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2023年细分领域的美国专利发展态势——人工智能专利大幅增长
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█武汉大学科教管理与评价研究中心 陈立新 张琳 黄颖
微信号：13592308169
第二部分 2023年美国发明专利统计分析报告13 美国专利各类别和领域的发展状况
13.2 细分领域的美国专利发展态势
虽然IPC是国际通用的专利分类号，但是随着某类技术的快速发展，使得该类发明数量暴增，导致IPC分类号下这些类别的专利数量特别巨大，造成了不同IPC小类下专利数量多寡不均的现象。结合中国、美国、欧洲等各专利局的具体情况，本报告将某些专利数量特别多的小类进行拆分和细化，或将同一部类下专利数量特别少的小类进行合并，重新划分了50个技术细分领域的类别。一项专利可能会涉及到多个技术领域，平均涉及2个技术领域。
IPC共分为8个部。A部为人类生活必需，本报告将其划分为5个技术领域：农业（1）、生活（2）、医学诊断（3）、治疗（4）、药品（5）。B部为作业和运输，划分为6个技术领域：分离与混合（6）、金属成型（7）、非金属成型（8）、车辆（9）、航空（10）、物流（9）。C部为化学，划分为5个技术领域：材料化学（12）、化工（13）、有机化学（14）、高分子（15）、生物化学（16）。D部为纺织和造纸，本报告将其归为一个技术领域（17）。E部为固定建筑物，也归为一个技术领域（18）。F部为机械工程，划分为：发动机（19）、一般机械（20）、制冷（21）。
G部为物理，包含一般物理和计算机两个方面，专利数量较多，划分了17个技术领域。一般物理包括6个领域：一般测量（22）、材料测试（23）、光电测量（24）、光学（25）、控制（26）、显示（27）。计算机包括3个硬件领域：核心部件（28）、一般部件（29）、接口（30）；还包括8个软件领域：安全（31）、数据库（32）、计算机应用（33）、辅助设计（34）、人工智能（35）、数据识别（36）、图像处理（37）、管理系统（38）。
H部为电学，包含电子电气方面和电通信方面，各有6个技术领域。电子电气方面包括：电气元件（39）、发电（40）、电池（41）、半导体制造（42）、半导体元件（43）、集成电路（44）。电通信方面包括：传输系统（45）、数字传输（46）、交换网络（47）、网络协议（48）、无线网络（49）、电视电话（50）。
表13.2-1 美国专利技术细分领域的数量分布
技术领域 | 2023 | 2021 | 2020 | 2019 | 2018 | 2017 | 2016 | 2015 | |
1 | 农业与食品 | 8108 | 8373 | 8655 | 9380 | 9468 | 8491 | 8508 | 7870 |
2 | 生活与运动用品 | 12817 | 13259 | 13965 | 15374 | 15894 | 13765 | 14118 | 13017 |
3 | 医学诊断与外科 | 14988 | 15234 | 15856 | 17137 | 17295 | 13660 | 13812 | 12367 |
4 | 医疗与护理 | 15564 | 15806 | 16582 | 17829 | 18241 | 15140 | 15836 | 14809 |
5 | 药品与化妆品 | 11552 | 12938 | 14500 | 15117 | 14689 | 13627 | 14330 | 13209 |
6 | 分离与混合加工 | 11116 | 11681 | 12620 | 14043 | 14121 | 12443 | 12800 | 11848 |
7 | 金属成型加工 | 9933 | 10120 | 10193 | 11341 | 11371 | 9531 | 9604 | 8575 |
8 | 非金属成型加工 | 9917 | 10118 | 10845 | 11700 | 11251 | 9312 | 8866 | 8109 |
9 | 一般车辆 | 18686 | 19368 | 18545 | 20208 | 20351 | 17190 | 16876 | 14874 |
10 | 铁路船舶与航空 | 6113 | 5967 | 5974 | 6813 | 6307 | 5157 | 4983 | 4071 |
11 | 包装与储运 | 7691 | 8085 | 8549 | 9365 | 9762 | 8504 | 8539 | 7889 |
12 | 材料化学与纳米 | 9371 | 9543 | 9945 | 11594 | 12153 | 10609 | 11636 | 10930 |
13 | 化工 | 7801 | 8449 | 9424 | 10653 | 10846 | 10038 | 9850 | 9193 |
14 | 有机化学 | 9656 | 10520 | 12028 | 13182 | 13553 | 12889 | 13735 | 13615 |
15 | 有机高分子 | 6324 | 6304 | 7153 | 8183 | 8005 | 7220 | 7597 | 7386 |
16 | 生物化学 | 7142 | 7732 | 8344 | 8934 | 8858 | 8542 | 8525 | 8020 |
17 | 纺织与印刷 | 5345 | 5579 | 6035 | 6722 | 6853 | 6107 | 6338 | 6563 |
18 | 建筑与采矿 | 10765 | 10816 | 11227 | 12829 | 13425 | 11198 | 10983 | 10084 |
19 | 发动机与泵 | 8910 | 10603 | 11285 | 13027 | 13518 | 11801 | 11381 | 9643 |
20 | 一般机械与武器 | 12042 | 12948 | 14171 | 16158 | 16824 | 14363 | 14753 | 13291 |
21 | 制冷制热与照明 | 9248 | 10007 | 10473 | 12589 | 13439 | 10976 | 10481 | 9125 |
22 | 物理测量 | 11221 | 11844 | 12107 | 13860 | 15075 | 12239 | 12559 | 10912 |
23 | 材料测试 | 8957 | 9576 | 10183 | 11590 | 11743 | 10303 | 10301 | 9243 |
24 | 光电测量与核物理 | 11878 | 12131 | 12303 | 13677 | 13706 | 11315 | 11685 | 10467 |
25 | 光学与摄影 | 15532 | 16636 | 17748 | 20907 | 21935 | 18098 | 18555 | 18037 |
26 | 物理信号与控制 | 15900 | 16395 | 17010 | 19062 | 18964 | 16026 | 14886 | 12366 |
27 | 显示展示与声学 | 11150 | 11815 | 12125 | 13346 | 13301 | 10757 | 10932 | 9795 |
28 | 计算机核心部件 | 15270 | 16298 | 17322 | 18534 | 17648 | 15839 | 18449 | 19530 |
29 | 计算机一般部件 | 18268 | 16857 | 18294 | 20818 | 21844 | 20037 | 22216 | 22683 |
30 | 计算机接口 | 16892 | 17942 | 19405 | 22044 | 21842 | 17638 | 16348 | 14670 |
31 | 计算机安全 | 7210 | 7232 | 7488 | 7893 | 7402 | 5811 | 6037 | 5750 |
32 | 数据库与信息检索 | 14068 | 14906 | 15125 | 14769 | 13978 | 10580 | 10997 | 10549 |
33 | 计算机应用与软件 | 13542 | 13403 | 13339 | 13502 | 13149 | 9086 | 8200 | 7714 |
34 | 计算机辅助设计 | 2286 | 2154 | 2359 | 2641 | 2786 | 1791 | 1898 | 1744 |
35 | 人工智能 | 15384 | 13614 | 10239 | 7686 | 4572 | 1814 | 1591 | 1465 |
36 | 数据与图像识别 | 14399 | 15217 | 14429 | 14454 | 12673 | 10512 | 10168 | 9301 |
37 | 图像处理 | 13200 | 13281 | 13666 | 14019 | 12304 | 9221 | 8576 | 7500 |
38 | 管理系统与电商 | 14528 | 14621 | 15299 | 15901 | 14969 | 10390 | 10178 | 8163 |
39 | 电气元件与电路 | 24431 | 26303 | 27949 | 32943 | 34424 | 29058 | 31088 | 30104 |
40 | 发电与输变电 | 11610 | 12498 | 12675 | 13884 | 15135 | 13215 | 13190 | 11416 |
41 | 电池 | 5405 | 5587 | 5476 | 6107 | 5702 | 4879 | 4951 | 4344 |
42 | 半导体制造 | 8786 | 9194 | 10212 | 11905 | 12148 | 11223 | 12347 | 12342 |
43 | 半导体元器件 | 18518 | 18114 | 19002 | 21833 | 22059 | 20040 | 21497 | 21181 |
44 | 半导体集成电路 | 7019 | 9686 | 10127 | 11522 | 11089 | 9261 | 9643 | 8848 |
45 | 通信传输系统 | 8784 | 9583 | 10381 | 12352 | 13395 | 12351 | 12898 | 11922 |
46 | 数字信息传输 | 8059 | 8357 | 10190 | 11227 | 11040 | 9355 | 9542 | 8797 |
47 | 数据交换网络 | 9613 | 10479 | 13119 | 15007 | 15041 | 12918 | 12809 | 11508 |
48 | 网络协议 | 20913 | 22064 | 21953 | 24394 | 23790 | 19363 | 18995 | 15957 |
49 | 无线通信网络 | 20814 | 21342 | 21708 | 23847 | 23750 | 20631 | 20665 | 18353 |
50 | 广播电视与电话 | 21098 | 22145 | 23353 | 27878 | 28489 | 25667 | 26982 | 25444 |
2023年，美国授权专利数量较多的领域包括：电气元件与电路、广播电视与电话、网络协议、无线通信网络、一般车辆、半导体元器件、计算机一般部件、计算机接口、物理信号与控制、医疗与护理、光学与摄影、人工智能、计算机核心部件，这些领域的专利数量均超过1.5万项。大部分的美国授权专利属于G部物理和H部电学，信息技术是美国专利研发的主要方向。
与上一年相比，2023年只有人工智能、计算机一般部件、计算机辅助设计、铁路船舶与航空、半导体元器件、计算机应用与软件、有机高分子领域的美国专利增长率为正值。从长期（2014-2023年）来看，人工智能、图像处理、网络协议、铁路船舶与航空、管理系统与电商、数据库与信息检索、计算机安全、无线通信网络、半导体集成电路、一般车辆、计算机应用与软件、计算机接口等领域的专利数量增长较多。其中，人工智能领域的年增长率高达39%。而通信传输系统、有机化学、计算机一般部件、纺织与印刷、计算机核心部件、药品与化妆品、半导体制造、生物化学、广播电视与电话领域专利数量的年均增长率为负值，表明这些领域的技术发展在美国出现了停滞和衰落。
图13.2-1 近年来美国发明专利各领域的数量增长情况
图13.2-2 近年美国发明专利在各领域的数量占比（占该年美国全部发明专利的比例）
https://blog.sciencenet.cn/blog-681765-1507873.html
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