陈立新 张琳 黄颖：中美欧日韩五局专利报告3480.docx

█武汉大学科教管理与评价研究中心 陈立新 张琳 黄颖

第二部分 2022年美国发明专利统计分析报告

14 世界主要国家在美专利的技术领域分布与竞争状况

14.1 主要国家在美专利发明的技术领域分布情况

14.1.1 主要国家在美专利发明的整体概况

从发明人的国家来看，自然是来自美国的专利发明最多，因此在数量上美国领先的技术领域也最多。在50个技术领域中，美国有47个技术领域的专利发明数量列第1名；仅在3个领域，即半导体集成电路领域落后于韩国，在光学和摄影、电池领域上的专利发明数量少于日本。日本在上述2个领域上的专利发明数量列第1名，在农业与食品等34个技术领域上列第2名，在医疗与护理等5个技术领域上列第3名。

表14.1.1-1 2022年主要国家的专利发明在各技术领域的分布（按发明人统计）

注：本表数据仅统计了第一发明人的所属国家的专利技术领域分布。中国的数据暂未包含香港、澳门、台湾地区的专利。

中国在美发明人专利数量列第2名的有12个领域：药品与化妆品、有机化学、显示展示与声学、数据库与信息检索、计算机辅助设计、人工智能、半导体集成电路、通信传输系统、数字信息传输、数据交换网络、网络协议、无线通信网络。列第3名的有16个领域：农业与食品、生活与运动用品、分离与混合加工、生物化学、建筑与采矿、制冷制热与照明、光学与摄影、计算机核心部件、计算机一般部件、计算机安全、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、电气元件与电路、发电与输变电。列第4名的有14个领域：金属成型加工、包装与储运、材料化学与纳米、化工、一般机械与武器、物理测量、材料测试、光电测量与核物理、物理信号与控制、计算机接口、电池、半导体制造、半导体元器件、广播电视与电话。列第5名的有7个领域：医学诊断与外科、医疗与护理、非金属成型加工、一般车辆、铁路船舶与航空、有机高分子、纺织与印刷。列第7名的有1个领域：发动机与泵。

韩国在半导体集成电路领域上的专利数量列第1名，在计算机一般部件领域上列第2名，在材料化学与纳米等12个领域上列第3名。

德国在医疗与护理领域上的专利发明数量列第2名，在医学诊断与外科等12个技术领域上列第3名。

另外，法国在铁路船舶与航空领域上的专利发明数量列第3名。印度在数据库与信息检索、人工智能、数据交换网络、网络协议，共4个领域上的专利发明数量列第3名，可见印度在计算机、互联网和人工智能领域有较强的研发能力。

表14.1.1-2 2022年各国的领域排名汇总（按发明人统计）

从发明人的国家来看，2022年美国在50个技术领域上处于前3的位置，在绝大部分技术领域上美国都是第1名，美国是专利发明的第1梯队。

日本在41个技术领域上处于前3的位置，在绝大部分技术领域上日本占据了第2名的位置，日本是专利发明的第2梯队。

中国在28个技术领域上处于前3的位置，是专利发明的第3梯队。

韩国在14个技术领域上处于前3的位置，德国在13个领域上处于前3的位置，韩国、德国是专利发明的第4梯队。

另外，印度在4个技术领域上处于第3名，法国在1个技术领域上处于第3名，印度、法国是专利发明的第5梯队。

14.1.2 美国在本国专利发明的技术领域分布状况与竞争态势

美国的优势领域是：管理系统与电商、数据库与信息检索、医疗与护理、医学诊断与外科、生活与运动用品、计算机应用与软件、网络协议、计算机安全、人工智能、生物化学、建筑与采矿、药品与化妆品、农业与食品、数据交换网络、铁路船舶与航空、计算机辅助设计、物理信号与控制、计算机核心部件、计算机一般部件。在这19个领域，美国的专利数量占总量的50%以上。

相对来说，美国的劣势领域是：半导体集成电路、半导体元器件、半导体制造、电池、光学与摄影、纺织与印刷、有机高分子、电气元件与电路、发电与输变电、显示展示与声学、材料化学与纳米、一般车辆、数字信息传输、金属成型加工。在这14个技术领域，美国的专利数量所占比例低于40%。整体来看，美国的专利发明的优势主要汇聚在计算机、通信和医疗技术等方面，半导体技术是其劣势方面。

图14.1.2-1 2022年美国的专利发明在50个技术领域的占比（按发明人统计）

14.1.3 日本在美专利发明的技术领域分布状况与竞争态势

日本最具优势的领域是：纺织与印刷、电池、光学与摄影、一般车辆、有机高分子、材料化学与纳米、金属成型加工、发电与输变电、电气元件与电路、半导体制造、广播电视与电话、半导体元器件、非金属成型加工、半导体集成电路、发动机与泵、化工、物理测量。在这17个领域，日本的专利发明数量所占比例超过15%。

日本相对劣势的技术领域包括：数据库与信息检索、医疗与护理、网络协议、药品与化妆品、管理系统与电商、数据交换网络、人工智能、计算机安全、农业与食品、计算机辅助设计、建筑与采矿、生活与运动用品、计算机应用与软件、生物化学、铁路船舶与航空。在这15个领域，日本的专利发明数量所占比例低于7%。可见，日本的专利发明主要分布在光学、电子电气和材料技术等方面，而在通信、医药、计算机技术等方面相对弱一些。

图14.1.3-1 2022年日本的专利发明在50个技术领域的占比（按发明人统计）

14.1.4 中国在美专利发明的技术领域分布状况与竞争态势

中国最具优势的发明领域是：数字信息传输、半导体集成电路、显示展示与声学、无线通信网络、半导体元器件、光学与摄影、通信传输系统、数据与图像识别、制冷制热与照明。在这9个领域，中国的专利数量（暂未包含香港、澳门、台湾地区的专利）占比超过10%。

中国的劣势领域包括：医疗与护理、医学诊断与外科、发动机与泵、一般车辆、纺织与印刷、包装与储运、非金属成型加工、管理系统与电商、一般机械与武器。在这9个领域，中国的专利数量占比低于5%。中国的在美专利发明主要分布在通信、半导体、液晶面板技术方面，而在医疗、发动机、机械等传统技术方面相对落后。

图14.1.4-1 2022年中国的专利发明在50个技术领域的占比（按发明人统计）

14.1.5 韩国在美专利发明的技术领域分布状况与竞争态势

韩国最具优势的发明领域是：半导体集成电路、电池、半导体元器件、显示展示与声学、数字信息传输、计算机接口、半导体制造、无线通信网络、广播电视与电话、制冷制热与照明、有机高分子、光学与摄影、电气元件与电路、通信传输系统、计算机一般部件、一般车辆。在这16个领域，韩国的专利发明数量所占比例超过8%。

韩国的劣势领域主要包括：铁路船舶与航空、数据库与信息检索、包装与储运、管理系统与电商、建筑与采矿、医疗与护理、计算机应用与软件、农业与食品、医学诊断与外科。在这9个领域，韩国的专利发明数量所占比例低于3%。韩国是典型的科技创新型国家，其专利发明主要分布在半导体、通信等新兴技术方面，而在交通、电子商务、农业和医疗等技术方面相对落后一些。

图14.1.5-1 2022年韩国的专利发明在50个技术领域的占比（按发明人统计）

14.1.6 德国在美专利发明的技术领域分布状况与竞争态势

德国最具优势的发明领域是：一般车辆、一般机械与武器、金属成型加工、发动机与泵、非金属成型加工、光电测量与核物理。在这6个领域，德国的专利发明数量占比超过8%。

德国的劣势领域包括：半导体集成电路、管理系统与电商、计算机接口、半导体制造、人工智能、计算机核心部件、计算机一般部件、显示展示与声学、网络协议、广播电视与电话、无线通信网络、数据交换网络、计算机应用与软件、数字信息传输。在这14个领域，德国的专利发明数量占比低于3%。与韩国不同，德国是老牌技术强国，其专利发明主要分布在车辆、发动机、机械等传统技术方面，而在通信和计算机等新兴技术方面处于劣势。

图14.1.6-1 2022年德国的专利发明在50个技术领域的占比（按发明人统计）

14.2 主要国家在美获得专利情况和领域竞争态势

14.2.1 主要国家在美获得专利的整体概况

上文从专利发明人的所属国家分析了各国专利的技术领域分布状况。而从专利权利人的所属国家来看，所得结论大致相同，但有一些差异。

从权利人的国家来看，自然是美国获得的专利最多，因此在数量上美国领先的技术领域也最多。在50个技术领域中，美国有48个技术领域的专利数量列第1名；仅在2个领域，即在半导体集成电路领域上获得的专利数量少于韩国、在电池领域上少于日本。

日本在在电池领域上获得的专利数量列第1名，在农业和食品等42个技术领域上列第2名，在有机化学等3个技术领域上列第3名。

表14.2.1-1 2022年主要国家在美专利的技术领域分布（按权利人统计）

注：本表数据仅统计了第一权利人的所属国家的专利技术领域分布。中国的数据暂未包含香港、澳门、台湾地区的专利。

中国在数据交换网络、数字信息传输、无线通信网络、显示展示与声学、有机化学，共5个领域上获得的专利数量列第2名；在半导体集成电路、材料化学与纳米、发电与输变电、分离与混合加工、管理系统与电商、光学与摄影、计算机安全、计算机辅助设计、计算机应用与软件、建筑与采矿、农业与食品、人工智能、生活与运动用品、生物化学、数据库与信息检索、数据与图像识别、通信传输系统、图像处理、网络协议、物理信号与控制、药品与化妆品、制冷制热与照明，共22个技术领域上列第3名；在半导体元器件、半导体制造、包装与储运、材料测试、电池、电气元件与电路、光电测量与核物理、广播电视与电话、计算机核心部件、计算机接口、计算机一般部件、金属成型加工、物理测量、一般机械与武器，共14个技术领域上列第4名；在纺织与印刷、非金属成型加工、化工、铁路船舶与航空、一般车辆、医疗与护理、医学诊断与外科、有机高分子，共8个技术领域上列第5名；在发动机与泵技术领域上列第7名。

韩国在半导体集成电路领域上获得的专利数量列第1名，在计算机一般部件领域上获得的专利数量列第2名，在化工等13个技术领域上列第3名。

德国在医疗与护理等10个技术领域上获得的专利数量列第3名。另外，法国在铁路船舶与航空领域上获得的专利数量列第3名，瑞士在医学诊断与外科领域上获得的专利数量列第3名。

表14.2.1-2 2022年各国的领域排名汇总（按权利人统计）

从专利权利人的国家来看，2022年美国在48个技术领域上获得的专利数量处于第1的位置，在所有技术领域上都处于前3的位置，美国是专利持有的第1梯队。

日本在46个技术领域上处于前3的位置，是专利持有的第2梯队。

中国在27个技术领域上处于前3的位置，是专利持有的第3梯队。

韩国在15个技术领域上处于前3的位置，德国在10个技术领域上处于前3的位置，韩国和德国是专利持有的第4梯队。

另外，法国在1个技术领域上处于第3名，瑞士在1个技术领域上处于第3名，法国、瑞士是专利持有的第5梯队。

按照专利权利人统计，美国、日本、韩国获得的专利比其发明的专利更多一些，在各领域的竞争力更强一些；而中国和德国正好相反，获得的专利比其发明的专利更少一些，在各领域的竞争力更弱一些。

上述现象表明美国、日本、韩国可能在海外建有研发中心，或者雇佣外国人从事研发，或者在国外出资赞助甚至购买发明，使得该国家的企业或个人获得的专利数量超过了其本国人发明的专利数量。美国、日本、韩国的企业通过在国外的研发（或者在境外出资、赞助，甚至购买技术发明）实现了专利持有上的增加，可以认为美国、日本、韩国是专利的净增国（顺差）。而中国和德国发明人（或者是居住在中国和德国的发明人，或者是外企员工）做出的技术发明被让渡或转让给其他国家的企业或个人，从而中国和德国获得的专利数量减少，是专利的净减国（逆差）。总之，中国和德国让渡了很多技术发明权利——知识产权流失，而美国、日本、韩国受让（或接受）了很多的专利权——知识产权流入。

14.2.2 美国在本国持有专利的技术领域分布状况与竞争态势

按照发明人的所属国家统计，2022年美国的专利为141766项；而按照专利权人的所属国家统计，美国为153174项，多出了11498项。简言之。即美国持有的专利比其发明的专利多出了8%。专利权是一种（知识）产权，发明人可以让渡或转让给其他人。

表14.2.2-1 2022年美国专利的发明人-权利人转换情况

注：流入某国指专利发明人来自其他国家（如印度），但是专利权归该国（如美国）。中国的数据暂未包含香港、澳门、台湾地区的专利。

其中，在印度的所有专利发明中，有67%的专利权被发明人让渡给美国的企业。简言之，在印度人（或印度居住的人）做出的100项发明中，有67项的专利权归美国所有，有15项归其他国家所有，只有18项归印度本国所有。很多跨国公司在印度都设有研发中心，如苹果、英特尔、推特、思科、华为、通用、福特、飞利浦、巴斯夫。显然，印度已经成为全球的技术研发中心。

以色列可以称得上是仅次于印度的第二大全球技术研发中心。在以色列的所有专利发明中，有33%的专利权被发明人让渡给美国的企业。

中国也是很多世界跨国公司建立全球研发中心的首选之地。中国有5%的专利权让渡给美国。德国为6%，英国为19%，加拿大为18%。美国企业通过建立全球研发中心等方式，每年从其他国家得到了1万多项专利，其中从印度得到了约4000项专利。

2022年，全球有3.5%的专利权让渡给了美国，美国从境外总计得到了1万多项专利，极大地增强了美国的技术实力。

美国的跨国公司在全球广泛设立了研发机构，汇集了全球的技术精英进行专利研发，以确保其世界技术领先的地位。美国通过专利权的控制，加强了其在计算机、通信领域的技术领先地位。

图14.2.2-1 2022年美国专利在50个技术领域的分布（发明人和权利人对比）

14.2.3 日本在美持有专利的技术领域分布状况与竞争态势

专利权是一种（知识）产权，发明人可以让渡或转让给其他人。2022年，有1362项美国发明人的专利让渡给日本，但是有1155项日本发明人的专利让渡给了美国，净流入日本207项。英国有287项专利发明净流入到日本，中国为207项，德国为78项。2022年，全球有800项专利发明净流入日本，增强了日本的技术实力。

表14.2.3-1 2022年日本专利的发明人-权利人转换情况

注：流入某国指专利发明人来自其他国家（如印度），但是专利权归该国（如美国）。中国的数据暂未包含香港、澳门、台湾地区的专利。

图14.2.3-1 2022年日本专利在50个技术领域的分布（发明人和权利人对比）

14.2.4 韩国在美持有专利的技术领域分布状况与竞争态势

专利权是一种（知识）产权，发明人可以让渡或转让给其他人。2022年，美国发明的专利有705项让渡给韩国，有303项韩国专利发明让渡给了美国，净流入韩国402项。印度有209项专利发明净流入到韩国，中国为59项。2022年，全球有817项专利发明净流入韩国，增强了韩国的技术实力。

表14.2.4-1 2022年韩国专利的发明人-权利人转换情况

注：流入某国指专利发明人来自其他国家（如印度），但是专利权归该国（如美国）。中国的数据暂未包含香港、澳门、台湾地区的专利。

图14.2.4-1 2022年韩国专利在50个技术领域的分布（发明人和权利人对比）

14.2.5 中国在美持有专利的技术领域分布状况与竞争态势

专利权是一种（知识）产权，发明人可以让渡或转让给其他人。2022年，美国发明的专利有813项让渡给中国，但是有2076项中国专利发明让渡给了美国，即有1263项专利从中国净流入美国。另外，有257项专利从中国净流入新加坡，有207项专利从中国净流入日本，有59项专利从中国净流入韩国。

表14.2.5-1 2022年中国专利的发明人-权利人转换情况

注：流入某国指专利发明人来自其他国家（如印度），但是专利权归该国（如美国）。中国的数据暂未包含香港、澳门、台湾地区的专利。

2022年，共有2025项专利发明从中国净流入其他国家。这主要是因为中国拥有大量的理工类科技人才，并且人力成本较低，很多跨国企业在中国上海、北京等地设立了研发中心，这些国外的在华研发机构为其贡献了大量的专利。我国的企业也应该向华为公司一样走出去建立海外研发中心，充分利用全球人才促进我国的技术发展。另外，国内某些企业的总部或控股公司建在境外（如开曼群岛），也造成了中国专利权数量的减少。

图14.2.5-1 2022年中国专利在50个技术领域的分布（发明人和权利人对比）

14.2.6 德国在美持有专利的技术领域分布状况与竞争态势

专利权是一种（知识）产权，发明人可以让渡或转让给其他人。2022年，美国发明的专利有856项让渡给德国，但是有1778项德国专利发明让渡给了美国，即有922项专利发明从德国净流入美国。另外，有247项专利发明从德国净流入荷兰，有235项专利发明从德国净流入瑞士，有101项专利发明从德国净流入瑞典，有78项专利发明从德国净流入日本。

2022年，共有1254项专利发明从德国净流入其他国家。但是，对英国、印度等国家来说是个例外，这些国家对德国贡献了大量的专利权，即净流入德国。

表14.2.6-1 2022年德国专利的发明人-权利人转换情况

注：流入某国指专利发明人来自其他国家（如印度），但是专利权归该国（如美国）。中国的数据暂未包含香港、澳门、台湾地区的专利。

图14.2.6-1 2022年德国专利在50个技术领域的分布（发明人和权利人对比）

14.3 主要国家在美专利的竞争态势

美国是世界排名第1的技术强国，属于典型的专利发明输入国。整体来看，美国的专利发明的优势主要汇聚在计算机、互联网、人工智能、通信和医疗技术等方面，半导体、光学、电池技术是其劣势方面。

日本是世界排名第2的技术强国。当然利用美国专利局的数据做比较对日本来说非常不公平，因为任何国家在其本国获得的专利数量都会远远多于其他国家。事实上，日本在专利技术上具有非常强的实力，其专利发明主要分布在电子、电气、电池、汽车和材料技术方面，而在通信技术、医药技术、计算机、互联网技术等方面相对弱一些。

中国是世界排名第3的技术强国。整体来看，中国的在美专利发明主要分布在通信、液晶面板、计算网络和人工智能等技术方面，而在半导体制造、医疗、发动机、机械等技术方面相对落后。中国专利技术发展迅速，先后超越了德国、韩国，未来10年将会超越日本，位列世界第2大技术强国。

韩国是世界排名第4的技术强国。韩国是典型的科技创新型国家，其专利发明主要分布在半导体、通信等新兴技术方面，而在交通、电子商务、人工智能、互联网、农业、建筑和医药等技术领域相对落后一些。

德国是世界排名第5的技术强国。与韩国不同，德国是老牌技术强国，其专利发明主要分布在车辆、发动机、机械等传统技术方面，而在通信、计算机、互联网、人工智能等新兴技术方面处于劣势。

总体来看，虽然各国在美获得的专利权数量与专利的发明数量存在一些变动，但是各国在各个技术领域的优势和劣势等整体趋势并没有发生比较大的改变。从专利发明人和权利人的所属国家来看，美国在所有技术领域上的专利数量排名均处于前3位，属于第1梯队。日本在绝大部分技术领域上居前3位，属于第2梯队。中国在通信、计算机、人工智能、互联网等方面有20多个领域位居前3位，在专利技术上属于第3梯队。韩国在计算机和通信等方面有优势，有10多个领域位居前3位；德国在医疗、机械制造等方面有10多个领域位居前3位；韩国、德国在专利研发上属于第4梯队。法国、印度、瑞士有少量的技术领域位居前3位，在专利技术上属于第4梯队。

表14.3-1 2022年各国在50个技术领域上的排名汇总

注：I、II、III表示某国在某领域的专利数量列第1、2、3位。

致谢

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。