2018年中国、美国与欧洲发明专利统计分析报告博客版23.docx

2018年中国、美国、欧洲发明专利统计分析报告（第二部分）

中美欧日韩五局专利数据统计分析小组 陈立新 高继平

第二部分 2018年美国发明专利统计分析报告

15 美国专利各领域的发展状况

15.1 不同技术类别的美国专利增长状况

2018年，美国专利涉及的国际专利分类号小类（IPC四位编码）共计631个，但是有203个小类的专利数量不超过100项，而IPC小类G06F（数据处理）的专利数量达到5万多项。

从IPC小类来看，2018年专利增长较快的是医疗信息学、吸烟者用品（涉及电子烟）、3D打印、塑形（涉及3D打印材料）、喷气推进、一般控制系统、汽轮机、非电变量控制系统、非便携式照明装置（涉及光伏）、飞机（包括无人机）、生物或量子等计算机系统、水处理、机器人操纵器、光源的构成（涉及光伏）、供电和蓄电（涉及新能源汽车）、钻探。这些领域的专利数量与2017年相比，增长率超过8%（见表15-1）。

表15-1  18个技术小类（IPC）的增长状况

注：增长率指2017-2018年的增长率，年均增长指2014-2018的年均复合增长率。医学信息学（G16H）是2018年新增的IPC小类号。

从近几年来看，3D打印类的专利数量增长得非常快，3年来增长了31倍，表明这一技术正处于爆发期。照明和光源类的专利数量增长也比较快，4年来增长了5倍，表明光伏技术在经过2015年的爆发式增长之后目前依然处于高速增长期。

2018年专利数量下降最多的技术小类是电话通信和纳米结构，分别比上一年下降了13%和31%。其中纳米类的专利在2015年大幅增长达到顶峰之后，近3年来的专利数量逐年快速下降。这或许是纳米技术的研发遇到了很大的阻碍，或许是没能取得良好的商业应用成果，导致纳米专利成果大幅下降。

15.2 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，但是随着某些技术的快速发展，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IPC小类下的专利数量多寡不均的现象。针对这种情况，本报告将某些专利数量特别多的小类进行拆分和细化，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54个技术细分领域的类别（同时兼顾了美国专利、欧洲专利和中国专利的情况；表15-2）。一项专利可能会涉及到多个技术领域，2018年平均每项美国专利涉及到2个技术领域。

表15-2  技术细分领域的专利数量分布和增长率

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，包括农业（1）、生活用品（2）和医学（3-5）。B部为作业和运输，包括加工作业（6-7）和运输（8-10）。C部为化学，包括材料化学（11）、化工（12）、有机化学（13-14）、生物化学（15）。D部为纺织和造纸，本报告将其归为一个技术领域（16）。E部为固定建筑物，也归为一个技术领域（17）。F部为机械工程，划分为发动机和泵（18）、一般机械和武器（19）、照明和加热（20）3个领域。

G部为物理，H部为电学。这两个部的专利数量特别多，分别划分了16和18个技术领域。G部包含一般物理和计算机两个方面。一般物理包括6个领域：测量（21-23）、光学（24）、控制（25）、公告展示（26）。计算机包括5个硬件领域：接口（27）、CPU（28）、零部件（29）、体系架构（30）、信息存储（36）；还包括5个软件领域：计算机应用（31）、安全（32）、数据识别（33）、图像处理（34）、电子商务和管理系统（35）。

H部电学包含电子电气方面和电通信方面，各有9个技术领域。电子电气方面包括电气元件（37）、电池（42）、发电（43）、电路（44）、电热（45）和半导体（38-41）。电通信方面包括传输系统（46）、数字传输（47）、交换网络（48）、控制协议（49）、控制程序（50）、图像通信（51）、无线网络（52）、无线业务（53）、广播和电话（54）。

2018年，美国授权专利主要涉及计算机、通信、电子电气和一般物理4大方面，即G部物理和H部电学，共占美国授权专利的65%。其中计算机和通信方面占全部美国授权专利的36%。可见，信息技术是专利研发的主要方向。

与上一年相比，2018年在计算机接口、物理信号和控制、图像处理、数据传输控制程序、照明和加热、发动机和泵、铁路船舶和飞行器、数据识别、电子商务和管理系统9个领域中，专利数量有较多的增长（超过2%），这些都是当前快速发展的技术。计算机接口是人机交互和设备互连的桥梁；物理信号和控制技术主要应用于工业自动化和机器人；图像处理和数据识别主要解决机器人视觉问题，是无人飞机和无人驾驶汽车的技术基础；数据传输控制程序是物联网、大数据和云计算的网络技术基础。这表明人工智能（智能制造）、物联网技术在2018年有较大的发展。另外，光伏和太阳能技术（属于照明和加热领域）、交通运输技术也有较大的发展。

2018年，在控制器和运算器（CPU）、计算机体系架构、信息存储、基本电子电路、半导体制造、材料化学与纳米、广播和电话、半导体元件、有机化学、计算机一般零部件、有机高分子化合物11个技术领域，其专利数量有超过5%的下降。其中，CPU、计算机体系架构、信息存储领域的专利下降了15%到12%，表明计算机的核心硬件技术已经接近了上限，在技术上难以突破。但是这是对传统计算机技术来说的。从上一节（表15-1）来看，新一代生物量子等计算机（G06N）的专利数量从2014年的800项，快速增长到2018年的1800多项（2018年增长率为14%，年均复合增长率为23%）。这表明，传统计算机技术正在向新一代生物量子等计算机技术过度。虽然目前传统计算机核心硬件技术和半导体技术的发展遇到了瓶颈期，专利数量大幅下降。但是，在计算机软件和应用技术方面，例如图像处理、数据识别、电子商务和管理系统，这些领域的专利数量仍然在大幅增长。

从五年（2014-2018）整体来看，计算机体系架构、CPU、信息存储、纺织造纸和印刷4个技术领域的专利数量有所下降。其中，计算机体系架构年均下降11%。另一方面，从近五年来看，在数据传输控制程序、图像处理、半导体组件与集成电路、数据传输控制协议、发电和输变电、铁路船舶和飞行器、半导体零配件、计算机接口、照明和加热、数据交换网络、无线通信业务、一般车辆、物理信号和控制、无线通信网络、数字信息传输、化工、计算机安全、材料测试、物理测量、电热与等离子体、发动机和泵、光电辐射测量与核物理、电池、一般机械和武器24个技术领域中，其专利数量有大幅度的增长，年均复合增长率超过了10%。

尤其是在数据传输控制程序、图像处理、半导体组件与集成电路、数据传输控制协议这4个领域，年均复合增长率分别达到了49%、31%、26%和24%。表明通信是当前最热门的技术，数字信息传输中的控制程序和控制协议问题是热点中的热点，是全世界技术竞争的焦点。这两个技术领域，即计算机网络中的数据传输控制技术，是云计算、大数据、物联网和区块链的核心技术基础。

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对本报告的支持、帮助、建议和意见。同时也感谢对本报告做出贡献的一些审阅者和讨论者，包括武汉大学张琳教授、武汉大学黄颖副教授等学者。