基于專利分析的自動駕駛汽車技術(shù)發(fā)展動態(tài)與競爭態(tài)勢研究

吳盛豪， 鄭素麗， 廖佳佳

(1.中國計量大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院， 杭州 310018； 2.國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索咨詢中心， 北京 100088)

自動駕駛技術(shù)是新一輪科技革命與汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)合的顛覆性成果，因其融合多種前沿科技并具有巨大的產(chǎn)業(yè)帶動力，已成為主要發(fā)達(dá)國家數(shù)字經(jīng)濟(jì)中優(yōu)先布局的重點(diǎn)領(lǐng)域[1-3]。根據(jù)美國汽車工程師學(xué)會(SAE)的分類標(biāo)準(zhǔn)，駕駛自動化水平可分為6個級別：其中L1～L3為自動駕駛系統(tǒng)輔助人類駕駛，L4 為人類輔助自動駕駛系統(tǒng)，L5 則達(dá)到完全的自動駕駛[4]。盡管完全的自動駕駛汽車還有數(shù)年才能進(jìn)入市場[2]，但由于其在智能、安全、環(huán)保等方面的廣闊前景[5-6]，各國政府紛紛加快對自動駕駛技術(shù)的規(guī)劃布局[7]。早在2013年美國就制定了自動駕駛測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，用于支持自動駕駛技術(shù)的發(fā)展和推廣，并在2020年發(fā)布了自動駕駛4.0計劃以確保自己的領(lǐng)先地位。日本在2013年將自動駕駛系統(tǒng)研發(fā)上升到國家戰(zhàn)略高度，并提出自動駕駛商用化時間表，于2021年3月發(fā)布了《面向?qū)崿F(xiàn)和普及自動駕駛的措施報告與方針》。中國在2015年將智能網(wǎng)聯(lián)汽車列入未來十年國家智能制造發(fā)展的重要領(lǐng)域，并且高度重視其市場化與實用化的應(yīng)用。當(dāng)前，自動駕駛技術(shù)發(fā)展方興未艾，不同國家和企業(yè)依托各自的優(yōu)勢技術(shù)進(jìn)行著激烈的競爭。在此背景下，如何科學(xué)研判自動駕駛汽車技術(shù)的未來發(fā)展趨勢和競爭態(tài)勢，對產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展和企業(yè)戰(zhàn)略的有效制定具有重要意義。

專利是衡量產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新活動的一個重要指標(biāo)[8-9]，近幾年國內(nèi)外學(xué)者利用專利信息對自動駕駛技術(shù)的申請趨勢、技術(shù)熱點(diǎn)、轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散規(guī)律等問題進(jìn)行了較為深入的討論[10-11]。李昌等基于WI-LDA主題模型分析了自動駕駛汽車的技術(shù)主題研究熱度與發(fā)展態(tài)勢[12]。翟東升和張京先利用專利技術(shù)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析了自動駕駛汽車技術(shù)融合演化規(guī)律和當(dāng)前研究熱點(diǎn)[13]。Li等基于社會網(wǎng)絡(luò)分析和專利定量比較對自動駕駛技術(shù)的未來發(fā)展方向進(jìn)行了預(yù)測[14]，Nieuwenhuijsen等利用系統(tǒng)動力學(xué)方法對自動駕駛汽車技術(shù)的長期擴(kuò)散趨勢進(jìn)行了預(yù)測和仿真[15]?？傮w而言，已有研究主要從技術(shù)層面出發(fā)對具體技術(shù)和總體趨勢進(jìn)行討論，對國家和創(chuàng)新主體層面的綜合競爭態(tài)勢分析還較少涉及?；诖耍疚膶⒎謩e從全球整體態(tài)勢、國際競爭態(tài)勢和專利權(quán)人競爭態(tài)勢3個層面，逐層深入地解析自動駕駛汽車技術(shù)競爭的現(xiàn)狀、特征和趨勢，在此基礎(chǔ)上為中國自動駕駛汽車產(chǎn)業(yè)有效參與全球技術(shù)競爭提供針對性建議。

1 研究思路和方法

1.1 研究思路框架

專利是科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展最為重要的信息來源，對專利情報的分析和有效利用有助于對產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r、技術(shù)競爭主要領(lǐng)域、競爭對手競爭能力等關(guān)鍵競爭態(tài)勢進(jìn)行預(yù)測和判斷，從而幫助相關(guān)國家/產(chǎn)業(yè)/企業(yè)獲取競爭優(yōu)勢[16-17]。隨著新科技革命的加速推進(jìn)和產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭的日趨激烈，國內(nèi)外學(xué)者對典型技術(shù)領(lǐng)域的競爭態(tài)勢進(jìn)行了詳細(xì)的討論[16,18]?？傮w而言，技術(shù)競爭態(tài)勢分析包括全局性態(tài)勢和競爭者態(tài)勢兩大類型[19]，在具體內(nèi)容上包括技術(shù)生命周期分析、技術(shù)領(lǐng)域分析、區(qū)域布局分析、專利組合分析等方面[17,20-21]。

為了全面系統(tǒng)地分析自動駕駛汽車技術(shù)領(lǐng)域的競爭態(tài)勢，本文從整體發(fā)展態(tài)勢、國際競爭態(tài)勢和主要專利權(quán)人競爭態(tài)勢3個層面對產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭態(tài)勢進(jìn)行分析?？傮w發(fā)展態(tài)勢方面，主要從自動駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展階段和關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行闡述；國際競爭態(tài)勢方面，首先通過主要國家專利申請趨勢和專利國際布局明確其技術(shù)布局概況，在此基礎(chǔ)上通過綜合競爭力的比較確定不同國家的競爭態(tài)勢，明確中國在自動駕駛汽車技術(shù)競爭格局中所處的位置；主要專利權(quán)人競爭態(tài)勢方面，從專利權(quán)人競爭地位分析和專利合作分析兩個方面分析自動駕駛汽車技術(shù)專利權(quán)人競爭與合作態(tài)勢，識別不同專利權(quán)人的研發(fā)動向。在上述分析基礎(chǔ)上，結(jié)合全球技術(shù)競爭態(tài)勢和中國自動駕駛汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，從核心技術(shù)研發(fā)、海外專利布局、技術(shù)合作交流等方面提出了技術(shù)發(fā)展的對策建議?？傮w研究思路框架如圖1所示。

圖1 研究思路框架

1.2 數(shù)據(jù)的收集與預(yù)處理

本文的專利數(shù)據(jù)來源于德溫特創(chuàng)新索引(Derwent innovations index，DII)，DII是世界上內(nèi)容最全面的專利文檔數(shù)據(jù)集，涵蓋了來自全世界50家專利機(jī)構(gòu)的3 050多萬項專利信息。在查閱專業(yè)文獻(xiàn)和咨詢業(yè)內(nèi)專家基礎(chǔ)上，筆者分3個步驟確立了數(shù)據(jù)檢索策略：①參照世界知識產(chǎn)權(quán)組織2019年度報告的檢索方法[2]，利用IPC分類號和關(guān)鍵詞對相關(guān)專利進(jìn)行檢索；②利用德溫特手工代碼和關(guān)鍵詞結(jié)合的策略對自動駕駛相關(guān)專利進(jìn)行補(bǔ)充檢索；③對上述兩個步驟獲得的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行歸并，得到完整的數(shù)據(jù)集(1)由于篇幅限制，在此展示部分專利檢索式： (TS=(autonomous OR unmanned OR driveress OR agv) AND IP=(G08G-001/16 OR B60W-030*……)) OR (TS=((autonomous OR unmanned OR driverless OR agv) AND (ground OR car ……) NOT (air* OR aerial……) AND IP=(B60J-001* OR B60J-003*……)) OR (MAN=(Q19-L OR X21-A01L……)) OR (TS=((autonomous OR unmanned OR driverless OR agv) AND (ground OR car……) NOT (air* OR aerial……))) AND (MAN=(X22-C02D4 OR X22-G01A……))，完整的檢索式可聯(lián)系作者獲取。?？紤]到專利申請信息存在一定的滯后期，本文將專利檢索的時間跨度設(shè)定為1995—2018年，專利檢索時間為2020年5月31日。對數(shù)據(jù)進(jìn)行去重化處理、無關(guān)數(shù)據(jù)清理和同族專利整合歸并后，最終獲得42 332項專利，分屬于15 610個專利族。

2 全球自動駕駛汽車技術(shù)發(fā)展整體態(tài)勢分析

2.1 技術(shù)發(fā)展階段與趨勢

專利申請數(shù)量與變化趨勢可以反映特定技術(shù)領(lǐng)域的成長歷程與演變規(guī)律，從而判斷技術(shù)發(fā)展演化的生命周期。全球自動駕駛汽車技術(shù)在1995—2018年的專利申請數(shù)量與年度增長率情況如圖2所示，根據(jù)技術(shù)生命周期理論可以將自動駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展分為萌芽期、成長期和快速成長期3個階段：第1階段為1995—2004年，是自動駕駛技術(shù)發(fā)展的萌芽期，此時專利申請數(shù)量在100項左右浮動，技術(shù)研發(fā)主要集中在輔助自動駕駛相關(guān)技術(shù)上，整個產(chǎn)業(yè)處于早期探索階段。第2階段為2005—2012年，這一階段中專利申請數(shù)量有了明顯的增長，但增長率有所起伏，為自動駕駛汽車技術(shù)的成長期。此階段中高校和科技型企業(yè)開始進(jìn)入技術(shù)的研發(fā)隊列，產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平不斷提升。第3階段為2013—2018年，隨著大量科技企業(yè)資金與人員不斷投入自動駕駛領(lǐng)域，專利申請?zhí)貏e是與車輛自動控制的硬件和軟件相關(guān)的專利申請有了極大的提升，自動駕駛技術(shù)進(jìn)入快速成長階段。

圖2 1995—2018年自動駕駛汽車技術(shù)專利申請趨勢

2.2 關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域

德溫特手工代碼是德溫特的技術(shù)專家對專利技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行的標(biāo)引，相較于IPC國際專利分類號，德溫特手工代碼劃分更為細(xì)致、指代更為明確，可更準(zhǔn)確地識別專利所屬的技術(shù)領(lǐng)域[22]。因此本文選用該代碼對自動駕駛汽車技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了統(tǒng)計和識別。表1展示了1995—2018年不同階段中專利申請數(shù)量排在前10位的德溫特手工代碼，可以看出當(dāng)前自動駕駛汽車技術(shù)主要集中在T06(過程與機(jī)器控制)、T01(數(shù)字計算機(jī))和X22(汽車電子)3個領(lǐng)域。其中T06主要涉及自動駕駛汽車位置與路線的識別，T01主要涉及車輛各類處理系統(tǒng)與軟件，X22主要是車輛輔助自動駕駛技術(shù)的應(yīng)用。X22中主要的技術(shù)有防撞和泊車輔助、主動巡航控制和自動轉(zhuǎn)向等，這些技術(shù)是對原有汽車技術(shù)的改進(jìn)與優(yōu)化，主要為了實現(xiàn)輔助自動駕駛功能。而T06與T01更加關(guān)注汽車的計算決策和執(zhí)行控制，代表了有條件自動駕駛的相關(guān)技術(shù)，第3階段大量專利集中在這兩個領(lǐng)域，體現(xiàn)了自動駕駛向全面自動化轉(zhuǎn)變的技術(shù)趨勢。

表1 1995—2018年自動駕駛汽車技術(shù)專利申請主要領(lǐng)域

3 自動駕駛汽車技術(shù)國際競爭態(tài)勢分析

3.1 專利申請國別分析

本文基于專利申請優(yōu)先權(quán)統(tǒng)計了不同國家和地區(qū)的專利申請數(shù)量。1995—2018年自動駕駛汽車技術(shù)的專利申請總共涉及了41個國家和地區(qū)，其中專利申請數(shù)量排在前5位的國家是中國、美國、日本、德國和韓國(圖3)。中國和美國是最大的專利申請國，屬于自動駕駛汽車技術(shù)的第一梯隊，分別占全球?qū)＠暾埧偭康?6.9%和21.7%。日本、德國和韓國在專利申請數(shù)量上屬于第二梯隊，三國申請量約占全球自動駕駛專利申請總量的35.4%。

圖3 主要競爭國家專利申請數(shù)量

圖4進(jìn)一步展示了5個主要競爭國家自動駕駛汽車專利的申請趨勢，可以看出5個國家技術(shù)發(fā)展的時間并不同步。美國、日本、韓國和德國的自動駕駛技術(shù)起步較早，中國的自動駕駛汽車技術(shù)在2005年之后才開始起步。日本是第1階段中專利申請數(shù)量最多的國家，在早期的技術(shù)競爭中具有明顯的優(yōu)勢；2010年前后日本的專利申請經(jīng)歷了一波明顯的下滑，在數(shù)量上被美國、德國和中國反超。美國雖然很早就開始了自動駕駛汽車技術(shù)的申請，但在2004年前專利申請增長較為緩慢。從2004年開始美國國防部連續(xù)舉辦了三屆自動駕駛挑戰(zhàn)賽，這一賽事極大地推動了美國自動駕駛技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，因而2004年以后美國的專利申請數(shù)量呈現(xiàn)出快速的增長態(tài)勢。中國在2004年之前幾乎沒有自動駕駛汽車技術(shù)專利的申請，但從2010年前后開始了迅速的追趕過程并在2013年超越美國成為當(dāng)年專利申請數(shù)量最多的國家，在此之后一直保持著活躍的專利申請態(tài)勢。德國和韓國雖然自動駕駛技術(shù)起步較早，專利申請數(shù)量也在穩(wěn)步提升，但發(fā)展的速度明顯慢于中國和美國。

圖4 主要競爭國家專利申請年度趨勢

3.2 主要競爭國家國際專利布局

專利的國際布局是指基于專利的地域性特征，根據(jù)市場競爭需要在全球范圍內(nèi)確定需要進(jìn)行保護(hù)的國家/區(qū)域，從而確保在相關(guān)地域中處于有利的競爭地位。合理的國際布局可以幫助競爭主體獲取更多的國際市場份額，提高其整體競爭力。本文以專利受理國別/區(qū)域為橫軸，以專利權(quán)人所屬國家為縱軸繪制了主要競爭國家的專利國際布局情況(圖5)。從圖5中可以看出中、日、韓三國的專利申請主要集中在本國，德國和美國的國際專利布局意識明顯強(qiáng)于前面3個國家。德國雖然專利申請總量不占優(yōu)勢，卻是5個國家中國際專利布局意識最強(qiáng)的國家，其國際專利布局占專利申請總量的60%以上，中國和美國是其主要的海外專利申請國。除本國外美國也在積極進(jìn)行自動駕駛專利的國際布局，其海外專利申請主要集中在中國和世界知識產(chǎn)權(quán)組織，說明美國非常重視中國在自動駕駛領(lǐng)域的潛在市場。中國是目前專利申請數(shù)量最多的國家，但海外專利申請比例不足4%。究其原因，一方面可能是由于當(dāng)前國內(nèi)企業(yè)的專利國際化意識普遍還比較單薄，另一方面也可能是專利整體質(zhì)量不高導(dǎo)致海外專利申請仍面臨較大的困難。

圖5 主要競爭國家專利國際布局情況

3.3 主要競爭國家綜合競爭力分析

為了更深入地理解中、美、德、日、韓五國的專利競爭現(xiàn)狀，本文參考Ernst[23]、黃魯成等[16]的專利組合分析方法，從專利活動和專利質(zhì)量兩個維度進(jìn)行主要競爭國家的綜合競爭力分析。專利活動指標(biāo)由相對專業(yè)化指數(shù)(RSI)、專利占有率和專利成長率構(gòu)成，其中RSI指數(shù)代表了國家在某一領(lǐng)域相對專業(yè)化指數(shù)，是對專利族絕對數(shù)量的一個修正[24]，專利占有率和專利成長率分別從靜態(tài)和動態(tài)兩個角度衡量主體在某一領(lǐng)域的專利積累活動和未來發(fā)展?jié)摿24]。在專利質(zhì)量指標(biāo)的衡量上，本文參考以往研究從技術(shù)范圍、國際范圍、核心專利數(shù)量以及專利合作情況4個方面進(jìn)行測度[16,24]。其中技術(shù)范圍指一國專利所涉及的國際IPC分類號的數(shù)量，國際范圍指一國專利在海外申請所涉及的國家或地區(qū)數(shù)量，核心專利根據(jù)普賴斯定律通過被引次數(shù)定義，專利合作情況代表了本國專利涉及兩個及以上專利權(quán)人的專利數(shù)量。指標(biāo)的具體含義和測度方法見表2。

表2 綜合競爭力指標(biāo)概述

按照上述方法對各國專利綜合競爭力指標(biāo)進(jìn)行計算，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后的結(jié)果見表3。整體來看，美國是5個國家中綜合競爭力最強(qiáng)的國家，無論是在國際范圍、技術(shù)范圍、核心專利還是專利合作方面都有著絕對的優(yōu)勢，掌握了大量的核心技術(shù)，是目前自動駕駛汽車技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。日本的綜合競爭力發(fā)展較為均衡，在專利活動和專利質(zhì)量上都有不錯的表現(xiàn)，但與美國相比還有很大的差距。作為一個傳統(tǒng)的汽車大國，德國的專利質(zhì)量表現(xiàn)較為突出，雖然整體活躍程度不高，仍是未來自動駕駛汽車市場的有力競爭者。相比之下，韓國的綜合競爭力最弱，各方面與美、中、德、日相比均有明顯的差距。

表3 主要競爭國家綜合競爭力情況

中國是近年來技術(shù)活躍度最高的國家，綜合實力僅次于美國。盡管中國的自動駕駛汽車起步較晚，但得益于近年來政府、企業(yè)和學(xué)研機(jī)構(gòu)對自動駕駛汽車技術(shù)的重視和積極投入，總體技術(shù)發(fā)展迅速，專利占有率和專利成長率在所有國家中是最高的。RSI值為負(fù)數(shù)，表明自動駕駛汽車專利占中國專利總量的比例仍偏低，隨著自動駕駛汽車的發(fā)展未來該領(lǐng)域的專利數(shù)量還有很大的增長空間。中國的整體專利質(zhì)量位居五大競爭國家中的第三位，但與美國和德國的專利質(zhì)量還有較大差距，特別是在核心專利方面表現(xiàn)得極為缺乏，需要尋求更多核心技術(shù)的突破。

4 自動駕駛汽車技術(shù)專利權(quán)人競爭態(tài)勢分析

4.1 主要專利權(quán)人識別

專利申請數(shù)量是識別主要專利權(quán)人競爭實力的基本指標(biāo)，表4為按照專利申請數(shù)量統(tǒng)計的前10位專利權(quán)人情況匯總。從專利權(quán)人屬性來看，3個階段中專利申請數(shù)量排在前10的專利權(quán)人均為企業(yè)，整個專利數(shù)據(jù)集包含4 234位專利權(quán)人，其中83%的專利權(quán)人為企業(yè)，說明自動駕駛汽車技術(shù)以企業(yè)為研發(fā)主體，企業(yè)是推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的主要力量。進(jìn)一步分析可以發(fā)現(xiàn)，在前兩個階段排在前10位的專利權(quán)人均為汽車整車廠商和零部件制造商，說明早期的自動駕駛技術(shù)由傳統(tǒng)汽車企業(yè)所主導(dǎo)。到了第3階段，谷歌、百度、優(yōu)步等科技公司進(jìn)入榜單前10，成為影響產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的新生力量，科技公司的進(jìn)入也帶動了自動駕駛汽車技術(shù)向智能化、數(shù)字化的加速轉(zhuǎn)型。

表4 1995—2018年主要專利權(quán)人專利申請情況

從專利權(quán)人國別來看，第1階段中排在前10位的企業(yè)中日本占據(jù)了8家，韓國占據(jù)了剩下的兩個席位，日韓企業(yè)在萌芽期中迅速布局，形成了一定的領(lǐng)先優(yōu)勢。第2階段日本企業(yè)仍占據(jù)了一半的位置，博世、戴姆勒、通用等美、德企業(yè)開始進(jìn)入榜單前10。到了第3階段，盡管豐田公司仍保持專利數(shù)量最多的位置，但第2至第5位被美國企業(yè)和德國企業(yè)占據(jù)，中國的百度也首次進(jìn)入專利申請前10位?？梢钥闯觯毡酒髽I(yè)在前兩個階段是主要的技術(shù)持有者，但隨著自動駕駛汽車技術(shù)的快速發(fā)展，美國和德國的企業(yè)開始發(fā)力并開始逐漸成為先進(jìn)技術(shù)的主要貢獻(xiàn)者。盡管中國自動駕駛專利申請總量很高，但在企業(yè)層面上來看中國企業(yè)的競爭力仍較弱，僅有百度一家企業(yè)在第3階段進(jìn)入了專利申請前10位。

4.2 主要專利權(quán)人競爭地位分析

創(chuàng)新能力的強(qiáng)弱是判斷企業(yè)競爭地位的重要指標(biāo)，企業(yè)的創(chuàng)新能力通?？梢杂脤＠膭?chuàng)新水平來進(jìn)行判定，借鑒已有研究本文用專利申請數(shù)量和H指數(shù)來對企業(yè)的競爭地位進(jìn)行判斷。H指數(shù)最開始由Hirsch提出，用于判斷學(xué)術(shù)論文的影響力大小[25]。之后的研究中中國學(xué)者官建成等[26]將H指數(shù)推廣應(yīng)用到了專利領(lǐng)域。一項專利被后來的專利引用的越多則表明該專利越重要，越可能是核心專利。如果某專利權(quán)人的N項專利中有h項至少被引用了h次，而剩下的(N-h)項專利被引次數(shù)都少于h次，那么這個專利權(quán)人的H指數(shù)就等于h。H指數(shù)可以較好地反映專利權(quán)人在自動駕駛汽車技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)實力。

鑒于進(jìn)入第3階段之后自動駕駛技術(shù)進(jìn)入快速成長期，其競爭主體和態(tài)勢均與前兩個階段具有明顯差異，且對產(chǎn)業(yè)技術(shù)未來發(fā)展方向更具有決定性的影響。本文聚焦第3階段中的主要專利權(quán)人，對其競爭地位進(jìn)行比較分析，分析結(jié)果如圖6所示。圖中橫坐標(biāo)為專利權(quán)人專利申請數(shù)量，縱坐標(biāo)為專利權(quán)人H指數(shù)，括號中的數(shù)字為各專利權(quán)人掌握的核心專利數(shù)量?？梢钥闯?，豐田在專利數(shù)量上具有較大的領(lǐng)先優(yōu)勢，而谷歌在專利質(zhì)量上擁有絕對優(yōu)勢，其他企業(yè)之間的競爭則呈現(xiàn)出相對膠著的態(tài)勢。谷歌的H指數(shù)遠(yuǎn)高于其他企業(yè)，掌握了41項核心專利，是目前自動駕駛汽車技術(shù)的技術(shù)先驅(qū)者。福特和通用各持有13項和11項核心專利，H指數(shù)也處于谷歌之后的第二梯隊，有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力，是產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)技術(shù)的持有者。豐田、博世、戴姆勒和電裝，H指數(shù)都在7左右，在專利數(shù)量上具有一定的領(lǐng)先優(yōu)勢但創(chuàng)新能力略顯不足，目前處于技術(shù)參與者的競爭地位?，F(xiàn)代、百度及優(yōu)步的H指數(shù)均為4，創(chuàng)新能力尚顯不足，處于技術(shù)追隨者的位置。

圖6 主要專利權(quán)人競爭地位分析

4.3 專利權(quán)人合作網(wǎng)絡(luò)分析

近年來很多新興技術(shù)的競爭不再體現(xiàn)為零和博弈，企業(yè)紛紛通過與高校、科研機(jī)構(gòu)、甚至競爭對手的緊密合作來共同實現(xiàn)技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢[27-28]，因而技術(shù)合作分析也是專利權(quán)人競爭態(tài)勢的重要方面。為了清晰地描繪自動駕駛汽車技術(shù)的合作關(guān)系及其變化規(guī)律，本文利用共同申請專利數(shù)據(jù)構(gòu)建了專利權(quán)人合作網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上對3個階段的專利合作網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)特征[29-30]計算和可視化處理，結(jié)果如表5和圖7所示。

表5匯總了自動駕駛汽車技術(shù)各階段合作網(wǎng)絡(luò)的基本網(wǎng)絡(luò)特征，圖7展示了3個階段的合作網(wǎng)絡(luò)圖，其中節(jié)點(diǎn)的大小代表節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)度中心度高低，線條的粗細(xì)代表合作次數(shù)的多少?？梢钥闯鲭S著自動駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展，合作網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)不斷增加、規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。與此同時網(wǎng)絡(luò)的密度卻在不斷減小，平均點(diǎn)度中心度變化不大，說明自動駕駛汽車技術(shù)專利合作的緊密程度比較低，合作關(guān)系整體上比較松散。第1階段網(wǎng)絡(luò)平均中介中心度很低，節(jié)點(diǎn)之間的信息流動較為獨(dú)立；在第2和第3階段，網(wǎng)絡(luò)整體的平均中介中心度急劇增加，節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系變得更為緊密。從3個階段的合作網(wǎng)絡(luò)演化圖也可以看出，隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展合作網(wǎng)絡(luò)從松散變得緊密，合作關(guān)系從單對單的簡單模式逐漸變得豐富和復(fù)雜。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，一些固定的合作子群在網(wǎng)絡(luò)中開始出現(xiàn)，無論是汽車制造商還是科技企業(yè)都形成了較為穩(wěn)定的合作關(guān)系。汽車制造商相比科技企業(yè)更傾向于在行業(yè)中尋求合作，谷歌等高科技公司在自動駕駛專利合作網(wǎng)絡(luò)中并不活躍。日本、美國和德國等國的企業(yè)呈現(xiàn)出區(qū)域性的合作態(tài)勢，中國企業(yè)尚未形成穩(wěn)定的專利合作關(guān)系。

表5 自動駕駛汽車行業(yè)分階段合作網(wǎng)絡(luò)特征匯總

圖7 專權(quán)人合作網(wǎng)絡(luò)演化圖

5 結(jié)論與建議

基于自動駕駛汽車技術(shù)專利數(shù)據(jù)，從產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展態(tài)勢、國際競爭態(tài)勢和主要專利權(quán)人競爭態(tài)勢3個維度對自動駕駛汽車技術(shù)的競爭態(tài)勢進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，在整體發(fā)展態(tài)勢上自動駕駛汽車技術(shù)正處于快速發(fā)展階段，專利申請數(shù)量急劇增長，關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域逐漸向信息、通信與汽車融合的技術(shù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移。在國際競爭態(tài)勢方面，中國、美國、德國、日本和韓國是當(dāng)前自動駕駛技術(shù)競爭的主要國家。美國在專利數(shù)量和質(zhì)量方面都處于領(lǐng)先地位，掌握了大量核心專利，是目前的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。中國的綜合競爭力僅次于美國，是技術(shù)活躍度最高的國家，但存在專利質(zhì)量不高、缺少核心專利和國際專利布局的問題。自動駕駛汽車的主要專利權(quán)人經(jīng)歷了以日本企業(yè)為主向美、歐企業(yè)為主的轉(zhuǎn)變，汽車制造商和零件公司掌握了大量基礎(chǔ)專利，是主要的技術(shù)參與者；以谷歌為代表的科技公司掌握了大量核心專利，是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的技術(shù)引領(lǐng)者。美、日、德等國的企業(yè)技術(shù)合作已成為技術(shù)發(fā)展常態(tài)，而中國自動駕駛相關(guān)企業(yè)普遍缺乏有效的技術(shù)交流與合作。

針對上述競爭態(tài)勢，為有效提升中國在自動駕駛汽車技術(shù)領(lǐng)域的競爭力，提出以下4點(diǎn)對策建議:

1)加強(qiáng)技術(shù)規(guī)劃布局，提升核心技術(shù)研發(fā)能力。當(dāng)前自動駕駛汽車技術(shù)正處于高速發(fā)展階段，接下來有望實現(xiàn)核心技術(shù)的集中突破，因而各國均加大了對自動駕駛核心技術(shù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)。盡管目前中國專利申請數(shù)量領(lǐng)先，但在核心專利的布局上還處于明顯的劣勢。作為世界上最大的汽車生產(chǎn)國和消費(fèi)國，必須高度重視自動駕駛汽車技術(shù)的規(guī)劃布局，瞄準(zhǔn)核心技術(shù)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，以奠定中國在未來自動駕駛時代的技術(shù)基礎(chǔ)和優(yōu)勢。

2)適度推進(jìn)專利的海外布局。汽車行業(yè)的技術(shù)競爭全球化的態(tài)勢十分明顯，世界各國都在加速自動駕駛汽車技術(shù)的研發(fā)和國際布局。僅德國和美國兩國在我國申請的專利已達(dá)1 700多項，而中國在美、德、日、韓和世界知識產(chǎn)權(quán)局申請的專利總數(shù)僅為178項，與發(fā)達(dá)國家的專利布局形成了鮮明對比。接下來，中國應(yīng)依托核心技術(shù)優(yōu)勢適度加快在海外市場的專利布局，以提高中國自動駕駛汽車技術(shù)的全球競爭力。

3)增強(qiáng)企業(yè)的核心創(chuàng)新能力。從企業(yè)層面來看，美、日、德等國的企業(yè)憑借其在汽車產(chǎn)業(yè)的雄厚技術(shù)積累和對自動駕駛技術(shù)的超前介入在各項技術(shù)上均處于領(lǐng)先地位。盡管中國汽車產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)數(shù)量眾多、分布廣泛，但在自動駕駛技術(shù)領(lǐng)域都處于后發(fā)者的位置，仍處于技術(shù)追趕階段。近年來，百度等企業(yè)在自動駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展中嶄露頭角，華為、中興等在V2X通信等領(lǐng)域掌握了一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)，但受制于起步晚、技術(shù)積累少等原因，絕大多數(shù)企業(yè)仍缺乏核心競爭力。因而，亟須增強(qiáng)企業(yè)的核心技術(shù)創(chuàng)新能力，促進(jìn)中國自動駕駛技術(shù)的整體突破與趕超。

4)加強(qiáng)技術(shù)的交流合作和轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。技術(shù)的合作開發(fā)是實現(xiàn)技術(shù)突破的有效手段，國外區(qū)域性的專利合作已經(jīng)是技術(shù)發(fā)展的常態(tài)，而中國企業(yè)普遍缺乏技術(shù)上的交流合作。針對這一問題可以從兩方面著手改進(jìn)：一方面，自動駕駛技術(shù)是汽車產(chǎn)業(yè)與數(shù)字技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物，傳統(tǒng)汽車企業(yè)可以積極尋求與信息通信、大數(shù)據(jù)、云計算等領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)的合作，利用中國在數(shù)字經(jīng)濟(jì)方面的先發(fā)優(yōu)勢推進(jìn)自動駕駛技術(shù)的發(fā)展。另一方面，政府可以充當(dāng)企業(yè)與企業(yè)、企業(yè)與高校、企業(yè)與科研院所之間的“橋梁”，通過政產(chǎn)學(xué)研的合作和技術(shù)轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化實現(xiàn)自動駕駛技術(shù)的協(xié)同創(chuàng)新。