5G 標準必要專利分布特征：國際比較研究

崔維軍，李 璐，韓 碩，劉 錚

（南京信息工程大學商學院，江蘇南京 210044）

標準必要專利（standard essential patents，SEPs）作為一種重要的戰略資源［1］，在移動通信、電子計算機等專利密集型行業呈現快速增長的趨勢［2］。對于企業來說，標準必要專利代表了企業的發展方向，是獲取市場準入、降低產品成本［3］，進而影響企業市場競爭力的主要因素［4］。對于國家而言，標準必要專利是國家解決全球市場知識產權問題的重要途徑，是在全球范圍內推進網絡部署的前提和基礎，極具商業價值和戰略意義［5］。2015 年，《國務院關于新形勢下加快知識產權強國建設的若干意見》明確指出要加大創新成果標準化和專利化工作力度，推動形成標準研制與專利布局有效銜接，研究制定標準必要專利布局指南［6］。中國移動通信行業的發展經歷了2G 落后、3G 突破、4G 同步、5G 引領的巨大轉變［7-8］，該領域的標準必要專利持有量大幅度上升，中國企業也正在從追趕到超越追趕,甚至走到創新前沿,面臨從“追趕者”到“領導者”轉型的挑戰［9］。3G 和4G 的成功案例表明了專利標準化的必要性，5G 時代，中國移動通信技術迅速發展，中國企業對技術創新的重視程度以及知識產權的保護意識不斷提高，到2020 年，中國5G 標準必要專利持有量排名第一［10］。中國在移動通信領域的地位得到極大提升，已具備與美國、歐盟等專利大國或地區競爭的實力，使得中國與其他創新型國家或地區之間的比較成為可能，關于中國與主要創新型國家或地區在5G 標準必要專利分布特征的差異性等問題也值得進一步研究。針對以上問題，本文運用歐洲電信標準化協會（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）在2020 年11 月公布的5G標準必要專利數據，比較研究中國與美國、歐盟、日本和韓國等國家或地區的差異。

1 文獻綜述

1.1 標準必要專利分布特征相關研究

從3G 開始，各個國家或企業向專利局提交的專利申請數量和標準化機構發布的標準數量呈指數級增長［11］，越來越多的專利和標準被當成是戰略工具。企業或國家利用專利的技術特性和標準的規范作用，制定有利的競爭策略［12］，開展專利布局。

1.1.1 標準必要專利企業分布特征

標準必要專利企業分布集中度較高，主要由大型跨國企業所主導［13］。原因在于企業申請專利和參與標準化需要投入較高成本，大型企業受益于規模經濟和市場優勢［14-15］，形成了研發投入與市場回報的良性循環，更傾向于通過技術專利化、專利標準化［16］，進一步加強壟斷或競爭優勢［17］。而中小企業由于資金的限制，不太可能加入正式的標準化過程，更多地會選擇在標準發布后使用和實施這些標準。此外，標準必要專利比其他專利質量更高，擁有更高的技術價值［18-19］，對企業技術水平的要求也會更高。大型跨國企業通常具備更先進的技術［20］，能夠最大程度地利用資源規劃、獲取和制定技術戰略［21］，申請和披露標準必要專利。因此，大型跨國企業更有可能申請標準必要專利［22］，擁有絕大多數關鍵技術的獨占權和收益權。

其次，發達國家企業比發展中國家企業披露的標準必要專利更多。美國、歐洲和日本移動通信技術發展較早，2000 年之前，美國、歐洲和日本企業擁有的標準必要專利的數量占據了全球的90%以上［23］，中國、韓國等發展中國家企業僅擁有不到10%的標準必要專利。這些發達國家企業對標準必要專利的掌握形成了技術壟斷，并對發展中國家企業構成了技術貿易壁壘，阻礙了發展中國家企業開拓國際市場［24］。雖然發展中國家企業標準必要專利持有量在持續增加，但是與發達國家企業相比仍有一定差距。管子怡等［25］學者通過對ISO 組織在2019 年發布的標準必要專利數據的統計分析也發現，各國家之間標準必要專利數量相差較大，總體而言，發達國家企業的國際標準必要專利數量遠遠高于發展中國家企業。

1.1.2 標準必要專利技術領域分布特征

標準必要專利主要分布在移動通信、計算機、生物醫學和半導體等專利密集型領域中［1,26］，尤其是移動通信領域，與通信標準相關的標準必要專利已成為許多企業和學者關注的熱點。專利強度越高，企業加入標準化過程的可能性就越高［27］。在移動通信領域中，每個通信產品都離不開其所依賴的通信協議標準，生產網絡也遠比全球平均生產行業復雜，對技術標準的需求也會更多［28］。因此，移動通信領域標準必要專利數量遠比其他行業多，整個移動通信企業都需要向核心技術擁有者或標準必要專利持有者繳納高額的許可費［29］。

隨著各行業間的聯系越來越緊密，標準必要專利的重要性日益凸顯，移動通信領域標準必要專利的影響已不僅僅只局限于自身的技術領域內，甚至可能會溢出到其他技術領域［30］。在移動通信產業價值鏈中，技術標準所包含的專利，主要存在于通信芯片中［31］，而芯片不僅僅存在于移動通信領域，更應用于半導體、計算機等其他行業。其次，3G 和4G 時代，持有標準必要專利的企業控制了移動技術在智能手機行業的應用方式，5G 對通信領域標準必要專利的應用提出了更高的要求，5G 標準必要專利持有者將很有可能成為技術和市場的領導者［32］。而5G 標準必要專利的相關訴訟，也已從智能手機轉移到汽車行業，并可能向其他行業轉移（如家用電器、制造業、能源等）。

1.2 標準必要專利國際比較相關研究

1.2.1 知識產權保護行為國際比較研究

知識產權保護是影響技術創新和專利布局的主要因素，專利保護作為企業考慮在標準行業中開展業務的主要策略，對于維持企業的競爭優勢至關重要［33］。即使企業成功地實現技術追趕，在其他企業保護核心技術時，可能也無法自由使用其開發的技術。其次，知識產權保護也是影響企業經濟的因素之一［34］。雖然，國際專利保護不是免費的，可與侵權案件和授權費用相比，廣泛的國際專利保護反而降低了國際貿易的成本和風險［35］。因此，國家和企業往往會通過申請專利的方式來保護核心技術，有針對性地進行專利布局。

制定強有力的知識產權戰略是企業長期發展的保障。近年來，研究發現中國企業對5G 技術創新的重視程度以及知識產權的保護意識正在逐步增加。中國、韓國等國家的公司在1G 和2G 時代沒有技術標準化的相關經驗，很難認識到制定專利和標準戰略的重要性［36］，美國、歐盟等國家或地區則是申請了大量的基礎專利［37］，并進行專利布局，較早地在移動通信領域占據了重要地位，這對中國、韓國等追趕者來說，造成了一定的威脅。Dang 等［38］學者運用W-CDMA 和LTE 標準必要專利數據，比較分析了標準必要專利持有者所面臨的機會和威脅，發現后進入企業比先進入的企業在國際上會獲得更少的專利保護。

知識產權保護對企業參與標準化具有重要影響。Blind 等［39］學者基于不同國家的企業數據，分析了專利保護策略以及專利保護對加入正式標準化的影響，研究結果表明對核心技術的保護力度越大，企業通過技術標準化來提高自身技術組合價值的可能性就越高。然而，也有部分學者研究發現專利保護可能會阻礙正式的標準化。因此，部分標準制定組織會通過要求參與成員披露標準實施所必需的專利來影響公司的專利行為［40］。此外，Berger 等［41］學者的研究表明各個國家對國內和國外申請人專利的保護程度不同，以中國為例，在專利申請時，盡力為國內國外專利申請人提供平等待遇，但在授予方面，中國則會對國內專利申請給予更多優惠待遇［42］，進而會影響企業申請專利和參與標準化的行為。

1.2.2 技術追趕行為國際比較研究

技術追趕是指在經濟發展過程中，后來者不斷縮小與先進入者之間差距的行為［43］，后來者通過加強內部研發和從前沿學習兩個方式實現內部知識的創造。當新興技術出現時，具有類似技術的公司形成戰略聯盟［44］，合作研發并申請專利，其中引用標準的專利更有可能作為后續技術變革的基礎［45］。而追趕企業則會因為新標準帶來的新的挑戰和機遇，獲取新的發展機會。發展中國家，特別是東亞國家在多個領域都存在技術追趕行為［46］。這些國家在新興的技術領域與德國、日本和美國等領先的國家競爭，并在成熟的技術領域向它們學習。

后工業化國家和后發企業的技術追趕，不僅要學習先進入者的技術，還要超越和創造道路追趕，特別是在通信技術相關行業［47］。Kang 等［37］學者基于W-CDMA 和LTE 標準必要專利數據，比較研究了中國和韓國實施的標準戰略以及后續情況。研究結果表明，中國的標準戰略是針對國內市場的國內標準，而不是以全球標準為主。因此，中國的戰略可能會推遲其技術能力的改進和市場的形成［23］。韓國則是將其資源集中在追趕上，即路徑跟蹤追趕［48］，更注重全球標準化。Kang 等［19］學者在以中國和韓國為例研究技術追趕問題時，則發現中國和韓國企業較少依賴于自己的知識，要實現技術追趕仍需較長時間的積累。盡管知識學習和知識轉移在縮小領導企業和追隨者之間的差距方面發揮著關鍵作用，但中國和韓國仍需努力不斷提升國內知識的競爭力。

隨著主導設計的出現，市場集中度和成本的提高可能導致行業中其他參與者出現全新產品或產品種類的可能性更低，追趕型企業若想實現技術創新，則需打破對主導企業的技術依賴，實現根本性的創新［49］。Laer 等［50］學者從標準必要專利與進出口貿易之間關系的角度，著重分析了中國技術追趕情況。結果表明在研究期間，中國在信息技術領域領域仍處于追趕階段，擁有的專利價值較低，但目前情況已有了明顯的轉變。

2 數據與方法

2.1 數據來源

ETSI 是由歐共體委員會批準建立的一個非營利性的電信標準化組織。該組織擁有完備的知識產權政策，并建立了向公眾公開的標準必要專利數據庫。ETSI 涵蓋了最為全面的5G 標準必要專利數據，基于該數據庫進行標準必要專利統計分析具備較高的可行性與可靠性［51］。因此，本文以ETSI 標準必要專利數據庫作為數據來源。

本文使用了2020 年11 月份的最新數據，通過對數據表中“Ess_To_Standard”“Patent_Type”和“5G”3個字段的篩選，分別選取“Ess_To_Standard”字段為“True”、“Patent_Type”字段為“Basis Patent”和“5G”字段為“1”的數據，共篩選出218 906 條5G 標準必要專利中的基礎專利數據。由于存在跨標準代的專利申請和專利披露，數據中包含了先前披露為2G、3G 或4G，并再次披露為5G 的專利聲明。

2.2 研究對象選擇

在研究對象的選取方面，本文選取了美國、日本、韓國和歐盟4 個國家或地區具有代表性的企業作為中國的比較對象，分別是日本的夏普、日本電報電話公司（Nippon Telegraph &Telephone，NTT）,韓國的三星、樂金（LG），歐盟的諾基亞和愛立信，美國的高通和英特爾。主要有兩點原因：第一，中國、美國、日本、韓國和歐盟是5G 標準必要專利持有量最多的5 個國家或地區。其中，中國5G 標準必要專利持有量最多，其次是美國、韓國、日本和歐盟。本文選取美國、日本、韓國和歐盟4 個國家或地區作為中國的比較對象，可以看出中國在5G 標準必要專利布局中的優劣勢。第二，移動通信領域企業集中度較高，絕大部分關鍵技術被領頭企業掌握［52］。IPLytics 的報告中顯示，排名前10 名的企業擁有超過80%的5G 專利家族，而排名前20 名的企業擁有所有5G 專利家族的93%以上［29］。本文選取的10家企業5G 標準必要專利持有量均在全球排名前15名，5G 標準必要專利的披露數占據了企業所屬國家專利披露總數的70%～90%，因此，這10 家企業無論是市場戰略布局，還是技術領域的分布廣度都極具代表性。其中，中國華為5G 技術有限公司（以下簡稱“華為”）標準必要專利披露數量最多，占比為11.95%；其次，是美國高通10.27%和韓國三星10.16%。具體情況如表1 所示。

表1 中國與主要創新型國家或地區企業5G 標準必要專利持有量情況

表1（續）

3 數據分析

專利數據是研究技術發展最主要的知識來源之一，為理解新技術提供了幫助［53］。本文基于2020年ETSI 數據庫，從5G 技術發展總體格局和技術領域熱點分布兩個角度進行國際比較。

3.1 5G 標準必要專利發展總體格局

3.1.1 5G 標準必要專利申請量總體特征

本節對5G 標準必要專利基本信息進行統計分析，從5G 標準必要專利數量、標準必要專利涉及標準數量以及技術重要性3 個方面來描述5G 相關技術特征和企業的競爭優勢。具體情況如表2 所示。

表2 5G 標準必要專利技術特征分析

基于表2 對每個企業5G 標準必要專利持有量、涉及到的標準數量和技術重要性的統計結果，可以看出：

中國5G 標準必要專利披露總數排名第一，且呈持續增長趨勢。從2018 年開始，中國5G 標準必要專利持有量一直穩居第一。截至2020 年7 月，中國華為和中興披露的5G 標準必要專利中基礎專利的數量就已達到9 638 個。美國在2017 年5G 標準必要專利持有量最高，但是從2018 年開始，美國5G 標準必要專利的持有量已被中國、韓國等國家反超?？梢?，中國和韓國在推動5G 的發展中發揮了重要作用。中國、韓國等國家在技術追趕過程中，集中資源進行內部技術研發［54］，并積極參與標準的制定，逐漸擺脫對領先企業的依賴，形成了自身技術優勢。進一步挖掘還發現，中國企業在5G 新披露的標準必要專利數量也是位居第一。韓國的三星、中國的華為和中興則是披露新5G 標準必要專利最多的3 家企業。美國和歐盟的5G 技術很大程度上延續了原本的技術優勢，雖然也披露了新的5G 標準必要專利，但相比之下，在2G、3G、4G 已披露過的標準必要專利，繼續被披露為5G 標準必要專利數量所占比例較大，5G 時代新披露的標準必要專利比例較低。

中國5G 標準必要專利所涉及標準數量位居第二，僅次于歐盟。企業的發展很大程度上取決于標準的競爭，參與標準制定也成為了企業和國家建立和維持核心競爭優勢的重要途徑［55］。因此，從企業或國家擁有標準的數量可以分析出該企業或國家在5G 技術領域的競爭力。從表2 的統計結果中，可以發現諾基亞和愛立信兩家企業擁有了412 個標準，其中，僅諾基亞一家企業5G 標準必要專利涉及標準的數量就已達到了303 個。中國的華為和中興則是擁有365 個標準。數據表明，歐盟在移動通信領域5G技術的競爭中，具有更高的國際地位，而諾基亞比其他國家或地區的企業擁有更多的競爭優勢。

中國5G 標準必要專利重要性不高，與韓國和日本相比差距較大。Kim 等［44］學者的研究表明標準的引用與專利的重要性呈正相關關系。為了解每個標準涉及標準必要專利的情況，本文對5G 標準必要專利數量與所涉及標準數量做了進一步分析，從計算結果中發現：韓國和日本標準必要專利的技術重要性更高，分別為44.87 和36.58，遠高于其他國家。韓國的兩家企業擁有標準的數量較少，僅為208 個標準，但是5G 標準必要專利數量卻達到了9 332 個。而美國與歐盟一樣，標準必要專利所涉及的標準數量較多，而5G 標準必要專利持有量并不占優勢，導致平均每個標準所涉及的專利數量較少?？梢?，雖然美國和歐盟在移動通信領域標準必要專利數量上的優勢逐漸下降，但在參與技術標準相關方面的優勢仍然存在。

3.1.2 5G 標準必要專利的地理位置分布

由于專利具有地域性特征，大型跨國公司會更偏向于在對業務有重要意義的市場上申請專利。本通過標準必要專利的公布號，了解5G 標準必要專利發布國家或地區的具體信息1），深入分析地理位置分布特征，探究領先企業5G 標準必要專利申請的行為特征。結果如表3 所示。

表3 5G 標準必要專利的地理分布情況

基于表3 對5G 標準必要專利優先申請國和地理位置分布的統計結果，可以看出：

（1）中國5G 標準必要專利地理位置分布不廣。從表3 中的數據，可以發現美國的5G 標準必要專利分布最廣，在66 個專利授權機構進行了專利申請，其中，僅美國高通一家企業就已在55 個國家的專利授權機構申請了專利。而中國5G 標準必要專利持有者只在36 個授權機構申請了專利，5G 基礎專利的披露也主要集中在中國、歐盟和美國等國家或地區。日本、韓國和歐盟則分別在33、46 和54 個國家或地區進行了專利布局。相較之下，中國5G 標準必要專利的分布廣度與美國仍有較大差距。整體而言，中國5G 標準必要專利地理位置布局較為集中。

（2）中國5G 標準必要專利的優先申請國以本國為主。中國5G 標準必要專利的基礎專利主要在中國、美國和歐盟進行申請，其中，在中國申請的數量最多。由于中國具有強大的市場基礎，中國在對目標市場進行選擇的時候，更看重本國市場，以本國專利申請優先權為主。中國雖然在5G 標準必要專利數量上占有優勢，但是若想開拓更廣泛的市場，仍面臨著巨大的考驗。而除了中國的企業外，其他國家或地區的企業大多以美國市場為主?？梢?，雖然美國自身的技術優勢和對知識產權的重視程度會導致別的國家進入美國市場的難度加大，但是各國家企業對于美國市場的重視程度明顯高于其他國家，美國仍是各個國家和企業申請專利的優先考慮國家。另外，日本企業對優先申請國的選擇會有所區別，NTT 申請專利仍會以本國為主，而夏普則以美國市場為主，而不是優先考慮占據日本市場。

3.2 5G 標準必要專利技術領域分布情況

為進一步了解各個國家和企業5G 標準必要專利技術領域的分布特征，本文統計了所選取的10 家企業的5G 標準必要專利相關信息，通過標準編號的分類、IPC 分類號以及底層技術對標準必要專利技術領域的分布情況進行分析。具體情況如表4 所示。

表4 5G 標準必要專利技術領域分布情況

表4（續）

基于表4 統計結果，可以得出：

（1）中國標準必要專利涉及的標準技術領域分布不廣。中國的5G 標準必要專利包含了16 個技術規范領域，主要集中在內部固定網絡、LTE 和無線電技術等領域。美國標準涉及的技術領域最多，為26 個，其次是韓國的18 個。中國、歐盟、日本和韓國等國家或地區企業的業務范圍主要為智能手機制造、網絡運營等，而美國的高通和英特爾在這基礎上，還包括了半導體、芯片的制造和研發，因此，美國參與了5G 更多領域標準的制定，掌握了更多的核心技術，具有絕對的競爭優勢。這也表明美國的企業不僅僅只追求專利數量上的領先，還在更多領域擁有競爭優勢，并在一定程度上形成了貿易壁壘。而中國雖然已在部分技術領域有一定優勢，但是與美國相比，仍存在較大差距。

（2）中國5G 標準必要專利主要集中在無線通信網絡、數字信息的傳輸等領域，底層技術主要聚焦在NEW RADIO（NR）、NEW CORE（NC）、LTE等方面。而美國除了在各個國家都關注的無線通信網絡、信息傳輸等相關5G 技術上具有一定的優勢外，還注重對傳感器元器件、芯片等核心技術的研發。值得注意的是，在4G 標準必要專利的申請中，LTE、3GPP 等相關底層技術發揮了重要作用，而在披露的5G 標準必要專利中也占有不小比例，可見，在5G 技術的發展中，仍有原有技術被繼續沿用。這也就導致中國雖然在5G 標準必要專利的數量上已經占據了領先地位，但是移動通信領域中的部分技術仍然受制于美國、歐盟等國家或地區，這些國家或地區在3G、4G 時代就已經占據了絕對優勢，掌握了大部分的核心技術，中國要想實現5G 技術的全面領先，仍需要繼續攻克相關難題。

4 總結與討論

本文基于ETSI中5G標準必要專利的報告數據，選取10 家5G 標準必要專利持有量具有代表性的企業作為研究樣本，比較分析了中國、美國、日本、韓國和歐盟5 個國家或地區5G 標準必要專利的分布特征，得到如下幾個結論：

中國5G 標準必要專利披露數位居第一，但是5G 技術涉及的標準數量與歐盟相比仍有差距。近年來，中國5G 標準必要專利的持有量一直呈現持續增長趨勢。到2020 年，中國僅華為一家企業披露的5G 標準必要專利數量就已達到5 528 個，新披露的5G 標準必要專利數量也達到了3 825 個，遠超美國、歐盟、日本和韓國。這也就表明中國的5G 發展已取得了一定的成就。但是，就中國5G 技術所涉及的標準數量以及5G 標準必要專利的重要性來說，與歐盟、日本等國家或地區相差較大。

中國5G 標準必要專利的地理位置分布不廣，主要集中在本國。從分布地區看，中國5G 標準必要專利主要在36 個國家或地區的專利局申請，與美國在66 個國家或地區進行了專利申請相比，差距較大，美國會在更多的國家或地區受到專利保護。從數量上看，在中國本土申請的專利占據了絕大多數，5G標準必要專利的優先申請國也以本國為主，表明中國標準必要專利的市場布局以本國為主。而對于中國以外的國家或地區來說，美國市場則更具有吸引力，其重要性遠高于其他國家。即使美國的自身優勢會對別的國家企業形成一定的障礙，但仍會以美國作為優先申請國，在獲得美國專利局的認可之后，才會考慮在本國或是別的國家進行專利布局。

中國企業技術領域覆蓋面不廣，中國的5G 技術優勢主要集中在無線通信網絡、信息傳輸等方面，美國、歐盟等國家或地區的技術優勢不僅包括無線通信、信息傳輸等領域，還涵蓋了傳感器、芯片等關鍵技術。對于5G 技術領域的研究，各個國家主要技術聚焦領域差距不大，主要是無線通信網絡、信息傳輸等方面。中國在基站的建設以及通信設備的制造方面已具有一定優勢，但是對于芯片等關鍵技術的研究不足仍然存在。從底層技術的分布領域來看，中國的研究主要集中于NEW RADIO（NR）、NEW CORE（NC）、LTE 等技術方面，而美國、歐盟等國家技術優勢除了涉及到與5G 相關的新技術外，還包括對原有3GPP 核心技術的改進和升級，尤其是對芯片技術的掌握，已形成貿易壁壘。因此，雖然我國5G 網絡建設已處于全球領先地位，但是想讓5G 網絡發揮最大化作用，還是需要依靠美國、歐盟等國家或地區的技術支持。

5 未來展望

整體而言，雖然本文已描述出5G 標準必要專利的戰略布局，但是仍具有一定的局限性。

首先，本文以ETSI 數據庫中披露的5G 標準必要專利作為數據來源進行分析，雖然該數據庫中已包含了較為全面的標準必要專利數據，但仍有少量信息未被涵蓋到。其次，標準制定組織都高度依賴于專利權人主動披露的可能被納入標準的專利信息，沒有任何實體去評估所申報的標準必要專利的真實性，所以關于標準必要專利的數據方面，未來可以通過整合不同標準必要專利數據庫，如3GPP 數據庫、塞爾中心數據庫等，為標準必要專利的研究提供更為全面的數據來源。

其次，本文利用5G 標準必要專利公布號等數據，對5G 標準必要專利申請國家進行了統計分析，為研究5G 標準必要專利的地理位置分布提供了相應的證據。然而，不同的5G 技術地理位置分布是否不同，核心網、終端等關鍵技術的發展和分布具有怎樣的特點，各個國家和企業是如何進行戰略布局的，這些具體的問題也是未來研究的重點。

最后，關于5G 標準必要專利的技術特性，本文主要從標準必要專利以及其所涉及標準的數量進行了分析，雖然對移動通信行業5G 技術的發展已有了較為深入的了解，但是仍存在不足之處。本文對于5G 標準必要專利問題的分析，僅停留在數據的統計上，缺乏對該領域標準必要專利與企業戰略等相關問題的實證分析。如何運用實證的分析方法去研究各個國家和企業不同的戰略布局的意義、對企業經濟效益的作用以及對后續創新和可持續性發展的影響，仍需要進一步去探討。

注釋：

1）5G 標準必要專利地理位置分布情況。