基于專利布局的中日人工智能技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)分析

摘 要：在中日首個(gè)自貿(mào)協(xié)定——RCEP背景下，中日人工智能產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)與交流將更為密切。國(guó)家間專利布局比較是分析技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)及科技戰(zhàn)略的重要方法，對(duì)兩國(guó)專利布局競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)的研究可以為中國(guó)在新階段取得更大經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益提供方向。以專利信息為依據(jù)，基于專利布局與技術(shù)追趕理論，從技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力與專利布局兩方面對(duì)中日人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行比較研究，對(duì)未來中國(guó)在人工智能領(lǐng)域的追趕方式進(jìn)行分析。研究表明，中國(guó)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體已超過日本，人才后備力量充足，應(yīng)用層產(chǎn)業(yè)位居世界前列，但基礎(chǔ)層技術(shù)落后于日本。最后從技術(shù)熱點(diǎn)和市場(chǎng)布局兩方面提出未來中國(guó)人工智能技術(shù)追趕策略。

關(guān)鍵詞：人工智能；競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)；專利布局；技術(shù)追趕

中圖分類號(hào)：TP18;G306

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Doi：10.3969/j.issn.1672-2272.202404047

Competitive Analysis of Artificial Intelligence Technology in China and Japan Based on Distribution of Patents

Yuwen Lewei1，Wang Xujia1，Li Desheng2

（1.School of Management， Xi’an University of Architecture and Technology， Xi’an 710055， China;

（2. Shaanxi Xinhua Publishing Media Group Co.， Xi’an 710061， China）

Abstract：In the context of the first free trade agreement between China and Japan-RCEP， competition and exchange in the artificial intelligence industry between China and Japan will become closer. The layout of patents between countries is an important method for analyzing technological competition and technological strategies. Studying the competitive situation of patent layout between two countries can provide direction for China to achieve greater economic and social benefits in the new stage. Based on patent information and the theory of patent layout and technological catch-up， this study compares the development trend of China and Japan’s artificial intelligence industry from two aspects： technological competitiveness and patent layout， and analyzes China’s future catch-up methods in the field of artificial intelligence. Research has shown that the overall development of China’s artificial intelligence industry has surpassed that of Japan， with sufficient talent reserves and a leading position in the application layer industry in the world. However， the basic layer technology lags behind Japan. Finally， propose future strategies for catching up with China’s artificial intelligence technology from two aspects： technological hotspots and market layout.

Key Words：Artificial Intelligence; Competitive Intelligence; Distribution of Patents; Technological Catching-up

0 引言

《2021年政府工作報(bào)告》明確指出，要加快數(shù)字化發(fā)展，打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)新優(yōu)勢(shì)，協(xié)同推進(jìn)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型[1]。數(shù)字化是基于數(shù)字技術(shù)優(yōu)化工作流程與業(yè)務(wù)流程的一種現(xiàn)代化方式[2-3]。這種方式使企業(yè)運(yùn)營(yíng)效率更高，已逐步成為改造提升傳統(tǒng)動(dòng)能、培育發(fā)展新動(dòng)能的重要手段。而人工智能技術(shù)可以將海量數(shù)據(jù)與豐富的應(yīng)用場(chǎng)景相結(jié)合，將數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)相結(jié)合，是賦能企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要路徑。

我國(guó)人工智能起步較晚，20世紀(jì)70年代末才逐漸發(fā)展起來[4]，2017年被提升為國(guó)家戰(zhàn)略，之后迅速成為被提頻率最高的科技詞匯[5]。目前，中國(guó)已經(jīng)成為全球人工智能專利數(shù)量最多的國(guó)家之一[6]，僅2020年上半年，中國(guó)核心人工智能產(chǎn)業(yè)的規(guī)模就達(dá)到了770億元人民幣。與此同時(shí)，日本在“社會(huì)5.0”戰(zhàn)略以及疲軟的國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人口老齡化的推動(dòng)和壓力下，對(duì)人工智能技術(shù)的需求非常迫切[12]。2016年，日本實(shí)行“下一代人工智能促進(jìn)戰(zhàn)略”，將“超智能社會(huì)”列為重點(diǎn)目標(biāo)，從國(guó)家層面以基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、產(chǎn)業(yè)化為核心建立人工智能研發(fā)體系。2019年，在全球人工智能專利申請(qǐng)排名前20的企業(yè)中，日本憑借其老牌工業(yè)強(qiáng)國(guó)優(yōu)勢(shì)，占據(jù)了12家[8]?？梢娙毡驹谌斯ぶ悄茴I(lǐng)域有著先發(fā)優(yōu)勢(shì)。基于技術(shù)追趕理論，具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)的主體會(huì)為了維持自身的競(jìng)爭(zhēng)力與保護(hù)核心技術(shù)，對(duì)后發(fā)主體形成技術(shù)壁壘，使得后發(fā)國(guó)家和企業(yè)無(wú)法洞悉其技術(shù)機(jī)理，構(gòu)成其技術(shù)的后發(fā)劣勢(shì)[9]。我國(guó)人工智能迅速發(fā)展的同時(shí)，各國(guó)也紛紛在人工智能領(lǐng)域布局，其中美國(guó)、歐盟、日本和韓國(guó)等相繼開啟了人工智能國(guó)家創(chuàng)新計(jì)劃，企圖搶占技術(shù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)地位。那么如何突破在相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)壁壘，并實(shí)現(xiàn)技術(shù)超越，成為中國(guó)人工智能發(fā)展的重點(diǎn)關(guān)注問題。經(jīng)過多年技術(shù)積累，我國(guó)在智能語(yǔ)音、視覺識(shí)別等技術(shù)應(yīng)用層面發(fā)展迅速，水平居于世界前列；但在核心算法的開發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)備的研制等方面競(jìng)爭(zhēng)力不足，與發(fā)達(dá)國(guó)家間存在較大差距[10]。

2020年11月15日，區(qū)域全面經(jīng)濟(jì)伙伴關(guān)系協(xié)定（RCEP）簽署。RCEP協(xié)定是中國(guó)迄今締結(jié)或加入成員最多、內(nèi)容最全的自由貿(mào)易區(qū)協(xié)定，形成了目前全球最大規(guī)模的自由貿(mào)易區(qū)。該協(xié)定是中國(guó)與日本首次達(dá)成自貿(mào)安排[11]，進(jìn)行大規(guī)模進(jìn)口關(guān)稅減免，極大地?cái)U(kuò)大了中日貿(mào)易規(guī)模，增強(qiáng)了兩國(guó)經(jīng)貿(mào)聯(lián)系，對(duì)兩國(guó)之間產(chǎn)業(yè)和供應(yīng)鏈布局產(chǎn)生了重要影響，同時(shí)為我國(guó)實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)追趕創(chuàng)造了必要條件。其中，知識(shí)產(chǎn)權(quán)是RCEP協(xié)定中涉及篇幅最大的章節(jié)，主要包括：擴(kuò)大專利保護(hù)范圍、擴(kuò)大商標(biāo)申請(qǐng)范圍、細(xì)化權(quán)利實(shí)施規(guī)定等，這為中日兩國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)與知識(shí)交流提供了較為完善的制度保障。中國(guó)和日本是人工智能重要的國(guó)際市場(chǎng)地、技術(shù)創(chuàng)新地與技術(shù)來源地[12-13]。在RCEP協(xié)定和中國(guó)大力推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景下，中日兩國(guó)將產(chǎn)生更多的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。因此，本文在對(duì)已有專利對(duì)比研究的基礎(chǔ)上，基于技術(shù)追趕相關(guān)理論，從技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力與專利布局兩大角度對(duì)中日兩國(guó)人工智能專利的發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行研究，為中國(guó)加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型和在RCEP協(xié)定中取得更大經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益提供參考。

1 理論依據(jù)與文獻(xiàn)綜述

1.1 技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)

國(guó)家間技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)是指國(guó)家主體綜合運(yùn)用各類手段爭(zhēng)奪技術(shù)權(quán)力的過程，其已日益成為大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)中最復(fù)雜、最重要和最突出的表現(xiàn)形式[14]。技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)包括技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境、技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)策略。技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)分析對(duì)把握國(guó)家在某技術(shù)領(lǐng)域的地位、與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的差距及掌握競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的研發(fā)戰(zhàn)略有重要意義。目前，專利分析法是技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)分析有效方法之一[15]。技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)通?？梢詮膶＠?jìng)爭(zhēng)中反映出來[16]。專利作為知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要組成部分，其中蘊(yùn)含著豐富的創(chuàng)新成果價(jià)值和技術(shù)含量[17]。同時(shí)，專利作為技術(shù)情報(bào)的可靠載體與來源，通過對(duì)專利中的技術(shù)信息進(jìn)行分析，能夠判斷競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域的技術(shù)活動(dòng)優(yōu)勢(shì)，以預(yù)測(cè)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)[18]。因此，分析、挖掘?qū)＠閳?bào)對(duì)分析國(guó)家間技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)和研發(fā)決策有重要指導(dǎo)作用[19]。

梳理已有文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有研究缺乏從專利布局的角度，結(jié)合技術(shù)追趕理論對(duì)人工智能進(jìn)行國(guó)家間技術(shù)對(duì)比分析，而基于競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)對(duì)技術(shù)追趕以及專利布局的分析可以有效反映國(guó)家層面的技術(shù)策略和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)研究有重要意義。因此，本文以中日人工智能專利為研究對(duì)象，基于技術(shù)追趕理論，以專利競(jìng)爭(zhēng)對(duì)比與專利布局對(duì)比為研究框架，分析中國(guó)在RCEP協(xié)定和數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，如何進(jìn)一步發(fā)展人工智能、完善技術(shù)布局以及在劣勢(shì)方面進(jìn)行技術(shù)追趕。

1.2 技術(shù)追趕理論

技術(shù)追趕是指后發(fā)國(guó)家通過某種方式縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之間技術(shù)能力差距的行為[20]。與經(jīng)濟(jì)趨同不同，技術(shù)追趕包含的不僅僅是“結(jié)果意義”，還包括結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、制度體系等一系列維度，是技術(shù)選擇、社會(huì)能力基礎(chǔ)和政策體系的綜合結(jié)果[21]，已成為增強(qiáng)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)造國(guó)家間科技競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要手段[22]。技術(shù)追趕理論最早由國(guó)外經(jīng)濟(jì)學(xué)家提出，1962年Gerschenkron在《Economic Backwardness in Historical Perspective： A Book of Essays》一書中最早提出“后發(fā)追趕”理論[23]。早期的學(xué)者主要關(guān)注技術(shù)追趕的“結(jié)果意義”，主要從“技術(shù)追趕路徑”“追趕戰(zhàn)略”和“機(jī)會(huì)窗口”等角度豐富技術(shù)追趕理論研究。如Perez等[24]認(rèn)為，只有通過技術(shù)的改進(jìn)才能實(shí)現(xiàn)有效的技術(shù)追趕，最終改變后發(fā)國(guó)家技術(shù)劣勢(shì)的情況。新時(shí)代以來，高新技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)逐漸成為國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)的主要形式[25]。我國(guó)在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展較歐美與日本等國(guó)較晚，面臨著技術(shù)后發(fā)國(guó)家的結(jié)構(gòu)性困境，以及先發(fā)國(guó)家引發(fā)的不同程度市場(chǎng)機(jī)會(huì)擠壓[26]。但同時(shí)當(dāng)各國(guó)有足夠能力吸收更先進(jìn)的技術(shù)時(shí)，各國(guó)生產(chǎn)力水平的差距為之后的水平趨同提供了可能，先發(fā)者與后發(fā)者之間的技術(shù)差距越大，生產(chǎn)力差距就越大，后發(fā)者通過技術(shù)追趕實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力水平增長(zhǎng)的潛力也就越大[27]。因而尋找技術(shù)追趕優(yōu)勢(shì)路徑對(duì)于中國(guó)企業(yè)的技術(shù)追趕行為十分必要[28]。劉碧瑩等[29]通過對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)處于后發(fā)地位的較多，雖較難打破先發(fā)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)地位，但可通過加強(qiáng)研發(fā)投入、捕捉技術(shù)突破機(jī)會(huì)與構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系的方式實(shí)現(xiàn)技術(shù)追趕。楊燕[28]通過對(duì)中國(guó)發(fā)電制造業(yè)支柱企業(yè)研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)制造業(yè)技術(shù)追趕路徑存在同質(zhì)性：引入成熟產(chǎn)品+二次創(chuàng)新。此外，把握技術(shù)追趕“機(jī)會(huì)窗口”對(duì)于后發(fā)國(guó)家實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的突破至關(guān)重要[30]。機(jī)會(huì)窗口之所以能在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)追趕過程中發(fā)揮作用，主要是由于其能降低后發(fā)者的進(jìn)入成本[25]。而技術(shù)追趕戰(zhàn)略主要是通過克服先發(fā)優(yōu)勢(shì)與利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)追趕[31]。吳映玉等[32]研究發(fā)現(xiàn)，通過海外并購(gòu)可以使新興市場(chǎng)的企業(yè)顯著提高其技術(shù)創(chuàng)新績(jī)效；張海峰等[33]認(rèn)為，后發(fā)國(guó)家在進(jìn)行技術(shù)追趕時(shí)要根據(jù)自身比較優(yōu)勢(shì)以及技術(shù)升級(jí)的不同階段不斷調(diào)整自身的產(chǎn)業(yè)政策。另外，針對(duì)后發(fā)國(guó)家技術(shù)追趕中面臨的結(jié)構(gòu)性困境，黃冬婭等[26]認(rèn)為只有國(guó)家介入才能解決：一方面國(guó)家應(yīng)采取相應(yīng)措施降低他國(guó)的技術(shù)機(jī)會(huì)擠壓；另一方面，國(guó)家還需采取相應(yīng)約束措施使企業(yè)保持較強(qiáng)的進(jìn)取動(dòng)力。

綜上所述，技術(shù)追趕是一個(gè)后發(fā)國(guó)家縮短與先發(fā)國(guó)家之間技術(shù)差距的過程。本文基于技術(shù)追趕理論，探究中國(guó)如何在人工智能領(lǐng)域?qū)θ毡具M(jìn)行技術(shù)追趕以實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，搶占未來人工智能發(fā)展先機(jī)。

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)來源于Patsnap專利分析平臺(tái)，從《人工智能行業(yè)：2023中國(guó)AIGC產(chǎn)業(yè)全景報(bào)告》[33]《2023人工智能企業(yè)百?gòu)?qiáng)》[34]《Best Japan Brands 2022》[35]中各選10家中日在人工智能領(lǐng)域分別具有代表性的科技企業(yè)作為樣本企業(yè)構(gòu)建樣本框。考慮到本文需要研究中日雙方的相互技術(shù)布局情況，而一些中小企業(yè)可能沒有足夠的相關(guān)數(shù)據(jù)，因此樣本選擇主要為大型科技企業(yè)，我國(guó)主要選取百度、騰訊、華為、阿里巴巴等，日本主要選取三菱、松下、索尼等。同時(shí)，為了保證樣本數(shù)據(jù)的多樣性，選取了在不同AIGC領(lǐng)域具有代表性的企業(yè)，如在機(jī)器人領(lǐng)域，我國(guó)選取百度作為代表性企業(yè)，日本則選擇發(fā)那科株式會(huì)社。國(guó)內(nèi)外專利數(shù)據(jù)均來源于智慧芽數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)截取時(shí)間從各個(gè)企業(yè)成立至2022年12月31日。表1、表2分別列示了樣本企業(yè)的具體情況。

2.2 數(shù)據(jù)處理與研究方法

2.2.1 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)已有研究中學(xué)者[36]對(duì)人工智能的定義及人工智能技術(shù)層次架構(gòu)：基礎(chǔ)層、技術(shù)層和應(yīng)用層所涉及的關(guān)鍵領(lǐng)域，確定中國(guó)和日本人工智能關(guān)鍵詞檢索（表3）。參考孫笑明等[37]對(duì)專利數(shù)據(jù)在創(chuàng)新管理研究中的處理方法研究，利用Patlab數(shù)據(jù)分析平臺(tái)對(duì)已獲取的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、去重，最終獲得中國(guó)專利數(shù)據(jù)總計(jì)17 417個(gè)，日本專利數(shù)據(jù)總計(jì)2 213個(gè)。

2.2.2 研究方法

本文基于技術(shù)追趕理論，以專利數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)分析，目的在于研究我國(guó)人工智能專利布局情況以及對(duì)未來中國(guó)如何實(shí)現(xiàn)在人工智能劣勢(shì)領(lǐng)域?qū)θ毡镜募夹g(shù)追趕提供技術(shù)情報(bào)。研究主要集中在以下3個(gè)方面：①通過IPC分類號(hào)[38-39]、專利權(quán)人類型等進(jìn)行技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ρ确治?；②通過組織間的技術(shù)合作關(guān)系與相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)讓情況進(jìn)行中日兩國(guó)專利布局分析；③基于技術(shù)對(duì)比分析與專利布局，對(duì)我國(guó)如何進(jìn)行人工智能領(lǐng)域技術(shù)追趕進(jìn)行相應(yīng)的思考。

本文對(duì)專利情報(bào)的分析主要采用對(duì)比分析法[40]。對(duì)比分析法就是把客觀事物進(jìn)行比較，了解事物本質(zhì)、規(guī)律，最終得到正確評(píng)價(jià)的方法[41]。此方法的重點(diǎn)在于選擇合適的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，通常情況下是選取不同的研究對(duì)象，從質(zhì)量與數(shù)量層面將相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，說明研究對(duì)象在相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)。在對(duì)國(guó)內(nèi)外專利對(duì)比研究的文獻(xiàn)梳理中發(fā)現(xiàn)，基于國(guó)家層面的人工智能相關(guān)專利對(duì)比分析一般著眼于國(guó)家創(chuàng)新力[42]、產(chǎn)業(yè)發(fā)展[36]、專利質(zhì)量[43]和核心專利布局[5]等。本文選擇從IPC分類號(hào)與專利權(quán)人角度，分析中日兩國(guó)AIGC領(lǐng)域IPC分類號(hào)的總體聚集情況與IPC分類號(hào)年度變化情況，并從企業(yè)和高校兩種不同的專利權(quán)人層面研究中日兩國(guó)人工智能研發(fā)現(xiàn)狀，以期為我國(guó)人工智能領(lǐng)域未來發(fā)展提供參考。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

本文通過關(guān)鍵詞篩選確定檢索式，下載的數(shù)據(jù)主要包括申請(qǐng)?zhí)枴PC分類號(hào)、受理局以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)。我國(guó)10家企業(yè)的人工智能相關(guān)專利總計(jì)22 967個(gè)，涉及IPC技術(shù)領(lǐng)域1 170個(gè)；日本10家企業(yè)的人工智能相關(guān)專利共3 083個(gè)，涉及IPC技術(shù)領(lǐng)域148個(gè)。

同一專利可能涉及多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，即包括多個(gè)IPC號(hào)，若IPC間存在共現(xiàn)關(guān)系，則認(rèn)為不同企業(yè)間存在相應(yīng)的技術(shù)聯(lián)系，形成了AIGC組織技術(shù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的基礎(chǔ)。本文采用IPC小組構(gòu)建專利號(hào)和IPC分類號(hào)構(gòu)建二模網(wǎng)絡(luò)，使用Gephi將二模矩陣轉(zhuǎn)為一模矩陣，進(jìn)而形成IPC共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)將IPC分類號(hào)的前4位作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，最終反映人工智能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展情況。

3 中日兩國(guó)人工智能領(lǐng)域技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力對(duì)比

本文將中日兩國(guó)本土人工智能專利作為競(jìng)爭(zhēng)資源稟賦，通過兩國(guó)本土申請(qǐng)的人工智能專利及其專利信息，分析兩國(guó)目前掌握的人工智能優(yōu)勢(shì)技術(shù)，作為未來中國(guó)如何實(shí)現(xiàn)后發(fā)國(guó)家技術(shù)追趕和海外布局的判斷依據(jù)。

3.1 技術(shù)領(lǐng)域分析

對(duì)比中日在人工智能專利的主要IPC技術(shù)集聚情況，可發(fā)現(xiàn)兩國(guó)不同的研發(fā)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域和發(fā)展側(cè)重點(diǎn)。圖1、圖2分別為日本、中國(guó)AIGC企業(yè)的IPC共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖，其中節(jié)點(diǎn)代表不同的技術(shù)領(lǐng)域，邊（節(jié)點(diǎn)間相連的線）代表不同技術(shù)領(lǐng)域的共現(xiàn)關(guān)系。節(jié)點(diǎn)越大、越靠近中心，表示連接的IPC領(lǐng)域就越多。根據(jù)圖1、圖2可知，中日兩國(guó)人工智能發(fā)明的主要IPC小類均集中在G06N、G06F、G06T、G10L，這些技術(shù)領(lǐng)域均為人工智能核心技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理、圖像數(shù)據(jù)處理、語(yǔ)音識(shí)別等技術(shù)，由此可見中日兩國(guó)AIGC企業(yè)關(guān)注的發(fā)展重點(diǎn)有極大的相似性。此外，日本還涉及A61B、G08G，即診斷（外科）、交通控制系統(tǒng)等人工智能新興應(yīng)用領(lǐng)域，以及半導(dǎo)體（H01L）等人工智能發(fā)展重要支撐性領(lǐng)域；而中國(guó)則是在數(shù)據(jù)識(shí)別（G06K）等領(lǐng)域保持技術(shù)領(lǐng)先性。同時(shí)，中日兩國(guó)均關(guān)注較少H01M領(lǐng)域（電池技術(shù)），這主要是由于電池技術(shù)的發(fā)展受到相應(yīng)的物理限制，材料技術(shù)突破較為困難。

根據(jù)頻次和中介中心度的排序，篩選出中日兩國(guó)人工智能的技術(shù)熱點(diǎn)與技術(shù)核心。如表4所示，中國(guó)人工智能核心技術(shù)分別為GO6N、G06K、G06F，其中G06N中介中心度最高，位于圖4網(wǎng)絡(luò)圖的中心位置，說明“基于特定計(jì)算模型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”屬于我國(guó)人工智能技術(shù)核心領(lǐng)域，同時(shí)G06F出現(xiàn)頻次最高，說明“電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理”屬于熱門技術(shù)。如表5所示，G06N出現(xiàn)的頻次最高且中介中心度最高，說明G06N屬于日本人工智能領(lǐng)域中的核心領(lǐng)域與熱門技術(shù)。

3.2 技術(shù)創(chuàng)新年度質(zhì)量對(duì)比

分別選取中日兩國(guó)人工智能領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量位列前5的5個(gè)IPC類別作為研究樣本，并對(duì)樣本進(jìn)行年度變化統(tǒng)計(jì)，得到2012-2022年中日兩國(guó)人工智能領(lǐng)域申請(qǐng)前5的IPC分類號(hào)數(shù)量變化趨勢(shì)，如圖3、圖4所示。2012-2014年，日本在人工智能核心領(lǐng)域已有涉及，此時(shí)我國(guó)還未在相關(guān)核心領(lǐng)域有所發(fā)展，至2015年我國(guó)專利數(shù)才開始有明顯變化，這表明日本較中國(guó)早一步進(jìn)入人工智能市場(chǎng)。2015-2020年，日本在G06N、G06F領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)，G06T、G05B作為日本的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域均在2019年專利數(shù)量達(dá)到峰值，之后波動(dòng)下滑。此外，中國(guó)的核心研發(fā)領(lǐng)域G06F、G06N在2021年專利數(shù)量到達(dá)最高點(diǎn)，而這些領(lǐng)域在日本則在2020年達(dá)到峰值并早一步進(jìn)入下降趨勢(shì)，這說明在該領(lǐng)域日本已經(jīng)進(jìn)入成熟階段。

從變化幅度上來看，我國(guó)主要在2018-2021年技術(shù)進(jìn)步較快，同時(shí)G06N、G06F領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量也由2018年以前的每年1 000件以下增至每年3 000多件；日本相較于我國(guó)增長(zhǎng)速度較為平緩，專利數(shù)量也在2016年被我國(guó)超越，這體現(xiàn)了中國(guó)在人工智能領(lǐng)域后發(fā)實(shí)力雄厚，對(duì)于實(shí)現(xiàn)人工智能領(lǐng)域的技術(shù)追趕以及未來?yè)屨既斯ぶ悄茴I(lǐng)域的全球布局有堅(jiān)定的信心。此外，日本的技術(shù)優(yōu)勢(shì)更多體現(xiàn)在硬件方面，軟件相對(duì)薄弱，對(duì)高水平軟件領(lǐng)域進(jìn)口依賴度較高[44]。

4 中日兩國(guó)專利布局對(duì)比分析

4.1 技術(shù)區(qū)域布局

專利保護(hù)具有強(qiáng)烈的地域性特征，若想要一項(xiàng)技術(shù)在一國(guó)受到該國(guó)的專利權(quán)保護(hù)，那么專利權(quán)人就必須在該國(guó)提出專利申請(qǐng)。因此，對(duì)人工智能專利的區(qū)域布局進(jìn)行分析可以體現(xiàn)出一個(gè)國(guó)家在全球人工智能領(lǐng)域的技術(shù)布局情況，并可以推測(cè)出該國(guó)在人工智能領(lǐng)域未來專利布局的重點(diǎn)區(qū)域。本文在Patsnap平臺(tái)搜索人工智能領(lǐng)域?qū)＠嚓P(guān)字段，通過“受理局”這一字段來分析中日兩國(guó)在人工智能領(lǐng)域的專利地域性布局情況。圖5、圖6分別展現(xiàn)了日中兩國(guó)在人工智能領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量的全球分布情況。

從圖5可以看出，日本專利國(guó)內(nèi)申請(qǐng)比例為67.74%，國(guó)際申請(qǐng)比例為32.26%，這說明日本在人工智能領(lǐng)域的專利布局主要還是在本國(guó)內(nèi)，以發(fā)展本國(guó)的人工智能產(chǎn)業(yè)為主。在國(guó)際專利申請(qǐng)的分布主要是以在WO（世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織）申請(qǐng)為主，這主要是由于通過PCT途徑進(jìn)行專利申請(qǐng)對(duì)降低專利訴訟發(fā)生的可能性有幫助[45]。另外，從國(guó)際申請(qǐng)的角度對(duì)比來看，日本在中國(guó)（3.12%）的人工智能專利布局相對(duì)較多，這也顯示出日本國(guó)外市場(chǎng)發(fā)展的目標(biāo)主要在中國(guó)大陸市場(chǎng)，同時(shí)對(duì)于中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)（0.63%）也相對(duì)重視。

圖6展現(xiàn)了我國(guó)人工智能專利在全球的布局情況。從圖6可以看出，中國(guó)比日本更加重視在本國(guó)內(nèi)人工智能領(lǐng)域的技術(shù)布局，國(guó)內(nèi)專利布局占比達(dá)到73.72%。除了重視國(guó)內(nèi)專利布局外，我國(guó)在海外的技術(shù)布局也較廣，按專利申請(qǐng)比例地域排名，分別為WO（17.69%）、中國(guó)香港（7.93%）等地。此外，從對(duì)巴西（0.03%）的部分專利優(yōu)先權(quán)布局也能看出，南美洲市場(chǎng)也是中國(guó)未來人工智能發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域。

4.2 技術(shù)時(shí)間布局

競(jìng)爭(zhēng)機(jī)構(gòu)進(jìn)入對(duì)方市場(chǎng)的時(shí)間可以間接反映一國(guó)的海外布局策略和專利技術(shù)保護(hù)意識(shí)，本文利用Patsnap專利分析平臺(tái)生成專利權(quán)人在中日兩國(guó)相互布局人工智能專利的年度分布圖（圖7、圖8）。

從中日專利布局的人工智能專利申請(qǐng)人的年度分布來看，中國(guó)企業(yè)自2015年開始逐漸加大海外布局力度，并首次將人工智能上升為國(guó)家戰(zhàn)略，此后多次在政府工作報(bào)告中提出要大力發(fā)展人工智能科技創(chuàng)新，國(guó)家的大力扶持進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)企業(yè)加快海外戰(zhàn)略布局。日本企業(yè)的專利布局年度分布較為平均，體現(xiàn)出日本企業(yè)較早進(jìn)行并一直持續(xù)推進(jìn)專利技術(shù)海外布局戰(zhàn)略。具體來說，中國(guó)的百度、騰訊、商湯科技近年來在日本布局較多，在2019年全球人工智能企業(yè)TOP20榜單中，百度位列第4位、商湯科技位列第6位，百度更是國(guó)內(nèi)首家人工智能企業(yè)。日本發(fā)那科株式會(huì)社代表當(dāng)今世界機(jī)器人領(lǐng)域最頂尖的公司，F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)的銷售額在世界市場(chǎng)占比50%，在日本占比70%。發(fā)那科株式會(huì)社近年來越來越重視在中國(guó)的人工智能布局，一方面說明中國(guó)有龐大的機(jī)器人市場(chǎng)，另一方面說明中國(guó)日益崛起的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對(duì)發(fā)那科株式會(huì)社形成了威脅，促使其加快布局以保護(hù)核心技術(shù)。

5 未來技術(shù)追趕策略分析

通過對(duì)中日兩國(guó)人工智能領(lǐng)域技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力與專利布局的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，中日兩國(guó)人工智能核心技術(shù)領(lǐng)域具有極大相似性，都在GO6N、G06F等領(lǐng)域具有相應(yīng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但同時(shí)也擁有各自的優(yōu)勢(shì)技術(shù)，日本在G05B等自動(dòng)化領(lǐng)域具備強(qiáng)勁的技術(shù)實(shí)力，我國(guó)在G06K數(shù)據(jù)識(shí)別等技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展迅速。從時(shí)間上看，我國(guó)較日本進(jìn)入人工智能領(lǐng)域晚，但技術(shù)增長(zhǎng)速度快；從技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域上看，中日主要應(yīng)用行業(yè)分類都集中在制造業(yè)、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)，兩國(guó)在人工智能專利成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)結(jié)合的大體方向上趨于一致。但對(duì)GBC門類進(jìn)行細(xì)分發(fā)現(xiàn)，中國(guó)人工智能授權(quán)發(fā)明專利最多的門類是O812（計(jì)算機(jī)辦公設(shè)備維修業(yè)）、C347（文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)）、I657（數(shù)字內(nèi)容服務(wù)業(yè)）以及C391（計(jì)算機(jī)制造業(yè)）；日本應(yīng)用行業(yè)分類主要集中在C40（儀表儀器制造業(yè)）、C34（通用設(shè)備制造業(yè)）等硬件制造業(yè)行業(yè)。對(duì)比可以看出我國(guó)人工智能在相關(guān)基礎(chǔ)領(lǐng)域缺乏技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

因此，作為人工智能領(lǐng)域的后發(fā)追趕國(guó)家，實(shí)現(xiàn)技術(shù)追趕對(duì)于我國(guó)未來人工智能技術(shù)的發(fā)展有重要意義。機(jī)會(huì)窗口理論認(rèn)為實(shí)現(xiàn)技術(shù)追趕重要的是對(duì)機(jī)會(huì)窗口進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別能力可以劃分為：市場(chǎng)識(shí)別能力、技術(shù)識(shí)別能力與資源調(diào)配能力[25]。因此，本文根據(jù)中日兩國(guó)人工智能專利技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力與專利布局的對(duì)比情況，從技術(shù)熱點(diǎn)與市場(chǎng)布局兩個(gè)方面對(duì)中國(guó)技術(shù)追趕策略進(jìn)行分析，以期為我國(guó)把握未來人工智能領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)、完善專利布局提供參考。

5.1 技術(shù)熱點(diǎn)追趕

通過對(duì)人工智能技術(shù)熱點(diǎn)的分析可以挖掘潛在的技術(shù)發(fā)展趨向，同時(shí)有助于提前進(jìn)行市場(chǎng)布局，搶占優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)地位。利用大為Innojoy專利數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行關(guān)鍵詞搜索ABST=（人工智能 OR 模式識(shí)別 OR 語(yǔ)音識(shí)別 OR 圖像識(shí)別 OR 虹膜識(shí)別 OR 機(jī)器學(xué)習(xí) OR 認(rèn)知計(jì)算 OR 智能機(jī)器人 OR 智能搜索 OR 智能駕駛 OR 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) OR 計(jì)算機(jī)視覺），將時(shí)間選擇限制在2022.12.31之前，檢索出全球人工智能領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)，并利用大為Innojoy平臺(tái)生成IPC小類數(shù)量排名前十的專利數(shù)據(jù)年度變化圖，如圖11所示。GO6F、G06N、G06V（圖像檢索方法與技術(shù)）是近年來技術(shù)申請(qǐng)熱點(diǎn)，此外G06K、G06T領(lǐng)域也較為熱門，為人工智能技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。對(duì)這些IPC小類進(jìn)行文字分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)處理、圖像識(shí)別與計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)等成為技術(shù)發(fā)展熱門詞匯。

整體看來，全球人工智能領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量在2021年普遍下滑，這主要是由于中國(guó)作為世界專利申請(qǐng)量排名第一的國(guó)家，近兩年注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)質(zhì)量的提升，政策方面加強(qiáng)對(duì)于專利質(zhì)量的把握，因此專利數(shù)量出現(xiàn)大幅下滑。此外，中國(guó)作為技術(shù)后發(fā)國(guó)家，在G06T（一般的圖像數(shù)據(jù)處理或產(chǎn)生）等領(lǐng)域較日本進(jìn)入市場(chǎng)較晚，需要在相關(guān)基礎(chǔ)領(lǐng)域加大研發(fā)力度，抓住該領(lǐng)域技術(shù)的突破口，以此來幫助自身在未來實(shí)現(xiàn)技術(shù)趕超。針對(duì)G06V中日兩國(guó)均涉及較少，但該領(lǐng)域近兩年熱度持續(xù)升高，應(yīng)是未來重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域。

5.2 市場(chǎng)布局追趕

通過對(duì)專利區(qū)域布局與時(shí)間布局的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，相較于日本，中國(guó)在本國(guó)外的區(qū)域技術(shù)布局較少，同時(shí)海外布局的時(shí)間較晚。因此，對(duì)中國(guó)而言，針對(duì)技術(shù)領(lǐng)域如何進(jìn)行合適的戰(zhàn)略布局將是實(shí)現(xiàn)技術(shù)追趕的重點(diǎn)。作為世界上較早發(fā)展人工智能的國(guó)家之一，日本人工智能領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局與產(chǎn)業(yè)化路線已十分清晰[46]。與此同時(shí)，日本政府為實(shí)施動(dòng)態(tài)追趕而進(jìn)行的一系列動(dòng)態(tài)措施值得借鑒。近年來日本推行“社會(huì)5.0”發(fā)展理念，期望進(jìn)一步促進(jìn)本國(guó)技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展，同時(shí)將政策布局落實(shí)在自身較為薄弱的產(chǎn)業(yè)層面，利用金融科技、機(jī)器人、智能駕駛、醫(yī)療健康和自然災(zāi)害等行業(yè)優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)關(guān)注醫(yī)療護(hù)理、交通運(yùn)輸以及制造業(yè)等領(lǐng)域，希望通過人工智能的發(fā)展應(yīng)用解決本國(guó)人口老齡化與商業(yè)發(fā)展緩慢等國(guó)家發(fā)展難題[47]。

日本的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)給予我們一定的啟示：①整合現(xiàn)有資源，發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，針對(duì)技術(shù)劣勢(shì)領(lǐng)域進(jìn)行相應(yīng)的政策布局，以較低成本盡快實(shí)現(xiàn)技術(shù)追趕。針對(duì)G05B等中國(guó)的薄弱領(lǐng)域，未來應(yīng)加大重視與投入，采取重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)扶持政策，同時(shí)通過海外技術(shù)并購(gòu)等方式實(shí)現(xiàn)該領(lǐng)域有效的技術(shù)追趕[32]。此外，對(duì)于H04N、G06F、G10N等技術(shù)重疊領(lǐng)域要加大研發(fā)投入與研發(fā)力度，也可以依托市場(chǎng)需求把握技術(shù)窗口[25]。②產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向應(yīng)與本國(guó)實(shí)際國(guó)情相結(jié)合。2020年9月，習(xí)近平總書記在科學(xué)家座談會(huì)上指出，研究方向的選擇要堅(jiān)持需求導(dǎo)向，從國(guó)家急迫需求和長(zhǎng)遠(yuǎn)需要出發(fā)，真正解決實(shí)際問題。未來人工智能戰(zhàn)略布局重點(diǎn)應(yīng)與我國(guó)實(shí)際需求相匹配，同時(shí)重點(diǎn)關(guān)注新興行業(yè)。此外，日本還在G06Q、H04N、A61B等與民生緊密相關(guān)的領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯。中國(guó)可以根據(jù)自身優(yōu)勢(shì)[25]，識(shí)別市場(chǎng)需求并不斷調(diào)整產(chǎn)業(yè)政策，通過把握需求窗口實(shí)現(xiàn)技術(shù)追趕。

6 結(jié)語(yǔ)

本文基于技術(shù)追趕理論，從技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力與專利布局兩個(gè)角度對(duì)中日兩國(guó)人工智能專利技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)比結(jié)果總結(jié)如下。

在專利技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力方面。雙方國(guó)家在技術(shù)市場(chǎng)形成的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域不同，中國(guó)在專利數(shù)量上已超越日本，人工智能專利申請(qǐng)量已躍居世界第一，應(yīng)用層技術(shù)居世界領(lǐng)先地位。雖然中國(guó)在部分技術(shù)上完成了對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)追趕，但仍有少部分技術(shù)研發(fā)停留在應(yīng)用層面，并由于受專利布局時(shí)間晚等種種后發(fā)國(guó)家劣勢(shì)影響，在基礎(chǔ)層與開源框架方面受制于發(fā)達(dá)國(guó)家。另外，中國(guó)在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用、后備人才方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。日本在企業(yè)數(shù)量、技術(shù)基礎(chǔ)上具有比較優(yōu)勢(shì)，但在人工智能應(yīng)用方面與中國(guó)有差距。日本需要采取一系列技術(shù)追趕策略以實(shí)現(xiàn)在人工智能應(yīng)用方面的技術(shù)突破。兩國(guó)的資源稟賦、技術(shù)發(fā)展程度以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)制度上的差距，將會(huì)進(jìn)一步影響中日海外布局的策略。

在專利布局方面。從專利布局區(qū)域來看，中國(guó)人工智能專利海外布局規(guī)模較小，與日本相比更集中于本國(guó)的產(chǎn)業(yè)布局。日本知識(shí)產(chǎn)權(quán)制度完善，通過申請(qǐng)核心專利和布置外圍專利，在各領(lǐng)域設(shè)立先發(fā)國(guó)家技術(shù)障礙[13]，大量布局優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)阻礙后發(fā)國(guó)家實(shí)現(xiàn)技術(shù)追趕，以鞏固本國(guó)壟斷優(yōu)勢(shì)。此外，日本雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)與較為完善的布局策略，使其將國(guó)內(nèi)大量?jī)?yōu)勢(shì)技術(shù)在海外較早布局以達(dá)到壟斷的目的。而中國(guó)則是在2015年后才開始加大海外布局力度，根據(jù)相應(yīng)的策略在南美洲等區(qū)域開辟新市場(chǎng)，但是目前與日本相比布局規(guī)模較小。

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（責(zé)任編輯：張雙鈺）

基金項(xiàng)目：陜西省秦創(chuàng)原“科學(xué)家+工程師”隊(duì)伍建設(shè)項(xiàng)目（2023KXJ-148）

作者簡(jiǎn)介：宇文樂薇（1997-），女，西安建筑科技大學(xué)管理學(xué)院碩士研究生，研究方向：動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)、專利大數(shù)據(jù)分析；王旭嘉（1980-），女，西安建筑科技大學(xué)管理學(xué)院講師，研究方向：產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)；李德生（1984-），男，陜西新華出版社傳媒集團(tuán)編輯，研究方向：版權(quán)管理與保護(hù)。