5G专利大比拼:华为数量第一,但综合质量却低于英特尔、三星、中兴等

目前5G技术已经成为了全球各国以及众多科技企业争夺的一项关键技术,而衡量一个国家或者企业在5G领域的技术强弱,其所拥有的5G专利数量无疑是一个重要的衡量指标。

不久前,德国的专利数据公司IPlytics发布了一份关于“5G标准专利声明的实情调查”报告。该报告分析了截止2020 年1月1日IPlytics平台所统计的5G标准专利数据(数据基于提交至 ETSI IPR 数据库的声明和在 3GPP 门户网站提交的标准贡献)。经IPlytics授权,芯智讯对这份长达62页的英文报告中的大部分核心内容进行了独家编译。

2017年至2019年期间声明的大多数5G专利数据表明,专利数逐年大幅增加。由于 5G 标准的制定尚未全部完成,预计未来几年还会有更多的专利声明。此外,值得一提的是,声明的5G专利中有24%之前已经声明了4G专利。这表明,一些 4G技术仍然适用于新的5G规 范。

具体厂商方面,截至 2020 年 1 月 1 日,华为 声明了最多的 5G 专利,其次是三星 、中兴、LG、诺基亚、爱立信和高通。所有这些顶级 5G 专利所有人都曾积极参与 4G 标准的制定。不过,本研究也发现了新的参与者,比如中国公司 OPPO、vivo、鸿颖创新、展讯通信 (展锐) 和台湾华硕电脑,在 4G 和 5G 的专利所有人名单中名列前茅。然而,本研究显示,在中国新入围 公司的专利组合中,有较大比例的专利尚未在中国本土提交申请,也尚未获得授权。

一、5G标准总共有95526项5G声明专利,21571个独有专利

根据研究结果表明,与5G标准相关的专利较多。5G标准总共有95526项5G 声明专利,其中细分为 21571个独有专利族。不过,这些专利族中有44%尚未获得授权,并且大多数5G专利也是最近才提交的,因此,可以预计未来几年5G专利授权率将进一步增加。

5G专利分析的数据基于以下标准

该报告统计了截至2020年1月1日在ETSI发布的所有被归类为5G相关专利的专利声明。如果3GPP将专利声明的技术规范(TS)标记为5G技术,则该专利声明被归类为5G相关,这包括为几个标准代标记的规范,例如4G和5G的组合,甚至3G和5G的组合。

另外,如果声明的项目描述包含描述“新无线电”或“5G”的标准项目的信息,则专利声明也被归类为5G相关。

由于跨标准代际的专利申请和专利可能是必不可少的,因此统计还考虑了先前为2G、3G或4G申报的专利声明,以及现在再次为5G申报的专利声明。

对截至2020年1月的所有5G标准相关专利申请和授予专利的分析得出:

截止2020年1月1日,已有95526个5G专利声明(独特专利或专利申请)。实用新型被排除在分析之外,因此没有考虑,它们只涉及所有5G申报的0.08%。同时,未公布的临时申请号(如美国临时申请号)也未包括在分析中,但仅涉及所有5G申报中的0.15%。

根据INPADOC(欧洲专利局的原始数据源)的数据显示:共有21571个5G标准专利族声明(两个被授予的和未被授予的族都被计算在内)。

在申报的5G专利族中,98%是有效的专利族,即至少其中有一个专利的登记既没有过期也没有被放弃或拒绝。

这些申报的5G专利中,78%至少在下列专利局之一注册过:欧洲专利局(EPO)、美国专利局(USPTO)或WIPO PCT程序。

在这些申报的5G系列中,有44%的专利申请已经被至少一个专利局授予专利。

这些申报的5G系列中有24%已经申报到前几代标准(2G、3G或4G),现在也申报到5G。

这些申报的5G系列中有98%被3GPP申报为纯5G规格,没有描述2G、3G、4G和5G的组合。

二、华为拥有最多的5G标准专利族申报量,但是授予量三星第一

在欧洲电信标准化协会(ETSI)定义的5G标准专利族(标准必要专利族)数据当中,共有21571个5G标准专利族声明。按照申请的公司来分类,中国的华为公司拥有最多的已申报的5G标准专利族,达到了3147族。其次是三星(2795族)、中兴(2561族)、LG电子(2300族)、诺基亚(2149族)和爱立信(1494族)。

另外中国大陆的OPPO(647族)、大唐电信科技产业集团(570族)、vivo(230)、联想集团(97族)、鸿颖创新(FG Innovation,30族)、展讯通信(10族)也出现在了榜单上,分列第11、12、14、18、28和32位。

需要指出的是,以上的统计当中,子公司所持有的专利被归属到母公司集团,例如,诺基亚收购的阿尔卡特朗讯(Alcatel-Lucent)等已确认的收购,其被收购的公司的专利也被归属到了诺基亚。

如果只统计在欧洲专利局(EPO)、美国专利局(USPTO)或WIPO PCT程序提交的5G专利族申请,那么三星则是最强的申请者,其申请的5G专利族达到了2633族,紧随其后的则是华为(2342族)、LG电子(2236族)、诺基亚(2074族)、中兴通讯(1878族)。

其中,前十大申报公司合计持有所有提交的5G专利族申报的82%。这些数字表明,未来少数公司将会持有绝大多数的5G专利。

如果只统计在欧洲专利局(EPO)、美国专利局(USPTO)或WIPO PCT程序中已经被授予的5G专利族,那么三星则排名第一,拥有1728族。紧随其后的则是诺基亚(1584族)、LG电子(1415族)、华为(1274族)、中兴(837族)、高通(831)。

虽然目前华为、中兴、OPPO、大唐电信科技产业集团、vivo、联想、鸿颖创新、展讯通信等中国厂商已经被授予的5G专利数量并不多,但是需要注意的是,专利申请之后,被授予需要几年的时间。而很多的中国企业最近两年的5G专利申请量增长迅速,可以预见的是,未来几年内中国厂商被授予的5G专利将会出现快速增长。

三、中国公司5G专利族数量全球第一,但国际注册率偏低

从声明的5G专利所有者/公司总部所在国拥有的5G专利族(包括已授予的和未授予的专利申请)数量来看,32.97%的5G专利申报来自中国公司。

排在第二位的则是韩国公司占比27.07%,领先于欧洲公司的16.98%;美国公司排名第四,占比14.13%;日本公司排名第五,占比8.84%。

根据下表(表3)所示,按专利持有人的原籍国的5G专利族(已授予和未授予专利申请)的数量来看,中国声明的5G专利族数量为6234族,排名全球第一,但是只有在国际上的备案率仅有73.74%,大幅低于欧洲、韩国、美国、日本。同时,也只有约25%的5G专利族已获得至少一家国际专利局的授权,远低于欧洲、韩国、美国、日本等国。

数据显示,欧洲公司已经在欧洲专利局或美国专利局或通过WIPO PCT程序注册了超过91%的5G系列产品。在韩国、美国和日本的公司中,这一比例略低,但同样大幅高于中国公司。

下表(表4)展示了前20家公司的5G专利族在哪些专利局申请了专利。可以看到,中国企业的5G专利族声明主要集中在中国专利局和WIPO PCT程序上。在欧洲、日本或韩国,注册5G申报的比例很少。总的来说,PCT是最流行的申报途径,其次是美国专利局和欧洲专利局。

下图展示了众多企业的5G专利族第一次申请的国家所占的比例。统计数据显示,大多数5G专利族声明首先在美国(22.95%)提交,其次是欧洲专利局(15.5%)和通过PCT程序的申请(14%)以及在中国的申请(13.48%)。

在5G的所有标准专利中,只有约0.34%是在德国专利商标局(DPMA)一审申请的。由于3GPP的标准化工作仅以英语进行,而且也通过英语规范发布,因此首次向非英语欧洲办事处提出申请是相当罕见的,所以也不难理解,为何在首次在德国专利局提交的申请率极低。

四、4G与5G专利占比比较:中国厂商的5G大跃进

下图展示了相关企业申报的5G标准专利族(包括授予和未授予的专利申请)与申报的4G标准专利族(包括授予和未授予的专利申请)在总体4G或5G标准专利族中所占的百分比。对于4G和5G标准专利族的占比,可以发现4G和5G标准专利的分布差异。

从4G与5G标准专利族占比的对比来看,华为申报的5G标准专利族占全部5G标准专利族的14.61%,比4G(占比9.99%)高出4.62个百分点。三星、LG和中兴,也从4G大跃进到5G,诺基亚在5G标准专利族领域的份额也比4G更大,就像爱立信和英特尔一样。

其他中国厂商,vivo、OPPO、ASUSTek、鸿颖创新(FG Innovation)和展讯通信只有很少,甚至几乎没有任何4G标准专利族申报,但是在5G标准专利族占比当中都有了很大的增长。比如OPPO在4G标准专利族中的占比为0.39%,但是在5G标准专利族中的占比却提升到了3%。

需要指出的是,上表统计了4G和5G标准代的所有专利族。两代的专利声明可能也会在两代中重复计算。因此,可能会有这样的情况:公司首先将专利系列声明为4G标准专利,然后再声明为5G标准专利。这一数字还显示,到目前为止,只有少数网络运营商(如德国电信、沃达丰、NTT Docomo或Orange)同一个专利既提交了5G标准专利声明,也提交了4G标准专利声明。

五、5G专利族年龄及价值分析

从前面的介绍我们可以看到,虽然在4G时代中国厂商的专利占比相对较少,但是近几年来,随着中国对于5G的重视,在华为、中兴等厂商的带领下,中国厂商的5G专利申请量快速增长,在总体的5G专利中的占比开始出现了大幅的提升。

5G专利族年龄结构

下图展示了每个公司申报的5G标准专利族的年龄结构。通过对每家公司申报的5G专利族的平均年龄(以首次登记的年份计算)分析显示,诺基亚、高通、InterDigital、黑莓等公司已经声明5G专利族相对老,平均年限达到了8-11年。相比之下,中兴、大唐、vivo、OPPO、鸿颖创新(FG Innovation)等中国公司声明的5G标准专利族都比较年轻,平均只有1-3年。将这些数字与前面第一个表格中的5G标准专利授予率进行比较,可以看出专利族的年龄与高授予率之间存在明显的相关性。因此,不难看出,中国企业的一些5G标准专利族仍在等待获得批准。

由于3GPP联盟直到2015年才开始发布5G标准的第一个规范。虽然5G技术的研发在标准化开始前几年就已经开始,但活跃在3GPP领域的许多工程师认为,新的5G专利不太可能在2012年之前出现。

表6的第一列统计了2012年后优先权日最早的已申报5G标准专利族。

如上面的表格(表6)所示,2012年后申报5G专利的数量排名当中,华为(2618)占据领了第一位,中兴(1994)、三星(1877)、LG(1644)紧随其后。

可以看到,在老牌通信厂商当中,诺基亚所有的已申报的5G标准专利家族中,只有47%是在2012年之后申报的。高通公司和爱立信公司2012年之后申报的5G专利占比也只有61%和65%。相比之下,华为、中兴、大唐和英特而等厂商所申报的专利大部分都是在2012年之后申报的。

此外,IPlytics还确定了已申报的5G标准专利家族中,其中至少有一项专利已经向前几代标准(如2G、3G或4G)申报的(表6,第2栏)专利数。结合前面的数据可以看到,华为90%、中兴99%、英特尔96%、夏普93%的5G专利家族申报都是单独申报5G专利的,而爱立信的5G专利家族仅有69%是单独申报到5G专利,此外高通的70%和诺基亚的82%的5G专利族也申报了3G或4G专利。

最后,IPlytics统计了根据标准规范申报的5G专利族,这些专利族分别来自致力于用户设备(UE)的RAN1、RAN2、RAN4、SA2、SA3、SA4和CT1组,与致力于基础设施技术(如RAN3)的组相比。华为则申报了与UE相关的最大5G产品组合,排名顺序看起来与5G专利家族的总体申报数量非常相似。

5G专利的价值分析

通过前面的介绍,我们不难看到,从5G标准专利族的申报量来看,中国无疑是有着很大的优势,同时华为、中兴等中国的5G通信厂商也在5G专利族申报量上名列前茅。那么中国厂商的5G专利质量又如何呢?

下表(表7)统计了各大厂商的5G标准专利族的正向引用的标准化数量和应用国家的标准化和加权数量。

为了使专利组合具有可比性,IPlytics将所有值与来自同一申请国、出版年份和IPC/CPC主要类别的专利参考组的平均值进行比较和标准化。由于统一的标准化,可以对不同年龄段的专利组合进行“基准测试”。所有值均标准化为1的平均值,并可解释为:

值>1反映了专利组合相对于比较组的其他专利组合高于平均值。

值<1反映了一个专利组合相对于对照组其他专利组合低于平均值。

正向引用的标准化专利数量是根据收到的“最新”引用数量(截至2020年1月)计算的,但不包括自引用。每一专利文献的引文数分别计算,并与同一申请国家、出版年份和IPC/CPC主类的专利文献进行比较。

例如,如果在德国提交的专利文件收到来自2010年出版年份和IPC/CPC主要类别H04W(“无线通信网络”)的6条引文,则将该值与2010年出版年份和IPC/CPC主要类别H04W的所有德国专利的平均值进行比较。例如,如果2010年所有德国H04W专利的平均值为3,则基于收到的6个引文的正向引文的标准化值为2,因为该专利文件被引用的频率是所有其他可比专利文件平均值的两倍。然后,将该值外推到所有5G申报专利文件中,并聚合到各个专利组合中。

大量规范化的正向引用反映了专利组合的高度技术相关性,因为其他公司的专利申请必须将专利组合引用为“现有技术”。此外,大量规范化的转发引用表明,该公司限制甚至阻止了权利要求书中其他专利的申请。

如表7第3栏所示,在5G标准专利族厂商或机构当中,5G专利族标准化正向引用平均值最高的分别是中国台湾工业技术研究院(ITRI)(1.41)、英特尔(1.25)、联发科(1.15)、三星(1.09)和夏普(1.05)。相比之下,5G专利族数量第一的华为,其5G专利族标准化正向引用平均值只有0.59。OPPO和vivo更是只有0.07和0.03。中兴和大唐相对略高一些,达到了0.96和0.84。

需要指出的是,虽然ITRI和联发科的5G专利族标准化正向引用平均值比较高,但是其所涉及的5G专利族数量较少。因此,其所能带来的实际价值可能也比较有限。

另外,由于中兴、大唐、vivo、OPPO、鸿颖创新(FG Innovation)等中国公司声明的5G标准专利族都比较年轻,平均只有1-3年,可能大家会认为这也在一定程度上导致了其5G专利族标准化正向引用平均值比较低,但是实际上,正如前面所指出的,该平均值本身就已经是考虑了专利的年龄因素的。

当然,5G专利族标准化正向引用平均值只是侧面反映专利的价值的一个参考,并不能完全反应专利的价值。因此,IPlytics还希望通过从专利转让价值方面入手,来反映专利的价值。

目前在世界范围内的专利申请以及专利的维护都伴随着高昂的成本。因此,申请人希望他的发明在几个国家具有很强的市场相关性。专利的国际申请也显示了专利权人的国际战略。一项专利已在许多国家获得批准,这也表明它具有很高的价值。

因此,如表7第2栏中的数据,按专利族应用的国家的国民生产总值划分的权重的平均值来反映专利在国际市场的价值,可以看到,在前十大已申报的5G标准专利族厂商当中,平均值最高的是高通(1.81)和英特尔(1.69)。前十的中国公司华为(1.45)和中兴(1.4)则相对略低。此外,前32的厂商当中,中国的OPPO(1.26)和大唐(1.27)也并不高,不过vivo(1.53)甚至还高于华为和中兴。

如果将5G标准化正向引用的值与5G标准专利族的应用国家的综合权重平均值相乘,可以得到专利价值指数。根据该指数来看,在前十大拥有5G专利申报量的厂商当中,英特尔5G专利产品组合的价值最高,其指数高达2.12。有趣的是,英特尔最近在一笔更大的交易中以10亿美元的价格将其手机基带业务及部分专利出售给了苹果。

紧随其后的则是三星(1.62)、夏普(1.59)。相比之下,中兴略低为1.35,华为则只有0.85。此外,后面的OPPO(0.04)、vivo(0.09)、联想(0.71)、鸿颖创新(0.79)、展讯(0.1)等中国厂商也都较低,仅联发科达到了1.71的较高均值。

可以看到,虽然华为在总的5G标准专利族的数量上全球第一,但是在5G专利族的综合质量上却低于英特尔、夏普、三星、LG、中兴、诺基亚等厂商,并且其专利价值指数也是5G标准专利声明量排行前十的厂商当中最低的。

小结:

综合来看,随着近几年中国政府、中国通信厂商对于5G的重视,以及中国智能手机厂商的崛起,中国在5G专利的申请上开始出现井喷,并且在5G标准专利族数量上达到了全球第一。然而在5G专利族的综合质量上,中国厂商仍与国外厂商仍存在差距。不过,目前3GPP 5G标准制定仍在演进,5G商用也才刚刚开始,而目前中国在5G基础设施建设以及规模化商用上也已经取得了领先优势,这些都给中国厂商在5G技术上的进一步提升带来了机会。同时,随着中国厂商在5G领域的专利数量和质量的提升,中国厂商在未来的5G专利授权市场也有望占据不小的份额。

编辑:芯智讯-浪客剑

注:感谢IPlytics向芯智讯提供的5G专利研究报告,以上内容均为芯智讯独家整理编译,如需转载请向芯智讯申请授权!谢谢!更为详细的报告内容可以关注芯智讯此前的付费文章。

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