后疫情时期中国智能网联汽车产业技术研究与合作网络:国际专利视角
2021-05-13刘颖琦
刘颖琦,周 菲,席 锐
(北京交通大学经济管理学院,北京 100044)
0 引言
2019年底,突如其来的新冠疫情对国内外社会经济产生深刻影响。习近平总书记在2020年2月23日讲话中指出疫情对产业发展既是挑战也是机遇,无人配送等新兴产业在疫情中展现了强大成长潜力。其中,自动驾驶产业因其 “无人化”特性在抗疫中大放异彩,如美团通过 “无人配送防疫助力计划”在北京封闭社区进行无人生鲜配送;京东的无人配送车在武汉配送医疗物资等。自动驾驶在疫情中的出色表现展现了其在突发公共卫生等事件中的优势,并将其推向公众视野。
伴随市场认同度的提升,可以预期后疫情阶段包括自动驾驶在内的智能网联汽车产业将面对一系列挑战和新的发展机遇。首先,智能网联汽车技术的持续发展将带来显著的经济效益和社会效益[1-4],正成为世界各国积极布局的战略目标,市场增长迅速。据赛迪研究库统计,2018年全球智能网联产业规模达8052亿元人民币,其中中国占比超过15%。市场关注度的提升将吸引更多利益相关方进入该产业,产业竞争将日趋激烈。为了获得更大市场份额,不仅企业将加大对技术研发的投入,且鉴于疫情将在较长一段时间内延续影响国际贸易,以特斯拉为代表的更多国外企业将寻求通过在中国市场设立工厂的方式,参与智能网联汽车产业的竞争;其次,中国巨大的市场优势使其在全球市场中的地位举足轻重,政府对智能网联汽车产业的关注度也持续提升。2020年以来政府陆续出台《智能汽车创新发展战略》《汽车驾驶自动化分级》、新基建等政策促进产业发展,各地方政府也陆续将车路协同、自动驾驶、智能网联等纳入新基建规划中,并对与产业紧密关联的5G、AI、大数据等技术发展给予多项政策支持。
疫情期间智能网联汽车产业的商业化落地项目有所发展,但不可否认的是我国智能网联产业尚处于技术研发与测试向商业化的过渡阶段,存在关键技术国际竞争力弱、龙头企业较少、技术创新活力亟待提高等问题。技术上的自主创新将成为提高我国智能网联企业竞争力的必由之路。
专利作为科技信息最有效的载体之一,是企业技术竞争力分析和评价的重要信息资源[5],是评估技术研发情况、发掘商业机会[6]、获取竞争优势的重要途径[7],对预判重要技术领域的发展路径[8]有重要作用。目前对智能网联汽车产业专利的研究聚焦于以下方面:①对某一零部件或某一技术领域的专利研究,如车联网和人工智能的研究[9-13];②对无人驾驶或自动驾驶的专利研究,集中在无人驾驶或自动驾驶的技术热点、特点、趋势及存在问题等方面[14-16];③对智能网联、智能交通的专利研究,在此基础上分析关键技术体系、产业现状和发展态势等[17-19]。通过专利网络中心性、网络聚类等社会网络方法对技术创新的合作广度、深度和合作效率进行分析[20],探索研究合作的阶段特征、合作方式、关键创新主体等[21-22],可以为企业突破合作瓶颈[23],挖掘产业内各创新主体间的潜在合作关系,建立创新合作联盟[22],探讨协同创新模式、实现企业跨国专利合作[24]提供参考和建议。
在后疫情时代,智能网联汽车作为全球关注的重要产业将产生新的竞争格局。如何在这样的市场格局下,掌握技术发展前沿和趋势,探讨中国智能网联汽车产业技术创新道路和发展模式,从而保持产业和企业竞争优势将成为一个重要的研究内容。因此,本文将从国际专利的视角对智能网联汽车产业的技术研究和合作网络进行研究。
1 智能网联汽车产业链及专利发展现状
智能网联汽车产业是汽车产业与新一代信息技术深度融合的产物,集成了汽车、交通、通信、互联网、大数据等多个领域的技术,形成了集多产业于一体的产业链。
在借鉴部分报告和文献的基础上,绘制智能网联产业链图,如图1所示。
图1 智能网联汽车产业链
从产业链看,产业分为上、中、下3个部分。上游主要是技术层,提供基础的技术服务及关键零部件,主要包括感知系统、通信系统、决策系统和执行系统,涉及图像感知、V2X、信息融合、云平台和大数据、车辆集成控制技术等多种技术;中游是在技术集成基础上提供整车、智能驾驶舱和自动驾驶解决方案等,涉及大量的系统集成技术、交互技术及车辆设计与制造技术等;下游是应用层面,包括汽车销售、出行服务等相关应用服务。本文将研究重点放在产业链上游的技术层面,从专利视角对技术研发和合作进行深入分析。
在对比国内外各专利数据库优劣势的前提下,选择德温特专利索引数据库。在对国内外相关文献进行梳理后整理了与智能网联相关的高频关键词,确定检索式为:TOPIC: ( “Intelligent Connected Vehicle*”)OR ( “Connected and Automated Vehicle*”)OR ( “Intelligent Vehicle*”)OR ( “Driverless Vehicle*”)OR ( “Connected Vehicle*”)OR ( “Self-driving Vehicle*”)OR ( “Autonomous Vehicle*”)OR ( “Intelligent car*”)OR ( “Autonomous car*”)OR ( “Driverless car*”)OR ( “Connected car*”)OR ( “Self-driving car*”)OR ( “Intelligent transportation system”)。时间截止到2019年10月1日,共精确检索到专利20474条。根据德温特的专利检索结果,首个相关专利源于1971年,与电子元器件相关。根据专利申请的增长态势,可将产业研究大致分为3个阶段,如图2所示。
图2 专利申请量时间趋势
第一阶段为萌芽期,即1971—1979年,平均专利申请量仅为5件,智能网联汽车的研究尚处于边缘阶段,申请的专利与该领域的直接相关度也较低。第二阶段为缓慢发展期,即1980—2004年,1980年的专利数为上一年的7倍,之后以相对缓慢的速度波动上升,平均申请量为42件。第三阶段为发展期,即从2005年至今,专利申请量逐年持续上升,2013年首次突破1000件。欧美日韩等国各大车企先后开始布局,中国的研究也逐渐深入,根据专利申请数的整体趋势及产业形势,预计未来一段时间内,智能网联汽车的专利申请量仍将呈现稳步增长的态势。
进一步提取PI字段 (优先权申请信息和日期,其中包括优先权国家),统计首次提出专利申请的国家情况。申请量前10的国家或组织如图3所示,其中中国申请量占比达62.53%。
图3 专利申请量TOP 10国家/组织
结合各国专利申请量情况和产业发展情况,目前智能网联汽车的研究与产业发展较为前沿的区域集中在以中日韩为核心的东亚地区、以美国为核心的北美地区和以德英法为核心的欧洲地区,见表1。
在北美地区,美国有大批在智能网联汽车领域起步早且具有国际竞争力的领先企业,如福特、通用等传统车企,谷歌、高通、IBM等互联网类及高科技企业,德州仪器、德尔福等一级供应商企业,特斯拉、DeepMap、Uber、Cruise等新兴企业或自动驾驶创业企业。企业种类齐全,引领世界智能网联汽车研究与发展的前沿。在欧洲地区,德国有众多国际领先的车企及一级供应商,如奔驰、奥迪、大众、戴姆勒、博世、大陆、采埃孚等,都在智能网联汽车领域积极布局且技术领先。在东亚地区,日本与德国较为相似,传统车企与一级供应商如丰田、本田、日产、瑞萨、东芝等实力较强,其中丰田在智能网联汽车专利及产业链上的布局相对全面。中国互联网类企业占据领先地位,如百度、阿里巴巴、四维图新等,车企如比亚迪、东风、上汽、北汽、蔚来、小马智行等均在积极探索;高科技企业如华为、大唐电信、中国移动、联通等在新一代无线通信网络、V2X布局等方面走在前列。
表1 智能网联汽车研究与产业发展前沿区域分布
2 智能网联汽车技术研究热点分析
为了对智能网联汽车技术的研究热点进行剖析,本文提取专利数据的DC、IP等包含技术领域内容的字段进行统计分析。根据DC字段的基本统计发现,国际上关于智能网联汽车的相关技术专利申请集中在计算与控制 (T类)和通信 (W类)两大领域。而IP字段的统计显示,G部 (物理)占绝大多数,其中位置控制、图形识别、交通控制系统、数据识别与记录载体等方面的研究较多。综合以上初步判断,当前ICV的技术研究集中在产业链上游的感知系统、决策系统、通信系统和控制系统中。
提取专利数据的IP字段,统计国际专利分类号的频次,由于数据量比较大,因此选取频次大于等于80的专利分类号。使用UCINET和NETDRAW绘制国际专利分类号的社会网络图,并对其进行k-cores聚类,如图4所示。
图4 国际专利分类号的社会网络图谱
图4中不同的框代表一个子组,选取专利个数大于3的5个子组作为研究热点,为方便辨认将每个子组用圆圈框在一起,得到5个子组。对这5个子组所包含的主要专利及专利含义进行说明,总结得到当前智能网联汽车技术领域的5个主要的研究热点,见表2。
表2 K-cores聚类分析
热点1:主要涉及产业链上游决策系统中与芯片制造相关的技术与应用,包括识别智能卡、防损智能卡、智能卡支付、验证、智能卡制造及应用等多方面的技术和方法。
热点2:主要涉及产业链上游通信系统和决策系统的相关技术。通信领域主要涉及无线通信网络技术的研究,包括无线通信系统下的用户鉴权、认证系统、基站等资源的管理与分配方法等,其中基于5G系统的信号控制、数据收集、基站建设等是近年来的重中之重。决策系统主要涉及相关应用场景中的计费技术研究,如与智能停车场、停车位等的管理、监控与收费相关的技术与智能芯片等零部件。
热点3:主要与产业链上游通信系统中的电子电气架构和通信安全相关,多涉及智能汽车及零部件的连接研究、智能系统的数据传输及其安全性研究。如智能汽车传感器系统、智能运输系统等通过传输系统将采集到的大量的道路信息数据通过网络传输到云计算中心处理,以及传输中涉及的安全性问题。
热点4:主要涉及产业链上游决策系统和感知系统中的相关技术。决策系统中主要涉及与计算机系统及其程序运行相关的算法研究,如智能系统的诊断、升级与更新、自动驾驶车辆测试仿真系统的建模等;与协调、管理、运营相关的应用数据处理系统与方法,如自动驾驶车辆的收费调度系统、自动驾驶汽车的商业化运营协调方法等。电通信领域主要涉及电磁波、声波等在环境感知与传输中的应用,如用于目标探测、导航等的摄像头、车载激光雷达等传感器系统及图像通信。
热点5:主要涉及产业链上游的感知系统、决策和控制系统。这一子组包含的专利号最多,大多为G类和B类,且度中心性最高的前10个技术领域均在这一子组中,见表3。
表3 点度中心性排名TOP 10的技术领域
以上10项技术在目前智能网联汽车技术研究中处于相对核心的位置。其中前5项主要包括车辆的视觉感知和图像识别、车载导航系统、高清地图的生成方法、自动驾驶车辆的路径选择方法等涉及目标识别、位置确定、路径规划与选择的感知和决策系统研究;自动驾驶仪、通过导航定位控制车辆行动及接受执行命令、车辆应急防撞系统等控制执行系统研究。后5项同样也以车辆驾驶控制系统尤其是行动控制和安全控制系统为主,涉及驾驶辅助系统的多个方面,如转向系统的控制、自适应巡航控制、速度控制、与车辆驾驶控制系统相关的零部件以及车辆安全预警和安全控制等方面的研究。
综上,在智能网联汽车技术研究中,控制系统的相关研究处于相对核心位置,包括不同类型或功能的车辆驾驶控制部件和算法等,主要有位置控制、安全控制和行动控制等,这是自动驾驶能真正落地的基础[25]。尤其在安全控制领域研究较多,这也是自动驾驶汽车为市场广泛接受的重要前提,其次是感知和决策系统的相关技术,主要包括图像感知、高清地图与定位、路径规划等。
3 智能网联汽车技术研究合作网络分析
综上可知,智能网联汽车产业发展涉及感知、决策、通信、控制等多个技术领域,且通常不是独立的,关键技术的突破可能需要多种技术的融合,因此,各研究主体之间的合作对产业的技术创新意义重大。基于此,本文进一步探讨当前产业研究主体的研究与合作特点。
3.1 智能网联汽车研究主体
提取专利数据中的AE (专利权人)字段,并将主要专利权人的子公司或分公司合并统计,得到专利权人申请量的频次表,其中排名前10的专利权人如图5所示。
图5 TOP 10企业专利权人
从研究主体看,企业是技术研究的主导,其中美国企业占据很强的优势。在排名前10的企业专利权人中,有7家是美国企业,包括福特、谷歌、通用、优步、IBM、高通和英特尔;中日韩各有1家进入前10,分别为百度、丰田和三星。这些企业凭借自身优势在产业链的不同环节展开布局,可将其分为传统汽车厂商、互联网企业和其他高科技企业进行分析,如图6所示。
传统汽车厂商中以福特、通用、丰田等为代表,较早布局自动驾驶,多年的专利积累使其技术体系相对完善,且其造车经验丰富,具备自主研发、制造自动驾驶车辆的能力。例如,通用积极研发自动驾驶车队,福特是首家在雪地环境、完全黑暗环境中完成自动驾驶测试的车企[25]。丰田成立Toyota Research Institute (TRI)作为丰田研发自动驾驶技术的核心公司,通过自主研发、投资、结盟等多种方式布局自动驾驶,重点推动自动驾驶领域的私家车和出行服务。
互联网企业以谷歌、百度、优步为代表,进入自动驾驶领域的时间相对较晚,但专利增长速度快,成长迅速,大多致力于L4、L5级的研发。互联网企业在上游感知、决策系统研究和下游出行新业态探索等方面走在前沿。例如,百度、谷歌拥有自己的地图资源,在感知系统中的高精地图和定位开发上拥有独一无二的优势;同时作为互联网行业的领先企业,其拥有的大数据基础和团队使其在算法和计算平台领域更具优势。Waymo、百度正通过Waymo One、Robotaxi等积极布局网约车、出租车。优步的业务更加集中于下游出行服务,2016年优步已成为美国第一家推出试验性的自动驾驶出租车服务的企业。
其他类高科技企业以IBM、高通、三星、英特尔为代表,虽然在造车领域优势不明显,但在某些技术领域占据绝对领先地位,专利积累量丰富。例如,IBM在1959年提出的 “机器学习”在决策系统中有极其重要的应用;三星以自动驾驶系统芯片和操作系统的研发为主;英特尔在芯片和算法领域处于国际领先地位。高通则因其先进的V2X技术着力通信领域,开发车载通信技术C-V2X作为DSRC (专用短程通信技术)的替代解决方案,已被多个企业采用[26]。
从企业的产业链布局看,目前整体上还集中在上游和中游的技术探索阶段,下游商业化应用尚不成熟。上游决策系统是大多数企业比较重视的环节,在芯片、算法、操作系统和计算平台等方面积极投入,以互联网企业和高科技类企业为主。其次在通信系统尤其是车联网、V2X技术上大多企业有所涉及。其中,福特、百度在上游的布局更全面。中游丰田和谷歌 (包括Waymo)在智能驾驶舱、自动驾驶解决方案和智能网联整车各方面都走在前列。其中,整车以传统汽车厂商和互联网企业为主,自动驾驶解决方案以互联网企业和高科技企业为主。下游目前以出行服务业务为主,通用、丰田、谷歌、优步、百度等布局较早,以传统汽车厂商和互联网企业为主体。
3.2 基于专利的智能网联汽车研究机构合作网络
不同类型的企业在智能网联汽车研究方面有不同侧重点和技术优劣势,完整产业链生态的形成需要各类企业通力合作。因此本文通过专利权人之间的社会网络关系分析进一步探讨企业间的合作问题。选取专利申请数≥15的专利权人,并对其名称简化处理,使用Ucinet和Netdraw绘制机构合作网络图 (去掉没有合作关系的节点),如图7所示。
图7 专利权人社会网络图谱
从专利合作主体看,主要可分为3类,即科研院校、企业和个人。根据专利权人的社会网络图可知,当前智能网联技术研究各主体之间的合作比较弱,呈现出小群体、单向合作为主的特征,具体表现如下。
(1)双方、三方合作研究是目前主流。从图谱看,绝大部分研究合作仅涉及双方或三方机构。如奥迪、中国移动和大唐微电子技术,华为、苹果和东南大学等。双方合作如沃尔沃和优步、日产和本田、TCL和滴滴的合作等。合作以企业合作为主,校企合作为辅,其中在三方合作中,高校或个人的参与度相对较高。
(2)形成以个别企业为核心的合作研究。虽然双方、三方合作是主流,但同时也形成以百度、明森、通用、福特、英特尔、索尼等技术前沿企业为中心的合作研究链,其中以百度和明森为核心的合作链上,既链接了奥迪、索尼、联通、图森未来等国内外企业,同时与HUANG、LI等个人专利权人形成较强合作关系,这也是当前合作中最长的一条合作链。另一条较长的合作链是以通用和福特为核心,形成包括两者旗下的子公司和华为、个人专利权人ZHANG等在内的合作研究链。此外,英特尔、华为、谷歌等企业也分别形成以各自优势技术为核心的合作研究关系链,但这些合作大多是单向合作,因此从本质看,仍以双方、三方合作为主。
(3)个人专利权人在研究合作中有重要作用。无论是双方、三方合作,还是形成合作链的多方合作,以个人为单位的专利权人都在其中占据非常重要的地位,其中LIU、LI、HUANG等人在合作网络中甚至处于较核心的位置。这些人在智能网联技术研究中拥有多项有价值的专利,在该领域尤其在国内有较大话语权和权威性,对于引领产业技术的进步与变革具有重要作用。
(4)中国研究主体的合作相比国外更为多元。从国内外技术实力看,我国单车智能技术相比国外略为薄弱,因此国内的企业、院校多不具备独立研发整车技术的能力,而采取多方合作的方式。国外由于起步早、技术积累较多,独立研发能力较强,但在高精尖的技术合作如5G通信技术、高精度地图、芯片等方面合作较多。近年来由于我国在通信、车联网等部分领域全球领先,国际企业也逐渐重视中国掌握前沿技术的企业合作,如华为、百度等与多国企业具有合作研究关系。
目前专利合作关系较弱的重要原因之一在于不同主体的技术实现路径不同。从技术落地看,传统车企和科技型企业 (包括互联网企业及自动驾驶初创企业等,高科技企业通常不涉及整车)是引领智能网联前沿的两大主体。前者大多选择相对保守的从L1~L5循序渐进的方式,强调先在大多数条件下实现部分自动驾驶,在低级别实现量产和商业化以保证车企的资金链。后者作为汽车领域的新进入者则大都直接研究高级别自动驾驶 (L4/L5),先实现特定场景下的无人驾驶,再逐步扩大适用范围[26]。不同的技术实现路径使得这两大研究主体之间的合作较少,因而也更倾向于独立研发或是与高校、个人专利权人合作。这在一定程度上可以保证其在核心专利上的独享权,提升企业在关键技术上的话语权从而使本企业在商业化、国际化的过程中拥有竞争优势。
4 中国智能网联汽车产业技术研究与合作特点
疫情期间自动驾驶在无人物流、即时配送、无人环卫等领域的出色表现让公众看到城市生活新模式的可能,也让更多企业意识到该产业带来的商机,从而激发国内新一轮的技术研发与应用示范的热潮。结合专利研发与合作趋势,从企业角度进一步分析国内智能网联汽车产业在后疫情时期的发展重点。
4.1 技术研究与产业布局
从企业层面看,目前国内外各企业均已在上中下游的各个环节积极布局。目前在智能网联汽车产业链各环节上具有代表性的国内外企业或机构见表4。由表4可知,互联网企业、高科技企业、汽车厂商及零部件提供商、初创企业 (包括自动驾驶和新能源汽车初创企业)是当前产业发展的主力军。在产业链布局的广泛性方面,中国的互联网类企业进入该领域较早,且涉及的产业链环节较多,其中百度、阿里、腾讯、华为等最具代表性。国际上,以博世、大陆、日立、谷歌、高通、英特尔、丰田等为代表汽车零部件供应商、互联网企业及高科技企业在产业链各环节的布局能力较强。
结合国内专利申请量排名和综合实力情况,选取16家企业对其技术研发及产业布局进行具体分析,如图8所示。
表4 智能网联汽车产业链上的国内外代表性企业
图8 中国智能网联汽车代表性企业的产业链布局
(1)从技术路线分析,互联网企业和初创企业以一步到位直接研究高等级自动驾驶 (L4级及以上)为主,部分实力相对雄厚或有整车销售业务的企业如腾讯、驭势和蔚来等同时涉及L3级技术或产品。传统汽车厂商主要采用逐级研究的方式,目前多数在L2和L3级领域深耕,以率先实现量产及部分场景的商业应用为目标。我国高科技企业通常不涉及整车,而以某些优势技术领域为切入口进入产业,而部分企业如中兴通过成立独立的智能汽车子公司布局整车领域。
(2)结合当前技术热点和企业布局,我国智能网联企业当前的技术研究有4个特点。
①与图像识别和高精地图相关的感知系统:我国互联网企业在上游感知系统中的布局以高精地图为主,如百度地图、滴滴旗下滴图、腾讯投资四图维新、阿里收购高德等,均是有多年技术积累的实力雄厚的专业图商,相比以初创企业为主的国外其他国家更具优势。但是摄像头、雷达等传感器的整体技术实力较弱,尤其在激光雷达领域与Velodyne等国外企业相比尚有一定差距。
②与数据、算法与计算、芯片相关的决策系统:决策领域,初创企业和BAT等互联网巨头在大数据、算法与计算、操作系统等技术研究方面经验丰富,且已取得一定成果,如百度DuerOS、阿里AliOS、腾讯AI in Car等技术均已相对成熟且实现商用。而华为、中兴、大唐电信等高科技产业则在芯片研发领域弥补了互联网企业和初创企业的空白。前者国内企业发展较快且已形成一定的竞争优势,但在芯片领域与英特尔、英伟达等国际巨头差距较大。
③与无线通信网络及通信安全相关的通信系统:我国通信系统研究中高科技企业是中坚力量且走在世界前列。以华为5G技术为核心的中国三大移动运营商正在积极布局5G在智能网联汽车中的商用。V2X通信中,大唐电信作为LTE-V2X的提出者,与华为共同主导中国的车联网通信标准,成为国际两大通信标准 (DSRC:专用短程通信技术;LTE-V:以LTE蜂窝网络为基础的车联网专有协议)之一,并显示出其相较于DSRC的优势。但在通信安全领域国内主要企业与高通、恩智浦等相比处于相对弱势地位。
④与车辆行动控制、位置控制、安全控制相关的控制执行系统:传统汽车厂商因其多年的整车集成控制与相关零部件的生产制造经验,在控制执行系统的优势相对明显,如比亚迪、上汽等。但长期以来,博世、大陆、采埃孚等一级供应商占据了汽车控制执行系统的主要市场,国内整体的技术储备较弱,品牌认可度较低。
(3)从产业链布局看,整体特点与国际领先企业类似,但同时具有以下4个特色。
①国内传统企业厂商在上游技术的布局相对较弱,尤其是通信系统领域,更侧重于低等级自动驾驶的整车集成与量产。例如,国内汽车厂商中专利申请量排名前列的奇瑞和吉利等致力于L3级驾驶辅助系统。个别大型车企正向更高等级进军,如上汽的L4级重卡已实现港区特定场景的应用。而福特、通用等国外企业同时在V2X通信技术领域积极布局。
②国内高科技企业更专注于决策和通信领域,尤其是基于通信网络技术提供自动驾驶解决方案。我国高科技企业通常利用其自身优势在5G、V2X技术上重点布局,如华为的 “自动驾驶移动网络”系列化解决方案。而国际领先的高科技企业提供的解决方案更加多元,如英特尔提出的 “视觉优先”的IntelGo自动驾驶平台解决方案。
③国内初创企业在产业链中的比重相对较大。无论是专利数量,还是产业链上的布局,初创企业在中国智能网联汽车市场中都占据较重要的地位,且创新活力强、发展速度较快。初创企业分为两类,一类是自动驾驶初创企业,一类是由新能源造车新势力发展而来的。前者如智行者、图森未来等主要在决策系统、自动驾驶解决方案和出行服务、无人物流新业态等方面布局,是国内实现L3级以上的自动驾驶技术及产品量产商业化落地企业中的第一梯队。后者如蔚来等以智能电动汽车的研发为主,有整车制造的基础,因而更关注于量产和销售变现。
④国内实力雄厚的企业在智能网联汽车测试场或示范区的建设方面更积极。互联网企业如腾讯、阿里,传统汽车厂商如奇瑞、吉利、上汽,高科技企业如中兴、移动等均涉足其中。其中,互联网企业主要利用其AI、虚拟现实等技术投入研发虚拟仿真测试平台,降低测试成本,提高测试效率。传统汽车厂商尤其是国企对测试场地的建设主动性更高,投资力度也更大,如上汽与同济大学共同建立了占地1370亩的测试基地。而高科技企业则更关注与5G相关的测试场地建设,如中兴与中国电信承建雄安新区5G试验网;中国移动建设了中国第一条5G自动驾驶开放式测试路。
综合而言,在技术研发方面,我国在高精地图、大数据、算法与操作系统、5G与V2X通信等领域具有一定优势,但在传感器、芯片、通信安全与集成控制系统等方面与国际领先水平尚有差距。其中,互联网企业、初创企业和高科技企业的研发活力相对较强。从产业布局看,中国企业的布局范围相对国际领先企业较窄,尤其是高科技企业和汽车厂商,受整体实力和技术研发能力限制更专注于本身优势领域,高科技企业集中在通信系统研究,汽车厂商则聚焦于整车集成。从商业化落地情况看,中国的初创企业在L3级以上的市场化动作更快,汽车厂商则优先实现L3级的量产落地。在综合能力方面,初创企业在中国智能网联汽车产业链的不少环节占比较大,但此类企业在经济实力、技术和经验积累方面均有所欠缺;而国外大多以经营多年的传统企业或实力雄厚的互联网企业、高科技企业为主力军,综合实力大多高于初创企业,因此中国智能网联汽车产业的整体实力有待提高。
4.2 企业间合作网络
从专利角度看,当前国内外企业的技术合作关系较弱,但同时由于智能网联技术的复杂性和跨行业性,企业间的合作必不可少,因此在专利技术合作之外,企业更倾向于通过投资、战略联盟等其他方式实现合作。受全球化和国际化的影响,跨国合作在当前市场经济发展中十分普遍,因此企业的合作网络不能局限于国内,国内外企业的合作须放在一起考虑。国内外主要专利权人的合作关系如图9所示。
图9 智能网联汽车主要专利权人合作关系
多数企业选择战略合作的方式,如百度与吉利就AI技术在智能汽车、出行服务领域的应用达成全面战略合作;福特与Lyft合作加速推动无人驾驶出租车服务等。战略合作的方式既可以实现企业间的技术优势互补,增强资金优势,加快技术创新步伐,也通过外部交易的内部化降低创新成本。对于实力相对薄弱的自动驾驶初创企业、未曾进入过汽车行业的高科技类企业或互联网企业而言,战略合作的方式能帮助其更快地进入该市场,提升品牌认知度。
投资、收购自动驾驶初创企业或成立子公司是资金雄厚的大型企业快速进入智能网联汽车市场另一常用的方式。如福特收购Argo AI、通用收购Cruise、英特尔收购Mobileye,而谷歌则将Waymo独立出来成立子公司。通过收购或自主成立自动驾驶子公司能保持充分的研发自主性,且自动驾驶的前期投资金额巨大,独立子公司可借助资本市场加速孵化,这也是能实现合作创新和保证核心技术自主权这双重优势的方式。收购相比于自主成立子公司,对母公司在自动驾驶方面的技术要求较低,且能充分利用被收购企业原有的市场优势,更快提高市场占有率。投资的方式能让企业以较低成本和风险布局该市场。而由于被投资方通常是初创企业或实力相对较弱的企业,如百度对智行者、通用对Lyft的投资等,资金注入能加快融资方的技术创新和企业成长步伐,从而推动整个行业发展。但对于投资企业而言,对自身品牌在智能网联汽车市场竞争力的提升效果比拥有子公司的企业小。
5 后疫情时代中国智能网联汽车企业技术研究与合作趋势
(1)攻关前沿热点技术。在优势技术如高精地图、大数据与算法、5G通信等领域,国内企业尤其是互联网企业和高科技企业,应抓住当前机遇优先攻关,占领技术制高点,不断扩大优势。在相对弱势如图像识别、芯片、通信安全及控制系统等领域,企业要加大研发投资力度,各类企业强化分工合作。高科技企业充分利用其人才、技术创新优势,结合企业实际情况在芯片、通信安全等领域积极布局智能网联相关技术。初创企业加大与大型企业的合作力度,提高融资水平,支持企业在图像识别、AI芯片等技术环节持续研发创新。汽车厂商可优先在控制执行系统领域攻关,提高我国车企在集成控制领域的品牌影响力。
(2)强化企业间合作网络建设。由于国内在部分关键技术方面存在较明显的短板,且初创企业在产业链中比重较大,整体研发实力相对较弱。因此合作研发是我国企业快速提高技术水平的方式之一。考虑到技术专利的自主性,可更多选择与个人专利权人及高等院校展开技术合作,同时形成基于战略与投资关系的多元合作网络。具体而言:①我国互联网企业在智能网联汽车技术研发方面走在前列,但本身业务大多不涉及整车制造,因此传统汽车制造商通常是首先考虑合作的对象,以实现技术的落地与汽车量产。同时与其他主体就技术研发、市场运营与推广等形成多元合作网络。②相应地,由于我国多数传统汽车厂商尚处于传统燃油车向新能源汽车的转型期,且由于当前产业的商业化模式尚不明朗,变现能力较弱,因此其资源重点多集中于前两种汽车,在智能网联汽车技术研发方面相对弱势。加强与互联网企业、高科技企业、初创企业等的合作,可借助合作伙伴的技术优势,以较低的技术投入在市场中提前布局,技术成熟后可迅速做出市场反应。③我国在智能网联汽车产业拥有成熟技术的高科技企业较少,未能充分发挥高科技企业的科创资源优势。应更多地与其他高科技企业、初创企业等达成合作,专攻某些技术领域,尤其是决策系统和通信系统领域方面,以加速新技术研发与转化。同时与互联网企业类似,通常不涉及整车制造,因此汽车厂商也是其技术落地的首选合作对象。④我国自动驾驶初创企业在产业链各环节都比较活跃,但目前阶段综合实力相对较弱,通常在某些领域拥有技术优势且落地速度快,因此是其他大型企业良好的投资或并购对象,应提高融资能力,主动吸引多方投资。⑤国内汽车零部件供应商尤其在控制执行领域的零部件供应商实力较弱,且与其他主体更多的是产业链上下游的供应关系,因此在战略合作与投资外,与其他类型的企业形成稳定的供应链合作伙伴关系是比较合适的选择。
(3)支持企业测试场与示范区建设。国内企业与国际领先企业在产业链布局上较大区别在于国内大型企业在测试场/示范区的建设中更积极。智能网联汽车目前整体处于从技术研发与测试走向商品化的过渡期,在达到量产及大范围应用的标准前尚需进行大量测试,因此测试场的建设在当前发展阶段中至关重要。测试场既为技术研发与改进提供支持,也是链接技术端与应用端的重要桥梁,为商业模式创新指明方向。实力雄厚的企业积极参与智能网联汽车测试场及示范区建设,其中互联网企业、高科技企业等可结合自身技术优势研发虚拟仿真测试场,加快推进技术标准化和产业市场化。结合自动驾驶在疫情场景中的应用实践经验,优先实现特定场景下的应用示范,如无人物流、无人公交、无人出租、无人环卫、即时配送等。同时,建立基于测试场和示范区的产业联盟,让其成为智能网联汽车产业链上企业合作的重要平台。