基于产业政策和专利分析的深圳市人工智能产业发展研究

■ 唐 攀 战绪发

（1.东南大学深圳研究院；2.东南大学经济管理学院）

1 研究背景

2019年5月，第三届世界智能大会在沪召开，科技部新一代人工智能发展研究中心等机构同步出台了《中国新一代人工智能科技产业发展报告（2019）》。报告认为，2018-2019年，人工智能（AI）对产业升级、科技进步和社会变革的推动作用得到日益广泛的全球认同，各国家和地区的人工智能战略布局进一步升级，人工智能正在从少数大国关注走向全球布局的新格局。清华大学知识智能联合研究中心发布的《2019年人工智能发展报告》指出，人工智能处于第四次科技革命的核心地位，将深刻影响一个国家未来的综合国力。

近年来，中国正加快人工智能产业布局与发展规划，陆续发布了《人工智能三年行动实施方案》、《新一代人工智能发展规划》、《促进新一代人工智能产业发展三年行动规划（2018-2020年）》等重要指导文件，并在《“十三五”国家科技创新规划》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《关于促进人工智能和实体经济深度融合的指导意见》中进一步提出鼓励发展人工智能，构建新型智能经济形态，进一步完善了我国人工智能发展的政策环境。

根据2019年世界智能大会数据，截至2019年2月28日，深圳市人工智能企业数占比为12.2%，在全国城市排名中居第三位，在人工智能科技产业城市竞争力评价指数排名仅次于北京市，居全国第二位。从排名看，深圳市人工智能产业处于全国领先位置，呈蓬勃发展态势。作为全国人工智能发展的领跑者，深圳市人工智能行业的聚焦领域和发展特点等值得进一步研究探讨。另一方面，产业发展与产业政策息息相关。对深圳市而言，如何把握这一重大机遇，合理利用政策工具，促进和引领人工智能产业的健康发展，抢占世界人工智能领域的制高点，是现阶段亟待解决的重要问题。

2 理论基础与文献综述

人工智能（Aritificial Intelligence，AI）的概念最早由阿兰·麦席森·图灵提出，现已成为综合了计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学、哲学等多个学科而发展起来的一门交叉学科[1]。目前，人工智能已在机器学习、语音识别等多个领域取得实用成果。

人工智能可划分为基础层、技术层和应用层。基础层包括智能芯片、智能传感器、算法架构、计算机语言等，体现为基础硬件和核心软件；技术层以智能语音、图像识别、文本识别、自然语言处理等应用算法研发为主；应用层主要表现在应用开发和场景推广中。基础层侧重于计算基础设施，数据采集、数据标注与分析、大数据、云计算、5G均属于这一层级；技术层依赖于软件算法及平台，除上述外，还包括机器学习、技术开放平台等，应用层则重点关注行业及产品应用。

据世界知识产权组织（WIPO）统计，每年全世界以专利文献的形式呈现的科研成果达95%。专利权作为知识产权领域的重要内容，已成为衡量人工智能产业发展质量和水平的重要指标。在人工智能产业发展和决策方面，通过专利分析，能够及时把握产业现状和发展动向，了解不同区域、企业之间的发展差距，评价产业政策效果，为产业政策的调整制定提供依据。陈军、张韵君和王健[2]从中美人工智能企业的专利数据出发，对中美人工智能产业发展进行了比较研究。石海林等以湖南省专利数据为依据，对湖南省人工智能技术产业的发展现状进行了计量统计与分析[3]。何静和蔡利超从专利角度对广东省机器人产业的技术现状和发展趋势展开论述[4]。王友发等在专利视角下进行了人工智能领域的技术机会分析[5]。于申和杨振磊以专利申请情况为基础，研究了全球人工智能的发展态势[6]。目前，基于专利分析的视角和方法已被越来越多的学者所采用，成为了解人工智能产业发展状况的有效途径，这也为后续研究提供了方法支撑和技术参考。

为了推动人工智能发展，在全球新一轮科技革命和产业革命中取得新优势，中美日韩及欧盟等国家和地区均制定了人工智能顶层战略。Cath et al.比较评估了英美及欧洲议会为普及人工智能（AI）所做的报告，认为人工智能对经济的繁荣发展起着至关重要的作用，制定有利于“良好AI社会”发展的政策和长期战略迫在眉睫[7]。Reis et al.分析了投资人工智能的国家和政府如何从宏观角度认识数字革命，以及对政府可以在哪些领域实施人工智能决策提出了建议[8]。我国及各省市也出台了支持政策，鼓励和引导人工智能产业的发展。丛瑛瑛、黄盼和王冲鶄从人工智能产业的特性出发，认为应由传统的产业政策和管制规则向基于产业生命周期的角度转变[9]。冯英娟和李葛明基于政策有效性的视角，分析了产业政策有效性的影响因素[10]。舒亚琦比较了中美两国的人工智能产业政策，认为我国在人工智能产业的总体规划和部署将加快这一产业的发展[11]。在国内政策的区域分析上，袁野等基于文本解读了北京、广东等五地的人工智能产业规划政策[12]。刘航和张建勋对我国东中西部人工智能产业政策及发展进行了对比研究[13]。郭岭和李小鹤[14]，卜焕林[15]着眼于城市人工智能发展情况，并提出了因地制宜发展当地人工智能产业的对策建议。诸多学者从各国布局、产业理论和已出台的政策角度出发，为人工智能产业下一步的政策制定提供了宝贵思路。

人工智能及所带来的广阔的应用场景和巨大经济效益，使其成为当前学者和投资者关注的焦点之一。从世界各国新兴产业发展的历史经验来看，除了某一产业的内部推动因素，产业政策也在其发展过程中扮演着极其重要的角色，两者共同推动某一新兴领域走向繁荣。目前学界已为人工智能产业的研究及政策制定提供了思路借鉴和方法参考，深圳作为全国的人工智能产业中心地之一，相关研究需进一步跟进和完善。因此，本文从专利分析和产业政策两个角度对深圳市人工智能产业发展情况展开研究，以期为深圳人工智能产业发展策略的制定提供信息参考。

3 数据来源与检索

本文关于深圳市的人工智能企业专利数据均来自智慧芽专利检索数据库。检索时间为2020年3月。选取的专利为中国（CN）专利。相关智能产业政策来源于查策网和深圳市人民政府官网。

由于人工智能领域所涉及的内容广泛不易定义，同时为了提高专利检索的完整性和准确性，在咨询人工智能领域的专家学者并参考国内外相关文献后，本文采用了关键词检索法。根据陈军、张韵君和王健对人工智能关键词的设定，并参考《2019年人工智能发展报告》所给出的14个人工智能所属领域，最终所采用的关键词如表1所示（关键词之间以“or”连接）。专利检索范围设定为深圳市。

经过几轮尝试搜索，发现2000年以前深圳市人工智能专利数很少。在检索到的专利中，发明专利在各类型专利申请数的占比达到了80%以上。发明型专利是衡量一个国家或地区产业科技创新能力的重要指标，这一特点在人工智能产业尤为明显。因此，本文的专利分析将以2000年以后的深圳市人工智能产业发明专利数据作为研究对象。尽管专利的申请、公开过程具有时滞性，存在部分专利未收入专利库的问题，但对本文的数据分析和处理不产生实质性影响。

4 基于专利检索的深圳市人工智能产业分析

4.1 深圳市人工智能产业发展趋势分析

通过关键词检索，并排除申请人为个人的专利后，共得到8021组专利申请数据（含至少有一位满足条件的合作申请专利人），将检索到的2000-2019年的专利申请按年进行排序，如图1所示。

图1 深圳市人工智能专利申请趋势

通过初步分析，可以发现深圳市人工智能专利的申请趋势大致可以分为三个阶段：2000-2010年（导入期），2011-2014年（成长期），2015-2019年（快速发展期）。第一阶段为2000-2010年，这一时期是深圳市人工智能产业的初创和导入时期，相关专利申请数从2000年的1件增长到2010年的62件，专利总数和增长量均较少，增长曲线较为平缓。2011-2014年是深圳市人工智能产业的成长期，在第二阶段，人工智能专利数从2011年的75件上升到2014年的196件，专利申请总数及每年专利申请数仍较低，但增速开始加快，增长曲线有所抬升。第三阶段为2015-2019年，深圳市人工智能专利的年申请数迅速增加，专利申请数从2015年的303件增至2019年的2690件，较2015年增长了787.79%。人工智能相关的专利申请总量大幅上升，产业进入快速发展时期。2018-2019年，相关专利数仍稳步增加，但趋势有所放缓。

从专利数量增长趋势也能看出，最近五年深圳市人工智能产业迅速发展，总专利申请数量已超过8000件，内部动能正在加快释放，发展潜力逐渐显现。在此趋势下，制定和完善合理的产业政策，加强外部规范和引导，对深圳市人工智能产业的进一步成长乃至顺利步入成熟期极为重要。

4.2 深圳市人工智能产业主要技术领域分析

为了更加清楚的反映深圳市人工智能产业主要技术领域的分布情况，本文按照IPC小类（International Patent Classification，国际专利分类法）的分类标准，对深圳市人工智能产业所集中的技术领域进行分析，并对专利前十位的技术领域进行排名，得到深圳市人工智能重点技术分布图，如图2所示。

图2 深圳市人工智能产业专利分布前十的技术领域

按照IPC小类的分类方法，排名前十位的领域分别是G06K、G06F、G06N、G10L、G06Q、G06T、H04N、H04L、H04M、G16H。目前，深圳市人工智能产业所关注的重点领域主要集中在数据识别及表示、记录载体及处理；电数字数据处理；基于特定计算模型相关的计算机系统；语音分析、识别、合成、处理等领域，所对应的专利数分别为2563件、2287件、1875件、1182件。

从深圳市专利申请的分布层次来看，人工智能产业链的三个层级均有涉及，且其所占比重呈现出明显的阶梯特征，主要分布在基础层和技术层。其中，以数据识别、表示；记录载体及处理（G06K）、电数字数据处理（G06F）等为代表的基础层，其专利数达到了4850件，占深圳市人工智能专利申请数的60%以上，位于第一梯队。第二梯队为技术层，主要表现为基于特定计算模型相关的计算机系统（G06N）；语音分析、识别、合成、处理（G10L），专利数合计为3057件，占深圳市人工智能专利申请数的30%以上。应用层专利主要体现在医疗保健（G16H）等领域，所占比重较低，位于第三梯队。

4.3 深圳市人工智能产业主要研究机构现状

根据所选关键词的检索结果，共统计到98家研究主体。将前十位深圳市当前申请（专利权）人按照申请数量由多到少进行排名，分别是：平安科技（深圳）有限公司、腾讯科技（深圳）有限公司、华为技术有限公司、深圳壹账通智能科技有限公司、深圳大学、中兴通讯股份有限公司、中国科学院深圳先进技术研究院、深圳市唯特视科技有限公司、努比亚技术有限公司和中国平安人寿保险股份有限公司。前十位专利申请人申请的专利总数为3769件，占专利总申请量的46.99%。当前专利申请人的排名，也直观反映了深圳市人工智能的主要研究机构的分布状况。各机构专利数量如图3所示。

图3 深圳市主要人工智能研发机构

目前深圳市人工智能研发机构主要以人工智能企业为主导，而科研机构和高校所占的比重不高。在前十位当前专利申请人中，共有八个机构为企业性质，且前四位专利申请人的性质均为企业，在非营利性质的研究机构中，共有深圳大学、中国科学院深圳先进技术研究所两家高校和研究所。

从深圳市前十位人工智能的主要研发机构专利数量所占的比重来看，深圳市人工智能企业内部差异较大，行业龙头效应较为明显，华为、腾讯、平安科技三家公司的申请专利数为2593件，占比达68.80%，在深圳市人工智能专利所占的比重为32.33%，三家龙头公司在这一产业中占据重要地位。

为探究深圳市人工智能产业主要研究机构的技术分布情况，选取专利数排名前六的企业和机构进行分析，并将前四家设置为“企业组”，与后两家“非营利机构组”进行对比分析，如表2所示。

表2 深圳市人工智能产业主要研究机构的技术分布情况

通过分析发现，“企业组”更加侧重的技术领域是电数字数据处理（G06F）和数据识别、数据表示、记录载体、记录载体的处理（G06K）这两个人工智能技术领域。以高校和研究院为代表的“非营利机构组”更加侧重数据识别、数据表示、记录载体、记录载体的处理（G06K）和基于特定计算模型的计算机系统（G06N）这两个领域，在主要技术领域分布的相似度较高。

另外“企业组”内部的研究方向仍存在差异。平安科技和腾讯科技除了共同侧重的G06F、G06K、G06N、G10L外，前者更加侧重G06Q（专门适用于行政、商业、金融、管理、监督或预测目的的数据处理系统或方法；其他类目不包含的专门适用于行政、商业、金融、管理、监督或预测目的的处理系统或方法），后者则更加注重G06T（一般的图像数据处理或产生）。除共同布局的领域外，深圳壹账通智能科技侧重于G06Q，而华为公司则更加倾向于G06N领域的研究。由于深圳市各企业的自身定位及经营特点等因素，其人工智能技术的布局重点并完全不一致，出于发展战略意义的考量，往往会有多个重点发展领域，这一特点在专利数排名靠越前的人工智能企业更为突出。深圳市人工智能技术发展的综合化和内部差异化特点较为明显。

5 深圳市人工智能产业政策分析

良好的人工智能产业政策对促进产业协调、优化产业资源、加强产业引导极为重要。2019年深圳市政府工作报告中提出，深圳市将加快布局人工智能技术和产业，率先壮大智能经济，加快城市基础设施智能化改造，出台新一代人工智能发展行动计划和芯片产业发展政策，建设人工智能制造业创新中心，大规模拓展人工智能在先进制造业、公共服务、社会治理等领域的应用场景。这从政府层面明确了人工智能的发展任务和布局计划。

本文对2018年以来广东省、深圳市及所属各区与人工智能产业相关的区域性产业政策进行了归纳总结，如表3所示。

表3 2018年以来广东省、深圳市及所属各区人工智能产业政策

从时间和政策数量来看，2018—2019年，广东省及深圳各区与人工智能相关的政策共6条，政策出台间隔短，各层级政策出台较为密集。通过政策梳理，发现深圳市人工智能产业政策的主要集中在产业化的专项及研发补贴、企业扶持、人才引培、产业集聚、核心技术研究、场景推广等方面。从政策内容看，广东省政府为本市人工智能产业制定了框架与符合地区特色的发展思路，市内各区政策多以实践性较强的资金和项目支持政策为主，政策框架与政策层次较为明确。

除了上述与人工智能产业直接关联的政策，深圳市政府还出台了《深圳市科技企业孵化器和众创空间管理办法》、《深圳市工业和信息化局创新型高成长企业培育库实施办法》等文件，从科技创新、企业培育、知识产权保护等领域进一步优化了人工智能的政策环境。

根据人工智能产业生命周期理论，并结合产业现状可以判断，深圳市人工智能产业已经进入了快速成长期，并有加快进入成熟期的趋势。当前深圳市相关产业政策与其产业周期基本匹配。

在一系列支持政策背后，我们仍应看到目前深圳人工智能产业不容忽视的风险与问题。从前沿新兴产业的发展规律来看，人工智能产业的技术演进路径具有不确定性、曲折性、互补性和协调性，这也进一步导致了导致技术路线和商业模式的不确定性和多样性[16]，人工智能的滥用及其自身的复杂性仍然值得警惕[17]。当前政策内容聚焦于产业推动和企业培养，而对这一新兴产业的风险认识未有提及，对于产业内可能出现的行业准入限制及不公平竞争现象、技术滥用导致的伦理道德问题、产业信息安全问题等缺乏重视，行业立法也有待跟进。其次，深圳现阶段政策更为侧重技术推动，如给予研发奖励、鼓励科技攻关等，在需求拉动上仍有较大的政策空间。从技术推动和需求拉动两方面共同作用于人工智能产业，将产生更好的政策效果。最后，人工智能产业所带来的失业等社会问题不容小觑。由技术改造和劳动替代带来的生产效率的提高将对其他行业造成冲击，推动人工智能产业政策实施的同时，配套政策不可忽视。

总的来看，深圳市人工智能产业政策体系正在逐步完善，省区市政策层级明确，这将为深圳市人工智能产业创造更加良好的政策环境，为接下来的深层次产业融合创造条件。另一方面，对人工智能发展所带来的产业问题和社会关切，政策制定部门仍应加快产业政策补充，推动制定配套政策，防范关联风险。

6 研究结论及政策建议

6.1 研究结论

本文通过专利分析，对深圳市人工智能产业的发展背景、变化趋势、主要研究机构、主要技术领域和产业政策环境进行了剖析。当前深圳市人工智能产业正处于快速成长期，并有加快进入成熟期的趋势，产业研发主要集中在基础层和技术层，在应用层研发比重较低。从主要研究机构来看，排名靠前的研究机构性质为企业，主要人工智能专利申请人集中在平安科技、腾讯、华为等几家知名企业，龙头效应明显，而中小企业、研究院、高校等所占比重不高，同时，各研究机构具有不同的技术研究侧重点，表现为多样化的技术路线和研究方向。从产业政策来看，目前政策强度和支持力度在2018-2019年有所提升，政策内容集中在财税优惠、核心技术攻关、人才引培、场景推广等多方面，针对人工智能产业发展面临的风险和问题，政府应加强关注，并从多角度采取措施加以预防和控制。

6.2 政策建议

根据深圳市人工智能产业的发展情况和所梳理的产业政策现状，本文主要从以下五个方面提出了进一步加快深圳市人工智能产业健康有序发展的政策建议。

第一，及时跟进本市人工智能产业政策与配套措施。与以往的传统商业模式不同，必须认识到深圳市人工智能产业的发展将深刻影响其他产业变革，并造成部分社会问题，如机器人代替导致的工人失业、责任追究困难、道德伦理问题等。在政策制定过程中，深圳市政策制定部门更应征求本地产业龙头企业和小微企业代表、人工智能发明专利申请人、专家学者等的意见诉求，深入了解产业前沿动态，并结合本市产业处于快速成长期的特点，加快政策更新与跟进，降低政策时滞对人工智能产业的负面作用。对于可能导致的经济和社会问题，应尽早考察本市受影响产业，及时评估带来的行业冲击及对居民就业带来的影响，并出台技术培训、下岗再就业等配套政策，完善人工智能问题的究责制度，妥善处理人工智能带来的道德伦理问题。同时，应继续完善本市人工智能政策体系，以避免政策短视行为。

第二，财税政策与成果奖励相结合，推动需求拉动。从上述分析来看，深圳市主要采取财税政策解决人工智能企业资金瓶颈问题，在企业发展初创期，这一措施的确可以降低企业的破产风险，但从长远来看，将降低企业的“造血”能力，并不利于市内企业的健康发展。以本市人工智能企业的成果数（如专利数量、论文数、科研奖项）作为另一政策的实施依据，将进一步提升市内人工智能研发活力，提升政策效果。同时，更加注重对本市人工智能主体产出成果的奖励和政策支持，如视人工智能专利的专利价值、为打破技术瓶颈所做的贡献给予奖励，也为企业自主研发能力的提升和产业良性竞争提供了更加合理的政策引导。其次，也应进一步加强深圳市人工智能成果的场景推广和应用，提升需求拉动对产业发展的贡献，如培育消费群体、支持技术试用、加强市场推广等，从技术推动和需求拉动两方面采取措施，推动本市人工智能产业发展。

第三，突出深圳市人工智能产业优势，稳步推进产学研一体化。人工智能产业在数据识别与处理等领域是深圳市人工智能产业的优势和发展重点。深圳市政府可考虑进一步支持市内龙头企业（如平安科技、腾讯等）发展，打造一批实力较强、成果较多的人工智能企业。同时，应加强区域内高校、企业、研究所的协同合作，如组织主题交流研讨会、科研成果交流会等，促进成果转化与项目落地，打破数据壁垒，避免研发机构“各自为战”和信息不对称情况。由政府牵头加强市内各研究主体联系，在本市符合条件的地区继续推进实施企业孵化器和众创空间政策，不断推动产学研一体化发展。

第四，充分发挥本市已有产业协会等行业团体的作用。随着深圳市人工智能产业的快速发展，深圳市人工智能行业协会（SAIIA）和深圳市人工智能行业协会（AIIA）等行业自律组织已经成立并逐步发展壮大。政府部门应加强与产业协会等行业自律组织的紧密联系，尊重其在政府、智库、第三方机构等产业资源上的协调整和作用。在产业规则制定、会员管理、行业管理、展会交流、产业应用等方面，更要充分发挥SAIIA和AIIA的优势，不断减少政府过度干预和错位干预，并通过这些自律组织，加强产业内部的合作和技术交流，改善产业内企业的经营管理。

第五，完善深圳市人工智能行业和产业规则，加快行业立法。根据本文的研究结果，深圳市人工智能产业已经进入了快速成长期，并有加快进入成熟期的趋势。深圳市内平安科技、腾讯、华为等拥有大量专利和核心技术的龙头企业可通过设计和主导行业规则等取得优势地位，而中小企业则可能面临行业壁垒或技术壁垒而处于弱势地位，这不利于本市人工智能产业新动力的培养和发展。当前，深圳市政府的政策以支持鼓励类政策为主，行业立法尚未正式开始。政府部门应加强与行业协会及相关专家的交流，考察产业内各参与主体的意见，在把握行业动态和专业建议的基础上，及早研究和制定本市的人工智能产业规则，逐步规范和健全行业发展的体制机制，着手推进技术和产业标准的制定，完善人工智能领域的反垄断立法，制定知识产权和专利权相关的规章制度，形成良好的市场环境和健全完备的市场规范，为人工智能产业的进一步成熟壮大做好法律准备。