从北斗芯片的专利布局分析泰斗微电子的核心竞争力

李 军，张 扬

（国家知识产权局专利局材料部，北京 100088）

1 引言

卫星导航系统能够为地球表面和近地空间的广大用户提供全天时、全天候、高精度的定位、导航和授时服务，是拓展人类活动、促进社会发展的重要空间基础设施。为此，我国自20世纪80年代起开始探索适合我国国情的北斗卫星导航系统，该系统是我国自主建设、独立运行，并与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。

在国家政策和地方政府的扶持下，各省/直辖市自2008年以来建立了“北斗”产业园，并在关键基础设施领域开展示范工程，“北斗”产业逐步扩大，北斗产业链初步形成，相关产品已逐步推广到交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、森林防火、电力调度、救灾减灾等诸多领域，正在产生广泛的社会和经济效益。特别是在位于北斗产业链上游（北斗芯片/模块领域）的关键技术上实现了全面突破，主要性能指标与国际同类产品相当，打破了美国GPS市场完全垄断了我国卫星导航领域的局面。尤其引人注目的明星企业“广东东莞市泰斗微电子科技有限公司”自2008年成立起来，经过7年奋斗拼搏，已经成为北斗芯片领域名副其实的领军企业。

这家位于珠三角的高技术企业，究竟是如何在GPS垄断导航市场的条件下顽强崛起，并最终脱颖而出，成为北斗导航产业链上游的泰山北斗的？笔者们试着从专利分析的角度探索该企业的成功理念。

2 专利申请量分析

借助于国家专利局的检索系统，通过相关分类号“G01S19/00，G01S5/00，G01S1/00，G01C21/00，H04B7/00，G01S 19/04，G01S 9/44”和关键词“芯片、模块、板卡、基带、射频”对北斗芯片的专利进行了全面的检索并经过谨慎的筛选后，共得到183篇关于北斗芯片的专利申请（截至2015年1月底）。

2.1 专利申请量排序

将检索到的183件北斗芯片专利申请按照申请量的大小进行排序，排名前8位的主要申请人如图1所示。

图1 北斗芯片专利申请量排序图

从各企业拥有的北斗芯片专利申请总量的排名座次来看，泰斗微电子以69件的成绩遥遥领先，占到该类专利申请全国总申请量的38%，是排名第二的北斗/和芯星通专利申请量的两倍，是排名第三的华力创通专利申请量的三倍，是排名第四位的北京天中磊或东方联星的近10倍。可见，泰斗微电子能够在北斗芯片领域做到霸主地位，很重要的一条就是充分重视专利这种核心竞争力资源的储备，其专利储备量让排名靠后的企业无法匹敌。

2.2 专利申请量按年份分析

图2 北斗芯片专利申请量随年份变化图

参见图2，国内第一份北斗芯片的专利申请早于2005年就出现了，申请人是科研实力雄厚的西安华讯科技有限责任公司，但是不知什么原因，这家最早申请的企业，自此以后就再也没有提交过一份关于北斗芯片的专利申请。随着2007国家为大力推进芯片模块终端产业化出台了《卫星应用产业发展若干意见》，2008～2009国家发改委组织实施了卫星应用高技术产业化专项，北斗产业的春天来到了，而这时泰斗微电子科技有限公司也应运而生。该公司由深圳市同洲电子股份有限公司、电子科技大学、广东软件科学园融合经营、技术、市场等相关资源，联合投资于2008年创办而成。开始阶段，泰斗微电子真是默默无闻，成立的当年公司还没有一项关于北斗芯片的专利申请，第二年才实现了零的突破，但是泰斗微电子立志要做北斗导航产业链上游的泰山北斗，2010年该公司北斗芯片专利申请量猛窜到17件，占到全国同类专利申请量的一半，成为了当年的明星，2011之后该公司北斗芯片专利申请量与全国同类专利申请量变化趋势基本相同，并且始终保持占据全国的三分之一以上（2013年除外，因为该年泰斗微电子的占比下降是由于该年高校类专利申请人数量突增导致全国申请量突增所造成的，是偶然因素造成的非正常结果）。可见，泰斗微电子成功的另一因素是生逢其时，泰斗微电子并不是从事北斗芯片研究的先驱，但是该企业诞生的2008年，北斗导航产业得到了国家的重视，并且从国家到地方出台了各种政策措施对北斗导航产业进行大力扶助，因此该企业能够发挥后发优势并实现事半功倍的效果。

3 技术分支分析

在市场竞争的环境下，专利已经成为企业特别是高技术企业的核心竞争力，体现核心竞争力的专利不仅表现为专利数量占优势，还表现为专利的质量是否过硬。从泰斗微电子的69件北斗芯片专利申请的申请类型上来看，只有一件是实用新型专利申请，其余全部为需要实质审查的发明专利申请，因此，从申请类型上来看，该企业的专利申请具有较高的质量。但是，专利的质量不仅仅体现在专利申请的类型上，更重要的是看它是不是市场急需的技术。因此，我们站在消费者的角度，将该企业的专利申请进行了梳理。

如表1所示，总体上看，该企业的北斗芯片专利申请按照研究方向主要分为两大类，第一类专利申请的研究方向专注于提高芯片自身性能，另一类专利申请是通过将北斗芯片导航功能与其他技术相结合以丰富北斗芯片的功能。其中，芯片自身性能主要体现在北斗芯片的兼容性、精度、速度、功耗这几个指标上，而丰富北斗芯片功能目前主要表现在两个方面，一是为专业/行业用户提供精确授时，二是通过结合其他导航技术实现无缝导航。除了前述两大类之外，泰斗微电子还申请了不少有关芯片测试、封装的专利。可见，泰斗微电子不仅通过保护可靠性更稳固的发明专利对核心技术进行保护，更重要的是该企业专利申请方向着眼于用户的需要以及生产的保障，体现实实在在的竞争力。

表1 北斗芯片专利申请按照研究方向分类

将该企业北斗芯片进行初步分类之后，排除掉其他相关专利后仅对“芯片自身性能”和“芯片功能增强”这两类专利申请的数量进行数量统计，以判明该企业产品的核心研究方向，统计结果如图3所示。

图3 北斗芯片专利研究方向占比

从图3中可以看出，该企业北斗芯片专利的研究方向占比的排序为：精度＞速度＞多模＞功耗＞混合导航＞高精度授时，其中，精度、速度、多模、功耗这四个方向的占比之和（芯片自身性能）为85%，混合导航与高精度授时这两个方向的占比之和（芯片功能增强）为15%。由此，我们可以作出这样的判断，泰斗微电子的核心竞争力体现在芯片自身功能方面，而其中提升精度又是芯片自身性能的最主要的研究方向，显著优于其他三个方面（即速度、多模、功耗）的研究力度。同时，泰斗微电子也将混合导航和高精度授时作为重要的研究方向，混合导航能够实现室内外无缝导航从而满足高端用户需求，而高精度授时能够满足特殊行业例如电力、航海部门的特殊需求。

为了从时间轴的方向来观察泰斗微电子是如何从这六个方向进行专利布局的，将前述六个研究方向的专利申请按照年份顺序再次进行了细分，如图4所示。

图4 各研究方向的专利申请按照年份的占比图

从图4可以看出，总体上提升北斗芯片导航/定位精度一直最主要的研究方向（2009年和2012年除外），可见提升精度是泰斗微电子专利布局的最优先考虑的因素，没有导航/定位精度，其他方面的优点有如浮云。但是泰斗微电子的第一份专利申请，既不是提升精度也不是提高速度，而是多模（兼容性）专利申请，是何原因？因为泰斗微电子注意到从导航市场占有率来看，GPS导航已经占据了导航市场90%以上的份额，而北斗导航作为一种新的导航系统，如果不走兼容GPS道路的话，那就只能在那剩下的10%的份额里面和同行们近身肉搏，利润微薄苦不堪言，泰斗微电子显然不会干这种事倍功半，得不偿失的事儿。所以泰斗微电子第一份北斗芯片专利申请就是关于多模导航芯片的专利申请，申请号为CN200910164331.8，发明名称为“一种兼容GPS和北斗2导航系统的卫星信号捕获方法”，这显示出泰斗微电子胸怀很大，他的产品除了支持北斗卫星导航系统外还要兼容其他卫星导航系统，他要的是整个卫星导航市场而不单单是北斗单模式卫星导航市场。另外，我们在筛选提高芯片速度的专利申请时发现，提高芯片速度的专利申请并不是该企业一开始就重点考虑的因素，该类申请从2012年开始申请量猛增，原因在于从这年开始起，年轻人的消费能力大暴发，他们急需在汽车和高端手机上展示能够体现个性的比拼装备，而“速度”这个概念是驾车族和俯视族在购买同类产品时相互比较的重要因素。对于智能手机这种随身携带但电量有限的多功能产品，如何降低功耗以延长手机使用/待机时间一直让制造商和用户颇为纠结，而为了将北斗芯片植入智能手机就必须将北斗芯片的功耗降低再降低，泰斗微电子在2010～2012年共申请了8件该类专利。出门在外，特别是喜爱户外运动的暴走族，没有一款能够指示温度、海拔、气压的多功能手表是会被人鄙视的，于是该企业针对这种需求果断地提交了北斗授时手表的专利申请，北斗授时手表除了能够精确授时以外，还具备其他户外手表不具备的功能。一是能够在户外提供精确的海拔高度，而不是象CASIO、松拓等户外登山表那样海拔高度是通过气压换算得出从而导致某些场合下海拔高度严重失准；二是具备北斗芯片特有的双向通信功能，在户外遇险时能够向外界通报自己的实际位置（这个功能是GPS导航芯片所不具备的）。目前该企业的授时手表已经形成高、中、低三个档次，在淘宝上卖得很火。驾车族在高架桥下通过时会发现车载导航全乱了，分不清东南西北而不知所措，而克服这些困难单凭北斗芯片自身性能是不能够克服的，必须与其他类型不受遮盖物影响的导航系统相结合才能增加导航的范围和精度，考虑到这些需要，该公司从2010起以平均一年一件均速提出了相应的专利申请，在这些专利申请中所加入的辅助导航系统有Wi-Fi、惯性导航、RFID、磁性导航系统。可见，泰斗微电子专利申请中的技术方案是在经过考察和预测市场之后才提出的，因此，该企业推出产品能够带给用户不一般的体验并为用户热捧。

4 技术路线分析

为了对泰斗微电子关于北斗自身芯片性能的专利申请发展路线进行分析，将这方面的专利申请按照年份的顺序选择了代表性的专利制图如图5所示。

图5 专利技术发展路线图

图5是泰斗微电子按照年份顺序排列的代表性的北斗芯片专利申请。2009该公司第一份专利申请是关于多模导航系统的专利申请，之后每年均有多模导航系统专利申请提出；而提高速度、提升精度、降低功耗的专利申请也几乎每年都有提出。可以看出，该企业成功的另一因素是，对体现其核心竞争力的技术着眼点能够持之以恒地不断加以改进永不止步。

由于图5是各年份的代表性专利，并不能够囊括每个年份的所有专利，为了全面地对解决各个技术问题，例如提高兼容芯片性能、提高芯片运算速度、提高芯片导航/定位精度、降低芯片历耗，所采用的技术手段进行分析，我们将该企业为提升北斗芯片自身性能的专利申请按照技术手段进行分类制作成技术功效图6。

图6 技术功效图

从图6中看出，为了提升导航/定位精度泰斗从基带算法、增加模块、选择健康卫星、外部基站辅助、利用北斗导航电文特殊帧信息、晶振修正、电离层延迟修正8种技术手段进行了改进，且采用不同技术手段的申请量都比较平均，在2～3件之间。而为了提高芯片运算速度，除了改进算法之外，更主要的技术手段是二次码剥离、外部基站辅助、导航电文特殊信息利用这三种方式；为了提高多模芯片性能所采用的技术手段按照数量多少排列为：选择健康卫星＞增加模块＝信号选择＞基带算法；而该公司为了降低芯片功耗所采用的主要手段是电路简化共有4件，其次是基带算法，另外还有一种采用了“云计算”技术来降低北斗芯片功耗的创新方法，这种外部辅助方法是通过将复杂运算上传到云端进行计算，再将云端计算结果返回从而有效降低了北斗芯片的运算功耗。可见，该企业为了提升产品性能不但注重对已有技术进行挖掘改进，还注重与各种新技术进行结合从而达到出奇制胜的效果。

5 结束语

北斗产业链这项具备巨大经济价值的产业链曾经吸引着许多具备技术人才优势的国内优势企业投身其中，企图以短平快的方式快速收割果实，而现实情况是他们中的大多数不仅没有收获果实，甚至多少年后都变得默默无闻了。

而泰斗微电子公司却深谙在经济全球化背景下，企业间的竞争核心竞争力已经体现为以技术创新为核心内容的专利角逐，谁拥有核心技术的专利，谁就可以掌握市场竞争的主动权，就可以拥有成功与美好的未来。通过对该公司自2009年以来的凝聚着高智慧劳动结晶的69份专利申请及其布局进行分析,可以看出泰斗微电子的成功绝非侥幸，该公司的专利申请无不是从尊重、预测和真心服务市场的方向而提出的，体现出了主次分明的专利布局战略，因而内含其专利技术的产品自然体现着强悍的市场竞争力和对北斗产业未来的掌控力，必然会给用户带来不一般的体验。

泰斗微电子在市场经济条件下的专利布局，体现了专利数量、质量和市场的完美融合，因而能够培养出坚实的核心竞争力并最终铸就了该企业在北斗芯片领域的辉煌。本文通过对泰斗微电子的专利布局分析，不仅仅揭示了泰斗微电子的商业成功之道，更揭示了中国未来高技术企业获得成功必然要走的一条奋斗之路。■