國家知識產(chǎn)權局：《6G通信技術(shù)專(zhuān)利發(fā)展狀況報告》

  報告對6G通信的總體專(zhuān)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A(yíng)I的空口等關(guān)鍵技術(shù)的專(zhuān)利發(fā)展狀況進(jìn)行解讀，從知識產(chǎn)權角度提出了推動(dòng)6G通信產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展發(fā)展的措施建議。來(lái)自政府主管部門(mén)、通信廠(chǎng)商、運營(yíng)商、科研院校及專(zhuān)業(yè)媒體的代表參加了此次發(fā)布會(huì )。

  一、6G通信概況

  根據移動(dòng)通信的發(fā)展規律，大約每十年會(huì )更新一代移動(dòng)通信系統并且秉承“商用一代，規劃一代”的發(fā)展原則，當前中國乃至全球6G研發(fā)的大幕已經(jīng)拉開(kāi)，均在爭先搶占戰略性的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(shū)《面向6G泛在無(wú)線(xiàn)智能的驅動(dòng)與主要研究挑戰》，對于6G愿景和技術(shù)應用進(jìn)行了系統性展望。美國也從2018年開(kāi)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星互聯(lián)網(wǎng)通信開(kāi)展研究實(shí)踐。韓國將6G超高頻段無(wú)線(xiàn)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)研機構參與的6G技術(shù)研發(fā)IMT-2030推進(jìn)組，并召開(kāi)了多場(chǎng)6G研討會(huì )。通信領(lǐng)域相關(guān)的標準組織ITU和3GPP對于6G相關(guān)標準的制定也給出了計劃時(shí)間表。

  目前對于6G的探討研究仍處于愿景架構階段，希望通過(guò)6G使傳統通信行業(yè)性能大幅提升，與垂直行業(yè)深入融合。未來(lái)6G將具有“智能”驅動(dòng)，“快、準、全”的技術(shù)特性，相關(guān)技術(shù)特性也驅動(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 )架構和空口技術(shù)三個(gè)方面進(jìn)行，業(yè)界普遍認為在太赫茲技術(shù)、空天海地一體化技術(shù)、確定性網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和基于A(yíng)I的空口技術(shù)等6G關(guān)鍵技術(shù)是未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)。

  二、6G通信技術(shù)專(zhuān)利總體狀況

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

  (一)6G通信技術(shù)領(lǐng)域全球專(zhuān)利申請量超過(guò)3.8萬(wàn)項，申請快速增長(cháng)的背后中國貢獻超過(guò)三成，但中國創(chuàng )新主體未占據優(yōu)勢地位。數據顯示，當前6G通信技術(shù)領(lǐng)域全球專(zhuān)利申請總量為3.8萬(wàn)余項，近二十年全球專(zhuān)利申請量總體呈上升趨勢，特別是2011年之后，6G通信技術(shù)相關(guān)專(zhuān)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(zhuān)利申請的主要來(lái)源國，專(zhuān)利申請占比35%(1.3萬(wàn)余項，約合1.58萬(wàn)件)，位居全球首位。從全球各主要國家和地區的申請趨勢來(lái)看，美國、歐洲、日本的專(zhuān)利申請保持平穩，趨勢相對較為平緩，而中國從2009年之后，專(zhuān)利申請量開(kāi)始迅速增加，明顯超過(guò)美國、歐洲、日本和韓國等國家和地區，在全球專(zhuān)利申請中貢獻最大。

  全球申請量排名前十位的申請人中，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 )系統公司、日本NTT公司、美國高通公司和美國衛訊公司，均為專(zhuān)業(yè)的通信廠(chǎng)商和研究機構，中國僅有電子科技大學(xué)這1家高校位列全球申請第八位，國內通信廠(chǎng)商、運營(yíng)商和科研機構缺席。

  (二)中國6G通信領(lǐng)域國內專(zhuān)利申請占比達到80%，國內高校和科研機構是6G創(chuàng )新的引領(lǐng)力量，部分領(lǐng)域已具有先進(jìn)水平。數據顯示，中國1.58余萬(wàn)件專(zhuān)利申請中，80%為國內申請人提交，數量將近1.27萬(wàn)件，而國外來(lái)華專(zhuān)利申請為3100余件，從數量上來(lái)看國內申請占有絕對的主導地位。但同時(shí)我們也注意到，中國高校和科研機構占據6G關(guān)鍵技術(shù)專(zhuān)利申請的前十位，沒(méi)有一家企業(yè)類(lèi)型的創(chuàng )新主體。其中電子科技大學(xué)的專(zhuān)利申請量為294件排名第一，東南大學(xué)和中國電科第五十四研究所緊隨其后，專(zhuān)利申請量分別為187件和175件?？傮w而言，國內高校和科研機構引領(lǐng)6G通信技術(shù)的基礎研發(fā)創(chuàng )新，并在部分領(lǐng)域已經(jīng)領(lǐng)先。比如，在軌道角動(dòng)量技術(shù)、可重構智能表面技術(shù)、星地量子密鑰分發(fā)技術(shù)、通信射頻器件等領(lǐng)域已經(jīng)擁有較強實(shí)力，專(zhuān)利申請布局緊跟科研創(chuàng )新步伐，并積累了一批核心專(zhuān)利。

  三、6G通信關(guān)鍵技術(shù)專(zhuān)利發(fā)展狀況

  報告進(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A(yíng)I的空口技術(shù)等6G通信的四大關(guān)鍵技術(shù)專(zhuān)利發(fā)展狀況進(jìn)行了分析。

  (一)太赫茲技術(shù)涉及太赫茲技術(shù)的全球專(zhuān)利申請總量為7737項，總體呈現增長(cháng)趨勢。來(lái)自中國的太赫茲技術(shù)專(zhuān)利申請最多(3118項，約合3634件)，占全球專(zhuān)利申請總量的40%，美國以1585項位居第二。中國專(zhuān)利申請中以國內申請為主體，申請量為3088件，占比近85%，遠超國外來(lái)華申請量(546件)。國內專(zhuān)利申請集中在四川省、北京市、江蘇省等通信類(lèi)高校集中的省市。全球排名前十位的申請人中，中國申請人占據6家，均為高校和科研機構，其中電子科技大學(xué)和中國計量大學(xué)位列前兩位。太赫茲專(zhuān)利技術(shù)主要集中在大頻段的路徑損耗問(wèn)題方面，解決路徑包括通過(guò)天線(xiàn)技術(shù)如對傳統大規模天線(xiàn)陣列波束賦形方面的性能優(yōu)化，也包括軌道角動(dòng)量技術(shù)和可重構智能表面技術(shù)等新的天線(xiàn)技術(shù)，專(zhuān)利申請的技術(shù)重點(diǎn)包括：大規模天線(xiàn)波束賦形技術(shù)、軌道角動(dòng)量技術(shù)、可重構智能表面技術(shù)。

  (二)空天海地一體化技術(shù)6G通信的重要發(fā)展方向是建構地面通信網(wǎng)絡(luò )、衛星通信網(wǎng)絡(luò )及深海遠洋網(wǎng)絡(luò )融合的實(shí)現空天海地一體化的全球連接。其中衛星通信技術(shù)領(lǐng)域的全球專(zhuān)利申請總量為25509項，來(lái)自中國的專(zhuān)利申請量最多，達到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)，為中國電科集團排名第六，美、日、韓三國企業(yè)類(lèi)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位。同樣，在衛星通信技術(shù)領(lǐng)域，中國的專(zhuān)利申請超過(guò)86%的為國內申請，主要來(lái)自北京、廣東和江蘇等省市，專(zhuān)利申請的技術(shù)重點(diǎn)主要涉及星載天線(xiàn)中的相控陣列天線(xiàn)技術(shù)、星間鏈路中的星間激光鏈路技術(shù)和星地鏈路中的星地量子密鑰分發(fā)技術(shù)。

  (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)代成熟并廣泛應用。確定性網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域全球專(zhuān)利申請總量為1034項，美國在確定性網(wǎng)絡(luò )技術(shù)方面優(yōu)勢明顯，專(zhuān)利申請量最多(573項)，占全球專(zhuān)利申請總量的55%。而中國的確定性網(wǎng)絡(luò )技術(shù)專(zhuān)利申請僅為232項(約合387件)，占全球專(zhuān)利申請總量的23%。全球專(zhuān)利申請人中，企業(yè)申請人占據主導地位，美國的思科和通用電氣分列第一和第三，我國華為位居第二。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)和大規模確定性網(wǎng)絡(luò )架構技術(shù)(DIP)。在時(shí)間敏感性網(wǎng)絡(luò )技術(shù)方面，專(zhuān)利申請人排名前三位是美國思科公司、德國西門(mén)子公司和美國英特爾公司，華為公司位居第四。在大規模確定性網(wǎng)絡(luò )架構技術(shù)方面，美國思科公司、美國通用電氣公司、華為、諾基亞、愛(ài)立信等公司專(zhuān)利申請量排名前列。

  (四)基于A(yíng)I的空口技術(shù)在通信物理層通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸與AI深度學(xué)習相結合是6G的未來(lái)趨勢。當前全球專(zhuān)利申請總量為566項，來(lái)自中國的專(zhuān)利申請最多，占比達到75%，并且近五年來(lái)中國專(zhuān)利申請量持續保持增長(cháng)，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。我國針對鏈路檢測與自適應算法的研究較早，此分支的專(zhuān)利申請量最多?；谖磥?lái)6G網(wǎng)絡(luò )的空口技術(shù)與AI的結合發(fā)展，實(shí)現在所有層上對參數的進(jìn)行快速且細粒度的優(yōu)化，在自適應波形、編解碼以及多址技術(shù)等AI的使用上我國相關(guān)機構也已展開(kāi)研究，并進(jìn)行了專(zhuān)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)勢力量，加強自主知識產(chǎn)權創(chuàng )造和儲備

  中國在6G通信關(guān)鍵技術(shù)的專(zhuān)利申請總量上占優(yōu)，同時(shí)保持逐年增長(cháng)的趨勢，表明我國早已開(kāi)始進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和專(zhuān)利布局，應爭取利用5G上的技術(shù)優(yōu)勢繼續搶占先機。特別是在軌道角動(dòng)量技術(shù)、可重構智能表面技術(shù)、星地量子密鑰分發(fā)技術(shù)、水聲通信技術(shù)和基于A(yíng)I的空口技術(shù)等領(lǐng)域研發(fā)投入較多，應繼續保持良好研發(fā)態(tài)勢，做好技術(shù)儲備和專(zhuān)利布局，爭取更多話(huà)語(yǔ)權。

  (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

  在高空平臺通信、鏈路管理、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)權創(chuàng )造和儲備相對較為薄弱。國內創(chuàng )新主體應多關(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)，同時(shí)要充分利用各國知識產(chǎn)權制度和政策，在研發(fā)和標準制定的同時(shí)制定配套的專(zhuān)利布局策略，加強關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng )新和高價(jià)值專(zhuān)利培育，推動(dòng)標準必要專(zhuān)利布局實(shí)現突破。

  (三)整合國內產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢資源，推動(dòng)專(zhuān)利成果轉化

  在當前復雜的國際環(huán)境形勢下，國內通信產(chǎn)業(yè)應立足雙循環(huán)，加強國內產(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。比如衛星通信技術(shù)作為具有前瞻性、戰略性的空天科技前沿技術(shù)，我國科研院所、大專(zhuān)院校和企業(yè)均有側重，可集中各自的科研力量進(jìn)行資源優(yōu)化配置和共享，推動(dòng)關(guān)鍵共性核心技術(shù)創(chuàng )新和專(zhuān)利成果轉化應用。

  (四)推進(jìn)知識產(chǎn)權領(lǐng)域國際合作，降低技術(shù)依賴(lài)

  通信標準的制定從來(lái)都不是由技術(shù)的先進(jìn)性唯一確定，我國應在處于優(yōu)勢的關(guān)鍵技術(shù)中尋求全地域、全產(chǎn)業(yè)鏈的合作。例如，日本和韓國在6G通信的軌道角動(dòng)量技術(shù)、衛星技術(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(zhuān)利申請均位居前列，具有較強的技術(shù)實(shí)力。建議可與這些國家和企業(yè)開(kāi)展6G通信產(chǎn)業(yè)國際合作，降低歐美技術(shù)依賴(lài)度。

  (五)專(zhuān)利和開(kāi)源相結合，打造良好技術(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)化應用較歐美滯后，目前仍處于產(chǎn)學(xué)研并舉的狀態(tài)。開(kāi)源軟件(OSS)更具創(chuàng )造性、質(zhì)量更好、生產(chǎn)成本更低，開(kāi)源已經(jīng)成為現代組織以及越來(lái)越多的傳統組織構建軟件的方式。建議中國企業(yè)結合6G通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的未來(lái)核心，選擇知識產(chǎn)權保護的形式和內容，在筑牢專(zhuān)利安全的同時(shí)積極參與開(kāi)源發(fā)展，雙輪驅動(dòng)，打牢技術(shù)底座，創(chuàng )造良好的技術(shù)生態(tài)環(huán)境。