國家知識產(chǎn)權(quán)局《6G通信技術(shù)專利發(fā)展?fàn)顩r報(bào)告》

2021年4月25日，國家知識產(chǎn)權(quán)局知識產(chǎn)權(quán)發(fā)展研究中心舉辦2021年全國知識產(chǎn)權(quán)宣傳周系列主題活動(dòng)，召開“6G通信產(chǎn)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)研究成果宣講發(fā)布會(huì)”，會(huì)上發(fā)布了《6G通信技術(shù)專利發(fā)展?fàn)顩r報(bào)告》。報(bào)告對6G通信的總體專利狀況以及太赫茲、空天海地一體化、確定性網(wǎng)絡(luò)和基于AI的空口等關(guān)鍵技術(shù)的專利發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行解讀，從知識產(chǎn)權(quán)角度提出了推動(dòng)6G通信產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的措施建議。

中國知識產(chǎn)權(quán)報(bào)劉姝言攝影

一、6G通信概況

根據(jù)移動(dòng)通信的發(fā)展規(guī)律，大約每十年會(huì)更新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)并且秉承“商用一代，規(guī)劃一代”的發(fā)展原則，當(dāng)前中國乃至全球6G研發(fā)的大幕已經(jīng)拉開，均在爭先搶占戰(zhàn)略性的6G技術(shù)高地。擁有諾基亞公司的芬蘭率先發(fā)布了全球首份6G白皮書《面向6G泛在無線智能的驅(qū)動(dòng)與主要研究挑戰(zhàn)》，對于6G愿景和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)性展望。美國也從2018年開始6G研究，前期研究包括對6G芯片的研究，并率先在空天海地一體化通信特別是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信開展研究實(shí)踐。韓國將6G超高頻段無線器件研發(fā)列為“首要”課題。日本則在6G關(guān)鍵性的太赫茲技術(shù)方面已經(jīng)具有一定優(yōu)勢。我國也已經(jīng)全面啟動(dòng)了6G研發(fā)，科技部于2019年11月啟動(dòng)了由37家產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)參與的6G技術(shù)研發(fā)IMT-2030推進(jìn)組，并召開了多場6G研討會(huì)。通信領(lǐng)域相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)組織ITU和3GPP對于6G相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定也給出了計(jì)劃時(shí)間表。

目前對于6G的探討研究仍處于愿景架構(gòu)階段，希望通過6G使傳統(tǒng)通信行業(yè)性能大幅提升，與垂直行業(yè)深入融合。未來6G將具有“智能”驅(qū)動(dòng)，“快、準(zhǔn)、全”的技術(shù)特性，相關(guān)技術(shù)特性也驅(qū)動(dòng)了關(guān)鍵技術(shù)的產(chǎn)生，通信性能提升主要從頻譜資源、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和空口技術(shù)三個(gè)方面進(jìn)行，業(yè)界普遍認(rèn)為在太赫茲技術(shù)、空天海地一體化技術(shù)、確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和基于AI的空口技術(shù)等6G關(guān)鍵技術(shù)是未來發(fā)展重點(diǎn)。

二、6G通信技術(shù)專利總體狀況

報(bào)告從全球和中國兩個(gè)層面對6G通信技術(shù)領(lǐng)域的專利總體狀況進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)：

(一)6G通信技術(shù)領(lǐng)域全球?qū)＠暾埩砍^3.8萬項(xiàng)，申請快速增長的背后中國貢獻(xiàn)率超過三成。

數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前6G通信技術(shù)領(lǐng)域全球?qū)＠暾埧偭繛?.8萬余項(xiàng)，近二十年全球?qū)＠暾埩靠傮w呈上升趨勢，特別是2011年之后，6G通信技術(shù)相關(guān)專利年申請量大幅增加，增速明顯提高。中國是6G通信技術(shù)專利申請的主要來源國，專利申請占比35%(1.3萬余項(xiàng))，位居全球首位。從全球各主要國家和地區(qū)的申請趨勢來看，美國、歐洲、日本的專利申請保持平穩(wěn)，趨勢相對較為平緩，而中國從2009年之后，專利申請量開始迅速增加，明顯超過美國、歐洲、日本和韓國等國家和地區(qū)，在全球?qū)＠暾堉胸暙I(xiàn)率最大。

(二)全球6G通信技術(shù)創(chuàng)新國外企業(yè)走在前列，我國以高校和科研機(jī)構(gòu)作為6G創(chuàng)新的主要力量。

全球?qū)＠暾埩颗琶笆坏纳暾埲酥?，日本、美國和韓國均有3家, 依次是日本NEC公司、韓國大宇通信公司、日本三菱電子公司、韓國電信研究院、韓國三星電子、美國修斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司、日本NTT公司、美國高通公司和美國衛(wèi)訊公司，中國電子科技大學(xué)位列全球?qū)＠暾埖诎宋?。從中國專利申請來看，國?nèi)高校和科研機(jī)構(gòu)占據(jù)6G通信技術(shù)專利申請的前十位，高校和科研機(jī)構(gòu)引領(lǐng)6G通信技術(shù)的基礎(chǔ)研發(fā)，是6G通信技術(shù)創(chuàng)新的主要力量。

三、6G通信關(guān)鍵技術(shù)專利發(fā)展?fàn)顩r

報(bào)告進(jìn)一步針對太赫茲技術(shù)、空天海一體化技術(shù)、確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、基于AI的空口技術(shù)等6G通信的四大關(guān)鍵技術(shù)專利發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了分析。

(一)太赫茲技術(shù)

涉及太赫茲技術(shù)的全球?qū)＠暾埧偭繛?737項(xiàng)，總體呈現(xiàn)增長趨勢。來自中國的太赫茲技術(shù)專利申請最多(3118項(xiàng)，約合3634件)，占全球?qū)＠暾埧偭康?0%，美國以1585項(xiàng)位居第二。中國專利申請中以國內(nèi)申請為主體，申請量為3088件，占比近85%，遠(yuǎn)超國外來華申請量(546件)。全球排名前十位的申請人中，中國申請人占據(jù)6家，均為高校和科研機(jī)構(gòu)，其中電子科技大學(xué)和中國計(jì)量大學(xué)位列前兩位。

(二)空天海地一體化技術(shù)

6G通信的重要發(fā)展方向是建構(gòu)地面通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)及深海遠(yuǎn)洋網(wǎng)絡(luò)融合的實(shí)現(xiàn)空天海地一體化的全球連接。其中衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠暾埧偭繛?5509項(xiàng)，來自中國的專利申請量最多，達(dá)到9159件，占比31%。但是全球前十位申請人中僅有1家中國企業(yè)，美日韓三國企業(yè)類型的申請人位列前茅，其中日本NEC公司、韓國大宇通信公司、日本三菱電子公司排名前三。同樣，在衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，中國專利申請超過86%的為國內(nèi)申請，主要來自北京、廣東和江蘇等省市。

(三)確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

高可靠、低時(shí)延的確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將在6G時(shí)代成熟并廣泛應(yīng)用。確定性網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域全球?qū)＠暾埧偭繛?034項(xiàng)，美國在確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面優(yōu)勢明顯，專利申請量最多(573項(xiàng))，占全球?qū)＠暾埧偭康?5%。而中國的確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專利申請僅為232項(xiàng)(約合387件)，占全球?qū)＠暾埧偭康?3%。全球?qū)＠暾埲酥?，企業(yè)申請人占據(jù)主導(dǎo)地位，美國的思科和通用電氣位居前列。確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)包括時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(TSN)和大規(guī)模確定性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)(DIP)。在時(shí)間敏感性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面，專利申請人排名前三位是美國思科公司、德國西門子公司和美國英特爾公司。在大規(guī)模確定性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)方面，美國思科公司、美國通用電氣公司、諾基亞、愛立信等公司申請量排名前列。

(四)基于AI的空口技術(shù)

在通信物理層通過無線傳輸與AI深度學(xué)習(xí)相結(jié)合是6G的未來趨勢。當(dāng)前全球?qū)＠暾埧偭繛?66項(xiàng)，來自中國的專利申請最多，占比達(dá)到75%，并且近五年來中國專利申請量持續(xù)保持增長，年申請量一直保持在全球第一。中國申請人仍以高校和科研院所為主，其中東南大學(xué)、中國電子科技大學(xué)、南京郵電大學(xué)排列前三位?；谖磥?G網(wǎng)絡(luò)的空口技術(shù)與AI的結(jié)合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)在所有層上對參數(shù)的進(jìn)行快速且細(xì)粒度的優(yōu)化，在自適應(yīng)波形、編解碼以及多址技術(shù)等AI的使用上我國相關(guān)機(jī)構(gòu)也已展開研究，并進(jìn)行了專利布局。

四、對6G通信發(fā)展的幾點(diǎn)建議

(一)發(fā)揮自身優(yōu)勢，加強(qiáng)自主知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造和布局儲(chǔ)備

中國在6G通信關(guān)鍵技術(shù)的專利申請總量上占優(yōu)，同時(shí)保持逐年增長的趨勢，表明我國早已開始進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和專利布局，應(yīng)爭取利用5G上的技術(shù)優(yōu)勢繼續(xù)搶占先機(jī)，繼續(xù)保持良好研發(fā)態(tài)勢，做好技術(shù)儲(chǔ)備和專利布局。

(二)關(guān)注國外先發(fā)優(yōu)勢技術(shù)，深挖自身潛在研發(fā)實(shí)力

在確定性網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)方面，中國的起步較晚，自主知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造和儲(chǔ)備相對較為薄弱。國內(nèi)創(chuàng)新主體應(yīng)多關(guān)注國外先發(fā)優(yōu)勢技術(shù)，深挖自身潛力同步加緊技術(shù)研發(fā)實(shí)現(xiàn)突破，同時(shí)要充分利用各國知識產(chǎn)權(quán)制度和政策，在研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定的同時(shí)制定配套的專利布局策略，加強(qiáng)高價(jià)值專利培育。

(三)整合國內(nèi)產(chǎn)學(xué)研優(yōu)質(zhì)資源，推動(dòng)專利成果轉(zhuǎn)化

在當(dāng)前復(fù)雜的國際環(huán)境形勢下，國內(nèi)通信產(chǎn)業(yè)應(yīng)立足雙循環(huán)，加強(qiáng)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈合作，整合優(yōu)勢資源，嘗試推動(dòng)龍頭企業(yè)、高校和科研院所有效合作，集中我國科研院所、大專院校和企業(yè)的科研力量進(jìn)行資源優(yōu)化配置和共享，推動(dòng)關(guān)鍵共性技術(shù)創(chuàng)新和專利成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

(四)推進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域國際合作，降低技術(shù)依賴度

日本和韓國在6G通信的軌道角動(dòng)量技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、高空平臺通信等關(guān)鍵技術(shù)方面具有一定優(yōu)勢，日本的NTT公司、NEC公司、三菱公司、軟銀公司和韓國的大宇通信公司等企業(yè)專利申請均位居前列，具有較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力。建議可與這些國家和企業(yè)開展6G通信產(chǎn)業(yè)國際合作，降低歐美技術(shù)依賴度。

(五)專利和開源相結(jié)合，打造良好的技術(shù)生態(tài)環(huán)境

以確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為例，中國技術(shù)起步和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用較歐美滯后，目前仍處于產(chǎn)學(xué)研并舉的狀態(tài)。開源軟件(OSS)更具創(chuàng)造性、質(zhì)量更好、生產(chǎn)成本更低，開源已經(jīng)成為現(xiàn)代組織以及越來越多的傳統(tǒng)組織構(gòu)建軟件的方式。建議中國企業(yè)結(jié)合6G通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的未來核心，選擇知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的形式和內(nèi)容，在筑牢專利安全的同時(shí)積極參與開源發(fā)展，構(gòu)建良好的生態(tài)環(huán)境。