陈立新 张琳 黄颖：中美欧日韩五局专利报告1857.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 2020年美国发明专利统计分析报告

20 美国专利数据统计分析的结论和讨论

20.1 美国专利技术竞争的重点和热点

从美国专利数据的统计结果来看，专利技术的发展主要集中在通信、计算机和电子技术方面，即信息技术方面，重点是通信技术、计算技术、半导体技术，IPC分类号对应为G06F、H04L、H01L、H04W。

2020年，美国在数据处理（G06F）小类上共授权专利62511项，占总授权量的18%，是专利数量第1多的小类。数据处理（G06F）小类属于计算机技术的主要部分，其包括计算机接口、控制器和运算器CPU、计算机一般零部件、计算机应用与软件工程、计算机安全，还包括计算机模式体系架构的一部分。不包括数据识别、图像处理、电子商务和管理系统、信息存储。美国在数据处理（G06F）小类上获得了3万多项专利，占该小类专利总量的64%。中国在该小类获得专利权3193项。日本和韩国获得的专利均高于我国，但是韩国的专利发明数量低于我国。在数据处理（G06F）小类上获得专授权最多的公司是IBM公司，其次是微软和三星公司。

2020年，美国专利商标局在数字信息传输（H04L）小类上共授权专利39550项，占总授权量的11%，是专利数量第2多的小类。美国在数字信息传输（H04L）小类上获得了2万多项专利，占该小类专利总量的64%。中国获得专利权2710项。日本和韩国获得的专利权数量均高于我国，但是两国的专利发明数量均低于我国。在数字信息传输（H04L）小类上获得专授权最多的公司是IBM公司，其次是华为和三星公司。

2020年，美国专利商标局在半导体器件（H01L）小类上共授权专利28028项，占总授权量的8%，是专利数量第3多的小类。美国在半导体器件（H01L）小类上获得了7986项专利，占该小类专利总量的29%。中国获得专利权2424项。日本和韩国的专利数量远多于我国。在半导体器件（H01L）小类上获得专授权最多的公司是台积电，其次是IBM和三星公司。

2020年，美国专利商标局在无线通信（H04W）小类上共授权专利23847项，占总授权量的7%，是专利数量第4多的小类。美国在无线通信（H04W）小类上获得了1万多项专利，占该小类专利总量的52%。中国获得专利权2436项。韩国的专利发明数量和获得的专利权数量均多于我国，日本的专利发明数量和获得的专利权数量都少于我国。在无线通信（H04W）小类上获得专授权最多的公司是华为、高通、LG电子、三星、爱立信公司。

从国际专利分类号小类来看，2020年专利增长较快的是化合物或药物制剂（增长了83%）、机器学习等特定计算模型（68%）、医疗信息学（24%）、3D打印（24%）、机器人操纵器（18%）、飞机（17%）、数据识别（14%）、图像处理（14%）、高分子化合物（13%）。值得注意的是机器学习等特定计算模型（G06N）的专利数量从2014年的800项，增长到2020年的7686项，6年增长了19倍。这表明，人工智能和机器学习是当前技术发展的热点。

2020年，美国授权专利主要涉及计算机、通信、电子电气和一般物理4大方面，即G部物理和H部电学。大部分的美国授权专利属于G部物理和H部电学，计算机、通信、电子技术方面的专利占美国授权专利的一半。可见，信息技术是美国专利研发的主要方向。

与上一年相比，2020年在计算机模式体系架构、计算机一般零部件、数据识别、图像处理、铁路船舶和飞行器、控制器和运算器（CPU）、电池、数字信息传输、计算机安全、电子商务和管理系统、药物和家庭日用化学品、半导体组件与集成电路、有机高分子化合物、数据传输控制程序领域，美国专利的增长率达到了27%至21%。计算机模式体系架构主要包括机器学习、人工智能；图像处理和数据识别是人工智能的技术基础，是机器人、无人飞机、无人驾驶汽车的核心技术；数字信息传输、数据传输控制程序是物联网、大数据和云计算的网络技术基础。这表明人工智能、大数据、云计算、物联网技术在2020年有较大的发展。同时，计算机硬件、交通、电动汽车、电子商务、药物、半导体技术也有较大的发展。从近5年整体来看，数据传输控制程序、图像处理、电子商务和管理系统、铁路船舶和飞行器、计算机接口这5个领域，年均复合增长率分别达到了20%、18%、15%、12%、11%，表明信息技术是当前最热门的技术。

2020年，美国专利商标局在电池领域（主要包括干电池、充电电池或蓄电池、燃料电池）共授权专利6107项，增长率高达7%。在这个领域，专利数量最多的机构是LG化学、丰田、三星SDI、现代、三星电子、松下、福特、本田、宁德时代、罗伯特博世。

需要指出的是数据传输控制程序、数据传输控制协议，2个相近的技术领域，涉及云平台、大数据、物联网、互联网和区块链等当前热点技术。特别是数字信息传输中的控制程序领域的专利数量从2015年的5000多项增长至2020年的13000多项，数据传输控制程序成为全世界技术竞争的焦点，是云计算、大数据、物联网和区块链的核心技术基础。在这个领域，专利数量最多的机构是IBM、微软、亚马逊、华为、脸书、谷歌、三星电子、思科、AT&T、英特尔。另外，腾讯也获得了较多的美国授权专利。

另外，计算机模式体系架构领域也需要高度重视。该领域主要包括人工智能等知识和数学模式，还包括通用计算机整机体系和架构，以及新一代生物、量子等计算机体系和架构。2020年，美国专利商标局在该领域共授权专利11610项，增长率达到了惊人的27%。在这个领域，专利数量最多的机构是IBM、微软、谷歌、亚马逊、英特尔、脸书、思科、三星电子、第一资本金融、奥多比公司。另外，华为、腾讯、百度也获得了较多的美国授权专利。

这也说明华为、腾讯、百度已经崭露头角，正在快速进入信息技术领域的核心地带——人工智能、云计算、大数据、物联网、互联网和区块链区域。同时也表明美国在智能制造中的云平台、大数据和物联网环节积累了极大的优势。我国企业需要抓住机遇，力争在新技术迅猛发展的浪潮中迎头赶上。

我国目前要重点布局计算机模式体系架构、数据传输控制程序这2个领域的技术研发，进而推动人工智能、云计算、大数据、物联网、区块链技术的发展，为智能制造提供技术条件。还要大力布局数据识别、图像处理这2个相关和相近的领域，推动人脸识别、无人飞机、自动驾驶等人工智能所必须的视觉技术的发展。同时，要高度重视电池、数字信息传输、计算机安全、电子商务和管理系统、药物和家庭日用化学品、半导体组件与集成电路等领域的专利技术研发。总之，要全面发展信息技术，借助信息技术将我国当前的粗放型生产方式转变为集约型生产方式，早日实现智能制造，尽快迈入发达国家的行列。

致谢

感谢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、大连理工大学丁堃教授对本报告的大力支持与帮助。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。