5G 标准必要专利分布特征：国际比较研究

崔维军，李 璐，韩 硕，刘 铮

（南京信息工程大学商学院，江苏南京 210044）

标准必要专利（standard essential patents，SEPs）作为一种重要的战略资源［1］，在移动通信、电子计算机等专利密集型行业呈现快速增长的趋势［2］。对于企业来说，标准必要专利代表了企业的发展方向，是获取市场准入、降低产品成本［3］，进而影响企业市场竞争力的主要因素［4］。对于国家而言，标准必要专利是国家解决全球市场知识产权问题的重要途径，是在全球范围内推进网络部署的前提和基础，极具商业价值和战略意义［5］。2015 年，《国务院关于新形势下加快知识产权强国建设的若干意见》明确指出要加大创新成果标准化和专利化工作力度，推动形成标准研制与专利布局有效衔接，研究制定标准必要专利布局指南［6］。中国移动通信行业的发展经历了2G 落后、3G 突破、4G 同步、5G 引领的巨大转变［7-8］，该领域的标准必要专利持有量大幅度上升，中国企业也正在从追赶到超越追赶,甚至走到创新前沿,面临从“追赶者”到“领导者”转型的挑战［9］。3G 和4G 的成功案例表明了专利标准化的必要性，5G 时代，中国移动通信技术迅速发展，中国企业对技术创新的重视程度以及知识产权的保护意识不断提高，到2020 年，中国5G 标准必要专利持有量排名第一［10］。中国在移动通信领域的地位得到极大提升，已具备与美国、欧盟等专利大国或地区竞争的实力，使得中国与其他创新型国家或地区之间的比较成为可能，关于中国与主要创新型国家或地区在5G 标准必要专利分布特征的差异性等问题也值得进一步研究。针对以上问题，本文运用欧洲电信标准化协会（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）在2020 年11 月公布的5G标准必要专利数据，比较研究中国与美国、欧盟、日本和韩国等国家或地区的差异。

1 文献综述

1.1 标准必要专利分布特征相关研究

从3G 开始，各个国家或企业向专利局提交的专利申请数量和标准化机构发布的标准数量呈指数级增长［11］，越来越多的专利和标准被当成是战略工具。企业或国家利用专利的技术特性和标准的规范作用，制定有利的竞争策略［12］，开展专利布局。

1.1.1 标准必要专利企业分布特征

标准必要专利企业分布集中度较高，主要由大型跨国企业所主导［13］。原因在于企业申请专利和参与标准化需要投入较高成本，大型企业受益于规模经济和市场优势［14-15］，形成了研发投入与市场回报的良性循环，更倾向于通过技术专利化、专利标准化［16］，进一步加强垄断或竞争优势［17］。而中小企业由于资金的限制，不太可能加入正式的标准化过程，更多地会选择在标准发布后使用和实施这些标准。此外，标准必要专利比其他专利质量更高，拥有更高的技术价值［18-19］，对企业技术水平的要求也会更高。大型跨国企业通常具备更先进的技术［20］，能够最大程度地利用资源规划、获取和制定技术战略［21］，申请和披露标准必要专利。因此，大型跨国企业更有可能申请标准必要专利［22］，拥有绝大多数关键技术的独占权和收益权。

其次，发达国家企业比发展中国家企业披露的标准必要专利更多。美国、欧洲和日本移动通信技术发展较早，2000 年之前，美国、欧洲和日本企业拥有的标准必要专利的数量占据了全球的90%以上［23］，中国、韩国等发展中国家企业仅拥有不到10%的标准必要专利。这些发达国家企业对标准必要专利的掌握形成了技术垄断，并对发展中国家企业构成了技术贸易壁垒，阻碍了发展中国家企业开拓国际市场［24］。虽然发展中国家企业标准必要专利持有量在持续增加，但是与发达国家企业相比仍有一定差距。管子怡等［25］学者通过对ISO 组织在2019 年发布的标准必要专利数据的统计分析也发现，各国家之间标准必要专利数量相差较大，总体而言，发达国家企业的国际标准必要专利数量远远高于发展中国家企业。

1.1.2 标准必要专利技术领域分布特征

标准必要专利主要分布在移动通信、计算机、生物医学和半导体等专利密集型领域中［1,26］，尤其是移动通信领域，与通信标准相关的标准必要专利已成为许多企业和学者关注的热点。专利强度越高，企业加入标准化过程的可能性就越高［27］。在移动通信领域中，每个通信产品都离不开其所依赖的通信协议标准，生产网络也远比全球平均生产行业复杂，对技术标准的需求也会更多［28］。因此，移动通信领域标准必要专利数量远比其他行业多，整个移动通信企业都需要向核心技术拥有者或标准必要专利持有者缴纳高额的许可费［29］。

随着各行业间的联系越来越紧密，标准必要专利的重要性日益凸显，移动通信领域标准必要专利的影响已不仅仅只局限于自身的技术领域内，甚至可能会溢出到其他技术领域［30］。在移动通信产业价值链中，技术标准所包含的专利，主要存在于通信芯片中［31］，而芯片不仅仅存在于移动通信领域，更应用于半导体、计算机等其他行业。其次，3G 和4G 时代，持有标准必要专利的企业控制了移动技术在智能手机行业的应用方式，5G 对通信领域标准必要专利的应用提出了更高的要求，5G 标准必要专利持有者将很有可能成为技术和市场的领导者［32］。而5G 标准必要专利的相关诉讼，也已从智能手机转移到汽车行业，并可能向其他行业转移（如家用电器、制造业、能源等）。

1.2 标准必要专利国际比较相关研究

1.2.1 知识产权保护行为国际比较研究

知识产权保护是影响技术创新和专利布局的主要因素，专利保护作为企业考虑在标准行业中开展业务的主要策略，对于维持企业的竞争优势至关重要［33］。即使企业成功地实现技术追赶，在其他企业保护核心技术时，可能也无法自由使用其开发的技术。其次，知识产权保护也是影响企业经济的因素之一［34］。虽然，国际专利保护不是免费的，可与侵权案件和授权费用相比，广泛的国际专利保护反而降低了国际贸易的成本和风险［35］。因此，国家和企业往往会通过申请专利的方式来保护核心技术，有针对性地进行专利布局。

制定强有力的知识产权战略是企业长期发展的保障。近年来，研究发现中国企业对5G 技术创新的重视程度以及知识产权的保护意识正在逐步增加。中国、韩国等国家的公司在1G 和2G 时代没有技术标准化的相关经验，很难认识到制定专利和标准战略的重要性［36］，美国、欧盟等国家或地区则是申请了大量的基础专利［37］，并进行专利布局，较早地在移动通信领域占据了重要地位，这对中国、韩国等追赶者来说，造成了一定的威胁。Dang 等［38］学者运用W-CDMA 和LTE 标准必要专利数据，比较分析了标准必要专利持有者所面临的机会和威胁，发现后进入企业比先进入的企业在国际上会获得更少的专利保护。

知识产权保护对企业参与标准化具有重要影响。Blind 等［39］学者基于不同国家的企业数据，分析了专利保护策略以及专利保护对加入正式标准化的影响，研究结果表明对核心技术的保护力度越大，企业通过技术标准化来提高自身技术组合价值的可能性就越高。然而，也有部分学者研究发现专利保护可能会阻碍正式的标准化。因此，部分标准制定组织会通过要求参与成员披露标准实施所必需的专利来影响公司的专利行为［40］。此外，Berger 等［41］学者的研究表明各个国家对国内和国外申请人专利的保护程度不同，以中国为例，在专利申请时，尽力为国内国外专利申请人提供平等待遇，但在授予方面，中国则会对国内专利申请给予更多优惠待遇［42］，进而会影响企业申请专利和参与标准化的行为。

1.2.2 技术追赶行为国际比较研究

技术追赶是指在经济发展过程中，后来者不断缩小与先进入者之间差距的行为［43］，后来者通过加强内部研发和从前沿学习两个方式实现内部知识的创造。当新兴技术出现时，具有类似技术的公司形成战略联盟［44］，合作研发并申请专利，其中引用标准的专利更有可能作为后续技术变革的基础［45］。而追赶企业则会因为新标准带来的新的挑战和机遇，获取新的发展机会。发展中国家，特别是东亚国家在多个领域都存在技术追赶行为［46］。这些国家在新兴的技术领域与德国、日本和美国等领先的国家竞争，并在成熟的技术领域向它们学习。

后工业化国家和后发企业的技术追赶，不仅要学习先进入者的技术，还要超越和创造道路追赶，特别是在通信技术相关行业［47］。Kang 等［37］学者基于W-CDMA 和LTE 标准必要专利数据，比较研究了中国和韩国实施的标准战略以及后续情况。研究结果表明，中国的标准战略是针对国内市场的国内标准，而不是以全球标准为主。因此，中国的战略可能会推迟其技术能力的改进和市场的形成［23］。韩国则是将其资源集中在追赶上，即路径跟踪追赶［48］，更注重全球标准化。Kang 等［19］学者在以中国和韩国为例研究技术追赶问题时，则发现中国和韩国企业较少依赖于自己的知识，要实现技术追赶仍需较长时间的积累。尽管知识学习和知识转移在缩小领导企业和追随者之间的差距方面发挥着关键作用，但中国和韩国仍需努力不断提升国内知识的竞争力。

随着主导设计的出现，市场集中度和成本的提高可能导致行业中其他参与者出现全新产品或产品种类的可能性更低，追赶型企业若想实现技术创新，则需打破对主导企业的技术依赖，实现根本性的创新［49］。Laer 等［50］学者从标准必要专利与进出口贸易之间关系的角度，着重分析了中国技术追赶情况。结果表明在研究期间，中国在信息技术领域领域仍处于追赶阶段，拥有的专利价值较低，但目前情况已有了明显的转变。

2 数据与方法

2.1 数据来源

ETSI 是由欧共体委员会批准建立的一个非营利性的电信标准化组织。该组织拥有完备的知识产权政策，并建立了向公众公开的标准必要专利数据库。ETSI 涵盖了最为全面的5G 标准必要专利数据，基于该数据库进行标准必要专利统计分析具备较高的可行性与可靠性［51］。因此，本文以ETSI 标准必要专利数据库作为数据来源。

本文使用了2020 年11 月份的最新数据，通过对数据表中“Ess_To_Standard”“Patent_Type”和“5G”3个字段的筛选，分别选取“Ess_To_Standard”字段为“True”、“Patent_Type”字段为“Basis Patent”和“5G”字段为“1”的数据，共筛选出218 906 条5G 标准必要专利中的基础专利数据。由于存在跨标准代的专利申请和专利披露，数据中包含了先前披露为2G、3G 或4G，并再次披露为5G 的专利声明。

2.2 研究对象选择

在研究对象的选取方面，本文选取了美国、日本、韩国和欧盟4 个国家或地区具有代表性的企业作为中国的比较对象，分别是日本的夏普、日本电报电话公司（Nippon Telegraph &Telephone，NTT）,韩国的三星、乐金（LG），欧盟的诺基亚和爱立信，美国的高通和英特尔。主要有两点原因：第一，中国、美国、日本、韩国和欧盟是5G 标准必要专利持有量最多的5 个国家或地区。其中，中国5G 标准必要专利持有量最多，其次是美国、韩国、日本和欧盟。本文选取美国、日本、韩国和欧盟4 个国家或地区作为中国的比较对象，可以看出中国在5G 标准必要专利布局中的优劣势。第二，移动通信领域企业集中度较高，绝大部分关键技术被领头企业掌握［52］。IPLytics 的报告中显示，排名前10 名的企业拥有超过80%的5G 专利家族，而排名前20 名的企业拥有所有5G 专利家族的93%以上［29］。本文选取的10家企业5G 标准必要专利持有量均在全球排名前15名，5G 标准必要专利的披露数占据了企业所属国家专利披露总数的70%～90%，因此，这10 家企业无论是市场战略布局，还是技术领域的分布广度都极具代表性。其中，中国华为5G 技术有限公司（以下简称“华为”）标准必要专利披露数量最多，占比为11.95%；其次，是美国高通10.27%和韩国三星10.16%。具体情况如表1 所示。

表1 中国与主要创新型国家或地区企业5G 标准必要专利持有量情况

表1（续）

3 数据分析

专利数据是研究技术发展最主要的知识来源之一，为理解新技术提供了帮助［53］。本文基于2020年ETSI 数据库，从5G 技术发展总体格局和技术领域热点分布两个角度进行国际比较。

3.1 5G 标准必要专利发展总体格局

3.1.1 5G 标准必要专利申请量总体特征

本节对5G 标准必要专利基本信息进行统计分析，从5G 标准必要专利数量、标准必要专利涉及标准数量以及技术重要性3 个方面来描述5G 相关技术特征和企业的竞争优势。具体情况如表2 所示。

表2 5G 标准必要专利技术特征分析

基于表2 对每个企业5G 标准必要专利持有量、涉及到的标准数量和技术重要性的统计结果，可以看出：

中国5G 标准必要专利披露总数排名第一，且呈持续增长趋势。从2018 年开始，中国5G 标准必要专利持有量一直稳居第一。截至2020 年7 月，中国华为和中兴披露的5G 标准必要专利中基础专利的数量就已达到9 638 个。美国在2017 年5G 标准必要专利持有量最高，但是从2018 年开始，美国5G 标准必要专利的持有量已被中国、韩国等国家反超。可见，中国和韩国在推动5G 的发展中发挥了重要作用。中国、韩国等国家在技术追赶过程中，集中资源进行内部技术研发［54］，并积极参与标准的制定，逐渐摆脱对领先企业的依赖，形成了自身技术优势。进一步挖掘还发现，中国企业在5G 新披露的标准必要专利数量也是位居第一。韩国的三星、中国的华为和中兴则是披露新5G 标准必要专利最多的3 家企业。美国和欧盟的5G 技术很大程度上延续了原本的技术优势，虽然也披露了新的5G 标准必要专利，但相比之下，在2G、3G、4G 已披露过的标准必要专利，继续被披露为5G 标准必要专利数量所占比例较大，5G 时代新披露的标准必要专利比例较低。

中国5G 标准必要专利所涉及标准数量位居第二，仅次于欧盟。企业的发展很大程度上取决于标准的竞争，参与标准制定也成为了企业和国家建立和维持核心竞争优势的重要途径［55］。因此，从企业或国家拥有标准的数量可以分析出该企业或国家在5G 技术领域的竞争力。从表2 的统计结果中，可以发现诺基亚和爱立信两家企业拥有了412 个标准，其中，仅诺基亚一家企业5G 标准必要专利涉及标准的数量就已达到了303 个。中国的华为和中兴则是拥有365 个标准。数据表明，欧盟在移动通信领域5G技术的竞争中，具有更高的国际地位，而诺基亚比其他国家或地区的企业拥有更多的竞争优势。

中国5G 标准必要专利重要性不高，与韩国和日本相比差距较大。Kim 等［44］学者的研究表明标准的引用与专利的重要性呈正相关关系。为了解每个标准涉及标准必要专利的情况，本文对5G 标准必要专利数量与所涉及标准数量做了进一步分析，从计算结果中发现：韩国和日本标准必要专利的技术重要性更高，分别为44.87 和36.58，远高于其他国家。韩国的两家企业拥有标准的数量较少，仅为208 个标准，但是5G 标准必要专利数量却达到了9 332 个。而美国与欧盟一样，标准必要专利所涉及的标准数量较多，而5G 标准必要专利持有量并不占优势，导致平均每个标准所涉及的专利数量较少。可见，虽然美国和欧盟在移动通信领域标准必要专利数量上的优势逐渐下降，但在参与技术标准相关方面的优势仍然存在。

3.1.2 5G 标准必要专利的地理位置分布

由于专利具有地域性特征，大型跨国公司会更偏向于在对业务有重要意义的市场上申请专利。本通过标准必要专利的公布号，了解5G 标准必要专利发布国家或地区的具体信息1），深入分析地理位置分布特征，探究领先企业5G 标准必要专利申请的行为特征。结果如表3 所示。

表3 5G 标准必要专利的地理分布情况

基于表3 对5G 标准必要专利优先申请国和地理位置分布的统计结果，可以看出：

（1）中国5G 标准必要专利地理位置分布不广。从表3 中的数据，可以发现美国的5G 标准必要专利分布最广，在66 个专利授权机构进行了专利申请，其中，仅美国高通一家企业就已在55 个国家的专利授权机构申请了专利。而中国5G 标准必要专利持有者只在36 个授权机构申请了专利，5G 基础专利的披露也主要集中在中国、欧盟和美国等国家或地区。日本、韩国和欧盟则分别在33、46 和54 个国家或地区进行了专利布局。相较之下，中国5G 标准必要专利的分布广度与美国仍有较大差距。整体而言，中国5G 标准必要专利地理位置布局较为集中。

（2）中国5G 标准必要专利的优先申请国以本国为主。中国5G 标准必要专利的基础专利主要在中国、美国和欧盟进行申请，其中，在中国申请的数量最多。由于中国具有强大的市场基础，中国在对目标市场进行选择的时候，更看重本国市场，以本国专利申请优先权为主。中国虽然在5G 标准必要专利数量上占有优势，但是若想开拓更广泛的市场，仍面临着巨大的考验。而除了中国的企业外，其他国家或地区的企业大多以美国市场为主。可见，虽然美国自身的技术优势和对知识产权的重视程度会导致别的国家进入美国市场的难度加大，但是各国家企业对于美国市场的重视程度明显高于其他国家，美国仍是各个国家和企业申请专利的优先考虑国家。另外，日本企业对优先申请国的选择会有所区别，NTT 申请专利仍会以本国为主，而夏普则以美国市场为主，而不是优先考虑占据日本市场。

3.2 5G 标准必要专利技术领域分布情况

为进一步了解各个国家和企业5G 标准必要专利技术领域的分布特征，本文统计了所选取的10 家企业的5G 标准必要专利相关信息，通过标准编号的分类、IPC 分类号以及底层技术对标准必要专利技术领域的分布情况进行分析。具体情况如表4 所示。

表4 5G 标准必要专利技术领域分布情况

表4（续）

基于表4 统计结果，可以得出：

（1）中国标准必要专利涉及的标准技术领域分布不广。中国的5G 标准必要专利包含了16 个技术规范领域，主要集中在内部固定网络、LTE 和无线电技术等领域。美国标准涉及的技术领域最多，为26 个，其次是韩国的18 个。中国、欧盟、日本和韩国等国家或地区企业的业务范围主要为智能手机制造、网络运营等，而美国的高通和英特尔在这基础上，还包括了半导体、芯片的制造和研发，因此，美国参与了5G 更多领域标准的制定，掌握了更多的核心技术，具有绝对的竞争优势。这也表明美国的企业不仅仅只追求专利数量上的领先，还在更多领域拥有竞争优势，并在一定程度上形成了贸易壁垒。而中国虽然已在部分技术领域有一定优势，但是与美国相比，仍存在较大差距。

（2）中国5G 标准必要专利主要集中在无线通信网络、数字信息的传输等领域，底层技术主要聚焦在NEW RADIO（NR）、NEW CORE（NC）、LTE等方面。而美国除了在各个国家都关注的无线通信网络、信息传输等相关5G 技术上具有一定的优势外，还注重对传感器元器件、芯片等核心技术的研发。值得注意的是，在4G 标准必要专利的申请中，LTE、3GPP 等相关底层技术发挥了重要作用，而在披露的5G 标准必要专利中也占有不小比例，可见，在5G 技术的发展中，仍有原有技术被继续沿用。这也就导致中国虽然在5G 标准必要专利的数量上已经占据了领先地位，但是移动通信领域中的部分技术仍然受制于美国、欧盟等国家或地区，这些国家或地区在3G、4G 时代就已经占据了绝对优势，掌握了大部分的核心技术，中国要想实现5G 技术的全面领先，仍需要继续攻克相关难题。

4 总结与讨论

本文基于ETSI中5G标准必要专利的报告数据，选取10 家5G 标准必要专利持有量具有代表性的企业作为研究样本，比较分析了中国、美国、日本、韩国和欧盟5 个国家或地区5G 标准必要专利的分布特征，得到如下几个结论：

中国5G 标准必要专利披露数位居第一，但是5G 技术涉及的标准数量与欧盟相比仍有差距。近年来，中国5G 标准必要专利的持有量一直呈现持续增长趋势。到2020 年，中国仅华为一家企业披露的5G 标准必要专利数量就已达到5 528 个，新披露的5G 标准必要专利数量也达到了3 825 个，远超美国、欧盟、日本和韩国。这也就表明中国的5G 发展已取得了一定的成就。但是，就中国5G 技术所涉及的标准数量以及5G 标准必要专利的重要性来说，与欧盟、日本等国家或地区相差较大。

中国5G 标准必要专利的地理位置分布不广，主要集中在本国。从分布地区看，中国5G 标准必要专利主要在36 个国家或地区的专利局申请，与美国在66 个国家或地区进行了专利申请相比，差距较大，美国会在更多的国家或地区受到专利保护。从数量上看，在中国本土申请的专利占据了绝大多数，5G标准必要专利的优先申请国也以本国为主，表明中国标准必要专利的市场布局以本国为主。而对于中国以外的国家或地区来说，美国市场则更具有吸引力，其重要性远高于其他国家。即使美国的自身优势会对别的国家企业形成一定的障碍，但仍会以美国作为优先申请国，在获得美国专利局的认可之后，才会考虑在本国或是别的国家进行专利布局。

中国企业技术领域覆盖面不广，中国的5G 技术优势主要集中在无线通信网络、信息传输等方面，美国、欧盟等国家或地区的技术优势不仅包括无线通信、信息传输等领域，还涵盖了传感器、芯片等关键技术。对于5G 技术领域的研究，各个国家主要技术聚焦领域差距不大，主要是无线通信网络、信息传输等方面。中国在基站的建设以及通信设备的制造方面已具有一定优势，但是对于芯片等关键技术的研究不足仍然存在。从底层技术的分布领域来看，中国的研究主要集中于NEW RADIO（NR）、NEW CORE（NC）、LTE 等技术方面，而美国、欧盟等国家技术优势除了涉及到与5G 相关的新技术外，还包括对原有3GPP 核心技术的改进和升级，尤其是对芯片技术的掌握，已形成贸易壁垒。因此，虽然我国5G 网络建设已处于全球领先地位，但是想让5G 网络发挥最大化作用，还是需要依靠美国、欧盟等国家或地区的技术支持。

5 未来展望

整体而言，虽然本文已描述出5G 标准必要专利的战略布局，但是仍具有一定的局限性。

首先，本文以ETSI 数据库中披露的5G 标准必要专利作为数据来源进行分析，虽然该数据库中已包含了较为全面的标准必要专利数据，但仍有少量信息未被涵盖到。其次，标准制定组织都高度依赖于专利权人主动披露的可能被纳入标准的专利信息，没有任何实体去评估所申报的标准必要专利的真实性，所以关于标准必要专利的数据方面，未来可以通过整合不同标准必要专利数据库，如3GPP 数据库、塞尔中心数据库等，为标准必要专利的研究提供更为全面的数据来源。

其次，本文利用5G 标准必要专利公布号等数据，对5G 标准必要专利申请国家进行了统计分析，为研究5G 标准必要专利的地理位置分布提供了相应的证据。然而，不同的5G 技术地理位置分布是否不同，核心网、终端等关键技术的发展和分布具有怎样的特点，各个国家和企业是如何进行战略布局的，这些具体的问题也是未来研究的重点。

最后，关于5G 标准必要专利的技术特性，本文主要从标准必要专利以及其所涉及标准的数量进行了分析，虽然对移动通信行业5G 技术的发展已有了较为深入的了解，但是仍存在不足之处。本文对于5G 标准必要专利问题的分析，仅停留在数据的统计上，缺乏对该领域标准必要专利与企业战略等相关问题的实证分析。如何运用实证的分析方法去研究各个国家和企业不同的战略布局的意义、对企业经济效益的作用以及对后续创新和可持续性发展的影响，仍需要进一步去探讨。

注释：

1）5G 标准必要专利地理位置分布情况。