQOS完善的專利布局，使得電磁加熱領(lǐng)域的研發(fā)又一次被蓋上厚厚的“天花板”。

專業(yè)的問題，需要專業(yè)人士來解答。我們有幸收到了任永利博士的這篇投稿。作為長期關(guān)注新型煙草專利問題的專家，任永利博士在拆解報告的啟發(fā)下，系統(tǒng)、全面地梳理了ILUMA的專利布局，并給出了相關(guān)專利號以便讀者進(jìn)一步研究探索。這可能是迄今為止首份對ILUMA專利進(jìn)行全面系統(tǒng)分析的公開報告，其價值不言而喻。

ILUMA的正式上市已經(jīng)進(jìn)入倒計時，電磁加熱等新技術(shù)也將得到更廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。包括中國煙草以及深圳電子煙企業(yè)在內(nèi)的中國新型煙草產(chǎn)業(yè)，能否在未來的技術(shù)變革中迎頭趕上并創(chuàng)出自有路線，任永利博士的這份報告做出了一份貢獻(xiàn)，也更堅定了我們的信心。

卷卷智庫一直致力于推動中國新型煙草產(chǎn)業(yè)的公共研究，期待更多專業(yè)人士的參與。

本文看點(diǎn)：

• ILUMA電磁加熱核心元件——電磁線圈、加熱電路、煙支結(jié)構(gòu)核心專利群；

• 相關(guān)核心專利的專利號、示意圖；

• 對ILUMA煙支識別機(jī)制的分析；

揭開PMI公司最新電磁加熱HNB產(chǎn)品IQOS ILUMA的專利面紗作者：任永利?博士（首發(fā)于公眾號“卷卷智庫”，2021年8月）

0、序言

菲莫國際（Philip Morris International，縮寫為PMI）無疑是加熱不燃燒（Heat-not-Burn，HNB）領(lǐng)域的絕對領(lǐng)跑者，其旗下當(dāng)紅產(chǎn)品IQOS采用電阻加熱片以中心加熱方式，加熱薄片類煙支產(chǎn)品，相比點(diǎn)燃抽吸式傳統(tǒng)卷煙，技術(shù)優(yōu)勢和減害優(yōu)勢明顯。全世界消費(fèi)者以真金白銀購買力投票也證明了IQOS不愧為當(dāng)前最受歡迎的HNB產(chǎn)品。憑著這一旗艦級產(chǎn)品，PMI不僅掙得盆滿缽滿，而且放出豪言要徹底拋棄點(diǎn)燃抽吸型傳統(tǒng)卷煙產(chǎn)品，全球煙草企業(yè)（自然包括我國煙草企業(yè)）應(yīng)該都會因此而感到不安。

PMI CEO?呼吁用十年時間像禁掉燃油車那樣禁掉傳統(tǒng)卷煙，來自《The Guardian》[1]（本文所引用圖片版權(quán)均屬于原作者，本文按照《著作權(quán)法》規(guī)定出于免費(fèi)技術(shù)交流目的使用且明確標(biāo)明了引用來源，下同）?PMI還通過旗下生產(chǎn)商“菲利普莫里斯生產(chǎn)公司”布局了大量核心專利群，這些專利技術(shù)先進(jìn)、精心撰寫，措辭嚴(yán)密，布局精準(zhǔn)，從法律層面確保其絕對技術(shù)領(lǐng)先甚至壟斷地位。

PMI完全可以憑借上述先發(fā)優(yōu)勢坐享市場紅利很多年，然而，PMI真不是吃素的，竟然在如此優(yōu)勢局面下要主動革自己的IQOS當(dāng)紅產(chǎn)品的命，即將推出全新代的HNB產(chǎn)品IQOS ILUMA（以下簡稱“ILUMA”），廢除電阻加熱片，采用電磁加熱，以解決現(xiàn)有IQOS煙具電阻加熱片易折斷、清潔維護(hù)繁瑣、使用方式復(fù)雜、消費(fèi)者教育成本高的痛點(diǎn)。2021年 2月中旬PMI投資大會線上直播會上，PMI首席運(yùn)營官（COO）介紹說，ILUMA比當(dāng)前的IQOS產(chǎn)品在技術(shù)和用戶體驗上要優(yōu)越許多。據(jù)報道，ILUMA產(chǎn)品將于2021年8月17日在日本首次上市[1]。

PMI的一舉一動歷來為全球加熱不燃燒行業(yè)上下游眾多企業(yè)所關(guān)注。在中國，無論是中煙系企業(yè)，還是深圳民企，都在深入研究PMI的產(chǎn)品和專利技術(shù)，而ILUMA則是整個產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

7月30日，卷卷智庫的一篇文章《IQOS ILUMA?“工程樣機(jī)”拆解報告》（下文簡稱為《拆解報告》）刷屏了HNB產(chǎn)業(yè)圈，其對一款2019年產(chǎn)的疑似ILUMA工程樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)物拆解和測試，并圖文并茂地披露了很多技術(shù)信息，詳見“報告全文”[2]。

《IQOS ILUMA?“工程樣機(jī)”拆解報告》封面?不過，僅僅是實(shí)物拆解顯然不能滿足產(chǎn)業(yè)的需求。本文將從專利角度去分析和預(yù)測ILUMA產(chǎn)品，以期提供更多的技術(shù)信息和法律信息。

1、ILUMA電磁加熱核心元件—電磁線圈

《拆解報告》中提到：線圈是片式螺旋纏繞方式，節(jié)省厚度空間。

圖片來自《拆解報告》?跟這一線圈設(shè)計相關(guān)的PMI中國專利可能是CN105307526B，題目為《用于產(chǎn)生氣霧的感應(yīng)加熱裝置和系統(tǒng)》，專利權(quán)人為“菲利普莫里斯生產(chǎn)公司”，當(dāng)前法律狀態(tài)是授權(quán)，其代表性附圖如下圖左圖所示：?從該專利可見，線圈做成扁平的（即圖中縱向長度151要大于橫向長度152），并不只是為了節(jié)省厚度空間，更是為了減少相鄰線圈的相對截面之間的形成電容而造成能量損失（電容損失），詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容，請見該專利說明書，本文不再贅述。

提醒注意，該專利處于授權(quán)且有效狀態(tài)，國內(nèi)企業(yè)原樣抄襲這種扁平線圈的設(shè)計，可能存在侵權(quán)風(fēng)險，最好提前做好專利規(guī)避設(shè)計。

當(dāng)然ILUMA也完全可以使用傳統(tǒng)的線圈，如上圖右圖所示，在其多個專利中都有提及。

2、ILUMA電磁加熱電路

查PMI專利，與電磁加熱電路有關(guān)的專利，包括但不限于以下：(1)CN105307524B，題目《感應(yīng)加熱裝置、包括感應(yīng)加熱裝置的氣霧遞送系統(tǒng)和操作該系統(tǒng)的方法》，當(dāng)前

法律狀態(tài)為授權(quán)，其代表性電路圖如下：

(2)CN105992528B，題目為《用于加熱氣溶膠形成基質(zhì)的感應(yīng)加熱裝置》，當(dāng)前法律狀態(tài)為授權(quán)，其代表性電路圖同上圖。

(3)CN106163306B，題目為《感應(yīng)加熱裝置、包括感應(yīng)加熱裝置的氣溶膠遞送系統(tǒng)及其操作方法》，當(dāng)前法律狀態(tài)為授權(quán)，其代表性電路圖同上圖。

(4)CN109890233A，題目為《感應(yīng)加熱裝置、包括感應(yīng)加熱裝置的氣溶膠生成系統(tǒng)及其操作方法》，當(dāng)前法律狀態(tài)為實(shí)質(zhì)審查中，其代表性電路圖如下：

關(guān)于電路更多細(xì)節(jié)描述，讀者可自行參閱專利說明書，本文不再贅述。

3、ILUMA煙支結(jié)構(gòu)

《拆解報告》沒有給出ILUMA煙支結(jié)構(gòu)方面的信息，可能是因為報告作者沒有獲得ILUMA煙支樣品。

但煙支結(jié)構(gòu)專利顯然是中煙系企業(yè)最關(guān)心的內(nèi)容。煙草專賣制度決定了國內(nèi)煙草類HNB煙支的生產(chǎn)和銷售只能為中國煙草所有。未來HNB領(lǐng)域，將是中國煙草與PMI兩個巨頭的對決。

筆者從PMI專利中找到的關(guān)于電磁加熱的煙支結(jié)構(gòu)的信息如下：

1.??煙支內(nèi)置中心感應(yīng)加熱片型—基礎(chǔ)版

CN105307524B、CN105992528B、CN106163306B均公開了煙支橫截面結(jié)構(gòu)，如下圖所示：

CN109890233A、CN106255429A、CN108882752A均公開了煙支整體結(jié)構(gòu)，如下圖所示：

上述煙支結(jié)構(gòu)示意圖，看起來就是在IQOS的四段式煙支基礎(chǔ)上在發(fā)煙材料段20內(nèi)增加了個電磁感應(yīng)體片4，來實(shí)現(xiàn)中心感應(yīng)加熱。正是因為發(fā)熱片存在于每一根煙支中，而不是設(shè)置在煙具中，可以直接隨煙支整體插拔，才避免了IQOS煙具插拔煙支時電阻加熱片易折斷、清潔維護(hù)繁瑣、使用方式復(fù)雜、消費(fèi)者教育成本高的痛點(diǎn)。

2.??煙支內(nèi)置中心感應(yīng)加熱片型—加強(qiáng)版A

CN 111902055 A（題目為《包括可加熱元件的氣溶膠生成制品》，尚在實(shí)質(zhì)審查過程中）公開了具有前部塞的內(nèi)置中心感應(yīng)加熱片型煙支，其煙支結(jié)構(gòu)圖如下：?

?其特點(diǎn)在于，在氣溶膠形成基質(zhì)段14的上游又增設(shè)了過濾段元件12（也可以看作是前部塞12），該前部塞的作用在于防止感受器材料15的遠(yuǎn)端直接暴露在外而在煙支儲運(yùn)中發(fā)生移動和變形。該煙支在使用時連同該前部塞一起插入煙具中。此外，前部塞12的內(nèi)周表面30和外周表面28上還可以設(shè)置鋁箔，該鋁箔同樣能在電磁線圈中被感應(yīng)加熱，防止氣溶膠在前部塞內(nèi)被冷凝。此外，筆者預(yù)計，若該前部塞構(gòu)成氣流通道的一部分，則該鋁箔還可以預(yù)熱空氣的作用。

3.??煙支內(nèi)置中心感應(yīng)加熱片型—加強(qiáng)版B

CN110602955A（題目為《優(yōu)化了基質(zhì)使用的氣溶膠生成制品、裝置和系統(tǒng)》，尚在實(shí)質(zhì)審查過程中）公開了具有橢圓形橫截面的發(fā)煙基質(zhì)芯的內(nèi)置中心感應(yīng)加熱片型煙支，其煙支的發(fā)煙段的立體視圖和橫截面圖如下：

該煙支特點(diǎn)在于發(fā)現(xiàn)了條帶形感受器元件的有效溫度場實(shí)際上是編號11所示的橢圓形區(qū)域，故將發(fā)煙基質(zhì)芯10也設(shè)定成橢圓形以與該有效溫度場相適應(yīng)，既充分受熱又避免發(fā)煙材料的浪費(fèi)。但橢圓柱形煙支不方便插入煙具使用，故用內(nèi)橫截面為橢圓形的填料套筒20將煙支外形“補(bǔ)齊”為圓柱形，使其可通配使用并符合消費(fèi)者對煙支的傳統(tǒng)形狀認(rèn)知。套筒20內(nèi)表面22和發(fā)煙基質(zhì)芯10的外表面11之間可以完全吻合（上圖左），也可以不完全吻合以便留有間隙（上圖右）作為氣流通道，間隙大小可調(diào)節(jié)以便調(diào)節(jié)吸阻。

4.??煙支內(nèi)置中心感應(yīng)加熱片型—加強(qiáng)版C

CN108882752A（題目為《氣溶膠生成制品》，目前尚在實(shí)質(zhì)審查中）還進(jìn)一步公開感受器片體（下圖中的感受器材料25）兩側(cè)面上還可以涂覆氣溶膠形成基質(zhì)涂層21，用于在加熱初期快速發(fā)煙，且公開了主體發(fā)煙材料可以是煙草塊（下圖中的氣溶膠形成基質(zhì)塊體22），有別于煙草薄片或煙絲，煙草塊具有整體性且便于固定感受器材料。

5.??煙支內(nèi)分散有電磁顆粒型

CN106455714B（題目為《包含磁性顆粒的氣溶膠形成制品》，當(dāng)前法律狀態(tài)為授權(quán)）公開了另一種電磁加熱煙支結(jié)構(gòu)，如下圖所示：

其中22表示磁性顆粒，24為發(fā)煙段。?CN105307516B（題目為《可感應(yīng)加熱的煙草產(chǎn)品》，當(dāng)前法律狀態(tài)為授權(quán)）也公開了包含磁性顆粒10和煙草微粒11的發(fā)煙材料段

1，結(jié)構(gòu)如下圖所示：

由于磁性顆粒均勻分布，故加熱也更加均勻。

6.??煙支內(nèi)置筒狀電磁感應(yīng)體型

CN108348004A（題目是《氣溶膠生成制品和其方法；氣溶膠生成裝置和系統(tǒng)》）公開了又一種電磁加熱煙支結(jié)構(gòu)，如下圖所示：

這樣的煙支呈圓筒狀，不太符合消費(fèi)者對于傳統(tǒng)煙支的形狀認(rèn)知。

7.??核殼顆粒型煙支

CN108135275A（題目為《氣溶膠生成制品、氣溶膠生成團(tuán)塊、氣溶膠生成團(tuán)塊的形成方法和包括氣溶膠生成團(tuán)塊的氣溶膠生成系統(tǒng)》，目前尚在實(shí)質(zhì)審查中）公開了這樣的煙支結(jié)構(gòu)：

其特點(diǎn)是以感受器顆粒為核，以氣溶膠形成基材為殼，構(gòu)成核殼結(jié)構(gòu)的發(fā)煙顆粒，然后將眾多核殼結(jié)構(gòu)發(fā)煙顆粒灌裝到煙支中。這本質(zhì)上也是中心加熱，只不過中心加熱分散到每個發(fā)煙顆粒內(nèi)部來進(jìn)行，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計從微觀層面確保了加熱的均勻性。

8.??組合型

例如以上（1）煙支內(nèi)置中心感應(yīng)加熱片型和（5）煙支內(nèi)分散有電磁顆粒型完全可以組合在一起而并存，例如WO2018/178217A1所示，其中中心感應(yīng)加熱片10和電磁顆粒20并存于發(fā)煙材料段中：

?? ?

以上幾種電磁加熱煙支結(jié)構(gòu)僅僅是PMI專利中提到的幾種，技術(shù)上各有千秋。那么，8月17日即將在日本上市的ILUMA煙支，究竟是哪一種呢？讓我們拭目以待。

4、其他信息佐證——關(guān)于ILUMA煙支

1.PMI CEO的講話

2021年2月中旬菲莫國際（PMI）投資大會線上直播會上，PMI的首席運(yùn)營官杰克·奧爾扎克(Jacek Olczak，現(xiàn)已升任CEO)的講話，也透露出很多有價值的信息，其中有幾句話很關(guān)鍵：?

原文：Andre obviously is the master father of this innovation. This was his idea to put the inductions into?the most micro dimensions?ever seen in the history.?譯文：Andre顯然是這項技術(shù)革新的始祖。把電磁技術(shù)應(yīng)用到有史以來最微觀的維度是出自他的想法。?

原文：Let me move to IQOS ILUMA. So here is IQOS ILUMA. It's the next-generation of IQOS heat-not-burn. In my opinion, and you know that I am a very, very, very good user of current IQOS, this is really amazing. This is truly amazing proposition. If a new word was to be invented to describe what it is,?the word would be revolution. Trust me, this is really revolutionary what we are bringing to the market.?This is still internal heating?but provides the optimum taste and satisfaction, however, delivered via?SmartcoreTM?induction internal heating technology.?譯文：讓我們回到IQOS ILUMA。這是IQOS ILUMA，下一代IQOS加熱不燃燒。在我看來，你知道我是當(dāng)前 IQOS 的一個非常非常非常好的用戶，這真的很棒。這真是一個了不起的提議。?如果要發(fā)明一個新詞來描述它是什么，這個詞將是“革命”。相信我，這真的是我們帶給市場的革命性產(chǎn)品。?這仍然是內(nèi)部加熱，但通過?SmartcoreTM?感應(yīng)內(nèi)部加熱技術(shù)提供最佳口味和滿意度。（以上中文為筆者翻譯，內(nèi)容請以英文為準(zhǔn)，下同）?注意其中黃色字體部分，以及關(guān)鍵詞“最微觀維度”、“革命”、“core”，如果PMI該現(xiàn)任CEO不是信口開河或故意放煙霧彈的話，這說明磁性顆粒分散加熱技術(shù)，可能會是其將來電磁加熱煙支（也許不是第一代，而是在更遠(yuǎn)的將來）要實(shí)際采用的技術(shù)，那么上述CN108135275A?所示的核殼顆粒型煙支可能性大增。畢竟，該專利才能同時匹配“最微觀維度”和 “core”?這兩個技術(shù)關(guān)鍵詞。以及只有該專利才在技術(shù)進(jìn)化脈絡(luò)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其余電磁加熱煙支專利，配得上“革命”這么偉大的評價。

而“Smart”這個關(guān)鍵詞，是否也暗示著將來電磁顆粒核既用來電磁加熱，又用來根據(jù)其自身特定電磁特性來做煙支識別呢？筆者僅僅是大膽推測，最終還讓時間揭曉答案吧。

2.其他零散報道信息當(dāng)前最有可能的是，第一代ILUMA煙支使用如CN109890233A、CN106255429A、CN108882752A、CN 111902055A所示的內(nèi)置中心電磁感應(yīng)片的四段式煙支結(jié)構(gòu)，畢竟，這樣的煙支結(jié)構(gòu)最成熟，最容易實(shí)現(xiàn)，且與當(dāng)前IQOS產(chǎn)品的四段式煙支最相似，具有技術(shù)繼承性，用戶切換成本更低，是最可能的首發(fā)形態(tài)（當(dāng)然不排除未來針對消費(fèi)者體驗還會進(jìn)行升級迭代）。

巧合的是，就在本文完稿當(dāng)天，筆者有幸收到某業(yè)內(nèi)專家分享的公眾號文章[3]，其中給出了據(jù)稱為ILUMA煙支TEREA的附圖。該圖片清晰顯示了中心加熱鋁箔片和前部塞，如下圖方框所示。若此圖內(nèi)容為真，則首發(fā)亮相的ILUMA煙支無疑最應(yīng)該對應(yīng)著CN 111902055A。

圖片來自公眾號：加熱不燃燒資訊分享與產(chǎn)業(yè)觀察?

?5、擴(kuò)展——關(guān)于ILUMA煙支識別機(jī)制

煙支識別機(jī)制是《拆解報告》中未曾提到的，但在PMI首席運(yùn)營官的上述講話中，以大量篇幅強(qiáng)調(diào)了ILUMA的煙支識別技術(shù)，見下面黃色字體部分：?

原文：It offers self-activation after stick insertion with?stick recognition technology. Remember, we got these questions from you some investors days ago when we ever developed the stick recognition technology.?Here we are,?here IQOS brings it to the interplay.?譯文：煙支識別技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)器具的自我激活。記得當(dāng)初大家問過我們關(guān)于煙支識別技術(shù)的問題，現(xiàn)在新的IQOS ILUMA搭載了這項技術(shù)?

原文：You will have what Andre called?the susceptor, which is specially designed, developed, manufactured, obviously, with the very low tolerances piece of a metal, if you like, but I oversimplify this whole thing.?It's a very sophisticated process, but I will not describe it. The reality is the --?when you introduce the HTU in the holder, then the holder recognizes the specific profile of that susceptor and therefore the HTU. So no other product will work in this device?because the susceptor has a very specific characteristic?that operates in certain temperatures obviously to avoid combustion, and that's the whole secret, if you wish, of the whole innovation.?So competitive products will not operate. If we take an IQOS blade product, like the ones we have today, the HTUs, they will not work with that device.??譯文：你可以像剛才Andre一樣稱之為“感應(yīng)器”，它是一個特殊設(shè)計的、開發(fā)的、生產(chǎn)的，公差范圍極低的金屬片（針）。這是一個非常復(fù)雜的過程，我不會詳細(xì)描述。現(xiàn)實(shí)情況是，如果你把耗材放進(jìn)機(jī)器中，機(jī)器會識別出耗材中“感應(yīng)器”的詳細(xì)屬性（身份），進(jìn)而識別出是不是正確的煙支。因此其他的耗材行不通是因為這個“感應(yīng)器”擁有非常特定的特性，它可以在特定的溫度中工作但顯然不會燃燒，這就是所有的創(chuàng)新秘密。所以競爭對手的煙支和目前iqos的煙支是沒辦法匹配ILUMA的。

關(guān)于煙支識別專利，因時間原因，筆者未經(jīng)詳細(xì)專題檢索，本文僅提供平時閱讀PMI專利時發(fā)現(xiàn)的蛛絲馬跡，供感興趣的讀者順藤摸瓜：

CN106455714A，第0005段、0009、0011和0039段，均提到了通過檢測磁性顆粒的特定居里溫度來檢測煙支的存在并判斷煙支類型，尤其是0005段末句提到“本發(fā)明的目的是提供改良的氣溶膠生成制品，以及包括檢測器的電操作式吸煙系統(tǒng)，所述檢測器對吸煙者提供另外的功能性并且增加生產(chǎn)偽造制品的難度。”這也與前述關(guān)鍵詞“Smart”暗中相呼應(yīng)。

尾言

1、由于沒有ILUMA產(chǎn)品（煙具和煙支）實(shí)物，本文無法進(jìn)行系統(tǒng)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶＠麢z索，故全面性、準(zhǔn)確性、針對性均無法保證；本文僅是筆者根據(jù)自身經(jīng)驗積累并結(jié)合各方面零散信息而盡最大努力進(jìn)行的推測，錯誤或疏漏再所難免；

2、已知產(chǎn)品，求其專利，本身就是一件很難的事情；更何況ILUMA產(chǎn)品目前還未知（僅有疑似煙具實(shí)物，煙支則連疑似實(shí)物都沒有，只有網(wǎng)傳圖片，以及據(jù)傳2021年8月17日就要在日本公布），求其專利，則更加困難，只能綜合各方面蛛絲馬跡來推測，錯誤或疏漏再所難免。

3、因時間原因，筆者只提及PMI中文專利，并未或很少涉及英文專利，局限性再所難免。不過，這些中文專利可供感興趣的讀者順藤摸瓜去查找相關(guān)英文專利。

4、本文旨在拋磚引玉，HNB領(lǐng)域藏龍臥虎，歡迎專業(yè)人士指出本文錯誤或提供更多技術(shù)或產(chǎn)品信息，以便筆者及時修正錯誤，彌補(bǔ)疏漏，找到真正與ILUMA對應(yīng)的專利。