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陈立新 张琳 黄颖:中美欧日韩五局专利报告3476.docx
█武汉大学科教管理与评价研究中心 陈立新 张琳 黄颖
2022年,国家知识产权局公开授权发明专利总计798400项,比2021年增长了14.7%,2011-2022年的平均增长率为15.5%。
从世界各国和地区来看,2022年共有90多个国家和地区(的机构或个人)获得了中国国家专利(中国局专利)。其中,中国(的机构或个人)获得了全部中国局专利的87.1%,日本获得了4.2%,美国获得了3.2%,德国获得了1.4%,韩国为1.3%,法国为0.4%,其他国家和地区的份额较少,总计为2.4%。可见,中国国家专利主要来自国内,国外在华专利不多且在份额上有逐年减少的趋势。2022年,授予国内的发明专利数量比上一年增长了18.7%。另外,授予澳大利亚的中国局专利数量增长了3.3%,日本的在华专利下降了4.5%,美国的在华专利下降了8.4%,德国的在华专利下降了4.3%,韩国的在华专利下降了5.6%,法国的在华专利下降了4.1%。从长期(2011-2022年)来看,国内发明专利的年均增长率为18.6%,日本在华专利增长率为2.8%,美国在华专利增长率为7.5%,德国在华专利增长率为7.4%,韩国在华专利增长率为7.6%,法国在华专利增长率为5.1%。开曼群岛的在华专利增长较快,年均增长率为25.9%。开曼群岛的专利是在开曼群岛注册的公司申请的,但是这些公司在开曼群岛常常并无生产和研发活动。
从国内各省市区来看,2022年广东获得国家专利11万多项,增长11.9%,专利数量列国内第1名。其次是江苏,近9万项,增长29.7%;北京达8万多项,增长11.3%;浙江为6万多项,增长7.9%;山东为4万多项,增长33.9%;上海为3万多项,增长11.9%。湖北、安徽、四川、湖南均超过2万项,陕西、福建、河南、重庆、河北、天津、辽宁均超过1万项。2022年专利数量增长最快的是海南、天津、新疆、河北、黑龙江、山东、四川、湖北,这些省市区的增长率达到了68.8%至30.6%。
我国的珠三角和长三角地区,经济十分发达,当前正处于产业结构优化调整和升级换代的关键时期,专利数量较多,2022年广东的专利为11万多项,江苏的专利为8万多项。相比之下,京津冀地区的专利发展极不平衡:北京的专利数量较多,2022年达到8万多项,而天津和河北的专利数量均较少,各有1万多项。可见天津和河北在专利研发上与广东、江苏相比有明显的差距,其技术创新能力不足。这或许表明河北和天津的产业结构调整和升级转型还有待于进一步深入,其产业的技术含量还需要进一步提高。这也从侧面说明了珠三角、长三角的产业技术含量正在逐年提高,其产业结构调整和升级转型也取得了良好的效果。另外,北京、江苏、浙江与广东的差距也越来越大。2013-2017年,北京的专利数量多于广东,2018年被广东反超。2015年江苏获得的专利数量列国内第一名,2017年被广东超越。2022年广东的专利数量比北京多2万多项,比江苏多2万多项,比浙江多5万多项。
毫无疑问,技术会促进经济的发展。从专利数量上看,2022年广东是国内第一,是江苏的1.3倍,是浙江的1.9倍,预示在未来的经济发展上广东会远远超过江苏和浙江,其GDP将会长期保持国内第一,成为我国经济最发达的省区。江苏和浙江的GDP虽然将会大幅落后于广东,但仍然会是我国经济最发达的省区。2022年,广东、江苏、北京、浙江、山东、上海的专利数量均超过了3万项,总计占国内专利的63%,强大的技术创新能力预示着这些省市将会成为我国经济最发达的地区,属于我国经济发展的核心区和第一梯队。其中,山东的专利数量列国内第5名,是广东的42%,是江苏的55%,是浙江的79%,远远落后于这些地区。山东会成为我国北方的重要工业区,但是其GDP与广东和江苏的差距会越来越大,并且极有可能会被浙江反超。
2022年,湖北、安徽、四川、湖南、陕西、福建、河南、重庆、河北、天津、辽宁获得的发明专利均超过1万项,总计占国内专利的28%,其较强的技术创新能力预示着这些省市将会成为我国经济发展的发达省区,属于我国经济发展的次核心区和第二梯队。湖北的专利数量列国内第7名,专利数量增长较快,其GDP未来将会超过四川和河南。安徽的专利数量大幅增长,发展势头很猛,专利数量列国内第8名,安徽未来会融入长三角经济区,其GDP将会超过湖南、四川和河南。湖北、安徽的技术发展将会带动其经济快速发展,对四川和河南产生极大的竞争压力。四川、湖南、陕西、福建、河南、重庆、河北、天津、辽宁的专利数量均列国内前20名。
2022年,江西、黑龙江、吉林、广西、山西、云南、贵州、甘肃、内蒙古、新疆、海南、宁夏、青海、西藏获得的国家发明专利数量均少于1万项,总计占国内专利的7%。其技术创新能力不足,预示着这些省区将会成为我国的经济落后地区,属于我国经济发展的第三梯队。这些省区的专利数量较少,技术发展相对落后,未来的经济发展只能依靠自然资源、农业以及旅游等服务业。
综上所述,我国的经济发展中心将会逐渐向南向东转移。未来十年,上海、浙江、江苏、安徽组成的新长三角经济区将会成为我国的第一大经济区;广东和福建组成的珠三角以及东南沿海经济区将会成为我国的第二大经济区;山东、北京、河北、天津、辽宁组成的环渤海经济区将会成为我国的第三大经济区;湖北、湖南、江西组成的长江中游经济区将会成为我国的第四大经济区。很明显,珠三角经济区和长三角经济区的发展将会越来越快,会成为我国最重要的两大经济区,而环渤海经济区、中原经济区、成渝经济区则很难发展起来。
从国内机构来看,2022年华为获得了最多的国家发明专利,为5805项,比上一年减少23.9%。其次是腾讯,获得4077项,减少10.1%;中石化为3772项,增长4.5%;浙江大学为3332项,增长17.7%;OPPO获得2876项,减少31.6%;京东方为2748项,减少23.0%。国内专利500强占国内专利的36.8%,表现出逐年下降的趋势,说明我国的专利权人越来越分散。事实正是如此,2020年国家专利局授权专利的权利人(机构或个人)约为10万,2022年约为16万,这说明我国中小企业的技术研发能力越来越强。2022年,国内共有12万多家企业获得了总计44万多项发明专利,占中国内专利的63.9%。其中,前500强企业的专利数量达12万多项,占国内企业的28.3%,可见我国企业的专利数量很不均衡。国内专利数量最多的企业是:华为、腾讯、中石化、OPPO、京东方、格力、浪潮、维沃、中兴、百度。随着我国经济的快速发展,2022年中国大陆地区的世界500强企业已经达到了100多家,其中有不少是科技企业和生产制造企业。然而,令人难以置信的是国内许多著名科技公司和大型生产制造企业没有进入国内专利500强(门槛是2022年获得128项国家发明专利,比上一年提高4项,比2019年提高48项)。这也说明我国的企业只是生产强或者是营业额、营销收入较高,而不是技术强。也有可能是这些企业的技术很强,只是没有或不适合申请专利;或者是这些企业没有重视科技研发。
从国内高校来看,2022年共有约2000所高校获得国家发明专利,总计达17万项,比上一年增加3万项,占国内发明专利总量的25%。2022年,浙江大学获得了最多的国家发明专利,超过3000项。其次是东南大学、电子科技大学、哈尔滨工业大学、清华大学、华南理工大学、西安交通大学、北京航空航天大学、天津大学、山东大学、华中科技大学、中南大学,均超过2000项。2022年获得专利授权最多的前500家国内机构中,高校的数量最多,共计221所,专利总数占500强的55.9%。可见,高校是我国专利研发的重要力量。这也反映出我国相当多的公司和企业目前还不具备进行大规模专利研发所需的技术能力,不具备高水平的科技人才,也不具备高水平的科研环境和技术条件。
从国外机构来看,2022年三星电子株式会社获得了最多的中国局发明专利,其次是丰田自动车株式会社、高通股份有限公司、本田技研工业株式会社、罗伯特博世有限公司、阿里巴巴集团控股有限公司、福特全球技术公司、三菱电机株式会社,其专利数量均超过1000项。2022年,共有1.7万家国外机构在中国局获得10万项发明专利,比上一年略有下降。外国在华发明专利占中国局的比例不断下降,2011年占比为35%,2022年为13%。这说明,有些外国公司因为中国劳动力价格大幅攀升等原因正在退出中国市场而不再在中国大量研发专利或布局专利,也说明国内企业的研发能力不断增强。在前500家国外机构中,有日本机构201家,美国机构106家,德国机构65家,韩国机构24家,法国机构23家,瑞士机构14家,瑞典机构11家,荷兰机构10家,英国机构7家,新加坡机构5家。外国机构主要来自日美德韩法五个国家。
从IPC小类来看,2022年增长较快的是:知识及数学模式计算系统、图像处理、无线电定向或测距、石灰或水泥、数据处理、一般清洁、供电和蓄电、电子商务和管理系统,这些小类的增长率均超过30%,其中知识及数学模式计算系统(人工智能)小类的专利增长率达到了115%。2022年专利数量下降较多的技术小类是:数据识别、图像通信,其中数据识别比上一年下降了6%。
从近几年(2011-2022年)来看,专利数量增长较快的技术小类是:知识及数学模式计算系统、电子商务和管理系统、一般清洁、图像处理、数据识别、供电和蓄电、数据处理、无线电定向或测距、电池,年均增长率均超过20%,其中知识及数学模式计算系统(人工智能)小类的专利年均增长率达到了56%。知识及数学模式计算系统类的专利数量从2011年的193项快速增长至2018年的817项,然后该技术开始爆发, 2019年专利数量倍增至1600项,2020年直接跃升至5200项,2021年翻倍至12265项,2022年倍增至26427项。电子商务和管理系统类的专利数量也大幅增长,2011年的354项快速增长至2014年的403项,2015年该技术开始爆发,从2015的889项翻番至2020年10369项,2022年跃升至19428项,2022年达到25521项。这表明中国的研发正在从传统的原材料、加工制造技术向智能制造和互联网技术转变,开启了中国技术发展的新篇章。
在50个技术领域中,2022年专利数量最多的是:分离与混合加工、金属成型加工、材料化学与纳米、化工、建筑与采矿、电气元件与电路、数据与图像识别、物理测量、农业与食品、材料测试,这些领域的专利数量均超过3万项,其中分离与混合加工领域的专利数量达到5万项。专利数量最少的是:半导体集成电路、计算机安全、数字信息传输、半导体制造,其专利数量均不超过1万项。可见,中国国家专利的技术领域主要涉及加工制造、原材料、化工、建筑、农业等领域。中国国家专利在不同技术领域的数量分布反映了中国专利技术的构成与产业构成是高度吻合的,也反映了中国不同产业的技术发展状况和技术市场的发展状况。
与上一年相比,专利数量大幅增长的技术领域包括:计算机辅助设计、人工智能、计算机应用与软件、数据与图像识别、图像处理、管理系统与电商,这些领域的增长率均超过了30%,其中计算机辅助设计、人工智能领域的专利数量翻了一倍。这表明计算机、人工智能、互联网技术在2022年有较大的发展。
从长期(2011-2022年)来看,增长较快的技术领域包括:人工智能、管理系统与电商、计算机辅助设计、计算机应用与软件、数据与图像识别、计算机安全、图像处理、数据库与信息检索、铁路船舶与航空、电池,年均增长率均超过20%。
综上所述,人工智能、计算机、互联网技术在中国出现了爆发式的增长,开创了中国专利技术发展的新篇章,实现了从传统技术向新兴技术跨越的新时代。
按照第一权利人统计,2022年我国国内的国家发明专利共计688714项(暂未包含香港、澳门和台湾的数据),占中国局专利的份额为86%,专利数量比上一年增长了19%。从专利的技术领域构成来看,中国在分离与混合加工、金属成型加工、材料化学与纳米、建筑与采矿、化工、数据与图像识别领域上获得了大量的专利,均超过3万项。而在半导体集成电路、半导体制造、数字信息传输、计算机安全、计算机接口、医学诊断与外科领域的专利数量较少,均不超过1万项。这反映了当前中国的专利结构是以初级加工制造技术为主。从国内专利数量占中国局的份额来看,中国的专利技术优势领域是:计算机辅助设计、人工智能、数据与图像识别、数据库与信息检索、计算机应用与软件、图像处理、管理系统与电商、建筑与采矿、分离与混合加工,其国内专利份额占92%以上。可见,中国专利技术的优势大都在信息技术领域,尤其是在人工智能等领域居有较强的优势。中国相对劣势的领域为:光学与摄影、一般车辆、半导体制造、发动机与泵、半导体集成电路、半导体元器件、医学诊断与外科,其国内专利份额低于75%。可见,中国专利技术的劣势大都在半导体、医疗、光学和汽车领域。这充分反映了中国目前的产业技术构成状况。总之,我国当前的专利结构是以初级加工制造技术为主,但是从专利的增长来看,计算机、人工智能、互联网技术方面的专利增长最快,这说明我国的产业技术结构正在发生重大转变,正在从传统制造技术向信息技术跃迁,向智能制造转变。
2022年,日本在华获得了33302项专利,占中国局的份额为4%,专利数量比上一年减少5%。日本在华专利最多的机构是丰田自动车株式会社、本田技研工业株式会社、三菱电机株式会社、松下知识产权经营株式会社、佳能株式会社、精工爱普生株式会社、索尼公司、夏普株式会社、株式会社村田制作所、富士胶片株式会社。这些机构主要是汽车和电子电气企业。2022年,日本在华专利最多的技术领域是:一般车辆、电气元件与电路、光学与摄影、材料化学与纳米、有机高分子。这些领域的专利数量均超过2000项。日本的在华专利主要分布在光学、汽车、半导体、电气技术方面,而在人工智能、计算机、互联网技术等方面相对弱一些。
2022年,美国在华获得了25498项专利,占中国局的份额为3%,比上一年减少了8%。美国在华专利最多的机构是:高通股份有限公司、福特全球技术公司、苹果公司、通用电气公司、微软技术许可有限责任公司、通用汽车环球科技运作有限责任公司、英特尔公司。这些机构主要是通信、汽车、互联网、芯片和电子企业。2022年,美国在华专利最多的技术领域是:一般车辆、医疗与护理、电气元件与电路、无线通信网络、广播电视与电话、医学诊断与外科、药品与化妆品、有机化学、分离与混合加工、发动机与泵、生活与运动用品。这些领域的专利数量均超过1000项。美国最具优势的领域是:数字信息传输、医学诊断与外科、医疗与护理、计算机接口、发动机与泵、计算机核心部件、一般车辆、半导体制造、无线通信网络。这些领域的专利占中国局专利份额为10%至6%。可见,美国的在华专利主要分布在医学、半导体、汽车、计算机、通信技术方面。
2022年,德国在华获得了11248项专利,占中国局的份额为1%,比上一年减少了4%。德国在华专利最多的机构是:罗伯特博世有限公司、大众汽车有限公司、宝马股份公司、舍弗勒技术股份两合公司、西门子公司、奥迪股份公司、巴斯夫欧洲公司。这些机构主要是汽车企业。2022年,德国在华专利最多的技术领域是:一般车辆、成型加工作业、一般机械和武器、发动机和泵、电气元件和结构部件、物理测量、发电和输变电、分离和混合加工作业。这些领域的专利数量均超过500项。德国最具优势的领域是:发动机和泵、一般机械和武器、一般车辆、电热与等离子体、电气元件和结构部件。这些领域的专利占中国局专利份额为8%至3%。德国是老牌技术强国,其专利主要布局在机械、汽车、电气等传统技术方面,而在计算机等新兴技术方面处于劣势。
2022年,韩国在华获得了10464项专利,占中国局的份额为1%,比上一年的专利数量下降6%。韩国在华专利最多的机构是:三星电子株式会社、株式会社LG化学、LG电子株式会社、现代自动车株式会社、三星显示有限公司、乐金显示有限公司。这些机构主要是韩国财团下属的电子及汽车企业。2022年,韩国在华专利最多的技术领域是:光学与摄影、电池、广播电视与电话、半导体元器件、显示展示与声学、一般车辆、电气元件与电路、无线通信网络、化工、有机高分子。这些领域的专利数量均超过500项。韩国最具优势的领域是:半导体集成电路、电池、半导体元器件、光学与摄影、显示展示与声学、计算机接口、数字信息传输、广播电视与电话。这些领域的专利占中国局专利份额为8%至3%。韩国是典型的科技创新型国家,其专利主要布局在半导体、光学、电池、显示技术等新兴技术方面,但在人工智能、计算机软件等技术方面相对弱一些。
感谢大连理工大学刘则渊教授、河南师范大学梁立明教授、科技部中国科学技术发展战略研究院武夷山研究员对本报告的支持与帮助。同时,向以不同形式对本报告提出意见和建议的专家学者们表示诚挚的感谢。
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