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2021年中国在欧专利发明与美国、日本的比较——预计2050年将超越美国，2035年将超越日本
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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
第三部分 2021年欧洲专利统计分析报告
26 中国在欧专利状况
26.1 中国在欧专利发明状况
26.1.2 中国在欧专利发明与美国、日本的比较
尽管中国在2014-2021年间的在欧专利数量翻了二番多，多个技术领域位居前列。但是与美国和日本相比，中国的在欧专利数量并不多。与美国相比，数量差距极大。例如在生活和运动用品领域，2021年中国只是美国在欧专利发明数量的28%，估计还需要10年的追赶时间；是日本的89%，预计还需要1年才有可能赶上。
表26.1.2-1 中国在欧专利发明数量占美国和日本的比例及追赶年限（按发明人统计）
技术领域 | 2021年占比 | 2014年占比 | 年均增长率 | 追赶年限 | |||||||||
美国 | 日本 | 美国 | 日本 | 美国 | 日本 | 中国 | 美国 | 日本 | |||||
1 | 农业和食品 | 9% | 23% | 13% | 20% | 2% | -6% | -4% | +∞ | +∞ | |||
2 | 生活和运动用品 | 28% | 89% | 12% | 19% | 4% | -5% | 18% | 10 | 1 | |||
3 | 医学诊断与外科 | 5% | 26% | 10% | 17% | 17% | -2% | 4% | +∞ | 21 | |||
4 | 医学治疗和护理 | 5% | 27% | 8% | 15% | 11% | -5% | 4% | +∞ | 15 | |||
5 | 药物和家庭日用化学品 | 16% | 72% | 10% | 15% | 6% | -9% | 13% | 26 | 2 | |||
6 | 分离和混合加工作业 | 11% | 21% | 13% | 22% | 3% | 0% | 0% | +∞ | +∞ | |||
7 | 成型加工作业 | 11% | 12% | 11% | 18% | 3% | 8% | 2% | +∞ | +∞ | |||
8 | 一般车辆 | 20% | 10% | 14% | 21% | -4% | 12% | 1% | 28 | +∞ | |||
9 | 铁路、船舶和飞行器 | 11% | 57% | 16% | 27% | 14% | -3% | 7% | +∞ | 5 | |||
10 | 包装和储运 | 15% | 24% | 12% | 20% | -5% | -4% | -2% | +∞ | +∞ | |||
11 | 材料化学与纳米 | 12% | 10% | 10% | 16% | 0% | 10% | 3% | +∞ | +∞ | |||
12 | 化工 | 13% | 19% | 12% | 18% | 3% | 4% | 5% | +∞ | +∞ | |||
13 | 有机化学 | 12% | 47% | 11% | 16% | 4% | -9% | 6% | +∞ | 5 | |||
14 | 有机高分子化合物 | 20% | 16% | 10% | 16% | -2% | 8% | 8% | 16 | +∞ | |||
15 | 生物化学 | 8% | 39% | 10% | 17% | 8% | -7% | 5% | +∞ | 8 | |||
16 | 纺织、造纸和印刷 | 19% | 12% | 13% | 17% | -6% | 5% | -1% | 32 | +∞ | |||
17 | 建筑和采矿 | 17% | 34% | 12% | 18% | -2% | -5% | 3% | 36 | 13 | |||
18 | 发动机和泵 | 7% | 13% | 14% | 19% | 13% | 8% | 2% | +∞ | +∞ | |||
19 | 一般机械和武器 | 13% | 19% | 9% | 15% | 0% | 1% | 5% | 42 | 47 | |||
20 | 照明与制冷制热 | 42% | 36% | 14% | 21% | 2% | 11% | 20% | 5 | 12 | |||
21 | 物理测量 | 14% | 27% | 10% | 14% | 8% | 4% | 14% | 31 | 13 | |||
22 | 材料测试 | 7% | 11% | 8% | 12% | 10% | 7% | 7% | +∞ | +∞ | |||
23 | 光电辐射测量与核物理 | 19% | 37% | 13% | 18% | 8% | 3% | 14% | 27 | 10 | |||
24 | 光学和摄影 | 32% | 23% | 9% | 15% | 3% | 16% | 23% | 6 | 21 | |||
25 | 物理信号和控制 | 20% | 33% | 11% | 19% | 11% | 11% | 21% | 17 | 12 | |||
26 | 显示展示用品和声学 | 41% | 58% | 8% | 11% | 5% | 4% | 32% | 4 | 2 | |||
27 | 计算机接口 | 37% | 74% | 10% | 15% | 22% | 17% | 47% | 4 | 1 | |||
28 | 控制器和运算器CPU | 31% | 259% | 6% | 8% | 31% | 0% | 65% | 4 | -2 | |||
29 | 计算机一般零部件 | 23% | 104% | 9% | 12% | 18% | -1% | 35% | 9 | 0 | |||
30 | 计算机模式体系架构 | 18% | 187% | 0% | 0% | 29% | -6% | -- | 12 | -1 | |||
31 | 计算机应用与软件工程 | 16% | 106% | 8% | 13% | 25% | 1% | 37% | 16 | 0 | |||
32 | 计算机安全 | 28% | 127% | 5% | 9% | 29% | 12% | 64% | 4 | -1 | |||
33 | 数据识别 | 40% | 66% | 12% | 23% | 7% | 9% | 27% | 5 | 3 | |||
34 | 图像处理 | 30% | 41% | 16% | 23% | 13% | 14% | 24% | 12 | 9 | |||
35 | 电子商务和管理系统 | 27% | 108% | 4% | 8% | 16% | 5% | 52% | 4 | 0 | |||
36 | 信息存储 | 17% | 38% | 6% | 9% | -1% | -6% | 14% | 13 | 5 | |||
37 | 电气元件和结构部件 | 35% | 34% | 11% | 16% | 1% | 8% | 20% | 6 | 10 | |||
38 | 半导体制造 | 22% | 27% | 10% | 17% | 9% | 14% | 22% | 12 | 16 | |||
39 | 半导体零配件 | 14% | 15% | 8% | 17% | 16% | 28% | 26% | 21 | +∞ | |||
40 | 半导体元件 | 28% | 26% | 15% | 20% | 3% | 9% | 13% | 14 | 37 | |||
41 | 半导体组件与集成电路 | 47% | 45% | 12% | 15% | 7% | 10% | 30% | 4 | 5 | |||
42 | 电池 | 82% | 45% | 12% | 17% | -3% | 10% | 27% | 1 | 5 | |||
43 | 发电和输变电 | 41% | 34% | 14% | 22% | 6% | 16% | 23% | 6 | 16 | |||
44 | 基本电子电路 | 31% | 67% | 18% | 33% | 5% | 2% | 13% | 15 | 4 | |||
45 | 电热与等离子体 | 31% | 45% | 9% | 14% | -7% | -6% | 11% | 7 | 5 | |||
46 | 通信传输系统 | 53% | 151% | 10% | 15% | 5% | -4% | 34% | 3 | -1 | |||
47 | 数字信息传输 | 84% | 350% | 15% | 18% | 18% | -1% | 51% | 1 | -3 | |||
48 | 数据交换网络 | 54% | 265% | 9% | 15% | 0% | -15% | 29% | 2 | -3 | |||
49 | 数据传输控制协议 | 45% | 498% | 12% | 21% | 13% | -14% | 36% | 4 | -4 | |||
50 | 数据传输控制程序 | 48% | 332% | 7% | 14% | 13% | -6% | 48% | 2 | -3 | |||
51 | 图像通信 | 43% | 40% | 10% | 15% | 10% | 18% | 35% | 4 | 6 | |||
52 | 无线通信网络 | 145% | 280% | 12% | 18% | 8% | 5% | 55% | -1 | -3 | |||
53 | 无线通信业务 | 60% | 208% | 14% | 22% | 20% | 8% | 49% | 2 | -2 | |||
54 | 广播和电话 | 65% | 116% | 11% | 15% | 1% | -2% | 31% | 2 | -1 | |||
注：本表按照第一发明人进行统计。年均增长率指2014-2021年的平均复合增长率。追赶年限指中国的专利数量（暂未包含香港、澳门、台湾地区的专利数据）与其他国家的差距。例如追赶年限为1，则表示1年后有可能实现数量上的赶超；为-1，则表示1年前可能已经实现了数量上的赶超；为+∞则表示其他国家增长速度更快，或与其差距较大，理论上暂时无法在短期内赶超；为-∞则表示在2014年之前已经实现了对其他国家的赶超，理论上对方在短期内不太可能反超。
图26.1.2-1 中国在欧专利发明数量占美国的比例（按发明人统计）
图26.1.2-2 中国在欧专利发明数量占日本的比例（按发明人统计）
2021年，中国在无线通信网络、数字信息传输、电池、广播和电话、无线通信业务、数据交换网络、通信传输系统，共计7个技术领域上达到了美国专利数量的145%到53%。在其他技术领域上均不足美国专利数量的50%，甚至在医学诊断与外科、医学治疗和护理、发动机和泵、材料测试、生物化学、农业和食品，共计6个技术领域上还不足其数量的10%。
虽然美国的专利数量远远多于中国，约为中国的4倍，但是我国的增长速度更快。美国专利数量的年均增长率为9%，我国为28%。我国在45个技术领域上的年均增长速度超过了美国，在9个技术领域上低于美国。预计30年后，即2050年前后我国在欧专利发明总量上有可能追赶上美国。短期内，最有可能实现赶超的是通信技术，2021年在无线通信网络技术上首次赶超美国，实现了零的突破。预计20年后，将会在通信和计算机等方面的20多个技术领域上，中国的专利发明数量超过美国（这些领域的追赶年限绝大部分小于20年）；而在另外20个技术领域上，追赶时间将会超过20年，甚至很多领域会达到50年。例如在农业和食品等16个领域上，美国的年均增长速度比我国更快，目前还难以追赶（这些领域的追赶年限为+∞，理论上表明暂时无法追赶）。
和日本相比，中国的差距依然巨大，日本在欧洲的发明专利数量是中国的两倍多。2021年，中国还有33个技术领域上的专利数量不到日本的一半。特别是在一般车辆、材料化学与纳米、材料测试、成型加工作业、纺织造纸和印刷、发动机和泵、半导体零配件、有机高分子化合物、化工、一般机械和武器，共计10个技术领域上，中国的专利数量为日本的10%至19%。整体而言，中国和日本的差距比较大。
2021年，中国在数据传输控制协议、数字信息传输、数据传输控制程序、无线通信网络、数据交换网络、控制器和运算器CPU、无线通信业务、计算机模式体系架构、通信传输系统、计算机安全、广播和电话、电子商务和管理系统、计算机应用与软件工程、计算机一般零部件，共计14个领域上的专利数量超过日本（这些领域的追赶年限为0或负数，说明我国目前已经或提前数年实现了追赶）。这些领域均属于信息技术方面。在通信的9个技术领域中，有8个技术领域已经超过了日本，仅在图像通信（即电视和摄像技术）领域大幅度落后于日本。而2014年我国在所有的技术领域上均落后于日本，最强的技术领域也只达到了日本的33%。
但是在机械、交通、材料等传统技术方面，包括农业和食品、分离和混合加工作业、成型加工作业、一般车辆、包装和储运、材料化学与纳米、化工、有机高分子化合物、纺织造纸和印刷、发动机和泵、材料测试、半导体零配件、一般机械和武器、半导体元件、医学诊断与外科、光学和摄影等10多个技术领域上，中国还需要20多年甚至更长的追赶时间。
近几年日本专利数量的年均增长率为5%，我国为28%，并且在45个技术领域上的发展速度都超过了日本。按照目前的专利发明增长速度，估计2035年前后有可能追赶上日本，并且在通信和计算机方面将会提前超过日本。
综合来看，日本在半导体技术方面具有强大的优势，并且在机械、交通、材料、化学等传统技术方面也具有长年累积的巨大优势。中国要抓住当前世界技术变革的机遇，争取在新兴技术方面取得突破。因此我国要继续扩大在通信技术方面的领先优势，同时大力加强计算机技术方面的研发。争取在计算机核心硬件和软件方面取得突破，以此带动其他技术领域的发展，早日实现对日本的追赶和超越。
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、大连理工大学丁堃教授、大连理工大学杨中楷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。
如需要中美欧日韩五局及PCT专利数据、专利报告，以及咨询相关专利问题请添加微信号。
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