報(bào)告對(duì)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(shí)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)展發(fā)展的措施建議。來自政府主管部門、通信廠商、運(yùn)營(yíng)商、科研院校及專業(yè)媒體的代表參加了此次發(fā)布會(huì)。
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(guó)乃至全球6G研發(fā)的大幕已經(jīng)拉開,均在爭(zhēng)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(duì)于6G愿景和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)性展望。美國(guó)也從2018年開始6G研究,前期研究包括對(duì)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(guó)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(shì)。我國(guó)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(chǎng)6G研討會(huì)。通信領(lǐng)域相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)組織ITU和3GPP對(duì)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(duì)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)。
報(bào)告從全球和中國(guó)兩個(gè)層面對(duì)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?qǐng)量超過3.8萬項(xiàng),申請(qǐng)快速增長(zhǎng)的背后中國(guó)貢獻(xiàn)超過三成,但中國(guó)創(chuàng)新主體未占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前6G通信技術(shù)領(lǐng)域全球?qū)@暾?qǐng)總量為3.8萬余項(xiàng),近二十年全球?qū)@暾?qǐng)量總體呈上升趨勢(shì),特別是2011年之后,6G通信技術(shù)相關(guān)專利年申請(qǐng)量大幅增加,增速明顯提高。中國(guó)是6G通信技術(shù)專利申請(qǐng)的主要來源國(guó),專利申請(qǐng)占比35%(1.3萬余項(xiàng),約合1.58萬件),位居全球首位。從全球各主要國(guó)家和地區(qū)的申請(qǐng)趨勢(shì)來看,美國(guó)、歐洲、日本的專利申請(qǐng)保持平穩(wěn),趨勢(shì)相對(duì)較為平緩,而中國(guó)從2009年之后,專利申請(qǐng)量開始迅速增加,明顯超過美國(guó)、歐洲、日本和韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū),在全球?qū)@暾?qǐng)中貢獻(xiàn)最大。
全球申請(qǐng)量排名前十位的申請(qǐng)人中,日本、美國(guó)和韓國(guó)均有3家, 依次是日本NEC公司、韓國(guó)大宇通信公司、日本三菱電子公司、韓國(guó)電信研究院、韓國(guó)三星電子、美國(guó)修斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司、日本NTT公司、美國(guó)高通公司和美國(guó)衛(wèi)訊公司,均為專業(yè)的通信廠商和研究機(jī)構(gòu),中國(guó)僅有電子科技大學(xué)這1家高校位列全球申請(qǐng)第八位,國(guó)內(nèi)通信廠商、運(yùn)營(yíng)商和科研機(jī)構(gòu)缺席。
(二)中國(guó)6G通信領(lǐng)域國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)占比達(dá)到80%,國(guó)內(nèi)高校和科研機(jī)構(gòu)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(shù)據(jù)顯示,中國(guó)1.58余萬件專利申請(qǐng)中,80%為國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人提交,數(shù)量將近1.27萬件,而國(guó)外來華專利申請(qǐng)為3100余件,從數(shù)量上來看國(guó)內(nèi)申請(qǐng)占有絕對(duì)的主導(dǎo)地位。但同時(shí)我們也注意到,中國(guó)高校和科研機(jī)構(gòu)占據(jù)6G關(guān)鍵技術(shù)專利申請(qǐng)的前十位,沒有一家企業(yè)類型的創(chuàng)新主體。其中電子科技大學(xué)的專利申請(qǐng)量為294件排名第一,東南大學(xué)和中國(guó)電科第五十四研究所緊隨其后,專利申請(qǐng)量分別為187件和175件??傮w而言,國(guó)內(nèi)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)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(gòu)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(qiáng)實(shí)力,專利申請(qǐng)布局緊跟科研創(chuàng)新步伐,并積累了一批核心專利。
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(duì)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?qǐng)總量為7737項(xiàng),總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。來自中國(guó)的太赫茲技術(shù)專利申請(qǐng)最多(3118項(xiàng),約合3634件),占全球?qū)@暾?qǐng)總量的40%,美國(guó)以1585項(xiàng)位居第二。中國(guó)專利申請(qǐng)中以國(guó)內(nèi)申請(qǐng)為主體,申請(qǐng)量為3088件,占比近85%,遠(yuǎn)超國(guó)外來華申請(qǐng)量(546件)。國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)集中在四川省、北京市、江蘇省等通信類高校集中的省市。全球排名前十位的申請(qǐng)人中,中國(guó)申請(qǐng)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(guó)計(jì)量大學(xué)位列前兩位。太赫茲專利技術(shù)主要集中在大頻段的路徑損耗問題方面,解決路徑包括通過天線技術(shù)如對(duì)傳統(tǒng)大規(guī)模天線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(gòu)智能表面技術(shù)等新的天線技術(shù),專利申請(qǐng)的技術(shù)重點(diǎn)包括:大規(guī)模天線波束賦形技術(shù)、軌道角動(dòng)量技術(shù)、可重構(gòu)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(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?qǐng)總量為25509項(xiàng),來自中國(guó)的專利申請(qǐng)量最多,達(dá)到9159件,占比31%。但是全球前十位申請(qǐng)人中僅有1家中國(guó)企業(yè),為中國(guó)電科集團(tuán)排名第六,美、日、韓三國(guó)企業(yè)類型的申請(qǐng)人位列前茅,其中日本NEC公司、韓國(guó)大宇通信公司、日本三菱電子公司排名前三位。同樣,在衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域,中國(guó)的專利申請(qǐng)超過86%的為國(guó)內(nèi)申請(qǐng),主要來自北京、廣東和江蘇等省市,專利申請(qǐng)的技術(shù)重點(diǎn)主要涉及星載天線中的相控陣列天線技術(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(yīng)用。確定性網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域全球?qū)@暾?qǐng)總量為1034項(xiàng),美國(guó)在確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面優(yōu)勢(shì)明顯,專利申請(qǐng)量最多(573項(xiàng)),占全球?qū)@暾?qǐng)總量的55%。而中國(guó)的確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專利申請(qǐng)僅為232項(xiàng)(約合387件),占全球?qū)@暾?qǐng)總量的23%。全球?qū)@暾?qǐng)人中,企業(yè)申請(qǐng)人占據(jù)主導(dǎo)地位,美國(guó)的思科和通用電氣分列第一和第三,我國(guó)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(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(qǐng)人排名前三位是美國(guó)思科公司、德國(guó)西門子公司和美國(guó)英特爾公司,華為公司位居第四。在大規(guī)模確定性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)方面,美國(guó)思科公司、美國(guó)通用電氣公司、華為、諾基亞、愛立信等公司專利申請(qǐng)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(shì)。當(dāng)前全球?qū)@暾?qǐng)總量為566項(xiàng),來自中國(guó)的專利申請(qǐng)最多,占比達(dá)到75%,并且近五年來中國(guó)專利申請(qǐng)量持續(xù)保持增長(zhǎng),年申請(qǐng)量一直保持在全球第一。中國(guó)申請(qǐng)人仍以高校和科研院所為主,其中東南大學(xué)、中國(guó)電子科技大學(xué)、南京郵電大學(xué)排列前三位。我國(guó)針對(duì)鏈路檢測(cè)與自適應(yīng)算法的研究較早,此分支的專利申請(qǐng)量最多?;谖磥?A href="http://m.huaquanjd.cn/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=6G&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">6G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(duì)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(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)也已展開研究,并進(jìn)行了專利布局。
(一)發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)力量,加強(qiáng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造和儲(chǔ)備
中國(guó)在6G通信關(guān)鍵技術(shù)的專利申請(qǐng)總量上占優(yōu),同時(shí)保持逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì),表明我國(guó)早已開始進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和專利布局,應(yīng)爭(zhēng)取利用5G上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)繼續(xù)搶占先機(jī)。特別是在軌道角動(dòng)量技術(shù)、可重構(gòu)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AI的空口技術(shù)等領(lǐng)域研發(fā)投入較多,應(yīng)繼續(xù)保持良好研發(fā)態(tài)勢(shì),做好技術(shù)儲(chǔ)備和專利布局,爭(zhēng)取更多話語權(quán)。
(二)關(guān)注國(guó)外先發(fā)優(yōu)勢(shì)技術(shù),深挖自身潛在研發(fā)實(shí)力
在高空平臺(tái)通信、鏈路管理、確定性網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)方面,中國(guó)的起步較晚,自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造和儲(chǔ)備相對(duì)較為薄弱。國(guó)內(nèi)創(chuàng)新主體應(yīng)多關(guān)注國(guó)外先發(fā)優(yōu)勢(shì)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(guó)知識(shí)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)關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新和高價(jià)值專利培育,推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)必要專利布局實(shí)現(xiàn)突破。
(三)整合國(guó)內(nèi)產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢(shì)資源,推動(dòng)專利成果轉(zhuǎn)化
在當(dāng)前復(fù)雜的國(guó)際環(huán)境形勢(shì)下,國(guó)內(nèi)通信產(chǎn)業(yè)應(yīng)立足雙循環(huán),加強(qiáng)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈合作,整合優(yōu)勢(shì)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(wèi)星通信技術(shù)作為具有前瞻性、戰(zhàn)略性的空天科技前沿技術(shù),我國(guó)科研院所、大專院校和企業(yè)均有側(cè)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)新和專利成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。
(四)推進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域國(guó)際合作,降低技術(shù)依賴
通信標(biāo)準(zhǔn)的制定從來都不是由技術(shù)的先進(jìn)性唯一確定,我國(guó)應(yīng)在處于優(yōu)勢(shì)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(guó)在6G通信的軌道角動(dòng)量技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、高空平臺(tái)通信等關(guān)鍵技術(shù)方面具有一定優(yōu)勢(shì),日本的NTT公司、NEC公司、三菱公司、軟銀公司和韓國(guó)的大宇通信公司等企業(yè)專利申請(qǐng)均位居前列,具有較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力。建議可與這些國(guó)家和企業(yè)開展6G通信產(chǎn)業(yè)國(guó)際合作,降低歐美技術(shù)依賴度。
(五)專利和開源相結(jié)合,打造良好技術(shù)生態(tài)環(huán)境
以確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為例,中國(guó)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(guó)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(shí)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,雙輪驅(qū)動(dòng),打牢技術(shù)底座,創(chuàng)造良好的技術(shù)生態(tài)環(huán)境。